MX2012011848A

MX2012011848A - Accionamiento azimutal o accionamiento de inclinacion para una planta de energia eolica.

Info

Publication number: MX2012011848A
Application number: MX2012011848A
Authority: MX
Inventors: Jochen Roeer
Original assignee: Wobben Properties Gmbh
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2013-02-27
Also published as: EP2558717A2; DE102010003879B4; DE102010003879A1; US20130084182A1; AR080958A1; BR112012025980A2; WO2011128291A2; CA2795391A1; KR20130018295A; TW201217642A; ZA201208183B; CL2012002824A1; JP2013527366A; RU2012147834A; CN102884315A; WO2011128291A3

Abstract

Se describe un accionamiento azimutal o de inclinación para una planta de energía eólica, con un accionamiento de onda migratoria.

Description

ACCIONAMIENTO A IMUTAL O ACCIONAMIENTO DE INCLINACION PARA UNA PLANTA DE ENERGIA EOLICA DESCRIPCION DE LA INVENCION La invención se refiere a un accionamiento azimutal o un accionamiento de inclinación para una planta de energía eólica.

Un accionamiento azimutal o un accionamiento de inclinación para una planta de energía eólica presenta típicamente uno o varios motores eléctricos. A través de primeras ruedas dentadas, los electromotores están unidos con segundas ruedas dentadas o bien piñones, de manera que por medio del giro de los motores, con el accionamiento azimutal se posibilita un cambio de la orientación azimutal de la góndola de la planta de energía eólica para seguir la dirección del viento. Al efecto de evitar las oscilaciones de la planta, los motores de regulación pueden tensarse entre sí. Alternativamente, todo el soporte azimutal puede inmovilizarse por medio de un freno.

Los accionamientos azimutales conocidos, como así también conocidos accionamientos de inclinación, presentan una combinación usual de rueda dentada y piñón, lo que produce un juego indeseado al engranar. Además, un accionamiento dentado de este tipo está sujeto a desgaste.

Como estado general de la técnica se remite a los ef..236168 documentos DE 42 16 050 Al, DE 33 06 755 Al y WO 01/86141 Al.

Por lo tanto, una tarea del presente invento es preveer un accionamiento azimutal o accionamiento de inclinación para una planta de energía eólica que posea un menor juego y un menor desgaste.

Este problema se soluciona con un accionamiento azimutal o accionamiento de inclinación de conformidad con la reivindicación 1.

Para ello se prevé un accionamiento azimutal o accionamiento de inclinación de una planta de energía eólica con un accionamiento de onda migratoria.

De conformidad con un aspecto de la presente invención, el accionamiento de onda migratoria presenta un anillo exterior, un anillo interior, un anillo flexible dispuesto en el anillo interior, y varios accionamientos lineales en el perímetro del anillo interior. Los accionamientos lineales actúan conjuntamente con el anillo flexible, y al ser activados los accionamientos lineales, el anillo flexible se deforma de manera que el anillo flexible se desprende por lo menos temporalmente en forma local del anillo interior. Un mando de los accionamientos lineales se produce de manera que los accionamientos lineales en el perímetro del anillo interior, son accionados uno tras otro en forma sucesiva.

De conformidad con un aspecto de la presente invención, el anillo flexible presenta, por lo menos parcialmente, una sección transversal con forma de cuña. La sección con forma de cuña del anillo flexible está presionada en el anillo interior, y actúa en conjunto con los accionamientos lineales, de manera que al ser activados los accionamientos lineales el anillo flexible es presionado localmente hacia afuera.

De conformidad con un aspecto de la presente invención, el accionamiento lineal es activado hidráulica o eléctricamente.

De conformidad con un aspecto adicional de la presente invención, el accionamiento presenta opcionalmente varias unidades de arrastre a lo largo de su perímetro, las que se fijan tanto al anillo flexible como al anillo exterior.

Asimismo, la invención se refiere a un accionamiento libre en el centro con un accionamiento de onda migratoria.

Además, la invención se refiere a una planta de energía eólica con por lo menos un accionamiento azimutal o accionamiento de inclinación arriba descrito.

