ES2970548T3

ES2970548T3 - Un conjunto de frenado de orientación ("yaw") de una turbina eólica

Info

Publication number: ES2970548T3
Application number: ES21159379T
Authority: ES
Inventors: Ryan Spencer Close; Aaron P Janicz
Original assignee: General Electric Renovables Espana SL
Current assignee: General Electric Renovables Espana SL
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2021-02-25
Publication date: 2024-05-29
Anticipated expiration: 2041-02-25
Also published as: US11592003B2; EP3872337A1; DK3872337T3; US20210262438A1; CN113374636B; EP3872337B1; CN113374636A

Abstract

Se presenta un conjunto de freno de guiñada de una turbina eólica. Por consiguiente, el conjunto de freno de guiñada incluye un marco de soporte de bancada que tiene un reborde anular que define una pluralidad de rebajes formados en una superficie anular más inferior del reborde anular y que se extiende al menos parcialmente a través de un espesor axial del reborde anular. Cada uno de la pluralidad de rebajes define un lado circunferencial exterior abierto. El conjunto de freno de guiñada también incluye una pluralidad de pastillas de freno que están colocadas dentro de la pluralidad de rebajes y configuradas para acoplarse con al menos una pista de un cojinete de guiñada adyacente. El conjunto de freno de guiñada incluye además una pluralidad de actuadores para accionar la pluralidad de pastillas de freno para acoplarse con el cojinete de guiñada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un conjunto de frenado de orientación(“yaw")de una turbina eólica

Campo

[0001]La presente divulgación se refiere, en general, a turbinas eólicas y, más en particular, a sistemas y procedimientos para frenar una rotación de orientación de la góndola de una turbina eólica.

Antecedentes

[0002]La energía eólica se considera una de las fuentes de energía más limpias y más respetuosas con el medioambiente disponibles actualmente, y las turbinas eólicas han obtenido una creciente atención a este respecto. Una turbina eólica moderna incluye típicamente una torre, un generador, una caja de engranajes, una góndola y una o más palas de rotor. La góndola incluye un conjunto de rotor acoplado a la caja de engranajes y al generador. El conjunto de rotor y la caja de engranajes están montados en un bastidor de soporte de bancada(“bedplate support frame’’)localizado dentro de la góndola. La una o más palas de rotor captan energía cinética del viento usando principios de perfil alar conocidos. Las palas de rotor transmiten la energía cinética en forma de energía de rotación para girar un eje que acopla las palas de rotor a una caja de engranajes o, si no se usa una caja de engranajes, directamente al generador. A continuación, el generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica, la energía eléctrica se puede transmitir a un convertidor y/o a un transformador alojado dentro de la torre y posteriormente utilizar en una red de suministro. Los sistemas de generación de energía eólica modernos típicamente adoptan la forma de un parque eólico que tiene múltiples dichos generadores de turbina eólica que son operativos para suministrar potencia a un sistema de transmisión que proporciona potencia a una red eléctrica.

[0003]Para producir energía eléctrica eficazmente, típicamente es deseable que la góndola de la turbina eólica esté orientada en alineación aerodinámica con los vientos que actúan sobre la turbina eólica. Esto, en general, se consigue rotando la góndola en relación con la torre. Sin embargo, una vez que se logra la alineación aerodinámica, se debe resistir la rotación adicional de la góndola en relación con la torre. La resistencia a la rotación adicional típicamente se proporciona por medio de un sistema de frenado de orientación.

[0004]Los sistemas de frenado de orientación de las turbinas eólicas modernas típicamente son de naturaleza cilíndrica y se insertan a través del bastidor de soporte de bancada. Los sistemas de frenado de orientación típicamente utilizan la superficie superior del rodamiento de orientación (“yawbearíng")como superficie de fricción de frenado y el bastidor de soporte de bancada como estructura de montaje para la unidad de accionamiento de carga de frenado. Sin embargo, esta configuración tiene varias desventajas conocidas. Por ejemplo, durante el frenado de la góndola, se generan cargas en las direcciones vertical, axial, de par de torsión y momento y se pueden transferir a los componentes internos de la unidad de accionamiento, provocando daños. Adicionalmente, la naturaleza circular de las pastillas de freno(“brake pads")facilita a menudo el giro de las pastillas de freno durante el accionamiento. Es común que el giro de las pastillas de freno dé como resultado una eficacia de frenado disminuida, grietas en los bordes de las pastillas, aflojamiento y desgaste/daño del componente accionador. Adicionalmente, debido a la probabilidad de giro, la incorporación de sensores de desgaste en las pastillas de freno ha resultado bastante problemática, lo que da lugar a un mantenimiento de las pastillas de freno según un programa, en lugar de cuando sea necesario por las condiciones reales. Además, debido a que los sistemas de frenado de orientación típicamente se insertan a través del bastidor de soporte de bancada, el mantenimiento de las pastillas de freno requiere el desmontaje del sistema de frenado de orientación para retirar y acceder a las pastillas de freno. Un sistema para monitorizar el desgaste de una pastilla de freno de una turbina eólica se divulga en el documento US 2012/0027585 A1.

[0005]Por tanto, la técnica busca continuamente sistemas nuevos y mejorados para controlar la rotación de orientación de la góndola de una turbina eólica. En consecuencia, la presente divulgación está dirigida a un conjunto de frenado de orientación que supera las desventajas de los conjuntos de frenado de orientación previos.

Breve descripción

[0006]Los aspectos y ventajas de la invención se expondrán en parte en la siguiente descripción, o pueden ser obvios a partir de la descripción, o se pueden aprender a través de la práctica de la invención.

