WO2007138137A2 - Utilización de laminación de grano orientado en un generador de turbina eólica - Google Patents

Utilización de laminación de grano orientado en un generador de turbina eólica Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to the field of electric power generation of a wind turbine and, especially, to wind turbine generators.
  • Wind turbines use several types of generators to generate electricity.
  • a commonly used generator is the asynchronous generator, a high-speed generator that operates at rotational speeds in the range of 1500 RPM to 3000 RPM. Since the rotor of the wind turbine generally rotates at a speed of 20 RPM, a multiplier is required to increase the speed from 20 RPM to at least 1500 RPM. Said multipliers are prone to failures and involve a high cost of the wind turbine.
  • Another type of generators used for wind turbines are permanent magnet generators with low speed direct drive that have a rotation speed corresponding to the speed of rotation of the rotor blades. Therefore, no multiplier is needed when using permanent low speed direct drive generators in a wind turbine.
  • Low-speed direct drive permanent magnet generators used for wind turbines with a nominal power output of 2-3 MW can have diameters of 5 to 6 meters and a weight of 5 tons. Generators of this size make it difficult to transport to the construction site, especially in the case of offshore wind turbines. Consequently, the replacement of low speed direct drive generators in case of failures is a long and expensive process.
  • a second aspect of wind turbines refers to the reliability of the generator.
  • the improved reliability of the generator system increases the reliability of the wind turbine, which allows to increase the average time between failures (MTBF) of the wind turbine.
  • the increase in the average time between failures therefore reduces service costs and increases the production of electric energy as a function of time, which is important for the profitability of the investment in wind turbines.
  • a third aspect of wind turbines refers to the difficulty associated with the transport of the components of the wind turbine to the construction site and with the replacement of said components in case of failures.
  • WO 00/60719 shows a low speed generator of the type that is directly coupled to the main axis of the wind turbine rotor.
  • the generator is a stator consisting of a number of stator modules with individual oriented grain stator sheets and that can be installed, repaired and disassembled individually and independently of each other. This greatly facilitates and therefore reduces the cost of mounting the wind turbine, especially at sea, since the stator for the generator can be transported in small units, which also facilitates the assembly of the stator in the upper section of the tower. It is not necessary to use large cranes for repairs or other subsequent maintenance of the generator; Simply use smaller lifting devices that can be handled by one or two people.
  • One or more of the objects of the invention can be obtained by means of a wind turbine to generate electrical energy, which consists of a generator and a rotor to drive the generator; said generator consists of
  • a generator stator consisting of at least two poles, each provided with cable windings
  • a generator rotor consisting of at least two
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) magnetic components, where part of the generator stator contains metal with directional magnetic properties, and
  • - Said generator is connected to the rotor of the wind turbine by means of a multiplier intended to increase the speed of rotation of the generator in relation to the speed of rotation of the rotor of the wind turbine during its operation.
  • the invention is particularly, but not exclusively, favorable for increasing the energy efficiency of the wind turbine generator by applying a metal such as iron, with directional magnetic properties, on the stator of the wind turbine.
  • the metal with directional magnetic properties can be an oriented grain iron lamination, also called oriented grain stator sheets.
  • Said metal can also be a composite metal or a sintered metal with an oriented grain structure.
  • the metal with directional magnetic properties for example, oriented grain stator sheets, can increase the magnetic conductivity and decrease the losses in the iron in order to obtain a higher generator yield.
  • the performance improvement could amount to only 0.3% to 0.4% for the entire turbine.
  • the additional investment using oriented grain lamination can be approximately 5000 Euros.
  • a more interesting advantage may be that the reduction of losses in the iron obtained by using metal with directional magnetic properties, results in a reduction of the heating of the rotor and stator components, such as, for example, of the permanent magnets that are part of the rotor.
  • the heating of the permanent magnets By reducing the heating of the permanent magnets, degradation of the magnetic field strength of the magnets can be avoided.
  • a degradation of the magnets reduces the performance and finally requires the replacement of the degraded magnets and possibly the replacement of the entire generator.
  • the invention is particularly, but not exclusively, favorable for reducing the difficulty associated with the transport of the wind turbine components to the construction site and with the replacement components thereof in case of failures thanks to the reduced size of the generator .
  • the expected speed of rotation for the generator during the operation of the wind turbine is at least twice, preferably at least five times, possibly at least ten times or even fifteen times the speed of rotation of the corresponding rotor of the wind turbine.
  • the generator of the invention can be a medium speed generator with a rotation speed during operation in a range of 30-1000 RPM, preferably within a range between 45-750 RPM or ideally within a range between 60- 500 RPM
  • the fact that the heating of the magnetic components remains reduced due to the few losses in the iron when the speed of rotation of the generator is within a range of 30-1000 RPM represents an advantage.
  • the generator of the invention can be a synchronous or asynchronous generator.
  • the wind turbine generator consists of a stator crown that integrates a plurality of stator crown sections.
  • the stator crown sections can be made of metal with directional magnetic properties, such as stator oriented grain stator sheets. It can be an advantage that the stator crown is formed by sections of individual stator crowns so that the high magnetic conductivity of the metal with directional magnetic properties can be used.
  • the stator crown can be formed by superimposing several layers of stator crown sections.
  • the rotor of the wind turbine generator may include at least two magnetic components in the form of permanent magnets, which are already fully magnetized for periods of time in which the wind turbine is not powered by electrical energy.
  • a particular advantage resulting from the use of permanent magnets is that the power generation capacity of the generator is independent of an external electric power supply.
  • the rotor of the wind turbine generator may include at least two
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Magnetic components in the form of magnets that are magnetized during the periods of time in which the wind turbine is fed with electrical energy, and which gradually demagnetize during the periods of time in which the wind turbine is not fed with electrical energy.
  • the rotor of the wind turbine generator can include at least two magnetic components in the form of electromagnets that are magnetized during periods of time in which the wind turbine is fed with electrical energy.
  • Various types of magnetic components can be used, that is, previously fully magnetized magnetic components and magnetic components that are magnetized during the period in which the wind turbine is connected to the power supply network.
  • Each of the types of magnetic components has advantages over other types such as, for example, cost, performance and reliability advantages.
  • the wind turbine may include a multiplier such as a two stage multiplier.
  • a multiplier such as a two stage multiplier.
  • the use of a two-stage multiplier can be an advantage since it is less complex than a multi-stage multiplier and, therefore, more reliable.
  • the wind turbine generator can be a synchronous generator. Another alternative is that the wind turbine generator is an asynchronous generator.
