ES3018384T3 - Procedimiento y sistema para detectar un desequilibrio de masa en un rotor de turbina eólica - Google Patents

Procedimiento y sistema para detectar un desequilibrio de masa en un rotor de turbina eólica Download PDF

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Abstract

La presente divulgación se refiere a un método 200 para detectar un desequilibrio de masa 136, 146, 170 en el rotor 18 de una turbina eólica 10. El método 200 incluye la recepción 202, mediante un dispositivo informático, de datos de sensores indicativos de una característica de funcionamiento de la turbina eólica 10. El método 200 también incluye la determinación 202, mediante el dispositivo informático, de la amplitud media de una componente de frecuencia designada 132, 142, 166 de la característica de funcionamiento. Además, el método 200 incluye la determinación 204, mediante el dispositivo informático, de la presencia de un desequilibrio de masa 136, 146, 170 en el rotor 18, basándose en la amplitud media de la componente de frecuencia designada 132, 142, 166. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento y sistema para detectar un desequilibrio de masa en un rotor de turbina eólica
[0001]La presente divulgación se refiere, en general, a turbinas eólicas. Más en particular, la presente divulgación se refiere a procedimientos y sistemas para detectar un desequilibrio de masa en un rotor de una turbina eólica.
[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, una góndola montada en la torre, un generador situado en la góndola y un rotor que tiene una o más palas de rotor. La una o más palas de rotor convierten la energía cinética del viento en energía mecánica usando principios de perfil alar conocidos. Un tren de potencia transmite la energía mecánica de las palas de rotor al generador. A continuación, el generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica que se puede suministrar a una red de suministro.
[0003]En general, cuando está presente un gran desequilibrio de masa en el rotor, la turbina eólica puede experimentar un desgaste acelerado. Por ejemplo, grandes desequilibrios de masa pueden dar como resultado altas cargas de fatiga y momentos de flexión de lado a lado incrementados dentro de la torre, así como grandes ciclos de par de torsión dentro del tren de potencia. Como tal, grandes desequilibrios de masa pueden reducir la vida útil de los diversos componentes de la turbina eólica, tales como la torre y/o el tren de potencia. Además, los desequilibrios de masa se pueden amplificar a medida que se incrementa la altura de la torre y/o disminuye la rigidez de la torre. El documento WO 2016/169963 A1 y el documento EP 1978246 A1 proporcionan ejemplos de la técnica anterior.
[0004]En consecuencia, sería bienvenido en la técnica un procedimiento y sistema mejorados para detectar un desequilibrio de masa en un rotor de una turbina eólica.
[0005]Diversos aspectos y ventajas de la tecnología se expondrán en parte en la siguiente descripción, o pueden quedar claros a partir de la descripción o se pueden aprender a través de la práctica de la tecnología. La invención se expone en el conjunto de reivindicaciones adjunto.
[0006]En un aspecto, la presente divulgación se refiere a un procedimiento para detectar un desequilibrio de masa en un rotor de una turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 1. En otro aspecto, la presente divulgación se refiere a un sistema para detectar un desequilibrio de masa en un rotor de una turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 6.
[0007]Diversas características, aspectos y ventajas de la presente tecnología 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 tecnología y, conjuntamente con la descripción, sirven para exponer los principios de la tecnología.
[0008]En los dibujos:
La FIG. 1 es una vista en perspectiva de una turbina eólica de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación;
la FIG. 2 es una vista interna en perspectiva de una góndola de una turbina eólica de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación;
la FIG. 3 es una vista esquemática de un modo de realización de un sistema para detectar un desequilibrio de masa en un rotor de una turbina eólica de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación; la FIG. 4 es una vista esquemática de otro modo de realización de un sistema para detectar un desequilibrio de masa en un rotor de una turbina eólica de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación; la FIG. 5 es una vista esquemática de otro modo de realización de un sistema para detectar un desequilibrio de masa en un rotor de una turbina eólica de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación; la FIG. 6 es una vista esquemática de un controlador de un sistema para detectar un desequilibrio de masa en un rotor de una turbina eólica de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación; y la FIG. 7 es un diagrama de flujo que ilustra un modo de realización de un procedimiento para detectar un desequilibrio de masa en un rotor de una turbina eólica de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación.
[0009] Se pretende que el uso repetido de caracteres de referencia en la presente memoria descriptiva y dibujos represente características o elementos idénticos o análogos de la presente tecnología.
[0010] Ahora se hará referencia en detalle a los presentes modos de realización de la tecnología, ilustrándose uno o más de sus ejemplos en los dibujos adjuntos. La descripción detallada usa designaciones numéricas y con letras para referirse a características en los dibujos. Se han usado designaciones semejantes o similares en los dibujos y la descripción para referirse a partes semejantes o similares de la tecnología. 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 ubicación o importancia de los componentes individuales.
[0011] Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la tecnología, no de limitación de la tecnología. De hecho, resultará evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar modificaciones y variaciones en la presente tecnología sin apartarse del alcance de la misma. Por ejemplo, se pueden usar características ilustradas o descritas como parte de un modo de realización en otro modo de realización para proporcionar todavía otro modo de realización. Por tanto, se pretende que la presente tecnología abarque dichas modificaciones y variaciones como vienen dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
[0012] En referencia, ahora, a los dibujos, la FIG. 1 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de una turbina eólica 10 de ejemplo de acuerdo con la presente divulgación. Como se muestra, la turbina eólica 10 incluye, en general, una torre 12 que se extiende desde una superficie de apoyo 14, una góndola 16 montada en la torre 12 y un rotor 18 acoplado a la góndola 16. El rotor 18 incluye un buje 20 y al menos una pala de rotor 22 acoplada a y que se extiende hacia afuera desde el buje 20. Por ejemplo, en el modo de realización mostrado en la FIG. 1, el rotor 18 incluye tres palas de rotor 22. Sin embargo, en modos de realización alternativos, el rotor 18 puede incluir más o menos de tres palas de rotor 22. Cada pala de rotor 22 se puede espaciar alrededor del buje 20 para facilitar la rotación del rotor 18 para convertir la energía cinética del viento en energía mecánica de rotación utilizable. Un generador eléctrico 24 situado en la góndola 16 puede generar potencia eléctrica a partir de la energía de rotación del rotor 18.
[0013] En referencia ahora a la FIG. 2, un tren de potencia 26 acopla el rotor 18 al generador 24. Como se muestra, el tren de potencia 26 puede incluir un eje de rotor 28, que acopla el buje de rotor 20 a una caja de engranajes 30. La caja de engranajes 30 puede estar apoyada en y acoplada a una bancada 32 en la góndola 16. El tren de potencia 26 también incluye un eje generador 34, que acopla la caja de engranajes 30 al generador 24. A este respecto, la rotación del rotor 18 acciona el generador 24. Más específicamente, el eje de rotor 28 puede proporcionar una entrada de baja velocidad y alto par de torsión a la caja de engranajes 30 en respuesta a la rotación de las palas de rotor 22 y del buje 20. A continuación, la caja de engranajes 30 convierte la entrada de baja velocidad y alto par de torsión en una salida de alta velocidad y bajo par de torsión para accionar el eje de generador 34 y, por tanto, el generador 24.