La invención se basa en el criterio de prever un accionamiento de onda migratoria como accionamiento azimutal o como accionamiento de inclinación de una planta de energía eólica. Un accionamiento de onda migratoria de este tipo no presenta dentado alguno, sino que, por ejemplo, está constituido por un anillo elástico configurado como rotor, que se halla dispuesto en forma concéntrica con respecto a un anillo rígido configurado como estator. Varios vástagos de empuje y accionamientos lineales dispuestos en forma radial deforman localmente el anillo elástico del rotor de manera que circula una onda con respecto del estator. Debido a este movimiento ambulante se origina un movimiento relativo entre el rotor y el estator, y con ello un movimiento de rotación.

De conformidad con la invención, en razón de la configuración de este accionamiento de onda migratoria, del anillo exterior, del anillo interior, del anillo flexible, así como de los accionamientos lineales, al accionar los accionamientos lineales (y el accionar conjunto de los accionamientos lineales como el anillo flexible) el anillo flexible puede presentar un perímetro ligeramente mayor que el del anillo interior. Por este motivo, el anillo flexible puede girar respecto del anillo interior (por la diferencia de circunferencia) .

El empleo de un accionamiento de onda migratoria es ventajoso debido a que puede garantizar un bajo número de revoluciones, una elevada estabilidad de giro, un movimiento libre de juego y una seguridad contra sobrecargas.

Alternativamente a su empleo como accionamiento azimutal en una planta de energía eólica, un accionamiento de este tipo también puede usarse para otros accionamientos que giran con lentitud y que deben transmitir elevados momentos de giro.

Además, un accionamiento por onda migratoria de conformidad con la invención se puede configurar libre en el centro, de manera que queda espacio para el paso, por ejemplo, de cables y/o del montador para acceder a la totalidad del accionamiento y a los espacios anexos . Este accionamiento puede emplearse para accionar o hacer girar pesos mayores que 1 t.

La invención se refiere además al empleo de un accionamiento de onda migratoria para accionamientos lentos y que producen elevados momentos de giro.

Otras configuraciones de la invención constituyen el objeto de las reivindicaciones subordinadas.

A continuación se explican en mayor detalle las ventajas y modalidades ejemplares de la invención, haciendo referencia a las figuras.

Figura 1 muestra una representación esquemática de un motor de onda migratoria de conformidad con una primera modalidad ejemplar, Figuras 2A hasta 2C muestran respectivamente una vista esquemática de un motor de onda migratoria de conformidad con la primera modalidad, en diferentes momentos, Figura 3 muestra una vista de un corte en perspectiva de un motor de onda migratoria de conformidad con una segunda modalidad ejemplar, Figura 4 muestra una vista de un corte esquemático de una unidad generadora de presión para el motor de onda migratoria de conformidad con la segunda modalidad ejemplar, Figura 5 muestra una vista de un corte esquemático de un motor de onda migratoria de conformidad con una tercera modalidad ejemplar, y la Figura 6 muestra una vista simplificada de una planta de energía eólica con una góndola parcialmente cortada .

La figura 1 muestra una vista esquemática de un accionamiento de onda migratoria de conformidad con una primera modalidad ejemplar. El accionamiento de onda migratoria presenta un anillo exterior 100, un anillo interior 200, una cantidad de vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 300, un anillo flexible, o bien anillo deformable 400 y, opcionalmente, varias unidades de arrastre 500 que están fijadas al anillo flexible 400 y al anillo exterior 100. En la figura 1 se muestran ocho vástagos de empuje 301-308. Los vástagos de empuje también pueden estar configurados como accionamientos lineales.

Cuando los vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 300, no están activados, el anillo flexible 400 asienta sobre el anillo interior 200. Los vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 301-308, son activados en forma sucesiva, de manera que el anillo flexible 400, o bien los puntos de presión 401-408 sobre los cuales actúan los vástagos de empuje 301-308, son presionados separándolos localmente del anillo interior 200 al ser accionados los correspondientes vástagos de empuje o bien accionamientos lineales 300, y el anillo flexible 400 es deformado (localmente) en estos puntos de presión. Debido a que los vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 301-308 se activan en forma sucesiva, el anillo flexible es deformado en los puntos 401, 402 que se encuentran en el perímetro, de manera que los puntos deformados se desplazan en forma de una onda migratoria circundante respecto del estator (anillo exterior) 100.

