ES2983354T3 - Dispositivo de accionamiento de aerogenerador, unidad de dispositivo de accionamiento de aerogenerador, y aerogenerador - Google Patents

Abstract

[Problema] Detectar de forma rápida y precisa anomalías en un dispositivo de accionamiento de un molino de viento. [Solución] Un dispositivo de accionamiento de un molino de viento 10 que tiene un cuerpo principal de dispositivo de accionamiento 20 y un sensor 40. El cuerpo principal de dispositivo de accionamiento 20 está dispuesto en una estructura de una sección móvil de un molino de viento 101. El cuerpo principal de dispositivo de accionamiento 20 tiene una parte de acoplamiento 24a que se acopla a un engranaje anular 107 que está dispuesto en otra estructura de la parte móvil del molino de viento. El sensor 40 mide los cambios en la disposición del cuerpo principal de dispositivo de accionamiento 20 en la estructura. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de accionamiento de aerogenerador, unidad de dispositivo de accionamiento de aerogenerador, y aerogenerador

Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo de accionamiento de aerogenerador y a una unidad de dispositivo de accionamiento de aerogenerador utilizada para una sección móvil de un aerogenerador, y al aerogenerador.

Antecedentes

Un aerogenerador utilizado como generador de energía eólica se conoce como se divulga en, por ejemplo, la bibliografía de patentes 1. El aerogenerador incluye una góndola instalada de manera giratoria en la parte superior de una torre y que incluye un generador y similares dispuestos en su interior, y una pala instalada de manera giratoria con respecto a un rotor (concentrador, porción de árbol principal) unido a la góndola. El aerogenerador tiene, por ejemplo, un dispositivo de accionamiento de guiñada o cabeceo como un dispositivo de accionamiento de aerogenerador para accionar rotacionalmente una estructura con respecto a la otra estructura en una sección móvil del aerogenerador. El dispositivo de accionamiento de guiñada acciona la góndola, que es la una estructura, para que gire con respecto a la torre, que es la otra estructura, para hacer girar la góndola dependiendo de la dirección del viento. El dispositivo de accionamiento de cabeceo acciona una porción de árbol de la pala, que es la una estructura, para que gire con respecto al rotor de la góndola, que es la otra estructura, para ajustar un ángulo de cabeceo de la pala.

REFERENCIAS RELEVANTES

LISTA DE BIBLIOGRAFÍA DE PATENTES RELEVANTE

Bibliografía de patentes 1: Publicación de solicitud de patente japonesa n.° 2001-289149

El documento WO 2016/181729 A1 divulga un dispositivo de accionamiento de aerogenerador conocido en la técnica anterior.

Sumario

Normalmente, está provista una pluralidad de dispositivos de accionamiento de aerogenerador con respecto a una sección móvil de un aerogenerador. En este aerogenerador, se prevé incluso que, debido a alguna anomalía, un árbol de emisión de uno de la pluralidad de dispositivos de accionamiento de aerogenerador provista en la sección móvil podría mantenerse indeseablemente en un estado fijo. En una situación anómala de este tipo, el árbol de emisión así fijado de uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador que presenta un mal funcionamiento se engrana con una corona dentada, llevando la sección móvil a un estado bloqueado. En el estado bloqueado, cuando operan los otros dispositivos de accionamiento de aerogenerador que funcionan con normalidad, podrían producirse daños en los dispositivos de accionamiento de aerogenerador o en la corona dentada. En caso de que se haya producido daño en uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador, se reemplaza el uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador y, por tanto, el aerogenerador puede volver a ponerse en funcionamiento. Por otra parte, en caso de que se haya producido una rotura en la corona dentada o en un área circundante a la corona dentada en una estructura, es posible que se requieran trabajos de reparación a gran escala, lo que da como resultado la detención del funcionamiento del aerogenerador durante un largo período de tiempo. Para evitar tales problemas, es importante detectar con rapidez y precisión un estado anómalo de un dispositivo de accionamiento de aerogenerador. Es decir, en vista de estas circunstancias, es un objeto de la presente invención detectar con rapidez y precisión un estado anómalo de un dispositivo de accionamiento de aerogenerador.

Un dispositivo de accionamiento de aerogenerador de acuerdo con la presente invención incluye un cuerpo de dispositivo de accionamiento configurado para instalarse en una estructura en una sección móvil de un aerogenerador y que incluye una porción de engrane configurada para engranarse con una corona dentada instalada en otra estructura en la sección móvil del aerogenerador, y un sensor configurado para medir una carga que actúa entre el cuerpo de dispositivo de accionamiento y la una estructura, en donde el cuerpo de dispositivo de accionamiento se configura para fijarse a la una estructura con un perno de sujeción, y

el sensor incluye: una parte de recepción de fuerza para recibir una carga que actúa sobre el cuerpo de dispositivo de accionamiento; y una porción de detección para medir una tensión de la parte de recepción de fuerza, estando la porción de detección provista en la parte de recepción de fuerza, en donde la parte de recepción de fuerza está hecha de un material que tiene un módulo elástico menor que el de un material del perno de sujeción, o la parte de recepción de fuerza fija el cuerpo de dispositivo de accionamiento a la una estructura con una fuerza axial menor que la del perno de sujeción.

El dispositivo de accionamiento de aerogenerador de acuerdo con la presente invención puede incluir, además, una unidad de evitación de carga para detener el funcionamiento del cuerpo de dispositivo de accionamiento basándose en una señal procedente del sensor.

En el dispositivo de accionamiento de aerogenerador de acuerdo con la presente invención, el sensor puede medir un cambio instantáneo en el estado de instalación, continuando el cambio instantáneo durante un segundo o menos.

En el dispositivo de accionamiento de aerogenerador que no forma parte de la presente invención, es posible que el cuerpo de dispositivo de accionamiento se fije a la una estructura con un perno de sujeción, el sensor incluye una parte de recepción de fuerza para recibir una carga que actúa sobre el cuerpo de dispositivo de accionamiento y una porción de detección para medir una tensión de la parte de recepción de fuerza, estando la porción de detección provista en la parte de recepción de fuerza, y la parte de recepción de fuerza está formada por un pasador de detección de menor diámetro que el perno de sujeción.

En el dispositivo de accionamiento de aerogenerador que no forma parte de la presente invención, es posible que el cuerpo de dispositivo de accionamiento se fije a la una estructura con un perno de sujeción, el sensor incluye una parte de recepción de fuerza para recibir una carga que actúa sobre el cuerpo de dispositivo de accionamiento y una porción de detección para medir una tensión de la parte de recepción de fuerza, estando la porción de detección provista en la parte de recepción de fuerza, y la parte de recepción de fuerza está formada por una placa de montaje que se extiende entre el cuerpo de dispositivo de accionamiento y la una estructura.

En el dispositivo de accionamiento de aerogenerador que no forma parte de la presente invención, es posible que el sensor incluya una parte de recepción de fuerza para recibir una carga que actúa sobre el cuerpo de dispositivo de accionamiento y una porción de detección para medir una tensión de la parte de recepción de fuerza, estando la porción de detección provista en la parte de recepción de fuerza, y la parte de recepción de fuerza está formada por un pasador de detección, y el pasador de detección está sujeto mediante pernos al cuerpo de dispositivo de accionamiento y a la una estructura.

En el dispositivo de accionamiento de aerogenerador que no forma parte de la presente invención, es posible que el sensor incluya una parte de recepción de fuerza para recibir una carga que actúa sobre el cuerpo de dispositivo de accionamiento y una porción de detección para medir una tensión de la parte de recepción de fuerza, estando la porción de detección provista en la parte de recepción de fuerza, y la parte de recepción de fuerza se fija al cuerpo de dispositivo de accionamiento y a la una estructura mediante soldadura.

En el dispositivo de accionamiento de aerogenerador que no forma parte de la presente invención, es posible que el sensor incluya una parte de recepción de fuerza para recibir una carga que actúa sobre el cuerpo de dispositivo de accionamiento y una porción de detección para medir una tensión de la parte de recepción de fuerza, estando la porción de detección provista en la parte de recepción de fuerza, y la parte de recepción de fuerza está formada por un pasador de detección provisto en un árbol, extendiéndose el árbol entre el cuerpo de dispositivo de accionamiento y la una estructura y teniendo un orificio.

