ES2712810T3

ES2712810T3 - Transmisor de anillo colector

Info

Publication number: ES2712810T3
Application number: ES13701000T
Authority: ES
Inventors: Alfred Beekmann
Original assignee: Wobben Properties GmbH
Current assignee: Wobben Properties GmbH
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2019-05-14
Anticipated expiration: 2033-01-11
Also published as: BR112014016750A2; CA2860496A1; MX349934B; AU2013211135A1; JP2015506564A; JP5908117B2; RU2592639C2; TWI527327B; CA2860496C; EP2805388B1; US9356411B2; BR112014016750A8; KR20140112557A; DK2805388T3; MX2014008222A; ZA201404526B; KR101791300B1; AR089733A1; RU2014133718A; PT2805388T

Abstract

Un procedimiento para reparar un transmisor de anillo colector (200) de tipo de cable dorado que comprende un anillo colector (202), particularmente un anillo dorado para usar con una tabla de cable dorado (204) como una tabla (204), que comprende - la etapa de extracción de una tabla de circuito de cable dorado (204) del transmisor de anillo colector (200) caracterizado por - el paso de inserción de una tabla de cepillo múltiple (304) a cambio de la tabla de cable dorado (204), donde el anillo colector (202) tiene ranuras (212) por el uso con la tabla de cable dorado (204) y al cambiar la tabla de cable dorado (204) frente a la tabla de cepillo múltiple (304) del anillo colector (202), en particular el anillo dorado, permanecen en el anillo colector (400).

Description

DESCRIPCION

Transmisor de anillo colector

La presente invencion se refiere a un transmisor de anillo colector y a un procedimiento para reparar un transmisor de anillo colector. Ademas, la presente invencion se refiere a una turbina eolica con un transmisor de anillo colector. Las turbinas eolicas son bien conocidas y en la figura 1 se muestra un dispositivo tfpico. Allf, segun el estado del ambiente, impulsado por el viento, el rotor aerodinamico gira en relacion con la parte estacionaria de la gondola. Con el fin de intercambiar energfa electrica o senales electricas desde la parte estacionaria con la parte giratoria, es decir, con el rotor, se proporciona regularmente un transmisor de anillo colector. En particular, la energfa se puede transmitir a los llamados motores de paso, que pueden ajustar las palas del rotor en su angulo de ataque. Ademas, por ejemplo, la energfa para el calentamiento de la cuchilla electrica, si existe, puede ser transferida.

Una caractenstica especial es que las turbinas de viento sin engranaje utilizan un generador smcrono excitado por separado. En turbinas eolicas de este tipo, un rasgo de excitacion para generar un campo electromagnetico en el rotor se transmite a traves del transmisor de anillo colector, o a traves de un transmisor de anillo colector por separado. En este caso, la potencia debe transmitirse con alta potencia, que puede ser de varios cientos de kW. En particular, se conocen los siguientes tres tipos de transmisores de anillo colector. Probablemente, la opcion mas antigua sea moler un cepillo de carbon en un anillo de contacto correspondiente para transmitir la senal electrica, ya sea una senal de informacion o energfa, desde el cepillo de carbono al anillo de contacto o viceversa. Tales cepillos de carbon se han establecido y sus propiedades son generalmente conocidas. Son relativamente economicas, pero requieren un intercambio regular de cepillos de carbon.

