ITMI20112385A1 - Turbina eolica e metodo di controllo di una turbina eolica - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“TURBINA EOLICA E METODO DI CONTROLLO DI UNA TURBINA EOLICAâ€

La presente invenzione riguarda una turbina eolica per la produzione di energia elettrica e un metodo di controllo della turbina eolica.

In particolare, la presente invenzione riguarda una turbina eolica, la quale comprende una struttura di sostegno; una navicella; un gruppo pale girevole rispetto alla navicella; e una macchina elettrica comprendente uno statore, e un rotore.

Lo statore comprende un cilindro statorico e segmenti statorici distribuiti attorno all’asse di rotazione lungo il cilindro statorico. In modo analogo, il rotore comprende un cilindro rotorico e segmenti rotorici distribuiti attorno all’asse di rotazione lungo il cilindro rotorico. Il cilindro rotorico à ̈ accoppiato al cilindro statorico mediante almeno un gruppo cuscinetto meccanico ed à ̈ collegato al gruppo pale.

Queste soluzioni tecniche conferiscono una distribuzione di masse equilibrata rispetto alla struttura di sostegno e permettono un assemblaggio particolarmente facile. Tra statore e rotore di una macchina elettrica energizzata agiscono forze magnetiche di attrazione, dovute principalmente alla presenza dei lamierini ferromagnetici nei pacchi statorici e rotorici, che hanno componente radiale, e forze magnetiche tangenziali che generano la coppia. In condizioni geometriche ideali la risultante delle forze radiali à ̈ nulla.

Tuttavia, la distribuzione del campo di velocità del vento che attraversa la superficie spazzata dal gruppo pale non à ̈ uniforme e, di conseguenza, può causare una distribuzione non omogenea di forze sul gruppo pale. Il gruppo pale, quindi, può essere interessato durante il normale funzionamento da forti sollecitazioni che causano un momento ribaltante (momento la cui direzione à ̈ perpendicolare all’asse di rotazione). Il momento ribaltante viene trasmesso al rotore del generatore elettrico provocando, un disallineamento (disassamento) fra il rotore e lo statore anche a causa del montaggio a sbalzo sul cuscinetto principale e della non infinita rigidità dell’intero sistema.

Il moto del rotore rispetto allo statore non à ̈ più di semplice rotazione attorno al proprio asse ma un complesso moto composto con componenti aleatorie di rotazione, traslazione (in direzione normale all’asse), nutazione e precessione.

Questi inconvenienti causano uno sbilanciamento della forza risultante radiale e possono provocare pertanto una riduzione della durata di vita del cuscinetto meccanico principale sui cui à ̈ montato il rotore. Inoltre, si corre il rischio che il traferro diminuisca a tal punto che il rotore e lo statore ovvero il rotore e gli eventuali cuscinetti di emergenza fissati sullo statore vengano a contatto l’uno con l’altro, con possibili danni alla macchina elettrica.

Una soluzione al problema citato potrebbe essere quella di irrigidire la struttura meccanica, ma questa soluzione ha l’inconveniente di appesantire la navicella dell’ impianto eolico.

Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un metodo di controllo di una turbina eolica che sia in grado di limitare gli inconvenienti dell’arte nota.

Secondo la presente invenzione à ̈ realizzato un metodo di controllo di una turbina eolica; la turbina eolica comprendendo una macchina elettrica comprendente uno statore, un rotore girevole attorno a un asse di rotazione rispetto allo statore, e un gruppo cuscinetto meccanico per accoppiare in modo girevole il rotore allo statore; lo statore comprendendo almeno un avvolgimento per interagire elettromagneticamente con il rotore; il metodo comprendendo le fasi di: stimare almeno una grandezza selezionata nel gruppo composto da una distanza tra il rotore e lo statore, la variazione nel tempo di detta distanza, un disallineamento tra il rotore e lo statore, e la variazione nel tempo del detto disallineamento; definire una forza magnetica additiva localizzata in funzione della grandezza selezionata; e regolare la grandezza selezionata tramite la forza magnetica additiva localizzata definita.