En el dispositivo de accionamiento de aerogenerador que no forma parte de la presente invención, es posible que el sensor incluya una parte de recepción de fuerza para recibir una carga que actúa sobre el cuerpo de dispositivo de accionamiento y una porción de detección para medir una tensión de la parte de recepción de fuerza, estando la porción de detección provista en la parte de recepción de fuerza, y la parte de recepción de fuerza está formada por una abrazadera para sujetar entre sí el cuerpo de dispositivo de accionamiento y la una estructura.

En el dispositivo de accionamiento de aerogenerador que no forma parte de la presente invención, el sensor puede estar formado por una galga extensiométrica unida al cuerpo de dispositivo de accionamiento y a la una estructura.

Es posible que una unidad de dispositivo de accionamiento de aerogenerador de acuerdo con la presente invención incluya una pluralidad de dispositivos de accionamiento de aerogenerador provista en una sección móvil de un aerogenerador, en donde cada uno de la pluralidad de dispositivos de accionamiento de aerogenerador está formado por uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador mencionados anteriormente de acuerdo con la presente invención, y cada uno de la pluralidad de dispositivos de accionamiento de aerogenerador incluye, por separado, el sensor para medir una carga que actúa entre el cuerpo de dispositivo de accionamiento y la una estructura.

Un aerogenerador de acuerdo con la presente invención incluye uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador mencionados anteriormente de acuerdo con la presente invención o la unidad de dispositivo de accionamiento de aerogenerador mencionada anteriormente de acuerdo con la presente invención.

Ventajas

De acuerdo con la presente invención, es posible detectar con rapidez y precisión un estado anómalo de un dispositivo de accionamiento de aerogenerador.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra un aerogenerador para explicar una realización de la presente invención.

La figura 2 es una vista en sección longitudinal del aerogenerador mostrado en la figura 1, que muestra una sección móvil entre una torre y una góndola.

La figura 3 es una vista en planta que muestra una disposición de dispositivos de accionamiento de aerogenerador en la sección móvil mostrada en la figura 2.

La figura 4 es una vista de uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador mostrados en la figura 2, parte del cual se muestra en sección longitudinal.

La figura 5 es una vista de una parte de montaje del uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador mostrados en la figura 4, parte del cual se muestra en sección longitudinal.

La figura 6 es una vista en planta que muestra una disposición de sujetadores para montar el uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador mostrados en la figura 4.

La figura 7 es una vista ampliada que muestra un sensor.

La figura 8 es una vista que muestra un ejemplo de modificación del sensor.

La figura 9 es una vista que muestra otro ejemplo de modificación del sensor.

La figura 10 es una vista que muestra otro ejemplo más de modificación del sensor.

La figura 11 es una vista que muestra esquemáticamente un mecanismo de frenado para frenar los dispositivos de accionamiento.

La figura 12 es un diagrama de bloques para explicar una configuración funcional de un controlador.

Modo de llevar a cabo la invención

<Realización> Una realización de la presente invención se describirá en lo sucesivo en el presente documento haciendo referencia a los dibujos adjuntos. En los dibujos adjuntos a la presente, por conveniencia de ilustración y facilidad de comprensión, se alteran la escala de tamaño, la relación de aspecto y otros elementos similares según sea necesario respecto a las cosas reales con el fin de enfatizar.

Las figuras 1 a 7 son dibujos para describir una realización de acuerdo con la presente invención. Un dispositivo de accionamiento de aerogenerador 10 descrito en el presente documento acciona una góndola 103 instalada de manera giratoria con respecto a una torre 102 de un aerogenerador 101 o una pala 105 instalada de manera oscilante en una dirección de cabeceo con respecto a un rotor 104 montado en la góndola 103. Es decir, el dispositivo de accionamiento de aerogenerador 10 descrito en el presente documento puede utilizarse como dispositivo de accionamiento de guiñada para realizar un accionamiento de guiñada para hacer girar la góndola 103 con respecto a la torre 102 del aerogenerador 101 y también como dispositivo de accionamiento de cabeceo para realizar un accionamiento de cabeceo para hacer girar una porción de árbol de la pala 105 con respecto al rotor 104 en la góndola 103. En un ejemplo mostrado, que se describirá a continuación, un dispositivo de accionamiento de aerogenerador funciona como dispositivo de accionamiento de guiñada.

Como se muestra en la figura 1, el aerogenerador 101 incluye la torre 102, la góndola 103, el rotor 104 que es una porción de árbol principal, la pala 105 y similares. La torre 102 se instala de modo que se extiende verticalmente en sentido ascendente desde el suelo. La góndola 103 se instala en la parte superior de la torre 102 para poder girar con respecto a esta. La rotación de la góndola 103 con respecto a la torre 102 es la denominada rotación de guiñada alrededor de una dirección longitudinal de la torre 102. La góndola 103 se acciona mediante el dispositivo de accionamiento de aerogenerador 10, que se describirá más adelante en detalle, para que gire con respecto a la torre 102. Un árbol de transmisión de potencia, un generador y similares están dispuestos dentro de la góndola 103. El rotor 104 está conectado al árbol de transmisión de potencia y puede girar con respecto a la góndola 103. Está provista una pluralidad de palas 105 (tres palas 105 en el ejemplo mostrado en la figura 1). Las palas 105 se extienden desde el rotor 104 en una dirección radial alrededor de un eje de rotación del rotor 104 con respecto a la góndola 103. La pluralidad de palas 105 está dispuesta a intervalos angulares iguales.

Cada una de las palas 105 puede girar en la dirección de cabeceo, dicho de otro modo, puede girar alrededor de una dirección longitudinal de este con respecto al rotor 104. Es decir, una sección de conexión de las palas 105 al rotor 104 se configura como una sección móvil. Las palas 105 se accionan para girar mediante un dispositivo de accionamiento de aerogenerador provisto como dispositivo de accionamiento de cabeceo. El dispositivo de accionamiento de aerogenerador como dispositivo de accionamiento de cabeceo se configura de manera similar al dispositivo de accionamiento de aerogenerador 10 como dispositivo de accionamiento de guiñada mencionado posteriormente.

La figura 2 es una vista en sección longitudinal ampliada de una porción del aerogenerador 10, en el que la góndola 103 se instala de manera giratoria con respecto a la torre 102. En la figura 2, el dispositivo de accionamiento de aerogenerador 10 no se muestra en una vista en sección longitudinal, sino en una vista exterior. La góndola 103 se instala en la parte superior de la torre 102 para poder girar con respecto a esta mediante un cojinete 106 interpuesto entre una porción inferior 103a de la góndola 103 y la torre 102. Una corona dentada 107 que tiene unos dientes internos formados en su periferia interior está fijada a la parte superior de la torre 102. Obsérvese que los dientes de la corona dentada 107 no están provistos necesariamente en la periferia interior de la corona dentada 107 y pueden estar provistos alternativamente en una periferia exterior de esta. En los dibujos, no se muestran los dientes internos de la corona dentada 107.

Como se muestra en la figura 2 y en la figura 3, una pluralidad de dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 está montada en la góndola 103. Cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 incluye una porción de engrane 24a que se engrana con los dientes internos de la corona dentada 10. Al accionar los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10, es posible hacer girar la góndola 103, que es un lado de la sección móvil del aerogenerador 101, con respecto a la torre 102, que es el otro lado de la sección móvil del aerogenerador 101. Como se muestra en la figura 3, la corona dentada 107 está formada en una forma circunferencial y tiene un eje central Cm. La góndola 103 gira alrededor del eje central Cm de la corona dentada 107. En el ejemplo mostrado, el eje central Cm de la corona dentada 107 coincide con la dirección longitudinal de la torre 102. En la siguiente descripción, una dirección paralela al eje central Cm de la corona dentada 107 se denomina simplemente "dirección axial dl".

En el aerogenerador 101 mostrado, como se muestra en la figura 3, está provisto un par de unidades de dispositivo de accionamiento de aerogenerador 5. El par de unidades de dispositivo de accionamiento de aerogenerador 5 está dispuesto en simetría rotacional alrededor del eje central Cm de la corona dentada 107. Cada una de las unidades de dispositivo de accionamiento de aerogenerador 5 incluye tres dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10. Seis cuerpos de dispositivo de accionamiento 20 en total incluidos en el par de unidades de dispositivo de accionamiento de aerogenerador 5 están dispuestos a lo largo de una circunferencia cl1 (véase la figura 3) alrededor del eje central Cm de la corona dentada 107. Los tres dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 incluidos en cada una de las unidades de dispositivo de accionamiento de aerogenerador 5 están dispuestos secuencialmente a intervalos determinados a lo largo de la circunferencia cl 1.

Cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 tiene el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 fijado a la góndola 103 y un sujetador 30 para fijar el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 a la góndola 103. Así mismo, cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 descritos en el presente documento incluye un sensor 40 para encontrar cualquier anomalía en el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20. El sensor 40 está provisto como un cuerpo separado del sujetador 30 y mide una carga que actúa entre la góndola 103 y el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20. Como se describirá más adelante, mediante el uso del sensor 40, se hace posible detectar con rapidez y precisión una carga que actúa entre la góndola 103 y el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20. A continuación, se describen elementos constituyentes de cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10.

En primer lugar, ahora se describirá el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20. Como se muestra en la figura 4, el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 incluye un árbol de emisión 24 que tiene la porción de engrane 24a que se engrana con la corona dentada 107, una carcasa 21 que retiene de manera giratoria el árbol de emisión 24, y un motor eléctrico 23 fijado a la carcasa 21. El cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 incluye, además, una porción de conexión 25 que conecta el motor eléctrico 23 al árbol de emisión 24. La porción de conexión 25 se aloja en la carcasa 21. Como ejemplo, la porción de conexión 25 desacelera una entrada desde el motor eléctrico 23 y transmite la entrada desacelerada al árbol de emisión 24. La porción de conexión 25 descrita anteriormente puede adoptar un mecanismo de reducción de velocidad de tipo engranaje oscilante excéntrico, un mecanismo de reducción de velocidad de tipo engranaje planetario o un mecanismo de reducción de velocidad que combine el de tipo engranaje oscilante excéntrico y el de tipo engranaje planetario.

Como se muestra en la figura 4, una porción de extremo del árbol de emisión 24 distal de la porción de conexión 25 se extiende fuera de la carcasa 21. La porción de engrane 24a está formada en una porción del árbol de emisión 24, extendiéndose la parte fuera de la carcasa 21. Como se muestra en la figura 2 y en la figura 5, la porción de engrane 24a del árbol de emisión 24 se extiende hacia el interior de un orificio pasante 103b formado a través de la porción inferior 103a de la góndola 103 y se engrana con la corona dentada 107. La porción de engrane 24a está formada en una forma adaptada a la corona dentada 107. Como ejemplo, la porción de engrane 24a forma un engranaje de piñón que tiene unos dientes externos configurados para engranarse con los dientes internos de la corona dentada 107. Cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 tiene un eje longitudinal que corresponde a un eje de rotación Cr del árbol de emisión 24. En un estado en el que cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 está fijado a la góndola 103, el eje de rotación Cr del árbol de emisión 24 es paralelo a la dirección axial dl del aerogenerador 101.

Seguidamente, ahora se describirá la carcasa 21. Como se muestra en la figura 4, la carcasa 21 está formada en una forma cilíndrica. Como se muestra en la figura 5, la carcasa 21 está dispuesta de modo que un eje longitudinal de esta se coloque sobre el eje de rotación Cr. La carcasa 21 está abierta en ambos extremos de esta a lo largo del eje de rotación Cr.

La porción de engrane 24a del árbol de emisión 24 queda expuesta desde una abertura de la carcasa 21 cerca de la torre 102. El motor eléctrico 23 está montado en una abertura de la carcasa 21 en un lado opuesto a la torre 102. Asimismo, la carcasa 21 incluye un reborde 22. Como se muestra en la figura 3, el reborde 22 está formada en una forma anular y se extiende a lo largo de una circunferencia cl3 alrededor del eje de rotación Cr del árbol de emisión 24. Como se muestra en la figura 4 y en la figura 5, un orificio pasante 22a está formado a través del reborde 22. Una multitud de orificios pasantes 22a está formada en una circunferencia alrededor del eje de rotación Cr del árbol de emisión 24. En el ejemplo mostrado, están formados doce orificios pasantes 22a. Como se muestra en la figura 4 y en la figura 5, los orificios pasantes 22a se extienden en la dirección axial dl.

Seguidamente, ahora se describirá el sujetador 30. El sujetador 30 se utiliza para fijar el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 configurado como se ha indicado anteriormente a la góndola 103. El sujetador 30 penetra a través del reborde 22 al extenderse a través de los orificios pasantes 22a formados a través del reborde 22 del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20. La porción inferior 103a de la góndola 103 tiene un orificio pasante 103c formado en una posición orientada hacia cada uno de los orificios pasantes 22a del reborde 22. El sujetador 30 se extiende a través de cada uno de los orificios pasantes 22a del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y se extiende, además, hacia el interior del orificio pasante 103c de la góndola 103. En el ejemplo mostrado, el sujetador 30 incluye un perno 30a y una tuerca 30b. El perno (perno de sujeción) 30a penetra a través del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y la porción inferior 103a de la góndola 103. La tuerca 30b se atornilla en el perno 30a desde cerca de la torre 102, penetrando el perno 30a a través del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y la góndola 103 en este orden. En el ejemplo mostrado, el orificio pasante 103c de la góndola 103 está formado en cada una de las doce ubicaciones correspondientes a los orificios pasantes 22a. El sujetador 30 compuesto por el perno 30a y la tuerca 30b está provisto para cada uno de todos los orificios pasantes 22a del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20, excepto para cuatro orificios pasantes 22a en total colocados en, por ejemplo, una posición periférica lo más exterior, una posición periférica lo más interior, una posición espaciada 90° desde la posición periférica lo más exterior, y una posición espaciada 90° desde la posición periférica lo más interior mostradas en la figura 3. Como resultado, mediante el uso de ocho sujetadores 30, el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 está montado en once ubicaciones en la góndola 103. Es más, el sensor 40 para medir un cambio en el estado de instalación del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20, como se describirá más adelante, está montado en cada uno de los cuatro orificios pasantes 22a del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20, estando los cuatro orificios pasantes 22a colocados en la posición periférica lo más exterior, la posición periférica lo más interior, la posición espaciada 90° desde la posición periférica lo más exterior, y la posición espaciada 90° desde la posición periférica lo más interior.

No existe limitación para el ejemplo mostrado y, en lugar de utilizar la tuerca 30b, un tornillo hembra con el que se va a atornillar un tornillo macho del perno 30a puede formarse en el orificio pasante 103c de la góndola 103.

En un ejemplo de este tipo, el sujetador 30 está formado por el perno 30a, y el perno 30a se engrana con el orificio pasante 103c de la góndola 103 y, por tanto, el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 puede fijarse a la góndola 103.

Seguidamente, ahora se describirá el motor eléctrico 23. En el ejemplo mostrado, el motor eléctrico 23 incluye una porción de accionamiento de motor 48 y una porción de frenado de motor 50. La figura 11 es una vista que muestra esquemáticamente una sección longitudinal parcial del motor eléctrico 23. La porción de frenado de motor 50 es un mecanismo de frenado para frenar la rotación transmitida a un engranaje de accionamiento 24a. Sin embargo, como se describirá más adelante, en lugar de, o además de, la porción de frenado de motor 50, el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 puede incluir un mecanismo de frenado, en cualquiera de diversas formas, que pueda frenar la rotación transmitida al engranaje de accionamiento 24a o la rotación emitida desde el engranaje de accionamiento 24a.

El motor eléctrico 23 que incluye la porción de accionamiento de motor 48 y la porción de frenado de motor (unidad de evitación de carga) 50 está provisto en cada uno de los dispositivos de accionamiento 10, y una porción de frenado de motor 50 está montada en cada porción de accionamiento de motor 48. La porción de accionamiento de motor 48 puede estar formada por cualquier dispositivo que pueda controlar el número de rotaciones de un árbol de accionamiento 48a basándose en un comando de un controlador 110 (véase la figura 12). La porción de frenado de motor 50 mostrada incluye un mecanismo como freno electromagnético para frenar la rotación del árbol de transmisión 48a de la porción de accionamiento de motor 48 o liberar el árbol de transmisión 48a para que no se frene, basándose en un comando del controlador 110 (véase la figura 7). En un estado en el que se frena la rotación del árbol de accionamiento 48a, el número de rotaciones del árbol de transmisión 48a se reduce y, por tanto, eventualmente, se puede detener completamente la rotación del árbol de transmisión 48a. Por otra parte, en un estado en el que se libera el árbol de transmisión 48a para que no se frene, el árbol de transmisión 48a puede girar sin frenarse por la porción de frenado de motor 50, básicamente a un número adecuado de rotaciones correspondiente a la potencia eléctrica suministrada a la porción de accionamiento de motor 48. Una fuerza de accionamiento (potencia de rotación) desde el árbol de accionamiento 48a de la porción de accionamiento de motor 48 se transmite al árbol de emisión 24 a través de la porción de conexión 25.

