JP2001268994A - Wind force generated power controller - Google Patents

Wind force generated power controller

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JP2001268994A JP2000079854A JP2000079854A JP2001268994A JP 2001268994 A JP2001268994 A JP 2001268994A JP 2000079854 A JP2000079854 A JP 2000079854A JP 2000079854 A JP2000079854 A JP 2000079854A JP 2001268994 A JP2001268994 A JP 2001268994A
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暸介 伊藤
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    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem of a difficulty in use of a wind force generator in a residential area due to noise increase of the generator at a strong wind time. SOLUTION: An output voltage of a converter 3 connected to an output stage of the wind force generator 1 is raised at the strong wind time to increase a load current. The generator 1 is electromagnetically braked to suppress an acceleration in the rotting speed of the generator. Thus, when a limit in the speed is not sufficient, a rotating speed limiting load 11 is connected to an output line of the generator 1. To prevent a noise at night, a limiting level of the speed at night is set lower than a limiting level in the daytime.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、風力発電機によっ
て負荷に電力を供給する際に風力発電機の回転速度を制
限することができる風力発電電力制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wind power control device capable of limiting the rotation speed of a wind generator when power is supplied to a load by the wind generator.

【0002】[0002]

【従来の技術】典型的な風力発電システムは、風力発電
機と整流回路とコンバータとインバータと負荷とを有し
て商用電源系統に接続されている。この種の風力発電シ
ステムにおいて、風速の増大によって風力発電機の発電
電力が急激に増大すると、風力発電システム側から商用
電源系統への電力供給が急増し、商用系統側の電圧及び
周波数が変動する恐れがある。この変動は、風力発電機
に対して固定の抵抗を選択的に接続することによって抑
制される。
2. Description of the Related Art A typical wind power generation system includes a wind power generator, a rectifier circuit, a converter, an inverter, and a load, and is connected to a commercial power supply system. In this type of wind power generation system, when the power generated by the wind power generator increases rapidly due to an increase in wind speed, the power supply from the wind power generation system to the commercial power supply system rapidly increases, and the voltage and frequency of the commercial power system fluctuate. There is fear. This variation is suppressed by selectively connecting a fixed resistor to the wind generator.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、風力発電機
を普及させるためには騒音及び振動を低減させることが
必要になる。風力発電機の騒音及び振動は強風時に大き
くなる。
By the way, in order to spread the wind power generator, it is necessary to reduce noise and vibration. The noise and vibration of the wind power generator increase when the wind is strong.

【0004】そこで、本発明の目的は、強風時における
騒音又は振動を抑制することができる風力発電電力制御
装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a wind power generation control device capable of suppressing noise or vibration during a strong wind.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を解決するための本発明は、風力発電機の回転速度
を検出する回転速度検出手段と、前記風力発電機の出力
電流を制御する電流制御手段と、前記風力発電機の制限
回転速度を示す信号を発生する制限回転速度信号発生手
段と、前記回転速度検出手段から得られた検出速度を示
す信号と前記制限回転速度信号発生手段から得られた制
限回転速度を示す信号とを比較し、この比較結果を前記
電流制御手段に送る比較手段とを具備し、前記電流制御
手段は、前記検出速度が前記制限回転速度よりも高いこ
とを示す前記比較手段の出力に応答して前記風力発電機
の回転速度の上昇を抑えるように前記風力発電機の出力
電流を増大させる制御手段を有していることを特徴とす
る風力発電電力制御装置に係わるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems and to solve the above-mentioned object, the present invention provides a rotating speed detecting means for detecting a rotating speed of a wind power generator, and controlling an output current of the wind power generator. Current control means, a limited rotation speed signal generation means for generating a signal indicating the limited rotation speed of the wind power generator, a signal indicating the detected speed obtained from the rotation speed detection means, and the limited rotation speed signal generation means And a comparing unit for comparing the signal indicating the limited rotation speed obtained from the control unit, and sending the comparison result to the current control unit, wherein the current control unit determines that the detected speed is higher than the limited rotation speed. Control means for increasing the output current of the wind power generator so as to suppress an increase in the rotation speed of the wind power generator in response to the output of the comparison means. It is those related to the device.

【0006】なお、請求項2に示すように複数の制限回
転速度を設けることが望ましい。また、請求項3に示す
ように、回転速度が制限回転速度よりも高くなった時
に、直流−直流変換回路のスイッチ素子のオン時間幅を
長くしてこの出力電圧を高めて出力電流を大きくし、風
力発電機に電磁的にブレーキをかけることが望ましい。
また、請求項4に示すように、インバータを設け、この
インバータに負荷及び商用電源接続手段即ち商用連系手
段を接続することが望ましい。また、請求項5に示すよ
うに直流−交流変換回路で出力電流を制御することがで
きる。また、請求項6に示すように蓄電池を設けること
が望ましい。また、請求項7に示すように回転速度制限
用固定負荷を設け、上限回転速度を超えた時にこれを発
電機に接続することが望ましい。また、請求項8に示す
ように、制限回転速度を任意に変える手段を設けること
が望ましい。また、請求項9に示すように時間帯によっ
て制限回転速度を変えることが望ましい。
It is desirable to provide a plurality of limiting rotational speeds as described in claim 2. Further, when the rotation speed is higher than the limit rotation speed, the on-time width of the switch element of the DC-DC conversion circuit is increased to increase the output voltage and increase the output current. It is desirable to electromagnetically brake the wind generator.
It is preferable that an inverter is provided and a load and a commercial power supply connecting means, that is, a commercial interconnection means are connected to the inverter. Further, the output current can be controlled by the DC-AC conversion circuit. It is desirable to provide a storage battery as described in claim 6. It is desirable to provide a rotation speed limiting fixed load as described in claim 7, and to connect it to the generator when the rotation speed exceeds the upper limit rotation speed. It is desirable to provide a means for arbitrarily changing the rotation speed limit. Further, it is desirable to change the limit rotation speed according to the time zone as described in claim 9.

【0007】[0007]

【発明の効果】各請求項の発明によれば、風力発電機の
回転速度が制限回転速度よりも高くなると、電流制御手
段(例えば直流−直流変換回路)によって風力発電機の
出力電流の増大が図られる。これにより、風力発電機に
電磁的にブレーキがかかり、回転速度の上昇が抑制され
る。このため、風力発電機による騒音又は振動を比較的
簡単な構成で抑制することができる。また、請求項2の
発明によれば、複数の制限回転速度によって回転速度を
制限するので、出力電圧の急激な変化を伴なわないで回
転速度の上昇の抑制を円滑に進めることができる。ま
た、請求項3の発明によれば、直流−直流変換回路を使
用して出力電流を制御し、回転速度の制限を行うので、
特別な電流制御装置を設けないで出力電流の制御を行う
ことができる。このため、回転速度制限を簡単な回路で
実行することができる。なお、直流−直流変換回路の出
力電圧を高めると、負荷電流が増大し、風力発電機の電
機子反作用に基づく電磁ブレーキ作用が増大し、回転速
度の上昇が抑えられる。また、請求項4に示すようにイ
ンバータを設けると、交流負荷に対する電力供給が可能
になる。また、請求項5に示すように直流−交流変換回
路(インバータ回路)の出力電圧の制御によって風力発
電機の出力電流を制御する場合にも請求項3の発明と同
様な効果を得ることができる。また、請求項6の発明に
よれば蓄電池を負荷として使用することができると共
に、蓄電池を電源として使用することができる。また、
請求項7によれば回転速度の上昇を上限値に確実に抑え
ることが可能になる。また、請求項8及び9の発明によ
れば、風力発電機の設置環境に応じて種々の制限回転速
度を得ることができる。
According to the present invention, when the rotation speed of the wind power generator becomes higher than the limit rotation speed, the current control means (for example, a DC-DC conversion circuit) increases the output current of the wind power generator. It is planned. As a result, the wind generator is electromagnetically braked, and an increase in the rotation speed is suppressed. Therefore, noise or vibration caused by the wind power generator can be suppressed with a relatively simple configuration. According to the second aspect of the present invention, the rotational speed is limited by the plurality of limited rotational speeds, so that it is possible to smoothly suppress the increase in the rotational speed without a sudden change in the output voltage. According to the third aspect of the present invention, the output current is controlled using the DC-DC conversion circuit, and the rotation speed is limited.
The output current can be controlled without providing a special current control device. Therefore, the rotation speed can be restricted by a simple circuit. When the output voltage of the DC-DC converter is increased, the load current increases, the electromagnetic braking action based on the armature reaction of the wind power generator increases, and the increase in the rotation speed is suppressed. When an inverter is provided as described in claim 4, power can be supplied to an AC load. Further, the same effect as the invention of claim 3 can be obtained when the output current of the wind power generator is controlled by controlling the output voltage of the DC-AC conversion circuit (inverter circuit). . According to the invention of claim 6, the storage battery can be used as a load, and the storage battery can be used as a power supply. Also,
According to claim 7, it is possible to reliably suppress the increase in the rotation speed to the upper limit value. According to the eighth and ninth aspects of the present invention, various limited rotation speeds can be obtained according to the installation environment of the wind power generator.