[0007]De acuerdo con la invención, la presente divulgación está dirigida a un conjunto de frenado de orientación de una turbina eólica. El conjunto de frenado incluye un rodamiento de orientación. El conjunto de frenado de orientación también incluye un bastidor de soporte de bancada que tiene una brida(“fíange")anular dispuesta contigua al rodamiento de orientación. La brida anular define una pluralidad de rebajos formados en una superficie anular más inferior(“lower-most annular surface")de la brida anular y que se extienden al menos parcialmente a través de un espesor axial de la brida anular. Cada uno de la pluralidad de rebajos define una abertura en un lado circunferencial exterior de la brida anular. Adicionalmente, el conjunto de frenado de orientación incluye una pluralidad de pastillas de freno posicionadas dentro de la pluralidad de rebajos. Cada una de la pluralidad de pastillas de freno está configurada para contactar (“engage”) al menos una pista del rodamiento de orientación. Además, el conjunto de frenado de orientación incluye una pluralidad de accionadores para accionar la pluralidad de pastillas de freno para contactar la al menos una pista del rodamiento de orientación para resistir una orientación de una góndola de la turbina eólica.

[0008]En un modo de realización, el conjunto de frenado de orientación también puede incluir una pluralidad de miembros de brazo posicionados dentro de una pluralidad correspondiente de orificios a través de la brida anular entre la pluralidad de accionadores y la pluralidad de pastillas de freno. La pluralidad de miembros de brazo puede estar orientada para transferir una fuerza desde la pluralidad de accionadores hasta la pluralidad de pastillas de freno.

[0009]En un modo de realización, cada una de la pluralidad de pastillas de freno puede tener una forma no circular.

[0010]En un modo de realización adicional, cada una de la pluralidad de pastillas de freno puede tener al menos una de una forma poligonal, una forma poligonal curvilínea o un contorno cuadrado redondeado.

[0011]En otro modo de realización, cada una de la pluralidad de pastillas de freno puede definir una longitud máxima y un ancho máximo. La longitud máxima puede ser mayor que el ancho máximo.

[0012]En un modo de realización, cada lado circunferencial exterior abierto de la pluralidad de rebajos puede definir una longitud circunferencial que es mayor que la longitud máxima de la pastilla de freno correspondiente.

[0013]En un modo de realización adicional, solo una de la pluralidad de pastillas de freno se puede posicionar dentro de cada uno de la pluralidad de rebajos.

[0014]En un modo de realización, la pluralidad de rebajos y la pluralidad correspondiente de pastillas de freno se pueden distribuir circunferencialmente alrededor de la brida anular en una pluralidad de juegos de pares contiguos.

[0015]En un modo de realización adicional, un único accionador se puede acoplar operativamente a cada uno de la pluralidad de juegos de pares.

[0016]En otro modo de realización, la pluralidad de pastillas de freno se puede alinear radialmente con una pista exterior del rodamiento de orientación.

[0017]En un modo de realización, el conjunto de frenado de orientación también puede incluir un soporte de retención asegurado al lado circunferencial exterior. El soporte de retención puede bloquear al menos una de las aberturas circunferenciales.

[0018]En un modo de realización adicional, al menos una de la pluralidad de pastillas de freno también puede incluir al menos un sensor configurado para generar una alerta relacionada con un nivel de desgaste de una o más de la pluralidad de pastillas de freno.

[0019]En otro modo de realización, el/los sensor(es) puede(n) incluir un sensor de continuidad.

[0020]En un modo de realización, la pluralidad de pastillas de freno puede ser accesible desde el exterior del bastidor de soporte de bancada por medio de las aberturas circunferenciales correspondientes.

[0021]En un modo de realización adicional, cada una de la pluralidad de pastillas de freno se puede formar con al menos una característica de extracción(“extraction feature").La característica de extracción se puede posicionar para facilitar la retirada de cada una de las pastillas de freno de los rebajos correspondientes.

[0022]En otro aspecto, la presente divulgación está dirigida a una turbina eólica. La turbina eólica puede incluir una torre. La turbina eólica también puede incluir una góndola montada encima de la torre. La góndola puede incluir un bastidor de soporte de bancada. El bastidor de soporte de bancada puede incluir una brida anular. La brida anular puede definir una pluralidad de rebajos formados en una superficie anular más inferior de la brida anular y que se extienden al menos parcialmente a través de un espesor axial de la brida anular. Cada uno de la pluralidad de rebajos puede definir un lado circunferencial exterior abierto. La turbina eólica puede incluir un rodamiento de orientación dispuesto contiguo a la brida anular. Además, la turbina eólica puede incluir un rotor montado en la góndola. El rotor puede incluir un buje rotatorio que tiene una o más palas de rotor aseguradas al mismo. Adicionalmente, la turbina eólica puede incluir una pluralidad de pastillas de freno posicionadas dentro de la pluralidad de rebajos. Cada una de la pluralidad de pastillas de freno se puede configurar para contactar al menos una pista del rodamiento de orientación. La turbina eólica también puede incluir una pluralidad de accionadores para accionar la pluralidad de pastillas de freno para contactar la al menos una pista del rodamiento de orientación para resistir una orientación de una góndola de la turbina eólica. Se debe entender que el sistema puede incluir además cualquiera de las etapas y/o rasgos característicos adicionales descritos en el presente documento.

[0023]En otro aspecto, la presente divulgación está dirigida a un procedimiento para realizar mantenimiento a un conjunto de frenado de orientación de una turbina eólica. El procedimiento puede incluir acceder a al menos una pastilla de freno de una pluralidad de pastillas de freno por medio de un lado circunferencial exterior abierto de un rebajo definido por al menos uno de una pluralidad de rebajos formados en una superficie anular más inferior de una brida anular de un bastidor de soporte de bancada y que se extiende al menos parcialmente a través de un espesor axial de la brida anular, en el que la superficie anular más inferior está dispuesta contigua a un rodamiento de orientación de la turbina eólica. El procedimiento también puede incluir pasar la al menos una pastilla de freno a través del lado circunferencial exterior abierto del rebajo mientras se retiene un accionador correspondiente de una pluralidad de accionadores en una configuración ensamblada. Se debe entender que el sistema puede incluir además cualquiera de las etapas y/o rasgos característicos adicionales descritos en el presente documento.

[0024]Estos y otros rasgos característicos, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción y reivindicaciones adjuntas. Los dibujos adjuntos, que se incorporan en y constituyen una parte de esta memoria descriptiva, ilustran modos de realización de la invención y, conjuntamente con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención.

Breve descripción de los dibujos

[0025]Una divulgación completa y suficiente de la presente invención, incluyendo el mejor modo de la misma, dirigida a un experto en la técnica, se expone en la memoria descriptiva, que hace referencia a las figuras adjuntas, en las que:

la FIG. 1 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 2 ilustra una vista interna en perspectiva de un modo de realización de una góndola de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 3 ilustra una vista superior de un modo de realización de un rodamiento de orientación de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 4 ilustra una vista en perspectiva de una parte de una torre de turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 5 ilustra una vista en perspectiva de un bastidor de soporte de bancada para su utilización con un conjunto de frenado de orientación de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 6 ilustra una vista en perspectiva de una parte ensamblada del conjunto de frenado de orientación de acuerdo con la presente divulgación;

las FIGS. 7A y 7B ilustran vistas en sección transversal de una parte del bastidor de soporte de bancada de la FIG.

5 de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 8 ilustra una vista inferior de una parte de la cara anular más inferior del bastidor de soporte de bancada de la FIG. 5 de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 9 ilustra una vista en perspectiva hacia arriba de una parte de un modo de realización de una parte del conjunto de frenado de orientación de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 10 ilustra una vista inferior de un modo de realización de una pastilla de freno del conjunto de frenado de orientación de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 11 ilustra una vista inferior de un modo de realización de una pastilla de freno del conjunto de frenado de orientación de acuerdo con la presente divulgación;

las FIGS. 12A y 12B ilustran vistas laterales y en perspectiva de modos de realización de pastillas de freno para su utilización con el conjunto de frenado de orientación de acuerdo con la presente divulgación; y

la FIG. 13 ilustra un diagrama de flujo de un procedimiento para realizar mantenimiento a un conjunto de frenado de orientación de acuerdo con la presente divulgación.

[0026]Se pretende que el uso repetido de caracteres de referencia en la presente memoria descriptiva y dibujos represente los mismos o análogos rasgos característicos o elementos de la presente invención.

Descripción detallada

[0027]Ahora se hará referencia en detalle a modos de realización de la invención, de los que uno o más ejemplos se ilustran en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, no de limitación de la invención. De hecho, será evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance o espíritu de la invención. Por ejemplo, los rasgos característicos ilustrados o descritos como parte de un modo de realización se pueden usar con otro modo de realización para proporcionar todavía otro modo de realización. Por tanto, se pretende que la presente invención cubra dichas modificaciones y variaciones que entran dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y de sus equivalentes.

[0028]Como se usa en el presente documento, los términos "primero", "segundo" y "tercero" se pueden usar de manera intercambiable para distinguir un componente de otro y no se pretende que signifiquen la localización o importancia de los componentes individuales.

[0029]Los términos "acoplado", "fijado", "sujeto a" y similares se refieren tanto al acoplamiento, fijación o sujeción directos como al acoplamiento, fijación o sujeción indirectos a través de uno o más componentes o rasgos característicos intermedios, a menos que se especifique de otro modo en el presente documento.

[0030]Se aplica un lenguaje aproximado, como se usa en el presente documento a lo largo de la memoria descriptiva y de las reivindicaciones, para modificar cualquier representación cuantitativa que podría variar de forma permisible sin dar como resultado un cambio en la función básica con la que se relaciona. En consecuencia, un valor modificado por un término o términos, tales como "aproximadamente" y "sustancialmente", no se han de limitar al valor preciso especificado. En al menos algunos casos, el lenguaje aproximado puede corresponder a la precisión de un instrumento para medir el valor, o la precisión de los procedimientos o máquinas para construir o fabricar los componentes y/o sistemas. Por ejemplo, el lenguaje aproximado se puede referir a estar dentro de un margen de un 10 %.

[0031]Aquí y a lo largo de la memoria descriptiva y de las reivindicaciones, las limitaciones de intervalo se combinan e intercambian, dichos intervalos se identifican e incluyen todos los subintervalos contenidos en los mismos a menos que el contexto o el lenguaje lo indique de otro modo. Por ejemplo, todos los intervalos divulgados en el presente documento incluyen los valores extremo, y los valores extremo son independientemente combinables entre sí.

