ES2854923T3 - Tren de transmisión para un aerogenerador - Google Patents
Tren de transmisión para un aerogenerador Download PDFInfo
- Publication number
- ES2854923T3 ES2854923T3 ES12151855T ES12151855T ES2854923T3 ES 2854923 T3 ES2854923 T3 ES 2854923T3 ES 12151855 T ES12151855 T ES 12151855T ES 12151855 T ES12151855 T ES 12151855T ES 2854923 T3 ES2854923 T3 ES 2854923T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- generator
- gearbox
- rotor
- shaft
- coupling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D15/00—Transmission of mechanical power
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D15/00—Transmission of mechanical power
- F03D15/10—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/0244—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking
- F03D7/0248—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking by mechanical means acting on the power train
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/70—Bearing or lubricating arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/80—Arrangement of components within nacelles or towers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/80—Arrangement of components within nacelles or towers
- F03D80/88—Arrangement of components within nacelles or towers of mechanical components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/90—Braking
- F05B2260/902—Braking using frictional mechanical forces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Tren (1) de transmisión para un aerogenerador, comprendiendo el tren (1) de transmisión una caja (2) de engranajes, un generador (3) y un acoplamiento (4) entre un eje (5) de salida de la caja (2) de engranajes y un eje (6) del rotor del generador (3), estando el eje (5) de salida de la caja de engranajes acoplado al rotor (9) del generador mediante el acoplamiento (4), comprendiendo el generador un rotor (9) y un estator (23), comprendiendo el rotor (9) un eje (6) del rotor y una estructura (10) que soporta electroimanes y/o imanes permanentes, en el que: - la caja (2) de engranajes y el generador (3) son componentes independientes y separados, de manera que cada uno de entre la caja (2) de engranajes y el generador (3) tiene su propia carcasa (7, 8) y el eje (5) de salida de la caja (2) de engranajes y el eje (6) del rotor del generador (3) están soportados respectivamente por una disposición (15) de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y una disposición (18a, 18b) de cojinetes del eje del rotor del generador, - la disposición (18a, 18b) de cojinetes del eje del rotor comprende un cojinete (18a) del rotor situado en un primer extremo del eje (6) del rotor más cercano a la caja (2) de engranajes y un cojinete (18b) del rotor situado en un segundo extremo del eje (6) del rotor más alejado desde la caja de engranajes, - la carcasa (8) del generador (3) está conectada directamente a la carcasa (7) de la caja (2) de engranajes, - un módulo (14) de salida de la caja de engranajes, que comprende el eje (5) de salida de la caja de engranajes, la disposición (15) de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y una carcasa (16) de cojinetes del eje de salida, que se extiende al menos parcialmente al interior del generador (3), de manera que el módulo (14) de salida de la caja de engranajes se extienda al menos parcialmente más allá de un plano (P) definido por una superficie frontal de una estructura (10) que soporta los elementos (11) activos, si dicha estructura (10) es la primera parte giratoria del generador (3) que se encuentra en una dirección desde la caja (2) de engranajes al generador (3), o por una superficie frontal del eje (6) del rotor del generador (3), si el eje (6) del rotor es la primera rotación del generador (3) que se encuentra en una dirección desde la caja (2) de engranajes al generador (3), caracterizado porque - el acoplamiento (4) se extiende a través de un centro del eje (6) del rotor del generador (3) y está acoplado al eje (6) del rotor del generador en un lado (G) del generador (3) opuesto al lado del generador (3) conectado a la caja de engranajes.
Description
DESCRIPCIÓN
Tren de transmisión para un aerogenerador
Campo técnico de la invención
La presente invención se refiere a un tren de transmisión para un aerogenerador. Más particularmente, la presente invención se refiere a un tren de transmisión que comprende una caja de engranajes y un generador y un acoplamiento entre la caja de engranajes y el generador.
Antecedentes de la invención
En la actualidad, el mercado de los aerogeneradores está cambiando rápidamente. Existe una demanda continua de aerogeneradores más grandes que sean capaces de generar una mayor cantidad de megavatios de electricidad, conocidos también como aerogeneradores multimegavatio. Al mismo tiempo, los requisitos para la reducción de tamaño y de peso de los aerogeneradores y sus componentes son cada vez más importantes.
En los aerogeneradores, típicamente un rotor de aerogenerador acciona un eje de baja velocidad de una unidad de transmisión de engranajes o caja de engranajes, que transforma el par y la velocidad del rotor al par de torsión y a la velocidad requeridos de un generador eléctrico. La creciente demanda de aerogeneradores multimegavatio impone una presión exigente sobre los nuevos diseños de componentes, especialmente de los trenes de transmisión, para dichos aerogeneradores. Esto es debido a que el peso y el coste del aerogenerador deben mantenerse tan bajos como sea posible o al menos dentro de intervalos aceptables, mientras que al mismo tiempo debe garantizarse que los componentes pueden soportar las elevadas cargas del rotor que se generan durante el funcionamiento del aerogenerador.
Además, otra cuestión importante es tener en cuenta su facilidad de mantenimiento. El servicio de mantenimiento, por ejemplo, el mantenimiento o la sustitución de componentes de los componentes del tren de transmisión de un aerogenerador, tal como una caja de engranajes y/o un generador, es en muchos casos una actividad difícil y cara, especialmente para los aerogeneradores marinos. Por lo tanto, los diseños de aerogeneradores no sólo deben ser fiables con el fin de limitar las actividades de mantenimiento, sino que deberían tener también un mantenimiento fácil de manera que el mantenimiento, cuando sea necesario, pueda realizarse fácilmente y a bajo coste.
Por lo tanto, en la actualidad, los requisitos del mercado de energía eólica tienden a diseños más compactos que aun así sean fáciles de mantener.
Convencionalmente, los diseños conocidos se construyen como una conexión en serie de una caja de engranajes, un acoplamiento y un generador, uno detrás del otro. Una ventaja de dichos diseños convencionales es que se proporciona suficiente espacio para el servicio y el mantenimiento de los diferentes componentes. Sin embargo, un inconveniente principal de estos diseños convencionales es su elevada longitud. Esto aumenta significativamente el tamaño de la góndola, lo que hace la góndola más pesada y aumenta el coste de la góndola.
El documento US 7.815.536 describe a un tren de transmisión para un aerogenerador. El aerogenerador incluye un rotor conectado a un eje de baja velocidad que, a su vez, está conectado a una caja de engranajes. La caja de engranajes, que es una caja de engranajes planetarios compuestos, tiene un eje de alta velocidad conectado a un generador. La carcasa de la caja de engranajes está conectada a una carcasa del estator del generador. El eje del piñón solar se usa como la entrada mecánica al generador. El tren de transmisión incluye un cojinete interpuesto entre la caja de engranajes y el generador, mediante el cual los cojinetes del generador están contenidos completamente en el interior de la caja de engranajes, compartiendo de esta manera la lubricación y la refrigeración del sistema de caja de engranajes.