【0008】[0008]

【実施形態及び実施例】次に、図1〜図11を参照して
本発明の実施形態及び実施例を説明する。
Embodiments and Examples Next, embodiments and examples of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0009】[0009]

【第1の実施例】本発明の第1の実施例に従う風力発電
電力制御装置は図1に示すように、風力発電機1と、整
流回路2と、出力電流制御手段及び直流―直流変換手段
としてのDC−DCコンバータ3と、インバータ4と、
負荷5と、連系保護装置6と、商用電源連系端子7と、
充電回路8と、蓄電池9と、回転制御回路10と、上限
回転速度設定用固定負荷11と、スイッチ12とを備え
ている。
First Embodiment A wind power control apparatus according to a first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, includes a wind power generator 1, a rectifier circuit 2, an output current control means and a DC-DC conversion means. A DC-DC converter 3 and an inverter 4
A load 5, an interconnection protection device 6, a commercial power interconnection terminal 7,
The vehicle includes a charging circuit 8, a storage battery 9, a rotation control circuit 10, a fixed load 11 for setting an upper limit rotation speed, and a switch 12.

【0010】風力発電機1は風車13に結合された永久
磁石から成る回転子14と、3相の電機子巻線15を有
する固定子とを備えた周知の交流発電機である。なお、
この交流発電機は外磁型と内磁型とのいずれであっても
よい。
The wind generator 1 is a known alternator having a rotor 14 composed of a permanent magnet coupled to a wind turbine 13 and a stator having a three-phase armature winding 15. In addition,
This alternator may be either an external magnet type or an internal magnet type.

【0011】風力発電機1の電機子巻線15に接続され
た交流―直流変換手段としての整流回路2は周知の3相
ブリッジ型整流回路であって、風車13及び回転子14
の回転に基づいて電機子巻線15に発生した3相交流電
圧を直流電圧に変換する。整流回路2の出力電圧は例え
ば50V以下の比較的低い値を有する。
The rectifier circuit 2 as an AC-DC converter connected to the armature winding 15 of the wind power generator 1 is a well-known three-phase bridge type rectifier circuit, and includes a wind turbine 13 and a rotor 14.
The three-phase AC voltage generated in the armature winding 15 based on the rotation of the armature winding 15 is converted into a DC voltage. The output voltage of the rectifier circuit 2 has a relatively low value of, for example, 50 V or less.

【0012】整流回路2に接続されたDC−DCコンバ
ータ3は、整流回路2の出力電圧をこれよりも高い電圧
(例えば350V)に変換し、且つコンバータ3の出力
電圧を一定に制御すると共に、本発明に従って出力電流
を制御するように出力電圧を調整するものである。従っ
て、コンバータ3は直流変換の機能の他に、本発明に従
う回転速度制限用の電流制御手段としての機能も有す
る。このコンバータ3の詳細は追って説明する。
The DC-DC converter 3 connected to the rectifier circuit 2 converts the output voltage of the rectifier circuit 2 to a higher voltage (for example, 350 V) and controls the output voltage of the converter 3 to be constant. According to the present invention, the output voltage is adjusted so as to control the output current. Therefore, converter 3 has a function as current control means for limiting the rotational speed according to the present invention, in addition to the DC conversion function. Details of the converter 3 will be described later.

【0013】コンバータ3に接続されたインバータ4
は、コンバータ3から出力された直流電圧を商用周波数
(例えば50Hz)の正弦波交流電圧に変換するものであ
り、例えば、周知のブリッジ型インバータ、ハーフブリ
ッジ型インバータ等で構成し得る。
Inverter 4 connected to converter 3
Converts a DC voltage output from the converter 3 into a sine-wave AC voltage having a commercial frequency (for example, 50 Hz), and may be configured by, for example, a well-known bridge-type inverter, a half-bridge-type inverter, or the like.

【0014】インバータ4に接続された負荷5は風力発
電システム系内の交流負荷である。インバータ4と商用
連系端子7との間に接続された連系保護装置6は商用電
源側が停電した時に風力発電システム側を商用側から切
り離すためのスイッチや連系に必要な周知の種々の手段
を含む。
The load 5 connected to the inverter 4 is an AC load in the wind power generation system. An interconnection protection device 6 connected between the inverter 4 and the commercial interconnection terminal 7 is a switch for disconnecting the wind power generation system from the commercial side when a commercial power supply fails, and various known means necessary for interconnection. including.

【0015】インバータ4に接続された充電回路8はイ
ンバータ4の出力電圧又は商用連系端子7から供給され
た電圧を整流して蓄電池9を充電するものである。な
お、破線で示すように充電回路8をコンバータ3に接続
し、コンバータ3の直流出力電圧で蓄電池9を充電する
こともできる。蓄電池9が満充電状態にない時には蓄電
池9は風力発電システム内の負荷として機能する。蓄電
池9の電力を負荷5に供給するために蓄電池9はこの放
電手段としてのダイオード16を介してインバータ4の
入力端子に接続されている。なお、蓄電池9と負荷5と
の間に蓄電池出力専用のインバータを接続することもで
きる。
The charging circuit 8 connected to the inverter 4 rectifies the output voltage of the inverter 4 or the voltage supplied from the commercial interconnection terminal 7 to charge the storage battery 9. Note that the charging circuit 8 can be connected to the converter 3 as indicated by a broken line, and the storage battery 9 can be charged with the DC output voltage of the converter 3. When the storage battery 9 is not fully charged, the storage battery 9 functions as a load in the wind power generation system. The storage battery 9 is connected to the input terminal of the inverter 4 via a diode 16 as a discharging means in order to supply the power of the storage battery 9 to the load 5. Note that an inverter dedicated to storage battery output may be connected between the storage battery 9 and the load 5.

【0016】風力発電機1の回転速度を上限値に抑える
ための回転速度制限用負荷11はスイッチ12を介して
整流回路2に接続されている。この負荷11はコンバー
タ3の出力端子又はインバータ4の出力端子又は電機子
巻線15の出力端子に接続することもできる。
A rotational speed limiting load 11 for suppressing the rotational speed of the wind power generator 1 to an upper limit value is connected to the rectifier circuit 2 via a switch 12. The load 11 can be connected to the output terminal of the converter 3, the output terminal of the inverter 4, or the output terminal of the armature winding 15.

【0017】回転制御回路10は、回転速度検出器17
と標準モード信号発生器18と昼夜切換モード信号発生
器19と制限回転速度信号発生器20と上限回転速度信
号発生器21と第1及び第2の比較器22、23とモー
ド選択スイッチS1 、S2 とから成る。
The rotation control circuit 10 includes a rotation speed detector 17
A standard mode signal generator 18, a day / night switching mode signal generator 19, a limited rotation speed signal generator 20, an upper limit rotation speed signal generator 21, first and second comparators 22, 23, and mode selection switches S1, S2. Consisting of

【0018】回転速度検出器17は、電機子巻線15の
出力ライン15aに接続され、発電機1の出力交流電圧
の周波数を検出し、この周波数に対応した電圧値を有す
る速度検出信号Vsを出力する。図2(A)は速度検出
器17を示し、交流抽出用コンデンサ17aと周波数−
電圧変換回路17bとから成る。発電機出力ライン15
aに接続されたコンデンサ17aは発電機出力電圧の交
流成分を抽出する。この交流成分の周波数は発電機1の
回転子14の回転速度に比例している。周波数−電圧変
換回路17bはコンデンサ17aで抽出された交流成分
の周波数に比例した電圧を出力するものであって、例え
ばVCO(電圧制御発振器)又は交流成分に対応したパ
ルスを形成する回路と単位時間当りのパルス数を計数
し、このパルス数に比例した電圧又はディジタル値を出
力するものである。なお、図2(A)で点線で示すよう
にコンデンサ17aを整流回路2の出力端子に接続する
ことができる。整流回路2の出力電圧には発電機1の回
転速度に比例した脈流成分が含まれているので、コンデ
ンサ17aでこの脈流成分を抽出することによって回転
速度を検出することができる。図2(B)は図2(A)
の回転速度検出器17の代りに使用することができる別
の回転速度検出器17’を示す。この速度検出器17’
は、コンデンサ17aと周波数−電圧変換回路17bの
他に電流検出器17cを有している。電流検出器17c
は発電機出力ライン15aに結合され、ここに流れる電
流を検出する。発電機出力電流の周波数は発電機1の回
転速度に比例しているので、これをコンデンサ17aで
抽出し、周波数−電圧変換回路17bで電圧に変換する
と速度検出信号Vs を得ることができる。なお、電流検
出器17cを図2(B)で点線で示すように整流回路2
の出力ラインに接続し、整流出力の脈流成分を検出する
ように接続変更することができる。
The rotation speed detector 17 is connected to the output line 15a of the armature winding 15, detects the frequency of the output AC voltage of the generator 1, and generates a speed detection signal Vs having a voltage value corresponding to this frequency. Output. FIG. 2A shows a speed detector 17, in which an AC extraction capacitor 17a and a frequency-
And a voltage conversion circuit 17b. Generator output line 15
The capacitor 17a connected to a extracts an AC component of the generator output voltage. The frequency of this AC component is proportional to the rotation speed of the rotor 14 of the generator 1. The frequency-voltage conversion circuit 17b outputs a voltage proportional to the frequency of the AC component extracted by the capacitor 17a. For example, a VCO (voltage controlled oscillator) or a circuit that forms a pulse corresponding to the AC component and a unit time It counts the number of pulses per hit and outputs a voltage or digital value proportional to the number of pulses. Note that the capacitor 17a can be connected to the output terminal of the rectifier circuit 2 as shown by a dotted line in FIG. Since the output voltage of the rectifier circuit 2 includes a pulsating component proportional to the rotating speed of the generator 1, the rotating speed can be detected by extracting the pulsating component with the capacitor 17a. FIG. 2 (B) is FIG. 2 (A)
FIG. 6 shows another rotational speed detector 17 ′ that can be used in place of the rotational speed detector 17 of FIG. This speed detector 17 '
Has a current detector 17c in addition to the capacitor 17a and the frequency-voltage conversion circuit 17b. Current detector 17c
Is connected to the generator output line 15a and detects the current flowing therethrough. Since the frequency of the generator output current is proportional to the rotation speed of the generator 1, when the frequency is extracted by the capacitor 17a and converted into a voltage by the frequency-voltage conversion circuit 17b, the speed detection signal Vs can be obtained. Note that the current detector 17c is connected to the rectifier circuit 2 as shown by a dotted line in FIG.
And the connection can be changed so as to detect the pulsating component of the rectified output.