[0032]En general, la presente divulgación está dirigida a un conjunto de frenado de orientación de una turbina eólica. En particular, el conjunto de frenado de orientación de la presente divulgación puede incluir un bastidor de soporte de bancada que tiene una brida anular. La brida anular se puede formar con una pluralidad de rebajos formados en una superficie anular más inferior de la brida anular. Los rebajos se pueden extender al menos parcialmente a través de un espesor axial de la brida y pueden definir una abertura en el lado circunferencial exterior de la brida anular. En otras palabras, cada uno de los rebajos puede tener dos lados abiertos a través de los que puede pasar una pastilla de freno correspondiente. Una abertura puede estar en la superficie anular más inferior de la brida anular y puede facilitar el contacto de la pastilla de freno con una superficie de fricción de frenado, tal como un rodamiento de orientación. La segunda abertura puede estar en el lado circunferencial exterior de la brida anular y puede facilitar el acceso a la pastilla de freno sin requerir que se desmonte el conjunto de frenado de orientación.

[0033]Las pastillas de freno insertadas en cada uno de los rebajos pueden tener una forma no circular. Por ejemplo, las pastillas de freno pueden tener una forma poligonal, una forma poligonal curvilínea o un contorno cuadrado redondeado. Al formarse con una forma no circular, las pastillas de freno pueden interactuar con los rebajos para transferir cargas generadas durante el frenado al bastidor de soporte de bancada, en lugar de a los componentes accionadores del conjunto de frenado de orientación. Se debe apreciar que debido a que las pastillas de freno interactúan con los rebajos, se puede evitar que las pastillas de freno giren durante las operaciones de frenado. Esto, a su vez, puede incrementar la eficacia de frenado del conjunto de frenado de orientación y puede facilitar la inclusión de un sensor de desgaste con las pastillas de freno.

[0034]En referencia ahora a los dibujos, la FIG. 1 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de una turbina eólica 100 de acuerdo con la presente divulgación. Como se muestra, la turbina eólica 100, en general, incluye una torre 102 que se extiende desde una superficie de soporte 104, una góndola 106 montada en la torre 102 y un rotor 108 acoplado a la góndola 106. El rotor 108 incluye un buje rotatorio 110 y al menos una pala de rotor 112 acoplada a y que se extiende hacia fuera desde el buje 110. Por ejemplo, en el modo de realización ilustrado, el rotor 108 incluye tres palas de rotor 112. Sin embargo, en un modo de realización alternativo, el rotor 108 puede incluir más o menos de tres palas de rotor 112. Cada pala de rotor 112 se puede espaciar alrededor del buje 110 para facilitar la rotación del rotor 108 para posibilitar que la energía cinética se transfiera desde el viento para convertirse en energía mecánica utilizable y, posteriormente, energía eléctrica. Por ejemplo, el buje 110 se puede acoplar de forma rotatoria a un generador eléctrico 118 (FIG. 2) posicionado dentro de la góndola 106 para permitir que se produzca energía eléctrica.

[0035]La turbina eólica 100 también puede incluir un controlador de turbina 114 centralizado dentro de la góndola 106. Sin embargo, en otros modos de realización, el controlador de turbina 114 puede estar localizado dentro de cualquier otro componente de la turbina eólica 100 o en una localización fuera de la turbina eólica. Además, el controlador de turbina 114 se puede acoplar de forma comunicativa a cualquier número de los componentes de la turbina eólica 100 para controlar los componentes. Como tal, el controlador de turbina 114 puede incluir un ordenador u otra unidad de procesamiento adecuada. Por tanto, en varios modos de realización, el controlador de turbina 114 puede incluir instrucciones legibles por ordenador adecuadas que, cuando se implementan, configuran el controlador de turbina 114 para realizar diversas funciones diferentes, tales como recibir, transmitir y/o ejecutar señales de control de turbina eólica.

[0036]En referencia ahora a la FIG. 2, se ilustra una vista interna simplificada de un modo de realización de la góndola 106 de la turbina eólica 100 mostrada en la FIG. 1. Como se muestra, el generador 118 se puede acoplar al rotor 108 para producir potencia eléctrica a partir de la energía de rotación generada por el rotor 108. Por ejemplo, como se muestra en el modo de realización ilustrado, el rotor 108 puede incluir un eje de rotor 122 acoplado al buje 110 para su rotación con el mismo. El eje de rotor 122 se puede soportar de forma rotatoria por un rodamiento principal ('m anbearing").El eje de rotor 122, a su vez, se puede acoplar de forma rotatoria a un eje rápido 124 del generador 118 a través de una caja de engranajes 126 conectada a un bastidor de soporte de bancada 136 por uno o más brazos de par de torsión 142. Como se entiende, en general, el eje de rotor 122 puede proporcionar una entrada de par de torsión alto y velocidad baja a la caja de engranajes 126 en respuesta a la rotación de las palas de rotor 112 y del buje 110. La caja de engranajes 126 se puede configurar, a continuación, para convertir la entrada de par de torsión alto y velocidad baja en una salida de par de torsión bajo y velocidad alta para accionar el eje rápido 124 y, por tanto, el generador 118. En un modo de realización, la caja de engranajes 126 se puede configurar con múltiples proporciones de engranajes para producir velocidades de rotación variables del eje rápido para una entrada de velocidad baja dada o viceversa.

