Mecanismo de frenos

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El sistema de freno hidráulico

El mecanismo de freno mecánico del Tren de Potencia está implementado mediante un freno de disco, accionado a través de un circuito hidráulico. Este mecanismo implementa el paradigma de "Fail Safe" (Funcionamiento Seguro cuando hay Fallo), de forma que en condiciones en que no hay conexión con la Red, el Tren de Potencia está fijo. 

El diseño de este freno no es para ser utilizado como mecanismo habitual de paro del Tren de Potencia durante operaciones normales de desconexión de la Red (orden STOP): estas operaciones se realizan actuando sobre el Pitch de las palas, ya que el coeficiente aerodinámico de las mismas puede a llevar a ser muy negativo cuando el Pitch está en valores superiores a 20 º y el Tren de Potencia está en rpms de producción. Con ese procedimiento la energía cinética almacenada en el Tren de Potencia se utiliza para "impulsar" el aire.

El sistema de freno sí está diseñado para que pueda realizar una parada de emergencia, es decir, para disipar en muy poco tiempo la energía cinética del Tren de Potencia cuando está en rpms de producción, aunque habitualmente esto implique una destrucción de las pastillas de fricción y/o una deformación del disco o de la pinza que soporta las pastillas; es decir, aunque esa parada implique una avería del aerogenerador.

El uso habitual del freno de disco es como mecanismo de inmovilización del Tren de Potencia, una vez que está parado. Esto es útil en varias situaciones, por ejemplo, durante operaciones de mantenimiento en la Góndola.

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Componentes:

  • El disco, donde se disipa la energía cinética del Tren de Potencia.
  • La zapata , forzada a estar con gran presión contra el disco, cuando se desea que éste esté activo. Esto se hace mediante un muelle potente. Dicho muelle es forzado, en una sola dirección, a través de un circuito hidráulico.
  • La bomba, que fuerza la presión hidráulica en el circuito del muelle, a través del liquido que existe en el tanque. 
  • Cuando la válvula está cerrada y la bomba está activa, el líquido del circuito hidráulico aumenta la presión, haciendo que el muelle se comprima, lo que hace que la zapata se separe del disco, liberando el Tren de Potencia al que está sujeto, de forma que éste puede girar libremente.

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  • Existe también un contacto fin de carrera (actuator switch)que se activa cuando la distancia entre el disco y las pastilla del freno supera un cierto valor. 

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Comportamiento con Histéresis del presostato:

El valor de la presión a la que el microruptor se cierra no es exactamente igual que el valor al que se abre. Esta característica se denomina histéresis y es común en muchos sensores. La siguiente figura muestra este comportamiento. Cuando la presión es inferior a P1 y va subiendo, cuando supera ese valor el estado cambia a On. Cuando la presión es superior a P2 y va bajando, cuando supera ese valor el estado cambia a Off.


Control del mecanismo de frenos

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  • Señal de puesta en marcha de la bomba. Esta es una señal digital. Dentro del simulador su nombre es "Controller.Control.PumpOut".
  • Señal de apertura de válvula. Es una señal digital. Dentro del simulador su nombre es "Controller.Control.HardBrakeOut".

    • El Controlador solo recibe la siguiente señal del circuito hidráulico:

    Adicionalmente recibe otra señal digital proveniente del contacto fin de carrera que indica que las pastillas de freno están separadas del mismo una distancia que garantiza que el Tren de Potencia está liberado. Dentro del simulador su nombre es "Controller.Control.BrakeReleaseIn". Este contacto fin de carrera está ajustado de forma que pasa a On con una presión del circuito hidráulico bastante inferior al valor P2 mencionado anteriormente.

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  • Que la bomba tiene un fallo de potencia: esto se detecta mirando el tiempo que va desde que el Controlador pone en marcha la bomba y el presostato informa que ya se ha superado el nivel de presión P1.
  • Que existe un fallo de pérdidas de presión en el circuito hidráulico. Este fallo se detecta midiendo el intervalo de tiempo que va desde que la bomba se desactiva porque la presión ha superado el nivel P1, hasta que el presostato indica que la presión ha descendido por debajo del nivel P2. Este fallo puede tener varias causas: el propio circuito hidráulico, la válvula, etc.
  • Que existe un problema en el contacto fin de carrera de liberación de frenos. Esta situación se detecta porque el presostato indique que se ha superado el nivel P1 y sin embargo este fin de carrera no se ha activado.

    • Con objeto de hacer más cómoda la observación de la evolución del estado y de las variables del sistema de frenos, este sinóptico incluye un panel especifico, que se describe a continuación. En él se incluye un indicador tipo reloj donde vienen reflejados: