Simulação numérica de um sistema de transmissão com embraiagem num aerogerador

As caixas multiplicadoras dos sistemas de transmissão dos aerogeradores são sujeitas a sobrecargas muito elevadas durante as operações de travagem. Este componente é o elemento mais dispendioso no interior da “nacelle”e é oresponsável pela maior parte das avarias registadas nos aerogeradores, pelo que existe uma necessidade urgente de encontrar soluções capazes de prevenir esse tipo de avarias. No presente estudo propõe-se a inclusão de um sistema de embraiagem e de um freio, no veio de baixa velocidade, para protecção da caixa multiplicadora dos aerogeradores comuns com passo variável. Construiu-se um modelo dinâmico completamente rígido do aerogerador de referência NREL-5 MW, que permitiu simular numericamente uma situação de travagem utilizando como ferramenta o Simulink. Fez-se uma segunda simulação do NREL-5 MW com a modificação proposta. As duas simulações permitiram obter resultados suficientes para estabelecer uma comparação entre um sistema de transmissão típico com o freio no veio de alta velocidade, outro com o freio no veio principal e o último com freio e embraiagem no veio de baixa velocidade. Os resultados obtidos foram de encontro às espectativas, verificando-se que a embraiagem é capaz de proteger totalmente a caixa multiplicadora dos momentos de torsão que ocorrem durante a frenagem. Verificou-se também que somente a mudança de localização do freio, do veio de alta para o de baixa velocidade, permite reduzir os esforços na caixa multiplicadora em aproximadamente 85%.