El tren de transmisión descrito en el documento US 7.815.536 tiene un diseño compacto. Esto puede reducir el tamaño requerido de la góndola, lo que puede conducir a un diseño de góndola más ligero. Sin embargo, un inconveniente de este tren de transmisión es que la caja de engranajes y el generador están ambos soportados por los mismos cojinetes o la misma disposición de cojinetes y que, de esta manera, la caja de engranajes y el generador no se forman como dos entidades separadas o independientes. Esto hace que el servicio y el mantenimiento sea más difícil y que requiera mucho tiempo y, por lo tanto, aumenta los costes de dicho servicio y dicho mantenimiento. De esta manera, existe una gran demanda de diseños más compactos, pero que aun así sean fáciles de mantener.
El documento CN 101 363 407 A describe un tren de transmisión para un aerogenerador según el preámbulo de la reivindicación 1.
Además, el hecho de que la caja de engranajes y el generador no se forman como entidades independientes hace que la comprobación de la caja de engranajes y del generador sea más complicada, ya que no pueden ser comprobados por separado. Esto es debido a que, en la mayoría de los casos, los bancos de pruebas son adecuados para cajas de engranajes o para generadores. Cuando la caja de engranajes y el generador deben comprobarse mientras están conectados entre sí, dichos bancos de pruebas podrían requerir un ajuste con el fin de ser capaces de realizar dichas pruebas.
Sumario de la invención
La presente invención proporciona un tren de transmisión para un aerogenerador con las características de la reivindicación 1. El tren de transmisión comprende una caja de engranajes, un generador y un acoplamiento entre un eje de salida de la caja de engranajes y un eje de rotor del generador. La caja de engranajes y el generador son componentes independientes y separados, de manera que uno de entre la caja de engranajes y el generador tiene su propia carcasa y el eje de salida de la caja de engranajes y el eje del rotor del generador están soportados respectivamente por una disposición de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y una disposición de cojinetes del eje del rotor del generador. De esta manera, la disposición de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y la disposición de cojinetes del eje del rotor del generador están formadas por dos disposiciones de cojinetes diferentes. En otras palabras, cada uno de entre el eje de salida de la caja de engranajes y el eje del rotor del generador tiene su propia disposición de cojinetes. Una consecuencia de que la caja de engranajes y el generador sean componentes o entidades separadas es que cada uno de entre la caja de engranajes y el generador puede comprobarse por separado. La carcasa del generador está conectada directamente a la carcasa de la caja de engranajes, por ejemplo, mediante una unión atornillada. Además, un módulo de salida de la caja de engranajes, que comprende el eje de salida de la caja de engranajes, la disposición de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y una carcasa de cojinetes del eje de salida, se extiende al menos parcialmente al interior del generador, de manera que el módulo de salida de la caja de engranajes se extienda al menos parcialmente más allá de un plano definido por una superficie axial de una parte giratoria del generador que se encuentra primero en una dirección que va desde la caja de engranajes al generador. Además, el acoplamiento se extiende a través de un centro del eje del rotor del generador y está acoplado al eje del rotor del generador en un lado del generador del tren de transmisión.
El lado del generador del tren de transmisión hace referencia al lado del tren de transmisión opuesto al lado de rotor del tren de transmisión que está destinado a estar conectado a un rotor de un aerogenerador. El lado del generador del tren de transmisión indica el lado del generador opuesto al lado del generador que está conectado a la caja de engranajes. Puede hacerse referencia también al lado del generador como lado no rotor del tren de transmisión.
Que la carcasa del generador está conectada directamente a la carcasa de la caja de engranajes significa que no hay otras partes de la caja de engranajes o del generador presentes entre la carcasa de la caja de engranajes y la carcasa del generador en su conexión. Debe entenderse que, por ejemplo, los medios para reducir vibraciones o cualesquiera otros medios requeridos entre la carcasa de la caja de engranajes y la carcasa del generador para evitar las influencias negativas que actúan sobre el tren de transmisión, tales como, por ejemplo, anillos de goma o partes de goma, no se consideran como partes de la caja de engranajes o del generador. Por lo tanto, cuando dichos medios están presentes entre la carcasa de la caja de engranajes y la carcasa del generador, esta se considera todavía como una conexión directa entre la carcasa de la caja de engranajes y la carcasa del generador.
La caja de engranajes puede tener un diseño coaxial. Por ejemplo, la caja de engranajes puede comprender al menos una etapa de engranaje planetario o puede comprender al menos una etapa de engranaje diferencial o puede ser cualquier otra caja de engranajes con un diseño coaxial, tal como conoce una persona experta en la técnica.
Según las realizaciones de la invención, el generador puede ser cualquier generador adecuado, tal como conoce una persona experta en la técnica.
Una ventaja de un tren de transmisión según las realizaciones de la invención es que es muy compacto. Esto es debido a que al menos una parte del módulo de salida y del acoplamiento se extiende en el interior del generador.
El generador comprende un rotor y un estator, comprendiendo el rotor un eje de rotor y una estructura que soporta los elementos activos. Según las realizaciones de la invención, la superficie axial de una parte giratoria del generador que se encuentra primero está formada por una superficie frontal de la estructura que soporta los elementos activos. Según dichas realizaciones, el módulo de salida de la caja de engranajes puede extenderse al menos parcialmente al interior de una cavidad en la carcasa del generador. La cavidad puede tener una dimensión en la dirección axial, un primer diámetro y un segundo diámetro, siendo el primer diámetro igual o menor que el segundo diámetro y mayor que un extremo del módulo de salida más cercano al generador, y siendo el segundo diámetro mayor que el mayor diámetro de la parte del módulo de salida de la caja de engranajes que se extiende al interior del generador. Por lo tanto, en otras palabras, según dichas realizaciones, la forma de la carcasa del generador es tal que la parte del módulo de salida de la caja de engranajes que se extiende al interior del generador encaje en la misma. Puede hacerse referencia también a la carcasa del generador como carcasa del estator del generador. Además, según estas realizaciones, el eje del rotor del generador puede estar situado a una distancia igual a la dimensión axial desde la ubicación en la que la carcasa de la caja de engranajes está conectada a la carcasa del generador. Además, un primer cojinete del eje del rotor puede estar situado en un lado del eje del rotor del generador más cercano a la caja de engranajes y un segundo cojinete del eje del rotor puede estar situado en un lado del eje del rotor del generador más cercano a un extremo del generador más alejado desde la caja de engranajes.
Según las realizaciones de la invención, el eje del rotor puede tener un diámetro interior y el acoplamiento puede conectarse al eje de salida de la caja de engranajes mediante una brida que tiene un diámetro exterior que es menor que el diámetro interior del eje del rotor.
Según otras realizaciones de la invención, el eje del rotor puede tener un diámetro interior y el acoplamiento puede conectarse al eje de salida de la caja de engranajes mediante una brida que tiene un diámetro exterior que es mayor que el diámetro interior del eje del rotor.
Según realizaciones adicionales de la invención, la superficie axial de una parte giratoria del generador que se encuentra primero está formada por una superficie frontal del eje del rotor del generador. Por lo tanto, según dichas realizaciones, la forma del eje del rotor del generador puede ser tal que la parte del módulo de salida de la caja de engranajes que se extiende al interior del generador encaje en la misma.