La porción de frenado de motor 50 de este ejemplo está montada en una porción de extremo de una cubierta 72 de la porción de accionamiento de motor 48 en un lado opuesto a una porción de reducción de velocidad 25 e incluye una carcasa 51, una placa de fricción 56, una armadura 57, un miembro elástico 55, un electroimán 53, una primera porción de conexión de placa de fricción 77 y similares. La carcasa 51 es una estructura que aloja la placa de fricción 56, la armadura 57, el miembro elástico 55, el electroimán 53, la primera porción de conexión de placa de fricción 77 y similares, y se fija a la cubierta 72 de la porción de accionamiento de motor 48. La placa de fricción 56 está conectada al árbol de accionamiento 48a de la porción de accionamiento de motor 48 a través de la primera porción de conexión de placa de fricción 77. La placa de fricción 56 tiene un orificio pasante que es penetrado por una porción de extremo del árbol de accionamiento 48a.

La primera porción de conexión de placa de fricción 77 de este ejemplo incluye un árbol estriado 77a y un árbol de deslizamiento 77b. El árbol estriado 77a está fijado a una periferia exterior de la porción de extremo del árbol de accionamiento 48a a través del acoplamiento de cuña a través de un miembro de cuña (no mostrado) y el enlace mediante un anillo de tope 77c. El árbol de deslizamiento 77b está montado en el árbol estriado 77a para poder deslizarse en una dirección axial. Asimismo, la primera porción de conexión de placa de fricción 77 está provista de un mecanismo de resorte (no mostrado) para situar el árbol de deslizamiento 77b en una posición predeterminada en la dirección axial con respecto al árbol estriado 77a. Una periferia interior de la placa de fricción 56 está fijada a una porción de borde de una periferia exterior de una porción en forma de reborde del árbol de deslizamiento 77b, de modo que la placa de fricción 56 se acople integralmente con el árbol de deslizamiento 77b.

En la porción de frenado de motor 50 que tiene la configuración descrita anteriormente, cuando el árbol de transmisión 48a gira, el árbol estriado 77a, el árbol de deslizamiento 77b y la placa de fricción 56 también giran junto con el árbol de accionamiento 48a. En un estado en el que el electroimán 53 mencionado a continuación está excitado, el árbol de deslizamiento 77b y la placa de fricción 56 que se retienen para poder deslizarse en la dirección axial con respecto al árbol de accionamiento 48a y el árbol estriado 77a están situados en una posición predeterminada en la dirección axial del árbol estriado 77a por el resorte mecanismo. Cuando se dispone en esta posición predeterminada, la placa de fricción 56 está separada de la armadura 57 y una placa de fricción 58, que se describirá más adelante.

La armadura 57 puede entrar en contacto con la placa de fricción 56 y genera una fuerza de frenado para frenar la rotación del árbol de accionamiento 48a cuando entra en contacto con la placa de fricción 56. Asimismo, en este ejemplo, la placa de fricción 58 está provista en una ubicación en una porción de extremo de la cubierta 72 de la porción de accionamiento de motor 48, donde la placa de fricción 58 se opone a la placa de fricción 56. La placa de fricción 58 se instala en una posición tal que pueda entrar en contacto con la placa de fricción 56.

El miembro elástico 55 se retiene en un cuerpo electromagnético 53a del electroimán 53, que se describirá más adelante, y desvía la armadura 57 en una dirección desde el electroimán 53 hacia la placa de fricción 56. Particularmente en este ejemplo, el miembro elástico 55 en el cuerpo electromagnético 53a incluye dos conjuntos de miembros elásticos 55 dispuestos en el lado periférico interior y el lado periférico exterior en la dirección circunferencial de modo que sean concéntricos alrededor del árbol de accionamiento 48a. La forma mencionada anteriormente de disponer los miembros elásticos 55 es simplemente un ejemplo y los miembros elásticos 55 pueden disponerse de cualquier otra forma.

El electroimán 53 incluye el cuerpo electromagnético 53a y una porción de bobina 53b y atrae la armadura 57 mediante una fuerza magnética para separar la armadura 57 de la placa de fricción 56. El cuerpo electromagnético 53a está fijado a la carcasa 51 y, en particular, fijado a esta en una porción de extremo del cuerpo electromagnético 53a en un lado opuesto al que el cuerpo electromagnético 53a se opone a la armadura 57. El cuerpo electromagnético 53a tiene una pluralidad de orificios de retención de miembros elásticos 53c abiertos hacia la armadura 57 y los miembros elásticos 55 están dispuestos en los orificios de retención de miembros elásticos 53c, respectivamente. La porción de bobina 53b está instalada dentro del cuerpo electromagnético 53a y dispuesta a lo largo de la dirección circunferencial del cuerpo electromagnético 53a. El suministro y corte de una corriente eléctrica a la porción de bobina 53b se realiza basándose en un comando del controlador 110.

Por ejemplo, cuando la porción de frenado de motor 50 libera el árbol de accionamiento 48a para que no se frene, se suministra una corriente eléctrica a la porción de bobina 53b para energizar el electroimán 53, basándose en un comando del controlador 110. Cuando el electroimán 53 se energiza y, por tanto, se lleva a un estado excitado, la armadura 57 es atraída a la porción de bobina 53b por una fuerza magnética generada en el electroimán 53. En este momento, la armadura 57 es atraída al electroimán 53 contra una fuerza elástica (fuerza de resorte) de la pluralidad de miembros elásticos 55. Con esta configuración, la armadura 57 se separa de la placa de fricción 56 y, por tanto, se libera el árbol de accionamiento 48a para que no se frene. Por consiguiente, en un estado en el que el electroimán 53 está excitado y, por tanto, se libera el árbol de accionamiento 48a para que no se frene, la armadura 57 se pone en contacto con el cuerpo electromagnético 53a.

Por otra parte, cuando la porción de frenado de motor 50 frena el árbol de accionamiento 48a, se corta un suministro de corriente eléctrica a la porción de bobina 53b para desmagnetizar el electroimán 53, basándose en un comando del controlador 110. Cuando el electroimán 53 se lleva a un estado desmagnetizado, la armadura 57 se desvía hacia la placa de fricción 56 mediante una fuerza elástica de la pluralidad de miembros elásticos 55 y, por tanto, la armadura 57 entra en contacto con la placa de fricción 56. Con esta configuración, se genera una fuerza de fricción entre la armadura 57 y la placa de fricción 56 y, por tanto, se frena la rotación del árbol de accionamiento 48a. La figura 6 muestra un estado en el que el electroimán 53 está desmagnetizado, en el que se frena la rotación del árbol de accionamiento 48a.

Asimismo, en un estado en el que el electroimán 53 está desmagnetizado y, por tanto, se frena el árbol de transmisión 48a, la placa de fricción 56 también está en contacto con la placa de fricción 58 bajo una fuerza de empuje que actúa desde la armadura 57. Por consiguiente, cuando el electroimán 53 está desmagnetizado, la placa de fricción 56 se intercala entre la armadura 57 y la placa de fricción 58 bajo una fuerza de empuje de la pluralidad de miembros elásticos 55. Con esta configuración, la rotación del árbol de accionamiento 48a se frena por una fuerza de fricción generada entre la armadura 57 y la placa de fricción 56 y una fuerza de fricción generada entre la placa de fricción 56 y la placa de fricción 58.

Seguidamente, ahora se describirá el sensor 40 haciendo referencia a la figura 7. En el periférico lo más exterior de los orificios pasantes 22a del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20, está provisto el sensor 40 para alcanzar el orificio pasante 103c de la góndola 103. Está previsto que el sensor 40 detecte una carga que actúa entre el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y la góndola 103, e incluye un pasador de detección 40a que tiene una porción de cabeza 40h y una tuerca 40b montada en una porción de tornillo 40c formada en una porción de extremo inferior del pasador de detección 40a.

