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Revista Ingeniantes 2019 Año 6 No. 2 Vol. 3
do diferentes metodologías para el diagnóstico y de- lización de las pruebas se utiliza un túnel de viento a
tección de fallas en aerogeneradores. De acuerdo con velocidad constante de 4 m/s en condiciones de ae-
[5], entre las más utilizadas para esta tarea, se tiene el rogenerador en buen estado (sano) como cuando el
monitoreo de vibraciones, de torque, de temperatura y balero tiene falla. En las pruebas realizadas se adquie-
de corriente/potencia, siendo la última la más utilizada. ren la información del micrófono y encoder mediante
Dentro de las fallas eléctricas más comunes reporta- un sistema a de adquisición de datos, lo cual tiene una
das en la literatura se encuentra la de cortocircuito en comunicación USB a la computadora o PC; posterior-
el rotor y en el estator [6] y la de variación de cam- mente se aplica la transformada corta de Fourier (STFT,
po magnético [4-5]. Por otro lado, las fallas mecánicas de sus siglas en ingles Short Time Fourier Transform).
representan un problema de consideración mayor, ya Así mismo, se realiza un análisis de las pruebas a dife-
que, si bien no se presentan con la misma reiteración rentes velocidades de operación, ubicando el tiempo
que las fallas eléctricas, estas, causan un impacto no- en el cual el aerogenerador alcanzó la velocidad selec-
table desde el aspecto de seguridad al existir el riesgo cionada y analizando el contenido armónico en dicho
de desprenderse algunas de sus partes móviles po- momento. Por último, se determina la magnitud de la
niendo en riesgo áreas cercanas, asimismo pérdidas componente armónica que indica la falla (Ffpi) en roda-
generadas por falta de dicha energía en procesos que mientos mediante la siguiente ecuación:
depende directamente de ésta. Las fallas mecánicas
más comunes reportadas son las desgaste o rotura de = ∗ {1 + ∗ cos()} Ec. (1)
los dientes de la caja de cambios [7-8], desbalance o 2
asimetría de aspas, fracturas o fisuras de aspas y fallas
en los rodamientos [5] desbalance o excentricidad de Donde Nb es el número de bolas o rodillos, Db es el
la flecha del generador [9]. diámetro de bola o rodillo, Dc es el diámetro entre pis-
El objetivo de este proyecto es crear un sistema de tas, β es el ángulo de contacto y n es la velocidad del
diagnóstico de fallas en rodamientos para aerogenera- aerogenerador
dores, para ello se desarrolla un sistema de monitoreo
que permite la medición y registro de las variables invo- La puesta del experimento se muestra en la Figura 2,
lucradas en la operación de un aerogenerador de pe-
queña potencia, así como el control de un túnel de vien-
to necesario para la realización de diversas pruebas. A
partir de la información de un micrófono de contacto y
un encoder se determinan las componentes armónicas
de las vibraciones acusticas producidas en función de
la velocidad del equipo.
MÉTODOLOGIA
La metodología propuesta se muestra en la Figura 1 y
se describe a continuación:
Figura 2. Puesta del experimento
Figura 1. Diagrama de la metodología Así mismo, los materiales utilizados para la conforma-
ción de la puesta del experimento se enlista a conti-
Primeramente, la falla de balero dañado es emulada nuación:
mediante la realización de una perforación en la cara • Aerogenerador Sunforce E400W: Generador eóli-
externa, la cual tiene un diámetro de 1 mm. Para la rea-
co de 12Vcd, que puede suministrar 400 W. Es el
objeto de estudio principal de este trabajo, el cual
se estudiará en condición sana, y con fallas induci-
das, para su análisis y comparación.
• DAS NI-USB 6211 National Instrument: Modulo de
adquisición de datos (DAS) con velocidades de
muestro hasta 250KS/s y comunicación USB.
• Convertidor de Frecuencia CFW-08 WEG y motor
3 HP, 220 V: Equipos para controlar el giro de la
turbina del túnel de viento.
• Micrófono de Contacto CM01-B TE connectivity: El
micrófono está basado en una película piezoeléc-
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