ES2636656T3 - Reducción de la carga del motor en un conjunto de energía eólica - Google Patents

Reducción de la carga del motor en un conjunto de energía eólica Download PDF

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Abstract

Sistema de alimentación de energía con una turbina eólica (10) con un rotor (11) y al menos una pala de rotor (12, 12') regulable en el ángulo y un motor eléctrico (13, 14), especialmente un motor asíncrono, para el movimiento de una parte móvil (12, 15) de la turbina eólica (10), en el que la turbina eólica (10) presenta, además, un dispositivo de regulación (16, 17), caracterizado por que un conmutador de protección del motor (21) del motor eléctrico (13, 14) está dispuesto fuera de una instalación de desconexión de seguridad (43) de la turbina eólica (10), en el que un disparo del conmutador de protección del motor (21) genera una señal, que se emite al dispositivo de regulación (16, 17), en el que el dispositivo de regulación (16, 17) está configurado para determinar si es necesaria una desconexión de seguridad de la turbina eólica (10).

Description

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DESCRIPCION
Reduccion de la carga del motor en un conjunto de ene^a eolica
La invencion se refiere a un sistema de suministro de energfa con una turbina eolica con un rotor y al menos con una pala de rotor regulable en el angulo y con un motor electrico, en particular un motor asmcrono, para el movimiento de una parte movil de la turbina eolica, presentando la turbina eolica, ademas, un dispositivo de regulacion. En la parte movil se puede tratar tfpicamente de una sala de maquinas, que debe alinearse en su angulo azimutal hacia el viento, o de una pala de rotor, que se puede ajustar con respecto a su angulo de la pala, que se designa tambien como angulo de paso. La invencion se refiere, ademas, a un procedimiento para el funcionamiento de una turbina eolica con un rotor y al menos una pala de rotor regulable en el angulo, con un motor electrico, especialmente un motor asmcrono, y con un dispositivo de regulacion.
Se conoce en sf un seguimiento de la direccion del viento con motor de la sala de maquinas para una turbina eolica. Asf, por ejemplo, en el Manual de Erich Hau, Windkraftanlagen, 4a edicion, Springer-Verlag, pagina 346 y siguientes, se menciona un sistema de seguimiento de la direccion del viento tambien como sistema de ajuste azimutal. Este sistema sirve para alinear el rotor y la sala de maquinas automaticamente segun la direccion del viento. Se trata de un grupo de construccion autonomo en la turbina eolica que, visto desde el punto de vista constructivo, forma la transicion desde la sala de maquinas hacia la parte superior de la torre. La instalacion de regulacion gira en este caso la sala de maquinas con el rotor esencialmente alrededor del eje longitudinal de la torre, es decir, alrededor del angulo azimutal. A tal fin, esta previsto un servo accionamiento en forma de un motor electrico, que esta configurado con frecuencia como motor asmcrono y, ademas, una transmision asf como un freno.
Durante el funcionamiento de una turbina eolica, especialmente con vientos turbulentos, en funcion del angulo de guinada del rotor, pueden aparecer fuerzas muy altas y, por lo tanto, momentos de torsion muy altos, los llamados momentos de guinada. Estos momentos de torsion muy altos pueden aparecer tanto durante un movimiento de seguimiento de la sala de maquinas como tambien durante la parada de la sala de maquinas. En este caso, durante el movimiento de seguimiento de la sala de maquinas puede conducir en los motores de accionamiento a puntas de potencia, que reducen la duracion de vida util de los motores y de la transmision conectada con los motores y, ademas, conduce a que se dispare un conmutador de proteccion del motor, lo que conduce automaticamente a la parada de la turbina eolica, puesto que el conmutador de proteccion del motor es, en general, componente de la cadena de seguridad de la turbina eolica. La opuesta en funcionamiento de nuevo del motor en la turbina eolica es entonces relativamente costosa de tiempo y conduce a fallos relativamente altos de generacion de corriente de la turbina eolica.
Problemas correspondientes pueden aparecer tambien en los motores de accionamiento de la regulacion en el angulo de palas de rotor. Tambien aqrn, con vientos turbulentos correspondientes, pueden aparecer estados, en los que se dispara el conmutador de proteccion del motor, de manera que no es posible ya otra regulacion de la pala del rotor, lo que puede conducir tambien a situaciones peligrosas o bien a la parada de la turbina eolica. Por este motivo, se utilizan habitualmente motores electricos dimensionados relativamente grandes para la regulacion del angulo de las palas del rotor o bien varios motores sirven al mismo tiempo o bien en paralelo para realizar la regulacion de la pala del rotor y tambien la regulacion del angulo azimutal de la sala de maquinas.
El documento EP 1 362 183 B1 publica un seguimiento azimutal de una turbina eolica, en la que se realiza un control de la regulacion de las palas del rotor en funcion de la desviacion entre la direccion calculada del viento y la posicion azimutal detectada y en funcion de la desviacion de una torre de la turbina eolica desde la vertical en una turbina eolica flotante. En este caso, se aprovecha un desequilibrio de fuerzas entre diferentes palas del rotor, para que no deba conectarse un accionamiento azimutal en forma de un motor electrico o con potencia reducida, para conseguir un movimiento azimutal.
Se conoce a partir del documento EP 1 882 852 A1 una turbina eolica con una sala de maquinas y un rotor y con al menos una pala de rotor regulable alrededor de su eje longitudinal, en la que esta prevista una instalacion de regulacion, a traves de la cual se puede ajustar con motor una alineacion azimutal de la sala de maquinas o una alineacion de paso de la al menos una pala de rotor, en la que la instalacion de ajuste presenta al menos un motor y en la que esta previsto un control para el motor, que limita el momento que aparece en el motor a un valor maximo predeterminado. En este caso, se utiliza un motor mas fuerte que tiene como consecuencia un momento de insercion mas alto, que sin la limitacion del momento de torsion sobrecargana la transmision utilizada. Por encima de un momento de retencion maximo se permite un resbalamiento del freno electrico, que se emplea como freno de funcionamiento. En el diseno de la transmision a un momento maximo se permite, en el caso de valores bajos del momento de torsion, un resbalamiento del freno electrico. El momento del motor se limita a traves de la activacion con diferentes frecuencias.
En el documento DE 103 07 929 A1 se publica una disposicion para la rotacion de una gondola de maquina, en particular para una turbina eolica, que presenta un alojamiento de gondola para el alojamiento giratorio de la gondola de la maquina sobre una torre y al menos un accionamiento para la rotacion de la gondola de la maquina frente a la
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torre, estando dispuesto el accionamiento con una fijacion en la gondola de la maquina o en la torre. La fijacion del accionamiento presenta al menos una superficie de friccion para la fijacion del accionamiento, de manera que a partir de una carga mecanica predeterminada se puede mover el accionamiento en la fijacion. De esta manera, se evita una solicitacion excesiva del accionamiento. Ademas, esta previsto un sistema sensor, que registra un movimiento del accionamiento en la fijacion y para este caso emite una senal al control de la instalacion y/o a una central de supervision.
Se conoce a partir del documento EP 2 037 119 A1 un control para un accionamiento azimutal de una turbina eolica, con el que se reduce la carga del sistema azimutal.