  • the wind turbine may include at least two frequency converters in which each of the at least two stator poles are connected one by one to the corresponding at least two frequency converters.
  • the wind turbine can consist of at least one frequency converter in which each of the at least two stator poles are connected to a common frequency converter for at least two stator poles.
  • stator poles can be connected one by one to the stator poles
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) corresponding frequency converters or the stator poles can be connected to a single frequency converter.
  • Each connection method has advantages over the other such as, for example, cost, performance and reliability advantages. It is also possible to connect a fraction of the total number of stator poles, such as two, three or more poles, to a single frequency converter.
  • At least part of the rotor of the wind turbine generator may have metal with directional magnetic properties, for example, oriented grain lamination.
  • the use of grain lamination oriented in the generator rotor to reduce the magnetic losses in the generator rotor can be an advantage.
  • the wind turbine can be of the type that includes magnets already fully magnetized, structurally integrated into a synchronous or asynchronous induction generator and magnetically independent of the windings of the stator of the synchronous or asynchronous induction generator.
  • the wind turbine can be of the type that includes magnets magnetized by the generator, structurally integrated to a synchronous or asynchronous induction generator and magnetically dependent on any winding of the stator of the synchronous or asynchronous induction generator.
  • generators that consist of structurally integrated magnets to a synchronous or asynchronous induction generator, each of them presenting advantages over the others.
  • the outer diameter of the stator of the wind turbine generator can be between 3 and 4 meters, preferably between 2 and 3 meters and ideally between 1 and 2 meters. It may be an advantage that the diameter of the generator stator is small, such as a diameter between 1 and 2 meters, since the transport of a generator with this diameter is less demanding than the transport of a generator with a diameter included between 5 and 6 meters.
  • a generator consisting of a generator stator that contains at least two poles, where each pole consists of cable windings and a generator rotor that includes at least two magnetic components, where at least part of the generator stator contains metal with properties
  • a wind turbine consisting of a multiplier, which, during the operation of the wind turbine is intended to increase the speed of rotation of the generator in relation to the speed of rotation of the rotor of the turbine wind.
  • Figure 1 is the main scheme of a gondola of a wind turbine comprising a wind turbine, a multiplier 103 and a generator.
  • Figure 2 is the main scheme of a generator consisting of a generator rotor and a generator stator.
  • Figure 1 is a main scheme of a gondola 100 of a wind turbine.
  • the wind turbine also includes a rotor 101, which is connected to a multiplier 103, such as a two-stage multiplier, by means of a low speed shaft 102.
  • the multiplier 103 converts the low turning speed of the low speed shaft 102 at an average turning speed of an average speed axis 104.
  • the medium speed axis 104 is connected to a generator 105 to transfer the torque of the medium speed axis 104 to the generator 105.
  • the generator 105 which can be a synchronous generator, generates electrical energy that is introduced into the frequency converter unit 106, which supplies electricity to the electricity supply network 107.
  • the components of the gondola 100 are included in a housing 108.
  • the rotation speed of the low speed shaft 102 during operation may be between 0-40 RPM (revolutions per minute) depending on the speed of the
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) wind, the size of the wind turbine and whether the wind turbine is in a start-up phase or is operating in a normal operating condition.
  • a typical turning speed of the low speed shaft 102 is in a range of 8-22 RPM.
  • the speed of rotation of the low speed axis 102 is converted by means of the multiplier 103 so that the speed of rotation of the medium speed axis 104 during operation is within the range between 50-600 RPM.
  • the rotation speed of the generator 105 is also within the range between 50-600 RPM.
  • Generators that can be used in wind turbines that operate at speeds between 50-600 RPM are known to experts as medium speed generators; It should not be confused with high-speed generators for wind turbines, which have rotational speeds within the range of 1500-3000 RPM.
  • low-speed direct drive generators operate at rotational speeds during operation between 10-40 RPM and are generally directly connected to the rotor of wind turbine 101 without using a multiplier .
  • Low speed direct drive generators have considerably larger stator diameters compared to a medium speed generator.
  • 2-3 MW and 3-4 MW low speed direct drive generators can have diameters within a range of 3-4 meters and 5-6 meters respectively, while a 2-3 medium speed generator MW can have a stator diameter in a range of 1-2 meters only.
  • FIG. 2 is the main scheme of the generator 105.
  • the average speed shaft 104 is connected to the generator rotor 210 to transmit the rotations of the medium speed shaft 104 to the generator rotor 210.
  • the rotor contains a number of components
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Magnetic 211.
  • Each of the magnetic components is constituted by a rotor pole 212, possibly in combination with other components such as the rotor metal sheets or the oriented grain rotor metal sheets.
  • the magnetic components 211 can be integrated or arranged inside or on a metal structure, such as the metal sheet of the rotor, whose metal structure, in combination with a magnetic component 211 constitutes the rotor pole 212.
  • the magnetic components 211, alternatively the rotor poles212, can be included by installing them in a disk-shaped rotor support crown, preferably metal.
  • the metal sheet of the rotor preferably has such directional magnetic properties from the oriented grain lamination; However, the metal sheet of the rotor can alternatively be made of metal sheets without directional magnetic properties.
  • the number of magnetic components 211 may be within the range of 8-80, preferably within the range of 10-40 or ideally within the range of 10-24.
  • the magnetic components 211 can be permanent magnets or magnetized semi-permanent magnets during the operation of the wind turbine, that is, the electrical energy generated by the generator 105, or provided alternatively by the power supply network 107, is used to magnetize the Semi-permanent hands.
  • the magnets 211 can be made of superconducting coils or they can be electromagnets such as, for example, coils that are magnetized by electrical energy from an electrical supply network or by electrical energy produced by the generator 105.
  • the generator stator 201 included in the generator 105 consists of a stator crown 220 Ia which consists of stator crown sections 221 formed by stator sheets such as, for example, oriented grain lamination. The sections of individual stator crowns 221 are shown by edges 222.
  • the stator crown 220 is formed by superimposing sections of stator crowns 221 as shown in the side view 230. Therefore, the sections of stator crowns 221 of the first layer 231 are displaced with respect to the stator crown sections of the second layer 232.
  • the generator stator 201 included in the generator 105 further includes at least two stator poles 203 where each stator pole 203 has a winding 204.
  • the winding 204 can be made in slots 205 of the stator crown sections 221.
  • Each pole 203 It consists of at least two slots 205 and one tooth 206.
  • the teeth 206 of the generator stator 201 establish the magnetic connection with the magnetic components 211 of the generator rotor 210.