El anillo exterior 100 presenta un punto de referencia 101, el anillo interior 200 presenta un punto de referencia 201, y el anillo flexible 400 presenta un punto de referencia 401. En la figura 1 se han mostrado los tres puntos de referencia 101, 201, 301 en la posición equivalente a las doce horas de un reloj. Mientras los vástagos de empuje o bien accionamientos lineales 303-307 no han sido activados, los vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 301, 302, 308 están activados o parcialmente activados. Los vástagos de empuje o bien accionamientos lineales 300, están en contacto con el anillo flexible 400.

Al ser activados los vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 300, el anillo flexible puede desprenderse al menos en algunos puntos, separándose del anillo interior 200, o bien deformándose de manera que en estos puntos (localmente) el anillo flexible 400 no está más en contacto con la anillo interior 200.

Cada una de las figuras 2A-2C muestra una vista esquemática del accionamiento de onda migratoria de conformidad con el primer modalidad ejemplar. En las figuras 2A, 2B y 2C se muestra en cada una un anillo exterior, o bien estator 100, un anillo interior, o bien rotor 200, un anillo flexible 400, así como varios vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 300. A través de la actividad individual de los vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 300, se puede influir sobre el anillo flexible 400 de manera que se deforma (localmente) en los puntos atacados, y por consiguiente se desprende del anillo interior 200. En las figuras 2A, 2B y 2C se muestran tres momentos diferentes durante un funcionamiento de un accionamiento de onda migratoria de conformidad con la primera modalidad ejemplar. En esencia, el estado mostrado en la figura 2A corresponde al estado mostrado en la figura 1.

En la figura 2A los puntos de referencia 101, 201 y 401 se encuentran exactamente en una posición equivalente a las doce horas de un reloj . El anillo exterior 100 está detenido, el anillo inferior 200 está detenido, y la onda migratoria también está detenida.

En la figura 2B se muestra un momento en el que el anillo exterior 100 ha migrado por un ángulo de 11.25°. Por ejemplo, aquí la onda migratoria se ha desplazado por 90°, y el anillo interior 200 está detenido. Con ello, en la figura 2B se muestra una situación en la que los puntos de referencia 101, 201 y 401 ya no se encuentran en la misma posición. Mientras en la situación mostrada en la figura 2A han sido activados los vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 301, 302, 308, en la figura 2B están activados los vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 302, 303 y 304. Los vástagos de empuje 301-308 actúan ahora sobre segundos puntos de ataque 401a-408a. Por ello, cada uno de los puntos 401-408 sobre el anillo flexible 400 ha migrado por un ángulo de 11.25°.

La figura 2C muestra otro momento del corrimiento de la onda migratoria. Ahora están activados los vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 304-306. El anillo exterior ha migrado por un ángulo de 22.5° y la onda migratoria lo ha hecho en por un ángulo de 180°. Por ello, cada uno de los vástagos de empuje 301-308 actúa sobre los puntos de aplicación de presión 401b-408b.

Por lo tanto, en las figuras 2A, 2B y 2C se puede ver que por la deformación provocada por la activación de los vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales, se desplaza la posición del anillo flexible.