[0014] La turbina eólica 10 también puede incluir uno o más mecanismos de ajuste depitch36. Aunque la FIG.
2 solo ilustra un mecanismo de ajuste depitch36, la turbina eólica 10 puede incluir tres mecanismos de ajuste depitch36. A este respecto, la turbina eólica 10 puede incluir un mecanismo de ajuste depitch36 correspondiente a cada pala de rotor 22. En modos de realización alternativos, sin embargo, la turbina eólica 10 puede incluir más o menos mecanismos de ajuste depitch36.
[0015] Cada mecanismo de ajuste depitch36 puede ajustar un ángulo depitchde la correspondiente pala de rotor 22 (es decir, la orientación angular de la pala de rotor 22 con respecto a una dirección 38 (FIG. 1) del viento). En particular, cada pala de rotor 22 se puede acoplar de forma rotatoria al buje 20 por un rodamiento depitch (“pitch bearing")(no mostrado). Como tal, cada mecanismo de ajuste depitch36 puede hacer rotar la correspondiente pala de rotor 22 alrededor de un correspondiente eje depitch40 en relación con el buje 20, ajustando, de este modo, el ángulo depitchde la pala de rotor 22.
[0016] La FIG. 2 ilustra un modo de realización de ejemplo de uno de los mecanismos de ajuste depitch36. Más específicamente, el mecanismo de ajuste depitch36 puede incluir un motor eléctrico 42 que tiene un engranaje de piñón 44 acoplado al mismo. El engranaje de piñón 44 puede engranar una corona dentada 46 formada en o acoplada a una superficie interior de la pala de rotor 22. Durante el funcionamiento del mecanismo de ajuste depitch36, el motor eléctrico 42 hace rotar el engranaje de piñón 44. El engranaje de piñón 44, a su vez, hace rotar la corona dentada 46, haciendo rotar, de este modo, la pala de rotor 22 alrededor del correspondiente eje depitch40. En modos de realización alternativos, el mecanismo de ajuste depitch36 puede incluir cualquier tipo adecuado de accionador y/o cualquier estructura o mecanismo adecuado para transmitir el movimiento del accionador a la correspondiente pala de rotor 22.
[0017] Como se muestra en la FIGS. 1 y 2, la turbina eólica 10 puede incluir diversos sensores. Por ejemplo, la turbina eólica 10 puede incluir un sensor de posición de eje de rotor 48, un sensor de posición de generador 50, un sensor de ángulo depitch52, un sensor de velocidad del viento 54, un sensor de potencia eléctrica 56 y un sensor de aceleración 58. En modos de realización alternativos, sin embargo, la turbina eólica 10 puede incluir solo algunos de los sensores 48, 50, 52, 54, 56, 58 o ninguno de los sensores 48, 50, 52, 54, 56, 58. Además, la turbina eólica 10 puede incluir otros sensores (por ejemplo, sensores de vibración, sensores de fuerza, sensores de carga, etc.) además de o en lugar de los sensores 48, 50, 52, 54, 56, 58.
[0018] El sensor de posición de eje de rotor 48 puede detectar una posición de rotación o acimutal del eje de rotor 28. La posición de rotación del eje de rotor 28, a su vez, se puede usar para determinar la posición de rotación y/o la velocidad de rotación del rotor 18. Como se muestra en la FIG. 2, el sensor de posición de eje de rotor 48 se asocia operativamente con el eje de rotor 28. Como tal, el sensor de posición de eje de rotor 48 puede ser un sensor de efecto Hall o cualquier otro tipo de sensor adecuado para detectar la posición de rotación absoluta o incremental y/o la velocidad de rotación.
[0019] El sensor de posición de generador 50 puede detectar una posición de rotación o acimutal de un componente del generador 24, tal como un rotor (no mostrado) del generador 24, y/o un componente acoplado al generador 24, tal como el eje de generador 34. La posición de rotación del componente de generador o del componente acoplado al generador 24, a su vez, se puede usar para determinar la velocidad de rotación de ese componente. Como se muestra en la FIG. 2, el sensor de posición de generador 50 se asocia operativamente con el generador 24. Aunque, en modos de realización alternativos, el sensor de posición de generador 50 se puede asociar operativamente con el eje de generador 34. Como tal, el sensor de posición de generador 50 puede ser un sensor de efecto Hall o cualquier otro tipo de sensor adecuado para detectar la posición de rotación absoluta o incremental y/o la velocidad de rotación.
[0020] El sensor de ángulo depitch52 detecta el ángulo depitchde la correspondiente pala de rotor 22. A este respecto, el sensor de ángulo depitch52 se acopla operativamente a la una de las palas de rotor 22 como se muestra en la FIG. 2. Aunque solo se muestra un sensor de ángulo depitch52 en la FIG. 2, la turbina eólica 10 puede incluir un sensor de ángulo depitch52 asociado operativamente con cada pala de rotor 22. El sensor de ángulo depitch52 puede ser un sensor de efecto Hall o cualquier otro tipo de sensor adecuado para detectar la posición de rotación absoluta o incremental.
[0021] El sensor de velocidad del viento 54 detecta una velocidad del viento experimentada por la turbina eólica 10. En el modo de realización en la FIG. 2, el sensor de velocidad del viento 54 está montado o acoplado de otro modo al exterior de la góndola 16. Como tal, el sensor de velocidad del viento 54 puede ser un anemómetro o una veleta adecuados. Sin embargo, en modos de realización alternativos, el sensor de velocidad del viento 54 puede ser un sensor de detección y determinación de distancias mediante luz(“light detection and ranging’’o LIDAR) o cualquier otro tipo de sensor adecuado para detectar la velocidad del viento.
[0022] El sensor de potencia eléctrica 56 detecta una salida de potencia eléctrica del generador 24. Como se muestra en la FIG. 2, el sensor de potencia eléctrica 56 se asocia operativamente con el generador 24. Como tal, el sensor de potencia eléctrica 56 puede ser un codificador de potencia adecuado. Sin embargo, en modos de realización alternativos, el sensor de potencia eléctrica 56 puede ser un medidor eléctrico adecuado o cualquier otro tipo de sensor adecuado para detectar la salida de potencia eléctrica.