【0019】標準モード信号発生器18は、発電機1の
回転速度の制限を標準モードで実行することを示す標準
信号M1 を発生するものである。ここで、標準モードと
は1日中即ち24時間中同一条件で回転速度の抑制を実
行するモードである。
The standard mode signal generator 18 generates a standard signal M1 indicating that the rotation speed of the generator 1 is to be restricted in the standard mode. Here, the standard mode is a mode in which the rotation speed is suppressed under the same conditions throughout the day, that is, 24 hours.

【0020】昼夜切換モード信号発生器19はタイマ1
9aを内蔵し、例えば昼間としての8時〜20時の第1
の時間帯を示す例えば高レベル信号と夜間の20時〜8
時の第2の時間帯を示す例えば低レベル信号とを含む昼
夜切換モード信号M2 を発生するものである。なお、第
1及び第2の時間帯の区別をタイマ19aによって設定
する代りに、光センサ、太陽発電等によって昼夜判定を
自動的に行って昼夜切換モード信号を作成することもで
きる。
The day / night switching mode signal generator 19 has a timer 1
9a, for example, the first daytime from 8:00 to 20:00
For example, a high-level signal indicating the time zone of 20:00 to 8 at night
A day / night switching mode signal M2 including, for example, a low level signal indicating a second time zone of the time is generated. Note that, instead of setting the distinction between the first and second time zones by the timer 19a, the day / night determination can be automatically performed by an optical sensor, solar power generation, or the like, and the day / night switching mode signal can be created.

【0021】標準モード信号発生器18は標準モード選
択スイッチS1 を介して制限回転速度信号発生器20に
接続され、昼夜切換モード信号発生器19は昼夜切換モ
ード選択スイッチS2 を介して制限回転速度信号発生器
20に接続されている。スイッチS1 、S2 は択一的に
オンになる。なお、スイッチS1 、S2 を設ける代り
に、標準モード信号発生器18と昼夜切換モード信号発
生器19とを択一的に動作させ、信号M1 、M2 を択一
的に送出することもできる。
The standard mode signal generator 18 is connected to a limited rotation speed signal generator 20 via a standard mode selection switch S1, and the day / night switching mode signal generator 19 is connected to a limited rotation speed signal via a day / night switching mode selection switch S2. Connected to generator 20. Switches S1 and S2 are alternatively turned on. Instead of providing the switches S1 and S2, the standard mode signal generator 18 and the day / night switching mode signal generator 19 may be operated alternatively to transmit the signals M1 and M2 alternatively.

【0022】制限回転速度信号発生器20は、指定され
たモードに従う制限回転速度に比例した電圧から成る制
限回転速度信号Vr1又はVr2を発生する。図3に原理的
に示すように制限回転速度信号発生器20は第1及び第
2の電圧源24、25と第1及び第2のスイッチ26、
27とNOT回路28とORゲート28aとから成る。
制限回転速度信号出力ライン29は第1のスイッチ28
を介して第1の電圧源24に接続されていると共に第2
のスイッチ29を介して第2の電圧源25に接続されて
いる。第1の電圧源24は図5に示す第1の基準電圧V
r1を発生する。第2の電圧源25は図5に示す第2の基
準電圧Vr2を発生する。第1及び第2の電圧源24、2
5は調整可能な可変電圧源であって、任意の電圧を発生
することができる。なお、第1及び第2の電圧源24、
25を電源端子とグランドとの間に3個の抵抗を直列接
続した共通の分圧回路で構成し、この分圧回路の第1の
分圧点から第1の基準電圧Vr1を得、第2の分圧点から
第2の基準電圧Vr2を得ることもできる。ライン30,
31はORゲート28aを介して第1のスイッチ26の
制御端子に接続され、ライン31はNOT回路28を介
して第2のスイッチ27の制御端子に接続されている。
従って、第1のスイッチ26は、図1の標準モード信号
発生器18に対してスイッチS1 を介して接続されるラ
イン30に標準モード信号M1 が供給されている時にオ
ンになり且つ昼夜切換モード信号発生器19に対してス
イッチS2 を介して接続されるライン31に昼夜切換モ
ード信号M2 の昼間を示す高レベル信号が供給されてい
る時にもオンになり、第1の基準電圧Vr1をライン29
に出力する。第2のスイッチ27はライン31に昼夜切
換モード信号M2 の夜間を示す低レベル信号が供給され
ている時にオンになって第2の基準電圧Vr2をライン2
9に出力する。図5から明らかなように第2の基準電圧
Vr2は第1の基準電圧Vr1よりも低く設定されている。
標準モード選択スイッチS1 がオンの時には、図3の第
1のスイッチ26がオンになり、ライン29には常に第
1の基準電圧Vr1からなる制限回転速度信号が出力す
る。また、昼夜切換モード選択スイッチS2 がオンの時
には、8時〜20時の第1の時間帯に第1のスイッチ2
6がオンになり、第1の基準電圧Vr1がライン29に出
力され、0時〜8時及び20時〜24時の第2の時間幅
に第2のスイッチ27がオンになり、第2の基準電圧V
r2がライン29に出力される。なお、第1の基準電圧V
r1は第1の制限回転速度に対応し、第2の基準電圧Vr2
は第2の制限回転速度に対応する。
The limited rotation speed signal generator 20 generates a limited rotation speed signal Vr1 or Vr2 consisting of a voltage proportional to the limited rotation speed according to a designated mode. As shown in principle in FIG. 3, the limited rotational speed signal generator 20 includes first and second voltage sources 24 and 25 and first and second switches 26,
27, a NOT circuit 28, and an OR gate 28a.
The limited rotation speed signal output line 29 is connected to the first switch 28.
Is connected to the first voltage source 24 via the
The switch 29 is connected to the second voltage source 25. The first voltage source 24 is connected to the first reference voltage V shown in FIG.
Generates r1. The second voltage source 25 generates a second reference voltage Vr2 shown in FIG. First and second voltage sources 24, 2
Reference numeral 5 denotes an adjustable variable voltage source which can generate an arbitrary voltage. Note that the first and second voltage sources 24,
25 is constituted by a common voltage dividing circuit in which three resistors are connected in series between a power supply terminal and a ground, a first reference voltage Vr1 is obtained from a first voltage dividing point of the voltage dividing circuit, The second reference voltage Vr2 can be obtained from the voltage dividing point. Line 30,
31 is connected to the control terminal of the first switch 26 via an OR gate 28a, and the line 31 is connected to the control terminal of the second switch 27 via a NOT circuit 28.
Accordingly, the first switch 26 is turned on when the standard mode signal M1 is supplied to the line 30 connected via the switch S1 to the standard mode signal generator 18 of FIG. It is also turned on when a high level signal indicating the daytime of the day / night switching mode signal M2 is supplied to a line 31 connected to the generator 19 via a switch S2, and the first reference voltage Vr1 is applied to a line 29.
Output to The second switch 27 is turned on when a low level signal indicating the nighttime of the day / night switching mode signal M2 is supplied to the line 31 to apply the second reference voltage Vr2 to the line 2.
9 is output. As is clear from FIG. 5, the second reference voltage Vr2 is set lower than the first reference voltage Vr1.
When the standard mode selection switch S1 is turned on, the first switch 26 shown in FIG. 3 is turned on, and a limited speed signal consisting of the first reference voltage Vr1 is always output to the line 29. When the day / night switching mode selection switch S2 is on, the first switch 2 is turned on during the first time period from 8:00 to 20:00.
6 is turned on, the first reference voltage Vr1 is output on the line 29, and the second switch 27 is turned on for the second time widths from 0 to 8 o'clock and 20 to 24 o'clock, and the second switch 27 is turned on. Reference voltage V
r2 is output on line 29. Note that the first reference voltage V
r1 corresponds to the first limit rotation speed, and the second reference voltage Vr2
Corresponds to the second limit rotational speed.