El documento DE 10 2006 029 640 A1 publica una turbina eolica con una sala de maquinas, cuya alineacion azimutal se puede ajustar con motor a traves de una instalacion de ajuste, presentando la instalacion de regulacion al menos un motor asmcrono con transmision y al menos un freno de retencion, que limita el momento aparecido en el motor asmcrono a un valor maximo predeterminado.
El documento EP 0 995 904 A2 publica una turbina eolica con un rotor con palas de rotor regulables, en la que por medio de variables de medicion registradas se puede reducir la carta actual de un elemento de la estructura de la instalacion sobre una regulacion.
El cometido de la presente invencion es indicar una turbina eolica y un procedimiento para el funcionamiento de una turbina eolica, por medio de la cual es posible un funcionamiento seguro, pudiendo encontrar aplicacion con preferencia para el movimiento de partes moviles de la turbina eolica unos motores electricos dimensionados lo mas pequenos posible.
Segun la invencion, el sistema de suministro de energfa esta previsto con al menos una turbina eolica con un rotor y con al menos una pala de rotor regulable en el angulo y con un motor electrico, especialmente un motor asmcrono, para el movimiento de una parte movil de la turbina eolica, presentando la turbina eolica, ademas, un dispositivo de regulacion, estando dispuesto un conmutador de proteccion del motor electrico fuera de una instalacion de desconexion de seguridad de la turbina eolica. A traves de la retirada del conmutador de proteccion del motor fuera de la instalacion de desconexion de seguridad o bien de la cadena de seguridad es posible, en el caso de disparo del conmutador de proteccion del motor, procurar que se pueda continuar accionamiento con seguridad la turbina eolica sin desconexion de seguridad y, dado el caso, se pueda utilizar en adelante tambien para el suministro de corriente.
Segun la invencion, un disparo del conmutador de proteccion del motor genera una senal que se emite a un dispositivo de regulacion. Segun la invencion, el dispositivo de regulacion esta configurado para calcular si es necesaria una desconexion de seguridad de la turbina eolica.
Despues del disparo del conmutador de proteccion del motor, el dispositivo de regulacion ejecuta entonces medidas correspondientes, por ejemplo la parada de la turbina eolica, cuando la potencia de los restantes motores no es suficiente ya para el ajuste del angulo de paso o del angulo azimutal o cuando, por ejemplo, la sala de maquinas no debe o, dado el caso, puede ser seguida en virtud de la direccion del viento En efecto, en principio hay que contar con que predominan cargas similares en los otros motores. Sin embargo, no tiene que se necesario que todos los conmutadores de proteccion del motor se disparen para el movimiento de una parte movil.
Asf, por ejemplo, actualmente sucede que se utilizan ya hasta 8 motores electricos para desplazar o bien girar la sala de maquinas con respecto a su angulo azimutal. Durante el desplazamiento o giro de la pala del rotor en el angulo de paso son habituales uno o dos motores. De esta manera hay que contar con una parada de la turbina eolica inmediatamente en el momento en el que falla un motor del angulo de paso. Cuando falla un motor del angulo azimutal, puede continuar funcionando todavfa posiblemente la turbina eolica, cuando los otros motores son suficientemente funcionales y no estan presentes rafagas demasiado fuertes o bien no son necesarias o solo reducidas modificaciones del angulo de la sala de maquinas. En este caso, puede ser que la turbina eolica no deba pararse, en general, puesto que en el caso de conexion del conmutador de proteccion de un motor, que esta previsto para la modificacion de un angulo azimutal, este se puede poner en funcionamiento de nuevo a distancia despues de la refrigeracion del motor.
Con preferencia, el motor electrico se pone en funcionamiento de nuevo despues del transcurso de un tiempo predeterminado o cuando no se alcanza una temperatura predeterminada del motor electrico de manera automatica, a traves del dispositivo de regulacion o a distancia a traves de la instalacion de mando separada de la turbina eolica.
Con preferencia, esta previsto un dispositivo de medicion para la determinacion de la carga del motor electrico, de manera que el dispositivo de regulacion, en el caso de que se exceda un primer lfmite de carga predeterminado del motor electrico, reduce la carga del motor a traves de la reduccion del numero de revoluciones del rotor, a traves de la modificacion del angulo de la pala de la al menos una pala de rotor y/o a traves de la reduccion de la potencia de
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la turbina eolica.
Con preferencia, de esta manera se realiza una intervencion de regulacion y/o de control sobre un parametro de la turbina eolica, que se ocupa de que se reduzcan momentos de torsion altos, por ejemplo una torsion de la torre, que provocan momentos demasiado grandes sobre motores electricos que accionan partes moviles de la turbina eolica. Esto se puede realizar, por ejemplo, a traves de la reduccion del numero de revoluciones del rotor, a traves de la modificacion del angulo de la al menos una pala de rotor y/o a traves de la reduccion de la potencia de la turbina eolica. En el caso de una reduccion de la potencia de la turbina eolica, por ejemplo a traves de la toma mas reducida de potencia desde el generador o en el caso de una reduccion del numero de revoluciones asf como en el caso de una articulacion de las palas del rotor en la direccion de la posicion de la bandera, se reduce claramente la torsion de la torre y, por lo tanto, tambien el momento de torsion, que actua sobre el motor electrico. De esta manera es posible un funcionamiento seguro de la turbina eolica. Ademas, se pueden utilizar motores dimensionados mas pequenos.
Con preferencia, la carga del motor electrico se regula a un valor por debajo del primer lfmite de carga predeterminable. De esta manera es posible un funcionamiento todavfa mas seguro de la turbina eolica. Con preferencia, la intensidad de la intervencion sobre la medida, que conduce a la reduccion de la carga del motor electrico, esta en funcion de la desviacion de la carga desde el primer lfmite de carga, de manera que una desviacion mas reducida significa una intervencion mas debil y una desviacion mayor significa una intervencion mas fuerte. Con preferencia, se regula con un algoritmo de regulacion, que corresponde esencialmente a un regulador- PID que es un regulador-PID de este tipo.
Especialmente preferida es la medida en la que la parte movil es una sala de maquinas de la turbina eolica, que esta dispuesta sobre una torre y cuyo angulo azimutal es variable a traves del motor electrico y/o en la que la parte movil es la al menos una pala de rotor regulable en el angulo y el movimiento, que se provoca a traves del motor electrico, es una regulacion en el angulo del angulo de la pala. El motor electrico, que es con preferencia un motor asmcrono, es entonces, por ejemplo, un motor de ajuste del angulo azimutal o un motor de ajuste del angulo de paso. Tambien pueden estar previstos, respectivamente, varios motores para regular el angulo azimutal de la cabeza de la torre o bien de la sala de maquinas y de manera correspondiente pueden estar previstos tambien varios motores para regular el angulo de la pala del rotor.
Con preferencia, para la reduccion de la carga del motor electrico se realiza una modificacion, especialmente periodica, del angulo de la pala del al menos un rotor y/o de otra pala de rotor, que provoca una fuerza sobre la parte movil en una direccion predeterminada del movimiento, donde la direccion del movimiento representa la direccion del movimiento predeterminada a traves del motor. El motor se apoya en este caso a traves de la fuerza que acciona la parte movil. La fuerza, que actua a traves de la modificacion del angulo de la pala sobre la parte movil, esta dirigida, por lo tanto, en la direccion del movimiento provocado a traves del motor electrico o bien al menos una componente de la direccion de la fuerza va en la direccion del movimiento provocado por el motor electrico. En este caso, se aplica la medida que sirve en el documento EP 1 362 183 B1, por ejemplo, para conseguir el movimiento azimutal de la sala de maquinas o bien de la cabeza de la torre de la turbina eolica. A diferencia del documento EP 1 362 183 B1, el apoyo de la fuerza provocada por modificaciones del angulo de la pala solamente se utiliza cuando existe una carga correspondiente del motor electrico, que debe reducirse. Por lo tanto, segun la invencion, esta fuerza adicional a traves de la modificacion del angulo de la pala se utiliza para presionar o bien mantener la carga del motor electrico por debajo de un valor lfmite o bien por debajo de una curva caractenstica del valor lfmite.