Según realizaciones particulares, el diámetro interior del eje del rotor del generador puede ser mayor que el mayor diámetro de la parte del módulo de salida de la caja de engranajes que se extiende al interior del generador. De esta manera, el módulo de salida de la caja de engranajes puede extenderse al menos en parte al interior del eje del rotor del generador. Según dichas realizaciones, un primer cojinete del eje del rotor puede estar situado en un lado del eje del rotor más cercano a la caja de engranajes y un segundo cojinete del eje del rotor puede estar situado en un lado del eje del rotor más cercano a un extremo del generador más alejado desde la caja de engranajes.
Según otras realizaciones particulares, el eje del rotor del generador puede tener una primera parte con un primer diámetro en un extremo del generador más cercano a la caja de engranajes y una segunda parte con un segundo diámetro en un extremo del generador más alejado desde la caja de engranajes, siendo el primer diámetro mayor que el segundo diámetro y mayor que el mayor diámetro de la parte del módulo de salida de caja de engranajes que se extiende al interior del generador. Según dichas realizaciones, un primer cojinete del eje del rotor puede estar situado en la primera parte del eje del rotor y un segundo cojinete del eje del rotor puede estar situado en la segunda parte del eje del rotor.
Según las realizaciones de la invención, el acoplamiento puede ser hueco y puede conectarse al módulo de salida de la caja de engranajes, por ejemplo, con una conexión atornillada que es accesible desde el interior del acoplamiento. Una ventaja de esto es que, de esta manera, el acoplamiento puede ser completamente desmontable desde el tren de transmisión mientras la caja de engranajes y el generador están conectados entre sí mediante sus carcasas, es decir, cuando la caja de engranajes y el generador están en su sitio. Por completamente desmontable se entiende que el acoplamiento en su conjunto puede ser retirado desde el tren de transmisión sin tener que desconectar y retirar primero el generador desde la caja de engranajes mediante la desconexión de sus carcasas. Una ventaja de esto es que el tren de transmisión es fácil de mantener.
El acoplamiento puede estar formado por un material eléctricamente aislante. De esa manera, el rotor y el estator del generador están aislados del resto del tren de transmisión o, en otras palabras, de la caja de engranajes. Por lo tanto, no se produce ninguna transferencia eléctrica, es decir, transferencia de corrientes parásitas, desde el generador a la caja de engranajes.
Según las realizaciones de la invención, el tren de transmisión puede comprender además un conjunto de freno que comprende un disco de freno y pinzas de freno. El disco de freno del conjunto de freno puede fijarse a un extremo del acoplamiento situado más alejado del generador y las pinzas de freno pueden fijarse a una parte estática de la carcasa del generador.
Breve descripción de los dibujos
Cabe señalar que los mismos signos de referencia en las diferentes figuras hacen referencia a los mismos elementos o a elementos similares o análogos.
La Fig. 1, la Fig. 2a y la Fig. 2b ilustran esquemáticamente el concepto y los principios de un tren de transmisión según las realizaciones de la invención.
La Fig. 3 a la Fig. 7 ilustran parte de un tren de transmisión según diferentes realizaciones de la invención.
La Fig. 8 ilustra parte de un tren de transmisión según una realización de la invención.
Descripción de realizaciones ilustrativas
En la descripción, se usarán diferentes realizaciones para describir la invención. Por lo tanto, se hará referencia a diferentes dibujos. Debe entenderse que estos dibujos pretenden ser no limitativos y que la invención sólo está limitada por las reivindicaciones. De esta manera, los dibujos tienen propósitos ilustrativos, el tamaño de algunos de los elementos en los dibujos puede estar exagerado en aras de una mayor claridad.
El término "conectado", tal como se usa en las reivindicaciones y en la descripción, no debe interpretarse como restringido a conexiones directas, a menos que se especifique lo contrario. De esta manera, que la parte A está conectada a la parte B no se limita a que la parte A esté en contacto directo con la parte B, sino que incluye también un contacto indirecto entre la parte A y la parte B, en otras palabras, incluye también el caso en el que hay partes intermedias presentes entre la parte A y la parte B.
La presente invención proporciona un tren de transmisión para un aerogenerador. El tren de transmisión comprende una caja de engranajes, un generador y un acoplamiento entre un eje de salida de la caja de engranajes y un eje de rotor del generador. La caja de engranajes y el generador son componentes independientes y separados. Esto significa que cada uno de entre la caja de engranajes y el generador tiene su propia carcasa y cada uno tiene su propia disposición de cojinetes. Que cada uno de entre la caja de engranajes y el generador tenga su propia disposición de cojinetes significa que el eje de salida de la caja de engranajes y el eje del rotor del generador están soportados respectivamente por una disposición de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y una disposición de cojinetes del eje del rotor del generador, de manera que la disposición de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y la disposición de cojinetes del eje del rotor del generador están formadas por diferentes disposiciones de cojinetes, a las que se hace referencia también como conjuntos de cojinetes o conjuntos de cojinete. Además, la carcasa del generador está conectada directamente a la carcasa de la caja de engranajes, por ejemplo, mediante una unión atornillada.
Un módulo de salida de la caja de engranajes, que comprende el eje de salida de la caja de engranajes, la disposición de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y una carcasa de cojinetes del eje de salida, se extiende al menos parcialmente al interior del generador, de manera que el módulo de salida de la caja de engranajes se extienda al menos parcialmente más allá de un plano definido por una superficie axial de una parte giratoria del generador que se encuentra primero en una dirección que va desde la caja de engranajes al generador. Además, el acoplamiento se extiende a través de un centro del eje del rotor del generador y está acoplado al eje del rotor del generador en un lado del generador del tren de transmisión.
El concepto novedoso e inventivo de un tren de transmisión según las realizaciones de la invención reside en que la combinación de que la caja de engranajes y el generador sean entidades separadas, que la carcasa del generador esté conectada directamente a la carcasa de caja de engranajes, que el módulo de salida de la caja de engranajes se extienda al menos parcialmente más allá de un plano definido por una superficie axial de una parte giratoria del generador que se encuentra primero en una dirección que va desde la caja de engranajes al generador y que el acoplamiento se extienda a través del generador y se acople al rotor del generador en el lado posterior, es decir, el lado del generador, del tren de transmisión. Se reconoce que algunas de las propiedades anteriores pueden ser conocidas, por separado, a partir de otros diseños de caja de engranajes. Sin embargo, el concepto novedoso e inventivo radica en la combinación específica de dichas propiedades, tal como se han expuesto anteriormente.
Una ventaja de un tren de transmisión según las realizaciones de la invención es que es muy compacto. Esto es debido a que al menos parte del módulo de salida y del acoplamiento se extiende en el interior del generador. Además, aunque es muy compacto, un tren de transmisión según las realizaciones de la invención es fácil de mantener y de reparar, ya que la caja de engranajes y el generador están formados como entidades separadas, lo que hace posible el mantenimiento de estos componentes por separado y de manera independiente uno de otro. Además, en un tren de transmisión que tiene un diseño según algunas realizaciones de la invención, el acoplamiento puede retirarse del tren de transmisión sin necesidad de desconectar el generador desde la caja de engranajes, lo que puede ahorrar una considerable cantidad de tiempo y, por consiguiente, puede reducir significativamente los costes de servicio o de la sustitución del acoplamiento del tren de transmisión.