  • stator crowns 221 comprises one or more stator poles 203.
  • FIG. 2 shows a section of stator crowns 221a comprising two stator poles 203b and 203c.
  • most of the time all stator crowns 221 will have the same number of poles, such as for example the generator stator 201 of Fig. 2 could have shown four stator crowns
  • stator 201a each comprising two stator poles 203b and 203c.
  • the generator stator 201 of Fig. 2 could have shown eight stator crowns 221 each comprising a stator pole 203.
  • the edges 222a show the additional edges
  • the number of poles of the rotor 212 may be different from the number of poles of the stator 203 when the stator 201 has fractional groove windings or asymmetric groove windings.
  • the number of poles of the rotor 212 can also be equal to the number of poles of the stator 203.
  • the direction of the grain 208 of the grain lamination oriented in the stator pole 203a is indicated by the arrow 208. Therefore, the arrow 208 shows the direction in which the magnetic loss in the stator pole 203a is minimal.
  • the magnetic loss a tooth 206 of the stator pole 203a is minimal. Therefore, the magnetic loss is reduced in the tooth 206 having the grain direction 208 when the direction 231 of the magnetic field is parallel with respect to the direction of the grain 208.
  • the magnetic field has a radial direction in the tooth 206, while the magnetic field is curved on the outer periphery of the stator crowns 221.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Density of the magnetic field is lower in the periphery of the stator crowns 221 compared to the density of the magnetic field in the tooth 206, the magnetic loss in the outer periphery of the stator crowns 221 is still low.
  • the direction 231 of the magnetic field of the magnetic element 211a in a tooth 206 is deflected from the direction of the grain 208 with a small angle 230, such as, for example, 5 degrees, with the result that the grain lamination oriented on the pole of the stator 203a shows a greater magnetic loss compared to the situation when the direction 231 of the magnetic field is parallel to the direction of the grain 208.
  • the Angle 230 is small (for example, 5 degrees), the increase in magnetic loss is insignificant.
  • stator 201 By dividing the first layer 231 of the generator stator 201 into at least four sections of stator crowns 221, it is achieved that the deviation between the direction 231 of the magnetic field of the magnetic element 211a or another magnetic element 211 and the direction of the grain 208 of any section of stator crowns 221 does not exceed a maximum angle
  • the maximum angle 230 may be less than 20 degrees, preferably less than 15 degrees and ideally less than 10 degrees.
  • each layer 231 of the generator stator 201 into fifteen sections of stator crowns 221, the deviation between the direction 231 of the magnetic field of the magnetic element 211a or any other magnetic element 211 and the direction of the grain 208 of any of Stator 220 modules do not exceed a maximum angle 230 of 12 degrees.
  • the advantage of using grain stator sheets oriented in a generator 105, where the generator stator 201 is divided into sections of stator crowns 221 formed by stator sheets with directional magnetic properties, is a higher performance of the generator 105 compared to another identical generator in all aspects except that stator sheets are used without directional magnetic properties.
  • the magnetic loss in the stator crown sections 221 depends on the speed of rotation of the average speed axis. In the lower 50 RPM range of the average speed axis 104, the magnetic losses are small due to small stray currents in the stator sheets, while in the higher 600 RPM range the magnetic losses are somewhat higher due to the stray currents.
  • the heat generated in the generator stator 201 causes heating of the generator rotor 21 O and the magnets 211.
  • permanent magnets are used
  • 190 degrees Celsius preferably below 150 degrees Celsius and ideally below 110 degrees Celsius. Temperatures above a certain maximum temperature limit, such as the Curie temperature of 300 degrees Celsius, degrade the magnetic field of permanent magnets. However, since the generator operates in an average speed range of 50 RPM to 600 RPM, the temperature does not generally exceed a temperature that causes the degradation of the permanent magnets such as, for example, a temperature higher than 190 degrees Celsius. The situation is different for high-speed generators with rotational speeds in the range of 1500 RPM to 3000 RPM where a high rotational speed can generate a temperature greater than 190 degrees Celsius in the generator rotor 210 that will degrade the performance of the permanent magnets 211.
  • stator If the stator is not divided or if it is only divided into two sections of stator crowns of equal size 221, no advantage is obtained when using stator sheets with directional magnetic properties. Therefore, if the crown of the stator 220 is not divided or is only divided into two sections of stator crowns of equal size 221, the maximum deviation between the direction 231 of the magnetic field of the magnetic element 211a or any other magnetic element 211 and Ia Address of the grain 208 of any of the modules (one or two) of the stator 220 will be 90 degrees.
  • a deviation of 90 degrees between the magnetic field and the direction of the grain in the metal sheet of the stator results in a 30% decrease in the magnetic saturation. Therefore, when the angle 230 is equal to zero, a magnetic field of, for example, 1.7 Tesla is transmitted on a pole 203 while when the angle 230 is equal to 90 degrees, a magnetic field of only 1.2 Tesla is transmitted in a pole 203 due to the magnetic saturation.
  • the advantage of the ideal magnetic properties when the direction 231 of the magnetic field of a magnet 211 is parallel to the direction of the grain 208 is rather than counteracted by non-ideal magnetic properties when the direction 231 of the magnetic field of a magnet 211 is perpendicular to the direction of the grain 208.
  • the stator crown section 221a consists of two stator poles 203b and 203c arranged on the same sheet of stator metal characterized by the same grain orientations 208a.
  • the deviation between the direction 231 of the magnetic field of a magnetic element 211 in a tooth 206 and the direction of the grain 208a of the stator module 220 is smaller in a tooth 206 near the center of the section of stator crowns 221a than in a tooth 206 near the ends of the stator crown section 221 a. Therefore, the average of the magnetic loss in a tooth 206 near the ends of the stator crown section 221a is greater than the magnetic loss in a tooth 206 near the center of the stator crown section 221a.
  • the electrical outputs such as three-phase outputs, of the stator poles
  • Individual 203 can be introduced into individual frequency converters to convert the frequency and / or voltage of the electric energy generated by the generator 105 for the adaptation to the frequency and voltage of the power supply network 107.
  • the electrical outputs of the individual stator poles 203 can be combined, for example, in a central terminal box, and the combined electrical outputs from the central terminal box can be introduced into a central frequency converter 106 to convert the frequency and / or voltage .