Con preferencia, se provoca la reduccion de la carga de la turbina eolica a traves de a reduccion de un momento de un generador. El generador esta embridado tipicamente en la sala de maquinas en el rotor o bien en el arbol del rotor y esta conectado sobre una transmision o sin transmision. El generador sirve para la generacion de energfa electrica. Con preferencia esta previsto un generador asmcrono.
Con preferencia, el dispositivo de medicion es un dispositivo de medicion del numero de revoluciones del motor electrico, un dispositivo de medicion de la corriente, que fluye en el o en los motores electricos y/o un dispositivo de medicion del par motor para la medicion del par, que actua sobre el motor electrico o bien que el motor electrico ejerce sobre la parte movil. El dispositivo de medicion de la corriente mide, por ejemplo, la corriente, que fluye en el motor electrico p que fluye hacia el motor electrico.
Con preferencia, el primer lfmite de carga predeterminable es una curva caractenstica de valores de carga, que esta por debajo de la curva caractenstica de disparo de un conmutador de proteccion del motor electrico. La curva caractenstica de disparo del conmutador de proteccion del motor es, por ejemplo, una curva caractenstica en un diagrama de tiempo y corriente. La curva caractenstica de disparo se alcanza o bien se excede cuando ha fluido una corriente determinada durante un cierto tiempo. Por lo tanto, se utiliza una especie de valor integral de la corriente, en el que se forma una integral de un valor evaluado que fluye durante un tiempo correspondiente. La curva caractenstica reproduce en este caso aproximadamente el calentamiento del motor con la ayuda de la corriente que fluye a traves del motor. El conmutador de proteccion del motor puede ser tambien un rele de proteccion del motor,
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que reacciona exactamente a la temperatura del motor. Puede estar previsto, por ejemplo, tambien un sensor de temperatura, que conecta entonces el rele de proteccion del motor. As^ por ejemplo, puede encontrar aplicacion un rele de proteccion del motor TeSys del Tipo LRD12 de la Firma Telemechanique, que esta ajustado, por ejemplo, a 4 A y de esta manera, por ejemplo, con una carga simetrica de tres polos desde el estado caliente de funcionamiento con una corriente de 2 A se dispara despues de aproximadamente 30 s y/o a 8 A se dispara despues de aproximadamente 15 s. Con una carga simetrica de tres polos desde el estado fno, el conmutador de proteccion del motor se disparana entonces despues de aproximadamente 1 min.
Con preferencia, la curva caractenstica del valor de la carga del primer lfmite de carga predeterminable es de aproximadamente 70 % a 95 % de la curva caractenstica del conmutador de proteccion del motor (por lo tanto, de 5 % a 30 % por debajo) y especialmente de 80 % a 90 % de la curva caractenstica del conmutador de proteccion del motor. Por lo tanto, para el lfmite de carga se reproduce una curva caractenstica, que esta por debajo de la curva caractenstica del conmutador de proteccion del motor, de manera que la carga del motor se reduce oportunamente antes del disparo del conmutador de proteccion del motor.
Con preferencia, cuando se alcanza el primer lfmite de carga o un segundo lfmite de carga, que esta especialmente por encima del primer lfmite de carga, se interrumpe el movimiento de la parte movil a traves del motor durante un tiempo predeterminable. Con preferencia, tambien el segundo lfmite de carga esta por debajo de la curva caractenstica del conmutador de proteccion del motor, que conduce al disparo del conmutador de proteccion del motor.
Con preferencia, esta previsto un dispositivo para la puesta en funcionamiento, especialmente automatica, del motor electrico, para poder en funcionamiento de nuevo el motor despues del disparo del conmutador de proteccion del motor. Esto se realiza con preferencia a traves de un control remoto. En este caso, puede ser que el conmutador de proteccion del motor se dispare funcionalmente de manera similar a un hervidor de agua en el caso de calentamiento excesivo del motor y se repone de nuevo en el caso de refrigeracion correspondiente. No obstante, cuando se dispara el conmutador de proteccion del motor de la supervision del funcionamiento, se emite una senal, con la que o bien no se puede utilizar ya el motor para la modificacion del angulo azimutal o, en cambio, de manera correspondiente no esta ya en funcionamiento un motor del angulo de paso.
El conmutador de proteccion del motor puede ser componente de la cadena de seguridad o bien de una instalacion de desconexion de seguridad de la turbina eolica, de manera que el disparo del conmutador de proteccion del motor conduce inmediatamente a la parada de la turbina eolica.
El cometido se soluciona, ademas, por medio de un procedimiento para el funcionamiento de una turbina eolica con un rotor y al menos una pala de rotor regulable en el angulo y un motor electrico, en particular un motor asincrono, y con un dispositivo de regulacion, en el que el motor electrico presenta un conmutador de proteccion del motor, que esta dispuesto fuera de una instalacion de desconexion de seguridad de la turbina eolica, de manera que en el caso de disparo del conmutador de proteccion del motor, se genera una senal, que se emite a un dispositivo de regulacion.
Con preferencia, el dispositivo de regulacion determina si es necesaria una desconexion de seguridad de la turbina eolica, siendo realizada una desconexion de seguridad en el caso de que se haya determinado que esta es necesaria.
Ademas, con preferencia se pone en funcionamiento de nuevo el motor electrico despues del transcurso de un tiempo predeterminable o cuando no se excede una temperatura predeterminable automaticamente a traves del dispositivo de regulacion o a distancia a traves de la instalacion de mando separada de la turbina eolica.
Con preferencia, para el caso del disparo del conmutador de proteccion del motor, se pone en funcionamiento de nuevo el motor, en particular, automaticamente, segun un criterio predeterminable. El criterio para la puesta de nuevo en funcionamiento es con preferencia el transcurso de una duracion de tiempo predeterminable o la refrigeracion del motor, de manera que se conecta de nuevo el conmutador de proteccion del motor.
El criterio para una nueva puesta en funcionamiento puede ser tambien una movimiento absolutamente necesario de la parte movil, para realizar movimientos relevantes para la seguridad, que impiden una destruccion de la otra turbina eolica. Otro criterio puede ser que el funcionamiento de la turbina eolica no haya sido terminado por el dispositivo de regulacion o bien por la conduccion del funcionamiento a traves de la desconexion del motor o bien el disparo del conmutador de proteccion del motor, puesto que, por ejemplo, no era necesario un seguimiento azimutal durante la desconexion del motor y, por lo demas, ningun sensor genera una senal que indique una capacidad funcional deficiente del motor previamente desconectado a traves del conmutador de proteccion del motor.