La Fig. 1 ilustra esquemáticamente el principio de un tren 1 de transmisión según realizaciones de la presente invención. El tren 1 de transmisión comprende una caja 2 de engranajes y un generador 3 y un acoplamiento 4 entre un eje 5 de salida de la caja de engranajes y un eje 6 del rotor del generador. La caja 2 de engranajes y el generador 3 son entidades separadas. Esto significa que cada uno de entre la caja 2 de engranajes y el generador 3 tiene su propia carcasa, respectivamente la carcasa 7 de la caja de engranajes y la carcasa 8 del generador y cada uno tiene su propia disposición de cojinetes (véase más adelante). La carcasa 8 del generador 3 está conectada directamente a la carcasa 7 de la caja 2 de engranajes, por ejemplo, por medio de una conexión atornillada (no mostrada en la Fig. 1, véase más adelante). Que la carcasa 8 del generador 3 conectada directamente a la carcasa 7 de la caja 2 de engranajes significa que no hay otras partes de la caja de engranajes o partes del generador entre la carcasa 7 de la caja de engranajes y la carcasa 8 del generador en su conexión. Debería entenderse que los medios, por ejemplo, reductores de vibraciones o cualquier otro medio requerido entre la carcasa 7 de la caja de engranajes y la carcasa 8 del generador para evitar influencias negativas que actúan sobre el tren 1 de transmisión, tales como, por ejemplo, anillos de goma o piezas de goma, no se consideran como partes de la caja de engranajes o del generador. Por lo tanto, cuando dichos medios están presentes entre la carcasa 7 de la caja de engranajes y la carcasa 8 del generador, todavía se considera como que la carcasa 7 de la caja de engranajes y la carcasa 8 del generador están conectadas directamente entre sí.
La caja 2 de engranajes tiene además un módulo de salida de caja de engranajes que comprende el eje 5 de salida de la caja de engranajes, la disposición de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y una carcasa de cojinetes del eje de salida (véase más adelante). El módulo de salida de la caja de engranajes se extiende al menos parcialmente al interior del generador 3, de manera que el módulo de salida de la caja de engranajes se extienda al menos parcialmente más allá de un plano definido por una superficie axial de una parte giratoria del generador 3 que se encuentra primero en una dirección que va desde la caja 2 de engranajes al generador 3. En otras palabras, el módulo de salida de la caja de engranajes se extiende más allá del plano axial definido por una superficie frontal de la primera parte giratoria del generador 3, por ejemplo, la primera parte giratoria del rotor 9 del generador. Esto se ilustra en la Fig. 2a y la Fig. 2b que muestran el rotor 9 del generador 3. La expresión rotor 9 del generador hace referencia a la estructura del generador 3 que comprende el eje 6 del rotor, una estructura 10 para soportar los elementos 11 activos tales como, por ejemplo, electroimanes o imanes
permanentes, y los propios elementos 11 activos. La Fig. 2a muestra una primera implementación. En este ejemplo, el plano P está definido por una superficie frontal del eje 6 de rotor del rotor 9 del generador. Tal como puede verse en la figura, el eje 6 del rotor del generador es la primera parte giratoria del generador 3 que se encuentra en una dirección desde la caja 2 de engranajes hacia el generador 3 (indicada mediante la flecha 12 en la Fig. 2a). La Fig. 2b muestra otra implementación. En este segundo ejemplo, el plano P está definido por una superficie frontal de la estructura 10 que soporta los elementos 11 activos del generador 3. De hecho, en una dirección desde la caja 2 de engranajes al generador 3 (indicada mediante la flecha 12), la estructura 10 que soporta los elementos 11 activos es la primera parte giratoria del generador 3 que se encuentra.
Tal como ya se ha descrito anteriormente, hay presente un acoplamiento 4 entre el eje 5 de salida de la caja de engranajes y el eje 6 del rotor del generador. El acoplamiento 4 se extiende a través de un centro del eje 6 del rotor del generador y está acoplado al eje 6 del rotor del generador en un lado G del generador del tren 1 de transmisión. El acoplamiento 4 puede fijarse al eje 6 del rotor del generador, por ejemplo, mediante pernos 13. Tal como se ilustra en la Fig. 1, el lado G del generador hace referencia al lado del tren 1 de transmisión opuesto al lado R del rotor del tren 1 de transmisión que está destinado a conectar el tren 1 de transmisión a un rotor de un aerogenerador. El lado G del generador del tren 1 de transmisión indica el lado del generador 3 opuesto al lado del generador 3 que está conectado a la caja 2 de engranajes. Puede hacerse referencia también al lado G del generador como el lado no rotor.
La presente invención se describirá a continuación mediante diferentes realizaciones. Debe entenderse que estas realizaciones son solo para facilitar la comprensión de la invención y no pretenden limitar en modo alguno la invención.
La Fig.3 ilustra esquemáticamente una primera realización de un tren 1 de transmisión según la presente invención. Según esta realización, el módulo 14 de salida de la caja de engranajes que comprende el eje 5 de salida de la caja de engranajes, la disposición 15 de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y la carcasa 16 de cojinete del eje de salida de la caja de engranajes, puede extenderse al menos parcialmente al interior de una cavidad 17 en la carcasa 8 del generador. Por lo tanto, la cavidad 17 puede tener una dimensión Lax en la dirección axial, a la que se hace referencia también como la longitud Lax de la cavidad 17. La longitud Lax de la cavidad 17 es la distancia máxima sobre la que puede extenderse el módulo 14 de salida de la caja de engranajes al interior del generador 3. La cavidad 17 tiene además un primer diámetro D1 y un segundo diámetro D2. En el ejemplo proporcionado, el primer diámetro D1 es menor que el segundo diámetro D2. En otras palabras, en el ejemplo proporcionado, la cavidad 17 tiene una forma cónica. Sin embargo, según otras realizaciones, el primer diámetro D1 puede ser igual al segundo diámetro D2 o, en otras palabras, la cavidad 17 puede tener una forma cilindrica. De manera similar y debido a que el módulo 14 de salida de la caja de engranajes está destinado a encajar en la cavidad 17 en la carcasa 8 del generador, el módulo 14 de salida de la caja de engranajes puede tener una forma cónica o puede tener una forma cilindrica. Además, el primer diámetro D1 de la cavidad 17 puede ser mayor que un extremo del módulo 14 de salida de la caja de engranajes más cercano al generador 3 y el segundo diámetro D2 puede ser mayor que el diámetro Dom mayor de la parte del módulo 14 de salida de la caja de engranajes que se extiende al interior del generador 3. Según estas realizaciones, el eje 6 del rotor del generador 3 está, con respecto a los trenes de transmisión conocidos convencionalmente, desplazado desde la caja 2 de engranajes una distancia que es menor o igual a Lax desde la ubicación donde la carcasa 7 de la caja de engranajes está conectada a la carcasa 8 del generador. En otras palabras, con respecto a los diseños de generador convencionales donde el eje del rotor se extiende sobre toda la longitud del generador, según la presente realización de la invención, el eje 6 del rotor del generador puede desplazarse una distancia menor o igual que Lax hacia el lado G del generador del tren 1 de transmisión o, en otras palabras, puede desplazarse una distancia menor o igual que Lax en una dirección que se aleja desde la caja 2 de engranajes. Además, según la presente realización, el eje 6 del rotor del generador puede acortarse en comparación con los diseños de generador convencionales.