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Abstract

La presente invención se refiere a una turbina eólica para generar energía eléctrica. La turbina eólica incluye un generador (105) y un rotor (101) para accionar el generador (105). El generador incluye un estator de generador (201) con al menos dos polos de estator (203), y un rotor de generador (210) que consta de al menos dos componentes magnéticos (211). Al menos parte del estator del generador (201) contiene metal con propiedades magnéticas direccionales. El generador (105) está conectado al rotor de la turbina eólica (101) mediante una multiplicadora (103) con objeto de aumentar Ia velocidad de giro del generador (105) en relación a la velocidad de giro del rotor de la turbina eólica (101).

Description

UTILIZACIÓN DE LAMINACIÓN DE GRANO ORIENTADO EN UN GENERADOR DE TURBINA EÓLICA
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere al campo de Ia generación de energía eléctrica de una turbina eólica y, especialmente, a generadores de turbinas eólicas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Las turbinas eólicas utilizan varios tipos de generadores para generar energía eléctrica. Un generador comúnmente utilizado es el generador asincrono, generador de alta velocidad que funciona a velocidades de giro comprendidas en el rango de 1500 RPM a 3000 RPM. Dado que el rotor de Ia turbina eólica gira generalmente a una velocidad de 20 RPM, se requiere una multiplicadora para aumentar Ia velocidad de 20 RPM a 1500 RPM como mínimo. Dichas multiplicadoras son propensas a fallos y suponen un alto coste de Ia turbina eólica.
Otro tipo de generadores utilizados para las turbinas eólicas son los generadores de imanes permanentes de accionamiento directo de baja velocidad que presentan una velocidad de giro correspondiente a Ia velocidad de giro de las palas del rotor. Por consiguiente, no se necesita ninguna multiplicadora al utilizar generadores de ¡manes permanentes de accionamiento directo de baja velocidad en una turbina eólica. Los generadores de imanes permanentes de accionamiento directo de baja velocidad utilizados para turbinas eólicas con una salida de potencia nominal de 2-3 MW pueden tener diámetros de 5 a 6 metros y un peso de 5 toneladas. Generadores de este tamaño hacen difícil el transporte del mismo hasta el lugar de construcción, especialmente en los casos de turbinas eólicas marinas. En consecuencia, Ia sustitución de generadores de accionamiento directo de baja velocidad en caso de fallos es un proceso largo y costoso.
Un primer aspecto de las turbinas eólicas se refiere al rendimiento de energía eléctrica del generador. Por consiguiente, una mejora en el rendimiento energético puede mejorar Ia
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) rentabilidad de la inversión en turbinas eólicas gracias a una mayor producción de energía eléctrica.
Un segundo aspecto de las turbinas eólicas se refiere a Ia fiabilidad del generador. La fiabilidad mejorada del sistema del generador aumenta Ia fiabilidad de Ia turbina eólica, Io cual permite aumentar el tiempo medio entre fallos (MTBF) de Ia turbina eólica. El aumento del tiempo medio entre fallos reduce por consiguiente los costes de servicio y aumenta Ia producción de energía eléctrica en función del tiempo, Io cual es importante para Ia rentabilidad de Ia inversión en turbinas eólicas.
Un tercer aspecto de las turbinas eólicas se refiere a Ia dificultad asociada con el transporte de los componentes de Ia turbina eólica al lugar de construcción y con Ia sustitución de dichos componentes en caso de fallos.
WO 00/60719 muestra un generador de baja velocidad del tipo de los que se acoplan directamente al eje principal del rotor de Ia turbina eólica. El generador es un estator integrado por un número de módulos de estator con láminas de estator de grano orientado individuales y que se pueden instalar, reparar y desmontar individualmente e independientemente entre sí. Esto facilita en gran medida y por tante reduce el coste de montaje de Ia turbina eólica, especialmente en el mar, ya que el estator para el generador puede transportarse en pequeñas unidades, Io cual facilita asimismo el montaje del estator en Ia sección superior de Ia torre. No es necesario utilizar grandes grúas para reparaciones u otro mantenimiento posterior del generador; basta con utilizar dispositivos de elevación más pequeños que pueden ser manejados por una o dos personas.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
Uno o varios de los objetos de Ia invención pueden obtenerse mediante una turbina eólica para generar energía eléctrica, Ia cual consta de un generador y de un rotor para accionar el generador; dicho generador consta de
- un estator de generador que consta a su vez de al menos dos polos, cada uno de ellos provisto de bobinados de cable, y un rotor de generador que consta al menos de dos
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) componentes magnéticos, donde parte del estator del generador contiene metal con propiedades magnéticas direccionales, y
- dicho generador se encuentra conectado al rotor de Ia turbina eólica mediante una multiplicadora destinada a aumentar Ia velocidad de giro del generador en relación a Ia velocidad de giro del rotor de Ia turbina eólica durante el funcionamiento de Ia misma.
La invención es particularmente, pero no exclusivamente, favorable para aumentar el rendimiento energético del generador de Ia turbina eólica aplicando un metal como el hierro, con propiedades magnéticas direccionales, en el estator de Ia turbina eólica. El metal con propiedades magnéticas direccionales puede ser una laminación de hierro de grano orientado, también denominada láminas de estator de grano orientado. Dicho metal también puede ser un metal compuesto o un metal sinterizado con una estructura de grano orientado. El metal con propiedades magnéticas direccionales como, por ejemplo, las láminas de estator de grano orientado, puede aumentar Ia conductividad magnética y disminuir las pérdidas en el hierro con objeto de obtener un mayor rendimiento del generador. No obstante, Ia mejora del rendimiento podría ascender a tan sólo 0,3% a 0,4% para Ia totalidad de Ia turbina. La inversión adicional utilizando laminación de grano orientado puede ser de 5000 Euros aproximadamente.
Una ventaja más interesante puede ser que Ia reducción de pérdidas en el hierro obtenida al utilizar metal con propiedades magnéticas direccionales, da como resultado una reducción del calentamiento de los componentes del rotor y del estator como, por ejemplo, de los imanes permanentes que forman parte del rotor. Al reducir el calentamiento de los imanes permanentes puede evitarse una degradación de Ia intensidad del campo magnético de los imanes. Una degradación de los imanes disminuye el rendimiento y finalmente requiere Ia sustitución de los imanes degradados y posiblemente Ia sustitución de todo el generador.
Además, Ia invención es particularmente, pero no exclusivamente, favorable para reducir Ia dificultad asociada con el transporte de los componentes de Ia turbina eólica al lugar de construcción y con los componentes de sustitución de Ia misma en caso de fallos gracias al tamaño reducido del generador.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) La velocidad de giro prevista para el generador durante el funcionamiento de Ia turbina eólica es al menos el doble, preferentemente al menos cinco veces, posiblemente al menos diez veces o incluso quince veces Ia velocidad de giro del correspondiente rotor de Ia turbina eólica.