En este caso, por ejemplo, el motor electrico puede ser conectado de nuevo o bien conmutado tambien a distancia, de manera que este se pone en funcionamiento tambien de nuevo de acuerdo con el dispositivo de regulacion. De
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manera alternativa, el motor se puede poner en funcionamiento automaticamente despues de la refrigeracion correspondiente y la conexion del conmutador de proteccion del motor, sin recibir una senal de arranque especial desde el dispositivo de regulacion.
La conexion del conmutador de proteccion del motor se realiza en este caso automaticamente con la refrigeracion y despues de un tiempo correspondiente, que puede ser predeterminable, de manera que cuando se aplica una tension correspondiente con una senal de control correspondiente del dispositivo de regulacion, se pone en funcionamiento el motor. La senal de control aplicada puede aplicarse en este caso tambien durante el tiempo, en el que el motor estaba desconectado, de manera que no es necesaria ninguna senal de arranque separada desde el dispositivo de regulacion para que se ponga el funcionamiento de nuevo el motor.
Con preferencia, estan previstas las siguientes etapas del procedimiento:
- Mover una parte movil de la turbina eolica con el motor electrico,
- Medir la carga del motor electrico y
- Reducir la carga del motor electrico cuando se ha excedido un primer lfmite de carga predeterminable, siendo realizada la reduccion de la carga a traves de una reduccion del numero de revoluciones del rotor, a traves de una modificacion del angulo de la al menos una pala de rotor regulable en el angulo y/o a traves de una reduccion de la potencia de la turbina eolica.
Con preferencia, antes de la reduccion de la carga del motor electrico, se detiene el motor electrico en el caso de que se exceda un tercer lfmite de carga predeterminables durante un tiempo predeterminable, realizando a continuacion las etapas del movimiento de la parte movil con el motor electrico, la medicion de la carga del motor electrico y la reduccion de la carga del motor electrico, cuando se ha excedido el primer lfmite de carga predeterminable. En este caso, se detiene entonces despues del movimiento de la parte movil de la turbina eolica con el motor electrico y la medicion de la carga del motor electrico en primer lugar una vez el motor electrico o bien no se alimenta ya con energfa y entonces despues de la puesta en funcionamiento de nuevo del motor, es decir, despues de mover otra vez la parte movil de la turbina eolica con e motor electrico y la medicion de la carga del motor electrico, se realiza dado el caso entonces la reduccion de la carga del motor electrico, cuando se ha excedido un primer lfmite de carga predeterminable, siendo realizada la reduccion de la carga a traves de la reduccion del numero de revoluciones del rotor, a traves de una modificacion del angulo de la al menos una pala de rotor regulable en el angulo y/o a traves de una reduccion de la potencia de la turbina eolica.
Con preferencia, el primer lfmite de carga predeterminable corresponde al tercer lfmite de carga predeterminable. El tercer lfmite de carga predeterminable puede estar, sin embargo, tambien por debajo del primer lfmite de carga predeterminable. De esta manera, se evita entonces de forma muy eficiente una sobrecarga del motor electrico. Para la parada del motor, se puede reducir la corriente alimentada al motor o bien la tension aplicada al motor o se puede colocar en 0 A o bien 0 V.
Con preferencia, se regula la carga del motor electrico a un valor por debajo del primer lfmite de carga predeterminable.
Con preferencia, la parte movil es una sala de maquinas de la turbina eolica, que esta dispuesta sobre una torre y cuyo angulo azimutal se modifica a traves del motor electrico, y/o la parte movil es al menos una pala de rotor regulable en el angulo, donde el motor electrico regula el angulo de la pala. Con preferencia, para la reduccion de la carga del motor electrico se realiza una modificacion periodica del angulo de la al menos una pala del rotor o de otra pala del rotor, que genera una fuerza sobre la parte movil en la direccion del movimiento provocado por el motor electrico.
Con preferencia, la reduccion de la potencia de la turbina electrica se provoca a traves de la reduccion del momento de un generador.
Con preferencia, la carga se mide o bien se determina a traves de una medicion del numero de revoluciones del motor electrico, de la corriente que fluye en el o al motor electrico y/o del momento, que actua sobre el motor electrico o que el motor electrico ejerce sobre la parte movil.
Con preferencia, el primer lfmite de carga predeterminable es una curva caractenstica de valores de carga, que esta por debajo de la curva caractenstica de disparo de un conmutador de proteccion del motor electrico.
Con preferencia, cuando se alcanza el primer lfmite de carga o un segundo lfmite de carga, que esta especialmente por encima del primer lfmite de carga, se interrumpe el movimiento a traves del motor durante un tiempo predeterminable. En este caso, se basa en el reconocimiento de que una parada de corta duracion del motor en casi todas las situaciones de funcionamiento no condiciona o apenas una carga elevada para la turbina eolica.
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El cometido se soluciona, ademas, por medio de una turbina eolica, que presenta un rotor, al menos una pala de rotor regulable en el angulo y al menos un motor electrico, donde el motor electrico esta previsto para el seguimiento de una gondola sobre una torre de la turbina eolica.
La turbina eolica segun la invencion, que esta configurada con preferencia segun las turbinas eolicas anteriores o bien como la invencion y/o preferidas, presenta la caractensticas de que esta prevista una corriente, que fluye en el al menos un motor electrico, como senal de entrada para un regulador, que esta previsto para el ajuste, especialmente dclico, de un angulo de la al menos una pala de rotor regulable en el angulo. De esta manera, segun la invencion, una senal de la corriente del accionamiento azimutal sirve como entrada de un regulador de paso.
Con preferencia, la suma de las corrientes, que fluyen en varios motores electricos, que sirven para el seguimiento de la gondola, sirve como corriente, que sirve como senal de entrada para un regulador para la regulacion especialmente dclica de un angulo de la al menos una pala de rotor regulable en el angulo.
La invencion es especialmente adecuada para la regulacion del angulo azimutal de la sala de maquinas, puesto que especialmente allf los motores electricos utilizados estan expuestos a cargas extremadamente altas, por ejemplo con vientos turbulentos. En efecto, los vientos turbulentos en los motores que son necesarios para la regulacion del angulo de la pala, no conducen necesariamente a fuerzas mayores, sino mas bien a una carga duradera de los motores de regulacion del angulo de la pala. En cambio, las fuerzas, que actuan sobre los motores con vientos turbulentos, que deben regular el angulo azimutal de la sala de maquinas, son extremadamente mucho mas altas. Precisamente en estos motores es especialmente adecuada la invencion, puesto que a traves de la invencion pueden encontrar aplicacion motores de estructura claramente mas pequena, dado que a traves de la invencion se reduce claramente la carga al mmimo.
A continuacion se describe la invencion sin limitacion de la idea general de la invencion con la ayuda de ejemplos de realizacion con referencia a los dibujos, remitiendo expresamente a los dibujos con respecto a todos los detalles de la invencion no explicados en particular.
La figura 1 muestra una representacion esquematica de una turbina electrica habitual.
La figura 2 muestra una representacion esquematica tridimensional de un sistema de seguimiento del angulo azimutal.
La figura 3 muestra una representacion esquematica de una parte de una turbina eolica.
La figura 4 muestra una representacion esquematica de una serie de curvas del angulo de la pala de tres palas de rotor sobre el tiempo.
La figura 5 muestra una curva del par de torsion de la torre que resulta de ellos en kNm sobre el tiempo.