En la presente realización, un cojinete 18a del eje del rotor puede estar situado en un primer extremo del eje 6 del rotor del generador más cercano a la caja 2 de engranajes y otro cojinete 18b del eje del rotor puede estar situado en un segundo extremo del eje 6 del generador más alejado de la caja 2 de engranajes.
El eje 5 de salida de la caja de engranajes está acoplado al eje 6 del rotor del generador mediante el acoplamiento 4. El acoplamiento 4 se extiende a lo largo de toda la longitud del eje 6 del rotor del generador y en un lado está fijado al eje 5 de salida de la caja de engranajes por medio de una brida 20. En el ejemplo proporcionado, la brida 20 puede tener un diámetro Df exterior que es menor que el diámetro Dr interior del eje 6 del rotor del generador. La brida 20 puede conectarse al eje 5 de salida de la caja de engranajes, por ejemplo, mediante una conexión 19 atornillada. En el otro lado, el acoplamiento 4 está fijado al eje 5 del rotor del generador por medio de una brida 21 que está formada de manera integral con el acoplamiento 4. La brida 21 puede fijarse al eje 6 del rotor del generador, por ejemplo, mediante una conexión 13 atornillada.
Tal como se ilustra en la Fig. 3, el acoplamiento 4 puede ser hueco y puede tener un diámetro tal que encaje en el eje 6 del rotor del generador 3. Por lo tanto, los pernos 19 que conectan el acoplamiento 4 al eje 5 de salida de la caja de engranajes son accesibles desde el interior del acoplamiento 4. Una ventaja de esto es que el acoplamiento 4 puede retirarse del tren 1 de transmisión sin necesidad de desconectar el generador 3 desde la caja 2 de engranajes y retirarlo. Por lo tanto, el acoplamiento 4 es completamente desmontable desde el tren 1 de transmisión mientras la caja 2 de engranajes y el generador 3 están conectados entre si mediante sus carcasas 7, 8. Completamente desmontable significa
que el acoplamiento 4, en su conjunto, puede retirarse desde el tren 1 de transmisión sin necesidad de desconectar y sacar antes el generador 3 desde la caja 2 de engranajes desconectando sus carcasas 7, 8.
Tal como conoce una persona experta en la materia, el generador 3 puede comprender además un estator 23 que puede fijarse a la carcasa 8 del generador.
En la Fig. 4 se ilustra otra implementación de un tren 1 de transmisión según la primera realización. Esta implementación es similar a la ilustrada en la Fig.3 pero tiene algunas diferencias con respecto a la forma del acoplamiento 4. Una diferencia con la realización de la Fig. 3 es que la brida 20 a la que está conectado el acoplamiento 4 a la caja 2 de engranajes puede tener un diámetro Df exterior que es mayor que el diámetro Dr interior del eje 6 del rotor del generador 3. La brida 20 del acoplamiento 4 está conectada al eje 5 de salida de la caja de engranajes por medio de una conexión 19 atornillada. Además, según la presente realización, la brida 21 para conectar el acoplamiento 4 al eje 6 del rotor del generador que está situado en el lado del acoplamiento 4 más alejado desde la caja 2 de engranajes puede estar formada como una brida 21 separada. Esta brida 21 separada puede conectarse al acoplamiento 4, por ejemplo, por medio de una conexión 22 atornillada. A continuación, la brida 21 se conecta además al eje 6 del rotor del generador 3, por ejemplo, por medio de una conexión 13 atornillada.
Tal como conoce una persona experta en la técnica, el generador 3 puede comprender además un estator 23 que puede fijarse a la carcasa 8 del generador. En las implementaciones de la primera realización descrita anteriormente, la caja 2 de engranajes y el generador 3 están formados como entidades separadas. Esto significa que cada uno de entre la caja 2 de engranajes y el generador 3 tiene su propia carcasa 7, 8. La carcasa 8 del generador está conectada directamente a la carcasa 7 de la caja de engranajes. Esto puede realizarse, por ejemplo, mediante una conexión 24 atornillada. Además, esto significa que cada uno de entre el eje 5 de salida de la caja de engranajes y el eje 6 del rotor del generador tiene su propia disposición de cojinetes, respectivamente la disposición 15 de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y la disposición 18a, 18b de cojinetes del eje del rotor del generador. Según las realizaciones de la invención, la disposición 15 de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y la disposición 18a, 18b de cojinetes del eje del rotor del generador pueden comprender cualquier disposición de cojinetes adecuada conocida por una persona experta en la técnica.
Además, en ambas implementaciones de la primera realización descrita anteriormente, el módulo 14 de salida de la caja de engranajes se extiende al interior del generador 3 de manera que este módulo 14 de salida de la caja de engranajes se extiende parcialmente más allá del plano P definido por una superficie axial de una parte giratoria del generador 3 que se encuentra primero en una dirección desde la caja 2 de engranajes al generador 3 (tal como se indica mediante la flecha 12 en la Fig. 2a y en la Fig. 2b). En las realizaciones ilustradas en la Fig. 3 y la Fig. 4, el plano P está definido por la superficie frontal de la estructura 10 del rotor 9 del generador que transporta los elementos 11 activos, que es la primera parte giratoria del generador 3 que se encuentra en la dirección desde la caja 2 de engranajes hacia el generador 3.
En los ejemplos ilustrados en la Fig. 3 y la Fig. 4, la carcasa 7 de la caja de engranajes y la carcasa 16 del cojinete del eje de salida están formadas como una sola pieza. Sin embargo, según otras realizaciones de la invención, la carcasa 7 de la caja de engranajes y la carcasa 16 del cojinete del eje de salida también pueden formarse como piezas diferentes.
Según realizaciones de la invención, el acoplamiento 4 puede estar formado por un material aislante. El material aislante puede ser cualquier material adecuado conocido por una persona experta en la técnica. Una ventaja de que el acoplamiento 4 esté formado por un material aislante es que el rotor 9 y el estator 23 del generador 3 están aislados del resto del tren 1 de transmisión o, en otras palabras, de la caja 2 de engranajes. De esa manera, la corriente parásita desde son cortocircuitadas por la caja de engranajes y, de esta manera, no se produce transferencia eléctrica alguna entre el generador 3 y el resto del tren 1 de transmisión.
Una segunda realización de un tren 1 de transmisión según la invención se describe con respecto a la Fig. 5 y la Fig. 6. Según esta realización, el módulo 14 de salida de la caja de engranajes que comprende el eje 5 de salida de la caja de engranajes, la disposición 15 de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y la carcasa 16 del cojinete del eje de salida de la caja de engranajes, puede extenderse al menos parcialmente al interior del eje 6 del rotor del generador.