El generador de Ia invención puede ser un generador de velocidad media con una velocidad de giro durante el funcionamiento comprendida en un rango de 30-1000 RPM, preferentemente dentro un rango comprendido entre 45-750 RPM o idealmente dentro de un rango comprendido entre 60-500 RPM. El hecho de que el calentamiento de los componentes magnéticos se mantiene reducido debido a las pocas pérdidas en el hierro cuando Ia velocidad de giro del generador se encuentra dentro de un rango de 30-1000 RPM representa una ventaja. El generador de Ia invención puede ser un generador síncrono o asincrono.
El generador de Ia turbina eólica consta de una corona de estator que integra una pluralidad de secciones de coronas de estator. Las secciones de coronas de estator pueden ser de metal con propiedades magnéticas direccionales como, por ejemplo, láminas de estator de grano orientado. Puede ser una ventaja que Ia corona del estator esté formada por secciones de coronas de estator individuales de forma que pueda utilizarse Ia alta conductividad magnética del metal con propiedades magnéticas direccionales. La corona del estator puede formarse superponiendo varias capas de secciones de coronas de estator.
El rotor del generador de Ia turbina eólica puede incluir al menos dos componentes magnéticos en forma de imanes permanentes, los cuales ya están totalmente magnetizados durante periodos de tiempo en los que Ia turbina eólica no se alimenta con energía eléctrica. Una ventaja particular resultante del uso de imanes permanentes es que Ia capacidad de producción de energía del generador es independiente de una alimentación de energía eléctrica externa.
De modo alternativo, el rotor del generador de Ia turbina eólica puede incluir al menos dos
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) componentes magnéticos en forma de imanes que se magnetizan durante los periodos de tiempo en los que Ia turbina eólica se alimenta con energía eléctrica, y que se desmagnetizan gradualmente durante los periodos de tiempo en los que Ia turbina eólica no se alimenta con energía eléctrica.
En otro método alternativo, el rotor del generador de Ia turbina eólica puede incluir por Io menos dos componentes magnéticos en forma de electroimanes que se magnetizan durante periodos de tiempo en los que Ia turbina eólica se alimenta con energía eléctrica.
Pueden utilizarse diversos tipos de componentes magnéticos, es decir, componentes magnéticos previamente magnetizados por completo y componentes magnéticos que se magnetizan durante el periodo en el que Ia turbina eólica está conectada a Ia red de suministro eléctrico. Cada uno de los tipos de componentes magnéticos tiene ventajas sobre otros tipos tales como, por ejemplo, ventajas de coste, rendimiento y fiabilidad.
La turbina eólica puede incluir una multiplicadora como, por ejemplo, una multiplicadora de dos etapas. La utilización de una multiplicadora de dos etapas puede constituir una ventaja ya que ésta es menos compleja que una multiplicadora de varias etapas y, por consiguiente, más fiable.
El generador de Ia turbina eólica puede ser un generador síncrono. Otra alternativa es que el generador de Ia turbina eólica sea un generador asincrono.
La turbina eólica puede incluir como mínimo dos convertidores de frecuencia en los que cada uno de los, como mínimo, dos polos del estator están conectados uno a uno a los correspondientes, como mínimo, dos convertidores de frecuencia. Como alternativa, Ia turbina eólica puede constar como mínimo de un convertidor de frecuencia en el que cada uno de los, como mínimo, dos polos del estator están conectados a un convertidor de frecuencia común para los, como mínimo, dos polos del estator.
En consecuencia, los polos del estator pueden estar conectados uno a uno a los
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) convertidores de frecuencia correspondientes o los polos del estator pueden estar conectados a un sólo convertidor de frecuencia. Cada método de conexión tiene ventajas respecto al otro tales como, por ejemplo, ventajas de coste, rendimiento y fiabilidad. Asimismo, es posible conectar una fracción del número total de polos del estator como, por ejemplo, dos, tres o más polos, a un único convertidor de frecuencia.
Al menos parte del rotor del generador de Ia turbina eólica puede tener metal con propiedades magnéticas direccionales como, por ejemplo, laminación de grano orientado. La utilización de laminación de grano orientado en el rotor del generador para reducir las pérdidas magnéticas en el rotor del generador puede constituir una ventaja.
La turbina eólica puede ser del tipo de las que incluye imanes ya totalmente magnetizados, estructu raímente integrados a un generador de inducción síncrono o asincrono e independientes magnéticamente de los bobinados del estator del generador de inducción síncrono o asincrono.
Alternativamente, Ia turbina eólica puede ser del tipo de las que incluye imanes magnetizados por el generador, estructuralmente integrados a un generador de inducción síncrono o asincrono y dependientes magnéticamente de cualquier bobinado del estator del generador de inducción síncrono o asincrono.
En Ia turbina eólica pueden utilizarse diferentes tipos de generadores como, por ejemplo, generadores que constan de imanes estructuralmente integrados a un generador de inducción síncrono o asincrono, presentando cada uno de ellos ventajas respecto a los demás.
El diámetro exterior del estator del generador de Ia turbina eólica puede estar comprendido entre 3 y 4 metros, preferentemente entre 2 y 3 metros e idealmente entre 1 y 2 metros. Puede ser una ventaja que el diámetro del estator del generador sea pequeño como, por ejemplo, un diámetro comprendido entre 1 y 2 metros, ya que el transporte de un generador con este diámetro es menos exigente que el transporte de un generador con un diámetro comprendido entre 5 y 6 metros.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Un generador que consta de un estator de generador que contiene al menos dos polos, donde cada polo consta de bobinados de cable y de un rotor de generador que incluye al menos dos componentes magnéticos, donde al menos parte del estator de generador contiene metal con propiedades magnéticas direccionales, puede utilizarse de manera ventajosa en una turbina eólica que consta de una multiplicadora, Ia cual, durante el funcionamiento de Ia turbina eólica está destinada a incrementar Ia velocidad de giro del generador en relación a Ia velocidad de giro del rotor de Ia turbina eólica.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es el esquema principal de una góndola de una turbina eólica que comprende una turbina eólica, una multiplicadora 103 y un generador.
La Figura 2 es el esquema principal de un generador que consta de un rotor de generador y de un estator de generador.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UNA IMPLEMENTACIÓN
La Figura 1 es un esquema principal de una góndola 100 de una turbina eólica. La turbina eólica incluye además un rotor 101 , el cual se conecta a una multiplicadora 103 como, por ejemplo, una multiplicadora de dos etapas, mediante un eje de baja velocidad 102. La multiplicadora 103 convierte Ia velocidad de giro baja del eje de baja velocidad 102 a una velocidad de giro media de un eje de velocidad media 104.
