Mecánica de Cargas Cíclicas y Principios de Inducción en Aerogeneradores Eólicos
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Cargas mecánicas cíclicas en un aerogen:
Los aerogeneradores se ven afectados por la fatiga debido a los cambios en el viento, que producen variaciones en las fuerzas aplicadas a las palas. Si los cambios de viento son cíclicos, las cargas también lo serán. //Cambios en V→ producen cambios en F→: 1.Cortadura del viento: La velocidad del viento varía con la altura y la rugosidad del terreno, generando un perfil vertical de velocidad del viento. 2.Sombra de la torre: Cada vez que una pala pasa frente a la torre, experimenta un "pulso" de carga.
Si hay tres palas, habrá tres pulsos por vuelta del rotor.
3.Desalineación del rotor:-Ocurre cuando V⃗\vec{V}V (la velocidad del viento) no es perpendicular al rotor.-La componente del viento que causa la desalineación es la paralela a las palas (indicado como la "verde" en el dibujo). 4.Paso de la pala: -Cuando la pala está en la posición superior, experimenta fuerza de compresión. -Cuando la pala está en la posición inferior, experimenta fuerza de expansión. //Organización:•Factores principales: Variación de V⃗\vec{V}V (cortadura, sombra, desalineación).•Efecto: Cambios cíclicos en las cargas que afectan la vida útil de las palas.•Dinámica de las palas: Las fuerzas cambian dependiendo de su posición en la rotación.
Funcionamto del gen asínc o de inducción. No explicar partes:
El generador asíncrono o de inducción funciona de la siguiente manera:1.Campo giratorio en el estátor: El estátor, alimentado con corriente alterna trifásica, crea un campo magnético giratorio cuya velocidad depende de la frecuencia de la corriente (fff) y del número de pares de polos (PPP): West=2pif/P. 2.
Deslizamiento entre rotor y estátor: El rotor gira a una velocidad ligeramente menor que la del campo magnético del estátor (ωrot<ωest, lo que genera un deslizamiento (sss): Este deslizamiento es necesario para que haya un flujo magnético variable que induzca corrientes en el rotor. S=(West-Wrot)/West. Este deslizamiento es necesario para que haya un flujo magnético variable que induzca corrientes en el rotor. 3. Inducción de corriente en el rotor: El flujo magnético variable generado por el deslizamiento induce una corriente en el rotor (Ley de Faraday). Estas corrientes generan un campo magnético propio en el rotor. 4. Interacción electromagnética: El campo magnético del rotor interactúa con el campo magnético del estátor, lo que genera el par electromagnético necesario para convertir la energía mecánica (del rotor) en energía eléctrica. 5. Producción de energía: La potencia eléctrica generada se transfiere al estátor, y de ahí, a la red eléctrica.