ES2853979T3 - Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento, aerogenerador con una unidad de desplazamiento y/o de accionamiento de este tipo y procedimiento para controlar una unidad de desplazamiento y/o de accionamiento de este tipo - Google Patents

Abstract

Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento, en particular para ajustar el ángulo azimutal de una barquilla de aerogenerador (24), con dos grupos constructivos que pueden hacerse girar uno respecto a otro (8, 9), al menos dos actuadores (11a-n) para hacer girar los dos grupos constructivos (8, 9) uno respecto a otro así como un dispositivo de control (12) para controlar los actuadores (11), estando asociado a los actuadores (11) en cada caso un dispositivo de determinación de carga (110) para determinar la carga que actúa sobre el respectivo actuador (11), caracterizada porque los actuadores (11) están unidos de manera que se comunican entre sí y presentan en cada caso un componente de control (11s) para la adaptación descentralizada del momento de giro proporcionado en función de señales de carga de los dispositivos de determinación de carga (110), estando configurados dichos componentes de control (11s) de los actuadores (11) para, al obtener una señal de carga (110s) de un actuador en cada caso diferente (11), que indica que se ha alcanzado una sobrecarga de este actuador distinto (11), variar el propio momento de giro con un momento auxiliar (DM) para descargar dicho actuador distinto (11).

Description

DESCRIPCIÓN

Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento, aerogenerador con una unidad de desplazamiento y/o de accionamiento de este tipo y procedimiento para controlar una unidad de desplazamiento y/o de accionamiento de este tipo

La presente invención se refiere a unidades de desplazamiento y/o de accionamiento tal como pueden utilizarse en aerogeneradores para ajustar el ángulo azimutal de la góndola de aerogenerador o del ángulo de paso de las palas de rotor o en otros mecanismos de giro grandes tales como, por ejemplo, el mecanismo de giro de una grúa o de una excavadora, presentando una unidad de desplazamiento y/o de accionamiento de este tipo al menos dos actuadores para hacer girar dos grupos constructivos montados de manera que pueden girar uno con respecto a otro así como un dispositivo de control para controlar los actuadores, que controla los actuadores de tal manera que los actuadores durante el giro de los dos grupos constructivos y/o en la situación de parada de los grupos constructivos se tensan unos con respecto a otros. La invención se refiere además a un aerogenerador con una unidad de desplazamiento y/o de accionamiento de este tipo, así como a un procedimiento para controlar una unidad de desplazamiento y/o de accionamiento de este tipo.

Aerogeneradores con unidades de desplazamiento de este tipo se conocen, por ejemplo, por los documentos WO 2012/000504 A1, DE 10023440 C1, JP 2007518939 A y EP 2781738 A1.

En accionamientos giratorios grandes, que están sujetos a grandes cargas externas, tal como es el caso, por ejemplo, en accionamientos de desplazamiento azimutal de aerogeneradores o el mecanismo de giro de una grúa Derrick, habitualmente se usan varios actuadores, que desplazan conjuntamente los dos grupos constructivos que deben hacerse girar. A este respecto, los actuadores pueden comprender un motor, por ejemplo, en forma de un motor eléctrico, que a través de un engranaje, por ejemplo, un engranaje planetario, acciona una rueda de accionamiento tal como un piñón, que se engrana en una corona dentada, para hacer girar la corona dentada. Los grupos constructivos que deben desplazarse pueden ser, por ejemplo, los dos anillos de cojinete de un cojinete de rodillos y/o de deslizamiento grande, por medio del que la góndola o una pieza de torre que soporta la góndola se monta en la torre del aerogenerador de manera giratoria alrededor de un eje vertical o la plataforma giratoria de una grúa Derrick se monta sobre su tren de rodaje de oruga. Al hacer girar los dos anillos de cojinete puede hacerse girar entonces la góndola con respecto a la torre o la plataforma giratoria con respecto al carro inferior.

A este respecto, debido al juego en los dentados se producen movilidades en los trenes de accionamiento, de modo que a pesar de usar varios actuadores la góndola o la plataforma giratoria pueden reaccionar con una dinámica no deseada, por ejemplo, en forma de vibraciones rotacionales. A este respecto, dichas movilidades y elasticidades en el tren de accionamiento pueden tener múltiples motivos, por ejemplo, además del juego de diente en el engrane dentado entre el piñón y la corona dentada, también plasticidades en los engranajes usados o plasticidades en el montaje de los actuadores, que habitualmente están sujetos a soportes de máquina correspondientes, que solo presentan una rigidez limitada.

Para no tener, debido a tales movilidades, efectos dinámicos demasiado grandes en el desplazamiento de la góndola de aerogeneradores, hasta la fecha es habitual utilizar un freno de servicio, por ejemplo, hidráulico y llevar el desplazamiento de los grupos constructivos uno hacia otro contra una cierta fuerza de frenado, es decir el freno de servicio se aplica durante el desplazamiento y proporcionar una cierta fuerza de frenado, que se supera por los actuadores. De este modo pueden controlarse y suprimirse fluctuaciones dinámicas no deseadas debido a elasticidades en el tren de accionamiento. Sin embargo, en esto resulta desventajoso que puede producirse un desgaste aumentado en los accionamientos, los actuadores en sí tienen que sobredimensionarse, para no solo poder aplicar las fuerzas de desplazamiento en sí, sino también poder superar además la fuerza de frenado, y además el freno de servicio en sí tiene que diseñarse de manera correspondiente y proporcionarse espacio constructivo para ello. Al mismo tiempo, el freno de servicio está sujeto a un fuerte desgaste y complejidad de mantenimiento.

Por otro lado, también se ha propuesto ya prescindir de un freno de servicio de este tipo o realizar el movimiento de desplazamiento sin la fuerza de frenado de un freno de servicio y en lugar de ello tensar los actuadores unos contra otros. Un tensado de este tipo de los actuadores del dispositivo de desplazamiento azimutal de un aerogenerador lo muestra, por ejemplo, el documento DE 10 2008 013 864 B4. En este se propone dividir de diferente manera el momento de accionamiento total requerido en el eje principal a los diversos actuadores, contrarrestando al menos uno de los actuadores con un pequeño momento contrario el sentido de giro teórico, para implementar un tensado de los actuadores unos contra otros. Para ello se predeterminan para los actuadores diferentes números de revoluciones teóricos con una diferencia de número de revoluciones en el intervalo de desde 20 hasta 100 revoluciones por minuto, para generar un momento de giro opuesto, que en cuanto al orden de magnitud debe ascender al 5-10 % del momento de accionamiento de los otros accionamientos de desplazamiento.

Por el documento EP 2290230 B1 se conoce además un sistema de desplazamiento azimutal para la góndola de un aerogenerador, que trabaja con una pluralidad de actuadores, a los que está asociado en cada caso un controlador propio, que se comunican entre sí, así como con un controlador de control de orden superior. A este respecto, en un primer modo de funcionamiento todos los actuadores deben trabajar en el mismo sentido de giro, para hacer girar la góndola en el viento, mientras que los actuadores se tensan unos contra otros en un segundo modo de funcionamiento, en el que la góndola debe retenerse en la situación de parada rotacional.

Sistemas de actuadores adicionales para góndolas de aerogeneradores se conocen por los documentos DE 102007 049386 A1, DE 102013207322 y US 2007/0158926 A1.

Con un funcionamiento tensado de este tipo de los diversos actuadores pueden reducirse los efectos dinámicos no deseados debido al juego en el tren de accionamiento en cierto grado. Sin embargo, en condiciones desfavorables tales como, por ejemplo, altas cargas cambiantes, puede producirse a pesar de ello un balanceo o una supresión insuficiente de los efectos dinámicos. Por otro lado, los actuadores y el tren de accionamiento se cargan de manera innecesaria en fases tranquilas, por ejemplo, con poco viento, en las que en sí no sería necesaria una amortiguación mayor de los efectos dinámicos, con lo que puede producirse un desgaste prematuro.

Por otro lado, en tales sistemas de actuadores pueden producirse sobrecargas, que pueden conducir a daños en actuadores individuales o la destrucción de componentes. Dado que en una instalación con varios actuadores, que se utilizan con arrastre de fuerza, los actuadores individuales no pueden diseñarse de tal manera que transmitan en cada caso individualmente toda la fuerza, en el caso de cargas asimétricas puede producirse la sobrecarga de un accionamiento. Si cada accionamiento se hubiera diseñado individualmente de tal manera que pudiera transmitir solo toda la carga máxima, la instalación se sobredimensionaría drásticamente en su totalidad. Por tanto, los actuadores se diseñan por regla general de tal manera que apliquen conjuntamente las fuerzas de actuación y se distribuyan los momentos y las fuerzas de actuación necesarios en total.

En el caso de las posibles sobrecargas mencionadas anteriormente pueden producirse en parte destrozos en componentes difíciles de sustituir, generándose el mayor daño porque se destruye la zona, en la que todos los accionamientos introducen sus fuerzas, dado que entonces tampoco es posible ya un funcionamiento de emergencia por medio de algunos actuadores. En el caso de un accionamiento de corona dentada del tipo mencionado anteriormente, tal como se utiliza en módulos azimutales de aerogeneradores o mecanismos de giro grandes, por ejemplo, de grúas, en particular una destrucción de la corona dentada o de los flancos de diente de una corona dentada de este tipo paraliza toda la instalación, produciéndose tiempos de parada muy largos, dado que el desmontaje de la corona dentada no es posible sin más.

Para evitar tales daños grandes y tiempos de parada más largos se ha propuesto ya incorporar puntos de rotura controlada en componentes menos críticos, para proteger los componentes más críticos frente a la destrucción y poder cambiar más fácilmente el componente destruido en el punto de rotura controlada. Por ejemplo, el documento EP 2280191 B1 muestra un actuador de dicho tipo, en el que pretende protegerse la corona dentada grande frente a la destrucción al presentar los árboles de salida de los actuadores un punto de rotura controlada, por ejemplo, en forma de una muesca correspondiente directamente en el árbol de salida o una brida de árbol asociada con el mismo. A este respecto, dicho árbol de salida se asienta entre un piñón, que se engrana con la corona dentada, y un engranaje, a través del que se acciona dicho árbol de salida desde un motor eléctrico.

Tales puntos de rotura controlada mecánicos en el árbol de salida de los actuadores protegen concretamente la corona dentada y también los engranajes de los actuadores frente a la destrucción o daños y solo tiene que sustituirse un componente más barato, relativamente más sencillo. Aun así, se producen tiempos de parada para la reparación y una pérdida de producción correspondiente.

Partiendo de esto, la presente invención se basa en el objetivo de crear una unidad de desplazamiento y/o de accionamiento mejorada, un procedimiento mejorado para controlar una unidad de desplazamiento y/o de accionamiento de este tipo, así como un aerogenerador mejorado con una unidad de desplazamiento y/o de accionamiento de este tipo, que eviten las desventajas del estado de la técnica y perfeccionen este último de manera ventajosa. En particular pretende conseguirse una protección frente a la sobrecarga fiable, que evite o al menos acorte los tiempos de parada de la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento, así como de la instalación equipada con la misma. A este respecto pretende conseguirse preferiblemente al mismo tiempo una compensación mejorada de las movilidades en el tren de accionamiento, que también suprima de manera fiable en condiciones desfavorables efectos dinámicos no deseados durante el desplazamiento de la posición angular, reduciéndose al mismo tiempo la carga y el desgaste de los actuadores y del tren de accionamiento y posibilitándose una solución con menos actuadores.

Según la invención, dicho objetivo se alcanza mediante unidades de desplazamiento y/o de accionamiento según la reivindicación 1, un aerogenerador según la reivindicación 20 y un procedimiento para controlar una unidad de desplazamiento y/o de accionamiento de este tipo según la reivindicación 21. Configuraciones preferidas de la invención son el objeto de las reivindicaciones dependientes.