Para mejorar se utiliza el llamado "transmisor de anillo colector de cable dorado". Se trata de una tabla con una variedad de cables dorados, que basicamente sobresalen como una tabla de clavos, se realiza en un anillo colector correspondiente, que se hace coincidir electrica y mecanicamente con estos cables dorados. Aqrn esta la ventaja particular de que una buena propiedad de contacto con baja abrasion se logra mediante la eleccion del material, a traves del uso de oro. Sin embargo, con el tiempo surgen aqrn ranuras en las posiciones de los respectivos depositos de cables dorados en el anillo colector correspondiente, en las que tambien pueden surgir impurezas, especialmente en la capa de oro. El anillo colector generalmente esta hecho de laton o aleacion de metal similar, que se proporciona con una capa de oro en el area de contacto. En las ranuras se puede proporcionar aceite de contacto para enfriarlas y mejorarlas. Con poco aceite y/o alto desgaste, el cable dorado roza el anillo colector y cambia la superficie, lo cual es diffcil de ver. De esta manera tambien sufre el cable dorado y se gasta mas rapido. Como una mejora adicional, se propone un llamado "transmisor de anillo colector de multiples cepillos". Aqrn, por lo menos, un conjunto de muchos cables delgados como un cabello corre sobre un anillo colector correspondiente. Dichos paquetes, o mechones de estos muchos cables delgados como un cabello, generalmente se colocan en una tabla, se fijan y se ponen en contacto y, por lo tanto, aqrn generalmente se habla solo de tabla, que incluye dichos paquetes o mechones. Por lo tanto, la tabla forma una tabla de circuito y, por lo tanto, es la contraparte del anillo colector en el que se aguzan. El tablero tambien puede ser referido como un cepillo. Estos terminos se aplican en principio independientemente de la tecnologfa utilizada tecnicamente. Basicamente, el contacto se realiza de acuerdo con el principio de que los cables pueden apoyarse con poca fuerza en el anillo colector correspondiente y la buena conexion se lleva a cabo simplemente por el alto numero de cables. Este paquete es similar a un pincel, por lo que el termino "pincel multiple" tambien prevalecio en el uso del idioma aleman en los drculos de especialistas relevantes. Dicha tecnica de cepillos multiples es relativamente robusta para manejar y evita los depositos descritos de la tecnologfa de cables dorados y la abrasion del carbon por los cepillos de carbon.

Un problema particular con la tecnica del cable dorado es que, aparte de los cables dorados, el anillo colector correspondiente tambien se desgasta. Depositos e impurezas se desarrollan en el anillo colector, que a su vez conduce a un fuerte desgaste de los cables dorados. Despues del desgaste correspondiente, el anillo colector debe cambiarse, ademas del tablero de cable dorado, con los cables dorados, que es complicado, costoso y, por lo tanto, indeseable.

La Oficina Alemana de Patentes y Marcas tiene en la solicitud de prioridad para la presente solicitud la siguiente investigacion de vanguardia: DE 2458991 B2; DE 102007 060985 A1; DE 694 14687 T2; US 4,398,113 A y JP 2009-225578A.

El documento US 2009/045627 A1 describe un transmisor de anillo colector de tipo de cable dorado y su desgaste, en cuyo caso se propone un anillo colector mejorado para reducir el desgaste y, por lo tanto, minimizar los costes de reparacion. El documento JP 2006-107925 A describe varios tipos de transmisores de anillo colector, segun una primera realizacion, un transmisor de anillo colector de tipo de cable dorado y segun otra realizacion, se describe un transmisor de anillo colector de tipo de cepillo multiple.

La presente invencion se basa en el objetivo de abordar al menos uno de los problemas mencionados anteriormente. En particular, se creara una solucion en los transmisores de anillo colector de tipo "cable dorado", de modo que el anillo colector, que se construye de acuerdo con la tecnologfa de cable dorado descrita, puede repararse de la forma mas simple y economica posible, si se ha desgastado en consecuencia. Al menos se debe crear una realizacion alternativa.

De acuerdo con la invencion, se propone un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1. Tambien es posible cambiar solo una de varias tablas. Tambien puede haber varias tecnicas distintas en un transmisor de anillo colector, como una tecnica de cable dorado para transmitir senales de baja corriente, por ejemplo, 0,5 a 3 A, y una tecnica de cepillos de carbon para transmitir senales de alta corriente, por ejemplo, de 5 a 500 A. De acuerdo con la invencion, asf se repara un transmisor de anillo colector de tipo cable dorado. En cualquier caso, antes de la reparacion, este transmisor de anillo colector comprende al menos un anillo colector, en particular un anillo dorado, por un lado, y un tablero de cable dorado provisto de cables dorados como un cepillo de cables dorados, que se aguzan en el anillo colector, por otro lado. Para reparar el transmisor de anillo colector, es decir, en particular despues de que haya ocurrido el desgaste que requiere reparacion, la tabla de circuito de cable dorado se retira del transmisor de anillo colector y se utiliza una tabla de cepillo multiple a cambio de esa tabla de circuito de cable dorado.