Grazie alla presente invenzione, il metodo di controllo agisce in modo da definire una forza magnetica additiva per ridurre il disallineamento, di conseguenza, si incrementa la durata di vita del gruppo cuscinetto meccanico. Inoltre, grazie al metodo di controllo della presente invenzione, si evita il rischio che il traferro si riduca al di sotto di una soglia alla quale la macchina elettrica viene fermata. In questo modo, si garantisce una maggiore continuità di funzionamento dell’impianto eolico.

Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una turbina eolica del tipo sopra identificato in grado di limitare gli inconvenienti dell’arte nota.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una turbina eolica in grado di aumentare la durata di vita del gruppo cuscinetto meccanico.

Secondo la presente invenzione à ̈ realizzata una turbina eolica comprendente una macchina elettrica comprendente uno statore, un rotore girevole attorno a un asse di rotazione rispetto allo statore, e un gruppo cuscinetto meccanico per accoppiare in modo girevole il rotore allo statore; lo statore comprendendo almeno un avvolgimento per interagire elettromagneticamente con il rotore; la turbina eolica comprendendo un dispositivo di controllo configurato per: stimare una grandezza selezionata nel gruppo composto da una distanza tra il rotore e lo statore, la variazione nel tempo della detta distanza, un disallineamento tra rotore e statore e la variazione nel tempo del detto disallineamento; definire una forza magnetica additiva localizzata, in funzione della grandezza selezionata; e regolare la grandezza selezionata tramite la forza magnetica additiva localizzata definita.

Grazie alla presente invenzione, il dispositivo di controllo determina una forza magnetica additiva localizzata per variare la grandezza selezionata, di conseguenza, si aumenta la durata di vita del gruppo cuscinetto e si evita il rischio che il traferro si riduca al di sotto di una soglia alla quale la macchina elettrica viene fermata.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di suoi esempi non limitativi di attuazione, con riferimento alle figure allegate, in cui:

- la figura 1 Ã ̈ una vista in elevazione laterale di una turbina eolica;

- la figura 2 Ã ̈ una vista schematica e in elevazione frontale, con parti asportate per chiarezza, di una macchina elettrica della turbina eolica di figura 1;

- la figura 3 Ã ̈ un particolare ingrandito della macchina elettrica della turbina eolica;

- la figura 4 Ã ̈ uno schema a blocchi rappresentativo del funzionamento della turbina eolica 1;

- la figura 5 Ã ̈ uno schema semplificato di un dettaglio della macchina elettrica della turbina eolica in una configurazione operativa;

- la figura 6 à ̈ uno schema semplificato di un dettaglio della macchina elettrica della turbina eolica in un’altra configurazione operativa;

- la figura 7 à ̈ uno schema semplificato di un dettaglio della macchina elettrica della turbina eolica in un’altra configurazione operativa; e

- la figura 8 à ̈ uno schema semplificato di un dettaglio della macchina elettrica della turbina eolica in un’altra configurazione operativa.

Con riferimento alla figura 1, con 1 Ã ̈ indicata nel suo complesso una turbina eolica per la produzione di energia elettrica.

Nella fattispecie della figura 1, la turbina eolica 1 à ̈ una turbina eolica a trasmissione diretta e a velocità angolare variabile. La turbina eolica 1 comprende una struttura di supporto 2, una navicella 3, un mozzo 4, tre pale 5 (solo due visibili nella figura 1), e una macchina elettrica 6.

Le tre pale 5 sono montate sul mozzo 4, che à ̈ montato sulla navicella 3, la quale, a sua volta, à ̈ montata sulla struttura di supporto 2.

La struttura di supporto 2 Ã ̈ un elemento strutturale che supporta la navicella 3.

In una variante della presente invenzione non illustrata nelle figure allegate, la struttura di supporto 2 Ã ̈ un traliccio, preferibilmente di materiale ferroso.

Con riferimento alla figura 1, la navicella 3 à ̈ montata in modo girevole attorno a un asse A1 rispetto alla struttura di supporto 2 per disporre le pale 5 a favore di vento, mentre il mozzo 4 à ̈ montato in modo girevole attorno ad un asse di rotazione A2 rispetto alla navicella 3. A sua volta, ciascuna pala 5 à ̈ montata sul mozzo 4 in modo girevole attorno a un asse A3 rispetto al mozzo 4. La macchina elettrica 6 comprende uno statore 10; un rotore 11 e un gruppo cuscinetto meccanico 9 per accoppiare in modo girevole il rotore 11 rispetto allo statore 10 attorno all’asse di rotazione A2. Il mozzo 4, le pale 5 e il rotore 11 definiscono un gruppo rotante 12, che à ̈ girevole rispetto alla navicella 3 attorno all’asse di rotazione A2.