[0023] El sensor de aceleración 58 detecta una aceleración de la torre 12 en relación con la superficie de apoyo 14. Por ejemplo, en un modo de realización, el sensor de aceleración 58 puede detectar una aceleración de lado a lado o lateral (es decir, la aceleración en una dirección perpendicular a un eje longitudinal del eje de rotor 28 y paralela a la superficie de apoyo 14). Aunque, en otros modos de realización, el sensor de aceleración 58 puede detectar la aceleración en otra dirección. En el modo de realización mostrado en la FIG. 1, el sensor de aceleración 58 se asocia operativamente con la torre 12. Como tal, el sensor de aceleración 58 puede ser un acelerómetro mecánico, un acelerómetro capacitivo, un acelerómetro piezoeléctrico o cualquier otro tipo de sensor de aceleración adecuado.
[0024] Las FIGS. 3-5 ilustran diversos modos de realización de un sistema 100 para detectar un desequilibrio de masa en un rotor de una turbina eólica. En general, el sistema 100 se describirá en el presente documento con referencia a la turbina eólica 10 descrita anteriormente y mostrada en las FIGS. 1 y 2. No obstante, el sistema 100 divulgado se puede usar, en general, con turbinas eólicas que tengan cualquier otra configuración adecuada.
[0025] Como se muestra en la FIGS. 3-5, el sistema 100 puede incluir diversos componentes de la turbina eólica 10. Específicamente, el sistema 100 puede incluir uno o más sensores para detectar un parámetro(s) asociado(s) indicativo(s) de una característica(s) de funcionamiento de la turbina eólica 10. Por ejemplo, como se muestra, el sistema 100 puede incluir diversas combinaciones del sensor de posición de eje de rotor 48, sensor de posiciones de generador 50, el sensor de ángulo depitch52, el sensor de velocidad del viento 54, el sensor de potencia eléctrica 56 y/o el sensor de aceleración 58. Además, el sistema 100 también puede incluir los mecanismos de ajuste depitch36. No obstante, el sistema 100 puede incluir otros componentes de la turbina eólica 10 además de o en lugar de uno o más de los componentes 36, 48, 50, 52, 54, 56, 58.
[0026] El sistema 100 también incluye un controlador 102 acoplado de forma comunicativa a uno o más componentes del sistema 100 y/o la turbina eólica 10, tales como uno o más de los sensores 48, 50, 52, 54, 56, 58 y los mecanismos de ajuste depitch36. En el modo de realización mostrado en la FIG. 2, por ejemplo, el controlador 102 se dispone dentro de un armario de control 60 montado dentro de la góndola 16. Sin embargo, en modos de realización alternativos, el controlador 102 se puede disponer en cualquier ubicación sobre o dentro de la turbina eólica 10, en cualquier ubicación sobre la superficie de apoyo 14 (FIG. 1) o cualquier otra ubicación adecuada.
[0027]En general, el controlador 102 puede corresponder a cualquier dispositivo basado en procesador adecuado, incluyendo uno o más dispositivos informáticos. Como se muestra en la FIG. 6, por ejemplo, el controlador 102 puede incluir uno o más procesadores 104 y uno o más dispositivos de memoria 106 asociados configurados para realizar una variedad de funciones implementadas por ordenador (por ejemplo, realizar los procedimientos, etapas, cálculos y similares divulgados en el presente documento). Como se usa en el presente documento, el término "procesador" no solo se refiere a circuitos integrados a los que se hace referencia en la técnica como que están incluidos en un ordenador, sino que también se refiere a un controlador, microcontrolador, un microordenador, un controlador de lógica programable(“programmable logic controller”o PLC), un circuito integrado específico de la aplicación(“application specific integrated circuit”o ASIC), una matriz de puertas programablesin situ (“Field Programmable Gate Array”o FPGA) y otros circuitos programables. Adicionalmente, el/los dispositivo(s) de memoria 106 puede(n) incluir, en general, un elemento(s) de memoria incluyendo, pero sin limitarse a, un medio legible por ordenador (por ejemplo, memoria de acceso aleatorio(“random access memory”o RAM)), un medio no volátil legible por ordenador (por ejemplo, memoriaflash),una memoria de solo lectura en disco compacto (“compact disc-read only memory”o CD-ROM), un disco magnetoóptico(“magneto-optical disk”o MOD), un disco versátil digital(“digital versatile disc”o DVD) y/u otros elementos de memoria adecuados o combinaciones de los mismos. El/los dispositivo(s) de memoria 106 puede(n) almacenar instrucciones que, cuando se ejecutan por el procesador 104, hacen que el procesador 104 realice funciones (por ejemplo, el procedimiento 200 descrito a continuación).
[0028]El controlador 102 también puede incluir un módulo de comunicaciones 108 para facilitar las comunicaciones entre el controlador 102 y los diversos componentes del sistema 100 y/o la turbina eólica 10. Por ejemplo, el módulo de comunicaciones 108 puede permitir que el controlador 102 reciba datos desde los sensores 48, 50, 52, 54, 56, 58. Como tal, el módulo de comunicaciones 108 puede incluir una interfaz de sensor 110 (por ejemplo, uno o más convertidores de analógico a digital) que convierte las señales de medición 112, 114, 116, 118, 120, 122 recibidas respectivamente desde los sensores 48, 50, 52, 54, 56, 58 en señales que se pueden entender y procesar por el/los procesador(es) 104. Además, el módulo de comunicaciones 108 puede permitir que el controlador 102 transmita señales de control 124 a cada mecanismo de ajuste depitch36 para controlar el ángulo depitchde las palas de rotor 22. A este respecto, el módulo de comunicaciones 108 puede ser cualquier combinación de interfaces de comunicación por cable y/o inalámbrica adecuadas que acoplan de forma comunicativa los sensores 48, 50, 52, 54, 56, 58 y los mecanismos de ajuste depitch36 al controlador 102.
[0029]En referencia de nuevo a la FIGS. 3-5, en algunos modos de realización, el sistema 100 puede incluir una interfaz de usuario 126 configurada para permitir la interacción entre un usuario y el controlador 102. Más específicamente, la interfaz de usuario 126 se puede acoplar de forma comunicativa al controlador 102 para permitir que las señales de realimentación (por ejemplo, como se indica por las flechas 128 en las FIGS. 3-5) se retransmitan del controlador 102 a la interfaz de usuario 126. A este respecto, la interfaz de usuario 126 puede incluir uno o más dispositivos de realimentación (no mostrados), tales como pantallas de visualización, altavoces, luces de advertencia, etc., que comunican la realimentación del controlador 102 al usuario. En un modo de realización, la interfaz de usuario 126 se puede ubicar en una ubicación remota (por ejemplo, un centro de control para un parque eólico) de la turbina eólica 10. En dicho modo de realización, el controlador 102 y la interfaz de usuario 126 se pueden acoplar de forma comunicativa por medio de Internet u otra red adecuada. Sin embargo, en modos de realización alternativos, el sistema 100 puede no incluir la interfaz de usuario 126.