La figura 6 muestra una serie de curvas de los angulos de tres palas de rotor con ajuste dclico de la pala segun la invencion, y
La figura 7 muestra una serie de curvas esquematicas de un par de torsion de la torre en kNm, que resulta de la regulacion dclica de la hoja de la figura 6 en el tiempo.
En las figuras siguientes, los elementos iguales o similares o bien las partes correspondientes estan provistos con los mismos numeros de referencia, de manera que se prescinde de una nueva presentacion correspondiente.
La figura 1 muestra una representacion esquematica de una turbina eolica 10. La turbina eolica 10 presenta un rotor 11 o bien un arbol de rotor 11', en el que estan dispuestos normalmente tres palas de rotor 12, 12', solo dos de las cuales se representan en la figura 1. Las palas de rotor 12, 12' son regulables por su angulo de la pala. El angulo de la pala se designa normalmente tambien como angulo de paso. A tal fin sirven normalmente motores electricos o bien al menos un motor por cada pala de rotor 12, 12', que no se representan, sin embargo, en la figura 1. El motor 14 de la figura 3 podna ser, por ejemplo, un motor de ajuste del angulo de la pala de este tipo. Por cada pala de rotor 12, 12' pueden estar previstos tambien dos o mas motores electricos para la regulacion del angulo de la pala.
La regulacion del angulo de la pala sirve para tomar potencia, que se proporciona a traves del viento que actua sobre la turbina eolica, de manera optima a traves de la pala del rotor. Ademas, la regulacion del angulo de la pala sirve para reducir la potencia consumida y, por lo tanto, tambien la carga de la turbina eolica a altas velocidades del viento.
La energfa eolica es convertida a traves de las palas del rotor 12, 12' en una rotacion del rotor 11. A traves de una transmision 24 se acciona un generador 20, que se conduce a traves de un cable de potencia 26, que se grna a
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traves de la torre 19, hacia una conexion electrica 27. AlK tiene lugar una transformacion en una alta tension, que se puede alimentar entonces a una red. La torre 19 esta fundada sobre un cimiento 28 y lleva en la parte superior la sala de maquinas 15, que presenta los componentes instalados correspondientes. Tambien se puede prever una turbina eolica 10, que no tiene transmision. Ademas, esta previsto normalmente tambien un freno del rotor 25 en el arbol rapido entre la transmision 24 y el generador 20. En la sala de maquinas 15 esta previsto, ademas, un dispositivo de regulacion 16, que regula y/o controla la turbina eolica 10.
La sala de maquinas 15 puede seguir la direccion del viento sobre motores electricos 13, 13'. Un ejemplo de un seguimiento correspondiente de la direccion del viento de la sala de maquina 15 se representa de forma esquematica tridimensional en la figura 2. En la figura 2 se representa solo un motor electrico 13. En la figura 1 se muestran dos motores electricos 13, 13'. En las turbinas eolicas modernas de 2 MW a 5 MW se utilizan hasta ocho motores electricos para el seguimiento azimutal de la sala de maquinas o bien el seguimiento de la direccion del viento.
Un seguimiento de la direccion del viento de la sala de maquinas 15 tiene lugar para reducir, por una parte, cargas de la turbina eolica 10 en virtud del ataque inclinado de la corriente del viento y, ademas, para elevar el rendimiento de energfa, puesto que se puede conseguir el rendimiento maximo de energfa a partir de un viento predeterminado, cuando la turbina eolica es atacada frontalmente por la corriente del viento. Puesto que aparecen modificaciones de la direccion del viento con relativa frecuencia tambien durante cortos espacios de tiempo, por ejemplo en el caso de modificaciones de la direccion del viento de hasta 15° durante varios minutos, se integra la modificacion de la direccion de viento y solo en el caso de modificaciones duraderas de la direccion del viento se sigue tambien el angulo azimutal de la sala de maquinas. La velocidad de seguimiento esta habitualmente en un intervalo de 0,1°/s a 0,5°/s, con preferencia en 0,3°/s. En el caso de fuertes modificaciones de la direccion de viento de hasta 40° o 50°, no se espera varios minutos con el seguimiento, sino que se sigue inmediatamente. En el caso de viento turbulentos, ello puede conducir a cargas muy altas de la turbina eolica y tambien fuerzas azimutales muy altas actuan sobre la sala de maquina, que pueden conducir a una carga fuerte de los motores electricos 13, 13' y de la transmision 30 de los motores electricos 13, 13'.
En la figura 2 se representa, como se ha mencionado, de forma esquematica una representacion tridimensional de un sistema de seguimiento del angulo azimutal de la sala de maquinas 15. Un motor 13 esta en conexion operativa a traves de una transmision 30 y un pinon 31 con una corona dentada 33. La transmision tiene lugar en el intervalo de 1:100 a 1:400, de manera que el pinon 31 gira con un factor de 1:100 a 1:400 de la velocidad de giro con relacion al motor. De esta manera se modifica el angulo azimutal de la sala de maquinas 15 sobre una rotacion en el cojinete azimutal.
Para la seguridad de la sala de maquinas 15 contra rotaciones no deseadas a traves de fuerzas que actuan sobre la sala de maquinas, esta previsto un anillo de frenado 36 con frenos 37. Los frenos 37, que se pueden poner en conexion operativa con el anillo de freno 36, sirven tambien para evitar oscilaciones durante el ajuste del angulo azimutal o bien durante el seguimiento de la sala de maquinas.
En el motor 13 esta previsto un dispositivo de medicion 19, que mide, por ejemplo, el numero de revoluciones del motor 13. Un dispositivo de regulacion, que se indica en la figura 1, por ejemplo, con 16 y en la figura 3 con 17, puede comparar ahora un numero teorico de revoluciones con el numero real de revoluciones realmente medido. En el caso de que se exceda una diferencia predeterminable del numero de revoluciones, se parte de una carga correspondiente del motor electrico, y tiene lugar una reduccion segun la invencion de la carga del motor electrico a traves de intervenciones de regulacion correspondientes, que se han descrito anteriormente. De manera correspondiente, el dispositivo de medicion 18 puede servir tambien para medir la corriente, que fluye en el motor o conduce hacia el motor. Si se excede un valor de la corriente medido predeterminable, se parte de que se ha alcanzado un lfmite de carga, de manera que tiene lugar una intervencion de regulacion, que conduce a la reduccion de la carga del motor electrico. Alternativa o adicionalmente se podna medir tambien una temperatura del motor y realizar una intervencion de regulacion cuando se alcanza una temperatura predeterminable.
El dispositivo de medicion 18' puede servir, por ejemplo, para determinar el numero de revoluciones del pinon 31. De manera correspondiente se puede formar tambien aqrn una diferencia entre un valor teorico del numero de revoluciones y un valor real y en el caso de una diferencia correspondiente, se puede partir de que se ha alcanzado un primer lfmite de carga o un segundo lfmite de carga del motor electrico. Por ultimo, tambien es posible determinar con los dispositivos de medicion 18 y 18', por ejemplo, el par de torsion del motor 13 o bien del pinon 31 y cuando se excede un par de torsion correspondiente, el dispositivo de regulacion reducira entonces de manera correspondiente la carga del motor electrico 13 a traves de intervenciones correspondientes, que se han descrito anteriormente.
Con las medidas mencionadas es posible disenar los motores electricos 13, 13', 14, que se utilizan para el movimiento de partes moviles de una turbina eolica, y especialmente los accionamientos azimutales mas pequenos que lo que era posible hasta ahora. De manera correspondiente, se pueden accionar turbinas electricas ya construidas con la invencion en zonas de viento mas diffcil, por ejemplo con rafagas de viento fuertes y vientos
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turbulentos.