Il rotore 11 Ã ̈ coassiale allo statore 10.

Con riferimento alle figure allegate, lo statore 10 comprende un cilindro statorico 15, delle alette di raffreddamento 16 fissate sulla faccia esterna del cilindro statorico 15 e un numero intero di segmenti statorici 18 distribuiti attorno all’asse di rotazione A2 e fissati sulla faccia interna del cilindro statorico 15 attraverso dispositivi di fissaggio non illustrati nelle figure allegate. Ciascun segmento statorico 18 comprende degli avvolgimenti statorici 17, nella fattispecie illustrata due avvolgimenti statorici 17 per ciascun segmento statorico 18, e dei pacchi di lamierini statorici 19, nella fattispecie illustrata due avvolgimenti statorici 17, attorno a ciascuno dei quali à ̈ disposto un avvolgimento statorico 17, il quale à ̈ associato a un solo segmento statorico 18, in modo che possa essere estratto dallo statore 10 senza interagire con gli altri segmenti statorici 18. Il cilindro statorico 15 ricopre, protegge e sostiene i segmenti statorici 18.

Il rotore 11 comprende un cilindro rotorico 20, dei segmenti rotorici 21 distribuiti attorno all’asse di rotazione A2 e delle alette di raffreddamento 22 fissate sulla faccia interna del cilindro rotorico 20.

Gli avvolgimenti 17 dello statore 10 sono organizzati in gruppi di avvolgimenti 17, in cui gli avvolgimenti 17 di uno stesso gruppo di avvolgimenti 17 sono collegati tra loro e tra i quali scorre una corrente con la stessa fase.

Con riferimento alla figura 3, ciascun segmento rotorico 21 comprende una pinza 23, delle guide magnetiche 24, dei moduli 25 magnetizzati e dei bulloni di fissaggio 26.

In ciascun segmento rotorico 21, i moduli 25 magnetizzati sono allineati radialmente all’asse di rotazione A2 (figura 2) per formare gruppi di moduli 25, i quali, a loro volta, sono disposti in successione parallelamente all’asse di rotazione A2 (figura 2) lungo l’intero segmento rotorico 21.

Il cilindro rotorico 20 à ̈ accoppiato al cilindro statorico 15 attraverso il gruppo cuscinetto meccanico 9, in questo modo lo statore 10 e il rotore 11 sono separati da un volume d’aria detto traferro 29 che si estende tra gli avvolgimenti statorici 17 e i moduli 25 magnetizzati.

La turbina eolica 1 comprende un convertitore a commutazione 30 dell’energia elettrica per ciascun gruppo di avvolgimenti 17, accoppiato al dispositivo di controllo 8 e al rispettivo gruppo di avvolgimento 17 per controllare la corrente del rispettivo gruppo di avvolgimenti 17 in base a comandi del dispositivo di controllo 8. Il convertitore a commutazione 30 comprende degli interruttori pilotati ad esempio Power MOSFET o IGBT o altri transistor di potenza.

Il dispositivo di controllo 8 à ̈ accoppiato agli avvolgimenti 17 tramite i rispettivi convertitori a commutazione 30 per controllare la corrente negli avvolgimenti 17 dello statore 10. Inoltre, il dispositivo di controllo 8 comprende una memoria 31 in cui à ̈ immagazzinata la posizione angolare degli avvolgimenti 17 accoppiati a ciascun convertitore a commutazione 30, di conseguenza, il dispositivo di controllo 8 può controllare la corrente e/o la tensione di ciascun gruppo di avvolgimenti 17; la fase elettrica, cioà ̈ lo sfasamento tra la corrente e/o la tensione di ciascun gruppo di avvolgimento 17; e la fase angolare la differenza di posizione tra i gruppi di avvolgimenti 17.

Inoltre, l’impianto eolico 1 comprende un sensore di posizione angolare (non visibile nelle figure allegate) che fornisce al dispositivo di controllo 8 la posizione angolare assoluta del rotore 11 rispetto allo statore 10.