[0030]Como se describirá con mayor detalle a continuación, el controlador 102 se puede configurar para detectar un desequilibrio de masa en el rotor 18 ejecutando diversas lógicas almacenadas en el/los dispositivo(s) de memoria 106. En particular, el controlador 102 (por ejemplo, por medio del/de los procesador(es) 104) ejecuta la lógica para determinar una amplitud media de un componente de frecuencia designado de una característica de funcionamiento de la turbina eólica 10 en base a los datos recibidos desde uno o más de los sensores 48, 50, 52, 54, 56, 58 y/o datos almacenados en el/los dispositivo(s) de memoria 106. El componente de frecuencia designado comprende una frecuencia 1P de una característica de funcionamiento. En general, la amplitud media del componente de frecuencia 1P de una característica de funcionamiento es indicativa de un desequilibrio de masa. Es decir, el desequilibrio de masa se incrementa proporcionalmente con la amplitud media de un componente de frecuencia 1P. A continuación, el controlador 102 (por ejemplo, por medio del/de los procesador(es) 104) ejecuta la lógica para determinar cuándo está presente un desequilibrio de masa en el rotor 18 en base a la amplitud media del componente de frecuencia 1P. En modos de realización alternativos, el componente de frecuencia designado puede comprender cualquier otro componente de frecuencia adecuado. Además, cuando está presente el desequilibrio de masa, el controlador 102 puede iniciar diversas acciones de control asociadas con la reducción del efecto del desequilibrio de masa en la turbina eólica 10.
[0031]La FIG. 3 ilustra un modo de realización del sistema 100 para detectar un desequilibrio de masa en el rotor 18 de la turbina eólica 10. En el modo de realización ilustrado en la FIG. 3, el sistema 100 incluye el sensor de posición de eje de rotor 48 y el sensor de potencia eléctrica 56. Como tal, el controlador 102 se puede configurar para detectar un desequilibrio de masa en el rotor 18 en base a la posición de rotación del eje de rotor 28 y la salida de potencia eléctrica del generador 24.
[0032]En dicho modo de realización, el controlador 102 se puede configurar para determinar una amplitud media del componente de frecuencia 1P de la salida de potencia eléctrica por el generador 24 en base a las señales de medición de potencia eléctrica 120 y las señales de medición de posición de eje de rotor 112. Más específicamente, como se menciona anteriormente, el controlador 102 se acopla de forma comunicativa al sensor de posición de eje de rotor 48 y al sensor de potencia eléctrica 56. A este respecto, el controlador 102 recibe señales de medición de posición de eje de rotor (por ejemplo, como se indica por las flechas 112 en las FIGS. 3-5) desde el sensor de posición de eje de rotor 48 y las señales de medición de potencia eléctrica (por ejemplo, como se indica por las flechas 120 en la FIG. 3) desde el sensor de potencia eléctrica 56. Además, el controlador 102 puede incluir una lógica de componente de frecuencia 1P 130 que tiene una o más funciones matemáticas y/o una o más tablas de búsqueda. Al ejecutar la lógica de componente de frecuencia 1P 130, el controlador 102 puede determinar una amplitud media del componente de frecuencia 1P (por ejemplo, como se indica por la flecha 132 en la FIG. 3) de la salida de potencia eléctrica del generador 24 en base a las señales de medición de potencia eléctrica 120 y las señales de medición de posición de eje de rotor 112.
[0033]En determinados modos de realización, por ejemplo, el controlador 102 se puede configurar para determinar la amplitud media del componente de frecuencia 1P de la salida de potencia eléctrica usando modulación de seno y coseno. Más específicamente, el controlador 102 se puede configurar para modular las señales de medición de potencia eléctrica 120 en base al seno y el coseno de las señales de medición de posición de eje de rotor 112. Esta modulación desplaza la amplitud del componente de frecuencia 1P de las señales de medición de potencia eléctrica 120 desde una parte dependiente del tiempo de las señales 120 a una parte no dependiente del tiempo de las señales 120. Después de la modulación de seno y coseno, el controlador 102 se puede configurar para hacer pasar las señales de medición de potencia eléctrica 120 a través de uno o más filtros de paso bajo, tales como uno o más filtros de primer orden, para eliminar las partes dependientes del tiempo de las señales 120. Después del filtrado, el controlador 102 se puede configurar para extraer la amplitud media del componente de frecuencia 1P de las señales de medición de potencia eléctrica 120 por medio de una función matemática adecuada. Sin embargo, en modos de realización alternativos, el controlador 102 se puede configurar para determinar la amplitud media del componente de frecuencia 1P de la salida de potencia eléctrica de cualquier otra manera adecuada.
[0034]El controlador 102 también se puede configurar para determinar cuándo está presente un desequilibrio de masa en el rotor 18 de la turbina eólica 10 en base al componente de frecuencia 1P 132 de la salida de potencia eléctrica del generador 24. En general, un desequilibrio de masa en el rotor 18 provoca oscilaciones en las señales de medición de potencia eléctrica 120, que se reflejan en el componente de frecuencia 1P 132. Como tal, el controlador 102 puede incluir una lógica de desequilibrio de masa 134 que tiene una o más funciones matemáticas y/o una o más tablas de búsqueda. Al ejecutar la lógica de desequilibrio de masa 134, el controlador 102 puede determinar cuándo está presente un desequilibrio de masa (por ejemplo, como se indica por la flecha 136 en la FIG. 3) en el rotor 18 en base al componente de frecuencia 1P 132 de la salida de potencia eléctrica del generador 24. En modos de realización alternativos,
[0035]Adicionalmente, cuando está presente el desequilibrio de masa 136 en el rotor 18, el controlador 102 se puede configurar para iniciar diversas acciones de control para minimizar el efecto del mismo sobre la turbina eólica 10. Como tal, el controlador 102 puede incluir una lógica de acción de control 138 que tiene una o más funciones matemáticas y/o una o más tablas de búsqueda. Al ejecutar la lógica de acción de control 138, el controlador 102 inicia una acción de control asociada con la reducción de un efecto del desequilibrio de masa 136 en la turbina eólica 10. Como se describirá a continuación, el controlador 102 se puede configurar para iniciar acciones de control por al menos una de transmitir las señales de realimentación 128 a la interfaz de usuario 126 o transmitir las señales de control 124 a los mecanismos de ajuste depitch36. Sin embargo, en otros modos de realización, el controlador 102 se puede configurar para iniciar acciones de control transmitiendo señales de control a cualquier otro componente adecuado de la turbina eólica 10 y/o el sistema 100 (por ejemplo, un mecanismo de orientación(“yawdrive”),un sistema de frenado, etc.).
[0036]Además, el controlador 102 se puede configurar para iniciar una acción de control asociada con la notificación a un operario de la turbina eólica 10 de que está presente el desequilibrio de masa 136 dentro del rotor 18. Por ejemplo, cuando está presente el desequilibrio de masa 136, el controlador 102 se puede configurar para transmitir las señales de realimentación 128 a la interfaz de usuario 126. Las señales de realimentación 128 le ordenan a la interfaz de usuario 126 que presente una notificación o indicador visual o audible al operario de la turbina eólica 10 indicando que está presente el desequilibrio de masa 136 dentro del rotor 18.