Se ha reconocido que la tecnica de multiples cepillos de platino se puede utilizar con el anillo colector de la tecnica de cables dorados. Por lo tanto, un tablero de cables dorados desgastado se puede cambiar por un tablero de cepillo multiple, por lo que se puede evitar el reemplazo del anillo colector de tipo de cable dorado. Mediante este intercambio de la tabla de cable dorado frente al anillo colector de la tabla de cepillo multiple, que al menos originalmente era completamente de tipo de cable dorado, se puede reparar de manera facil y economica.

La reparacion se realiza para un transmisor de anillo colector, en el cual el anillo dorado ya tiene ranuras, que son causadas por el uso con la tabla de cable dorado. Aqu se reconocio que la tabla de multiples cepillos es adecuada para utilizar con un anillo colector de tipo de cable dorado, incluso si este anillo colector tiene ranuras. La tabla de la tecnica de multiples cepillos es capaz de adaptarse a la superficie de contacto del anillo colector, como resulto. En particular, la tabla de la tecnica de multiples cepillos tambien puede intervenir en las ranuras del anillo colector. El anillo colector, que ya tiene ranuras debido al desgaste, por lo tanto, no necesita ser reemplazado y puede permanecer en el conjunto de anillo colector. Hasta ahora, en el caso de un transmisor de anillo colector desgastado, en la tecnologfa de cable dorado por lo general tendna que reemplazarse la tabla del circuito del cable dorado y el anillo colector, debido a que una nueva tabla de cable dorado, a saber, los cables dorados, se desgasto rapidamente debido a los defectos descritos y la esperanza de vida util se reduce drasticamente.

Preferiblemente, la tabla de multiples cepillos se usa en el intercambio de manera que se aguce en el anillo colector y penetre en las ranuras y en las ranuras y fuera de las ranuras se realicen contactos electricos entre la combinacion de cepillos multiples y el anillo colector dorado. Por lo tanto, se puede seguir utilizando un anillo colector de tipo de cable dorado, que ya tenga ranuras considerables.

Ademas, se propone un anillo colector que comprende un anillo colector de la tecnica de cable dorado, en particular comprende un anillo dorado. Dicho anillo dorado tiene en consecuencia componentes de oro para aumentar la conductividad, en particular en una transicion a una tabla de circuito. Este anillo colector esta preparado para su uso con una tabla de cable dorado. Ademas, el transmisor de anillo colector comprende un pinaculo de multiples cepillos, que hace contacto con el anillo colector de la tecnologfa de cable dorado de una manera abrasiva. Por lo tanto, se propone un transmisor de anillo colector que consiste esencialmente en una combinacion de un anillo colector de la tecnica de cable dorado y una tabla de la tecnica de cepillo multiple o estos elementos sustancialmente.

Ventajosamente, el anillo colector tiene al menos una ranura producida por una tabla de cable dorado. El anillo colector propuesto es, por lo tanto, una solucion en la que se deben usar partes de un transmisor de anillo colector que de otra manera tendnan que ser reemplazadas debido a su estado de desgaste, en particular, el intercambio del anillo colector de cable dorado puede evitarse, o al menos puede retrasarse.

Ademas, se propone una turbina eolica con un anillo colector segun al menos una de las realizaciones descritas. A traves de este anillo colector, las senales electricas pueden transmitirse desde la parte estacionaria de la gondola a la parte giratoria de la gondola, es decir, el rotor aerodinamico. Por consiguiente, se propone que el transmisor de anillo colector se utilice de manera que transmita senales electricas, ya sean senales de informacion y/o senales de potencia, desde la parte estacionaria de la gondola hasta el rotor aerodinamico. Segun la turbina eolica, varias senales electricas distintas deben transmitirse a traves de un transmisor de anillo colector de este tipo. Por consiguiente, tal transmision de anillo colector puede ser complicada y costosa. Ademas, su disposicion en el area de la transicion desde la parte estacionaria a la parte giratoria de la gondola de la turbina eolica, que es una posicion preferida del anillo colector, dificulta el acceso y la solucion propuestos, que evita el intercambio de un anillo colector de tipo de cable dorado o al menos lo retrasa, supone un efecto particularmente ventajoso.