Nella figura 2, sono indicati schematicamente sei convertitori a commutazione 30 accoppiati a rispettivi sei gruppi di avvolgimenti 17. Ogni convertitore a commutazione 30, quindi, controlla il rispettivo gruppo di avvolgimenti 17. In questo modo i gruppi di avvolgimenti 17 possono dare rispettivi contributi indipendenti alla coppia elettromagnetica totale prodotta dalla macchina elettrica 6 e al flusso magnetico di eccitazione prodotto dal rotore 11.

Con riferimento alle figure 2, e 3, la turbina eolica 1 comprende dei sensori di prossimità 35 disposti sullo statore 10, ciascun sensore di prossimità 35 misura una distanza in direzione radiale all’asse di rotazione A2 tra il rotore 11 e lo statore 10, in altre parole, una dimensione radiale all’asse di rotazione A2 del traferro 29 ed à ̈ accoppiato al dispositivo di controllo 8. In particolare, il sensore di prossimità 35 à ̈ disposto nello statore 10 tra due segmenti statorici 19 ed à ̈ affacciato al rotore 11, il sensore di prossimità 35 fornisce la misura della distanza minima tra lo statore 10 e il rotore 11.

In una forma alternativa di attuazione della presente invenzione non illustrata nelle figure allegate, i sensori di prossimità sono disposti sul rotore lungo un perimetro del traferro su una regione del rotore adiacente al gruppo cuscinetto o/e su una regione del rotore adiacente alla navicella.

Il dispositivo di controllo 8 riceve la dimensione del traferro 29 dal sensore di prossimità 35 e un numero di identificazione che identifica ciascun sensore di prossimità 35.

La memoria 31 del dispositivo di controllo 8 comprende la posizione angolare di ciascun sensore di prossimità 35 che viene identificato in base al numero di identificazione. Di conseguenza, l’unità di elaborazione 32 memorizza, nella memoria 31, le dimensioni del traferro 29 rilevate da ciascun sensore di prossimità 35 e l’istante di tempo in cui à ̈ avvenuta la rilevazione. L’unità di elaborazione 32 analizza l’andamento temporale delle dimensioni del traferro in ciascun punto di misura e ricava movimenti del rotore 11 rispetto allo statore 10. In particolare, l’unità di elaborazione 32 ricava le variazioni di ciascuna distanza nel tempo e/o e la sua variazione nel tempo, tra il rotore 11 e lo statore 10. Inoltre, in una forma di attuazione, l’unità di elaborazione 32 calcola l’accelerazione che subisce il rotore 11 in ogni punto dalla variazione nel tempo di ciascuna distanza del traferro e/o l’accelerazione che si verifica sull’asse di rotazione A2 del rotore 11 in base alla variazione nel tempo del disallineamento.

Il dispositivo di controllo 8 controlla la corrente nei gruppi di avvolgimenti 17 per regolare la corrente erogata dalla macchina elettrica 6 e la coppia resistente esibita dalla macchina elettrica 6 alla rotazione del gruppo rotante 12 in base a parametri operativi della turbina eolica 1 come velocità del vento, velocità di rotazione del rotore 11, in base a comandi che riceve da un gestore della turbina eolica 1 e in base ad un fattore di rendimento della turbina eolica 1.

Inoltre, il dispositivo di controllo 8, in base alle dimensioni del traferro 29 e/o alle sue variazioni nel tempo; definisce una forza magnetica additiva localizzata in funzione del tempo, in modo da agire sulle dimensioni del traferro 29 tramite la forza magnetica additiva localizzata per regolarla.

Il dispositivo di controllo 8 definisce una corrente additiva nell’avvolgimento 17 in base alla forza magnetica additiva localizzata definita e controlla la corrente additiva nell’avvolgimento 17 tramite i convertitori a commutazione 30. In maggior dettaglio, l’unità di elaborazione 32 calcola la corrente additiva da far scorrere nell’avvolgimento 17 in modo che si determini la forza magnetica additiva localizzata e seleziona l’avvolgimento o il gruppo di avvolgimenti nel quale la detta corrente additiva deve scorrere, successivamente, il dispositivo di controllo 8 agisce sul convertitore a commutazione 30 associato all’avvolgimento 17 o al gruppo di avvolgimenti 17 selezionati in base alla detta corrente additiva determinata.