[0037]Además, el controlador 102 se puede configurar para iniciar una acción de control asociada con la reducción de potencia(“derating”)del generador 24 (FIGS. 1 y 2). Por ejemplo, cuando está presente el desequilibrio de masa 136 dentro del rotor 18, el controlador 102 se puede configurar para transmitir las señales de control 124 a los mecanismos de ajuste depitch36. Las señales de control 124 le ordenan a cada mecanismo de ajuste depitch36 que ajuste el ángulo depitchactual de la correspondiente pala de rotor 22 (FIG. 1) a un nuevo ángulo depitchde modo que el generador 24 produzca menos potencia (es decir, se reduzca su potencia). No obstante, en modos de realización alternativos, el controlador 102 se puede configurar para iniciar cualquier acción de control adecuada asociada con la reducción de potencia del generador 24.
[0038]Además, en varios modos de realización, el controlador 102 se puede configurar para iniciar una acción de control asociada con la terminación de la generación de potencia del generador 24 (FIGS. 1 y 2). Por ejemplo, cuando está presente el desequilibrio de masa 136 dentro del rotor 18, el controlador 102 se puede configurar para transmitir las señales de control 124 a los mecanismos de ajuste depitch36. Las señales de control 124 le ordenan a cada mecanismo de ajuste depitch36 que ajuste el ángulo depitchactual de la correspondiente pala de rotor 22 (FIG. 1) a una posición de bandera de modo que el generador 24 deje de producir potencia. No obstante, en dichos modos de realización, el controlador 102 se puede configurar para iniciar cualquier acción de control adecuada asociada con la terminación de la generación de potencia del generador 24.
[0039]La FIG. 4 ilustra otro modo de realización del sistema 100 para detectar un desequilibrio de masa en el rotor 18 de la turbina eólica 10. En el modo de realización ilustrado en la FIG. 4, el sistema 100 incluye el sensor de posición de eje de rotor 48 y el sensor de aceleración 58. Como tal, el controlador 102 se puede configurar para detectar un desequilibrio de masa en el rotor 18 en base a la posición de rotación del eje de rotor 28 y la aceleración de la torre 12 de la turbina eólica 10.
[0040]En dicho modo de realización, el controlador 102 se puede configurar para determinar una amplitud media del componente de frecuencia 1P de la aceleración de la torre 12 en base a las señales de medición de aceleración 122 y las señales de medición de posición de eje de rotor 112. Más específicamente, como se menciona anteriormente, el controlador 102 se acopla de forma comunicativa al sensor de posición de eje de rotor 48 y al sensor de aceleración 58. A este respecto, el controlador 102 recibe las señales de medición de posición de eje de rotor 112 desde el sensor de posición de eje de rotor 48 y las señales de medición de aceleración (por ejemplo, como se indica por la flecha 122 en la FIG. 4) desde el sensor de aceleración 58. Además, el controlador 102 puede incluir una lógica de componente de frecuencia 1P 140 que tiene una o más funciones matemáticas y/o una o más tablas de búsqueda. Al ejecutar la lógica de componente de frecuencia 1P 140, el controlador 102 puede determinar una amplitud media de un componente de frecuencia 1P (por ejemplo, como se indica por la flecha 142 en la FIG. 4) de la aceleración de la torre 12 en base a las señales de medición de aceleración 122 y las señales de medición de posición de eje de rotor 112.
[0041]En determinados modos de realización, por ejemplo, el controlador 102 se puede configurar para determinar la amplitud media del componente de frecuencia 1P de la aceleración de la torre 12 usando modulación de seno y coseno. Más específicamente, el controlador 102 se puede configurar para modular las señales de medición de aceleración 122 en base al seno y el coseno de las señales de medición de posición de eje de rotor 112. Esta modulación desplaza la amplitud del componente de frecuencia 1P de las señales de medición de aceleración 122 desde una parte dependiente del tiempo de las señales 122 a una parte no dependiente del tiempo de las señales 122. Después de la modulación de seno y coseno, el controlador 102 se puede configurar para hacer pasar las señales de medición de aceleración 122 a través de uno o más filtros de paso bajo, tales como uno o más filtros de primer orden, para eliminar las partes dependientes del tiempo de las señales 122. Después del filtrado, el controlador 102 se puede configurar para extraer la amplitud media del componente de frecuencia 1P de las señales de medición de aceleración 122 por medio de una función matemática adecuada. No obstante, en modos de realización alternativos, el controlador 102 se puede configurar para determinar la amplitud media del componente de frecuencia 1P de aceleración de la torre 12 de cualquier otra manera adecuada.
[0042]El controlador 102 también se puede configurar para determinar cuándo está presente un desequilibrio de masa en el rotor 18 de la turbina eólica 10 en base al componente de frecuencia 1P 132 de la aceleración de la torre 12. En general, un desequilibrio de masa en el rotor 18 provoca oscilaciones en las señales de medición de aceleración 122, que se reflejan en el componente de frecuencia 1P 142. Como tal, el controlador 102 puede incluir una lógica de desequilibrio de masa 144 que tiene una o más funciones matemáticas y/o una o más tablas de búsqueda. Al ejecutar la lógica de desequilibrio de masa 144, el controlador 102 puede determinar cuándo está presente un desequilibrio de masa (por ejemplo, como se indica por la flecha 146 en la FIG. 4) en el rotor 18 en base a la amplitud media del componente de frecuencia 1P 142 de la aceleración de la torre 12.
[0043]Adicionalmente, cuando está presente el desequilibrio de masa 146 en el rotor 18, el controlador 102 se puede configurar para iniciar diversas acciones de control para minimizar el efecto del mismo sobre la turbina eólica 10. Como tal, el controlador 102 puede incluir una lógica de acción de control 148 que tiene una o más funciones matemáticas y/o una o más tablas de búsqueda. Al ejecutar la lógica de acción de control 148, el controlador 102 inicia una acción de control asociada con la reducción de un efecto del desequilibrio de masa 136 en la turbina eólica 10. Por ejemplo, dichas acciones de control pueden ser las mismas que las acciones de control iniciadas al ejecutar la lógica de acción de control 138 descrita anteriormente en el contexto de la FIG. 3. No obstante, en modos de realización alternativos, las acciones de control iniciadas al ejecutar la lógica de control 148 pueden ser diferentes de las acciones de control iniciadas al ejecutar la lógica de acción de control 138.
[0044]La FIG. 5 ilustra otro modo de realización del sistema 100 para detectar un desequilibrio de masa en el rotor 18 de la turbina eólica 10. En el modo de realización ilustrado en la FIG. 5, el sistema 100 incluye el sensor de posición de generador 50, el sensor de ángulo depitch52 y el sensor de velocidad del viento 54. Como tal, el controlador 102 se puede configurar para detectar un desequilibrio de masa en el rotor 18 en base a la posición de rotación de un componente del generador 24 o del eje de generador 34, el ángulo depitchde las palas de rotor 22 y la velocidad del viento del viento experimentado por la turbina eólica 10.