De acuerdo con una realizacion adicional, se propone utilizar el transmisor de anillo colector en una turbina eolica que no tiene engranajes. La falta de engranaje del aerogenerador tiene consecuencias en su construccion general y tambien en las corrientes necesarias del generador en su conjunto. Esto crea demandas correspondientes en el anillo colector y las ventajas anteriores pueden desarrollarse en una medida particular.

Preferiblemente, una tercera maquina smcrona de excitacion independiente se utiliza como un generador. En este caso, se debe transmitir una corriente de excitacion al rotor de la maquina smcrona y, por lo tanto, debe transmitirse a traves del transmisor de anillo colector. Especialmente para este proposito, un transmisor de anillo colector descrito de acuerdo con al menos una de las realizaciones debe proporcionarse de una manera ventajosa. En particular, este transmisor de anillo colector debe estar preparado para la transmision de las corrientes apropiadas y los servicios correspondientes. Un anillo colector ventajoso y, por lo tanto, una turbina eolica con un transmisor de anillo colector tan ventajoso es capaz de generar corrientes en el rango de unos pocos cientos de amperios en la tabla de cepillo multiple del anillo colector de tecnologfa de cable dorado, en particular para transmitir por el anillo colector desgastado por las estnas de tecnologfa de cable dorado. Por ejemplo, se pueden considerar de 5 a 500 A. Preferiblemente, el anillo colector esta dispuesto en o sobre un rotor aerodinamico que soporta total o parcialmente el eje. En particular, este munon del eje con una punta delantera cuando se utiliza de acuerdo con lo previsto en la direccion del viento y dentro de o en esta punta del munon del eje, el anillo colector esta dispuesto preferiblemente. Por lo tanto, las senales electricas pueden transmitirse desde la parte estacionaria de la gondola a traves del registro diario hasta el transmisor de anillo colector y desde allf a la parte giratoria, es decir, el rotor aerodinamico. Segun el diseno espedfico y el tamano de la turbina eolica, tal transmisor de anillo colector es difmil de acceder, y aqrn se puede lograr un mantenimiento reducido mediante la reparacion descrita de un transmisor de anillo colector de una de las realizaciones anteriores y/o mediante un transmisor de anillo colector de acuerdo con una de las realizaciones descritas. Ademas, el intercambio de elementos de un transmisor de anillo colector dispuesto en la punta del munon del eje tambien puede representar un riesgo de seguridad para el personal que lo opere, segun el diseno espedfico de la turbina eolica. Tales riesgos de seguridad se evitan, al menos reducen, mediante las soluciones propuestas. La invencion se explicara con mas detalle por medio de realizaciones con referencia a las figuras adjuntas.

Fig. 1 muestra un aerogenerador.

Fig. 2 muestra esquematicamente un transmisor de anillo colector de tipo de cable dorado.

Fig. 3 muestra esquematicamente un transmisor de anillo colector de tipo de cepillo multiple.

Fig. 4 muestra un transmisor de anillo colector de tipo de cable dorado y una tabla de tipo de cepillo multiple. Fig. 5 muestra una region de transicion ampliada y esquematica entre la tabla de cable dorado y el anillo colector de un anillo colector de tipo de cable dorado.

Fig. 6 muestra ampliada y esquematicamente la transicion de una tabla de la tecnica de multiples cepillos a un anillo colector con ranuras de la tecnica de cable dorado.

De aqrn en adelante, los numeros de referencia similares pueden designar elementos similares, pero no identicos, para enfatizar la relacion funcional de estos elementos.

Fig. 1 muestra una turbina eolica 100 con una torre 102 y una gondola 104. Un rotor 106 con tres palas de rotor 108 y un girador 110 estan dispuestos en la gondola 104. El rotor 106 se pone en rotacion gracias al viento y, por lo tanto, se acciona un generador en la gondola 104.