También se propone configurar los propios actuadores de manera inteligente y permitir que se comuniquen directamente entre sí, para evitar sobrecargas de actuadores individuales rápidamente y sin retardo. Las señales de carga, que reproducen las cargas detectadas individualmente de los actuadores, se envían, al menos cuando indican que se ha alcanzado una sobrecarga de un actuador, a al menos un actuador distinto o todos los demás actuadores y se convierte en los mismos por un componente de control descentralizado del actuador receptor en un momento auxiliar. Si un actuador notifica una sobrecarga o al menos la aproximación a la sobrecarga a los demás actuadores, al menos uno de los demás actuadores varía su momento de giro proporcionado en dicho momento auxiliar, de modo que se descarga el actuador que busca ayuda. Para proporcionar el momento auxiliar no es necesaria ninguna intervención del dispositivo de control de orden superior, central, y tampoco una consulta en el mismo. Mediante la comunicación directa de los componentes de control descentralizados de los actuadores entre sí pueden evitarse retardos, tal como pueden producirse en el caso del control desde un dispositivo de control de orden superior, central, y de la comunicación con el mismo, de modo que pueden pararse de manera especialmente eficaz picos de tensión que aparecen, que conduciría a un estado de sobrecarga.

En particular, los componentes de control descentralizados de los actuadores están configurados a este respecto para proporcionar dicho momento auxiliar también no teniendo en cuenta al menos temporalmente el momento de giro teórico, que se predetermina por el dispositivo de control de orden superior, central.

A este respecto, dicho momento auxiliar puede ser un aumento del momento de giro proporcionado por el actuador, cuando el actuador tiene el mismo sentido de trabajo que el actuador que busca ayuda. Alternativamente, el momento auxiliar también puede ser una reducción del momento de giro del actuador, cuando dicho actuador trabaja en el sentido opuesto, es decir de tensado, al del actuador que busca ayuda.

Ventajosamente, dicho momento auxiliar se adapta a este respecto de manera variable en su magnitud a la señal de carga del actuador que busca ayuda. Si el actuador que busca ayuda necesita un respaldo más fuerte, otro actuador puede proporcionar un momento auxiliar mayor. Si el actuador que busca ayuda solo necesita un respaldo más pequeño, el momento auxiliar puede seleccionarse más pequeño.

A este respecto, también pueden proporcionarse momentos auxiliares por varios actuadores, en particular cuando un actuador distinto, individual, no puede aplicar solo el momento auxiliar necesario.

Ventajosamente, cada componente de control descentralizado de un respectivo actuador puede presentar un dispositivo de evaluación, para poder evaluar al menos la señal de carga de su propio dispositivo de determinación de carga, pero dado el caso poder evaluar también las señales de carga de otros actuadores. Ventajosamente, dichos dispositivos de evaluación están configurados a este respecto de tal manera que una señal de carga o una señal de ayuda derivada de la misma solo se transmite o se envía a otros actuadores cuando la evaluación de la señal de carga indica realmente que se ha alcanzado una sobrecarga. De este modo puede reducirse o mantenerse pequeño el tráfico de datos entre los actuadores. En particular, los dispositivos de evaluación pueden estar configurados de tal manera que evalúen de manera continua o cíclica la señal de carga del propio dispositivo de determinación de carga y al alcanzar un estado de carga crítico la conviertan en una señal auxiliar, que se envía entonces a al menos uno de los demás actuadores. Sin embargo, básicamente también podría trabajarse con solo un dispositivo de evaluación, que evalúa entonces las señales de carga de todos los actuadores.

Adicionalmente a la comunicación directa de los actuadores entre sí, las señales de carga de los dispositivos de determinación de carga pueden transmitirse ventajosamente también al dispositivo de control central, de orden superior, estando configurado dicho dispositivo de control de orden superior, central, ventajosamente para adaptar la especificación de los momentos de giro teóricos a los actuadores individuales en función de las señales de carga recibidas.

Dicha notificación al control de orden superior tiene lugar ventajosamente solo cuando ya ha tenido lugar la provisión de los momentos auxiliares o la regulación correspondiente para evitar sobrecargas de actuadores individuales, que por así decirlo se proporcionó de manera interna entre los actuadores directamente.

Es decir, los componentes de control de los actuadores inteligentes se utilizan para formar una protección de sobrecarga inteligente, por medio de la que pueden evitarse sobrecargas de actuadores individuales y daños que resulten posiblemente de las mismas o incluso destrozos. Es decir, según un aspecto de la presente invención está previsto un dispositivo de protección frente a la sobrecarga, que monitoriza los estados de carga de los actuadores individuales y distribuye los momentos de accionamiento de manera variable a los diversos actuadores, de modo que en el caso de una amenaza de sobrecarga se fija el máximo de o se reduce mediante la técnica de control el momento de accionamiento en un actuador e interviene a modo de respaldo mediante la técnica de control al menos un actuador adicional, para proporcionar aun así en la medida de lo posible el momento de accionamiento deseado en total.

Si se establece que la fuerza o el momento de giro o la carga en un accionamiento o en varios accionamientos se vuelve demasiado grande o amenaza con volverse demasiado grande, los componentes de control de los accionamientos adicionales reaccionan de tal manera que los accionamientos adicionales tengan un efecto de respaldo más intenso y se comporten de tal manera que todos los actuadores se hagan funcionar dentro de sus intervalos permitidos.

Ventajosamente, dicho dispositivo de sobrecarga puede estar configurado de tal manera que la distribución en sí prevista de los momentos de accionamiento se mantenga lo máximo posible (todo lo que se pueda) y que la distribución especial, prevista por motivos de protección frente a la sobrecarga, de los momentos de accionamiento se limite a mantener el respaldo mediante los demás actuadores tan pequeño como sea posible, para hacer que el respectivo actuador, que sufre la amenaza de sobrecarga, justo no pase a la sobrecarga o al menos no a una sobrecarga crítica. Es decir, el momento de accionamiento proporcionado a modo de respaldo (ya sea el aumento de un momento de accionamiento que actúa a modo de respaldo o la reducción de un momento de accionamiento de tensado, de efecto antagonista) se utiliza por el dispositivo de control de manera economizada y en particular solo previsto en la magnitud que sea necesaria para proteger al otro actuador frente a la sobrecarga. De este modo puede conservarse en su mayor parte la característica de funcionamiento deseada, explicada anteriormente, del dispositivo de desplazamiento y/o de accionamiento, en particular el tensado explicado. Sin embargo, este comportamiento normal deseado (en particular dicho tensado) de toda la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento puede superarse por el dispositivo de monitorización, siempre que sea necesario.

Si el dispositivo de protección frente a la sobrecarga interviene de dicha manera, esto puede notificarse en un perfeccionamiento ventajoso de la invención a un control de orden superior, por ejemplo, para poder reproducir esto en todo momento a través de una monitorización remota. Dicho dispositivo de protección frente a la sobrecarga puede para ello depositar una notificación de protección frente a la sobrecarga o proporcionarla a una interfaz, de la que puede consultarse entonces por el control de orden superior y/o el dispositivo de monitorización remota.

Dichos dispositivos de determinación de carga, que determinan individualmente las cargas que actúan en cada caso sobre los actuadores individuales, pueden estar configurados básicamente de diferente manera. En un perfeccionamiento de la invención, dichos dispositivos de determinación de carga pueden presentar en cada caso un elemento sensor, por medio del que, por ejemplo, puede medirse una carga que actúa sobre el árbol de salida de los actuadores. Un elemento sensor de este tipo puede comprender en particular un elemento de medición de fuerza y/o de momento y/o de expansión y/o de torsión, que puede estar asociado a dicho árbol de salida de los actuadores. Básicamente pueden usarse los elementos sensores y/o detectores de carga explicados anteriormente, por medio de los que también puede controlarse la distribución de momentos con el propósito del tensado, de modo que en este sentido se remite a la descripción anterior.

Según el respaldo necesario y/o según el estado de funcionamiento actual de la distribución de momentos, el dispositivo de protección frente a la sobrecarga puede tomar diferentes medidas para el respaldo. Por ejemplo, puede variarse el número de los actuadores que trabajan en el sentido de giro deseado y/o el número de los actuadores que trabajan en el sentido de actuación de tensado, opuesto, para respaldar un actuador que llega a sobrecarga. Si, por ejemplo, cuatro actuadores trabajan en el sentido de giro deseado y dos actuadores en el sentido de actuación de tensado, opuesto, puede, por ejemplo, apagarse uno o ambos de los actuadores que trabajan en el sentido de giro de tensado, opuesto, o conectarse en la marcha en vacío, cuando uno o varios de los actuadores que trabajan en el sentido de giro deseado amenazan con llegar a la sobrecarga. Dado el caso, también puede conmutarse uno o ambos de los actuadores de tensado, que trabajan de manera opuesta, para no actuar más de manera opuesta, con tensado, sino trabajar igualmente en el sentido de giro deseado.

Alternativa o adicionalmente a una variación de este tipo del número de los actuadores que trabajan en el respectivo sentido, también puede variarse dentro de un grupo de actuadores que trabajan en el mismo sentido la distribución de momentos de accionamiento, para proteger o descargar a un actuador que llega a sobrecarga. Si, por ejemplo, de la manera mencionada anteriormente tres actuadores trabajan en el sentido de giro deseado y dos actuadores adicionales en el sentido de giro de tensado, opuesto, por ejemplo, uno o dos de los actuadores que trabajan en el sentido de giro deseado pueden controlarse de tal manera que proporcionen más momento de accionamiento, cuando el tercero de dichos actuadores que trabajan en el sentido de giro deseado amenace con llegar a sobrecarga.

Ventajosamente, el dispositivo de control puede estar diseñado de tal manera que en primer lugar se intente conservar un estado de tensado deseado, es decir dejar la relación de los momentos de accionamiento, que trabajan en el sentido de giro deseado y en el sentido de giro opuesto, y/o la intensidad del tensado, es decir la magnitud absoluta de los momentos de accionamiento que trabajan de manera opuesta (considerados en cada caso en suma), en primer lugar inalterada o controlarla de la manera explicada anteriormente en función de las cargas externas y, en la medida de lo posible, evitar estados de sobrecarga de actuadores individuales distribuyendo de manera variable los momentos de accionamiento dentro de los actuadores que trabajan en el mismo sentido, para evitar sobrecargas de actuadores individuales, y variar dicha relación de los momentos de accionamiento que trabajan de manera opuesta y/o su magnitud absoluta solo cuando la primera etapa mencionada anteriormente, es decir la variación de la distribución de momentos de accionamiento dentro de un grupo ya no sea suficiente para conseguir una protección frente a la sobrecarga fiable.

La distribución y variación de los momentos de accionamiento en los actuadores individuales, es decir por un lado una fijación del máximo y/o una reducción del momento de accionamiento en el actuador, que amenaza con llegar a sobrecarga, y un aumento o una disminución del momento de accionamiento que actúa a modo de respaldo o que actúa tensando en al menos un actuador distinto, puede implementarse mediante la técnica de control básicamente de diferente manera. Para ello, el dispositivo de sobrecarga puede utilizar en particular las estrategias ya explicadas anteriormente, es decir, por ejemplo, mediante la variación variable de la dispersión del número de revoluciones teórico y/o la variación de las curvas características de motor de los actuadores y/o una especificación del número de revoluciones teórico individual mediante el regulador de número de revoluciones y/o la variación de las curvas características de motor en función del número de revoluciones teórico predeterminado por un regulador de número de revoluciones de orden superior.