[0045]En dicho modo de realización, el controlador 102 se puede configurar para determinar un par de torsión aerodinámico ejercido sobre el rotor 18 en base a las señales de medición de ángulo depitch116, las señales de medición de velocidad del viento 118 y las características aerodinámicas 150 del rotor 18. En un modo de realización, la característica aerodinámica 150 se puede almacenar en el/los dispositivo(s) de memoria 106 del controlador 102. Como se menciona anteriormente, el controlador 102 se acopla de forma comunicativa al sensor de ángulo depitch52 y al sensor de velocidad del viento 54. A este respecto, el controlador 102 recibe las señales de medición de ángulo depitch(por ejemplo, como se indica por la flecha 116 en la FIG. 5) desde el sensor de ángulo depitch52 y las señales de medición de velocidad del viento (por ejemplo, como se indica por la flecha 118 en la FIG. 5) desde el sensor de velocidad del viento 54. Además, el controlador 102 puede incluir una lógica de par de torsión aerodinámico 152 que tiene una o más funciones matemáticas y/o una o más tablas de búsqueda. Al ejecutar la lógica de par de torsión aerodinámico 152, el controlador 102 puede determinar el par de torsión aerodinámico (por ejemplo, como se indica por la flecha 154 en la FIG. 5) ejercido sobre el rotor 18 en base a las señales de medición de ángulo depitch116, las señales de medición de velocidad del viento 118 y las características aerodinámicas 150.
[0046]El controlador 102 también se puede configurar para determinar un par de torsión inercial ejercido sobre el rotor 18 en base a las señales de medición de posición de generador 114. Como se menciona anteriormente, el controlador 102 se acopla de forma comunicativa al sensor de posición de generador 50. A este respecto, el controlador 102 recibe las señales de medición de posición de generador (por ejemplo, como se indica por la flecha 114 en la FIG. 5) desde el sensor de posición de generador 50. Además, el controlador 102 puede incluir una lógica de par de torsión inercial 156 que tiene una o más funciones matemáticas y/o una o más tablas de búsqueda. Al ejecutar la lógica de par de torsión inercial 156, el controlador 102 puede determinar el par de torsión inercial (por ejemplo, como se indica por la flecha 158 en la FIG. 5) ejercido sobre el rotor 18 en base a las señales de medición de posición de generador 114. En modos de realización del sistema 100 que no incluyen el sensor de posición de generador 50, el controlador 102 se puede configurar para determinar el par de torsión inercial 158 en base a las señales de medición de posición de eje de rotor 112 y una proporción de transmisión de la caja de engranajes 30 (FIG. 2).
[0047]Además, el controlador 102 se puede configurar para determinar un par de torsión de desequilibrio de masa ejercido sobre el rotor 18 en base al par de torsión aerodinámico 154 y al par de torsión inercial 158. Como tal, el controlador 102 puede incluir una lógica de par de torsión de desequilibrio de masa 160 que tiene una o más funciones matemáticas y/o una o más tablas de búsqueda. Al ejecutar la lógica de par de torsión de desequilibrio 160, el controlador 102 puede determinar el par de torsión de desequilibrio de masa (por ejemplo, como se indica por la flecha 162 en la FIG. 5) ejercido sobre el rotor 18 en base al par de torsión aerodinámico 154 y al par de torsión inercial 158. Por ejemplo, en un modo de realización, el par de torsión de desequilibrio de masa 162 se puede determinar restando el par de torsión inercial 158 del par de torsión aerodinámico 154.
[0048]Además, el controlador 102 se puede configurar para determinar una amplitud media del componente de frecuencia 1P del par de torsión de desequilibrio de masa 162. Como tal, el controlador 102 puede incluir una lógica de componente de frecuencia 1P 164 que tiene una o más funciones matemáticas y/o una o más tablas de búsqueda. Por ejemplo, en un modo de realización, la lógica de componente de frecuencia 1P 164 puede incluir un filtro 1P. Al ejecutar la lógica de componente de frecuencia 1P 164, el controlador 102 puede determinar una amplitud media del componente de frecuencia 1P (por ejemplo, como se indica por la flecha 166 en la FIG. 4) del par de torsión de desequilibrio de masa 162.
[0049]Adicionalmente, el controlador 102 también se puede configurar para determinar cuándo está presente un desequilibrio de masa en el rotor 18 de la turbina eólica 10 en base a la amplitud media del componente de frecuencia 1P 166 del par de torsión de desequilibrio de masa 162. En general, un desequilibrio de masa en el rotor 18 provoca oscilaciones en el par de torsión de desequilibrio de masa 162, que se reflejan en el componente de frecuencia 1P 166. Como tal, el controlador 102 puede incluir una lógica de desequilibrio de masa 168 que tiene una o más funciones matemáticas y/o una o más tablas de búsqueda. Al ejecutar la lógica de desequilibrio de masa 168, el controlador 102 puede determinar cuándo está presente un desequilibrio de masa (por ejemplo, como se indica por la flecha 170 en la FIG. 3) en el rotor 18 en base a la amplitud media del componente de frecuencia 1P 132 del par de torsión de desequilibrio de masa 162. Además, en algunos modos de realización, al ejecutar la lógica de desequilibrio de masa 168, el controlador 102 también puede determinar una magnitud y/o ubicación del desequilibrio de masa 170 en base a la amplitud media del componente de frecuencia 1P 166 del par de torsión de desequilibrio de masa 162.
[0050]Cuando el desequilibrio de masa 170 está presente en el rotor 18, el controlador 102 se puede configurar para iniciar diversas acciones de control para minimizar el efecto del mismo sobre la turbina eólica 10. Como tal, el controlador 102 puede incluir una lógica de acción de control 172 que tiene una o más funciones matemáticas y/o una o más tablas de búsqueda. Al ejecutar la lógica de acción de control 172, el controlador 102 inicia una acción de control asociada con la reducción de un efecto del desequilibrio de masa 170 en la turbina eólica 10. Por ejemplo, dichas acciones de control pueden ser las mismas que las acciones de control iniciadas al ejecutar la lógica de acción de control 138, 148 descrita anteriormente en el contexto de las FIGS. 3 y 4. No obstante, en modos de realización alternativos, las acciones de control iniciadas al ejecutar la lógica de control 172 pueden ser diferentes de las acciones de control iniciadas al ejecutar la lógica de acción de control 138, 148.