【0023】第1の比較器22の一方の入力端子は速度
検出器17に接続され、他方の入力端子は制限回転速度
信号発生器20の出力ライン29に接続されている。ラ
イン29は図5に示すように第1の基準電圧Vr1又は第
2の基準電圧Vr2となるので、速度検出器17から得ら
れた回転速度検出信号Vs が第1又は第2の基準電圧V
r1、Vr2よりも高くなる期間t1 〜t2 、t3 〜t4 、
t5 〜t6 、t7 〜t8 に出力ライン32に高レベルの
比較出力が得られ、これがコンバータ3に送られて発電
機1の回転速度の上昇の抑制に使用される。
One input terminal of the first comparator 22 is connected to the speed detector 17, and the other input terminal is connected to an output line 29 of the limited rotational speed signal generator 20. Since the line 29 becomes the first reference voltage Vr1 or the second reference voltage Vr2 as shown in FIG. 5, the rotation speed detection signal Vs obtained from the speed detector 17 is changed to the first or second reference voltage Vr1.
periods t1 to t2, t3 to t4, which are higher than r1 and Vr2,
At t5 to t6 and t7 to t8, a high-level comparison output is obtained on the output line 32, which is sent to the converter 3 and used for suppressing an increase in the rotation speed of the generator 1.

【0024】第2の比較器23の一方の入力端子は速度
検出器17に接続され、他方の入力端子は上限回転速度
信号発生器21に接続されている。上限回転速度信号発
生器21は、図5に示すように第1の基準電圧Vr1より
も高い第3の基準電圧Vr3から成る上限回転速度信号を
発生する。従って、図5のt5 ′〜t6 ′期間のように
回転速度検出信号Vs が第3の基準電圧Vr3よりも高く
なった時に比較器23は高レベル出力をライン33に送
出し、スイッチ12をオンに制御する。スイッチ12が
オンになると比較的小さい抵抗値の負荷11が整流回路
2に接続され、発電機1の出力電流即ち電機子電流が増
大し、電機子反作用による電磁ブレーキ作用によって発
電機1の回転速度の上昇が抑制される。この第2の比較
器23による制御は、第1の比較器22の出力によるコ
ンバータ3の制御によって発電機1の回転速度が所望値
に抑制されない時に生じる。
One input terminal of the second comparator 23 is connected to the speed detector 17, and the other input terminal is connected to the upper limit rotation speed signal generator 21. The upper limit rotation speed signal generator 21 generates an upper limit rotation speed signal composed of a third reference voltage Vr3 higher than the first reference voltage Vr1, as shown in FIG. Accordingly, when the rotation speed detection signal Vs becomes higher than the third reference voltage Vr3 as in the period from t5 'to t6' in FIG. 5, the comparator 23 sends a high level output to the line 33 and turns on the switch 12. To control. When the switch 12 is turned on, the load 11 having a relatively small resistance value is connected to the rectifier circuit 2, the output current of the generator 1, that is, the armature current increases, and the rotation speed of the generator 1 is increased by the electromagnetic braking effect due to the armature reaction. Is suppressed. The control by the second comparator 23 occurs when the rotation speed of the generator 1 is not suppressed to a desired value by the control of the converter 3 by the output of the first comparator 22.

【0025】コンバータ3は、図4に示すように直流−
直流変換回路41とこの制御回路42とから成る。変換
回路41は昇圧用リアクトル43とトランジスタから成
るスイッチ素子44と整流ダイオード45と出力平滑用
コンデンサ46とから成る周知の昇圧用変換回路であ
る。スイッチ素子44は整流回路2の対の直流出力ライ
ン2a、2b間にリアクトル43を介して接続されてい
る。出力平滑用コンデンサ46はダイオード45を介し
てスイッチ素子44に並列に接続されている。従って、
スイッチ素子44をオン・オフすると、コンデンサ46
に昇圧された電圧を得ることができる。変換回路41は
図4の回路に限定されるものではなく、ブリッジ型又は
ハーフブリッジ型インバータと出力整流平滑回路との組
合せ回路又は一石型DC−DCコンバータ等とすること
ができる。
As shown in FIG.
It comprises a DC conversion circuit 41 and this control circuit 42. The converting circuit 41 is a well-known boosting converting circuit including a boosting reactor 43, a switch element 44 including a transistor, a rectifying diode 45, and an output smoothing capacitor 46. The switch element 44 is connected between the pair of DC output lines 2 a and 2 b of the rectifier circuit 2 via a reactor 43. The output smoothing capacitor 46 is connected in parallel to the switch element 44 via a diode 45. Therefore,
When the switch element 44 is turned on and off, the capacitor 46
Voltage can be obtained. The conversion circuit 41 is not limited to the circuit shown in FIG. 4, but may be a combination circuit of a bridge-type or half-bridge type inverter and an output rectifying / smoothing circuit, or a single DC-DC converter.

【0026】制御回路42はスイッチ素子44をオン・
オフ制御するためのPWMパルスから成るスイッチ制御
信号を形成するものであって、電圧検出回路としての抵
抗47、48と、主基準電圧源49と、誤差増幅器50
と、主基準電圧源用スイッチ51と、鋸波発生回路52
と、比較器53と、補助基準電圧源54と、補助基準電
圧源用スイッチ55とから成る。2つの抵抗47、48
の直列回路は対のコンバータ出力ライン56、57間に
接続され、これ等の分圧点58に出力電圧検出値が得ら
れる。
The control circuit 42 turns on the switch element 44.
It forms a switch control signal composed of a PWM pulse for off control, and includes resistors 47 and 48 as voltage detection circuits, a main reference voltage source 49, and an error amplifier 50.
, Main reference voltage source switch 51, and sawtooth wave generation circuit 52
, A comparator 53, an auxiliary reference voltage source 54, and an auxiliary reference voltage source switch 55. Two resistors 47, 48
Is connected between the pair of converter output lines 56 and 57, and an output voltage detection value is obtained at these voltage dividing points 58.

【0027】誤差増幅器50の一方の入力端子は分圧点
58に接続され、この他方の入力端子はスイッチ51を
介して主基準電圧源49に接続されていると共にスイッ
チ55を介して補助基準電圧源54に接続されている。
スイッチ51は図1の比較器22の出力ライン32が低
レベルの時にオンになり、電圧源49の主基準電圧Va
を誤差増幅器50に送る。スイッチ55はスイッチ51
と逆に動作するものであって、ライン32が高レベルの
時にオンになり、電圧源54の補助基準電圧Vb を誤差
増幅器50に送る。主基準電圧Va はコンバータ3の通
常の定電圧制御のための基準電圧であり、補助基準電圧
Vb は回転速度制御用基準電圧であって、発電機1の出
力電流を増大させるために主基準電圧Va よりも好まし
くは0.1〜5%程度高く設定された電圧である。な
お、標準モード時には図5のt5 〜t6 期間に図4のス
イッチ55がオンになり、補助基準電圧Vb が誤差増幅
器50に入力し、昼夜切換モード時には、図5のt1 〜
t2 、t3 〜t4 、t5 〜t6 、t7 〜t8 期間に図4
のスイッチ55がオンになり、補助基準電圧Vb が誤差
増幅器50に入力する。
One input terminal of the error amplifier 50 is connected to a voltage dividing point 58, and the other input terminal is connected to a main reference voltage source 49 via a switch 51 and to an auxiliary reference voltage via a switch 55. Connected to source 54.
The switch 51 is turned on when the output line 32 of the comparator 22 in FIG.
To the error amplifier 50. The switch 55 is the switch 51
It is turned on when the line 32 is at a high level, and sends the auxiliary reference voltage Vb of the voltage source 54 to the error amplifier 50. The main reference voltage Va is a reference voltage for normal constant voltage control of the converter 3, and the auxiliary reference voltage Vb is a reference voltage for rotation speed control, and is used to increase the output current of the generator 1. The voltage is preferably set higher than Va by about 0.1 to 5%. In the standard mode, the switch 55 of FIG. 4 is turned on during the period from t5 to t6 in FIG. 5, and the auxiliary reference voltage Vb is input to the error amplifier 50. In the day / night switching mode, the switch 55 in FIG.
4 during the periods t2, t3 to t4, t5 to t6, and t7 to t8.
Is turned on, and the auxiliary reference voltage Vb is input to the error amplifier 50.