La figura 3 muestra una representacion esquematica de una parte de una turbina eolica de un sistema de suministro de ene^a segun la invencion, siendo girada en este ejemplo una pala de rotor 12 sobre una corona dentada 34 y un pinon 32 correspondiente en su angulo de pala de rotor. En el angulo de la pala del rotor se trata de un angulo de giro alrededor de un eje longitudinal de la pala del rotor.
Tambien en este ejemplo de realizacion segun la figura 3 se representan un dispositivo de medicion 18 y un dispositivo de medicion 18', donde el dispositivo de medicion 18 mide, por ejemplo, un valor de la corriente en el motor 14 y conduce este valor al dispositivo de regulacion 17. El dispositivo de regulacion 17 puede desconectar el motor 14 de manera correspondiente, en particular regulando.
No solo en este ejemplo de realizacion segun figura 3, en prevision de un dispositivo de medicion 18, que mide un valor de la corriente en el motor o un valor de la corriente que se alimenta al motor, donde el motor es el motor que regula el angulo de la pala o, en cambio, tambien es el motor que regula el angulo azimutal, los valores medidos se pueden procesar en el dispositivo de regulacion de tal manera que estos son comparados con una curva caractenstica. Los valores de la corriente pueden integrarse, por ejemplo, en el dispositivo de regulacion 16, 17 sobre el tiempo, pudiendo ser diferente la duracion de tiempo en funcion de la altura de la corriente, de manera que se reproduce una curva caractenstica, que corresponde a una curva caractenstica de un conmutador de proteccion del motor, pero esta por debajo de ella. De esta manera se puede impedir entonces muy eficientemente el disparo del conmutador de proteccion del motor.
De acuerdo con la invencion se puede reducir tambien el par de torsion, que se genera por el generador 20, para reducir la carga del motor 14. Si debena producirse una desconexion del motor, por ejemplo, a traves de un circuito de proteccion del motor 21, se alimenta una senal correspondiente al dispositivo de regulacion 17 y se pone la turbina eolica entonces, por ejemplo, fuera de servicio. Para el caso de que en la parte movil accionada por el motor 14 no se trate, como en la figura 3, de una pala de rotor 12, sino de la sala de maquinas 15 puede tener sentido que el dispositivo de regulacion 17 no pare la turbia eolica, sino que la mantenga en adelante en funcionamiento para esperar a que la temperatura de funcionamiento del motor 14 se baje de nuevo, para que o bien se conecte de nuevo el circuito de proteccion del motor 21 a traves de un dispositivo de conexion 22, que se puede activar a traves del dispositivo de regulacion 17, y se ponga en funcionamiento de nuevo el motor 14 o, en cambio, el dispositivo de regulacion 17 reciba a distancia una senal correspondiente, con la que se conecta de nuevo el circuito de proteccion del motor 21. El acceso remoto se indica por medio de la flecha 41.
El circuito de proteccion del motor 21 puede estar configurado tambien de tal forma que este se conecta automaticamente despues de la refrigeracion y se pone en servicio el motor 14 cuando se aplica una senal correspondiente para un funcionamiento del motor 14 desde el dispositivo de regulacion 17. El dispositivo de regulacion 17 puede emitir tambien durante la desconexion del motor 14 de manera duradera una instruccion de regulacion o bien de control al motor 14, de que este debe ejecutar un movimiento. No obstante, tambien puede ser que ya despues de la reconexion del circuito de proteccion del motor 21 se emita una senal correspondiente al dispositivo de regulacion 17, que emite a continuacion entonces una solicitud de movimiento del motor 14, cuando debe modificarse, por ejemplo, el angulo de la pala o, en cambio, debe realizarse un seguimiento azimutal de la sala de maquinas 15.
Adicionalmente se representa en la figura 3 todavfa una variante opcional, en la que esta prevista una instalacion de mando 42 separada de la turbina eolica. A este respecto se remite especialmente al documento DE 10 2006 034 251 A1, que se incorpora en su integridad. Especialmente el ejemplo de realizacion, que se describe en la figura 2 de la solicitud de patente mencionada anteriormente y la descripcion correspondiente de las figuras se incorpora en su integridad en esta solicitud de patente.
En la figura 3 esta prevista ahora opcionalmente una instalacion de desconexion de seguridad 43, que esta conectada con el conmutador de proteccion del motor 21. Tan pronto como se dispara el conmutador de proteccion del motor 21, puede estar previsto que el dispositivo de desconexion de seguridad 43 prevea la desconexion de seguridad de la turbina eolica. De manera correspondiente, se emite una senal de desconexion de seguridad desde la instalacion de desconexion de seguridad 43 a la instalacion de mando 42. Cuando se conecta de nuevo la turbina eolica, se anula una senal de bloqueo correspondiente en la instalacion de desconexion de seguridad 43, por ejemplo, desde la instalacion de mando 42. La anulacion de la senal de bloqueo se transmite, por ejemplo, entonces al dispositivo de regulacion 17 y al dispositivo de conexion 22. Tambien el generador 20 esta conectado con la instalacion de desconexion de seguridad 43, cuando, por ejemplo, aparece allf un proceso relevante para la seguridad, que requiere una desconexion de seguridad. En este caso, se transmite una senal correspondiente a la instalacion de desconexion de seguridad 43. La instalacion de desconexion de seguridad 43 se representa aqrn solo esquematicamente. Se trata en sf de una cadena de hardware o bien cadena de seguridad de conmutadores conectados en serie (ver a este respecto la figura 3 del documento DE 10 2006 034 251 A1 y la descripcion correspondiente). Tan pronto como se dispara o se abre un conmutador, se genera una senal, que conduce a la
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desconexion de seguridad de la turbina eolica.
De acuerdo con la invencion, esta previsto que no existe una conexion entre el conmutador de proteccion del motor 21 y la instalacion de desconexion de seguridad 43, de manera que un disparo del conmutador de proteccion del motor 21 no conduce necesariamente a una desconexion de seguridad de la turbina eolica. En este caso, el dispositivo de regulacion 17 o bien un operador, que supervisa en la instalacion de mando 42 la turbina eolica, puede decidir si es necesaria una desconexion de seguridad.
La figura 4 muestra en un diagrama la curva de los angulos de tres palas de rotor sobre el tiempo en segundos. Estos se representan con curvas 51, 52 y 53 representadas diferentes. En este caso, se realiza colectivamente una regulacion de la pala. Las diferencias constantes del angulo de ataque correspondientes se pueden entender como tolerancias de fabricacion, que han sido consideradas en la simulacion. Se representa el angulo respectivo en grados sobre el tiempo en segundos.
La figura 5 muestra a este respecto (figura 4) la serie de curvas del par de torsion de la torre en kNm sobre el tiempo. Se puede reconocer que a traves de la regulacion colectiva de las palas del rotor se producen cargas elevadas de la turbina eolica.