In maggior dettaglio, con riferimento alla figura 5, l’unità di elaborazione 32 del dispositivo di controllo 8, inoltre, scompone la forza magnetica additiva localizzata F definita in una componente radiale Fr al rotore 11 e in una componente tangenziale Ft al rotore 11.

Come detto precedentemente, il dispositivo di controllo 8 determina le correnti nei gruppi di avvolgimenti 17; le dette correnti sono definite in un sistema di coordinate stazionarie trifasi. Analogamente, le correnti additive sono definite in un sistema di coordinate stazionarie trifasi.

Il dispositivo di controllo 8, attraverso l’unità di elaborazione 32 à ̈ configurato per elaborare le correnti e le correnti additive in modo da effettuare un cambiamento di coordinate da coordinate stazionarie trifasi in un sistema di due coordinate mobili, preferibilmente in un sistema di due coordinate rotanti e solidali al rotore: una coordinata diretta e una coordinata in quadratura perpendicolare alla coordinata diretta. In una forma preferita di attuazione, la componente diretta à ̈ coincidente con un asse di simmetria del polo magnetico del rotore 11.

In particolare, l’unità di elaborazione 32 applica prima la trasformata di Clarke e dopo la trasformata di Park alle correnti per definire una corrente diretta rappresentativa della componente diretta del sistema di coordinate mobili e una corrente in quadratura rappresentativa della componente in quadratura del sistema di coordinate mobili della corrente. Allo stesso modo, l’unità di elaborazione 32 applica prima la trasformata di Clarke e dopo la trasformata di Park alle correnti additive per definire una corrente additiva diretta rappresentativa della componente diretta del sistema di coordinate mobili e una corrente additiva in quadratura rappresentativa della componente in quadratura del sistema di coordinate mobili della corrente.

La corrente diretta e la corrente additiva diretta definiscono un campo magnetico in fase con il campo magnetico di eccitazione e la corrente in quadratura e la corrente additiva in quadratura definiscono un campo magnetico sfasato di 90 gradi elettrici rispetto al campo magnetico di eccitazione. Di conseguenza, trascurando la saturazione del ferro del circuito magnetico della macchina elettrica 6, ed altri effetti secondari legati alla topologia della macchina elettrica 6, la corrente diretta controlla il flusso magnetico di eccitazione prodotto dai moduli magnetizzati 25 del rotore 11 e la corrente in quadratura determina la coppia esibita alla macchina elettrica 6.

La corrente additiva diretta definisce la componente radiale Fr della forza magnetica additiva localizzata associata alla detta corrente additiva.

La corrente additiva in quadratura definisce la componente tangenziale Ft della forza magnetica additiva localizzata associata alla detta corrente additiva.

Con riferimento alla figura 6, in uso, il dispositivo di controllo 8 dopo aver determinato la forza magnetica additiva localizzata F in funzione del tempo, definisce la componente radiale Fr della forza magnetica additive localizzata F in funzione del tempo; calcola la corrente additiva diretta in base alla componente radiale Fr della forza magnetica additiva localizzata F; seleziona un avvolgimento o gruppi di avvolgimenti 17 e agisce sul convertitore a commutazione 30 o sui convertitori a commutazione 30 in modo da alimentare la corrente additiva diretta all’avvolgimento 17 o ai gruppi di avvolgimenti 17 selezionati. In questo modo, gli sforzi sul rotore 11 vengono così equilibrati, e la durata di vita del rotore 11 stesso e del gruppo cuscinetto 9 viene allungata. Inoltre, si evita che il traferro 29 diminuisca al di sotto di una soglia provocando l’arresto della macchina elettrica 6 e di conseguenza si prevengono interruzioni di servizio con perdite economiche.

Secondo una forma alternativa di attuazione illustrata nella figura 7, il dispositivo di controllo 8 definisce una altra forza magnetica additiva localizzata F’ in base alle dimensioni del traferro 29 e/o alle sue variazioni nel tempo; e in base alla forza magnetica additiva localizzata F e definisce la componente radiale Fr della forza magnetiche additive localizzata F e un’altra componente radiale F’r dell’altra forza magnetica additiva localizzata F’; calcola la corrente additiva diretta in base alla componente radiale Fr della forza magnetica additiva localizzata F; calcola un’altra corrente additiva diretta in base alla componente radiale F’r dell’altra forza magnetica additiva localizzata F’; seleziona i gruppi di avvolgimenti 17 e agisce sui convertitori a commutazione 30 in modo da alimentare la corrente additiva diretta e l’altra corrente additiva diretta ai rispettivi avvolgimenti 17 selezionati. In questo modo, si evita che il traferro 29 diminuisca al di sotto di una soglia provocando l’arresto della macchina elettrica 6 e di conseguenza interruzioni di servizio con perdite economiche, e si allunga la durata di vita del gruppo cuscinetto 9.