【0028】鋸波発生回路52は商用電源の周波数より
も十分に高い周波数(例えば20〜100kHz )で鋸波
電圧を発生する。PWM用比較器53は誤差増幅器50
の出力と鋸波発生回路52の出力とを比較して周知のP
WMパルスを形成し、スイッチ素子44の制御端子に送
り、スイッチ素子44をオン・オフ制御する。なお、補
助基準電圧源55を設ける代りに、鋸波発生回路52の
鋸波電圧にVb −Vaに相当するバイアス電圧をライン
32の高レベル期間のみ与える手段を設けることができ
る。このように鋸波電圧にバイアス電圧を付加すると、
比較器53の出力PWMパルスの幅が増大し、変換回路
41の出力電圧のレベルが高くなり、発電機1の出力電
流が増大する。また、誤差増幅器50と比較器53の間
に減算器を接続し、ライン32が高レベルの期間におい
てVb −Va に相当する補正電圧を誤差出力から減算す
ることができる。
The sawtooth generating circuit 52 generates a sawtooth voltage at a frequency (for example, 20 to 100 kHz) sufficiently higher than the frequency of the commercial power supply. The PWM comparator 53 is an error amplifier 50
Is compared with the output of the sawtooth wave generating circuit 52, and the well-known P
A WM pulse is formed and sent to the control terminal of the switch element 44, and the switch element 44 is turned on / off. Instead of providing the auxiliary reference voltage source 55, means for applying a bias voltage corresponding to Vb-Va to the sawtooth wave voltage of the sawtooth wave generating circuit 52 only during the high level period of the line 32 can be provided. By adding a bias voltage to the sawtooth voltage in this way,
The width of the output PWM pulse of the comparator 53 increases, the level of the output voltage of the conversion circuit 41 increases, and the output current of the generator 1 increases. Further, a subtractor is connected between the error amplifier 50 and the comparator 53 so that the correction voltage corresponding to Vb-Va can be subtracted from the error output while the line 32 is at a high level.

【0029】図6の特性線Aは風速又は回転数に対する
風力発電機1の発生可能な最大電力量を示す。この特性
線Aから明らかなように風速が高くなるに従って出力可
能な電力量は増加する。回転数が2200rpm よりも高
くなっても出力電力量は増大するが、この実施例では騒
音及び振動を防止するために発電機1の回転数を最大で
2200rpm に制限する。図5の第3の基準電圧Vr3は
上限回転数2200rpm に相当している。第1の基準電
圧Vr1は上限回転数2200rpm の80〜99%程度の
回転数に対応している。第2の基準電圧Vr2は第1の基
準電圧Vr1に対応する回転数の60〜90%程度の回転
数に対応している。
The characteristic line A in FIG. 6 shows the maximum amount of power that can be generated by the wind power generator 1 with respect to the wind speed or the rotation speed. As is clear from the characteristic line A, the outputable electric energy increases as the wind speed increases. Although the output power amount increases even if the rotation speed becomes higher than 2200 rpm, in this embodiment, the rotation speed of the generator 1 is limited to a maximum of 2200 rpm in order to prevent noise and vibration. The third reference voltage Vr3 in FIG. 5 corresponds to an upper limit rotational speed of 2200 rpm. The first reference voltage Vr1 corresponds to a rotation speed of about 80 to 99% of the upper limit rotation speed of 2200 rpm. The second reference voltage Vr2 corresponds to a rotation speed of about 60 to 90% of the rotation speed corresponding to the first reference voltage Vr1.

【0030】標準的に風力発電機1の回転速度を制限す
る時には、標準モード信号発生器18の出力をスイッチ
S1 を介して制限回転速度信号発生器20に送る。回転
速度検出信号Vs が図5に示すように変化し、標準モー
ドが設定されているとすれば、t5 〜t6 期間に第1の
基準電圧Vr1を回転速度検出信号Vs が横切る。この結
果、t5 〜t6 区間で第1の比較器22の出力が高レベ
ルになり、これに応答して図4のスイッチ55がオンに
なり、補助基準電圧Vb が誤差増幅器50に送られる。
これにより、比較器53から出力されるPWMパルスの
幅が広がり、変換回路41の出力電圧が高くなり、負荷
5に流れる電流、蓄電池9に流れる電流、及び商用連系
端子6から商用側に流れる電流が増大する。夜間に風力
発電機1の回転速度を低く抑えたい時には、昼夜切換モ
ード用スイッチS2 をオンにする。これにより、図5の
場合にはt1 〜t2 、t3 〜t4 、t7 〜t8 において
も図4のスイッチ55がオンになり、発電機1の出力電
流が増大し、回転速度の上昇が抑制される。この結果、
夜間の騒音が低下する。
When the rotation speed of the wind power generator 1 is normally limited, the output of the standard mode signal generator 18 is sent to the limited rotation speed signal generator 20 via the switch S1. Assuming that the rotation speed detection signal Vs changes as shown in FIG. 5 and the standard mode is set, the rotation speed detection signal Vs crosses the first reference voltage Vr1 during the period from t5 to t6. As a result, the output of the first comparator 22 becomes high in the section from t5 to t6, and in response to this, the switch 55 of FIG. 4 is turned on, and the auxiliary reference voltage Vb is sent to the error amplifier 50.
Thereby, the width of the PWM pulse output from the comparator 53 is widened, the output voltage of the conversion circuit 41 is increased, the current flowing to the load 5, the current flowing to the storage battery 9, and the current flowing from the commercial interconnection terminal 6 to the commercial side. The current increases. When it is desired to keep the rotation speed of the wind power generator 1 low at night, the day / night switching mode switch S2 is turned on. Thereby, in the case of FIG. 5, the switch 55 of FIG. 4 is also turned on at t1 to t2, t3 to t4, and t7 to t8, the output current of the generator 1 increases, and the increase of the rotation speed is suppressed. . As a result,
Night noise is reduced.

【0031】第1の比較器22の出力による回転速度抑
制動作のみで回転速度を所望値に抑えることができず、
検出回転速度Vs が第3の基準電圧Vr3よりも高くなる
と、第2の比較器23の出力によってスイッチ12がオ
ンになり、発電機1の出力電流が増大し、回転速度の上
昇が抑制される。従って、本実施例においては、コンバ
ータ3と補助負荷11との両方によって回転速度の上昇
を円滑且つ小刻みに抑制することができる。
The rotation speed cannot be suppressed to a desired value only by the rotation speed suppression operation based on the output of the first comparator 22,
When the detected rotational speed Vs becomes higher than the third reference voltage Vr3, the switch 12 is turned on by the output of the second comparator 23, the output current of the generator 1 increases, and the increase in the rotational speed is suppressed. . Therefore, in this embodiment, the increase in the rotation speed can be suppressed smoothly and in small increments by both the converter 3 and the auxiliary load 11.

【0032】[0032]

【第2の実施例】次に、図7〜図9を参照して第2の実
施例の風力発電電力制御装置を説明する。但し、第2の
実施例を示す図7〜図9において第1の実施例を示す図
1〜図6と共通する部分には同一の符号を付し、その説
明を省略する。また、第2の実施例の風力発電電力制御
装置において第1の実施例と共通する多くの部分の図示
を省略し、第2の実施例においても図1〜図6を参照す
る。
Second Embodiment Next, a wind power control device according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. However, in FIGS. 7 to 9 showing the second embodiment, the same parts as those in FIGS. 1 to 6 showing the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Further, in the wind power control apparatus according to the second embodiment, many parts common to the first embodiment are not shown, and FIGS. 1 to 6 are also referred to in the second embodiment.

【0033】第2の実施例の風力発電電力制御装置は、
図1の回転制御回路10を図7の回転制御回路10aに
変形し、また、図4の制御回路42を図8の制御回路4
2aに変形した他は、第1の実施例の風力発電電力制御
装置と同一に形成したものである。
The wind power control device of the second embodiment is
The rotation control circuit 10 of FIG. 1 is modified to the rotation control circuit 10a of FIG. 7, and the control circuit 42 of FIG.
Except that it is modified to 2a, it is formed the same as the wind power control device of the first embodiment.

【0034】図7の回転制御回路10aは図1の回転制
御回路10と同様に速度検出器17と標準モード信号発
生器18と昼夜切換モード信号発生器19とを有する。
しかし、図7の回転制御回路10aは、図1とは異なる
制限回転速度信号発生器と比較手段を有している。
The rotation control circuit 10a of FIG. 7 has a speed detector 17, a standard mode signal generator 18, and a day / night switching mode signal generator 19 like the rotation control circuit 10 of FIG.
However, the rotation control circuit 10a of FIG. 7 has a limited rotation speed signal generator and a comparison unit different from those of FIG.