Dicho dispositivo de protección frente a la sobrecarga puede prever medidas adicionales para, en caso necesario, cuando la protección frente a la sobrecarga mediante la técnica de control ya no sea suficiente, impedir las consecuencias negativas de sobrecargas. En particular, el dispositivo de protección frente a la sobrecarga puede prever o presentar frenos de sobrecarga, que pueden accionarse en actuadores individuales o en todos, cuando el dispositivo de determinación de carga notifica a uno o varios actuadores una amenaza de sobrecarga. En particular en el caso de un bloqueo mecánico de un actuador, mediante el accionamiento de los frenos de sobrecarga puede impedirse un daño adicional.

Alternativa o adicionalmente a un freno de protección frente a la sobrecarga de este tipo, que puede accionarse ventajosamente en función de la señal de los dispositivos de determinación de carga, también es posible prever en el actuador un punto de rotura controlada, ventajosamente en la zona del árbol de salida que une la rueda de salida, que está engranada con los componentes que deben hacerse girar, con un engranaje a través del cual el motor acciona el árbol de salida.

Ventajosamente se propone además adaptar el tensado de los actuadores unos contra otros durante el desplazamiento de los grupos constructivos que deben desplazarse a las cargas externas, para no someter los actuadores de manera innecesaria a una carga, pero por otro lado también en condiciones desfavorables conseguir un tensado suficiente y con ello la atenuación de los efectos dinámicos. A este respecto, el dispositivo de control comprende un dispositivo de ajuste de tensado para ajustar de manera variable la intensidad del tensado de los actuadores en función de una carga externa variable sobre los grupos constructivos que deben desplazarse, que puede determinarse por medio de un dispositivo de determinación de carga. Cuando debido a las cargas externas es necesario un tensado elevado, el dispositivo de ajuste de tensado prevé un tensado mayor o suficientemente elevado, mientras que puede preverse un tensado menor cuando las condiciones lo permitan, para no someter los actuadores de manera innecesaria a una carga. Mediante una adaptación inteligente de este tipo del tensado de los actuadores a las cargas externas sobre los grupos constructivos que deben desplazarse, en particular la góndola que debe hacerse girar y el rotor sujeto a la misma o sobre la plataforma giratoria de una grúa, pueden usarse menos actuadores y/o dimensionados más pequeños y evitarse un desgaste prematura, mientras que a pesar de ello se garantiza una minimización de efectos dinámicos no deseados también en condiciones desfavorables. A este respecto se reduce la complejidad de mantenimiento.

En particular, el dispositivo de ajuste de tensado puede estar configurado de tal manera que, con una carga externa creciente y/o con fluctuaciones de carga crecientes, se aumente el tensado de los actuadores, mientras que con cargas externas decrecientes y/o en el caso de fluctuaciones solo pequeñas o ausentes de la carga externa puede ajustarse un tensado menor de los actuadores.

Básicamente, a este respecto puede ser suficiente un desplazamiento por etapas del tensado, en particular cuando están previstas un número suficiente de etapas, por ejemplo, tres o más etapas, en particular también cinco o más etapas, pudiendo ser sin embargo también suficientes solo dos etapas. Esto puede simplificar el control de los actuadores y evitar operaciones de cálculo excesivas del dispositivo de control o de regulación. Alternativamente, sin embargo, también puede preverse un desplazamiento sin etapas del tensado, para conseguir una adaptación lo más fina posible del tensado a las condiciones límite externas.

Las cargas externas pueden determinarse o tenerse en cuenta básicamente de manera diferente, pudiendo tener lugar la determinación de carga directa o indirectamente.

En un perfeccionamiento ventajoso de la invención puede estar previsto un dispositivo de detección de viento, que detecta la intensidad del viento y/o dirección del viento y/o la uniformidad del campo de viento, de modo que el tensado pueda adaptarse de manera variable en función de la intensidad del viento detectada y/o de la dirección del viento y/o fluctuaciones de intensidad y/o dirección del viento. En particular, el dispositivo de ajuste de tensado puede estar configurado para, con una intensidad del viento creciente y/o con una irregularidad creciente del campo de viento por ráfagas y/o cambios de dirección del viento, aumentar el tensado de los actuadores. Por ejemplo, puede estar previsto que en el caso de intensidades del viento menores hasta un cierto valor límite, por ejemplo, menos de 10 m/s o menos de 5 m/s, se prevea un tensado menor de, por ejemplo, en el intervalo de 20 Nm, mientras que en el caso de intensidades del viento mayores por encima de un límite de viento predeterminado de, por ejemplo, más de 10 m/s, se prevea un pretensado mayor, por ejemplo, en el intervalo de 30 Nm o más. En lugar de un ajuste por zonas con límites de intensidad del viento también puede preverse en este caso un desplazamiento de múltiples etapas o un desplazamiento sin etapas, dado el caso usando un elemento de atenuación, para no tener que llevar a cabo con cada variación de la intensidad del viento menor una adaptación del control.

Alternativa o adicionalmente a tener en cuenta la intensidad del viento, también puede tenerse en cuenta la dirección del viento y/o la irregularidad del campo de viento, por ejemplo, de tal manera que en el caso de direcciones del viento oscilantes y/o fluctuaciones más intensas en el campo de viento, que someten a más carga de manera alternante los más diversos actuadores, se ajuste un tensado simétrico, en el que se hagan funcionar tantos actuadores con un momento de giro en el sentido de giro teórico como actuadores con un momento de giro en contra del sentido de giro teórico. Es decir, si el viento oscila o en general el campo de viento es irregular, de modo que se obtiene en general una carga más fluctuante una vez de un grupo de actuadores y una vez del otro grupo de actuadores, el dispositivo de ajuste de tensado puede prever que se tensen, por ejemplo, dos contra dos actuadores o tres contra tres actuadores, es decir que dos actuadores impulsen el movimiento de desplazamiento, mientras que dos actuadores adicionales frenen el movimiento de desplazamiento o (en el caso de dicho ajuste de tres contra tres) tres actuadores impulsen el movimiento de desplazamiento, mientras que tres actuadores lo contrarresten. Correspondientemente, también en la situación de parada de la unidad de giro pueden tensarse los actuadores, por ejemplo, dos contra dos o tres contra tres o en otras constelaciones.

Por otro lado, si la dirección del viento conduce a que los actuadores se sometan a carga de manera unilateral o asimétrica, el dispositivo de ajuste de tensado puede prever un tensado asimétrico, en el que más actuadores impulsan el movimiento de desplazamiento que actuadores frenan el movimiento de desplazamiento o a la inversa menos actuadores impulsan el desplazamiento que actuadores frenan este movimiento de desplazamiento, según en qué dirección someta a carga asimétrica la carga externa a los diversos actuadores. Un tensado asimétrico de este tipo también puede preverse correspondientemente en la situación de parada.

Un tensado simétrico o asimétrico de este tipo de los actuadores con un número igual o diferente de los actuadores que trabajan en sentidos opuestos puede ajustarse a este respecto alternativa o adicionalmente a tener en cuenta las relaciones de viento también debido a otros parámetros o indicadores de la carga por parte del dispositivo de ajuste de tensado. Por ejemplo, el dispositivo de ajuste de tensado puede evaluar la carga que se produce realmente de los actuadores, por ejemplo, mediante la evaluación de su corriente de entrada, para determinar si hay una carga en general simétrica o una carga asimétrica, con lo que puede ajustarse entonces de dicha manera un tensado simétrico o asimétrico.

En particular, el dispositivo de determinación de carga puede (alternativa o adicionalmente a una detección de viento y/o de campo de viento directa) determinar la evolución de carga y/o evolución de momento de giro que se produce en los actuadores, para en función de esto ajustar de manera variable la magnitud y distribución del tensado de los actuadores entre sí. Ventajosamente, el dispositivo de determinación de carga puede presentar un determinador de amplitudes de carga para determinar las amplitudes de carga que se producen en al menos un actuador, pudiendo estar configurado el dispositivo de ajuste de tensado para, con amplitudes de carga cada vez mayores, prever un tensado cada vez mayor. Este planteamiento parte de la reflexión que, en el caso de cargas de viento que fluctúan más intensamente y/o un campo de viento cada vez más irregular, las cargas inducidas en los actuadores fluctúan más intensamente y/o las amplitudes de carga inducidas se vuelven cada vez mayores.

Ventajosamente, dicho determinador de amplitudes de carga puede estar previsto para, a partir de una señal de carga sin filtrar, determinar las amplitudes de carga, por ejemplo, valores máximos y mínimos a través de un intervalo de tiempo predeterminado, preferiblemente corto, de, por ejemplo, unos pocos segundos y a partir de dichos valores máximos y mínimos, que se producen en un determinado intervalo de tiempo, determinar la amplitud de carga.

La señal de carga a la que recurre el dispositivo de determinación de carga para la determinación de las cargas en los actuadores puede obtenerse básicamente de manera diferente. Por ejemplo, por medio de un dispositivo de medición de momento de giro puede medirse el momento de giro que se produce en el actuador y/o un engranaje asociado y/o en un elemento de tren de accionamiento, pudiendo evaluarse las amplitudes sin filtrar de la señal de momento de giro. Alternativa o adicionalmente, por medio de un dispositivo de medición de expansión, por ejemplo, una galga extensiométrica, pueden determinarse las expansiones o deformaciones que se producen en un componente del actuador y/o del tren de accionamiento, para determinar a partir de la señal de expansión de dicha manera las amplitudes. A su vez alternativa o adicionalmente, por medio de un sensor de fuerza o de un dispositivo de medición de fuerza también puede medirse una fuerza de reacción, por ejemplo, de un elemento de cojinete del actuador o un elemento de tren de accionamiento, para determinar a partir de esto las amplitudes de carga, que se inducen por cargas de viento fluctuantes.

Alternativa o adicionalmente, las cargas de los actuadores y/o las cargas que actúan sobre los actuadores también pueden medirse mediante elementos sensores, que están asociados a un árbol de salida de los actuadores, pudiendo estar colocado el elemento sensor según la configuración directamente en el árbol de salida o estar unido con un elemento constructivo, que está unido con dicho árbol de salida o lo soporta. Por ejemplo, un torsiómetro puede estar colocado en el árbol de salida, que mide una torsión del árbol de salida. Alternativa o adicionalmente, una galga extensiométrica puede detectar una deformación del árbol de salida o de un componente unido con el mismo. Alternativa o adicionalmente, medidores de fuerza y/o de momento de giro pueden detectar las fuerzas y/o momentos de fuerza que reinan en el árbol de salida o en componentes unidos con el mismo tales como bridas de árbol o de cojinete.

Dicho árbol de salida del respectivo actuador, al que está asociado el elemento sensor, puede extenderse ventajosamente entre la rueda de accionamiento, en particular piñón, que está engranada con uno de los componentes que debe hacerse girar, y un engranaje, a través del que se acciona el árbol de salida por un accionamiento, tal como, por ejemplo, un motor eléctrico o hidráulico. La disposición del elemento sensor en dicho árbol de salida puede proporcionar una determinación exacta de la verdadera carga, en particular en los componentes que corren peligro del sistema. En particular pueden estimarse de este modo de manera muy exacta las cargas de flancos de diente, que se producen en una corona giratoria como consecuencia de las cargas medidas en el árbol de salida.

Ventajosamente, el dispositivo de determinación de carga está configurado de tal manera que las cargas que se producen individualmente en cada actuador pueden determinarse por separado o individualmente.

Alternativa o adicionalmente a la medición de tales magnitudes mecánicas, el momento de carga y/o las cargas de accionamiento también pueden determinarse a partir de magnitudes eléctricas de los actuadores. Por ejemplo, las amplitudes de carga pueden calcularse o determinarse a partir de fluctuaciones de la corriente de entrada y/o de la tensión y/o a partir de magnitudes que se producen en el convertidor de frecuencia.