[0037]Cada pala de rotor 112 puede incluir también un mecanismo de control depitch120 configurado para rotar cada pala de rotor 112 alrededor de su eje depitch116. El mecanismo de control depitch120 puede incluir un controlador depitchconfigurado para recibir al menos una instrucción de consigna(“setpoint")depitchdesde el controlador de turbina 114. Además, cada mecanismo de control depitch120 puede incluir un motor de accionamiento depitch128 (por ejemplo, cualquier motor eléctrico, hidráulico o neumático adecuado), una caja de engranajes de accionamiento depitch130 y un piñón de accionamiento depitch132. En dichos modos de realización, el motor de accionamiento depitch128 se puede acoplar a la caja de engranajes de accionamiento depitch130 de modo que el motor de accionamiento depitch128 imparta fuerza mecánica a la caja de engranajes de accionamiento depitch130. De forma similar, la caja de engranajes de accionamiento depitch130 se puede acoplar al piñón de accionamiento depitch132 para la rotación con el mismo. El piñón de accionamiento depitch132 puede estar, a su vez, en contacto de rotación con un rodamiento depitch134 acoplado entre el buje 110 y una pala de rotor 112 correspondiente de modo que la rotación del piñón de accionamiento depitch132 provoca la rotación del rodamiento depitch134. Por tanto, en dichos modos de realización, la rotación del motor de accionamiento depitch128 acciona la caja de engranajes de accionamiento depitch130 y el piñón de accionamiento depitch132, rotando, de este modo, el rodamiento depitch134 y la(s) pala(s) de rotor 112 alrededor del eje depitch116.

[0038]La turbina eólica 100 también puede incluir uno o más mecanismos de accionamiento de orientación ("yaw drive mechanisms”) 138 acoplados de forma comunicativa al controlador 114. Cada mecanismo de accionamiento de orientación 138 se puede configurar para cambiar el ángulo de la góndola 106 en relación con el viento engranando un rodamiento de orientación 140 de la turbina eólica 100. El rodamiento de orientación 140 puede acoplar la torre 102 y la góndola 106 en una interfaz de rodamiento de orientación 146. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3, el rodamiento de orientación 140 puede incluir una pista interior 148 y una pista exterior 150. Como tal, la pista interior 148 del rodamiento de orientación 140 se puede montar en el bastidor de soporte de bancada 136, mientras que la pista exterior 150 del rodamiento de orientación 140 se puede montar en la torre 102 o viceversa. El montaje se puede facilitar a través del uso de elementos de fijación mecánicos adecuados, tales como combinaciones de pernos y tuercas, tornillos, clavos, remaches u otros dispositivos de fijación mecánicos adecuados, o a través de un adhesivo adecuado, o a través de una técnica de montaje adecuada, tal como soldadura o soldadura fuerte. En un modo de realización de ejemplo, la pista interior 148 puede tener un patrón de orificios de pista interior 152 correspondiente a un patrón de orificios coincidente en el bastidor de soporte de bancada 136. De forma similar, la pista exterior 150 puede tener un patrón de orificios de pista exterior 154 que corresponde a un patrón de orificios coincidente encima de la torre 102. En modos de realización de ejemplo, la rotación del rodamiento de orientación 140, tal como la rotación de la pista interior 148, con respecto a la pista exterior 150, puede provocar que la góndola 106 rote con respecto a la torre 102. Se debe apreciar que en al menos un modo de realización, el rodamiento de orientación 140 se puede formar con una única pista 148, 150 y la torre 102 puede servir como la otra pista.

[0039]Como se representa en la FIG. 4, en un modo de realización, se puede definir un sistema de referencia con respecto a la turbina eólica 100. En un modo de realización de este tipo, se puede definir un eje (A) que es esencialmente paralelo a una línea central de la torre 102 y perpendicular a la superficie de soporte 104. El eje (A) puede definir la dirección axial de la turbina eólica 100 de modo que el término "axialmente" se refiere a una posición, dimensión, traslación o movimiento a lo largo de, o en referencia a, el eje (A). El eje se puede intersecar por un plano (R). El plano (R) se puede orientar esencialmente perpendicular al eje (A) y puede definir una dirección radial como se usa en el presente documento. Como tal, el término "radialmente" se refiere a una posición, dimensión, traslación o movimiento a lo largo de, o en referencia a, un radio en relación con el eje (A). Adicionalmente, se puede definir un arco (C) a lo largo del plano (R) para definir una posición, dimensión, traslación o movimiento circunferencial.

[0040]En referencia ahora a las FIG. 5-12B, en las que se presentan múltiples modos de realización del conjunto de frenado de orientación 300. Como se muestra en la FIG. 5, el bastidor de soporte de bancada 136 puede incluir una brida anular 302. La brida anular 302, como se representa en la FIG. 2, se puede disponer contigua al rodamiento de orientación 140 a lo largo de la interfaz de rodamiento de orientación 146. Como se ilustra en particular en la FIG.

7A, en la invención, la brida anular 302 define una pluralidad de rebajos 304 formados en una superficie anular más inferior 306 de la brida anular 302. La pluralidad de rebajos 304 se extienden al menos parcialmente a través de un espesor axial (At) de la brida anular 302. Cada uno de la pluralidad de rebajos 304 define un lado circunferencial exterior abierto 308. En otras palabras, cada uno de los rebajos 304 define una abertura en un lado circunferencial exterior 310 de la brida anular 302. El conjunto de frenado de orientación 300 también incluye una pluralidad de pastillas de freno 312 posicionadas dentro de la pluralidad de rebajos 304. La pluralidad de pastillas de freno 312 están configuradas para contactar al menos una pista 148, 150 del rodamiento de orientación 140. Por ejemplo, en al menos un modo de realización, la pluralidad de pastillas de freno 312 se puede alinear radialmente con la pista exterior 150 del rodamiento de orientación 140. Adicionalmente, el conjunto de frenado de orientación 300 puede incluir una pluralidad de accionadores 314 para accionar una pluralidad de pastillas de freno 312 para contactar el rodamiento de orientación 140 y resistir una orientación de la góndola 106 de la turbina eólica 100.

