Bueno, si no vas a micro escala, realmente necesitas un motor de macro escala adecuado.
Cualquier motor hoy en día es una amalgama de electrónica, informática en vivo y mecánica.
Su motor de gasolina (automóvil) regular usa inyección de combustible para controlar el punto en el que debe inyectar la gasolina y cuánto. En el más simple, es una tabla de valores.
Los autos de rendimiento generalmente se vuelven mucho más sofisticados que eso, con cada parte del ciclo del motor optimizada al microsegundo o menos: necesita electrónica personalizada para enfrentar el desafío. Explotar y modificar la unidad de control electrónico de un automóvil es un ajuste favorito entre los sintonizadores aficionados y profesionales, ya que puede hacerse todo desde el software. Por supuesto, este es el último paso para afinar un automóvil.
Más grande aún, son las unidades industriales. Tome el ejemplo de un motor de turbina eólica. En primer lugar, ¿qué sucede si el viento sopla demasiado rápido? Seguramente debe haber un límite a la potencia de salida. Sí, y esto es lo más simple. Si se informa que la velocidad del viento es superior a un límite establecido (o se detecta como tal), la turbina aplicará inicialmente una ruptura gradual (tanto eléctrica como mecánica). intentará ponerlo en una parada completa. Por supuesto, si el viento del que estamos hablando es un huracán, lo mejor que puedes hacer es esperar que las aspas no maten a alguien cuando se caen. note que dije cuando, no si.
Curva de potencia NEG Micon NM92 que muestra las 3 regiones: optimización, limitación y parada de emergencia
Y tienes que orientar esas turbinas hacia la dirección del viento, ¿sí? Y el viento no es tan confiable, cada uno de ellos tendría que hacerlo solo. Aquí es donde entra en juego la unidad de guiñada, un servo complejo con muchos engranajes.
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De hecho, la caja de cambios de la turbina eólica es exactamente el reverso de una caja de cambios automática (¡pero aumenta varias veces!) Las palas girarán con bajas RPM, de 3 a 180, pero el generador eléctrico tiene la mejor eficiencia a las RPM más altas. disponible.
Espera … se pone aún mejor. su enchufe de pared proporciona corriente alterna, que es estable a 50 / 60Hz. Mientras que el motor en sí mismo es CA, es imposible suponer que un generador generará una frecuencia fija. Realmente no se puede controlar qué tan rápido o lento va a girar un motor. O puedes?
Bueno, aquí hay 2 opciones: ir mecánico y usar un reductor de RPM, que es muy ineficiente, o convertirlo a CC.
¿CORRIENTE CONTINUA? ¿Cómo es eso útil? Bueno … puedes convertirlo de nuevo a CA usando inversores. Los inversores en estos días son mucho más eficientes de lo que solían ser, por lo que el AC-DC-AC-filterAC global alcanza el alto 80% en términos de eficiencia. Mucho mejor que la versión mecánica. Por supuesto, también es mucho más caro en este momento, pero caerá a medida que la electrónica de potencia se califique cada vez más.
Conexión indirecta a la red de turbinas eólicas
[¿Por qué es esto relevante para la informática? Porque un inversor inteligente adecuado tiene una gran cantidad de código, ya sea con chips disponibles o uno especialmente diseñado para la tarea]
Ah, pero tienes aceite (alrededor de 500L para una turbina de 3MW, bastante grasiento, ¿verdad?), Ingeniería civil (y, por cierto, la superestructura de anillo de acero está diseñada para moverse y ser flexible. la turbina en días de mucho viento generalmente está prohibida por razones COSH, o es muy desagradable por decir lo menos).
Y las partes mecánicas están diseñadas para durar al menos 25 años. Puede reemplazar cualquier cosa eléctrica y electrónica en ellos en cuestión de semanas. pero una vez que la góndola sube, se queda allí. Los estudios de tribología deben llevarse a cabo para asegurarse de que los rodamientos masivos no fallarán temprano. Los rodamientos y el acero son conceptos antiguos, pero los materiales siguen mejorando cada vez más.
Modo de falla de rodamientos en aerogeneradores. el primero probablemente sea causado por una torsión repentina, el segundo probablemente sea causado por largos descansos del conjunto en una posición.
cojinete planetario de la caja de engranajes responsable de aumentar la relación RPM.
… y su lugar en un sim 3D.
Puede parecer mundano y simple, y en comparación con los sistemas navales que realmente es, pero esta es una de las muchas aplicaciones donde la ingeniería y la informática tradicionales se unen para producir el producto casi ideal.
Como último paso para la multitud de IT / EECS, todas esas turbinas recopilan muchos datos que se envían a un servidor de parque eólico. El servidor informa el estado de las turbinas, la potencia de salida y varios otros parámetros. El fabricante también puede acceder fácilmente a los datos para que puedan realizar un mantenimiento temprano, lo cual es muy importante en la industria; idealmente quieres reparar las cosas antes de que se rompan.