Para determinar cargas asimétricas sobre la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento o la intensidad de la asimetría de las cargas que actúan sobre la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento, el dispositivo de determinación de carga también puede estar configurado para determinar un momento de giro medio de los actuadores, pudiendo considerarse como momento de giro medio el valor medio o el valor promediado a lo largo de una ventana de tiempo de los momentos de giro proporcionados por los actuadores. Por ejemplo, si se establece que los actuadores considerados en total tienen que proporcionar un momento de giro de determinada magnitud que gira en un determinado sentido de giro, para llegar a o mantener un ángulo de giro predeterminado, puede partirse de la base de que actúa una carga de viento asimétrica sobre el aerogenerador o una carga asimétrica sobre el grupo constructivo que debe desplazarse. En función de la magnitud y/o de la duración de tiempo del momento de giro medio, determinado, el dispositivo de ajuste de tensado puede ajustar de manera variable el tensado, por ejemplo, de tal manera que se aumente el número de actuadores que giran en un sentido y/o se reduzca el número de los actuadores que giran en el otro sentido de giro opuesto. Por ejemplo, si se mide un momento de giro que tira de manera aumentada hacia la izquierda constantemente o a lo largo de un periodo de tiempo prolongado (o en el caso de cargas fluctuantes un momento de giro, que tira prioritariamente hacia la izquierda), puede aumentarse el número de actuadores que giran hacia la derecha y/o reducirse el número de actuadores que giran hacia la izquierda. Alternativa o adicionalmente, la apertura también puede desplazarse en uno u otro sentido de giro, por ejemplo, al aumentarse el momento de giro de los actuadores que giran en un sentido y/o reducirse el momento de giro de actuadores que giran en el otro sentido.

Dicha determinación de cargas asimétricas sobre la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento, por ejemplo, mediante la determinación mencionada anteriormente del momento de giro medio de los actuadores, puede utilizarse también para determinar la dirección del viento, lo que puede ser más exacto que una medición directa de la dirección del viento mediante un anemómetro y puede usarse para hacer mover la góndola o el rotor del aerogenerador de manera exacta en el viento. Por ejemplo, el dispositivo de control puede reajustar el ángulo de actuación al que debe llegarse hasta que ya no se establezca ninguna carga asimétrica más o la asimetría de las cargas externas se vuelva mínima.

Para poder determinar de manera precisa las cargas externas y/o los momentos de giro o cargas inducidos en los actuadores también en la situación de parada puede procederse básicamente de diferente manera. Por ejemplo, mientras el actuador correspondiente está en funcionamiento, puede calcularse el momento de giro por medio de los convertidores de frecuencia. Alternativa o adicionalmente, cuando el motor está apagado y un freno de parada está cerrado, puede medirse el momento a través del dispositivo de medición de momento de giro y/o dispositivo de medición de carga ya mencionado anteriormente, por ejemplo, en forma de una brida de medición y/o galga extensiométrica en una pieza estructural parada del accionamiento y/o del freno, por ejemplo, a través de una galga extensiométrica en el motor o la carcasa de freno.

Alternativa o adicionalmente a una determinación de momento de giro de este tipo mediante una brida de medición o galga extensiométrica, el momento de giro también puede determinarse mediante la monitorización del ángulo de giro en una rueda de accionamiento o un elemento del tren de accionamiento, en particular del piñón de salida de un actuador. Siempre que se conozca la rigidez de los actuadores, en el caso de un actuador parado, más exactamente un motor parado y/o freno parado, puede calcularse a partir de una variación angular en la rueda de accionamiento, en particular piñón de salida, la variación del momento de giro. Una determinada variación de momento de giro va asociada concretamente con una determinada variación angular.

Para poder determinar la magnitud absoluta del momento de giro, el momento de accionamiento del actuador puede servir antes del apagado como base para, a través de la medición de ángulo de giro, poder determinar la variación con respecto a esta base y con ello siempre el valor absoluto del momento de giro.

Alternativa o adicionalmente al ajuste del tensado, el momento de carga determinado en la situación de parada también puede utilizarse para diseñar la operación de conmutación entre el freno y el motor, es decir de la situación parada frenada a un movimiento de actuación, o a la inversa del funcionamiento de motor al funcionamiento de parada frenado, de la manera más suave posible. Por ejemplo, puede observarse el momento de carga determinado de la manera mencionada anteriormente, de modo que en un momento de carga muy reducida pueda conmutarse para no sobrecargar el engranaje, incluso cuando el motor y el freno sostienen el rotor conjuntamente durante un tiempo breve. Alternativa o adicionalmente, puede monitorizarse la suma de momento de freno y de motor y limitarse mediante el control de actuador.

Alternativa o adicionalmente, el dispositivo de ajuste de tensado puede tener en cuenta para el ajuste del tensado un ángulo de inclinación o de paso de al menos una pala de rotor. Para ello puede estar previsto un dispositivo de detección de ángulo de paso o de ángulo de pala, en función de cuya señal el dispositivo de ajuste de tensado puede variar el tensado de los actuadores. Por ejemplo, el dispositivo de ajuste de tensado puede prever que en el caso de ángulos de paso, que se ajustan habitualmente a intensidades del viento mayores y/o potencias de instalación mayores, se ajuste un tensado mayor que en el caso de ángulos de paso, que se ajustan en el caso de intensidades del viento menores y/o potencias de instalación menores. Esto puede partir de la reflexión que a ángulos de paso correspondientes actúan cargas dinámicas correspondientemente altas o bajas sobre la góndola, que requieren o hacen que sea suficiente un tensado correspondientemente mayor o menor. Ventajosamente, el dispositivo de ajuste de tensado puede comunicarse directamente con el sistema de actuadores de ángulo de paso, para tener en cuenta el ángulo de paso en el tensado de los actuadores unos contra otros.

Alternativa o adicionalmente, también puede tenerse en cuenta una potencia de instalación, que proporciona el aerogenerador, para el ajuste del tensado de los actuadores. Por ejemplo, en el caso de potencias de instalación mayores puede ajustarse un tensado más intenso y en el caso de potencias de instalación menores un tensado más reducido. Un planteamiento de este tipo parte de la reflexión que en el caso de potencias de instalación mayores fuerzas dinámicas básicamente más intensas tiran de la góndola y por consiguiente es necesario un tensado más intenso de los actuadores durante el desplazamiento de la góndola a otro ángulo azimutal, para conseguir una supresión segura de los efectos dinámicos no deseados.

El ajuste del tensado puede implementarse por dispositivo de ajuste de tensado básicamente de manera diferente. En particular, el dispositivo de ajuste de tensado puede estar previsto de manera ventajosa para variar el número de los actuadores, que trabajan con un momento de giro en un primer sentido de giro y/o el número de los actuadores, que se hacen funcionar con un momento de giro en el sentido de giro opuesto, para ajustar de este modo el tensado de la manera deseada, en particular variar la intensidad del tensado.

Alternativa o adicionalmente, el dispositivo de ajuste de tensado puede ajustar el tensado de los actuadores mediante una variación variable de la dispersión de los números de revoluciones teóricos predeterminados para los actuadores. Para ello puede disminuirse el número de revoluciones teórico al menos de un actuador con respecto al número de revoluciones teórico que debe realizarse en sí, con el que se desplaza entonces correspondientemente el grupo constructivo, y/o elevar el número de revoluciones teórico al menos de un actuador con respecto a esto. Según la intensidad deseada del tensado puede trabajarse en este caso con dispersiones de números de revoluciones teóricos de diferente magnitud, pudiendo ser suficiente o ventajoso, por ejemplo, una diferencia de números de revoluciones teóricos entre un actuador que frena y uno que acciona en el intervalo de 100-500 o 200­ 500 revoluciones por minuto, pero también pueden preverse diferencias de números de revoluciones mayores de más de 500 revoluciones por minuto, en particular también de 1000 a 5000 revoluciones por minuto. Por ejemplo, con un número de revoluciones teórico elevado o disminuido en aproximadamente 3000 revoluciones para muchos movimientos de desplazamiento que se producen puede conseguirse un tensado razonable o apropiado. Por otro lado, también se tienen en cuenta diferencias de números de revoluciones de menos de 100 revoluciones por minuto.

De manera ventajosa, el dispositivo de ajuste de tensado puede estar configurado para variar las curvas características de motor de los actuadores, para poder ajustar o adaptar el tensado de manera más suave o más pronunciada.

En particular, en un perfeccionamiento ventajoso de la invención puede estar previsto que a cada uno de los diversos varios actuadores esté asociado un regulador de número de revoluciones propio del motor, que predetermina al actuador asociado en cada caso un momento de giro y obtiene en respuesta el número de revoluciones real del actuador asociado. A este respecto puede estar previsto un regulador de número de revoluciones de orden superior, que predetermina a los reguladores de número de revoluciones propios del motor en cada caso un número de revoluciones teórico.

Este regulador de número de revoluciones de orden superior puede tener en cuenta ventajosamente varios parámetros de entrada, en particular un ángulo de giro teórico, que predetermina el desplazamiento teórico del grupo constructivo, por ejemplo, el ángulo azimutal teórico o el desplazamiento de ángulo azimutal teórico de la góndola de aerogenerador, y además ventajosamente de manera adicional una señal de velocidad del viento y/o una señal de momento de giro, que reproduce el momento de giro que interviene sobre el grupo constructivo debido a las cargas externas, por ejemplo, el momento de viento, y/o una señal de amplitud de carga, que reproduce la amplitud de carga en los actuadores, y/o parámetros aún adicionales tal como se explicó anteriormente, por ejemplo, el ángulo de paso. En función de dichos parámetros de entrada, el regulador de número de revoluciones de orden superior predetermina entonces en cada caso números de revoluciones teóricos para los reguladores de número de revoluciones propios del motor.

Dichos reguladores de número de revoluciones propios del motor pueden variar en función del número de revoluciones teórico predeterminado y/o de la diferencia con respecto a un número de revoluciones real y/o el momento de giro teórico que debe proporcionarse y/o de la diferencia entre el momento teórico y real la curva característica de motor del respectivo motor, para ajustar el motor, por ejemplo, más suave y con ello proteger o hacer más duraderos los engranajes o, siempre que sea necesario, ajustar el motor más duro, para contrarrestar más intensamente efectos dinámicos en el tren de accionamiento. Dado el caso pueden tenerse en cuenta para el desplazamiento de la curva característica de motor por parte de los reguladores de número de revoluciones también otros parámetros, en función de lo que tiene lugar entonces el desplazamiento de curva característica.

El regulador de número de revoluciones de orden superior y/o los reguladores de número de revoluciones propios del motor pueden estar configurados, por ejemplo, en forma de un regulador P. Ventajosamente, a continuación de los reguladores P propios del motor puede encontrarse un componente de delimitación, que prevé una delimitación en cuanto al momento de giro teórico dado en el motor.

Un regulador de número de revoluciones P de este tipo puede estar previsto en particular para influir en las curvas características de los actuadores en su pendiente. Para alcanzar un determinado momento de tensado, puede predeterminarse una diferencia de número de revoluciones dependiente del porcentaje P.

En vista del control o de la regulación inteligente del tensado de los actuadores, la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento puede funcionar sin freno de servicio o realizar operaciones de desplazamiento sin aplicar un freno de servicio, aunque un freno de servicio de este tipo también puede estar previsto.

Independientemente de la presencia de un freno de servicio de este tipo, la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento puede presentar un freno de parada, por ejemplo, en forma de un enclavamiento o frente de detención que actúa por arrastre de forma, que puede accionarse ventajosamente de manera automatizada en el caso de tiempos de parada prolongados, pero dado el caso también en el caso de tiempos de parada solo más cortos. Por ejemplo, un freno de parada de este tipo puede bloquear el cojinete de rodillos y/o de deslizamiento mencionado anteriormente, para descargar los actuadores y los engranajes, dado el caso, presentes, y/o estar asociado a un engranaje entre el motor de actuador y el piñón o la rueda de accionamiento, para sujetar un árbol de engranaje. Alternativa o adicionalmente, el freno de parada dado el caso también puede actuar en uno o varios motores de actuador.