[0041]Como se representa en particular en las FIGS. 7A y 7B, en al menos un modo de realización, el conjunto de frenado de orientación 300 puede incluir una pluralidad de miembros de brazo 316 posicionados dentro de una pluralidad correspondiente de orificios 318 a través de la brida anular 302. Los orificios 318 se pueden posicionar entre la pluralidad de accionadores 314 y la pluralidad de pastillas de freno 312. En un modo de realización, la pluralidad de miembros de brazo 316 se puede orientar para transferir una fuerza desde la pluralidad de accionadores 314 hasta la pluralidad de pastillas de freno 312. En otras palabras, la pluralidad de miembros de brazo 316 puede acoplar de forma operativa la pluralidad de pastillas de freno 312 a la pluralidad correspondiente de accionadores 314.

[0042]En un modo de realización, las pastillas de freno 312 pueden incluir una capa de desgaste(“wear layer’)320 acoplada a una placa de respaldo(“backerplate")322. La capa de desgaste 320 se puede configurar para contactar al rodamiento de orientación 140 y desarrollar una fricción con el mismo. Como tal, la capa de desgaste 320 puede ser cualquier material adecuado seleccionado en base a las características de desgaste y la tolerancia al calor. La placa de respaldo 322 puede ser un material rígido/semirrígido, tal como acero, configurado para incrementar la capacidad de la capa de desgaste 320 para resistir la carga estructural.

[0043]En al menos un modo de realización, tal como se representa en las FIGS. 5 y 8-12B, la pluralidad de pastillas de freno 312 puede tener una forma no circular. Adicionalmente, en un modo de realización, la pluralidad de rebajos 304 se puede formar para que coincida con la forma no circular de la pluralidad de pastillas de freno 312. Por ejemplo, como se representa en la FlG. 8, las pastillas de freno 312 se pueden formar con una forma poligonal o un contorno cuadrado redondeado. En un modo de realización de este tipo, los bordes perimetrales lineales de la pluralidad de pastillas de freno 312 se pueden configurar para contactar con los bordes correspondientes de la pluralidad de rebajos 304. Como se representa en las FIGS. 9 y 10, en al menos un modo de realización, la pluralidad de pastillas de freno 312 se puede formar con una forma poligonal curvilínea. En otras palabras, en un modo de realización de este tipo, las pastillas de freno 312 pueden ser, en general, rectangulares pero se pueden formar para que coincidan con la circunferencia de la pluralidad de rebajos 304. Se debe apreciar que el conjunto de frenado de orientación 300 puede incluir pastillas de freno 312 que tienen diferentes contornos.

[0044]También se debe apreciar que formar la pluralidad de rebajos 304 para que coincidan con la forma no circular de la pluralidad de pastillas de freno 312 puede facilitar la transferencia de cargas de frenado desde las pastillas de freno 312 hasta el bastidor de soporte de bancada 136 al impedir el giro o rotación de las pastillas de freno 312. Como tal, solo una de la pluralidad de pastillas de freno 312 se puede posicionar dentro de cada uno de la pluralidad de rebajos 304. En otras palabras, en al menos un modo de realización, el número de rebajos 304 puede ser igual al número de pastillas de freno 312.

[0045]En al menos un modo de realización, tal como se representa en las FIGS. 5 y 8, la pluralidad de rebajos 304 y la pluralidad correspondiente de pastillas de freno 312 se pueden distribuir circunferencialmente alrededor de la brida anular 302 en una pluralidad de juegos de pares contiguos. En al menos un modo de realización, tal como se representa en las FIGs .5 y 6, un único accionador 314 se puede acoplar operativamente a cada uno de la pluralidad de juegos de pares 324. En un modo de realización de este tipo, el número de accionadores 314 puede ser la mitad del número de pastillas de freno 312 y rebajos 304. Se debe apreciar que emplear un único accionador 314 para accionar un juego de pares 324 puede reducir el coste y la complejidad del conjunto de frenado de orientación 300. Se debe apreciar además que, en al menos un modo de realización, se puede utilizar una mezcla de pastillas de freno singulares 312 y juegos de pares 324 para desarrollar la fuerza de frenado requerida para la turbina eólica 100.

[0046]En un modo de realización, cada una de la pluralidad de pastillas de freno 312 puede definir una longitud máxima (M<l>) y un ancho máximo (Mw). En al menos un modo de realización, tal como se representa en la FIG. 10, la longitud máxima (M<l>) puede ser mayor que el ancho máximo (Mw). En un modo de realización alternativo, el ancho máximo (Mw) puede ser mayor que la longitud máxima (M<l>). Aún en otro modo de realización, la longitud máxima (M<l>) y el ancho máximo (Mw) pueden tener la misma longitud.

[0047]En un modo de realización, cada lado circunferencial exterior abierto 308 de la pluralidad de rebajos 304 puede definir una longitud circunferencial (C<l>) que es suficiente para permitir el paso de la pastilla de freno 312 correspondiente. El paso de la pastilla de freno 312 correspondiente se puede conseguir sin requerir que se rote o desmonte la pastilla de freno 312. Por ejemplo, en al menos un modo de realización, la longitud circunferencial (C<l>) de la abertura en el lado circunferencial exterior 310 de la brida anular 302 puede ser mayor que la longitud máxima (M<l>) de la pastilla de freno 312 correspondiente. Se debe apreciar que la capacidad de pasar la pastilla de freno 312 a través del lado circunferencial exterior abierto 308 del rebajo 304 puede facilitar la utilización de pastillas de freno 312 que tengan un área de superficie de pastilla que puede ser mayor que el área del pistón accionador. En otras palabras, las pastillas de freno 312 pueden ser más grandes que los orificios 318. Se debe apreciar además que la utilización de pastillas de freno 312 que tienen un área mayor puede facilitar una presión de pastilla más controlada y, por tanto, puede dar como resultado características de fiabilidad y desgaste más deseables.