En este caso, el pasador de detección 40a funciona como una parte de recepción de fuerza para recibir una carga que actúa sobre el pasador de detección 40a. Una galga extensiométrica 50A para medir una tensión del pasador de detección 40a está provista en una superficie exterior del pasador de detección 40a. Está previsto que la galga extensiométrica 50A detecte una tensión del pasador de detección 40a generada cuando se aplica una fuerza de tracción al pasador de detección 40a y provoque que el pasador de detección 40a se expanda. En este caso, cuando una pluralidad de galgas extensiométricas 50A está provista en la superficie exterior del pasador de detección 40a, como se describirá más adelante, se pueden detectar cargas aplicadas al pasador de detección 40a en una dirección radial, una dirección circunferencial y una dirección axial de la corona dentada 107.

Si bien tiene una configuración similar a la del perno 30a del sujetador 30, el pasador de detección 40a del sensor 40 tiene un diámetro exterior menor que un diámetro exterior del perno 30a. Por tanto, incluso cuando las cargas que actúan sobre el pasador de detección 40a y el perno 30a, respectivamente, son de una magnitud similar, el pasador de detección 40a experimenta una tensión mayor que la del perno 30a, de modo que es posible aumentar la sensibilidad de la galga extensiométrica 50A provista en una periferia exterior del pasador de detección 40a.

Así mismo, el pasador de detección 40a del sensor 40 puede formarse a partir de un material que tenga un módulo elástico menor que el de un material del perno 30a. Por ejemplo, en caso de que el perno 30a esté hecho de acero, el pasador de detección 40a está formado a partir de un material que tiene un módulo elástico menor que el del acero, tal como, por ejemplo, acero, hierro fundido o resina que tiene un módulo elástico menor que el de un material del perno 30a, de modo que el pasador de detección 40a experimenta una tensión mayor y, por tanto, es posible aumentar aún más la sensibilidad de la galga extensiométrica 50A provista en la periferia exterior del pasador de detección 40a.

Asimismo, preferentemente, el pasador de detección 40a del sensor 40 y la galga extensiométrica 50A están hechos del mismo material. Al estar el pasador de detección 40a y la galga extensiométrica 50A hechos de un mismo material, tal como, por ejemplo, un material de resina, en caso de que el sensor 40 se caliente o se enfríe para provocar que el pasador de detección 40a y la galga extensiométrica 50A se expandan o se contraigan, la expansión o contracción del pasador de detección 40a y la galga extensiométrica 50A debido a la expansión térmica se cancelan y, por tanto, una carga aplicada al pasador de detección 40a puede detectarse con precisión mediante la galga extensiométrica 50A.

Como se ha mencionado anteriormente, el pasador de detección 40a del sensor 40 se fija entre el reborde 22 del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y la porción inferior 103a de la góndola 103 al apretar la tuerca 40b montada en la porción de tornillo 40c en la porción de extremo inferior del pasador de detección 40a.

En este caso, la tuerca 40b del pasador de detección 40a se aprieta con holgura. Por otra parte, el perno 30a del sujetador 30 se aprieta con fuerza para fijar con firmeza el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 a la góndola 103. Por tanto, una fuerza axial del pasador de detección 40a se vuelve menor que una fuerza axial del perno 30a.

Es decir, en caso de que la fuerza axial (fuerza de tracción) del pasador de detección 40a sea alta de antemano, cuando se aplica una ligera carga (fuerza de tracción) al pasador de detección 40a, puede ser difícil detectar la carga. En contraposición, de acuerdo con esta realización, la fuerza axial del pasador de detección 40a aplicada al pasador de detección 40a se establece para que sea pequeña de antemano y esto permite que el pasador de detección 40a se expanda para tensarse sensiblemente a una carga aplicada externamente, de modo que sea posible detectar sensiblemente una tensión del pasador de detección 40a.

La galga extensiométrica 50A del sensor 40 está conectada eléctricamente al controlador 110. Una señal eléctrica relacionada con un resultado de la medición emitida desde la galga extensiométrica 50A del sensor 40 se transmite al controlador 110, estando el sensor 40 provisto entre cada uno de los cuerpos de dispositivo de accionamiento 20 y la góndola 103. El controlador 110 supervisa una señal eléctrica emitida desde la galga extensiométrica 50A del sensor 40 y, por tanto, se vuelve posible captar un cambio en la carga aplicada a cada uno de los cuerpos de dispositivo de accionamiento 20. Basándose en el resultado de la medición mediante la galga extensiométrica 50A del sensor 40, el controlador 110 controla los elementos constituyentes del aerogenerador 101, tales como los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10.

La figura 12 es un diagrama de bloques para explicar una configuración funcional del controlador (unidad de evitación de carga) 110. Como se muestra en la figura 12, el controlador 110 recibe un resultado de detección desde cada uno de los sensores 40 provistos en la pluralidad de dispositivos de accionamiento 10 (en este ejemplo, seis dispositivos de accionamiento 10). Es decir, los sensores 40 en los dispositivos de accionamiento 10 están conectados al controlador 110. El controlador 110 puede emitir una señal de control para controlar la porción de accionamiento de motor 48 y la porción de frenado de motor 50 provistas en cada uno de los dispositivos de accionamiento 10. No existe limitación particular en una posición de instalación del controlador 110. El controlador 110 puede proporcionarse integralmente con cualquiera de los elementos que constituyen el aerogenerador 101 (tal como, por ejemplo, la torre 102, la góndola 103, el rotor 104 o las palas 105) o puede proporcionarse independientemente de estos elementos.

En caso de que el sensor 40 de uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento 10 haya detectado una anomalía, el controlador 110 detiene el engranaje de accionamiento 24a del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 de los uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento 10 para que no emita una fuerza de accionamiento a la corona dentada 107. Normalmente, una fuerza de accionamiento del engranaje de accionamiento 24a se puede detener al cortar, mediante el controlador 110, el suministro de potencia al motor eléctrico 23. Una emisión del engranaje de accionamiento 24a a la corona dentada 107 se detiene en un estado en el que se aplica una fuerza excesivamente grande a una porción de engrane entre el engranaje de accionamiento 24a y la corona dentada 107 y, por tanto, puede evitarse un aumento adicional en la carga en la porción de engrane. Asimismo, en caso de que se prevea la rotura del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 debido a la degradación por envejecimiento basándose en un estado de aceite, se detiene una emisión de una fuerza de accionamiento desde el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y, por tanto, es posible evitar eficazmente la rotura de la corona dentada 107 conectada al cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y un área circundante a la corona dentada 107. Asimismo, en caso de que se identifique un mal funcionamiento de la porción de frenado de motor 50, se vuelve posible evitar eficazmente una mayor rotura del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y la rotura de la corona dentada 107 conectada al cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y el área circundante a la corona dentada 107.

Asimismo, en caso de que el sensor 40 de uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento 10 haya detectado una anomalía, el controlador 110 libera el frenado de la rotación mediante el mecanismo de frenado (porción de frenado de motor 50) de los uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento 10. Es decir, en caso de que el sensor 40 haya detectado una anomalía, el controlador 110 transmite una señal de control para liberar el frenado de rotación mediante el mecanismo de frenado (porción de frenado de motor 50). En el ejemplo mostrado, el frenado de la rotación mediante la porción de frenado de motor 50 puede liberarse al suministrar potencia, mediante el controlador 110, a la porción de frenado de motor 50. Por ejemplo, en caso de que se aplique una fuerza externa, tal como una ráfaga de viento, cuando la rotación del engranaje de accionamiento 24a se ve restringida por una fuerza de frenado del mecanismo de frenado, se podría aplicar una carga extremadamente grande en la porción de engrane entre el engranaje de accionamiento 24a y la corona dentada 107. Por este motivo, en caso de que el sensor 40 de uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento 10 haya detectado una anomalía, se libera el frenado de la rotación mediante el mecanismo de frenado (porción de frenado de motor 50) de los uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento 10. Por tanto, es posible no solo evitar un aumento de la carga en la porción de engrane, sino también liberar una carga generada en la porción de engrane.