En la Fig. 5 se ilustra una primera implementación de esta realización. Según esta realización, el diámetro Dr del eje 6 del rotor, en el caso en el que el módulo 14 de salida de la caja de engranajes tiene una forma cónica, puede ser mayor que el diámetro Dom mayor de la parte del módulo 14 de salida de la caja de engranajes que se extiende al interior del generador 3. En el caso del módulo 14 de salida de la caja de engranajes tiene una forma cilíndrica, el diámetro Dr del eje 6 del rotor puede ser mayor que el diámetro del módulo 14 de salida de la caja de engranajes. En otras palabras, el diámetro Dr del eje 6 del rotor es tal que al menos parte del módulo 14 de salida de la caja de engranajes encaje en el mismo.
En la presente realización, un primer cojinete 18a del rotor está situado en un primer extremo del eje 6 del rotor del generador más cercano a la caja 2 de engranajes y un segundo cojinete 18b del eje del rotor está situado en un segundo extremo del eje 6 del rotor del generador más alejado desde la caja 2 de engranajes.
El eje 5 de salida de la caja de engranajes está acoplado al eje 6 del rotor del generador mediante el acoplamiento 4. El acoplamiento 4 se extiende a través del eje 6 del rotor del generador y en un lado está fijado al eje 5 de salida de la caja de engranajes por medio de la brida 20 que está formada de manera integral con el acoplamiento 4 y que tiene un diámetro
Df exterior menor que el diámetro Dr del eje 6 del rotor del generador. La brida 20 puede estar conectada al eje 5 de salida de la caja de engranajes, por ejemplo, mediante una conexión 19 atornillada. En el otro lado, el acoplamiento 4 está fijado al eje 6 del rotor del generador por medio de una brida 21 que está formada de manera integral con el acoplamiento 4 y que puede estar conectada al eje 6 del rotor del generador, por ejemplo, mediante una conexión 13 atornillada.
En la realización ilustrada en la Fig. 5, el acoplamiento 4 puede ser hueco y puede tener un diámetro tal que encaje en el eje 6 del rotor del generador 3. Por lo tanto, los pernos 19 que conectan el acoplamiento 4 al eje 5 de salida de la caja de engranajes son accesibles desde el interior del acoplamiento 4. Una ventaja de ello es que el acoplamiento 4 puede retirarse desde el tren 1 de transmisión sin necesidad de desconectar el generador 3 desde la caja 2 de engranajes y retirarlo primero. Por lo tanto, el acoplamiento 4 es completamente desmontable desde el tren 1 de transmisión mientras la caja 2 de engranajes y el generador 3 están conectados entre sí mediante sus carcasas 7, 8. Completamente desmontable significa que el acoplamiento 4, en su conjunto, puede retirarse desde el tren 1 de transmisión sin necesidad de desconectar y retirar primero el generador 3 desde la caja 2 de engranajes desconectando sus carcasas 7, 8.
La Fig. 6 ilustra una segunda implementación de la segunda realización de un tren 1 de transmisión según la invención. Según esta implementación, el eje 6 del rotor del generador puede tener una primera parte 25 y una segunda parte 26. La primera parte 25 tiene un primer diámetro Dr1 interior. La segunda parte 26 tiene un segundo diámetro Dr2 interior. El primer diámetro Dr1 interior es mayor que el segundo diámetro Dr2 interior y es mayor que el mayor diámetro Dom de la parte del módulo 14 de salida de la caja de engranajes que se extiende al interior del generador 3.
En el ejemplo proporcionado en la Fig. 6, un cojinete 18a del rotor puede estar situado en la primera parte 25 del eje 6 del rotor del generador y un segundo cojinete 18b del rotor puede estar situado en la segunda parte 26 del eje 6 del rotor del generador.
El eje 5 de salida de la caja de engranajes está acoplado al eje 6 del rotor del generador mediante el acoplamiento 4. El acoplamiento 4 se extiende a través del eje 6 del rotor del generador. En un lado, el acoplamiento 4 puede fijarse al eje 5 de salida de la caja de engranajes por medio de la brida 20 que tiene un diámetro Df exterior que es menor que el diámetro Dr1 de la primera parte 25 del eje 6 del rotor del generador y mayor que el diámetro Dr2 de la segunda parte 26 del eje 6 del rotor del generador. Esta brida 20 del acoplamiento 4 puede estar conectada al eje 5 de salida de la caja de engranajes por medio, por ejemplo, de una conexión 19 atornillada. En el otro lado, el acoplamiento 4 está fijado al eje 6 del rotor del generador por medio de la brida 21. En el ejemplo proporcionado, la brida 21 está formada como una brida 21 separada, es decir, no está formada como una integral del acoplamiento 4. La brida 21 puede conectarse al acoplamiento 4 por medio de la conexión 22 atornillada y puede conectarse al eje 6 del rotor del generador por medio de la conexión 13 atornillada.
Tal conoce una persona experta en la técnica, el generador 3 puede comprender además un estator 23 que puede fijarse a la carcasa 8 del generador (no mostrada en la Fig. 6).
Una vez más, de manera similar a las realizaciones descritas con respecto a la Fig. 3 y la Fig. 4, la caja 2 de engranajes y el generador 3 están formados como entidades separadas. Esto significa que cada uno de entre la caja 2 de engranajes y el generador 3 tiene su propia carcasa 7, 8. La carcasa 8 del generador está conectada directamente a la carcasa 7 de la caja de engranajes. Esto puede realizarse, por ejemplo, mediante una conexión 24 atornillada. Además, esto significa que cada uno de entre el eje 5 de salida de la caja de engranajes y el eje 6 del rotor del generador tiene su propio conjunto de cojinetes, respectivamente cojinetes 15 del eje de salida de la caja de engranajes y cojinetes 18a, 18b del eje del rotor del generador. Según las realizaciones de la invención, los cojinetes 15 del eje de salida de la caja de engranajes y los cojinetes 18a, 18b del eje del rotor del generador pueden comprender cualquier conjunto de cojinetes adecuado conocido por una persona experta en la técnica.
Además, el módulo 14 de salida de la caja de engranajes se extiende al interior del generador 3 de manera que este módulo 14 de salida de la caja de engranajes se extienda parcialmente más allá del plano P definido por una superficie axial de una parte giratoria del generador 3 que se encuentra primero en una dirección desde la caja 2 de engranajes hacia el generador 3 (tal como se indica mediante la flecha 12 en la Fig. 2a y la Fig. 2b). En las realizaciones ilustradas en la Fig. 5 y la Fig. 6, el plano P está definido por la superficie frontal del eje 6 del rotor del generador que, en el presente caso, es la primera parte giratoria del generador 3 que se encuentra en la dirección desde la caja 2 de engranajes hacia el generador 3.
En los ejemplos ilustrados en la Fig. 5 y la Fig. 6, la carcasa 7 de la caja de engranajes y la carcasa 16 del cojinete del eje de salida están formados como una sola pieza. Sin embargo, según otras realizaciones de la invención, la carcasa 7 de la caja de engranajes y la carcasa 16 del cojinete del eje de salida pueden formarse también como piezas diferentes.
