Diagnóstico de Fallas en un Tren de Transmisión de Aerogenerador de 2 MW mediante Análisis de Vibraciones: Un Estudio de Caso
Autores: Tuirán, Rafael; Águila, Héctor; Jou, Esteve; Escaler, Xavier; Mebarki, Toufik
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Análisis de vibraciones
Fallos
Engranajes
Turbina eólica
Análisis de frecuencia
Daño en engranajes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un método de análisis de vibraciones para detectar fallas típicas en los engranajes del tren de transmisión de un aerogenerador de 2 MW. Los datos se recopilaron durante un período de un año de un aerogenerador en funcionamiento con una caja de engranajes compuesta por una etapa planetaria y dos etapas de engranajes helicoidales. Se identificaron fallas en dos pares de engranajes helicoidales: una que involucraba picaduras y desgaste en los engranajes que conectan el eje de velocidad intermedia con el eje de baja velocidad, y otra que involucraba un desprendimiento significativo de material en los engranajes que conectan el eje de velocidad intermedia con el eje de alta velocidad. La evaluación continua de señales en el tiempo, espectros de frecuencia y modulaciones de amplitud permitió determinar los sensores y frecuencias más sensibles para predecir daños en la superficie de los dientes de engranaje en este tipo de turbina. Se realizó un análisis de frecuencia en estado estacionario, lo que permitió la detección de las fallas superficiales mencionadas. Este enfoque es más simple en comparación con técnicas más complejas de estado transitorio. Al rastrear las señales de vibración a lo largo del tiempo, se destacó la importancia de analizar las frecuencias de engranaje y sus armónicos. Además, se encontró que la progresión del daño en los engranajes dependía de la potencia de salida del aerogenerador. Como resultado, se identificaron los rangos de potencia más apropiados, dentro de los cuales la evolución de la medición de vibraciones se asociaba con la evolución del daño. Dado que muchas turbinas en funcionamiento actualmente tienen diseños y niveles de potencia similares, los hallazgos presentes pueden servir como una guía para monitorear un número extenso de unidades.
Descripción
Este documento presenta un método de análisis de vibraciones para detectar fallas típicas en los engranajes del tren de transmisión de un aerogenerador de 2 MW. Los datos se recopilaron durante un período de un año de un aerogenerador en funcionamiento con una caja de engranajes compuesta por una etapa planetaria y dos etapas de engranajes helicoidales. Se identificaron fallas en dos pares de engranajes helicoidales: una que involucraba picaduras y desgaste en los engranajes que conectan el eje de velocidad intermedia con el eje de baja velocidad, y otra que involucraba un desprendimiento significativo de material en los engranajes que conectan el eje de velocidad intermedia con el eje de alta velocidad. La evaluación continua de señales en el tiempo, espectros de frecuencia y modulaciones de amplitud permitió determinar los sensores y frecuencias más sensibles para predecir daños en la superficie de los dientes de engranaje en este tipo de turbina. Se realizó un análisis de frecuencia en estado estacionario, lo que permitió la detección de las fallas superficiales mencionadas. Este enfoque es más simple en comparación con técnicas más complejas de estado transitorio. Al rastrear las señales de vibración a lo largo del tiempo, se destacó la importancia de analizar las frecuencias de engranaje y sus armónicos. Además, se encontró que la progresión del daño en los engranajes dependía de la potencia de salida del aerogenerador. Como resultado, se identificaron los rangos de potencia más apropiados, dentro de los cuales la evolución de la medición de vibraciones se asociaba con la evolución del daño. Dado que muchas turbinas en funcionamiento actualmente tienen diseños y niveles de potencia similares, los hallazgos presentes pueden servir como una guía para monitorear un número extenso de unidades.