Soluções para a monitorização de lâminas de rotor

Visão geral

Lâmina de rotor  

Deteção de oscilações e cargas nas lâminas de rotor

  • As lâminas de rotor estão expostas a condições meteorológicas e esforços extremos. Uma vez que as lâminas estão cada vez maiores, as exigências de monitorização aumentam.
  • A Rotor Blade Tension Monitoring (RBTM) da Phoenix Contact monitoriza continuamente as oscilações e as cargas nas lâminas de rotor.
  • Quando os valores limite ajustados são excedidos, são emitidos alarmes: os operadores estão sempre informados acerca do estado das lâminas.

Aplicação

As lâminas de rotor são um dos componentes fundamentais de uma turbina eólica. Especialmente devido à tendência de as lâminas serem maiores, a monitorização adquire cada vez maior importância. As lâminas de rotor são afetadas pelas grandes forças dinâmicas, as quais podem provocar danos estruturais na estrutura da lâmina ao longo da sua vida útil.

Os danos podem ser detetados atempadamente se for feita uma monitorização contínua às cargas e oscilações. Com estes dados, consegue regular a turbina eólica de forma otimizada a nível de esforço, uma vez que a carga das lâminas pode ser reduzida ao mínimo. No entanto, se ocorrerem danos, estes são detetados atempadamente e podem ser eliminados com o mínimo de esforço. Ao registar os espectros de carga, está a revelar as alterações na estrutura ao longo da vida útil da lâmina.

Solução

Funcionamento de Condition Monitoring  

Detetar atempadamente as fragilidades das lâminas

O Tension Monitoring System (RBTM) mede o comportamento de carga e os momentos de flexão nas lâminas de rotor. Para isso, é colado um extensómetro junto à raiz da lâmina no interior das lâminas de rotor de uma turbina eólica.

O elemento-chave da solução é o controlador Inline ILC 171 da Phoenix Contact. O controlador é ligado aos sensores das lâminas de rotor através dos módulos Inline que estão alinhados diretamente. Para proteger o sistema de sobretensões transitórias e descargas atmosféricas, são instalados dispositivos de proteção adequados para os cabos do sensor, para a entrada da antena do router GSM e para a fonte de alimentação. Opcionalmente, modernize o sistema com um modem GSM para uma comunicação direta. Além das interfaces do controlador, é possível integrar uma interface PROFIBUS ou CAN na ligação de bus interna.

Os sinais dos sensores ligados são registados pelo controlador. Com o rápido processamento de sinal, os valores medidos são filtrados e verificados quanto à sua plausibilidade. Além disso, o momento de flexão mínimo, médio e máximo, bem como a rotação do rotor são determinados a partir dos valores de medição. Quando os valores limite ajustados são excedidos, podem ser emitidos alarmes através das saídas digitais que podem ser programadas livremente. Os dados processados são fornecidos ao controlador superior de forma sincronizada com a amostragem de sinais. Todos os dados em bruto podem ser guardados através da rede numa base de dados SQL da Microsoft, em formato CSV no cartão SD ou num servidor FTP e podem ser analisados por um sistema independente. Além disso, o RBTM regista eventuais espectros de carga. A formação do espectro de carga admite amplitudes de oscilação ao longo de toda a operação, as quais provocam danos estruturais nas lâminas de rotor. Estes valores permitem avaliar a vida útil de funcionamento restante.

Quadro de comando RBTM  

Solução de reabilitação dos sistemas existentes

Como atualização ou para uma nova montagem

O RBTM pode ser diretamente planeado no design elétrico do sistema ou incorporado em sistemas já existentes. A variante Retrofit é composta por um quadro de comando previamente configurado que está instalado no cubo e pode ser integrado no controlador através das interfaces existentes.

Opcionalmente, os dados podem ser transferidos diretamente para o operador através do modem GSM. Em construções novas, o hardware necessário, como controladores e módulos I/O, podem ser colocados diretamente nos quadros de comando pitch da turbina eólica. Neste caso, o software é transmitido ao controlador por um cartão SD.

Vantagens

  • Manutenção baseada no estado das lâminas de rotor através de deteção precoce de danos
  • Redução do esforço nas lâminas graças à regulação otimizada a nível de esforço da turbina eólica
  • Operação fiável através de componentes robustos, indicados para as condições nas turbinas eólicas
  • Sistema aberto para uma integração perfeita em sistemas já existentes

Produtos

DescriçãoTipoN.º de artigo
Rotor Blade Tension Measurement (RBTM)CBL-RBTM-TT2701462
DescriçãoTipoN.º de artigo
Rotor Blade Tension Measurement (RBTM)CBL-RBTM-TT

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(+351) 21 911 2760
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