Estableciendo la Importancia de la Temperatura de Operación en la Integridad Estructural de Generadores Eólicos de Accionamiento Directo a Gran Escala
Autores: Bichan, Magnus; Jack, Andrew; Jaen-Sola, Pablo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estableciendo la Importancia de la Temperatura de Operación en la Integridad Estructural de Generadores Eólicos de Accionamiento Directo a Gran Escala
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Mantenimiento
Operación a baja velocidad
Análisis por Elementos Finitos
Parámetros de operación
Integridad estructural
Efectos térmicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Los generadores de accionamiento directo son reconocidos por su bajo mantenimiento en comparación con los trenes de potencia convencionales, en gran parte debido a sus menores piezas móviles. Sin embargo, como consecuencia de su operación a baja velocidad, estas máquinas requieren diámetros grandes y están sujetas a rigurosos requisitos de rigidez. Fuerzas internas y externas significativas influyen en la integridad estructural, por lo que para diseñarlas de manera eficiente, es imperativo considerar todos los parámetros de operación. Por lo tanto, a través del Análisis de Elementos Finitos, este documento se propone cuantificar la influencia de cada parámetro operativo en la integridad de una estructura de rotor optimizada paramétricamente bajo condiciones de operación establecidas e introduce la temperatura de operación en los modelos actuales. Se lleva a cabo un análisis del impacto ambiental de la estructura de rotor optimizada y análisis de costos tanto de las estructuras optimizadas como de las no alteradas simultáneamente al proceso de diseño. Encontramos que el uso de la optimización de parámetros por sí solo es insuficiente para estructuras de rotor de esta escala debido al alto aumento de masa y costos de fabricación. Un hallazgo significativo de este estudio es que los efectos térmicos en estructuras de generadores de accionamiento directo a gran escala pueden ser subestimados en gran medida y tener una influencia mucho mayor en la integridad estructural de lo que se pensaba inicialmente.
Descripción
Los generadores de accionamiento directo son reconocidos por su bajo mantenimiento en comparación con los trenes de potencia convencionales, en gran parte debido a sus menores piezas móviles. Sin embargo, como consecuencia de su operación a baja velocidad, estas máquinas requieren diámetros grandes y están sujetas a rigurosos requisitos de rigidez. Fuerzas internas y externas significativas influyen en la integridad estructural, por lo que para diseñarlas de manera eficiente, es imperativo considerar todos los parámetros de operación. Por lo tanto, a través del Análisis de Elementos Finitos, este documento se propone cuantificar la influencia de cada parámetro operativo en la integridad de una estructura de rotor optimizada paramétricamente bajo condiciones de operación establecidas e introduce la temperatura de operación en los modelos actuales. Se lleva a cabo un análisis del impacto ambiental de la estructura de rotor optimizada y análisis de costos tanto de las estructuras optimizadas como de las no alteradas simultáneamente al proceso de diseño. Encontramos que el uso de la optimización de parámetros por sí solo es insuficiente para estructuras de rotor de esta escala debido al alto aumento de masa y costos de fabricación. Un hallazgo significativo de este estudio es que los efectos térmicos en estructuras de generadores de accionamiento directo a gran escala pueden ser subestimados en gran medida y tener una influencia mucho mayor en la integridad estructural de lo que se pensaba inicialmente.