Secondo una forma alternativa di attuazione illustrata nella figura 8, il dispositivo di controllo 8 dopo aver definito la forza magnetica additiva localizzata e l’altra forza magnetica additiva localizzata, definisce la componente tangenziale Ft della forza magnetiche additive localizzata F e un’altra componente tangenziale F’t di un’altra forza magnetica additiva localizzata F’; calcola la corrente additiva in quadratura in base alla componente tangenziale Ft della forza magnetica additiva localizzata F; calcola un’altra corrente additiva in quadratura in base alla componente tangenziale F’t dell’altra forza magnetica additiva localizzata F’; seleziona gli avvolgimenti 17 o i gruppi di avvolgimenti 17 e agisce sui convertitori a commutazione 30 in modo da alimentare la corrente additiva in quadratura e l’altra corrente additiva in quadratura ai rispettivi avvolgimenti 17 selezionati. In questo modo, si evita che il traferro diminuisca al di sotto di una determinata soglia, e si allunga la durata di vita del gruppo cuscinetto 7, inoltre si evita l’arresto della macchina elettrica 6 e, di conseguenza, interruzioni di servizio con perdite economiche.

Secondo una forma alternativa di attuazione non illustrata nella figura allegata, i sensori di prossimità sono omessi e il dispositivo di controllo definisce le dimensioni del traferro senza utilizzare sensori. In particolare, il dispositivo di controllo à ̈ configurato per definire le dimensioni del traferro in base alla tensione sugli avvolgimenti o alla corrente e/o al contenuto armonico della tensione e/o delle correnti.

Secondo una forma alternativa di attuazione non illustrata nelle figure allegate, la forza magnetica additiva localizzata non viene definita in base alle dimensioni del traferro e/o alle variazioni del detto traferro, e il dispositivo di controllo determina un disallineamento tra il rotore e lo statore e/o una variazione nel tempo di detto disallineamento, definisce una forza magnetica additiva localizzata in base al detto disallineamento e/o alle variazioni nel tempo del detto disallineamento.

Secondo una forma alternativa di attuazione non illustrata nelle figure allegate, l’altra forza magnetica additiva localizzata non viene definita in base alle dimensioni del traferro 29 e/o alle sue variazioni nel tempo; e il dispositivo di controllo definisce una altra forza magnetica additiva localizzata in base alla forza magnetica additiva localizzata, al detto disallineamento e/o alle variazioni nel tempo del detto disallineamento.

La macchina elettrica 1, che à ̈ stata descritta, à ̈ una macchina elettrica a magneti permanenti a flusso radiale con magneti permanenti sepolti, resta inteso che l’ambito di protezione si estende a qualsiasi altra macchina elettrica a magneti permanenti come, ad esempio, una macchina elettrica a flusso radiale con magneti superficiali, o una macchina elettrica a flusso assiale o una macchina elettrica a flusso trasverso. Inoltre l’ambito di protezione della presente invenzione si estende anche ad altre macchine elettriche sincrone, per esempio macchine elettriche sincrone con rotore avvolto; e alle macchine elettriche asincrone ad esempio con il rotore a gabbia di scoiattolo. Inoltre, la turbina eolica à ̈ a trazione diretta in quanto il mozzo e il rotore della macchina elettrica sono direttamente connessi tra loro.