El eje de velocidad media 104 está conectado a un generador 105 para transferir el par del eje de velocidad media 104 al generador 105. El generador 105, que puede ser un generador síncrono, genera energía eléctrica que se introduce en Ia unidad del convertidor de frecuencia 106, que alimenta con energía eléctrica a Ia red de suministro eléctrico 107. Los componentes de Ia góndola 100 están incluidos en una carcasa 108.
La velocidad de giro del eje de baja velocidad 102 durante el funcionamiento puede estar comprendida entre 0-40 RPM (revoluciones por minuto) dependiendo de Ia velocidad del
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) viento, del tamaño de Ia turbina eólica y de si Ia turbina eólica está en una fase de arranque o está funcionando en una condición de funcionamiento normal. Una velocidad de giro típica del eje de baja velocidad 102 está comprendida en un rango de 8-22 RPM. La velocidad de giro del eje de baja velocidad 102 se convierte mediante Ia multiplicadora 103 para que Ia velocidad de giro del eje de velocidad media 104 durante el funcionamiento se encuentre dentro del rango comprendido entre 50-600 RPM. De esta manera, Ia velocidad de giro del generador 105 también está dentro del rango comprendido entre 50-600 RPM. Los generadores utilizables en turbinas eólicas que funcionan con velocidades de giro comprendidas entre 50-600 RPM son conocidos por los expertos como generadores de velocidad media; no se debe confundir con los generadores de alta velocidad para turbinas eólicas, los cuales tienen velocidades de giro dentro del rango comprendido entre 1500-3000 RPM.
Otros tipos de generadores utilizados para las turbinas eólicas, conocidos como generadores de accionamiento directo de baja velocidad, funcionan a velocidades de giro durante el funcionamiento comprendidas entre 10-40 RPM y generalmente están directamente conectados al rotor de Ia turbina eólica 101 sin utilizar una multiplicadora. Los generadores de accionamiento directo de baja velocidad tienen diámetros de estator considerablemente más grandes en comparación con un generador de velocidad media. Por ejemplo, los generadores de accionamiento directo de baja velocidad de 2-3 MW y 3-4 MW pueden tener diámetros dentro de un rango de 3-4 metros y 5-6 metros respectivamente, mientras que un generador de velocidad media 2-3 MW puede tener un diámetro de estator comprendido en un rango de 1-2 metros únicamente. Los generadores de accionamiento directo de baja velocidad con diámetros en el rango de 5-6 metros y un peso de 20 toneladas complican el transporte del generador al lugar de construcción y, asimismo, complican Ia sustitución de los generadores, especialmente en el caso de turbinas eólicas marinas, debido a Ia capacidad de carga necesaria en las grúas utilizadas para elevar el generador.
La Figura 2 es el esquema principal del generador 105. El eje de velocidad media 104 está conectado al rotor del generador 210 para Ia transmitir las rotaciones del eje de velocidad media 104 al rotor del generador 210. El rotor contiene un número de componentes
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) magnéticos 211. Cada uno de los componentes magnéticos se constituye por un polo de rotor 212, posiblemente en combinación con otros componentes como las láminas de metal del rotor o las láminas de metal del rotor de grano orientado. Los componentes magnéticos 211 pueden estar integrados o dispuestos dentro o sobre una estructura de metal, como Ia lámina de metal del rotor, cuya estructura metálica, en combinación con un componente magnético 211 constituye el polo del rotor 212. Los componentes magnéticos 211 , alternativamente los polos del rotor212, pueden incluirse instalándolos en una corona de soporte del rotor en forma de disco, preferentemente de metal. La lámina de metal del rotor tiene preferentemente propiedades magnéticas direccionales tal provenientes de Ia laminación de grano orientado; no obstante, Ia lámina de metal del rotor puede estar alternativamente constituido en láminas de metal sin propiedades magnéticas direccionales. El número de componentes magnéticos 211 puede estar dentro del intervalo de 8-80, preferentemente dentro del intervalo de 10-40 o idealmente dentro del intervalo de 10-24.
Los componentes magnéticos 211 pueden ser imanes permanentes o imanes semipermanentes magnetizados durante el funcionamiento de Ia turbina eólica, es decir, Ia energía eléctrica generada por el generador 105, o aportada de forma alternativa por Ia red de suministro eléctrico 107, se utiliza para magnetizar los ¡manes semipermanentes. Además, los imanes 211 pueden estar fabricados de bobinas superconductoras o pueden ser electroimanes como, por ejemplo, bobinas que se magnetizan mediante energía eléctrica de una red de suministro eléctrico o mediante energía eléctrica producida por el generador 105.
El estator de generador 201 incluido en el generador 105 consta de una corona de estator 220 Ia cual consta de secciones de coronas de estator 221 formadas por láminas de estator como, por ejemplo, laminación de grano orientado. Las secciones de coronas de estator individuales 221 se muestran mediante bordes 222. La corona del estator 220 se forma superponiendo secciones de coronas de estator 221 como se muestra en Ia vista lateral 230. Por tanto, las secciones de coronas de estator 221 de Ia primera capa 231 se encuentran desplazadas con respecto a las secciones de coronas de estator de Ia segunda capa 232.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) El estator de generador 201 incluido en el generador 105 incluye además al menos dos polos de estator 203 donde cada polo de estator 203 presenta un bobinado 204. El bobinado 204 puede realizarse en ranuras 205 de las secciones de coronas de estator 221. Cada polo 203 consta como mínimo de dos ranuras 205 y de un diente 206. Los dientes 206 del estator del generador 201 establecen Ia conexión magnética con los componentes magnéticos 211 del rotor del generador 210.
Cada sección individual de coronas de estator 221 comprende uno o más polos de estator 203. Atítulo ilustrativo, ambas Figuras 2 muestran una sección de coronas de estator 221a que comprende dos polos de estator 203b y 203c. En Ia práctica, Ia mayoría de las veces todas las coronas de estator 221 tendrán el mismo número de polos, como por ejemplo el estator del generador 201 de Ia Fig. 2 podría haber mostrado cuatro coronas de estator
221a cada una comprendiendo dos polos de estator 203b y 203c. O bien, el estator del generador 201 de Ia Fig. 2 podría haber mostrado ocho coronas de estator 221 a cada una comprendiendo un polo de estator 203. Los bordes 222a muestran los bordes adicionales
222a en el caso representado para un generador 201 con ocho coronas de estator 221.