Dichos actuadores pueden presentar en un perfeccionamiento ventajoso de la invención en cada caso un motor eléctrico. Sin embargo, alternativamente también sería posible prever motores hidráulicos. Independientemente de esto, los actuadores pueden comprender una o varias etapas de engranaje, para multiplicar o desmultiplicar el número de revoluciones de motor al número de revoluciones de piñón o de rueda de accionamiento deseado.

Para contrarrestar adicionalmente las movilidades no deseadas en el tren de accionamiento y los efectos dinámicos que resultan de las mismas y respaldar la regulación del tensado de actuador así como simplificar el mantenimiento y la reparación, según un aspecto adicional de la presente invención puede estar previsto agrupar los al menos dos actuadores, los grupos constructivos que tienen que hacerse girar por los mismos así como el dispositivo de control incluyendo los diversos reguladores de número de revoluciones dado el caso previstos para dar un módulo de instalación o grupo constructivo de montaje premontado, que puede montarse a modo de un módulo de Plug-and-Play entre las dos piezas de instalación que tienen que hacerse girar una contra otra, en particular entre la torre de un aerogenerador y su góndola o una pieza de torre que porta la góndola. Ventajosamente, los grupos constructivos que pueden hacerse girar uno respecto a otro, integrados en el módulo de instalación, comprenden para ello medios de conexión, por medio de los que pueden conectarse dichos componentes de instalación adicionales de manera sencilla al módulo de instalación. Estos medios de conexión pueden comprender en particular medios de sujeción mecánicos, por ejemplo, uniones de perno que pueden separarse. Sin embargo, los medios de conexión también pueden comprender medios de conexión eléctricos y/o técnicos de señalización y/o técnicos de abastecimiento de energía tales como, por ejemplo, conexiones de conducción de corriente, conexiones de conducción de señales y/o conexiones hidráulicas, de modo que el módulo de instalación puede conectarse de manera sencilla a los componentes de instalación que deben conectarse o unirse con los mismos.

Para aumentar la rigidez a la torsión interna de los actuadores, en un perfeccionamiento ventajoso de la invención puede estar previsto en particular un alojamiento al menos aproximadamente simétrico de la carga en rueda de accionamiento de lado de salida del actuador mediante un montaje a ambos lados. En particular, un árbol de salida del actuador, en particular del engranaje del actuador, en el que está prevista dicha rueda, en particular piñón, de accionamiento, puede estar soportado radialmente a ambos lados de la rueda de accionamiento mediante cojinetes, pudiendo pararse adicionalmente para el apoyo radial dado el caso también una componente axial.

A este respecto, los cojinetes previstos a ambos lados pueden estar integrados en la respectiva unidad de actuador, por ejemplo, apoyar el árbol que porta el piñón de salida a ambos lados del piñón de accionamiento en una carcasa de la unidad de accionamiento, en particular su engranaje. Alternativamente, también al menos uno de los cojinetes puede estar apoyado directamente en el grupo constructivo, al que se sujeta la unidad de actuador. Por ejemplo, a este respecto el grupo constructivo puede comprender una cubeta de alojamiento y/o dos portacojinetes separados entre sí, en los que puede insertarse la unidad de actuador de tal manera que al menos uno de los cojinetes pueda apoyarse directamente en el grupo constructivo. También cuando ambos cojinetes estar integrados en la unidad de actuador y su carcasa y apoyados en las mismas, el grupo constructivo, al que está sujeta la unidad de actuador, puede presentar una cubeta de cojinete de este tipo o portacojinetes previstos de esta manera, para apoyar de manera firme la unidad de actuador preferiblemente en la zona de dichos dos cojinetes. De este modo puede tener lugar un flujo de fuerza directo y una introducción directa de las fuerzas de cojinete en dicho grupo constructivo. Los grupos constructivos que pueden hacerse girar uno respecto a otro, mencionados anteriormente, pueden formar o comprender, por ejemplo, los anillos de cojinete de un cojinete de rodillos y/o de deslizamiento grande o estar sujetos al mismo, pudiendo estar dispuestos los actuadores ventajosamente dentro del espacio interno delimitado por los anillos de cojinete. Un cojinete de rodillos y/o de deslizamiento grande de este tipo puede formar, por ejemplo, un cojinete azimutal, que puede presentar por un lado medios de conexión para la conexión a una sección de extremo superior de una torre de un aerogenerador y/o por otro lado medios de conexión para la conexión de la góndola de aerogenerador y/o de una pieza de torre que porta la góndola.

Sin embargo, la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento también puede utilizarse básicamente para otras tareas de desplazamiento, por ejemplo, como mecanismo de giro o accionamiento giratorio de una grúa o de una excavadora, aunque dicho uso como accionamiento de desplazamiento azimutal y/o accionamiento de desplazamiento de ángulo de paso de un aerogenerador conlleva ventajas especiales.

Mediante el agrupamiento de dichos componentes de la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento para dar un módulo de instalación premontable puede conseguirse no solo una rigidez aumentada del montaje de los grupos constructivos que deben unirse, que reduce los efectos dinámicos no deseados, sino que también pueden conseguirse diversas ventajas adicionales, por ejemplo, menores tamaños de cojinete debido a una construcción de conexión rígida en el cojinete. Por un lado, el montaje de los componentes individuales puede tener lugar ya en el fabricante de la instalación, con lo que se obtiene una ventaja logística considerable. Por otro lado, en la góndola de aerogenerador o en la barquilla queda más espacio, dado que los actuadores se han movido a dicho módulo de instalación entre la torre y la barquilla. De este modo pueden aumentarse los caminos de rescate y facilitarse el acceso al tren de accionamiento principal de la instalación.

Por otro lado, los accionamientos colocados en el grupo constructivo de instalación premontado son más fácilmente accesibles, con lo que se simplifica el mantenimiento, la reparación y el cambio. Sin embargo, en particular puede evitarse la suavidad y plasticidad del montaje habitual hasta la fecha de los actuadores y del cojinete azimutal, tal como conllevan los soportes de máquina actuales de aerogeneradores convencionales.

La invención se explica a continuación más detalladamente mediante ejemplos de realización preferidos y dibujos asociados. En los dibujos muestran:

la figura 1: una representación en perspectiva esquemática de un aerogenerador, que comprende una unidad de desplazamiento y/o de accionamiento para desplazar el ángulo azimutal de la góndola, que en un perfeccionamiento ventajoso de la invención está configurado como módulo instalado azimutal, la figura 2: una representación esquemática del módulo instalado azimutal de la figura 1 en diferentes posiciones de instalación,

la figura 3: una representación esquemática de un módulo azimutal similar al de la figura 2 según una configuración adicional de la invención, según la cual los actuadores están integrados orientados en sentido opuesto entre sí en el módulo,

la figura 4: una representación esquemática de un actuador de un módulo azimutal de las figuras anteriores, representándose en la vista parcial (a) el montaje deslizante entre la corona dentada y el anillo de carcasa y mostrándose un apoyo solo unilateral del piñón de accionamiento, y mostrándose en la vista parcial (b) un montaje bilateral, simétrico, del piñón de accionamiento de una unidad de actuador, que está sujeta a un módulo azimutal, mostrando la vista parcial 4(c) dos opciones de instalación ventajosas adicionales de un actuador con cojinetes de rodillos y deslizantes, mostrando la vista parcial adicional 4(d) un anillo de cojinete para los actuadores con entalladuras de cojinete previstas en el mismo y mostrado la vista parcial 4(e) dicho anillo de cojinete en sección transversal con actuadores instalados en el mismo, mostrando además la vista parcial 4(f) la disposición de los pernos de unión en el anillo de cojinete, mostrando además la vista parcial 4(g) una opción de instalación adicional para los actuadores y la fijación por medio de pernos al anillo externo de la unidad giratoria, y mostrando la figura 4(h) un anillo de cojinete similar al de la vista parcial 4(d) según una forma de realización adicional, según la cual dicho anillo de cojinete presenta entalladuras de cojinete abiertas hacia un lado, similares a muescas, para los actuadores, de modo que los actuadores pueden introducirse transversalmente al eje de giro de la unidad giratoria,

la figura 5: una representación esquemática de un módulo azimutal con en total seis actuadores, representándose los actuadores en diferentes estados de tensado, para aclarar la conmutación por etapas del tensado,

la figura 6: un diagrama de número de revoluciones-momento de giro, en el que se representan las curvas características de motor de actuadores controlados de manera diferente y el momento de tensado que resulta de ello,

la figura 7: una representación esquemática del dispositivo de control o de regulación para controlar o regular los actuadores de la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento de las figuras anteriores, la figura 8: una vista en corte de un fragmento, esquemática, de una unidad de actuador, que presenta un dispositivo de medición de momento de giro para medir el momento de giro inducido también en la situación de parada, estando prevista en la vista parcial (a) como dispositivo de medición de momento de giro una brida de medición entre un freno y el motor de la unidad de actuador y estando prevista en la vista parcial (b) una brida de medición correspondiente entre el estator o carcasa de motor y una brida de conexión, y representándose en la vista parcial (c) la disposición de un sensor de carga,

la figura 9: una representación esquemática, en perspectiva, de un campo de viento que induce las cargas externas de la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento del aerogenerador, mostrándose adicionalmente a una representación topográfica del campo de viento una representación de tipo diagrama de las variaciones de la velocidad de viento asociadas en un sistema estacionario y una representación de tipo diagrama de las variaciones de la velocidad de viento en un sistema que gira conjuntamente de las palas de rotor del aerogenerador, y

la figura 10: una representación esquemática, en perspectiva, de la comunicación directa de los actuadores inteligentes entre sí, para en el caso de peligro de sobrecarga de un actuador proporcionar directamente a los otros actuadores un momento de giro de respaldo y de descarga.

Como muestra la figura 1, el rotor 3 de un aerogenerador 1 puede estar montado de manera giratoria alrededor de un eje de rotor horizontal en una góndola 24 o una barquilla, que puede disponerse en una torre 2 y hacerse girar alrededor de un eje vertical, para poder orientar el rotor 3 con respecto a la dirección del viento. En dicha góndola 24 pueden estar alojados de manera en sí conocida el generador, módulos de control para el mismo y módulos de conversión de energía y auxiliares adicionales.

El buje de rotor 4 montado en la góndola 24 de manera giratoria alrededor del eje de rotor horizontal porta varias palas de rotor 5, que están montados en el buje de rotor 4 de manera giratoria alrededor de ejes longitudinales de pala de rotor, de modo que el ángulo de inclinación o de paso de las palas de rotor puede adaptarse a las condiciones de funcionamiento, en particular la intensidad del viento y el estado de encendido del aerogenerador. Para ello pueden estar previstas de manera en sí conocida unidades de desplazamiento y/o de accionamiento de paso.

Para llevar la góndola 24 a la posición angular deseada, es decir llegar a un ángulo azimutal deseado, entre la torre 2 y la góndola 24 está prevista una unidad de desplazamiento y/o de accionamiento 20, que está configurada y premontada como módulo instalado azimutal y contiene un cojinete azimutal 7, que proporciona el eje de giro vertical para la góndola 24 con respecto a la torre 2. A este respecto, dicho cojinete azimutal 7 puede estar configurado como cojinete de rodillos y/o de deslizamiento grande y comprender dos anillos de cojinete 8 y 9, que están montados de manera que pueden girar uno contra otro, por ejemplo, mediante el cojinete de deslizamiento 10 mostrado en la figura 4 (a) o el cojinete de rodillos 110 mostrado en la figura 4 (b).