【0035】図7では図1及び図3の制限回転速度信号
発生器20の代りに、標準モード用及び昼夜切換モード
の昼間用として第1、第2及び第3の回転速度検出用基
準電圧源24a、24b、24cが設けられ、また昼夜
切換モードの夜間用として第4、第5及び第6の回転速
度検出用基準電圧源24d、24e、24fが設けられ
ている。第1、第2及び第3の回転速度検出用基準電圧
源24a、24b、24cの第1、第2及び第3の回転
速度検出用基準電圧Vr1a 、Vr1b 、Vr1c は図9に示
すようにこの順番に高くなるように設定されている。第
4、第5及び第6の回転速度検出用基準電圧源24d、
24e、24fの第4、第5及び第6の回転速度検出用
基準電圧Vr1d 、Vre、Vr1f は図9に示すようにこの
順番に高くなり且つ第1、第2及び第3の回転速度検出
用基準電圧Vr1a 、Vr1b 、Vr1c よりも低くなるよう
に設定されている。なお、基準電圧源24a〜24fは
複数の分圧点を有する抵抗の直列回路から成る共通の分
圧回路によって構成することもできる。
In FIG. 7, first, second and third rotation speed detecting reference voltage sources for the standard mode and the daytime in the day / night switching mode are used instead of the limited rotation speed signal generator 20 of FIGS. 24a, 24b, and 24c are provided, and fourth, fifth, and sixth rotation speed detection reference voltage sources 24d, 24e, and 24f are provided for night use in the day / night switching mode. The first, second and third rotation speed detection reference voltages Vr1a, Vr1b and Vr1c of the first, second and third rotation speed detection reference voltage sources 24a, 24b and 24c are set as shown in FIG. It is set so that it becomes higher in order. Fourth, fifth, and sixth rotation speed detection reference voltage sources 24d;
The fourth, fifth and sixth rotational speed detecting reference voltages Vr1d, Vre, and Vr1f of 24e and 24f increase in this order as shown in FIG. It is set to be lower than the reference voltages Vr1a, Vr1b and Vr1c. Note that the reference voltage sources 24a to 24f may be configured by a common voltage dividing circuit composed of a series circuit of resistors having a plurality of voltage dividing points.

【0036】図7の回路は、図1の1つの比較器22の
代りに、第1〜第6の比較器22a、22b、22c、
22d、22e、22fを有する。第1〜第6の比較器
22a〜22fの一方の入力端子は速度検出器17にそ
れぞれ接続され、他方の入力端子は基準電圧源24a〜
24fに接続されている。第1、第2及び第3の比較器
22a、22b、22cの出力から1つを選択するため
の論理回路として、2つのANDゲート60、61と2
つのNOT回路62、63が設けられている。第1のA
NDゲート60の一方の入力端子は第1の比較器22a
に接続され、この他方の入力端子はNOT回路62を介
して第2の比較器22bに接続されている。第2のAN
Dゲートの一方の入力端子は第2の比較器22bに接続
され、この他方の入力端子はNOT回路63を介して第
3の比較器22cに接続されている。この結果、第1及
び第2のANDゲート60、61の出力ラインA1 、A
2と第3の比較器22cの出力ラインA3 には第1〜第
3の比較器22a〜22cの内の1つの出力のみが得ら
れる。
The circuit of FIG. 7 includes first to sixth comparators 22a, 22b, 22c, instead of one comparator 22 of FIG.
22d, 22e and 22f. One input terminal of each of the first to sixth comparators 22a to 22f is connected to the speed detector 17, and the other input terminal is connected to each of the reference voltage sources 24a to 24f.
24f. As a logic circuit for selecting one from the outputs of the first, second and third comparators 22a, 22b and 22c, two AND gates 60, 61 and 2
Two NOT circuits 62 and 63 are provided. First A
One input terminal of the ND gate 60 is connected to the first comparator 22a.
, And the other input terminal is connected to the second comparator 22b via the NOT circuit 62. Second AN
One input terminal of the D gate is connected to the second comparator 22b, and the other input terminal is connected to the third comparator 22c via the NOT circuit 63. As a result, the output lines A1, A1 of the first and second AND gates 60, 61
Only one output of the first to third comparators 22a to 22c is obtained on the output line A3 of the second and third comparators 22c.

【0037】第4、第5及び第6の比較器22d、22
e、22fの出力から1つを選択するための論理回路と
して、ANDゲート64、65とNOT回路66、67
とが設けられている。ANDゲート64の一方の入力端
子は第4の比較器22dに接続され、この他方の入力端
子はNOT回路66を介して第5の比較器22eに接続
されている。ANDゲート65の一方の入力端子は第5
の比較器22eに接続され、この他方の入力端子はNO
T回路67を介して第6の比較器22fに接続されてい
る。従って、ANDゲート64、65の出力ラインA4
、A5 と比較器22fの出力ラインA6 には第4、第
5及び第6の比較器22d、22e、22fから選択さ
れた1つの出力のみが得られる。
Fourth, fifth and sixth comparators 22d, 22
AND gates 64 and 65 and NOT circuits 66 and 67 as a logic circuit for selecting one from the outputs of e and 22f.
Are provided. One input terminal of the AND gate 64 is connected to the fourth comparator 22d, and the other input terminal is connected to the fifth comparator 22e via the NOT circuit 66. One input terminal of the AND gate 65 is the fifth input terminal.
, And the other input terminal is connected to NO
It is connected to the sixth comparator 22f via the T circuit 67. Therefore, the output line A4 of the AND gates 64 and 65
, A5 and the output line A6 of the comparator 22f, only one output selected from the fourth, fifth and sixth comparators 22d, 22e, 22f is obtained.

【0038】図8に示す制御回路42aは、図4の制御
回路42と同一の出力電圧検出用抵抗47、48と、通
常の定電圧制御用基準電圧源49と、誤差増幅器50
と、スイッチ51と、鋸波発生器52と、PWM用比較
器53とを有する他に、第1〜第6の回転制御用基準電
圧源71、72、73、74、75、76と、第1〜第
6の基準電圧切換用スイッチ77、78、79、80、
81、82と、第1及び第2のモード切換スイッチ8
3、84と、ORゲート85と、NOT回路86とOR
ゲート87とを有する。
The control circuit 42a shown in FIG. 8 includes the same output voltage detection resistors 47 and 48 as the control circuit 42 of FIG. 4, a normal constant voltage control reference voltage source 49, and an error amplifier 50.
, A switch 51, a sawtooth generator 52, and a PWM comparator 53, and first to sixth rotation control reference voltage sources 71, 72, 73, 74, 75, 76, First to sixth reference voltage changeover switches 77, 78, 79, 80,
81, 82 and first and second mode changeover switches 8
3, 84, OR gate 85, NOT circuit 86 and OR
And a gate 87.

【0039】第1〜第3の回転制御用基準電圧源71〜
73の電圧Vb1、Vb2、Vb3はこの順に高くなり且つ通
常の定電圧制御用基準電圧源49の電圧Va よりも高く
設定されている。また、第4〜第6の回転制御用基準電
圧源74〜76の電圧Vb4、Vb5、Vb6もこの順に
高くなり且つ定電圧制御用基準電圧源49の電圧Vaよ
りも高く設定されている。第1、第2及び第3の回転制
御用基準電圧源71、72、73は第1、第2及び第3
の基準電圧切換用スイッチ77、78、79を介して互
いに並列に接続され、更に第1のモード切換スイッチ8
3を介して誤差増幅器50の負入力端子に接続されてい
る。第4、第5及び第6の回転制御用基準電圧源74、
75、76は第4、、第5及び第6の基準電圧切換用ス
イッチ80、81、82を介して互いに並列に接続さ
れ、更に第2のモード切換スイッチ84を介して誤差増
幅器50の負入力端子に接続されている。第1、第2、
第3、第4、第5及び第6の基準電圧切換用スイッチ7
7、78、79、80、81、82は第1〜第6のライ
ンA1 、A2 、A3 、A4 、A5 、A6 が高レベルの時
にオンになる。なお、図8の第1〜第6のラインA1 〜
A6 は図7で同一符号で示すラインA1 〜A6 に接続さ
れる。
The first to third rotation control reference voltage sources 71 to 71
The voltages Vb1, Vb2, Vb3 of 73 are higher in this order and higher than the voltage Va of the normal reference voltage source 49 for constant voltage control. The voltages Vb4, Vb5, Vb6 of the fourth to sixth rotation control reference voltage sources 74 to 76 also increase in this order and are set higher than the voltage Va of the constant voltage control reference voltage source 49. The first, second, and third rotation control reference voltage sources 71, 72, and 73 are first, second, and third rotation control reference voltage sources.
Are connected in parallel with each other via reference voltage changeover switches 77, 78, and 79, and the first mode changeover switch 8
3 is connected to the negative input terminal of the error amplifier 50. Fourth, fifth and sixth rotation control reference voltage sources 74,
Reference numerals 75 and 76 are connected in parallel with each other via fourth, fifth and sixth reference voltage switching switches 80, 81 and 82, and further connected via a second mode switching switch 84 to the negative input of the error amplifier 50. Connected to terminal. First, second,
Third, fourth, fifth and sixth reference voltage switching switches 7
7, 78, 79, 80, 81 and 82 are turned on when the first to sixth lines A1, A2, A3, A4, A5 and A6 are at a high level. The first to sixth lines A1 to A1 in FIG.
A6 is connected to lines A1 to A6 indicated by the same reference numerals in FIG.