Según realizaciones de la invención, el acoplamiento 4 puede estar formado por un material aislante. El material aislante puede ser cualquier material adecuado conocido por una persona experta en la técnica. Una ventaja de que el acoplamiento 4 esté formado por un material aislante es que el rotor 9 y el estator 23 del generador 3 están aislados del resto del tren 1 de transmisión o, en otras palabras, de la caja 2 de engranajes. De esa manera, la corriente parásita es cortocircuitada por la caja de engranajes y, de esta manera, no se produce transferencia eléctrica alguna entre el generador 3 y el resto del tren 1 de transmisión.
Según las realizaciones de la invención, un tren 1 de transmisión según cualquiera de los ejemplos descritos anteriormente puede comprender además un conjunto de freno. Esto se ilustra en la Fig. 7. El conjunto 27 de freno puede comprender un disco 28 de freno y pinzas 29 de freno. Según las realizaciones de la invención, el disco 28 de freno puede fijarse a un extremo del acoplamiento 4 más alejado desde la caja 2 de engranajes, por ejemplo, mediante una conexión 30 atornillada. Las pinzas 29 de freno pueden fijarse a una parte estática de la carcasa 8 del generador, por ejemplo, mediante una conexión 31 atornillada.
Según las realizaciones de la invención, la caja 2 de engranajes puede ser una caja de engranajes con un diseño coaxial. Por ejemplo, la caja 2 de engranajes puede comprender al menos una etapa 31 planetaria o puede comprender al menos una etapa de engranaje diferencial, o cualquier otro diseño coaxial conocido por una persona experta en la técnica.
La Fig. 8 ilustra un tren 1 de transmisión que comprende una realización del concepto innovador de la presente invención. Debe entenderse que esto es sólo con propósitos ilustrativos y que no pretende limitar en modo alguno la invención. En el ejemplo proporcionado en la Fig. 8, la caja 2 de engranajes puede comprender un eje 32 de entrada y dos etapas 31a y 31b planetarias.
Además, según las realizaciones de la invención, el generador 3 puede ser cualquier generador adecuado conocido por una persona experta en la técnica.
Claims (13)
1. Tren (1) de transmisión para un aerogenerador, comprendiendo el tren (1) de transmisión una caja (2) de engranajes, un generador (3) y un acoplamiento (4) entre un eje (5) de salida de la caja (2) de engranajes y un eje (6) del rotor del generador (3), estando el eje (5) de salida de la caja de engranajes acoplado al rotor (9) del generador mediante el acoplamiento (4), comprendiendo el generador un rotor (9) y un estator (23), comprendiendo el rotor (9) un eje (6) del rotor y una estructura (10) que soporta electroimanes y/o imanes permanentes, en el que:
- la caja (2) de engranajes y el generador (3) son componentes independientes y separados, de manera que cada uno de entre la caja (2) de engranajes y el generador (3) tiene su propia carcasa (7, 8) y el eje (5) de salida de la caja (2) de engranajes y el eje (6) del rotor del generador (3) están soportados respectivamente por una disposición (15) de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y una disposición (18a, 18b) de cojinetes del eje del rotor del generador,
- la disposición (18a, 18b) de cojinetes del eje del rotor comprende un cojinete (18a) del rotor situado en un primer extremo del eje (6) del rotor más cercano a la caja (2) de engranajes y un cojinete (18b) del rotor situado en un segundo extremo del eje (6) del rotor más alejado desde la caja de engranajes,
- la carcasa (8) del generador (3) está conectada directamente a la carcasa (7) de la caja (2) de engranajes,
- un módulo (14) de salida de la caja de engranajes, que comprende el eje (5) de salida de la caja de engranajes, la disposición (15) de cojinetes del eje de salida de la caja de engranajes y una carcasa (16) de cojinetes del eje de salida, que se extiende al menos parcialmente al interior del generador (3), de manera que el módulo (14) de salida de la caja de engranajes se extienda al menos parcialmente más allá de un plano (P) definido por una superficie frontal de una estructura (10) que soporta los elementos (11) activos, si dicha estructura (10) es la primera parte giratoria del generador (3) que se encuentra en una dirección desde la caja (2) de engranajes al generador (3), o por una superficie frontal del eje (6) del rotor del generador (3), si el eje (6) del rotor es la primera rotación del generador (3) que se encuentra en una dirección desde la caja (2) de engranajes al generador (3),
caracterizado porque
- el acoplamiento (4) se extiende a través de un centro del eje (6) del rotor del generador (3) y está acoplado al eje (6) del rotor del generador en un lado (G) del generador (3) opuesto al lado del generador (3) conectado a la caja de engranajes.
2. Tren (1) de transmisión según la reivindicación 1, en el que
- el módulo (14) de salida de la caja de engranajes se extiende al menos parcialmente al interior de una cavidad (17) en la carcasa (8) del generador, teniendo la cavidad (17) una dimensión (LAx) axial, un primer diámetro (D1) y un segundo diámetro (D2), siendo el primer diámetro (D1) igual o menor que el segundo diámetro (D2), siendo el primer diámetro (D1) mayor que un extremo del módulo (14) de salida más cercano al generador (3), y siendo el segundo diámetro (D2) mayor que el mayor diámetro (DOM) de la parte del módulo (14) de salida de la caja de engranajes que se extiende al interior del generador (3), y
- estando el eje (6) del rotor del generador (3) situado a una distancia igual a la dimensión (LAX) axial desde la ubicación donde la carcasa (8) del generador está conectada a la carcasa (7) de la caja de engranajes.
3. Tren (1) de transmisión según la reivindicación 2, teniendo el eje (6) del rotor un diámetro DR interior, en el que el acoplamiento (4) está conectado al eje (5) de salida de la caja de engranajes mediante una brida (20) que tiene un diámetro (DF) exterior que es menor que el diámetro (DR) interior del eje (6) del rotor.
4. Tren (1) de transmisión según la reivindicación 2, teniendo el eje (6) del rotor un diámetro DR interior, en el que el acoplamiento (4) está conectado al eje (5) de salida de la caja de engranajes mediante una brida (20) que tiene un diámetro (DF) exterior que es mayor que el diámetro (DR) interior del eje (6) del rotor.
5. Tren (1) de transmisión según la reivindicación 1, en el que el módulo (14) de salida de la caja de engranajes se extiende al menos parcialmente al interior del eje (6) del rotor del generador (3).
6. Tren (1) de transmisión según la reivindicación 5, teniendo el eje (6) del rotor del generador un diámetro (DR) interior, en el que el diámetro (DR) interior del eje (6) del rotor del generador es mayor que el mayor diámetro (DOM) de la parte del módulo (14) de salida de la caja de engranajes que se extiende al interior del generador (3).
7. Tren (1) de transmisión según la reivindicación 3, 4 o 6, en el que un primer cojinete (18a) del eje del rotor está situado en un lado del eje (6) del rotor del generador más cercano a la caja (2) de engranajes y un segundo cojinete (18b) del eje del rotor está situado en un lado del eje (6) del rotor del generador más cercano a un extremo del generador (2) más alejado desde la caja (2) de engranajes.