El número de polos del rotor 212 puede ser diferente del número de polos del estator 203 cuando el estator 201 tiene bobinados de ranura fraccionaria o bobinados de ranura asimétrica. El número de polos del rotor 212 también puede se igual al número de polos del estator 203.
La dirección del grano 208 de Ia laminación de grano orientado en el polo del estator 203a se indica mediante Ia flecha 208. Por tanto, Ia flecha 208 muestra Ia dirección en Ia que Ia pérdida magnética en el polo del estator 203a es mínima. Cuando Ia dirección 231 del campo magnético del elemento magnético 211a es paralela a Ia dirección de grano 208, y el ángulo 230 es igual a cero, Ia pérdida magnética un diente 206 del polo del estator 203a es mínima. Por consiguiente, Ia pérdida magnética se reduce en el diente 206 teniendo Ia dirección de grano 208 cuando Ia dirección 231 del campo magnético es paralela con respecto a Ia dirección del grano 208. Evidentemente, debe entenderse que el campo magnético tiene una dirección radial en el diente 206, mientras que el campo magnético se curva en Ia periferia externa de las coronas de estator 221. Sin embargo, como Ia
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) densidad del campo magnético es menor en Ia periferia de las coronas de estator 221 en comparación con Ia densidad del campo magnético en el diente 206, Ia pérdida magnética en Ia periferia exterior de las coronas de estator 221 es aun baja.
Cuando el rotor del generador 210 gira un pequeño ángulo 230, como 5 grados, Ia dirección 231 del campo magnético del elemento magnético 211a en un diente 206 se desvía desde Ia dirección del grano 208 con un pequeño ángulo 230, como, por ejemplo, 5 grados, con el resultado de que Ia laminación de grano orientado en el polo del estator 203a muestra una pérdida magnética mayor en comparación con Ia situación cuando Ia dirección 231 del campo magnético es paralelo a Ia dirección del grano 208. No obstante, dado que el ángulo 230 es pequeño (por ejemplo, 5 grados), el incremento de Ia pérdida magnética es insignificante.
Al dividir Ia primera capa 231 del estator del generador 201 en al menos cuatro secciones de coronas de estator 221 , se logra que Ia desviación entre Ia dirección 231 del campo magnético del elemento magnético 211a u otro elemento magnético 211 y Ia dirección del grano 208 de cualquier sección de coronas de estator 221 no supere un ángulo máximo
230, de modo que Ia pérdida magnética sea insignificante. Para ser más específicos, el ángulo máximo 230 puede ser inferior a 20 grados, preferentemente inferiora 15 grados e idealmente inferior a 10 grados.
Por ejemplo, al dividir cada capa 231 del estator del generador 201 en quince secciones de coronas de estator 221 , Ia desviación entre Ia dirección 231 del campo magnético del elemento magnético 211a o cualquier otro elemento magnético 211 y Ia dirección del grano 208 de cualquiera de los módulos del estator 220 no supera un ángulo máximo 230 de 12 grados.
La ventaja de utilizar láminas de estator de grano orientado en un generador 105, donde el estator del generador 201 se divide en secciones de coronas de estator 221 formadas por láminas de estator con propiedades magnéticas direccionales, es un mayor rendimiento del generador 105 comparado con otro generador idéntico en todos los aspectos excepto en que se utilizan láminas de estator sin propiedades magnéticas direccionales. En
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) consecuencia, puede alcanzarse un incremento de producción de energía eléctrica del 0,3 % al 0,4 % comparado con el generador donde no se utiliza Ia conductividad magnética incrementada de las láminas de estator de grano orientado. Tal incremento de producción puede compensar el incremento de costes debido al uso de láminas de estator de grano orientado.
La pérdida magnética en las secciones de coronas de estator 221 depende de Ia velocidad de giro del eje de velocidad media. En el rango más bajo de 50 RPM del eje de velocidad media 104, las pérdidas magnéticas son pequeñas debido a pequeñas corrientes parásitas en las láminas de estator, mientras que en el rango más alto de 600 RPM las pérdidas magnéticas son algo mayores debido a las corrientes parásitas.
Las pérdidas magnéticas resultan inevitablemente en Ia generación de calor debido a las a pérdidas en el hierro que se producen en las láminas del estator. En el rango más bajo de 50 RPM del eje de velocidad media, Ia generación de calor es poca debido a escasas pérdidas en el hierro, mientras que en el rango más alto de 600 RPM Ia generación de calor es mayor en proporción debido a mayores pérdidas en el hierro.
El calor generado en el estator del generador 201 causa un calentamiento del rotor del generador 21 O y de los imanes 211. En particular, cuando se utilizan imanes permanentes
211 , es importante mantener Ia temperatura del imán permanente 211 por debajo de los
190 grados Celsius, preferentemente por debajo de los 150 grados Celsius e idealmente por debajo de los 110 grados Celsius. Las temperaturas superiores a un cierto límite de temperatura máxima, como Ia temperatura de Curie de 300 grados Celsius, degradan el campo magnético de los imanes permanentes. No obstante, dado que el generador funciona en un rango de velocidad media de 50 RPM a 600 RPM, Ia temperatura no supera generalmente una temperatura que cause Ia degradación de los imanes permanentes como, por ejemplo, una temperatura superior a los 190 grados Celsius. La situación es diferente para los generadores de alta velocidad con velocidades de giro en el rango de 1500 RPM a 3000 RPM donde una velocidad de giro alta puede generar una temperatura superior a los 190 grados Celsius en el rotor del generador 210 que degradará el rendimiento de los imanes permanentes 211.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Si el estator no está dividido o si solamente está dividido en dos secciones de coronas de estator de igual tamaño 221 , no se obtiene ninguna ventaja al utilizar láminas del estator con propiedades magnéticas direccionales. Por tanto, si Ia corona del estator 220 no está dividida o sólo está dividida en dos secciones de coronas de estator de igual tamaño 221 , Ia desviación máxima entre Ia dirección 231 del campo magnético del elemento magnético 211a o cualquier otro elemento magnético 211 y Ia dirección del grano 208 de cualquiera de los módulos (uno o dos) del estator 220 será de 90 grados.