En cambio, en la figura 6 se realiza una regulacion dclica de las palas del rotor, en la que la corriente medida de los motores de los accionamientos del seguimiento de la gondola, es decir, de los accionamiento azimutales, sirve como variable de entrada para el o los regulares para la regulacion de la pala. En particular, tiene lugar una regulacion regulada y dclica de la pala. En este caso, la corriente medida puede encontrar aplicacion en un motor o la suma de las corrientes medidas de varios motores o un valor medio de las corrientes medidas. El valor medio se puede formar tambien a partir de corrientes medidas ponderadas para evaluar, por ejemplo, mas alta una carga mas elevada de un motor. A traves de la utilizacion de la corriente de al menos un motor para el seguimiento de la gondola, por ejemplo, en el caso de direcciones variables del viento, se reduce claramente la carga de la turbina eolica, como se muestra en la figura 7.
En la figura 7 se representa tambien el par de torsion de la torre, especialmente el par de torsion de la cabeza de la torre en kNm sobre el tiempo. Hay que reconocer que este se reduce claramente. En comparacion con la carga extrema de la figura 5 de 3450 kNm, la carga maxima en la figura 7 es solo todavfa aproximadamente 1900 kNm. La evaluacion exacta da como resultado una reduccion de la carga maxima del 38 %. Las cargas de resistencia del funcionamiento se redujeron un 6 %, lo que es un valor considerable en el campote las turbinas eolicas. Esto se puede reconocer opticamente en que la carga de la figura 7 es esencialmente mas simetrica y con oscilaciones mas reducidas con respecto al eje-X se extiende como en la figura 5.
A traves de la utilizacion de la corriente en los motores como variable de entrada para el regulador se utiliza un valor de entrada, que es muy facil de detectar y de medir. Con preferencia, se utiliza la diferencia de la corriente medida con respecto a una corriente maxima predeterminable como variable de entrada. Con preferencia, la regulacion dclica de la pala para el apoyo del accionamiento azimutal solo de conecta o bien se utiliza cuando una variable de medicion predeterminable de una carga de accionamiento excede otro valor lfmite predeterminable. De esta manera, se reduce al mmimo la reduccion del rendimiento de energfa a traves del paso dclico, por ejemplo por debajo de la velocidad nominal del viento. Con este procedimiento se regula y/o se limita como resultado la corriente de los accionamientos azimutales a traves del paso dclico.
Todas las caractensticas mencionadas, tambien las caractensticas que se pueden deducir solo de los dibujos asf como tambien caractensticas individuales que se publican con otras caractensticas, se consideran individualmente y en combinacion como esenciales de la invencion. Las formas de realizacion de la invencion se pueden cumplir a traves de caractensticas individuales o una combinacion de varias caractensticas.
Lista de signos de referencia
10
Turbina eolica
11
Rotor
11'
Arbol de rotor
12,
12' Pala de rotor
13,
13' Motor
14
Motor
15
Sala de maquinas
16
Dispositivo de regulacion
17
Dispositivo de regulacion
18,
18' Dispositivo de medicion
19
Torre
20
Generador
21
Circuito de proteccion del motor
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37
41
42
43
51
52
53
54
Dispositivo de conexion
Cubo del rotor
Transmision
Freno del rotor
Cable de potencia
Conexion electrica
Cimiento
Transmision
Pinon
Pinon
Corona dentada Corona dentada Cojinete azimutal Anillo de freno Freno
Acceso remoto
Instalacion de mando
Instalacion de desconexion de seguridad
Curva del angulo de la 1a pala del rotor
Curva del angulo de la 2a pala del rotor
Curva del angulo de la 3a pala del rotor
Par de torsion de la torre [kNm]

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. - Sistema de alimentacion de ene^a con una turbina eolica (10) con un rotor (11) y al menos una pala de rotor (12, 12') regulable en el angulo y un motor electrico (13, 14), especialmente un motor asmcrono, para el movimiento de una parte movil (12, 15) de la turbina eolica (10), en el que la turbina eolica (10) presenta, ademas, un dispositivo de regulacion (16, 17), caracterizado por que un conmutador de proteccion del motor (21) del motor electrico (13, 14) esta dispuesto fuera de una instalacion de desconexion de seguridad (43) de la turbina eolica (10), en el que un disparo del conmutador de proteccion del motor (21) genera una senal, que se emite al dispositivo de regulacion (16, 17), en el que el dispositivo de regulacion (16, 17) esta configurado para determinar si es necesaria una desconexion de seguridad de la turbina eolica (10).
  2. 2. - Sistema de alimentacion de energfa segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el motor electrico (13, 14) se desconecta se pone en funcionamiento de nuevo despues de que ha transcurrido un tiempo predeterminable o si no se alcanza una temperatura predeterminable, a traves del dispositivo de regulacion (16, 17) o a distancia a traves de la instalacion de mando (42) separada de la turbina eolica 10.
  3. 3. - Sistema de alimentacion de energfa segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que esta previsto un dispositivo (22) para la puesta en funcionamiento de nuevo, especialmente automatica, del motor electrico (13, 14) para poner en funcionamiento de nuevo el motor (13, 14) despues del disparo del conmutador de proteccion del motor (21).
  4. 4. - Sistema de alimentacion de energfa segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la parte movil (12, 15) es una sala de maquinas (15) de la turbina eolica (10), que esta dispuesta sobre una torre (19) y cuyo angulo azimutal es variable a traves del motor electrico (13) y/o por que la parte movil (12, 15) es al menos una pala de rotor 12 regulable en el angulo y el movimiento, que se provoca a traves del motor electrico (14), es una regulacion en el angulo del angulo de la pala, en el que especialmente para la reduccion de la carga del motor electrico (13, 14) se realiza una modificacion especialmente periodica del angulo de la al menos una pala de rotor (12) y/o de otra pala del rotor (12'), que provoca una fuerza sobre la parte movil (12, 15) en una direccion predeterminable del movimiento, en el que se provoca especialmente una reduccion de la potencia de la turbina eolica (10) a traves de la reduccion de un momento de un generador (20).
  5. 5. - Sistema de alimentacion de energfa segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que esta previsto un dispositivo de medicion (18), que es un dispositivo de medicion del numero de revoluciones del motor electrico (13, 14), un dispositivo de medicion de la corriente para la corriente, que fluye en el o al motor electrico (13, 14), y/o un dispositivo de medicion del par de torsion para la medicion del momento, que actua sobre el motor electrico (13, 14) o bien que el motor electrico (13, 14) ejerce sobre la parte movil (12, 15).
  6. 6. - Sistema de alimentacion de energfa segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el al menos un motor electrico (13, 14) esta previsto para el seguimiento de una gondola sobre una torre de la turbina eolica (10), en el que una corriente, que fluye al menos a un motor electrico (13, 14), esta prevista como senal de entrada para un regulador, que esta previsto para la regulacion, especialmente dclica, de un angulo de la al menos una pala de rotor (12, 12') regulable en el angulo.
  7. 7. - Sistema de alimentacion de energfa segun la reivindicacion 6, caracterizado por que la corriente es la suma de las corrientes, que fluyen en varios motores electricos (13, 14), que sirven para el seguimiento de la gondola.
  8. 8. - Procedimiento para el funcionamiento de una turbina eolica (10) con un rotor (11) y al menos una pala de rotor (12, 12') regulable en el angulo y un motor electrico (13, 14), especialmente un motor asmcrono y con un dispositivo de regulacion (16, 17), caracterizado por que el motor electrico (13, 14) presenta un conmutador de proteccion del motor (21), que esta dispuesto fuera de una instalacion de desconexion de seguridad (43) de la turbina eolica (10), en el que durante el disparo del conmutador de proteccion del motor (21) se genera una senal, que se emite a un dispositivo de regulacion (16, 17), en el que el dispositivo de regulacion (16, 17) determina si es necesaria la desconexion de seguridad de la turbina eolica (10).