8. Tren (1) de transmisión según la reivindicación 5, en el que el eje (6) del rotor del generador tiene una primera parte (25) con un primer diámetro (DR1) interior en un extremo del generador (3) más cercano a la caja (2) de engranajes y una segunda parte (26) con un segundo diámetro (DR2) interior en un extremo del generador (3) más alejado desde la caja (2) de engranajes, siendo el primer diámetro (DR1) interior mayor que el segundo diámetro (DR2) interior y siendo mayor que el mayor diámetro (DOM) de la parte del módulo (14) de salida de la caja de engranajes que se extiende al interior del generador (3).
9. Tren (1) de transmisión según la reivindicación 8, en el que un primer cojinete (18a) del eje del rotor está situado en la primera parte (25) del eje (6) del rotor y un segundo cojinete (18b) del eje del rotor está situado en la segunda parte (26) del eje (6) del rotor.
10. Tren (1) de transmisión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el acoplamiento (4) es hueco y está conectado al eje (5) de salida de la caja de engranajes mediante pernos (19) que son accesibles desde el interior del acoplamiento (4).
11. Tren (1) de transmisión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el acoplamiento (4) está formado por un material eléctricamente aislante.
12. Tren (1) de transmisión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un conjunto (27) de freno que comprende un disco (28) de freno y pinzas (29) de freno, en el que el disco (28) de freno está fijado a un extremo del acoplamiento (4) más alejado desde el generador (3) y en el que las pinzas (29) de freno están fijadas a una parte estática de la carcasa (8) del generador.
13. Tren (1) de transmisión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la caja (2) de engranajes tiene un diseño coaxial.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12151855.9A EP2617994B1 (en) | 2012-01-20 | 2012-01-20 | Drive train for a wind turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2854923T3 true ES2854923T3 (es) | 2021-09-23 |
Family
ID=45507583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES12151855T Active ES2854923T3 (es) | 2012-01-20 | 2012-01-20 | Tren de transmisión para un aerogenerador |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9018789B2 (es) |
EP (1) | EP2617994B1 (es) |
CN (1) | CN103216399B (es) |
ES (1) | ES2854923T3 (es) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10305350B2 (en) * | 2016-11-18 | 2019-05-28 | Cummins Power Generation Limited | Generator set integrated gearbox |
CN108661864B (zh) * | 2017-03-29 | 2022-03-22 | 通用电气公司 | 用于风轮机的齿轮箱组件的修理方法 |
CN112166249B (zh) | 2018-06-14 | 2023-09-05 | 维斯塔斯风力系统有限公司 | 风轮机动力系统连接 |
US10934931B2 (en) | 2018-06-22 | 2021-03-02 | Cummins Power Generation Limited | Integrated epicyclic gearbox and alternator |
CN116641854A (zh) * | 2018-12-21 | 2023-08-25 | 维斯塔斯风力系统有限公司 | 与风力涡轮机发电机中的杂散电流检测相关的改进 |
US11746750B2 (en) | 2019-05-01 | 2023-09-05 | Vestas Wind Systems A/S | Relating to electrical power generators for wind turbines |
EP3795825B2 (de) | 2019-09-20 | 2024-07-24 | ZF Friedrichshafen AG | Getriebeanordnung für eine windkraftanlage mit elektrisch isoliertemdurchführungsrohr |
FI3795862T4 (fi) * | 2019-09-20 | 2025-03-21 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Sähköisesti eristetty läpivientiputki |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10340593B4 (de) * | 2003-09-01 | 2016-01-21 | Caterpillar Global Mining Europe Gmbh | Antriebseinrichtung für Kettensterne von Kettenantrieben |
US8075442B2 (en) * | 2008-09-05 | 2011-12-13 | General Electric Company | System and assembly for power transmission and generation in a wind turbine |
CN101363407A (zh) * | 2008-09-12 | 2009-02-11 | 三一电气有限责任公司 | 一种风力发电机组 |
US7815536B2 (en) | 2009-01-16 | 2010-10-19 | General Electric Company | Compact geared drive train |
US8358029B2 (en) * | 2009-09-24 | 2013-01-22 | General Electric Company | Rotor-shaft integrated generator drive apparatus |
US20120141270A1 (en) * | 2011-09-14 | 2012-06-07 | General Electric Company | Drivetrain and method for lubricating bearing in wind turbine |
US8338980B2 (en) * | 2011-10-25 | 2012-12-25 | General Electric Company | Wind turbine with single-stage compact drive train |
-
2012
- 2012-01-20 ES ES12151855T patent/ES2854923T3/es active Active
- 2012-01-20 EP EP12151855.9A patent/EP2617994B1/en active Active
-
2013
- 2013-01-18 CN CN201310020035.7A patent/CN103216399B/zh active Active
- 2013-01-18 US US13/744,692 patent/US9018789B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2617994B1 (en) | 2021-01-13 |
EP2617994A1 (en) | 2013-07-24 |
CN103216399B (zh) | 2018-03-30 |
CN103216399A (zh) | 2013-07-24 |
US20130187390A1 (en) | 2013-07-25 |
US9018789B2 (en) | 2015-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2854923T3 (es) | Tren de transmisión para un aerogenerador | |
ES2537715T3 (es) | Sistema de transmisión de potencia de turbina eólica | |
CA2732088C (en) | Hollow single-side supported direct-drive wind turbine generator | |
CN105240216B (zh) | 一种紧凑型风力发电机组的改进结构 | |
CN206149086U (zh) | 风力发电机的驱动系统 | |
JP5767112B2 (ja) | 風力タービンロータ及び風力タービン | |
US20100026010A1 (en) | Multiple generator wind turbine | |
US8784252B2 (en) | Drive system for a wind turbine | |
US20130165288A1 (en) | Drive system for a wind turbine | |
BRPI0721590A2 (pt) | rotor de turbina e usina de energia | |
ES2451000T3 (es) | Aerogenerador | |
KR20120106611A (ko) | 기어 박스, 시일 및 커버 장치 | |
BRPI0808781B1 (pt) | turbina de vento com componentes de transmissão de carga | |
US20140128213A1 (en) | Wind turbine gear mechanism | |
CN102237751A (zh) | 机电装置 | |
ES2973720T3 (es) | Portador planetario de una multiplicadora de turbina eólica con trayectoria de lubricante mejorada | |
US8647224B2 (en) | Generator arrangement for a wind power plant | |
ES2617973A1 (es) | Aerogenerador con un tren de potencia modular | |
ES2705350T3 (es) | Una unidad multiplicadora modular para un aerogenerador | |
ES2381088A1 (es) | Placa bogie para aerogenerador. | |
CN102237754B (zh) | 机电装置 | |
ES2278530B1 (es) | Turbina eolica con multiplicadora totalmente integrada. | |
US12209570B1 (en) | Multiple generator wind turbine system | |
ES2274708B1 (es) | Rotor de aerogenerador que barre una zona de seccion en forma de corona circular. | |
AU2009275208B2 (en) | Wind power generator |