Por Io general, una desviación de 90 grados entre el campo magnético y Ia dirección del grano en Ia lámina de metal del estator resulta en una disminución del 30% de Ia saturación magnética. Por tanto, cuando el ángulo 230 es igual a cero, se transmite un campo magnético de, por ejemplo, 1.7 Tesla en un polo 203 mientras que cuando el ángulo 230 es igual a 90 grados, se transmite un campo magnético de sólo 1.2 Tesla en un polo 203 debido a Ia saturación magnética. Por tanto, en casos en los que los módulos del estator no están divididos o solamente están divididos en dos mitades, Ia ventaja de las propiedades magnéticas ideales cuando Ia dirección 231 del campo magnético de un imán 211 es paralela a Ia dirección del grano 208 está más que contrarrestada por las propiedades magnéticas no ideales cuando Ia dirección 231 del campo magnético de un imán 211 es perpendicular a Ia dirección del grano 208.
La sección de coronas de estator 221a consta de dos polos de estator 203b y 203c dispuestos en Ia misma lámina de metal del estator caracterizados por las mismas orientaciones de grano 208a. La desviación entre Ia dirección 231 del campo magnético de un elemento magnético 211 en un diente 206 y Ia dirección del grano 208a del módulo del estator 220 es más pequeña en un diente 206 cerca del centro de Ia sección de coronas de estator 221a que en un diente 206 cerca de los extremos de Ia sección de coronas de estator 221 a. Por tanto, el promedio de Ia pérdida magnética en un diente 206 cerca de los extremos de Ia sección de coronas de estator 221a es mayor que Ia pérdida magnética en un diente 206 cerca del centro de Ia sección de coronas del estator 221a.
Las salidas eléctricas, como, por ejemplo, salidas trifásicas, de los polos de estator
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) individuales 203 se pueden introducir en convertidores de frecuencia individuales para convertir Ia frecuencia y/o el voltaje de Ia energía eléctrica generada por el generador 105 para Ia adaptación a Ia frecuencia y el voltaje de Ia red de suministro eléctrico 107. Alternativamente, las salidas eléctricas de los polos de estator individuales 203 se pueden combinar, por ejemplo, en una caja de terminales central, y las salidas eléctricas combinadas desde Ia caja de terminales central pueden introducirse en un convertidor de frecuencia central 106 para convertir Ia frecuencia y/o el voltaje.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)

Claims

REIVINDICACIONES
1. Turbina eólica para generar energía eléctrica que consta de un generador (105) y un rotor (101) para accionar el generador (105); dicho generador (105) consta de
- un estator de generador (201) que incluye al menos dos polos de estator (203), donde cada polo de estator (203) dispone de bobinados (204) de cable, y un rotor de generador (210) que consta de al menos dos componentes magnéticos (211), donde al menos parte del estator del generador (201) contiene metal con propiedades magnéticas direccionales, y
- dicho generador (105) se conecta al rotor de Ia turbina eólica (101 ) a través de una multiplicadora (103) destinada a incrementar Ia velocidad de giro del generador (105) en relación a Ia velocidad de giro del rotor de Ia turbina eólica (101) durante el funcionamiento de Ia turbina eólica.
2.Turbina eólica según reivindicación 1 , caracterizada porque Ia velocidad de giro prevista para el generador (105) durante el funcionamiento de Ia turbina eólica es al menos el doble, preferentemente al menos cinco veces, posiblemente al menos diez veces o incluso quince veces Ia velocidad de giro del rotor de Ia turbina eólica (101).
3. Turbina eólica según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el generador (105) es un generador de velocidad media con una velocidad de giro, durante el funcionamiento, comprendida entre 30-1000 RPM, preferentemente entre 45-750 RPM o idealmente en un rango de 60-500 RPM.
4. Turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizada porque el generador (105) consta de una corona de estator (220) que incluye una pluralidad de secciones de coronas de estator (221).
5. Turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque los, como mínimo, dos componentes magnéticos (211) son ¡manes permanentes, los cuales ya están totalmente magnetizados durante periodos de tiempo en los que Ia turbina eólica no
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) se alimenta con energía eléctrica.
6. Turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque los, como mínimo, dos componentes magnéticos (211) son imanes que se magnetizan durante periodos de tiempo en los que Ia turbina eólica se alimenta con energía eléctrica y que se desmagnetizan gradualmente durante periodos de tiempo en los cuales Ia turbina eólica no se alimenta con energía eléctrica.
7. Turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque los, como mínimo, dos componentes magnéticos (211) son electroimanes magnetizados durante periodos de tiempo en los que Ia turbina eólica se alimenta con energía eléctrica.
8. Turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en Ia cual Ia multiplicadora (103) es una multiplicadora de dos etapas.
9. Turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en Ia cual el generador (105) es un generador síncrono.
10. Turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, que además consta de al menos dos convertidores de frecuencia (106) y donde cada uno de los, como mínimo, dos polos de estator (203) están conectados uno a uno a los, como mínimo, dos correspondientes convertidores de frecuencia.
11. Turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, que además consta de al menos un convertidor de frecuencia (106) en el que cada uno de los, como mínimo, dos polos del estator (203) están conectados a un sólo convertidor de frecuencia (106) común para los, como mínimo, dos polos de estator (203).
12. Turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1-11 , caracterizada porque al menos parte del rotor del generador (210) contiene metal con propiedades magnéticas direccionales.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
13. Turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1-12, caracterizada porque el generador (105) es del tipo de los que incluye imanes totalmente magnetizados previamente (211), estructuralmente integrados al generador de inducción síncrono o asincrono (105) e independientes magnéticamente de los bobinados del estator (204) del generador de inducción síncrono o asincrono.
14. Turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1-12, caracterizada porque el generador (105) es del tipo de los que incluye imanes (211) magnetizados por el generador, estructuralmente integrados a un generador de inducción síncrono o asincrono (105) y dependientes magnéticamente de cualquier bobinado del estator (204) del generador de inducción síncrono o asincrono.
15. Turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1-14, caracterizada porque el diámetro externo del estator del generador (201) está comprendido entre 3 y 4 metros, preferentemente entre 2 y 3 metros e idealmente entre 1 y 2 metros.
16. Uso de un generador que consta de un estator de generador (201) que incluye al menos dos polos (203), donde cada polo (203) dispone de bobinados (204) de cable, y un rotor de generador (210) que consta de al menos dos componentes magnéticos (211), donde al menos parte del estator del generador (201) contiene metal con propiedades magnéticas direccionales, en una turbina eólica que consta de una multiplicadora (105) destinada a incrementar Ia velocidad de giro del generador en relación a Ia velocidad de giro del rotor de Ia turbina eólica (101) durante el funcionamiento de Ia turbina eólica.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
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