La figura 3 muestra en perspectiva una vista de un corte de un accionamiento de onda migratoria de conformidad con una segunda modalidad ejemplar. El accionamiento de onda migratoria presenta un anillo exterior, o bien rotor 100, un anillo interior, o bien estator 200, un anillo flexible 400, así como una cantidad de accionamientos lineales, o bien vástagos de empuje 300. El anillo interior 200 y el anillo flexible 400 se hallan dispuestos en forma concéntrica respecto del anillo exterior 100. De conformidad con la segunda modalidad ejemplar, los accionamientos lineales, o bien vástagos de empuje 300, se accionan hidráulicamente. Pero, alternativamente también son posibles otras formas de accionamiento (por ejemplo eléctricas) . Para ello, los accionamientos lineales o bien vástagos de empuje 300, están unidos con una unidad hidráulica a través de una línea hidráulica 310. Al producirse una activación de los accionamientos lineales o bien vástagos de empuje 300, (preferentemente en dirección radial) , en este punto se provoca una deformación del anillo flexible 400, es decir, que se desprende localmente del anillo interior 200. Después de una desactivación de los vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 300, se revierte nuevamente la deformación del anillo flexible y de nuevo existe un cierre de forma entre el anillo flexible y el anillo interior 200. Los múltiples vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 300, previstos en, o bien sobre el anillo interior 200, son accionados preferentemente con una frecuencia de activación elevada. Debido a la onda en el anillo flexible 400, el mismo tiene un perímetro ligeramente mayor que el del anillo interior 200. Cuando la onda ha recorrido una vuelta completa del perímetro, el anillo flexible 400 ha girado respecto del anillo interior en una magnitud equivalente a la diferencia de estos perímetros. Por lo tanto, las unidades de arrastre 500 pueden transmitir el movimiento de giro al anillo exterior 100.

Preferiblemente, el anillo flexible 400 está configurado con una sección transversal con forma de cuña. Por ejemplo, la sección cuneiforme 410 del anillo flexible 400 puede ser aprisionada o bien apretada por una sección inferior y una superior 210, 220. Sin embargo, esto debe tener lugar de manera que sea posible una deformación del anillo flexible en dirección radial (con avances, o bien desplazamientos pequeños) .

La figura 4 muestra en perspectiva una vista de un corte de una unidad para la generación de presión para los accionamientos lineales, o bien vástagos de empuje, de conformidad con la segunda modalidad ejemplar. La unidad generadora de presión 500 está unida a través de las mangueras hidráulicas 310 con los correspondientes vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 300 (por ejemplo, de conformidad con la segunda modalidad ejemplar) . La unidad generadora de presión 500 presenta múltiples vástagos de empuje 520, cada uno de los cuales se halla en interacción con un volumen 510, el que a su vez se halla en unión interactiva con los vástagos de empuje 300 a través de las mangueras hidráulicas 310. Mediante la activación de los vástagos de empuje 520 se reduce el volumen 510, de manera que aumenta la presión dentro de la línea hidráulica 310, y es accionado el vástago, o bien el accionamiento lineal 300 dispuesto al final de la manguera hidráulica 310. Además, la unidad generadora de presión presenta varias unidades de accionamiento 530. Por ejemplo, pueden preverse cuatro unidades de accionamiento 530. Pero alternativamente también son posibles más, o menos. Las unidades de accionamiento 530 pueden hallarse dispuestas sobre una sección giratoria 540. Esta sección giratoria 540 puede ser accionada por un motor eléctrico 550. Cuando el motor eléctrico 550 acciona la sección giratoria 540, las unidades de accionamiento 530 giran y luego accionan los vástagos de empuje 520, de manera que en cada caso son presionados hacia adentro, con lo que se comprimen los volúmenes 510, activándose los vástagos de empuje, o bien accionamientos lineales 300.