Así mismo, en caso de que el sensor 40 de uno de los dispositivos de accionamiento 10 haya detectado una anomalía, además de detener el engranaje de accionamiento 24a en el uno de los dispositivos de accionamiento 10 para que no emita una fuerza de accionamiento a la corona dentada 107, el controlador 110 también detiene el engranaje de accionamiento 24a en cada uno de los otros dispositivos de accionamiento 10 que no sean el uno de los dispositivos de accionamiento 10 para que no emita una fuerza de accionamiento a la corona dentada 107. De manera adicional, en caso de que el sensor 40 de uno de los dispositivos de accionamiento 10 haya detectado una anomalía, además de liberar el frenado de rotación mediante el mecanismo de frenado (porción de frenado de motor 50) en el uno de los dispositivos de accionamiento 10, el controlador 110 también libera el frenado de rotación mediante el mecanismo de frenado en cada uno de los otros dispositivos de accionamiento 10 que no sean el uno de los dispositivos de accionamiento 10. En caso de que una pluralidad de dispositivos de accionamiento 10 esté provista en una sección móvil como se ha mencionado anteriormente, una fuerza de accionamiento emitida desde el engranaje de accionamiento 24a de uno de los dispositivos de accionamiento 10 a la corona dentada 107 actúa como fuerza externa sobre la porción de engrane entre el engranaje de accionamiento 24a de cada uno de los otros dispositivos de accionamiento 10 y la corona dentada 107. Por consiguiente, en caso de que se encuentre una anomalía de uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento 10, se evita un fenómeno en el que se aplica una fuerza de accionamiento de uno de los dispositivos de accionamiento 10 como fuerza externa a la porción de engrane entre cada uno de los otros dispositivos de accionamiento 10 y la corona dentada 107, y se libera una fuerza de frenado mediante el mecanismo de frenado de cada uno de los dispositivos de accionamiento 10 de modo que cada uno de los dispositivos de accionamiento 10 pueda operar con flexibilidad de acuerdo con una fuerza externa. Con esta configuración, es posible evitar más eficazmente daños en el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y daños en la corona dentada 107 conectada al cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y el área circundante a la corona dentada 107.

En la sección móvil entre la góndola 103 y la torre 102, se detiene el engranaje de accionamiento 24a de cada uno de los dispositivos de accionamiento 10 para que no emita una fuerza de accionamiento a la corona dentada 107, y se libera el frenado de la rotación mediante el mecanismo de frenado 50 de cada uno de los dispositivos de accionamiento 10. Este control se denomina control de guiñada libre. En el control de guiñada libre, se permite una rotación relativa libre entre la góndola 103 (primera estructura) y la torre 102 (segunda estructura), y se reduce o cancela una fuerza de frenado y una fuerza de accionamiento que podrían inhibir la rotación relativa libre entre la góndola 103 y la torre 102. En caso de que estén provistas la porción de accionamiento de motor 48 y la porción de frenado de motor 50 como se ha mencionado anteriormente, el controlador 110 cierra la energización con respecto a la porción de accionamiento de motor 48 para detener la rotación del árbol de transmisión 48a y también controla la energización con respecto a la porción de frenado de motor 50 de modo que no se aplique una fuerza de frenado desde la porción de frenado de motor 50 a la porción de accionamiento de motor 48 (en concreto, el árbol de transmisión 48a).

Asimismo, en caso de que estén provistos cualquier otro tipo de unidad de accionamiento y cualquier otro tipo de unidad de frenado, el controlador 110 controla cualquier otro tipo de unidad de accionamiento y cualquier otro tipo de unidad de frenado para eliminar una fuerza de frenado y una fuerza de accionamiento que podrían inhibir la rotación relativa libre entre la góndola 103 y la torre 102. Por ejemplo, en caso de que esté provisto un dispositivo de frenado (no mostrado), tal como un freno de pinza, para frenar directamente el funcionamiento de rotación de la corona dentada 107, el controlador 110 controla el dispositivo de frenado de modo que no se aplique una fuerza de frenado desde el dispositivo de frenado a la corona dentada 107.

Al realizar el controlador 110 el control de guiñada libre mencionado anteriormente, el engranaje de accionamiento 24a de cada uno de los dispositivos de accionamiento 10 y la corona dentada 107 se colocan en un estado de rotación libre y, por tanto, la góndola 103 puede girar libremente con respecto a la torre 102. Tal rotación libre puede evitar eficazmente que una carga entre cada uno de los engranajes de accionamiento 24a y la corona dentada 107 se vuelva excesivamente grande y, por tanto, se pueden evitar problemas tales como la rotura de los diversos elementos que constituyen cada uno de los dispositivos de accionamiento 10 o la corona dentada 107 de antemano.

Seguidamente, ahora se describirá el funcionamiento de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 configurados como se ha indicado anteriormente.

En el aerogenerador 101 configurado como se ha indicado anteriormente, cuando la sección móvil de la góndola 103, las palas 105 y similares giran, la pluralidad de dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 incluida en cada una de las unidades de dispositivo de accionamiento de aerogenerador 5 son operadas de manera sincronizada. Con esta configuración, la góndola 103 y las palas 105, que son objetos pesados, se pueden hacer girar con respecto a la torre 102 y el rotor 104, respectivamente. Cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 opera basándose en una señal de control enviada desde el controlador 110.

Como ya se ha descrito, en la sección móvil del aerogenerador 101, podría producirse un mal funcionamiento solo en uno o algunos de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 incluidos en cada una de las unidades de dispositivo de accionamiento de aerogenerador 5, y el uno o algunos de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 podrían, por lo tanto, mantenerse de manera fija en un estado detenido. Así mismo, debido a un retraso en la detección de una anomalía de este tipo, el controlador 110 podría transmitir una señal de accionamiento a cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 incluidos en cada una de las unidades de dispositivo de accionamiento de aerogenerador 5. En este momento, la porción de engrane 24a de uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 que presenta un mal funcionamiento se engrana con la corona dentada 107 y, por tanto, se restringe el funcionamiento de la sección móvil. Por consiguiente, cuando opera la parte de engrane 24a de cada uno de los otros dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 que funcionan con normalidad incluidos en cada una de las unidades de dispositivo de accionamiento de aerogenerador 5, se genera una gran tensión entre la porción de engrane 24a de cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 y la corona dentada 107. Es decir, en caso de que no se detecte con rapidez un estado anómalo de uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10, se produce una rotura en los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 o la corona dentada 107. En caso de que se haya producido daño en uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10, se reemplaza el uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 y, por tanto, el aerogenerador 101 puede volver a ponerse en funcionamiento. Por otra parte, en caso de que se haya producido una rotura en la corona dentada 107 o en el área circundante a la corona dentada 107 en la torre 102, es posible que se requieran trabajos de reparación a gran escala, lo que da como resultado la detención del funcionamiento del aerogenerador 101 durante un largo período de tiempo y, por tanto, conduce a una gran pérdida.

Para evitar tales problemas, cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 tiene el sensor 40 que incluye la galga extensiométrica 50A. El sensor 40 mide un cambio de cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 con respecto a un lado de la sección móvil del aerogenerador 101, por ejemplo, un cambio en el estado de instalación del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 con respecto a la góndola 103, específicamente, un cambio en la carga aplicada al cuerpo de dispositivo de accionamiento 20. En este momento, el sensor 40 mide un cambio instantáneo en la carga, por ejemplo, un cambio en la carga que continúa durante un segundo o menos. La galga extensiométrica 50A del sensor 40 transmite, al controlador 110, una señal eléctrica que indica un estado del sujetador 30. El controlador 110 supervisa una señal eléctrica transmitida desde el sensor 40 y, por tanto, puede detectar una anomalía que se produce en uno correspondiente de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10. Al detectar una anomalía, el controlador 110 emite, por ejemplo, una alerta que indica la aparición de la anomalía y también detiene el accionamiento de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10. Con esta configuración, es posible evitar daños adicionales a los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 o la corona dentada 107. En este caso, el controlador 110 controla la porción de frenado de motor 50 para frenar el árbol de transmisión 48a de la porción de accionamiento de motor 48 o corta el suministro de potencia al motor eléctrico 23, deteniendo así el accionamiento de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10.