[0048]Como se representa en las FIGS. 6 y 8, en un modo de realización, el conjunto de frenado de orientación 300 puede incluir un soporte de retención 326. El soporte de retención 326 se puede asegurar al lado circunferencial exterior 310 de la brida anular 302. El soporte de retención 326 puede bloquear al menos uno de los lados circunferenciales exteriores abiertos 308 de la pluralidad de rebajos 304. En un modo de realización de este tipo, el/los soporte(s) de retención 326 puede(n) ser el único componente de la turbina eólica 100 que se debe retirar para acceder a las pastillas de freno 312. En un modo de realización, la pluralidad de pastillas de freno 312 puede ser accesible desde el exterior del bastidor de soporte de bancada 136 por medio de los lados circunferenciales exteriores abiertos 308 correspondientes de la pluralidad de rebajos 304. Por ejemplo, el conjunto de frenado de orientación 300 puede permitir el intercambio de las pastillas de freno 312 en la parte superior de la torre, dentro de la góndola 106. En un modo de realización de este tipo, este mantenimiento se puede conseguir sin requerir el desacoplamiento de los accionadores 314 del bastidor de soporte de bancada 136. Se debe apreciar que la capacidad de realizar mantenimiento al conjunto de frenado de orientación 300 mientras el conjunto de frenado de orientación 300 permanece sustancialmente instalado, puede reducir el coste y la complejidad de las operaciones de mantenimiento.

[0049]En un modo de realización, tal como se representa en la FIGS. 8, 12A y 12B, al menos una de la pluralidad de pastillas de freno 312 puede incluir al menos un sensor 328 configurado para generar una alerta relacionada con un nivel de desgaste de una o más de la pluralidad de pastillas de freno 312. El/los sensor(es) 328 se puede(n) configurar para detectar cuando un espesor de la capa de desgaste 320 puede ser menor que un umbral predeterminado. En un modo de realización de este tipo, el/los sensor(es) 328 puede(n) generar una alerta cuando el espesor de la capa de desgaste 320 cruza el umbral. La alerta puede incluir una señal al controlador 114, una luz, un sonido u otro dispositivo adecuado seleccionado para alertar a un operario del nivel de desgaste de una o más de la pluralidad de pastillas de freno 312. Por ejemplo, en al menos un modo de realización, el/los sensor(es) 328 puede(n) ser un sensor de continuidad. A medida que disminuye el espesor de la capa de desgaste 320, el/los sensor(es) 328 se puede(n) poner en contacto con el rodamiento de orientación 140, dando como resultado una interrupción de la continuidad del/de los sensor(es) 328. Se debe apreciar que la inclusión del/de los sensor(es) 328 puede permitir la realización o programación de actividades de mantenimiento basadas en el desgaste real de las pastillas de freno 312, en lugar de en un programa predeterminado. Esto, a su vez, puede impedir la realización de actividades de mantenimiento no sincronizadas con el estado de desgaste de las pastillas de freno 312.

[0050]En otro modo de realización, cada una de la pluralidad de pastillas de freno 312 se puede formar con al menos una característica de extracción 330. La característica de extracción 330 se puede posicionar para facilitar la retirada de cada una de las pastillas de freno 312 de los rebajos 304 correspondientes. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 10, la placa de respaldo 322 se puede formar con al menos un saliente 332. El saliente 332 puede definir rasgos característicos adecuados, tales como orificios, depresiones, muescas y/o resaltos, que se pueden contactar con la herramienta para afectar la extracción de la pastilla de freno 312 a través del lado circunferencial exterior abierto 308 del rebajo 304 correspondiente. En un modo de realización adicional, tal como se representa en la FIG. 11, la placa de respaldo 322 se puede formar para definir un orificio roscado 334. En un modo de realización de este tipo, se puede enroscar una herramienta, elemento de fijación u otro implemento similar en el orificio roscado 334 y utilizar para extraer la pastilla de freno 312 a través del lado circunferencial exterior abierto 308 del rebajo 304 correspondiente.

[0051]En referencia ahora a la FIG. 13, se presenta un diagrama de flujo de un modo de realización de un procedimiento 400 para realizar mantenimiento a un conjunto de frenado de una turbina eólica. El procedimiento 400 se puede implementar usando, por ejemplo, el conjunto 300 de la presente divulgación analizado anteriormente con referencia a las FIGS. 1-12B. La FIG. 13 representa las etapas realizadas en un orden particular para propósitos de ilustración y análisis. Los expertos en la técnica, usando las divulgaciones proporcionadas en el presente documento, entenderán que diversas etapas del procedimiento 400 o cualquiera de los procedimientos divulgados en el presente documento se pueden adaptar, modificar, reordenar, realizar simultáneamente o modificar de diversas maneras sin apartarse del alcance de la presente divulgación.

[0052]Como se muestra en (402), el procedimiento 400 puede incluir acceder a al menos una pastilla de freno de una pluralidad de pastillas de freno por medio de un lado circunferencial exterior abierto de un rebajo definido por al menos uno de una pluralidad de rebajos formados en una superficie anular más inferior de una brida anular de un bastidor de soporte de bancada y que se extiende al menos parcialmente a través de un espesor axial de la brida anular. La superficie anular más inferior se puede disponer contigua a un rodamiento de orientación de la turbina eólica. Como se muestra en (404), el procedimiento 400 también puede incluir pasar la al menos una pastilla de freno a través del lado circunferencial exterior abierto del rebajo mientras se retiene un accionador correspondiente de una pluralidad de accionadores en una configuración ensamblada.