[0051]Como se menciona anteriormente, en determinados modos de realización, el controlador 102 se puede configurar para determinar la magnitud y/o ubicación del desequilibrio de masa 170. En dichos modos de realización, el controlador 102 se puede configurar para iniciar acciones de control particulares en base a la magnitud y/o ubicación determinadas del desequilibrio de masa 170. Como tal, en un modo de realización, el controlador 102 se puede configurar para comparar la magnitud del desequilibrio de masa 170 con una pluralidad de umbrales de desequilibrio de masa e iniciar acciones de control específicas en base al umbral de desequilibrio de masa particular que la magnitud del desequilibrio de masa 170 excede. Por ejemplo, el controlador 102 se puede configurar para comparar la magnitud del desequilibrio de masa 170 con un primer umbral de desequilibrio de masa, un segundo umbral de desequilibrio de masa y un tercer umbral de desequilibrio de masa. En general, el segundo umbral de desequilibrio de masa puede ser mayor que el primer umbral de desequilibrio de masa, y el tercer umbral de desequilibrio de masa puede ser mayor que el segundo umbral de desequilibrio de masa. Como tal, el controlador 102 se puede configurar para iniciar una acción de control asociada con la notificación a un operario de la turbina eólica 10 cuando la magnitud del desequilibrio de masa 170 excede el primer umbral de desequilibrio de masa. Cuando la magnitud del desequilibrio de masa 170 excede el segundo umbral de desequilibrio de masa, el controlador 102 se puede configurar para iniciar una acción de control asociada con la reducción de potencia del generador 24. Además, el controlador 102 se puede configurar para iniciar una acción de control asociada con la terminación de la generación de potencia del generador 24 cuando la magnitud del desequilibrio de masa 170 excede el tercer umbral de desequilibrio de masa. No obstante, el controlador 102 se puede configurar para iniciar cualquier acción de control adecuada cuando la magnitud del desequilibrio de masa 170 excede cualquier umbral de desequilibrio de masa.
[0052]El sistema 100 se puede configurar para detectar desequilibrios de masa cuando la turbina eólica 10 está funcionando en un modo normal de generación de potencia y en un modo especial sin generación de potencia. Por ejemplo, los modos de realización del sistema 100 que determinan la presencia de un desequilibrio de masa 136, 146 en base a la salida de potencia eléctrica del generador 24 (es decir, el modo de realización mostrado en la FIG. 3) y la aceleración de la torre 12 (es decir, el modo de realización mostrado en la FIG. 4) se pueden usar en el modo normal de generación de potencia. Por el contrario, el modo de realización del sistema 100 que determina la presencia de un desequilibrio de masa 170 en base al par de torsión de desequilibrio de masa 162 se puede usar durante el modo especial sin generación de potencia, tal como durante la puesta en servicio de la turbina eólica 10.
[0053]La FIG. 7 ilustra un modo de realización de un procedimiento 200 para monitorizar el desgaste de una caja de engranajes de una turbina eólica de acuerdo con aspectos de la presente materia. Aunque la FIG. 7 represente las etapas realizadas en un orden particular para propósitos de ilustración y análisis, los procedimientos analizados en el presente documento no se limitan a ningún orden o disposición particular. Como tal, las diversas etapas de los procedimientos divulgados en el presente documento se pueden omitir, reorganizar, combinar y/o adaptar de diversas maneras sin apartarse del alcance de la presente divulgación.
[0054]Como se muestra en la FIG. 7, en (202), el procedimiento 200 puede incluir recibir, con un dispositivo informático, datos de sensores indicativos de una característica de funcionamiento de la turbina eólica. Por ejemplo, como se describe anteriormente, el controlador 102 se puede acoplar de forma comunicativa a diversas combinaciones de los sensores 48, 50, 52, 54, 56, 58. Como tal, el controlador 102 se puede configurar para recibir señales de medición 112, 114, 116, 118, 120, 122 indicativas de diversas características de funcionamiento de la turbina eólica 10 desde los sensores asociados, los sensores 48, 50, 52, 54, 56, 58.
[0055]En (204), el procedimiento 200 puede incluir determinar, con el dispositivo informático, una amplitud media de un componente de frecuencia 1P de la característica de funcionamiento. Por ejemplo, como se describe anteriormente, el controlador 102 se puede configurar para ejecutar diversas lógicas 130, 140, 164 para determinar la amplitud media del componente de frecuencia 1P 132, 142, 166 de la característica de funcionamiento.
[0056]Además, en (206), el procedimiento 200 puede incluir determinar, con el dispositivo informático, cuándo está presente un desequilibrio de masa dentro del rotor en base a la amplitud media del componente de frecuencia 1P. Por ejemplo, como se describe anteriormente, el controlador 102 se puede configurar para ejecutar diversas lógicas 134, 144, 168 para determinar cuándo está presente el desequilibrio de masa 136, 146, 170 en el rotor 18 en base a la amplitud media asociada del componente de frecuencia 1P 132, 142, 166.
[0057]Además, en (208), el procedimiento 200 puede incluir, cuando está presente el desequilibrio de masa dentro del rotor, iniciar, con el dispositivo informático, una acción de control asociada con la reducción de un efecto del desequilibrio de masa en la turbina eólica. Por ejemplo, como se describe anteriormente, el controlador 102 se puede configurar para iniciar (por ejemplo, ejecutando la lógica de acción de control 138, 148, 172) una acción de control asociada con la reducción del efecto del desequilibrio de masa 136, 146, 170 en la turbina eólica 10. Dichas acciones de control pueden incluir notificar a un operario de la turbina eólica 10, reducir la potencia del generador 24 de la turbina eólica 10 y/o terminar la generación de potencia de la turbina eólica 10.
[0058]El sistema 100 y el procedimiento 200 divulgados para detectar un desequilibrio de masa dentro de un rotor de una turbina eólica proporcionan diversas ventajas técnicas. Por ejemplo, el sistema 100 y el procedimiento 200 requieren solo sensores que, en general, ya están presentes en la turbina eólica 10. Además, el sistema 100 y el procedimiento 200 se pueden usar cuando la turbina eólica 10 está en un modo de generación de potencia o en un modo sin generación de potencia. Adicionalmente, el sistema 100 y el procedimiento 200 facilitan una altura de la torre incrementada y/o una rigidez de torre disminuida.