Dichos anillos de cojinete 8 y 9, dado el caso con anillos de carcasa de módulo colocados de manera rígida en los mismos, definen un espacio interno cilíndrico (grosso modo), en el que están alojados varios actuadores 11 para hacer girar los anillos de cojinete 8 y 9 uno contra otro, y presentan medios de conexión adecuados, para sujetarse a la torre 2 o la góndola 24 o a una pieza de torre que la porta.

Como muestra la vista parcial (a) de la figura 4, los actuadores 11 pueden estar sujetos, por ejemplo, a dos soportes de cojinete separados entre sí 21, que pueden estar configurados, por ejemplo, en forma de placa. Los actuadores 11 pueden comprender motores eléctricos 22, que accionan a través de un engranaje 23 un piñón 25, que se engrana con una corona dentada 26, que está unida de manera rígida con el otro de los dos anillos de cojinete, de modo que un giro del piñón 25 conduce a un giro de los dos anillos de cojinete 8 y 9 uno contra otro.

Como muestra la vista parcial (b) de la figura 4, el piñón de salida 25 de un respectivo actuador 11 puede estar soportado o montado ventajosamente también a ambos lados, en particular montado de manera al menos aproximadamente simétrica. A este respecto, un cojinete L1 previsto en el lado de engranaje puede soportar el árbol W que porta el piñón 25 en la carcasa del actuador 11, en particular su carcasa de engranaje. Adicionalmente a este cojinete de lado de engranaje L1, el árbol W que porta el piñón 25 puede estar soportado por un segundo cojinete L2, que se encuentra en el lado dirigido en sentido opuesto al engranaje 23 del piñón 25. Este cojinete adicional L2 puede básicamente estar previsto igualmente en una sección de la carcasa de engranaje y estar soportado en la misma. Sin embargo, como muestra la vista parcial (b) de la figura 4, dicho cojinete L2 también puede estar previsto en una sección del módulo azimutal A, para soportar el piñón 25 o el árbol W directamente en el módulo azimutal. El módulo azimutal A puede presentar para ello una cubeta de cojinete T0, que se extiende al interior de la torre 2 y en la que puede insertarse el actuador 11 con dicho árbol W. Alternativamente, la interfaz de montaje o de unión también puede estar dispuesta en otro punto. Por ejemplo, el árbol de salida W mostrado en la figura 4 (b) puede formar un grupo constructivo integrado a través de los cojinetes L1 y L2 en el módulo azimutal A y engranarse por medio de un dentado de inserción con un elemento de salida del actuador 11, por ejemplo, un portasatélites de la última etapa de engranaje.

Ventajosamente, los cojinetes L1 y L2 previstos a ambos lados del piñón 25 pueden apoyarse directamente en piezas de soporte estructurales del módulo azimutal A, para provocar un flujo de fuerza directo.

De manera cinemáticamente inversa a la realización según la figura 4 (b) también sería posible sujetar el actuador 11 de manera análoga no al módulo azimutal, sino al módulo de torre, con el que se une el módulo azimutal.

Además, sería posible invertir la disposición mostrada en la figura 4 (b) y disponer el actuador 11 por así decirlo boca abajo, tal como ilustra de manera similar la figura 2.

Opciones de instalación adicionales con disposición de actuadores suspendida las muestra la vista parcial de la figura 4 (c), según la cual los actuadores están instalados con un piñón de accionamiento que se encuentra arriba, de modo que el árbol de salida W se extiende desde el piñón 25 hacia abajo hacia el engranaje 23 que se encuentra debajo del piñón 25. El motor eléctrico 22 puede encontrarse a su vez por debajo del engranaje 23. A este respecto, el actuador dispuesto de manera suspendida 11 está retenido a su vez en un anillo de cojinete 9a mostrado en la vista parcial 4 (d) que, por ejemplo, puede estar sujeto al extremo superior de una torre y estar unido con el anillo de cojinete que está derecho 9, pudiendo sujetar una unión por pernos B al mismo tiempo los anillos de cojinete 9 y 9a entre sí y a la torre, véase la figura 4 (c). Las dos variantes mostradas en la figura 4 (c) se diferencian entre sí porque el anillo de cojinete que puede hacerse girar 8, que se acciona por el piñón 25, está soportado por medio de cojinetes de rodillos o por medio de cojinetes de deslizamiento en el anillo de cojinete que está derecho 9.

A este respecto, el apoyo puede tener lugar con respecto a una o ambas piezas 9 y 9a, tal como ilustra, por ejemplo, el lado derecho y la disposición de cojinete de deslizamiento representada en el mismo.

Como ilustra la vista parcial 4 (d), el anillo de cojinete 9a puede presentar entalladuras, en las que pueden introducirse o insertarse los actuadores 11 en la dirección del eje longitudinal de los actuadores, en particular extraerse hacia abajo o insertarse hacia arriba. Adicionalmente, dicho anillo de cojinete 9a puede presentar un gran número de entalladuras de perno, para poder insertar los pernos de la unión por pernos B.

La vista en corte de la vista parcial 4 (e) muestra los actuadores 11 que se asientan en las entalladuras del anillo de cojinete 9a y la unión por pernos B, pudiendo estar, tal como muestra la vista parcial 4 (f), el anillo de cojinete 9a para los actuadores 11 premontado en el anillo de cojinete 9, por ejemplo, mediante pernos en cada sexto agujero de perno, en el que pueden estar previstas roscas, para posibilitar el premontaje. Durante el montaje en la torre pueden ponerse entonces todos los pernos y asegurarse mediante tuercas, tal como muestra la vista parcial derecha de la figura 4 (f).

Según la vista parcial 4 (g), el anillo de cojinete que debe hacerse girar 8 también puede formar el anillo externo, mientras que el anillo de cojinete estacionario 9 puede estar dispuesto de manera interna.

Como muestra la vista parcial 4 (h), el anillo de cojinete 9a también puede presentar entalladuras Z abiertas hacia un lado (en particular hacia el lado interno), en las que pueden introducirse los actuadores transversalmente a su eje longitudinal. Si el anillo o la cubeta de cojinete 9a está instalado/a en una orientación horizontal, los actuadores 2 pueden introducirse horizontalmente en las entalladuras Z, pudiendo comprender los actuadores 2 collarines suficientemente grandes (en la realización dibujada ovalados), que cubren las entalladuras en forma de ranura o en forma de muesca Z, véase la figura 4 (h).

Como muestra la figura 2, los actuadores 2 pueden estar instalados básicamente de manera diferente o el módulo azimutal premontado puede adoptar posiciones de instalación diferentes, por ejemplo, de tal manera que los piñones 25 se encuentren por encima de los motores eléctricos 22 y/o se encuentren en una sección de borde superior del módulo de instalación 27. Alternativamente, también puede estar prevista una situación de instalación invertida con piñones de accionamiento que se encuentran debajo o piñones que se encuentran en la sección de extremo inferior del módulo de instalación 27, véase la figura 2. Según la situación de instalación del módulo de instalación, los actuadores 11 pueden estar dispuestos de manera estacionaria con la torre 2, o disponerse de manera que giren conjuntamente con la góndola 24.

A este respecto, los actuadores 11 pueden estar sujetos a solo un soporte de retención o soporte de cojinete 21 o, tal como se muestra en la figura 4, a dos soportes de cojinete separados entre sí 21.

Como muestra la figura 3, también pueden estar previstos actuadores dispuestos en sentido opuesto entre sí, de modo que un grupo inferior de los actuadores 11 tenga un piñón que se encuentra arriba o el piñón 25 en la sección de extremo superior del módulo de instalación 27 y otro grupo de los actuadores un piñón que se encuentra debajo 25.

Como muestra la figura 7, en la que se representan a modo de ejemplo solo dos actuadores 11, un dispositivo de control 12, que puede estar integrado igualmente en el módulo de instalación 27, puede presentar varios reguladores de número de revoluciones propios del motor 18a y 18b, de modo que a cada actuador 11 esté asociado un regulador de número de revoluciones propio. Estos reguladores de número de revoluciones propios del motor 18a y 18b pueden estar configurados, por ejemplo, como reguladores P y comprender una etapa de delimitación posterior 28, que puede delimitar el momento teórico Mteórico proporcionado a los actuadores 11. Dichos reguladores de número de revoluciones propios del motor predeterminan para el actuador asociado en cada caso 11 un momento de giro y reciben de vuelta el número de revoluciones medido en cada caso ^o real del respectivo actuador 11.

Un regulador de número de revoluciones de orden superior 19 predeterminada para cada regulador de número de revoluciones propio del motor 18a y 18b un número de revoluciones teórico ^O teórico, pudiendo implementarse un tensado mediante la especificación de diferentes números de revoluciones teóricos, tal como se ilustra en la figura 6. Los reguladores de número de revoluciones propios del motor 18a y 18b pueden influir en la curva característica del respectivo actuador 11, para ajustar de este modo el actuador de manera más blanda o más dura, para proteger correspondientemente el engranaje y hacerlo más duradero o incluso implementar un tensado más pronunciado. A este respecto, los números de revoluciones teóricos de dos actuadores 11 por ejemplo, pueden diferir en aproximadamente de 100 a 500, o también mucho más intensamente, por ejemplo, 3000 revoluciones por minuto o también más, variándose mediante los reguladores de número de revoluciones propios del motor 18a y 18b la curva característica de motor, en particular pudiendo ajustarse de manera más plana. Como ilustra la figura 6, mediante el desplazamiento de las curvas características de motor, que pueden desplazarse de manera correspondiente a los diferentes números de revoluciones teóricos predeterminados, puede implementarse el momento de tensado ^A M. A este respecto, el regulador de número de revoluciones de orden superior 19 puede estar configurado igualmente como regulador P y formar junto con los reguladores de número de revoluciones propios del motor 18a y 18b un dispositivo de ajuste de tensado 14, con cuya ayuda puede ajustarse de manera variable el tensado de los actuadores de manera deseada, tal como se explicó detalladamente al principio.

Como muestra la figura 7, el regulador de orden superior 19 puede obtener a este respecto en el lado de entrada la señal teórica ^{^} teórica para el ángulo azimutal teórico o el desplazamiento azimutal teórico y la señal real ^{^} real correspondientes, que se convierte entonces en los números de revoluciones teóricos ^O teóricos para los reguladores de número de revoluciones propios del motor. A este respecto, el regulador de orden superior 19 puede tener en cuenta la carga externa, pudiendo tenerse en cuenta en particular una señal de viento, por ejemplo, la velocidad del viento vviento y/o un momento de viento probable, que resulta de ello o relacionado con la misma, que actúa sobre la góndola y/o el rotor, a partir de lo que puede determinarse una dispersión del número de revoluciones teórico o diferentes números de revoluciones teóricos para los diferentes reguladores de número de revoluciones propios del motor 18, para ajustar de la manera deseada el tensado.

Como ilustra la figura 5, el dispositivo de ajuste de tensado 14 puede variar a este respecto el número de los actuadores 11, que impulsan el desplazamiento en el sentido de giro teórico y el número de los actuadores 11, que contrarrestan un desplazamiento de este tipo. Por ejemplo, en el caso de cargas de viento oscilantes y una carga en general en el mismo sentido o simétrica pueden trabajar tantos actuadores en el sentido de giro teórico como en contra del sentido de giro teórico, véase la representación arriba a la izquierda de la figura 5, según la cual actúan tres actuadores 11 contra tres actuadores 11. En la misma, los actuadores que trabajan en un sentido de giro están rayados hacia la izquierda (es decir con un rayado de abajo a la derecha a arriba a la izquierda), mientras que los actuadores que trabajan en el sentido opuesto o que frenan están rayados hacia la derecha, para ilustrar el tensado por grupos y su variabilidad en la figura 5.

Sin embargo, según la carga de viento y/o las cargas y/o el tensado deseado, también pueden ajustarse otras constelaciones tales como cinco contra uno, cuatro contra dos o seis contra cero, véase la figura 5, en la misma las representaciones parciales adicionales.