È inoltre evidente che la presente invenzione copre anche forme di attuazione non descritte nella descrizione dettagliata e forme di attuazione equivalenti che rientrano nell’ambito di protezione delle rivendicazioni allegate.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di controllo di una turbina eolica; la turbina eolica (1) comprendendo una macchina elettrica (6) comprendente uno statore (10), un rotore (11) girevole attorno a un asse di rotazione (A2) rispetto allo statore (10), e un gruppo cuscinetto meccanico (9) per accoppiare in modo girevole il rotore (11) allo statore (10); lo statore (10) comprendendo almeno un avvolgimento (17) per interagire elettromagneticamente con il rotore (11); il metodo comprendendo le fasi di: stimare almeno una grandezza selezionata nel gruppo composto da una distanza tra il rotore (11) e lo statore (10), la variazione nel tempo di detta distanza, un disallineamento tra il rotore (11) e lo statore (10), e la variazione nel tempo del detto disallineamento; definire una forza magnetica additiva localizzata (F) in funzione della grandezza selezionata; e regolare la grandezza selezionata tramite la forza magnetica additiva localizzata (F) definita.
2. 2. Metodo di controllo secondo la rivendicazione 1, comprendente la fase di stimare il disallineamento tra rotore (11) e statore (10) in base alla distanza tra il rotore (11) e lo statore (10).
3. 3. Metodo di controllo secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente la fase di alimentare almeno una corrente additiva nell’avvolgimento (17) dello statore (10) definita in base alla forza magnetica additiva localizzata (F) definita.
4. 4. Metodo di controllo secondo la rivendicazione 3, comprendente le fasi di scomporre la forza magnetica additiva localizzata (F) in una componente radiale (Fr) al rotore (11) e in una componente tangenziale (Ft) al rotore (11); e regolare la grandezza selezionata tramite la componente radiale (Fr) della forza magnetica additiva localizzata (F).
5. 5. Metodo di controllo secondo la rivendicazione 4, comprendente le fasi di: scomporre la corrente additiva in una corrente diretta e in una corrente in quadratura riferite a un sistema di riferimento rotante e solidale al rotore (11); e controllare la corrente diretta della corrente additiva per regolare una componente radiale (Fr) della forza magnetica additiva localizzata (F) in modo da regolare la grandezza selezionata.
6. 6. Metodo di controllo secondo la rivendicazione 3 o 5, comprendente la fase di definire un’altra forza magnetica additiva localizzata (F’) in funzione della grandezza selezionata; e comprendente le fasi di scomporre l’altra forza magnetica additiva localizzata (F’) in una componente radiale (F’r) al rotore (11) e in una componente tangenziale (F’t) al rotore (11); e di regolare la grandezza selezionata tramite la componente radiale (F’r) dell’altra forza magnetica additiva localizzata (F’).
7. 7. Metodo di controllo secondo la rivendicazione 3, comprendente le fasi di definire un’altra forza magnetica additiva localizzata (F’) in funzione della grandezza selezionata; scomporre la forza magnetica additiva localizzata in una componente radiale (Fr) al rotore (11) e in una componente tangenziale (Ft) al rotore (11); scomporre l’altra forza magnetica additiva localizzata in una componente radiale (F’r) al rotore (11) e in una componente tangenziale (F’t) al rotore (11); e regolare la grandezza selezionata tramite la componente tangenziale (Ft) della forza magnetica additiva localizzata e tramite la componente tangenziale (F’t) dell’altra forza magnetica additiva localizzata.
8. 8. Metodo di controllo secondo la rivendicazione 7, comprendente le fasi di: alimentare un’altra corrente additiva nell’avvolgimento (17) dello statore (10) definita in base all’altra forza magnetica additiva localizzata (F’); scomporre la corrente additiva in una corrente diretta e in una corrente in quadratura riferite a un sistema di riferimento rotante e solidale al rotore (11); scomporre l’altra corrente additiva in un’altra corrente diretta e in un’altra corrente in quadratura riferite a un sistema di riferimento rotante e solidale al rotore (11); controllare la corrente in quadratura per regolare una componente tangenziale (Ft) della forza magnetica additiva localizzata (F), e l’altra corrente in quadratura per regolare la componente tangenziale (F’t) dell’altra forza magnetica additiva localizzata in modo da regolare la grandezza selezionata.