[0059]Esta descripción escrita usa ejemplos para divulgar la tecnología, incluyendo el modo preferente, y también para posibilitar que cualquier experto en la técnica ponga en práctica la tecnología, incluyendo la fabricación y el uso de cualquier dispositivo o sistema y la realización de cualquier procedimiento incorporado. El alcance patentable de la tecnología se define por las reivindicaciones que siguen.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento (200) para detectar un desequilibrio de masa (136, 146, 170) en un rotor (18) de una turbina eólica (10), comprendiendo el procedimiento (200):
recibir (202), con un dispositivo informático, datos de sensor indicativos de una característica de funcionamiento de la turbina eólica (10), en el que la característica de funcionamiento comprende una salida de potencia eléctrica de un generador de la turbina eólica (10), una aceleración de una torre (12) de la turbina eólica (10) o un par de torsión de desequilibrio de masa (162) de una torre (12) de la turbina eólica (10);
determinar (204), con el dispositivo informático, una amplitud media de un componente de frecuencia designado (132, 142, 166) de la característica de funcionamiento, en el que el componente de frecuencia designado (132, 142, 166) comprende un componente de frecuencia 1P (132, 142, 166) de la característica de funcionamiento;
determinar (206), con el dispositivo informático, cuándo está presente un desequilibrio de masa (136, 146, 170) dentro del rotor (18) en base a la amplitud media del componente de frecuencia designado (132, 142, 166); y
cuando está presente el desequilibrio de masa (136, 146, 170) dentro del rotor (18), iniciar (208), con el dispositivo informático, una acción de control asociada con la reducción de un efecto del desequilibrio de masa (136, 146, 170) sobre la turbina eólica (10);
caracterizado por que
cuando la turbina eólica está funcionando en un modo de generación de potencia, la característica de funcionamiento comprende la salida de potencia eléctrica del generador de la turbina eólica (10) o la aceleración de la torre (12) de la turbina eólica (10) y cuando la turbina eólica está funcionando en un modo sin generación de energía, la característica de funcionamiento comprende el par de torsión de desequilibrio de masa (162) de la torre (12) de la turbina eólica (10).
2. El procedimiento (200) de la reivindicación 1, en el que determinar (204) la amplitud media del componente de frecuencia designado (132, 142, 166) de la característica de funcionamiento comprende determinar la amplitud media del componente de frecuencia designado (132, 142, 166) de la característica de funcionamiento en base a una posición de acimut del rotor (18).
3. El procedimiento (200) de cualquier reivindicación precedente, en el que la característica de funcionamiento comprende el par de torsión de desequilibrio de masa (162), comprendiendo además el procedimiento: determinar, con el dispositivo informático, un par de torsión aerodinámico (154) ejercido sobre el rotor (18) en base a una velocidad del viento de viento experimentado por la turbina eólica (10) y un ángulo depitchde una o más palas de rotor (22) del rotor (18); y
determinar, con el dispositivo informático, el par de torsión de desequilibrio de masa (162) en base al par de torsión aerodinámico (154) y un par de torsión inercial (158).
4. El procedimiento (200) de la reivindicación 3, que comprende además:
determinar, con el dispositivo informático, al menos una de una cantidad o una ubicación del desequilibrio de masa (136, 146, 170) en base a la amplitud media del componente de frecuencia designado (166) del par de torsión de desequilibrio de masa (162).
5. El procedimiento (200) de cualquier reivindicación precedente, en el que iniciar la acción de control comprende reducir la potencia, con el dispositivo informático, de la salida de potencia eléctrica del generador de la turbina eólica (10).
6. Un sistema (100) para detectar un desequilibrio de masa (136, 146, 170) en un rotor (18) de una turbina eólica (10), comprendiendo el sistema (100):
un rotor (18) de la turbina eólica (10), incluyendo el rotor (18) una o más palas de rotor (22);
un tren de potencia (26) de la turbina eólica (10), estando acoplado el tren de potencia (26) al rotor (18); un generador (24) de la turbina eólica (10), estando acoplado el generador (24) al tren de potencia (26); un sensor (48, 50, 52, 54, 56, 58) en asociación operativa con la turbina eólica (10), estando configurado el sensor (48, 50, 52, 54, 56, 58) para detectar un parámetro indicativo de una característica de funcionamiento de la turbina eólica (10), en el que la característica de funcionamiento comprende una salida de potencia eléctrica de un generador de la turbina eólica (10), una aceleración de una torre (12) de la turbina eólica (10) o un par de torsión de desequilibrio de masa (162) de una torre (12) de la turbina eólica (10); y
un controlador (102) acoplado de forma comunicativa al sensor (48, 50, 52, 54, 56, 58), estando configurado el controlador (102) para:
determinar una amplitud media de un componente de frecuencia designado (132, 142, 166) de la característica de funcionamiento en base a mediciones de sensor (112, 114, 116, 118, 120, 122) recibidas desde el sensor (48, 50, 52, 54, 56, 58), en el que el componente de frecuencia designado (132, 142, 166) comprende un componente de frecuencia 1P (132, 142, 166) de la característica de funcionamiento; y
determinar cuándo está presente un desequilibrio de masa (136, 146, 170) dentro del rotor (18) en base a la amplitud media del componente de frecuencia designado (132, 142, 166);
caracterizado por que
cuando la turbina eólica está funcionando en un modo de generación de potencia, la característica de funcionamiento comprende la salida de potencia eléctrica del generador de la turbina eólica (10) o la aceleración de la torre (12) de la turbina eólica (10) y cuando la turbina eólica está funcionando en un modo sin generación de energía, la característica de funcionamiento comprende el par de torsión de desequilibrio de masa (162) de la torre (12) de la turbina eólica (10).
7. El sistema (100) de la reivindicación 6, en el que el sensor (48, 50, 52, 54, 56, 58) comprende un sensor de potencia eléctrica (56) en asociación operativa con el generador (24), estando configurado el sensor de potencia eléctrica (56) para detectar la salida de potencia eléctrica del generador.
8. El sistema (100) de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7, que comprende además:
una torre (12) de la turbina eólica (10), comprendiendo el sensor (48, 50, 52, 54, 56, 58) un sensor de aceleración (58) en asociación operativa con la torre (12), estando configurado el sensor de aceleración (58) para detectar la aceleración de la torre (12) de la turbina eólica (10) en relación con una superficie de apoyo (14).
9. El sistema (100) de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que el sensor (48, 50, 52, 54, 56, 58) comprende un sensor de velocidad del viento (54), estando configurado el sensor de velocidad del viento (54) para detectar un parámetro indicativo de una velocidad del viento de viento experimentado por la turbina eólica (10), siendo la velocidad del viento indicativa del par de torsión de desequilibrio de masa (162) de la turbina eólica (10).
10. El sistema (100) de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el que el controlador (102) está configurado además para:
determinar un par de torsión aerodinámico (154) ejercido sobre el rotor (18) en base a una velocidad del viento de viento experimentada por la turbina eólica (10) y un ángulo depitchde una o más palas de rotor (22) del rotor (18); y
determinar el par de torsión de desequilibrio de masa (162) en base al par de torsión aerodinámico (154) y un par de torsión inercial (158).
11. El sistema (100) de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en el que el controlador (102) está configurado además para determinar al menos una de una cantidad o una ubicación del desequilibrio de masa (136, 146, 170) en base a la amplitud media del componente de frecuencia designado del par de torsión de desequilibrio de masa (162).
12. El sistema (100) de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, en el que el controlador (102) está configurado además para determinar cuándo está presente un desequilibrio de masa (136, 146, 170) mientras la turbina eólica (10) está funcionando en un modo de generación de potencia.
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