  9. 9. - Procedimiento segun la reivindicacion 8, caracterizado por que el motor electrico (13, 14) se pone en funcionamiento de nuevo despues de que ha transcurrido un tiempo predeterminado o si no se alcanza una temperatura predeterminable automaticamente a traves del dispositivo de regulacion (16, 17) o a distancia a traves de la instalacion de mando (42) separada de la turbina eolica (10).
  10. 10. - Procedimiento segun la reivindicacion 8 o 9, caracterizado por que se realizar las siguientes etapas:
    - Mover una parte movil (12, 15) de la turbina eolica (10) con el motor electrico (13, 14),
    - Medir la carga del motor electrico (13, 14) y
    - Reducir la carga del motor electrico (13, 14) cuando se ha excedido un primer lfmite de carga
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    20
    25
    30
    predeterminable, siendo realizada la reduccion de la carga a traves de una reduccion del numero de revoluciones del rotor (11), a traves de una modificacion del angulo de la al menos una pala de rotor (12) regulable en el angulo y/o a traves de una reduccion de la potencia de la turbina eolica (10).
  11. 11. - Procedimiento segun la reivindicacion 10, caracterizado por que antes de la reduccion de la carga del motor electrico (13, 14), separa el motor electrico (13, 14) en el caso de que se exceda un tercer lfmite predeterminable de la carga durante un tiempo predeterminable, siendo realizadas a continuacion las etapas del movimiento de la parte movil (12, 15) con el motor electrico (13, 14), la medicion de la carga del motor electrico (13, 14) y la reduccion de la carga del motor electrico (13, 14), cuando se ha excedido el primer lfmite de la carga predeterminable, regulando especialmente la carga del motor electrico (13, 14) a un valor por debajo del primer lfmite de la carga predeterminable.
  12. 12. - Procedimiento segun la reivindicacion 10 u 11, caracterizado por que la parte movil (12, 15) es una sala de maquinas (15) de la turbina eolica (10), que esta dispuesta sobre una torre (19) y cuyo angulo azimutal se modifica a traves del motor electrico (13), y/o por que la parte movil (12, 15) es la al menos una pala de rotor regulable en el angulo (12, 12') y por que el motor electrico (14) regula el angulo de la pala, en el que especialmente para la reduccion de la carga del motor electrico (13, 14) se realiza una modificacion, especialmente periodica, del angulo de la al menos una pala de rotor (12) y/o de otra pala del rotor (12'), que genera una fuerza sobre la parte movil (12, 15) en la direccion del movimiento provocado por el motor electrico (13, 14).
  13. 13. - Procedimiento segun una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que la carga se determina a traves de una medicion del numero de revoluciones del motor electrico (13, 14), de la corriente que fluye en o al motor electrico (13, 14) y/o del momento, que actua sobre el motor electrico (13, 14) o que el motor electrico (13, 14) ejerce sobre la parte movil (12, 15).
  14. 14. - Procedimiento segun una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado por que el primer lfmite predeterminable de la carga es una curva caractenstica de valores de la carga, que esta por debajo de la curva caractenstica de disparo de un conmutador de proteccion del motor (21) del motor electrico (13, 14), en el que especialmente cuando se consigue el primer lfmite de la carga o un segundo lfmite de la carga, que esta especialmente por encima del primer lfmite de la carga, se interrumpe el movimiento de la parte movil (12, 15) a traves del motor (13, 14) durante un tiempo predeterminable, siendo puesto en funcionamiento de nuevo el motor (13, 14), para el caso del disparo del conmutador de proteccion del motor (21), especialmente de forma automatica, de acuerdo con un criterio predeterminable.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK200701144A (da) * 2007-08-13 2009-02-14 Siemens Wind Power As Monitoring of blade frequencies of a wind turbine
CN103994033B (zh) * 2009-06-30 2017-06-23 维斯塔斯风力***集团公司 具有改进的偏航控制的风轮机
US7944070B2 (en) * 2009-08-25 2011-05-17 Vestas Wind Systems A/S Yaw system for a nacelle of a wind turbine and wind turbine
US8203230B2 (en) * 2010-06-29 2012-06-19 General Electric Company Yaw bearing system
DE102010043435A1 (de) * 2010-11-04 2012-05-10 Aloys Wobben Windenergieanlage
WO2012066107A2 (de) * 2010-11-17 2012-05-24 Suzlon Energy Gmbh Verfahren zum bestimmen von betriebszuständen einer windturbine
DE102011077613A1 (de) 2011-06-16 2012-12-20 AVAILON GmbH Windnachführungsanordnung und Verfahren zur Nachführung eines Rotors einer Windenergieanlage sowie Überwachungsvorrichtung hierfür
WO2013004244A2 (en) 2011-07-04 2013-01-10 Vestas Wind Systems A/S A method of yawing a rotor of a wind turbine
US8317471B2 (en) 2011-11-29 2012-11-27 General Electric Company Method for preventing rotor overspeed of a wind turbine
CN103174590B (zh) * 2013-04-03 2015-12-02 无锡中秀驱动技术有限公司 中型风力机组功率调节器的调节方法
DE102016114184A1 (de) 2016-08-01 2018-02-01 Wobben Properties Gmbh Maschinenhaus und Rotor für eine Windenergieanlage sowie Verfahren
EP3337027A1 (de) * 2016-12-16 2018-06-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum rechnergestützten betrieb eines elektromotors
CN113236486B (zh) * 2021-05-21 2022-06-28 广东电网有限责任公司 风机朝向调节机构及风力发电装置
US11802545B1 (en) * 2022-09-26 2023-10-31 General Electric Company Method and system for detection and mitigation of edge-wise vibrations in wind turbine blades

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0995904A3 (de) * 1998-10-20 2002-02-06 Tacke Windenergie GmbH Windkraftanlage
DE10106208C2 (de) * 2001-02-10 2002-12-19 Aloys Wobben Windenergieanlage
US20040076518A1 (en) * 2002-10-17 2004-04-22 Drake Devon Glen Tilt stabilized / ballast controlled wind turbine
DE10307929B4 (de) 2003-02-25 2013-06-06 General Electric Co. Anordnung zur Drehung einer Maschinengondel
US7175389B2 (en) * 2004-06-30 2007-02-13 General Electric Company Methods and apparatus for reducing peak wind turbine loads
DE102004051054A1 (de) * 2004-10-19 2006-04-20 Repower Systems Ag Vorrichtung für eine Windenergieanlage
JP4814644B2 (ja) * 2006-02-01 2011-11-16 富士重工業株式会社 風力発電装置
DE102006029640B4 (de) * 2006-06-28 2010-01-14 Nordex Energy Gmbh Windenergieanlage mit einem Maschinenhaus
US7560823B2 (en) * 2006-06-30 2009-07-14 General Electric Company Wind energy system and method of operation thereof
DE102006034251B8 (de) 2006-07-21 2014-08-21 Senvion Se Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
ES2375310T3 (es) * 2007-09-12 2012-02-28 Siemens Aktiengesellschaft Controlador para sistema de guiñada para una turbina eólica y método para reducir las cargas que actúan sobre tal sistema de guiñada.

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