Según la configuración del campo de viento y la inclinación del rotor con respecto al campo de viento pueden generarse diferentes cargas de viento y amplitudes de carga. Como ilustra la figura 9, un campo de viento visto por regla general a través de una sección transversal relevante (por ejemplo, la zona de sección transversal recorrida por las palas de rotor) no es uniforme, sino que muestra en diferentes puntos de esta sección transversal diferentes velocidades de viento, pudiendo aumentar la velocidad del viento no solo a través de la magnitud, sino pudiendo variar también transversalmente a la misma. Como ilustran las dos representaciones de tipo diagrama de la figura 9, las variaciones de velocidad del viento implican a este respecto en el sistema estacionario variaciones de velocidades del viento derivadas de ello en el sistema que gira conjuntamente de las palas de rotor.

Mientras que al observar la sección transversal (delimitada) en un determinado momento el campo de viento puede presentar en esta sección transversal delimitada una dirección del viento aproximadamente homogénea, es decir que apenas varía a través de la sección transversal, y se caracteriza esencialmente por las diferentes velocidades de viento, visto a lo largo del tiempo también se añaden direcciones de viento giratorias.

Se generan cargas de viento asimétricas, es decir esencialmente unilaterales, principalmente por una incidencia oblicua del rotor, lo que puede tener lugar, por ejemplo, mediante el giro de la dirección del viento.

Se generan amplitudes de carga principalmente mediante la distribución irregular de la velocidad del viento sobre la superficie del rotor, tal como ilustra la figura 9. En la figura 9, por ejemplo, la velocidad del viento arriba a la derecha es la máxima. De este modo se genera, cada vez que una pala de rotor atraviesa en el sector arriba a la derecha esta velocidad del viento mayor, un momento de giro en el accionamiento azimutal. Para poder controlar mejor estas fluctuaciones, la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento puede tensar los actuadores 11 entre sí de la manera explicada detalladamente al principio y controlar de manera variable el tensado mediante los parámetros igualmente explicados al principio.

Como muestran las figuras 8 (a) y (b), los actuadores pueden presentar frenos B, para descargar en la situación de parada los motores M y/o poder mantener una posición angular alcanzada. Sin embargo, tal como se ha explicado al principio, la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento básicamente también puede mantenerse sin la acción de tales frenos B mediante los propios actuadores 11 o sus motores en la situación de parada.

Para poder medir de manera precisa las cargas que actúan en la situación de parada también en el caso de motores M apagados, a los actuadores 11 pueden estar asociados dispositivos de medición de momento de giro 101, por ejemplo, en forma de bridas de medición 102. A este respecto, la figura 8 (a) muestra una variante de instalación de una brida de medición 102 de este tipo entre la carcasa de freno del freno B y la carcasa de motor que está derecha del motor M.

Alternativamente, una brida de medición 102 de este tipo también puede preverse entre la carcasa de motor del motor M y una brida de conexión 103, para medir el momento de giro que actúa entre la carcasa de motor y dicha brida de conexión. Una variante de instalación de este tipo presenta la ventaja de que también con el freno suelto B puede determinarse el momento de giro, es decir cuando durante el funcionamiento del motor el momento de giro se transmite entre el árbol de salida y la carcasa de motor a través de la rendija de aire del motor M.

Como muestra la figura 8 (c), alternativa o adicionalmente a dichos dispositivos de medición de momento de giro 101 pueden estar previstos como dispositivos de determinación de carga 110 en cada uno de los actuadores 2 también elementos sensores 111, que pueden medir la carga y/o el momento de giro y/o fuerzas también en el caso de accionamientos que giran o se mueven. Tales elementos de medición 111 pueden estar asociados en particular en cada caso al árbol de salida W de los actuadores 2, para poder medir la carga entre el piñón de salida y el engranaje. A este respecto, dichos elementos de medición 111 pueden comprender torsiómetros para medir la torsión del árbol o medidores de fuerza o galgas extensiométricas o similares, para medir fuerzas y/o momentos y/o deformaciones relevantes para la carga.

A este respecto, dichos dispositivos de determinación de carga 110 forman una parte de un dispositivo de protección frente a la sobrecarga 112, que protege los actuadores individuales 11 frente a la sobrecarga, y notifican el respectivo estado de carga del respectivo actuador 2 por un lado al dispositivo de control 12, que controla los actuadores 2 y distribuye los momentos de accionamiento de manera variable a los diversos actuadores 2, y por otro lado directamente a los demás actuadores 11, al menos cuando la señal de carga 110s indica que se ha alcanzado una sobrecarga.

Para evitar estados de sobrecarga, los actuadores 11 se comunican directamente entre sí, para proporcionar de manera descentralizada un momento auxiliar, que descarga el actuador que amenaza con llegar a sobrecarga. Los actuadores 11 presentan para ello en cada caso un componente de control descentralizado 11s, que está configurado en cada caso para obtener de los demás actuadores, en particular de su componente de control 11s y/o de su dispositivo de determinación de carga 110 una señal de carga 110s y/o una señal auxiliar.

Ventajosamente, dichas señales de carga 110s pueden evaluarse por unidades de evaluación, que pueden formar parte de los componentes de control 11s mencionados anteriormente. A este respecto, dichos dispositivos de evaluación pueden estar configurados ventajosamente para evaluar en cada caso la señal de carga 110s del “propio” actuador 11. Cuando la evaluación da como resultado que el actuador 11 amenaza con llegar al estado de sobrecarga o ya ha llegado al mismo, el dispositivo de evaluación o el componente de control 11s envía una señal auxiliar a al menos uno de los demás actuadores 11, pero ventajosamente también a todos los demás actuadores 11.

A este respecto, los componentes de control 11s de los actuadores 11 están configurados para comprobar una señal auxiliar de este tipo y convertirla en un momento auxiliar ^A M, que descarga al actuador que busca ayuda. Si la señal auxiliar se envía a varios otros actuadores 11 al mismo tiempo, estos pueden comunicarse a su vez entre sí, para sintonizar la provisión del momento auxiliar ^A M, por ejemplo, de tal manera que el momento auxiliar ^A M se divida en varios momentos auxiliares parciales y se aplique por varios actuadores 11. Alternativamente puede tener lugar un reglaje de los demás actuadores 11 en el sentido de cuál de los actuadores 11 tiene las mayores reservas, tras lo cual entonces este actuador 11 proporciona el momento auxiliar ^A M.

Mediante una unión de comunicación a modo de red de este tipo entre los actuadores 11 puede proporcionarse dicho momento auxiliar ^A M de manera especialmente rápida y prácticamente sin retardo. En particular puede ahorrarse el trayecto de comunicación al dispositivo de control de orden superior 12.

Igualmente, también puede informarse al dispositivo de control de orden superior 12 sobre el momento auxiliar proporcionado ^A M y/o sobre los estados de carga de los actuadores individuales 11, tras lo cual el dispositivo de control 12 puede adaptar la distribución de momentos de giro o el control de los actuadores individuales.

En particular, se fija el máximo y/o se reduce el momento de accionamiento del actuador, que amenaza con llegar a sobrecarga. Al menos un actuador adicional 2, que todavía no amenaza con llegar a la sobrecarga, se controla de tal manera que se cargue de manera más intensa, cuando se acciona en el mismo sentido que el actuador que amenaza con sobrecargarse, o menos intensamente a modo de tensado, cuando contrarresta el accionamiento que amenaza con sobrecargarse, tal como se explicó al principio. A este respecto, dicho dispositivo de control 12 puede trabajar a través de los reguladores de número de revoluciones 18 y/o variar otros parámetros de control, tal como se explicó al principio para el tensado de los accionamientos.

Si una medida de intervención mediante la técnica de control no es suficiente, el dispositivo de protección frente a la sobrecarga 112 también puede tomar medidas adicionales, por ejemplo, activar los frenos B mostrados en las figuras 8 (a) y 8 (b), en particular para poder parar un bloqueo mecánico de los actuadores 2, sin que se produzcan daños adicionales.

Además, los actuadores 2 también pueden estar dotados de puntos de rotura controlada, en particular en la zona del árbol de salida W, tal como muestra la figura 8 (c), en la que el número de referencia S muestra un punto de rotura controlada en el árbol de salida W en forma de una muesca.

Claims (19)

1. REIVINDICACIONES

   i. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento, en particular para ajustar el ángulo azimutal de una barquilla de aerogenerador (24), con dos grupos constructivos que pueden hacerse girar uno respecto a otro (8, 9), al menos dos actuadores (11a-n) para hacer girar los dos grupos constructivos (8, 9) uno respecto a otro así como un dispositivo de control (12) para controlar los actuadores (11), estando asociado a los actuadores (11) en cada caso un dispositivo de determinación de carga (110) para determinar la carga que actúa sobre el respectivo actuador (11), caracterizada porque los actuadores (11) están unidos de manera que se comunican entre sí y presentan en cada caso un componente de control (11s) para la adaptación descentralizada del momento de giro proporcionado en función de señales de carga de los dispositivos de determinación de carga (110), estando configurados dichos componentes de control (11s) de los actuadores (11) para, al obtener una señal de carga (110s) de un actuador en cada caso diferente (11), que indica que se ha alcanzado una sobrecarga de este actuador distinto (11), variar el propio momento de giro con un momento auxiliar (AM) para descargar dicho actuador distinto (11).
2. 2. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según la reivindicación anterior, estando configurados los componentes de control descentralizados (11s) de los actuadores (11) para proporcionar dicho momento auxiliar (AM) para descargar un actuador en cada caso distinto (11) al menos temporalmente sin tener en cuenta un momento teórico (Mteórico) predeterminado por el dispositivo de control central (12).
3. 3. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, siendo dicho momento auxiliar (AM) un momento que respalda más intensamente o que tensa menos al otro actuador, que notifica una sobrecarga, pudiendo adaptarse de manera variable dicho momento auxiliar (AM) en su magnitud por el componente de control descentralizado (11s) en función de la señal de carga recibida de dicho actuador distinto.
4. 4. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, presentando al menos uno de los actuadores (11) un dispositivo de evaluación (11a) para evaluar las señales de carga del propio dispositivo de determinación de carga (110) y/o del dispositivo de determinación de carga (110) asociado a un actuador distinto (11) y generar una señal auxiliar y/o de sobrecarga para el envío a los componentes de control (11s) de los actuadores distintos (11).
5. 5. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, estando configurados los componentes de control descentralizados (11s) de los actuadores y/o los dispositivos de determinación de carga (110) para enviar las señales de carga también al dispositivo de control de orden superior (12), estando configurado el dispositivo de control de orden superior (12) para, en función de todas las señales de carga, adaptar la especificación de los momentos teóricos (Mteórico) para los actuadores (11), estando configurados los componentes de control descentralizados (11s) para enviar las señales de carga (110s) solo tras la adaptación y provisión de los momentos auxiliares (AM) al dispositivo de control de orden superior (12).
6. 6. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, presentando los dispositivos de determinación de carga (110) en cada caso al menos un elemento sensor (111) para medir la carga que actúa sobre un árbol de salida (W) del respectivo actuador (11), presentando el elemento sensor (111) un elemento de medición de fuerza y/o de momento y/o de expansión y/o de torsión.
7. 7. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, estando previsto al menos para un actuador (11) un dispositivo de determinación de momento de giro (101) para determinar el momento de giro inducido en el actuador (11) en la situación de parada de la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento, comprendiendo el dispositivo de detección de momento de giro (101) una brida de medición (102), que está dispuesta entre una carcasa de freno y una carcasa de motor, y/o una brida de medición (102), que está dispuesta entre una carcasa de motor y una brida de conexión del actuador (11), presentando el dispositivo de medición de momento de giro un sensor de ángulo de giro para determinar un giro de una rueda, en particular piñón (25), de salida, en la situación de parada del actuador.
8. 8. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, estando configurados los componentes de control (11s) para distribuir la distribución de los momentos de accionamiento prioritariamente desde el punto de vista de la protección frente a la sobrecarga y modificar la distribución para el tensado, cuando lo requiera la protección frente a la sobrecarga, estando configurados los componentes de control (11s) del actuador (11) de tal manera que, con el propósito de la protección frente a la sobrecarga, la distribución predeterminada por la unidad de control central (12) de los momentos de accionamiento se varía lo menos posible y el momento auxiliar (AM) solo se determina en la magnitud necesaria, para proteger un actuador (11) frente a la sobrecarga.
9. 9. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, activándose en el caso del agotamiento completo de la protección frente a la sobrecarga según la técnica de control frenos (B) de retención y/o frenos de los actuadores (11).
10. 10. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo los actuadores (11) en cada caso al menos un motor eléctrico.
11. 11. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, estando configurado el dispositivo de control central (12) para distribuir los momentos de accionamiento (M) de manera diferente a los actuadores (11a-n), de modo que al hacer girar los grupos constructivos en un sentido de giro teórico y/o en la situación de parada se hace funcionar al menos un actuador (11a) con un momento de giro en un sentido de giro y al menos un actuador (11e) con un momento de giro en el sentido de giro opuesto, para tensar los actuadores (11), presentando el dispositivo de control (12) un dispositivo de determinación de carga (13) para determinar una carga externa variable sobre los grupos constructivos (8, 9) y un dispositivo de ajuste de tensado (14) para ajustar de manera variable la intensidad del tensado de los actuadores (11) en función de la carga externa variable sobre los grupos constructivos que deben desplazarse (8, 9), estando configurado el dispositivo de ajuste de tensado (14) para, con una carga externa creciente y/o con fluctuaciones de carga crecientes, aumentar por etapas o gradualmente el tensado de los actuadores (11).
12. 12. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el dispositivo de determinación de carga (13)