[0053]Además, el experto en la técnica reconocerá la intercambiabilidad de diversos rasgos característicos de diferentes modos de realización. De forma similar, las diversas etapas de procedimiento y rasgos característicos descritos, así como otros equivalentes conocidos para cada uno de dichos procedimientos y rasgo característico, se pueden mezclar y combinar por un experto en esta técnica para construir sistemas y técnicas adicionales de acuerdo con los principios de la presente divulgación. Por supuesto, se ha de entender que no todos de dichos objetivos o ventajas descritos anteriormente se pueden lograr necesariamente de acuerdo con cualquier modo de realización particular. Por tanto, por ejemplo, los expertos en la técnica reconocerán que los sistemas y técnicas descritos en el presente documento se pueden realizar o llevar a cabo de manera que logre u optimice una ventaja o grupo de ventajas, como se enseña en el presente documento sin lograr necesariamente otros objetivos o ventajas como se pueda enseñar o sugerir en el presente documento.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de frenado de orientación de una turbina eólica, comprendiendo el conjunto de frenado de orientación:

un rodamiento de orientación (140);

un bastidor de soporte de bancada (136) que comprende una brida anular (302) dispuesta contigua al rodamiento de orientación (140), definiendo la brida anular (302) una pluralidad de rebajos (304) formados en una superficie anular más inferior (306) de la brida anular (302) y que se extiende al menos parcialmente a través de un espesor axial (A<t>) de la brida anular (302), definiendo cada uno de la pluralidad de rebajos (304) un lado circunferencial exterior abierto (308);

una pluralidad de pastillas de freno (312) posicionadas dentro de la pluralidad de rebajos (304), cada una de la pluralidad de pastillas de freno (312) configurada para contactar al menos una pista (148; 150) del rodamiento de orientación (140); y

una pluralidad de accionadores (314) para accionar la pluralidad de pastillas de freno (312) para contactar la al menos una pista (148; 150) del rodamiento de orientación (140) para resistir una orientación de una góndola (106) de la turbina eólica,

en el que cada uno de los rebajos (304) define una abertura en un lado circunferencial exterior (310) de la brida anular (302).

2. El conjunto de frenado de orientación de la reivindicación 1, que comprende además:

una pluralidad de miembros de brazo (316) posicionados dentro de una pluralidad correspondiente de orificios (318) a través de la brida anular (302) entre la pluralidad de accionadores (314) y la pluralidad de pastillas de freno (312), estando orientada la pluralidad de miembros de brazo (316) para transferir una fuerza desde la pluralidad de accionadores (314) hasta la pluralidad de pastillas de freno (312).

3. El conjunto de frenado de orientación de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada una de la pluralidad de pastillas de freno (312) tiene una forma no circular.

4. El conjunto de frenado de orientación de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada una de la pluralidad de pastillas de freno (312) tiene al menos una de una forma poligonal, una forma poligonal curvilínea o un contorno cuadrado redondeado.

5. El conjunto de frenado de orientación de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada una de la pluralidad de pastillas de freno (312) define una longitud máxima y un ancho máximo, siendo la longitud máxima (ML) mayor que el ancho máximo (MW).

6. El conjunto de frenado de orientación de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada lado circunferencial exterior abierto (308) de la pluralidad de rebajos (304) define una longitud circunferencial (C<l>) que es mayor que una longitud máxima (M<l>) de la pastilla de freno (312) correspondiente.

7. El conjunto de frenado de orientación de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que solo una de la pluralidad de pastillas de freno (312) está posicionada dentro de cada uno de la pluralidad de rebajos (304).

8. El conjunto de frenado de orientación de la reivindicación 7, en el que la pluralidad de rebajos (304) y la pluralidad correspondiente de pastillas de freno (312) están distribuidas circunferencialmente alrededor de la brida anular (302) en una pluralidad de juegos de pares contiguos (324).

9. El conjunto de frenado de orientación de la reivindicación 8, en el que un único accionador (314) está acoplado operativamente a cada uno de la pluralidad de juegos de pares (324).

10. El conjunto de frenado de orientación de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la pluralidad de pastillas de freno (312) están alineadas radialmente con una pista exterior (150) del rodamiento de orientación (140).

11. El conjunto de frenado de orientación de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además:

un soporte de retención (326) asegurado al lado circunferencial exterior (310), bloqueando el soporte de retención (326) al menos una de las aberturas circunferenciales (308).

12. El conjunto de frenado de orientación de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos una de la pluralidad de pastillas de freno (312) comprende además al menos un sensor (328) configurado para generar una alerta relacionada con un nivel de desgaste de una o más de la pluralidad de pastillas de freno (312).

13. El conjunto de frenado de orientación de la reivindicación 12, en el que el al menos un sensor (328) comprende un sensor de continuidad (328).

14. El conjunto de frenado de orientación de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la pluralidad de pastillas de freno (312) son accesibles desde el exterior del bastidor de soporte de bancada (136) por medio de las aberturas circunferenciales correspondientes.

15. El conjunto de frenado de orientación de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada una de la pluralidad de pastillas de freno (312) está formada con al menos una característica de extracción (330), estando posicionada la característica de extracción (330) para facilitar la retirada de cada una de las pastillas de freno (312) de los rebajos (304) correspondientes.