Análisis de ruido y vibraciones en una máquina asíncrona doblemente alimentada: influencia del número de polos y ranuras

Abstract

La tendencia que se está dando en los últimos años en el sector de la energía eólica es la de aumentar la potencia de sus aerogeneradores respecto de los primeros sistemas que comenzaron a instalarse. El aumento de la potencia nominal de un aerogenerador es proporcional al ruido que genera por lo que esta tendencia y el crecimiento de este sector provoca la necesidad de analizar este fenómeno para ver su comportamiento en las máquinas eléctricas. La empresa Siemens Gamesa quiere realizar un estudio para analizar las fuentes de ruido y vibraciones en máquinas eléctricas y cómo varios de sus parámetros afectan a la generación de las mismas. Para ello, el presente TFM tiene como principales objetivos los siguientes aspectos para poner solución a este planteamiento y facilitar a esta empresa unos fundamentos básicos acerca de este campo. En primer lugar, se realiza una propuesta de máquina asíncrona doblemente alimentada para realizar un análisis de sensibilidad a sus parámetros. Así se puede obtener la influencia de ciertas variables al comportamiento sonoro de una máquina eléctrica rotativa. Asimismo, se analiza la combinación de ranuras y polos para comprobar si se da o no la condición de resonancia. Se desarrollará un método de simulación para casos generales de buenas prácticas. Además, se plantearán casos prácticos de simulación en un aerogenerador con información de entrada dada por la compañía con la finalidad de correlacionar simulaciones con casos reales.

The trend that has been occurring in recent years in the wind energy sector is to increase the power of its wind turbines compared to the first systems that began to be installed. The increase in the nominal power of a wind turbine is proportional to the noise it generates, which is why this trend and the growth of this sector make it necessary to analyse this phenomenon in order to see how it behaves in electrical machines. Siemens Gamesa wants to conduct a study to analyze the sources of noise and vibration in electrical machines and how several of its parameters affect the generation of them. To this end, the present TFM has as its main objectives the following aspects in order to provide a solution to this approach and to provide this company with some basic fundamentals in this field. Firstly, a proposal is made for a double-fed asynchronous machine to carry out an analysis of sensitivity to its parameters. In this way, the influence of certain variables on the sound behaviour of a rotating electric machine can be obtained. In addition, the combination of grooves and poles is analysed to check whether or not the resonance condition exists. A simulation method will be developed for general cases of good practice. In addition, practical simulation cases will be raised in a wind turbine with input information given by the company in order to correlate simulations with real cases.