9. 9. Turbina eolica comprendente una macchina elettrica (6) comprendente uno statore (10), un rotore (11) girevole attorno a un asse di rotazione (A2) rispetto allo statore (10), e un gruppo cuscinetto meccanico (9) per accoppiare in modo girevole il rotore (11) allo statore (10); lo statore (10) comprendendo almeno un avvolgimento (17) per interagire elettromagneticamente con il rotore (11); la turbina eolica comprendendo un dispositivo di controllo (8) configurato per: stimare una grandezza selezionata nel gruppo composto da una distanza tra il rotore (11) e lo statore (10), la variazione nel tempo della detta distanza, un disallineamento tra rotore (11) e statore (10) e la variazione nel tempo del detto disallineamento; definire una forza magnetica additiva localizzata (F), in funzione della grandezza selezionata; e regolare la grandezza selezionata tramite la forza magnetica additiva localizzata (F) definita.
10. 10. Turbina eolica secondo la rivendicazione 9, comprendente un sensore di prossimità (35) accoppiato al dispositivo di controllo (8) per rilevare la distanza tra lo statore (10) e il rotore (11); preferibilmente il dispositivo di controllo (8) essendo configurato per stimare la variazione nel tempo della distanza in base alla distanza rilevata dal sensore di prossimità (35).
11. 11. Turbina eolica secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui il dispositivo di controllo (8) à ̈ accoppiato all’avvolgimento (17) ed à ̈ configurato per controllare almeno una corrente additiva nell’avvolgimento (17) dello statore (10) definita in base alla forza magnetica additiva localizzata (F) definita.
12. 12. Turbina eolica secondo la rivendicazione 11, in cui il dispositivo di controllo (8) Ã ̈ configurato per scomporre la forza magnetica additiva localizzata (F) in una componente radiale (Fr) al rotore (11) e in una componente tangenziale (Ft) al rotore (11); e per regolare la grandezza selezionata tramite la componente radiale (Fr) della forza magnetica additiva localizzata (F).
13. 13. Turbina eolica secondo la rivendicazione 12, in cui il dispositivo di controllo (8) Ã ̈ configurato per scomporre la corrente additiva in una corrente diretta e in una corrente in quadratura riferite a un sistema di riferimento rotante e solidale al rotore (11); e controllare la corrente diretta della corrente additiva per regolare una componente radiale (Fr) della forza magnetica additiva localizzata in modo da regolare la grandezza stimata.
14. 14. Turbina eolica secondo la rivendicazione 11 o 13, in cui il dispositivo di controllo (8) à ̈ configurato per definire un’altra forza magnetica additiva localizzata (F’) in funzione della grandezza selezionata; e per scomporre l’altra forza magnetica additiva localizzata (F’) in una componente radiale (F’r) al rotore (11) e in una componente tangenziale (F’t) al rotore (11); e per regolare la grandezza selezionata tramite la componente radiale (F’r) dell’altra forza magnetica additiva localizzata (F’).
15. 15. Turbina eolica secondo la rivendicazione 11, in cui il dispositivo di controllo (8) à ̈ configurato per definire un’altra forza magnetica additiva localizzata (F’) in funzione della grandezza selezionata; scomporre la forza magnetica additiva localizzata (F) in una componente radiale (Fr) al rotore (11) e in una componente tangenziale (Ft) al rotore (11); scomporre l’altra forza magnetica additiva localizzata (F’) in una componente radiale (F’r) al rotore (11) e in una componente tangenziale (F’t) al rotore (11); e regolare la grandezza selezionata tramite la componente tangenziale (Ft) della forza magnetica additiva localizzata (F) e tramite la componente tangenziale (F’t) dell’altra forza magnetica additiva (F’).
16. 16. Turbina eolica secondo la rivendicazione 15, in cui il dispositivo di controllo (8) à ̈ configurato per alimentare un’altra corrente additiva nell’avvolgimento (17) dello statore (10) definita in base all’altra forza magnetica additiva localizzata (F’) definita; scomporre la corrente additiva in una corrente diretta e in una corrente in quadratura riferite a un sistema di riferimento rotante e solidale al rotore (11); scomporre l’altra corrente additiva in una corrente diretta e in una corrente in quadratura riferite a un sistema di riferimento rotante e solidale al rotore (11); controllare la corrente in quadratura per regolare una componente tangenziale (Ft) della forza magnetica additiva localizzata (F), e la corrente in quadratura del’altra corrente additiva per regolare la componente tangenziale (F’t) dell’altra forza magnetica additiva localizzata (F’) in modo da regolare la grandezza selezionata.
17. 17. Turbina eolica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 16, in cui il rotore (11) comprende dei moduli (25) magnetizzati per interagire elettromagneticamente con gli avvolgimenti (17) dello statore (10).