【0040】図8のORゲート85はライン30、31
に接続されている。従って、ライン30に標準モード信
号M1 が与えられている時、又はライン31に高レベル
の昼夜切換モード信号M2 が与えられている時にORゲ
ート85は高レベル出力を発生し、第1のモード切換ス
イッチ83をオンに制御する。第2のモード切換スイッ
チ84はライン31に接続されたNOT回路86の高レ
ベル出力に応答してオンになる。なお、NOT回路86
に直列に昼夜切換モード選択スイッチS2 ′が接続され
ているので、第2のモード切換スイッチ84は昼夜切換
モードの時にのみNOT回路86の出力に応答する。図
8の昼夜切換モード選択スイッチS2 ′は図7のスイッ
チS2 に連動し、昼夜切換モード時のみにオンになる。
The OR gate 85 shown in FIG.
It is connected to the. Accordingly, when the standard mode signal M1 is provided on the line 30 or the high level day / night switching mode signal M2 is provided on the line 31, the OR gate 85 generates a high level output, and the first mode switching is performed. The switch 83 is turned on. The second mode changeover switch 84 is turned on in response to the high level output of the NOT circuit 86 connected to the line 31. The NOT circuit 86
The second mode changeover switch 84 responds to the output of the NOT circuit 86 only in the day / night changeover mode since the day / night changeover mode selection switch S2 'is connected in series with the switch. The day / night switching mode selection switch S2 'in FIG. 8 is linked with the switch S2 in FIG. 7 and is turned on only in the day / night switching mode.

【0041】図8の通常モード基準電圧用スイッチ51
を制御するための6入力ORゲート87は第1〜第6の
ラインA1 〜A6 に接続されている。スイッチ51は6
入力ORゲート87の出力が低レベルの時にオンにな
り、高レベルの時にオフになる。
The normal mode reference voltage switch 51 shown in FIG.
Is connected to the first to sixth lines A1 to A6. Switch 51 is 6
It turns on when the output of the input OR gate 87 is low, and turns off when the output is high.

【0042】図7の標準モードスイッチS1 がオンに操
作されている時には、図8の第1のモード切換スイッチ
83がオンになる。図9のt2 時点に示すように回転速
度検出信号Vs が電圧源24aの第1の回転速度検出用
基準電圧Vr1a に達すると、図7の第1の比較器22a
の出力が高レベルになり、第1のANDゲート60及び
ラインA1 も高レベルになり、図8のスイッチ77がオ
ンになり、スイッチ51がオフになる。この結果、通常
制御用基準電圧源49が切り離され、この代りに第1の
回転制御用基準電圧源71が誤差増幅器50に接続され
る。電圧源71の電圧Vb1は電圧源49の電圧Va より
も僅かに高いので、コンバータ3の出力電圧を増大させ
る動作が第1の実施例と同様な原理で生じ、風力発電機
1の負荷電流が増大し、風力発電機1の回転速度の上昇
が抑制される。電圧源71の基準電圧Vb1はインバータ
4の出力電圧の増大を防ぐために通常の定電圧制御の基
準電圧Va よりも大幅に高くすることができない。従っ
て、第1の回転制御用基準電圧Vb1によって回転速度を
目標値に抑えることが不可能な場合もある。この様な場
合には、回転速度検出信号Vs が更に上昇するので、第
2の比較器22bから高レベル出力が発生し、図8のス
イッチ78がオンになり、電圧源72の第2の回転速度
制御用基準電圧Vb2が誤差増幅器50に供給される。こ
れにより、コンバータ3の出力電圧を高める動作が生
じ、負荷電流が増大し、風力発電機1の回転速度の上昇
の抑制作用即ち電磁ブレーキ作用が強くなる。第2の回
転速度制御用基準電圧Vb2によって目標とする回転速度
にならない時には、図7の第3の比較器22cの出力が
高レベルになり、図8の第3のスイッチ79がオンにな
り、第3の回転速度制御用基準電圧Vb3が誤差増幅器5
0に供給され、コンバータ3の出力電圧を高める動作が
生じ、負荷電流が増大し、回転速度の上昇が抑制され
る。上述のように、第1、第2及び第3の比較器22
a、22b、22cの出力によって段階的にコンバータ
3の出力電圧を高めると、出力電圧の急激な変化が発生
せず、商用電源との連系の乱れを防ぐことができる。第
3の比較器22cの出力によっても回転速度を上限回転
速度以下に抑えることができない時には、上限回転速度
検出用比較器23の出力が高レベルになり、図1のスイ
ッチ12がオンになり、負荷電流が大幅に増大し、風力
発電機1の回転速度が強制的に上限回転数(2200rp
m )以下に抑えられる。
When the standard mode switch S1 in FIG. 7 is turned on, the first mode changeover switch 83 in FIG. 8 is turned on. When the rotation speed detection signal Vs reaches the first rotation speed detection reference voltage Vr1a of the voltage source 24a as shown at time t2 in FIG. 9, the first comparator 22a in FIG.
Goes high, the first AND gate 60 and line A1 also go high, turning on switch 77 and turning off switch 51 in FIG. As a result, the normal control reference voltage source 49 is disconnected, and the first rotation control reference voltage source 71 is connected to the error amplifier 50 instead. Since the voltage Vb1 of the voltage source 71 is slightly higher than the voltage Va of the voltage source 49, the operation of increasing the output voltage of the converter 3 occurs according to the same principle as in the first embodiment, and the load current of the wind power generator 1 is reduced. The rotation speed of the wind power generator 1 is suppressed from increasing. The reference voltage Vb1 of the voltage source 71 cannot be made much higher than the reference voltage Va of normal constant voltage control in order to prevent the output voltage of the inverter 4 from increasing. Therefore, it may not be possible to suppress the rotation speed to the target value by the first rotation control reference voltage Vb1. In such a case, since the rotation speed detection signal Vs further rises, a high level output is generated from the second comparator 22b, the switch 78 in FIG. 8 is turned on, and the second rotation of the voltage source 72 is performed. The speed control reference voltage Vb2 is supplied to the error amplifier 50. As a result, an operation of increasing the output voltage of converter 3 occurs, the load current increases, and the effect of suppressing the increase in the rotation speed of wind power generator 1, that is, the effect of electromagnetic braking, increases. When the target rotation speed does not reach the target rotation speed due to the second rotation speed control reference voltage Vb2, the output of the third comparator 22c in FIG. 7 goes high, and the third switch 79 in FIG. The third rotation speed control reference voltage Vb3 is the error amplifier 5
0, the operation of increasing the output voltage of the converter 3 occurs, the load current increases, and the increase in the rotation speed is suppressed. As described above, the first, second and third comparators 22
If the output voltage of converter 3 is increased stepwise by the outputs of a, 22b, and 22c, a sudden change in the output voltage does not occur, and disturbance in interconnection with the commercial power supply can be prevented. When the rotation speed cannot be suppressed below the upper limit rotation speed even by the output of the third comparator 22c, the output of the upper limit rotation speed detection comparator 23 becomes high level, and the switch 12 of FIG. The load current greatly increases, and the rotation speed of the wind power generator 1 is forcibly increased to the upper limit rotation speed (2200 rp).
m) below.

【0043】図7の昼夜切換モード選択スイッチS2 が
オンの時には、ライン31が8〜20時の第1の時間帯
で高レベル、20時〜8時の第2の時間帯で低レベルに
なる。8時〜20時の第1の時間帯の時には図8のスイ
ッチ83がオンになり、標準モード時と同様に第1、第
2及び第3の比較器22a、22b、22cの出力に基
づいて第1、第2及び第3の回転速度制御用基準電圧V
b1、Vb2、Vb3が選択され、標準モード時と同様な回転
速度制御が生じる。20時〜8時の第2の時間帯の時に
は、図8のNOT回路86の出力が高レベルになり且つ
スイッチS2 ′がオンになり、更にスイッチ84がオン
になる。この状態で例えば図9のt1 時点になると、図
7の第4の比較器22dの出力が高レベルになり、図8
のスイッチ80がオンになり、第4の回転速度制御用基
準電圧Vb4が誤差増幅器50に供給され、図9のt2 時
点の場合と同様な回転速度制御動作が生じる。
When the day / night changeover mode selection switch S2 in FIG. 7 is on, the line 31 goes high during the first time period from 8 to 20:00 and goes low during the second time period from 20:00 to 8:00. . During the first time period from 8:00 to 20:00, the switch 83 in FIG. 8 is turned on, and based on the outputs of the first, second and third comparators 22a, 22b, 22c as in the standard mode. First, second and third rotation speed control reference voltages V
b1, Vb2, and Vb3 are selected, and the same rotation speed control as in the standard mode occurs. During the second time period from 20:00 to 8:00, the output of the NOT circuit 86 in FIG. 8 goes high, the switch S2 'is turned on, and the switch 84 is turned on. In this state, for example, at time t1 in FIG. 9, the output of the fourth comparator 22d in FIG.
Is turned on, the fourth rotation speed control reference voltage Vb4 is supplied to the error amplifier 50, and the same rotation speed control operation as at time t2 in FIG. 9 occurs.