Fig. 1 muestra una turbina eolica 100 sin engranajes, que usa un transmisor de anillo colector para transmitir senales electricas desde la parte estacionaria de la gondola 104 al rotor 106, en particular el girador 110. La turbina eolica que se muestra utiliza un generador smcrono de excitacion independiente, para el cual la corriente de excitacion se transmite desde la parte estacionaria de la gondola 104 a traves del transmisor de anillo colector al girador 110. La turbina eolica 100 mostrada tambien tiene palas de rotor ajustables 108 en su angulo de ataque. Para ajustar el angulo de ataque de estas palas del rotor 108, tanto la informacion de ajuste como la potencia de la parte estacionaria de la gondola 104 se transmiten al girador 110 a traves del transmisor de anillo colector. Debe observarse que se entiende que la parte vertical de la gondola 104 esta estacionaria con respecto a un eje del rotor. Por supuesto, un sistema de seguimiento del viento, llamado ajuste de Azimut, es decir, una rotacion alrededor de un eje vertical se realiza para toda la gondola 104. El rotor 106 gira con respecto a la parte estacionaria de la gondola 104 alrededor de un eje sustancialmente horizontal. En ese sentido, la turbina eolica 100 es uno de los tipos de turbinas eolicas de eje horizontal.

Fig. 2 muestra un transmisor de anillo colector 200 de la tecnica de cable dorado con un anillo colector de cable dorado 202 y una tabla de cable dorado 204. La tabla de cable dorado 204 tiene varios cables dorados 206, cuatro de los cuales se ilustran dos veces en la Fig. 2. Los cables dorados 206 tambien estan conectados electricamente a la tabla 204 mediante puntos de soldadura. Los cables dorados 206 son presionados por la tabla de cable dorado 204 contra el anillo colector de cable dorado 202 y, por lo tanto, hacen un contacto electrico.

Fig. 2 muestra el transmisor de anillo colector 200 en un estado despues de un uso prolongado y, por lo tanto, en un estado que tiene un cierto grado de desgaste. Por esta razon, ya hay surcos 212 causados por algunos de los cables dorados 206. De hecho, generalmente todos los cables dorados que hacen contacto electrico con el anillo colector del cable dorado debenan haber dejado una marca despues de un cierto penodo de tiempo. Sin embargo, las ranuras son regularmente de distintas profundidades y, por lo tanto, los cables dorados 206 sobre el anillo colector de cable dorado 202 dejan un perfil irregular.

Si la tabla de cable dorado 204 se cambiara por una nueva, todos los cables dorados 206 tendnan otra vez la misma longitud, de modo que dichos cables dorados 206, que estanan dispuestos en la region de una ranura 212, no producinan contacto electrico con el anillo colector de cable dorado 202. Un intercambio selectivo de una tabla 204 de cable dorado oro es por lo menos desfavorable, si no se excluye.

Fig. 3 ilustra un transmisor de anillo colector 300 de la tecnica de multiples cepillos. Este transmisor de anillo colector 300 incluye un anillo colector 302 de multiples cepillos en el que se ejecuta una tabla de multiples cepillos 304. La tabla 304 tiene muchos cables o pelos individuales 306, que son similares a un cepillo colocado en el anillo colector 302 y, por lo tanto, conduce a una cantidad innumerable de pequenos puntos de contacto, de modo que en total los muchos cables pequenos o pelos 306 pueden transmitir desde o al anillo colector 302. Los pelos 306 estan agrupados en mechones 308.

Debido a la gran cantidad de pequenos cables o pelos 306 dispuestos a modo de cepillo, practicamente no hay un punto de contacto claramente definible para cada cable 306, ya que no estan lo suficientemente ngidos para ello. Por consiguiente, no se crean surcos durante un penodo de tiempo mas largo, como fue el caso con el transmisor de anillo colector de la tecnica de cable dorado ilustrada en la Fig. 2. De hecho, los anillos colectores de la tecnologfa de multiples cepillos ahora se prefieren a los de la tecnologfa de cable dorado.