    - presenta un dispositivo de detección de viento (15) para detectar la intensidad del viento y el dispositivo de ajuste de tensado (14) está configurado para, con una intensidad del viento creciente, aumentar el tensado de los actuadores (11), y/o

    - presenta un dispositivo de detección de viento (15) para detectar la dirección del viento y/o las cargas de viento y el dispositivo de ajuste de tensado (14) está configurado para ajustar, en el caso de cargas de viento oscilantes, un tensado simétrico, en el que se hacen funcionar tantos actuadores (11a, b, c) con un momento de giro en un sentido de giro como actuadores (11d, e, f) con un momento de giro en el sentido de giro opuesto, y en el caso de cargas de viento, que conducen a una carga unilateral de los actuadores, un tensado asimétrico, en el que se hacen funcionar más actuadores con un momento de giro en un sentido de giro que actuadores con un momento de giro en el otro sentido de giro opuesto y/o menos actuadores con un momento de giro en un sentido de giro que actuadores con un momento de giro en el otro sentido de giro opuesto, y/o

    - presenta un determinador de amplitudes de carga para determinar las amplitudes de carga que se producen en al menos uno de los actuadores (11) y el dispositivo de ajuste de tensado (14) está configurado para, con amplitudes de carga crecientes, aumentar el tensado de los actuadores (11), y/o - presenta un determinador de momento de giro para determinar un momento de giro medio de los actuadores (11) y el dispositivo de ajuste de tensado (14) está configurado para variar el tensado de los actuadores (11) en función del momento de giro medio, estando configurado el dispositivo de ajuste de tensado (14) para, en el caso de un momento de giro medio que va cada vez con más intensidad en un sentido de giro, que indica una unilateralidad creciente de la carga en la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento, tensar los actuadores cada vez de manera más asimétrica, en particular hacer funcionar un número cada vez mayor de actuadores (11) en un sentido y/o un número cada vez menor de actuadores (11) en el otro sentido de giro opuesto, y/o

    - presenta un dispositivo de detección de ángulo de pala (16) para detectar un ángulo de inclinación o de paso de al menos una pala de rotor (5) y el dispositivo de ajuste de tensado (14) está configurado para ajustar la intensidad del tensado de los actuadores (11) en función del ángulo de paso detectado, en particular en el caso de ángulos de paso, que se ajustan en el caso de intensidades del viento mayores y/o potencias de instalación mayores, ajustar un tensado mayor que en el caso de ángulos de paso, que se ajustan en el caso de intensidades del viento menores y/o potencias de instalación menores, y/o

    - presenta un dispositivo de determinación de potencia de instalación (17) para determinar una potencia de aerogenerador y el dispositivo de ajuste de tensado (14) está configurado para ajustar de manera variable la intensidad del tensado de los actuadores (11) en función de la potencia de instalación determinada, en particular ajustar en el caso de potencias de instalación mayores un tensado más intenso y en el caso de potencias de instalación menores un tensado más reducido.
13. 13. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, estando configurado el dispositivo de determinación de carga (13) para determinar la carga externa sobre la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento y/o sus actuadores (11) en la situación de parada de la unidad de desplazamiento y/o de accionamiento.
14. 14. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, estando previsto un dispositivo de control de conmutación para conmutar los actuadores (11) entre el funcionamiento de freno y el funcionamiento de motor y/o el funcionamiento de motor y el funcionamiento de freno para monitorizar un momento de giro inducido en el actuador (11) y realizar la operación de conmutación en una fase de momento de giro mínimo y/o realizar la operación de conmutación en una fase de un momento de giro reducido en comparación con el momento de giro medio.
15. 15. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, estando configurado el dispositivo de ajuste de tensado (14) para

    - ajustar la magnitud del tensado de los actuadores (11) variando el número de los actuadores (11), que se hacen funcionar con un momento de giro en un sentido de giro, y/o variando el número de los actuadores, que se hacen funcionar con un momento de giro en el sentido de giro opuesto, y/o

    - ajustar la intensidad del tensado de los actuadores (11) mediante la variación variable de la dispersión de los números de revoluciones teóricos (roteór.,mot.) de los actuadores (11), y/o

    - predeterminar para al menos uno de los actuadores (11) un número de revoluciones teórico (roteór.,mot.), que se diferencia del número de revoluciones teórico (roteór.,mot.) predeterminado para al menos un actuador adicional (11) en de 100 a 5001/min, y/o

    - variar las curvas características de motor de los actuadores (11), y/o

    - predeterminar para al menos uno de los actuadores (11) un momento de giro teórico (Mteórico-i), que se diferencia del momento de giro teórico (Mteórico2) predeterminado para al menos uno adicional de los actuadores (11) en al menos 10 N m, preferiblemente de 15 a 40 N m.
16. 16. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el dispositivo de control (12) para cada uno de los diversos actuadores (11) un regulador de número de revoluciones propio del motor (18a-n), que predetermina para el actuador asociado en cada caso (11) un momento de giro y obtiene en respuesta el número de revoluciones real del actuador asociado (11), así como un regulador de número de revoluciones (19) de orden superior a los reguladores de número de revoluciones propios del motor (18a-n), que está configurado para predeterminar para los reguladores de número de revoluciones propios del motor (18a-n) un número de revoluciones teórico, presentando el regulador de número de revoluciones de orden superior (19) canales de entrada para recibir varias señales de entrada que comprenden al menos un ángulo de giro teórico (^ teórico) del grupo constructivo que debe hacerse girar (9) y una señal de velocidad del viento (vviento) y una señal de momento de giro (Mviento) y estando configurado para determinar el número de revoluciones teórico («teórico) para los reguladores de número de revoluciones propios del motor (18a-n) en función de dicho ángulo de giro teórico (^ teórico), de la velocidad del viento (vviento) y del momento de giro (Mviento), estando configurados los reguladores de número de revoluciones propios del motor (18a-n) para variar las curvas características de motor de los actuadores asociados (11) en función de los números de revoluciones teóricos predeterminados por el regulador de número de revoluciones de orden superior (19), en particular aplanarlas en el caso de dispersiones de números de revoluciones teóricos crecientes.
17. 17. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, formando los al menos dos actuadores (11), los dos grupos constructivos que pueden hacerse girar uno respecto a otro (8, 9) así como el dispositivo de control un módulo de instalación premontado, presentando los dos grupos constructivos que pueden hacerse girar uno respecto a otro (8, 9) medios de conexión para la conexión a componentes de instalación adicionales, formando los grupos constructivos que pueden hacerse girar uno respecto a otro (8, 9) anillos de cojinete de un cojinete de rodillos y/o de deslizamiento grande (7) y estando dispuestos los actuadores (11) dentro de un espacio interno, que se delimita por los anillos de cojinete, formando el cojinete de rodillos y de deslizamiento grande un cojinete azimutal (7), que presenta por un lado medios de conexión para la conexión a una torre (2) de un aerogenerador (1) y por otro lado medios de conexión para la conexión de una barquilla (24) del aerogenerador (1) y/o de una pieza de torre que soporta la barquilla (24).
18. 18. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, presentando al menos uno de los actuadores (11), que está sujeto a uno de los grupos constructivos (8), una rueda de accionamiento, en particular piñón (25), que se encuentra en un enganche rodante con un anillo, en particular corona dentada, que está sujeto al otro grupo constructivo (9), y está soportado por al menos dos cojinetes (L1, L2) a ambos lados de la rueda de accionamiento, en particular de manera al menos aproximadamente simétrica, estando sujetos los dos cojinetes (L1, L2) ambos directa o indirectamente al grupo constructivo (8), al que está sujeto el actuador (11), estando configurado un árbol (W) que porta dicha rueda de accionamiento, en particular piñón (25), de manera que puede separarse de un engranaje y/o motor del actuador (11) y/o unirse, en particular enchufarse, transmitiendo momento de giro.
19. 19. Unidad de desplazamiento y/o de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, estando asociado a al menos uno de los actuadores (11) un dispositivo de determinación de momento de giro para determinar el momento de carga que actúa sobre el actuador (11) en la situación de parada, presentando el dispositivo de determinación de momento de giro una brida de medición de momento de giro, que está prevista entre un estator de un motor eléctrico del actuador (11) y un freno o entre dicho estator y una brida de conexión del actuador.

    Aerogenerador con una unidad de desplazamiento y/o de accionamiento, que está configurada según una de las reivindicaciones anteriores.

    Procedimiento para controlar una unidad de desplazamiento, que está configurada según una de las reivindicaciones 1-19, monitorizándose las cargas individuales de los actuadores individuales (11) por medio de dispositivos de determinación de carga (110), caracterizado porque los actuadores (11) se comunican directamente entre sí y reaccionan a señales de carga (110s) de los dispositivos de determinación de carga (110) de otros actuadores (11), variando, en el caso de recibir una señal de carga (110s) de un actuador distinto (11), que indica que se ha alcanzado una sobrecarga de dicho actuador distinto (11), un actuador (11) que recibe la señal de carga (110s) su momento de giro proporcionado en un momento auxiliar ( ^A M) en función de la señal de carga recibida (110s), de modo que se descarga dicho actuador distinto (11).

    Procedimiento según la reivindicación anterior, proporcionándose dicho momento auxiliar ( ^A M) no teniendo en cuenta al menos temporalmente la señal de actuación de momento de giro teórico del dispositivo de control de orden superior (12), controlándose, al hacer girar los grupos constructivos en relación entre sí y/o en la situación de parada de los grupos constructivos, al menos uno de los actuadores de tal manera que el actuador genera un momento de giro en un sentido de giro, y controlándose al menos un actuador adicional de tal manera que genera un momento de giro en el otro sentido de giro opuesto, para, al hacer girar los grupos constructivos unos respecto a otros, tensar los actuadores, ajustándose de manera variable la intensidad del tensado de los actuadores unos contra otros en función de una carga externa variable sobre los grupos constructivos que deben desplazarse y/o en función de la reacción de los actuadores a una carga variable externa de este tipo.