Particularmente en esta realización, se mide un cambio en el estado de instalación del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20. Nuestras simulaciones repetidas han identificado la siguiente tendencia. Es decir, en caso de que uno de la pluralidad de dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 funcione mal y, por tanto, se lleve a un estado fijo, y los otros dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 que funcionan con normalidad se accionen en este estado, se aplica una gran carga al cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 de cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10. Esta tendencia coincide también con los problemas que realmente suceden durante el funcionamiento del aerogenerador 101. En primer lugar, cuando el estado de instalación del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 cambia en gran medida, uno correspondiente de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 se mueve con respecto a un cuerpo de aerogenerador, de modo que un estado de montaje del correspondiente de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 cambia en gran medida. En este momento, se aplica una gran carga a los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10, la corona dentada 107, o estructuras circundantes a la corona dentada 107. Por consiguiente, mediante el uso del sensor 40 para medir un cambio en el estado de instalación del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20, es posible detectar con rapidez y precisión un estado anómalo de uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10.

Preferentemente, el sensor 40 descrito anteriormente mide al menos uno de un cambio de estado del pasador de detección 40a en una dirección tangencial dt con respecto a una circunferencia cl6 alrededor del eje central Cm de la corona dentada 107, un cambio de estado del pasador de detección 40a en una dirección radial dr alrededor del eje central Cm de la corona dentada 107, y un cambio de estado del pasador de detección 40a en la dirección axial dl paralela al eje central Cm de la corona dentada 107. Basándose en un movimiento relativo entre la porción de engrane 24a de cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 y la corona dentada 107, es probable que el cambio más grande en el estado del pasador de detección 40a se produzca en una cualquiera de la dirección tangencial dt, la dirección radial dr y la dirección axial dl. Por consiguiente, al detectar el sensor 40 uno cualquiera o más de un cambio de estado del pasador de detección 40a en la dirección tangencial dt, un cambio de estado del pasador de detección 40a en la dirección radial dr, y un cambio de estado del pasador de detección 40a en la dirección axial dl, se vuelve posible detectar de manera más rápida y precisa un estado anómalo de uno correspondiente de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10. Así mismo, al detectar el sensor 40 todos de un cambio en el estado del pasador de detección 40a en la dirección tangencial dt, un cambio de estado del pasador de detección 40a en la dirección radial dr, y un cambio de estado del pasador de detección 40a en la dirección axial dl, se vuelve posible detectar de manera extremadamente rápida y precisa un estado anómalo de uno correspondiente de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10.

Asimismo, en caso de que el pasador de detección 40a tenga un eje longitudinal Cb como en un perno, por ejemplo, es probable que el pasador de detección 40a cambie en gran medida de estado en una dirección paralela al eje longitudinal Cb o una dirección ortogonal al eje longitudinal Cb. Por consiguiente, cuando se tiene en cuenta la forma del pasador de detección 40a, preferentemente, el sensor 40 mide al menos uno de un cambio en un estado del pasador de detección 40a en la dirección paralela al eje longitudinal Cb del pasador de detección 40a y un cambio en un estado del sujetador 30 en la dirección ortogonal al eje longitudinal Cb del pasador de detección 40a.

En el ejemplo mostrado en la figura 5 y la figura 6, el eje longitudinal Cb del pasador de detección 40a es paralelo al eje de rotación Cr de cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 y al eje central Cm de la corona dentada 107. Es decir, el eje longitudinal Cb del pasador de detección 40a es paralelo a la dirección axial dl mencionada anteriormente y ortogonal a la dirección tangencial dt mencionada anteriormente y la dirección radial dr mencionada anteriormente. En el ejemplo anterior mostrado, es extremadamente probable que el pasador de detección 40a cambie de estado en la dirección tangencial dt, la dirección radial dr, o la dirección axial dl, dicho de otro modo, en la dirección paralela u ortogonal al eje longitudinal Cb del pasador de detección 40a. Por consiguiente, al detectar el sensor 40 un cambio de estado del pasador de detección 40a en estas direcciones, se vuelve posible detectar de manera extremadamente rápida y precisa un estado anómalo de uno correspondiente de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10.

Asimismo, en esta realización, como se muestra en la figura 6, el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 de cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 incluye la carcasa 21 que tiene el reborde 22, penetrando el sujetador 30 a través del reborde 22, y teniendo el árbol de emisión 24 la porción de engrane 24a y estando soportado en la carcasa 21. Ocho sujetadores 30 están dispuestos en un círculo alrededor de un eje del árbol de emisión 24, en concreto, un círculo alrededor del eje de rotación Cr de cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10. Es más, los sensores 40 están provistos para estar espaciados 90° entre sí en ubicaciones apropiadas distintas de las ubicaciones en las que están dispuestos los sujetadores 30. Asimismo, se hace posible captar con mayor precisión, basándose en un resultado de medición mediante cada uno de los sensores 40, un cambio en el estado de instalación del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 con respecto a la góndola 103 y también un cambio en el estado de montaje de cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10. Como resultado, se vuelve posible detectar de manera extremadamente rápida y precisa un estado anómalo de uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10.

En el ejemplo mostrado en la figura 6, un primer sensor 41 está provisto en una posición más cercana a un lado a lo largo de la circunferencia cl6 alrededor del eje central Cm de la corona dentada 107. Asimismo, un segundo sensor 42 está provisto en una posición más cercana al otro lado a lo largo de la circunferencia cl6 alrededor del eje central Cm de la corona dentada 107. Así mismo, un tercer sensor 43 está provisto en una posición más alejada del eje central Cm a lo largo de la dirección radial dr alrededor del eje central Cm de la corona dentada 107, y un cuarto sensor 44 está provisto en una posición más cercana al eje central Cm a lo largo de la dirección radial dr alrededor del eje central Cm de la corona dentada 107. En cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 descritos anteriormente, los sensores primero a cuarto 41, 42, 43 y 44 individuales se usan en ubicaciones que probablemente reciban las cargas más grandes, respectivamente, y es posible, por tanto, medir de manera independiente y precisa un cambio de estado. Por consiguiente, se vuelve posible detectar de manera extremadamente rápida y precisa un estado anómalo de uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10.

Más preferentemente, un cambio en el estado de instalación del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 en una ubicación en un área Ra en la que un ángulo de presión de engrane 0a está dentro de un intervalo de ángulo predeterminado, por ejemplo, el área Ra en la que el ángulo de presión de engrane 0a está dentro de un intervalo de ±20°, es detectado por el sensor 40. Aún más preferentemente, un cambio en el estado de instalación del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 en una ubicación en el área Ra en la que el ángulo de presión de engrane 0a está dentro de un intervalo de ±10° es detectado por el sensor 40. Lo más preferentemente, un cambio en el estado de instalación del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 en una ubicación en la que el ángulo de presión de engrane 0a es 0° es detectado por el sensor 40. Podría confirmarse, a partir de un resultado de simulación, que era probable que el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 cambiara en el estado de instalación en la ubicación en el área Ra en la que el ángulo de presión de engrane 0a estaba dentro de un intervalo de ±20°, era probable que cambiara significativamente en el estado de instalación en la ubicación en el área Ra en la que el ángulo de presión de engrane 0a estaba dentro de un intervalo de ±10°, y era probable que cambiara más en gran medida en el estado de instalación en la ubicación en la que el ángulo de presión de engrane 0a era 0°. En un plano ortogonal al eje de rotación Cr del árbol de emisión 24 de cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 mostrados en la figura 6, un ángulo de una línea recta que pasa a través del eje de rotación Cr con respecto a una línea tangente ta en el eje de rotación Cr a una circunferencia alrededor del eje central Cm de la corona dentada 107, pasando la circunferencia a través del eje de rotación Cr del árbol de emisión 24, se denomina ángulo de presión de engrane 0a. En el ejemplo mostrado en la figura 6, el área Ra encerrada por una laxitud en línea recta y una disposición en línea recta es el área Ra en la que el ángulo de presión de engrane 0a está dentro de un intervalo de ±20°. En el área Ra en la que el ángulo de presión de engrane 0a está dentro de un intervalo de ±20°, se colocan el tercer sensor 43 y el cuarto sensor 44 mencionados anteriormente.

Así mismo, se puede determinar si uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 está o no en un estado anómalo basándose en un resultado de comparar cambios en el estado de instalación detectados mediante la pluralidad de sensores 40. En particular, se puede determinar si uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 está o no en un estado anómalo basándose en un resultado de comparar cambios de estado detectados por dos o más sensores 40 dispuestos en posiciones simétricas alrededor del eje de rotación Cr del árbol de emisión 24 de los uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10. En este caso, se vuelve posible detectar de manera extremadamente rápida y precisa un estado anómalo de uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10.