Fig. 4 muestra un transmisor de anillo colector 400 combinado, tal como se propone como solucion. Este transmisor de anillo colector 400 combinado incluye ilustrativamente un anillo colector 202 de cable dorado como se muestra en la Fig. 2 y coopera con una tabla 304 de cepillos multiples como se muestra en la Fig. 3. Los numerosos cables o pelos 306 se presionan basicamente suavemente sobre el anillo colector de cable dorado 202 y se ajustan individualmente a la superficie y, por lo tanto, tambien a las ranuras 212. Se ha encontrado, por lo tanto, ventajoso reemplazar la tabla de cable dorado 204 para el desgaste contra una tabla de cepillo multiple 304 de la Fig. 3. En particular, sin embargo, un cepillo esta especialmente adaptado al anillo colector de la tecnica de cable dorado, en el que, para cada ranura, o para una pluralidad de ranuras del anillo colector, se puede proporcionar un mechon de cable.

Por lo tanto, se ha reconocido que la tabla de tecnica de cepillo multiple 304 de la Fig. 3, que se adapto originalmente a un anillo colector 302 respectivo, esta adaptada para ajustarse al perfil creado, particularmente se adaptan a las ranuras 212 del anillo colector de cable dorado 202. Esto se muestra en la vista ampliada y simplificada de la Fig. 6. Por consiguiente, la tabla 304, que solo se muestra parcialmente en la Fig. 6, se adapta en particular a las ranuras 212 con sus numerosos cables o pelos 306. Esta adaptacion tiene lugar porque estos pelos 306 estan doblados en distintos grados, lo que no se puede ver en la vista de la Fig. 6 debido a la perspectiva utilizada. Tanto la Fig. 5 como la Fig. 6 muestran, en principio, una vista en seccion del anillo colector de cable dorado 202, en la que no se muestra el sombreado en seccion por razones de claridad.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para reparar un transmisor de anillo colector (200) de tipo de cable dorado que comprende un anillo colector (202), particularmente un anillo dorado para usar con una tabla de cable dorado (204) como una tabla (204), que comprende

- la etapa de extraccion de una tabla de circuito de cable dorado (204) del transmisor de anillo colector (200) caracterizado por

- el paso de insercion de una tabla de cepillo multiple (304) a cambio de la tabla de cable dorado (204), donde el anillo colector (202) tiene ranuras (212) por el uso con la tabla de cable dorado (204) y al cambiar la tabla de cable dorado (204) frente a la tabla de cepillo multiple (304) del anillo colector (202), en particular el anillo dorado, permanecen en el anillo colector (400).

2. El procedimiento de la reivindicacion 1,

en el que la tabla de cepillos multiples (304) se inserta de modo que penetre en el anillo colector (202) y en las ranuras (212) o en las ranuras (212) y en las ranuras (212) y fuera de las ranuras (212) hace contacto electrico entre la tabla de cepillo multiple (304) y el anillo colector (202).

3. Un transmisor de anillo colector (400) que comprende un anillo colector (202) de la tecnica de cable dorado,

en particular un anillo dorado adaptado para ser utilizado con una tabla de cable dorado (204),

caracterizado porque

el transmisor de anillo de colector (400) comprende, ademas,

una tabla de cepillos multiples (304) que hace contacto con el anillo colector, donde el anillo colector (202) tiene al menos una ranura (212) creada por una tabla de cable dorado (204),

donde dicha tabla de cepillos multiples (304) se desliza sobre dicho anillo colector (202) y penetra en dicha al menos una ranura (212), que en dicha al menos una ranura (212) y afuera de dicha al menos una ranura (212) crea contacto electrico entre la tabla de cepillos multiples (304) y el anillo colector (202), que son adecuados para transmitir una corriente electrica, en particular para transmitir una corriente de excitacion.

4. Turbina eolica (100) con un transmisor de anillo colector (400) de acuerdo con la reivindicacion 3, en donde

la turbina eolica (100) no tiene engranajes y/o se utiliza como generador de una maquina smcrona de excitacion independiente y

el transmisor de anillo colector (400) esta preparado para transmitir una corriente de excitacion del generador.

5. Turbina eolica (100) de acuerdo con la reivindicacion 4,

en donde un rotor aerodinamico es llevado total o parcialmente por un pivote del eje y el transmisor de anillo colector (400) esta dispuesto dentro de y/o en el pivote del eje.