Medición de la deformación en las palas y en el multiplicador de un aerogenerador en funcionamiento
En resumen
Las galgas extensométricas se colocan en varias palas, o en numerosos puntos de una misma pala, y en el multiplicador, con el aerogenerador en funcionamiento. Sus cables se conectan a los conectores del rotor de un anillo colector SR45A-AXHS o SR60A-AXHS situado al final del árbol, que transmite 45 o 60 canales al sistema fijo de adquisición de datos. En el árbol de transmisión, un TEL-SC de collar partido con telemetría integrada y alimentación por inducción transmite hasta doce canales sin contacto.
- 45 o 60
- canales en un anillo colector de extremo de árbol
- 250 mA
- corriente máxima por canal
- 4 000 rpm
- velocidad máxima de los SR45A-AXHS y SR60A-AXHS
Cadena de medida
Cada galga extensométrica necesita sus propias conexiones, y un ensayo que cubre varias palas exige rápidamente decenas de canales entre el rotor y el registrador fijo. Las galgas se colocan en las zonas de interés de las palas y del multiplicador; la implantación determina el número de canales y, por tanto, la elección entre 45 y 60. Los anillos colectores de Michigan Scientific se han utilizado de esta manera en aerogeneradores, en el multiplicador y en las palas.
La señal de una galga extensométrica es una señal de bajo nivel. En los SR45A-AXHS y SR60A-AXHS, las escobillas y los anillos son de metales preciosos forjados sin chapado, lo que mantiene la variación de resistencia de cresta en 0,1 Ω.
Anillo colector
| Modelos | SR45A-AXHS, 45 canales · SR60A-AXHS, 60 canales |
|---|---|
| Montaje | extremo del árbol, brida en el rotor |
| Velocidad máxima | 4 000 rpm |
| Intensidad por canal | 250 mA |
| Variación de resistencia máxima | 0.1 Ω |
| Dimensiones | rotor 63,49 mm, estator 36,58 mm · 181,61 mm (SR45A) o 203,2 mm (SR60A) de longitud |
| Conexiones | conectores circulares en el rotor y el estator |
| Temperatura de funcionamiento | −40 a 121 °C |
| Mantenimiento | estanco al polvo, rodamientos lubricados de por vida, sin limpieza periódica |
Cableado del puente
El ruido de las pistas depende de la posición de los brazos del puente. Con los cuatro brazos del puente en el lado giratorio, las pistas quedan fuera del puente y no pueden afectar a su equilibrio: el ruido de cresta de las pistas se mantiene por debajo del 0,1 % de la señal de datos. Las configuraciones que dejan uno o dos brazos en el lado giratorio sitúan pistas dentro del puente y no se utilizan.
Telemetría en el árbol de transmisión
El TEL-SC es un anillo de collar partido con telemetría digital de la serie M-320 y alimentación por inducción integradas. Se cierra alrededor del eje, de modo que se monta y se desmonta sin desmontar los extremos del eje, y una bobina primaria fija lo alimenta. Los anillos de más de 76 mm de diámetro admiten hasta doce canales de galga extensométrica o de termopar; la ficha técnica del TEL-SC muestra un collar de 3,5 in en un árbol de transmisión de aerogenerador con una primaria de tipo paleta.
En un extremo de eje libre, el modelo T8 se fija con dos tornillos M4 y transmite ocho canales de galga extensométrica o de termopar, digitalizados a 16 bits con un ancho de banda de DC a 1 000 Hz, por RF con comprobación de errores. Se alimenta por inducción desde una bobina primaria de tipo paleta colocada a 3 a 5 mm, no tiene rodamiento ni piezas de desgaste, funciona de −40 a 125 °C, y la serie T ha demostrado su fiabilidad a 24 000 rpm. Su receptor entrega ± 10 V por canal.
Procedimiento
- 01
Definir la disposición de las galgas
Varias palas, o muchos puntos en una misma pala, y la caja de engranajes. El número determina 45 o 60 canales.
- 02
Cablear cada puente con sus cuatro brazos en el rotor
Las pistas quedan fuera del puente.
Canales de galgas extensométricas a través de un anillo colector - 03
Guiar los cables hacia el extremo del árbol
A los conectores rotor del anillo colector montado en el extremo del eje.
SR45A-AXHS y SR60A-AXHS - 04
O cerrar un TEL-SC alrededor del árbol de transmisión
Collar, bobina primaria y receptor, con los puentes cableados al collar.
Telemetría de abrazadera partida TEL-SC - 05
Registrar en el lado fijo
Todos los canales de deformación juntos durante el funcionamiento.
Resultado
La deformación en muchos puntos de las palas y en la caja de engranajes, registrada conjuntamente mientras el aerogenerador gira. Un anillo colector de 45 o 60 canales en el extremo del eje lleva los canales de las galgas al registrador; una telemetría de collar partido en el árbol de transmisión lo hace sin contacto.
Preguntas frecuentes
¿Cómo salen las señales de las galgas extensométricas de una pala de aerogenerador en rotación?
Mediante un anillo colector montado en el extremo del eje. Los cables de las galgas van a los conectores rotor, y los conectores estator van a un sistema fijo de adquisición de datos.
¿Cuántos canales tiene un anillo colector para galgas extensométricas de palas?
45 en el SR45A-AXHS, 60 en el SR60A-AXHS, a 250 mA por canal, mediante conectores circulares en el rotor y el estator.
¿Un anillo colector añade ruido a una señal de galga extensométrica?
Con los cuatro brazos del puente en el lado giratorio, las pistas están fuera del puente y el ruido de cresta de las pistas se mantiene por debajo del 0,1 % de la señal de datos.
¿Se puede usar telemetría en un árbol de transmisión de aerogenerador?
Sí. El collar partido TEL-SC se cierra alrededor de ejes de 23 mm o más y se alimenta por inducción; los anillos de más de 76 mm admiten hasta doce canales.
Aplicaciones similares
Todas las aplicaciones-
Turbinas Álabes de ventiladores y turbinas Deformaciones y temperaturas en numerosos puntos de los álabes, registradas simultáneamente durante la rotación del rotor. -
Temperatura Temperatura en las piezas giratorias La temperatura de un rodamiento, de un compresor o de un disco de freno, leída mientras la pieza gira con carga.