La figura 5 muestra en perspectiva una vista en corte de un accionamiento de onda migratoria de conformidad con una tercera modalidad ejemplar. Aquí, el accionamiento de onda migratoria de conformidad con el tercer modalidad ejemplar puede basarse en el accionamiento de onda migratoria de conformidad con la primer o la segunda modalidad ejemplar. La figura 5 muestra en particular el grupo constructivo de la figura 3, sólo que en la figura 5 el anillo exterior está representado en forma semitransparente. El accionamiento de onda migratoria presenta un anillo exterior 100, un anillo interior 200, una cantidad de vastagos de empuje o bien de accionamientos lineales 300, y un anillo flexible 400, así como una cantidad de unidades de arrastre 500. Por ejemplo, los vástagos de empuje 300 están unidos a través de líneas hidráulicas 310 con una unidad generadora de presión, de manera que los vástagos de empuje, o bien los accionamientos lineales 300 son activados en forma sucesiva, de manera que en este punto deforman por lo menos temporalmente el anillo flexible y lo desprenden localmente del anillo interior, de modo que se origina una onda migratoria. Por medio de las unidades de arrastre 500, el anillo flexible 400 está acoplado con el anillo exterior 100. Por ejemplo, estas unidades de arrastre pueden estar configuradas en forma de V, donde ambos extremos libres pueden fijarse al anillo exterior, mientras el extremo en punta puede fijarse al anillo flexible 400. Alternativamente, para ello también son posibles otras configuraciones de las unidades de arrastre. Así, por ejemplo, la unidad de arrastre 500 también puede estar configurada como una varilla 500.

La figura 6 muestra una vista simplificada de una planta de energía eólica con una góndola parcialmente cortada. La planta de energía eólica presenta una torre 10, una góndola 20 dispuesta sobre la torre, por lo menos un aspa de rotor 30, un cubo 40, un generador 50, así como un soporte de máquina 60. El soporte de máquina 60 está apoyado mediante un accionamiento azimutal 70 en forma giratoria sobre la cabeza de la torre 10. El accionamiento azimutal 70 sirve para el seguimiento azimutal, o bien el seguimiento de la dirección del viento de la góndola. Por medio del accionamiento azimutal o bien de seguimiento de la dirección del viento, la góndola puede ser movida junto con el soporte de maquina, de manera que las aspas del rotor se hallen siempre en un ángulo óptimo respecto de la dirección predominante del viento. El accionamiento azimutal 70 de la planta de energía eólica mostrada en la figura 6, puede estar configurado como un accionamiento de onda migratoria de conformidad con el primer, segundo o tercer modalidad ej emplar .

Por ejemplo, los accionamientos de onda migratoria arriba descriptos pueden ser empleados, o bien implementados, en un accionamiento azimutal o en un accionamiento de inclinación de una planta de energía eólica. Alternativamente a ello, el accionamiento de onda migratoria de conformidad con la invención también puede ser empleado en otros accionamientos. En particular, el accionamiento de onda migratoria puede ser empleado, o bien implementado para un accionamiento de giro lento, con la parte central libre.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Accionamiento azimutal o accionamiento de inclinación para una planta de energía eólica, caracterizado porque comprende accionamiento de onda migratoria.

2. Accionamiento azimutal o de inclinación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el accionamiento de onda migratoria presenta un anillo exterior, un anillo interior, un anillo flexible previsto en el anillo interior, y múltiples accionamientos lineales en el perímetro del anillo interior, en donde los accionamientos lineales actúan conjuntamente con el anillo flexible, y al ser activados deforman el anillo flexible de manera que el anillo flexible se desprende localmente del anillo interior al menos temporalmente, en donde un mando de los accionamientos lineales se efectúa de manera que los accionamientos lineales se activan sucesivamente en el perímetro del anillo interior.

3. Accionamiento azimutal o de inclinación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el anillo flexible presenta, por lo menos parcialmente, una sección transversal con forma de cuña, siendo que la sección cuneiforme del anillo flexible está apretada en el anillo interior y actúa conjuntamente con los accionamientos lineales de manera que el anillo flexible es presionado Idealmente hacia afuera al ser activados los accionamientos lineales.

4. Accionamiento azimutal o de inclinación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el accionamiento lineal tiene lugar en forma hidráulica.

5. Accionamiento azimutal o de inclinación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque a lo largo del perímetro se hallan dispuestas múltiples unidades de arrastre, donde cada una está fijada al anillo flexible y al anillo exterior.

6. Accionamiento libre en su parte central, caracterizado porque comprende un accionamiento de onda migratoria.

7. Planta de energía eólica caracterizada porque comprende por lo menos un accionamiento azimutal o de inclinación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Uso de un accionamiento de onda migratoria como accionamiento azimutal o de inclinación en una planta de energía eólica.