Como se ha descrito hasta ahora, en esta realización, cada uno de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 incluye el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 instalado en una estructura y que incluye la porción de engrane 24a que se engrana con la corona dentada 107 instalada en la otra estructura, estando la una estructura y la otra estructura provistas en la sección móvil del aerogenerador 101, y el sensor 40 para medir un cambio en el estado de instalación del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20. De acuerdo con los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 descritos anteriormente, es posible detectar con rapidez y precisión un estado anómalo de uno cualquiera de los dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10.

Si bien lo anterior ha descrito la presente invención basándose en una realización mostrada en los dibujos, la presente invención no se limita a estos y puede implementarse en diversos otros modos.

Por ejemplo, en la descripción anterior de la realización, el par de unidades de dispositivo de accionamiento de aerogenerador 5 está provista en la sección móvil en la que la góndola 103 gira con respecto a la torre 102, y cada una de las unidades de dispositivo de accionamiento de aerogenerador 5 incluye tres dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10. Sin embargo, no existe limitación para este ejemplo y solo una unidad de dispositivo de accionamiento de aerogenerador 5 o tres o más unidades de dispositivo de accionamiento de aerogenerador 5 pueden estar provistas en la sección móvil del aerogenerador 101. Asimismo, cada una de las unidades de dispositivo de accionamiento de aerogenerador 5 puede incluir dos dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10 o cuatro o más dispositivos de accionamiento de aerogenerador 10.

<Ejemplos de modificación> A continuación, ahora se describirán ejemplos de modificación de la presente invención. Si bien la realización anterior muestra un ejemplo en el que el sensor 40 incluye el pasador de detección 40a en forma de perno que tiene la porción de cabeza 40h y la galga extensiométrica 50A provistas en la superficie exterior del pasador de detección 40a, no existe limitación a esto. Como se muestra en la figura 8, el sensor 40 puede incluir un pasador de detección 40a hueco que tiene una porción de cabeza 40h y un orificio pasante, un pasador de ajuste a presión 40p ajustado a presión en el pasador de detección 40a hueco, y una galga extensiométrica 50A provista en una superficie exterior del pasador de detección 40a. Una tuerca 40b está montada en una porción de tornillo 40c del pasador de detección 40a hueco. En la figura 8, no se muestra la galga extensiométrica 50A

Como alternativa, como se muestra en la figura 9, el sensor 40 puede incluir un pasador de detección 40a que tiene un reborde 40f1 provisto en la parte superior de este y un reborde 40f2 provisto en la parte inferior de este, así como una galga extensiométrica 50A provista en una periferia exterior del pasador de detección 40a.

En un ejemplo de modificación mostrado en la figura 9, los rebordes 40f1 y 40f2 del pasador de detección 40a se fijan ambos, mediante soldadura, al cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y la porción inferior 103a de la góndola 103, respectivamente.

Como alternativa, como se muestra en la figura 10, el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y la porción inferior 103a de la góndola 103 se mantienen de manera intercalada mediante una abrazadera 52A, y una galga extensiométrica 50A está montada en la abrazadera 52A.

En la figura 10, la abrazadera 52A funciona como una parte de recepción de potencia para recibir una carga, y la galga extensiométrica 50A montada en la abrazadera 52A funciona como una porción de detección. La abrazadera 52A y la galga extensiométrica 50A constituyen el sensor 40.

Como otro ejemplo, también es posible que se monte una placa de montaje (no mostrada) mediante soldadura entre el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y la porción inferior 103a de la góndola 103, y se monte una galga extensiométrica en la placa de montaje.

Como alternativa, también es posible que se una directamente una galga extensiométrica directamente a las superficies exteriores del cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 y la porción inferior 103a de la góndola 103, y la galga extensiométrica detecte una carga que actúa sobre el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20. En este caso, una carga que actúa sobre el cuerpo de dispositivo de accionamiento 20 puede detectarse directamente mediante la galga extensiométrica.

Así mismo, si bien la realización anterior muestra un ejemplo en el que, cuando el sensor 40 detecta una anomalía, se libera el frenado de la rotación mediante el mecanismo de frenado 50, no existe limitación a esto. También es posible que, al detectar el sensor 40 una anomalía, se libere el enclavamiento entre un elemento constituyente cuya rotación se frene mediante el mecanismo de frenado 50 y el engranaje de accionamiento 24a. Específicamente, en la una realización anterior, es posible que un mecanismo de embrague 85 (véase la figura 4) esté provisto entre el árbol de accionamiento 48a cuya rotación se frena mediante la porción de frenado de motor 50 y el engranaje de accionamiento 24a y, al detectar una anomalía, se interrumpa el enclavamiento entre el árbol de accionamiento 48a y el engranaje de accionamiento 24a. Los ejemplos de modificación descritos anteriormente también pueden lograr los mismos efectos técnicos que en la una realización anterior.

Lista de números de referencia

5 unidad de dispositivo de accionamiento de aerogenerador

10 dispositivo de accionamiento de aerogenerador

20 cuerpo de dispositivo de accionamiento

21 carcasa

22 reborde

22a orificio pasante

23 motor eléctrico

24 árbol de emisión

24a porción de engrane

25 porción de conexión

30 sujetador

30a perno

30b tuerca

31 primer sujetador

32 segundo sujetador

33 tercer sujetador

34 cuarto sujetador

40 sensor

40a pasador de detección

40b tuerca

40c porción de tornillo

40f1 reborde

40f2 reborde

41 primer sensor

42 segundo sensor

43 tercer sensor

44 cuarto sensor

50 porción de frenado de motor

50A galga extensiométrica

52A abrazadera

85 mecanismo de embrague

101 aerogenerador

102 torre

103 góndola

103a porción inferior

103b orificio pasante

104 rotor

105 pala

106 cojinete

107 corona dentada

110 controlador

Cm eje central

Cb eje

Cr eje de rotación

Cl1 circunferencia

Cl6 circunferencia

dt dirección tangencial

dr dirección radial

dl dirección axial

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de accionamiento de aerogenerador (10), que comprende:

un cuerpo de dispositivo de accionamiento (20) configurado para instalarse en una estructura en una sección móvil de un aerogenerador (101) y que incluye una porción de engrane (24a) configurada para engranarse con una corona dentada (107) instalada en otra estructura en la sección móvil del aerogenerador (101); y

un sensor (40) configurado para medir una carga que actúa entre el cuerpo de dispositivo de accionamiento (20) y la una estructura, en donde

el cuerpo de dispositivo de accionamiento (20) se configura para fijarse a la una estructura con un perno de sujeción (30a), y

el sensor (40) incluye:

una parte de recepción de fuerza (40a) para recibir una carga que actúa sobre el cuerpo de dispositivo de accionamiento (20); y

una porción de detección (50A) para medir una tensión de la parte de recepción de fuerza (40a), estando la porción de detección (50A) provista en la parte de recepción de fuerza (40a),

caracterizado por que

la parte de recepción de fuerza (40a) está hecha de un material que tiene un módulo elástico menor que el de un material del perno de sujeción (30), o

la parte de recepción de fuerza (40a) fija el cuerpo de dispositivo de accionamiento (20) a la estructura con una fuerza axial menor que la del perno de sujeción (30a).

2. El dispositivo de accionamiento de aerogenerador (10) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además: una unidad de evitación de carga (110) para detener el funcionamiento del cuerpo de dispositivo de accionamiento (20) basándose en una señal del sensor (40).

3. El dispositivo de accionamiento de aerogenerador (10) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el sensor (40) mide un cambio instantáneo en la carga.

4. Una unidad de dispositivo de accionamiento de aerogenerador (5), que comprende:

una pluralidad de dispositivos de accionamiento de aerogenerador (10) provista en una sección móvil de un aerogenerador (101),

en donde cada uno de la pluralidad de dispositivos de accionamiento de aerogenerador (10) está formado por el dispositivo de accionamiento de aerogenerador (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, y cada uno de la pluralidad de dispositivos de accionamiento de aerogenerador (10) incluye, por separado, el sensor (40) para medir una carga que actúa entre el cuerpo de dispositivo de accionamiento (20) y la una estructura.

5. Un aerogenerador (101), que comprende:

el dispositivo de accionamiento de aerogenerador (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 o la unidad de dispositivo de accionamiento de aerogenerador (5) de acuerdo con la reivindicación 4.