【0044】図9では20時〜8時の夜間における上限
回転速度を昼間のそれと同一にしているが、夜間の上限
回転速度検出用の比較器を独立に設け、図9の基準電圧
Vr3よりも低い基準電圧を上記夜間の上限回転速度検出
用比較器に与えてもよい。
In FIG. 9, the upper limit rotation speed at night from 20:00 to 8:00 is the same as that during daytime. However, a comparator for detecting the upper limit rotation speed at night is provided independently, and is higher than the reference voltage Vr3 in FIG. A low reference voltage may be provided to the nighttime upper limit rotational speed detection comparator.

【0045】[0045]

【第3の実施例】次に、図10及び図11を参照して第
3の実施例の風力発電電力制御装置を説明する。但し、
図10及び図11において図1〜図4と実質的に同一の
部分には同一の符号を付してその説明を省略する。ま
た、第3の実施例においても図1〜図6を参照する。
Third Embodiment Next, a wind power control apparatus according to a third embodiment will be described with reference to FIGS. However,
10 and 11, substantially the same parts as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The third embodiment also refers to FIGS.

【0046】図10の風力発電電力制御装置は、図1の
コンバータ3及びインバータ4を変形したコンバータ3
a、インバータ4aを設けた他は図1と同一に構成した
ものである。図10のコンバータ3aは図4のコンバー
タ3から基準電圧源54とスイッチ55とを省いた他は
図4と同一に形成したものである。図10のインバータ
4aは、図1のインバータ4に回転速度制御系を付加し
たものであり、図11に原理的に示すように、直流−交
流変換回路91とこの制御回路92とから成る。変換回
路91はコンバータ3aの直流出力ラインに対してブリ
ッジ接続されたスイッチQ1 〜Q6 とフィルタ93とか
ら成る周知の回路である。図11には3相変換回路91
が示されているが、勿論単相変換回路にすることもでき
る。
The wind power control device shown in FIG. 10 is a converter 3 which is a modification of the converter 3 and the inverter 4 shown in FIG.
a, except that an inverter 4a is provided. The converter 3a in FIG. 10 is formed in the same manner as in FIG. 4 except that the reference voltage source 54 and the switch 55 are omitted from the converter 3 in FIG. The inverter 4a of FIG. 10 is obtained by adding a rotation speed control system to the inverter 4 of FIG. 1, and includes a DC-AC conversion circuit 91 and a control circuit 92 as shown in principle in FIG. The conversion circuit 91 is a well-known circuit comprising switches Q1 to Q6 and a filter 93 which are bridge-connected to the DC output line of the converter 3a. FIG. 11 shows a three-phase conversion circuit 91.
However, a single-phase conversion circuit can of course be used.

【0047】制御回路92は、フィルタ93の出力電圧
を一定にするようにスイッチQ1 〜Q6 をオン・オフ制
御すると共に、風力発電機1の回転速度を制限するよう
にスイッチQ1 〜Q6 を制御するものであって、電圧検
出回路94と定電圧制御用基準電圧源49aと誤差増幅
器50aとスイッチ51aと鋸波発生回路52aとPW
Mパルス用比較器53aと回転速度制御用基準電圧源5
4aとスイッチ55aと正弦波基準電圧信号発生器95
と乗算器96と制御信号形成回路97とから成る。
The control circuit 92 controls ON / OFF of the switches Q1 to Q6 so as to keep the output voltage of the filter 93 constant, and also controls the switches Q1 to Q6 so as to limit the rotation speed of the wind power generator 1. A voltage detecting circuit 94, a reference voltage source 49a for constant voltage control, an error amplifier 50a, a switch 51a, a sawtooth wave generating circuit 52a, a PW
M pulse comparator 53a and rotation speed control reference voltage source 5
4a, switch 55a and sine wave reference voltage signal generator 95
, A multiplier 96 and a control signal forming circuit 97.

【0048】図11の電圧検出器94はインバータ4a
の出力電圧を検出して誤差増幅器50aに与える。図1
1の基準電圧源49a、誤差増幅器50a、スイッチ5
1a、鋸波発生回路52a、比較器53a、回転速度制
御用基準電圧源54a及びスイッチ55aは、図4の基
準電圧源49、誤差増幅器50、鋸波発生回路52、比
較器53、回転速度制御用基準電圧源54及びスイッチ
55と同様に動作する。また、電圧源49a、54aの
基準電圧Va ′及びVb ′は図4の基準電圧Va 及びV
b と同様にVa ′<Vb ′に設定されている。スイッチ
55aは図10のライン32が高レベルの時にオンにな
る。スイッチ51aはスイッチ55aと反対に動作す
る。従って、誤差増幅器50aの負入力端子には発電機
1の回転速度が制限回転速度よりも高くなった時にのみ
回転速度制御用基準電圧Vb ′が供給される。正弦波基
準信号発生器95は、商用連系端子7の正弦波交流電圧
に同期した正弦波電圧を発生する。乗算器96は正弦波
基準信号発生器95の出力に誤差増幅器50aの出力を
乗算して正弦波基準電圧の振幅を調整する。比較器53
aの負入力端子は乗算器96に接続され、正入力端子は
鋸波発生回路52aに接続されている。鋸波発生回路5
2aは商用電源の周波数よりも十分に高い周波数で鋸波
電圧を発生するので、比較器53aからはインバータ4
aから正弦波出力電圧を得られるようにPWM変調され
たパルスが発生する。制御信号形成回路97は比較器5
3aの出力に基づいて周知の方法でスイッチQ1 〜Q6
のオン・オフ制御信号を形成する。
The voltage detector 94 shown in FIG.
And outputs it to the error amplifier 50a. FIG.
1 reference voltage source 49a, error amplifier 50a, switch 5
1a, a sawtooth wave generating circuit 52a, a comparator 53a, a rotation speed control reference voltage source 54a and a switch 55a are a reference voltage source 49, an error amplifier 50, a sawtooth wave generation circuit 52, a comparator 53, and a rotation speed control of FIG. It operates similarly to the reference voltage source 54 and the switch 55. The reference voltages Va 'and Vb' of the voltage sources 49a and 54a are the same as the reference voltages Va and Vb of FIG.
Va '<Vb' is set similarly to b. Switch 55a turns on when line 32 of FIG. 10 is high. Switch 51a operates opposite to switch 55a. Therefore, the rotation speed control reference voltage Vb 'is supplied to the negative input terminal of the error amplifier 50a only when the rotation speed of the generator 1 becomes higher than the limit rotation speed. The sine wave reference signal generator 95 generates a sine wave voltage synchronized with the sine wave AC voltage of the commercial interconnection terminal 7. The multiplier 96 adjusts the amplitude of the sine wave reference voltage by multiplying the output of the sine wave reference signal generator 95 by the output of the error amplifier 50a. Comparator 53
The negative input terminal of a is connected to the multiplier 96, and the positive input terminal is connected to the sawtooth wave generating circuit 52a. Sawtooth generation circuit 5
2a generates a sawtooth voltage at a frequency sufficiently higher than the frequency of the commercial power supply.
A PWM-modulated pulse is generated so that a sine wave output voltage can be obtained from a. The control signal forming circuit 97 includes the comparator 5
Based on the output of the switch 3a, the switches Q1 to Q6
Of the on / off control signal.

【0049】第3の実施例の風力発電電力制御装置にお
いても、例えば図5に示すように発電機1の回転速度が
変化すると、第1の実施例と同様に回転速度の上昇を抑
制する動作が生じる。要するに、第1の実施例ではコン
バータ3で出力電圧を制御したのに代って第3の実施例
ではインバータ4aによって出力電圧を制御し、負荷電
流の増大を図り、電磁ブレーキ効果で回転速度の上昇を
抑制している。従って、第3の実施例によっても第1の
実施例と同一の効果を得ることができる。
In the wind power control apparatus according to the third embodiment, when the rotation speed of the generator 1 changes, for example, as shown in FIG. 5, the operation for suppressing the rise of the rotation speed is performed similarly to the first embodiment. Occurs. In short, instead of controlling the output voltage by the converter 3 in the first embodiment, the output voltage is controlled by the inverter 4a in the third embodiment to increase the load current, and the rotational speed is reduced by the electromagnetic braking effect. The rise has been suppressed. Therefore, the same effects as in the first embodiment can be obtained by the third embodiment.

【0050】[0050]

【変形例】本発明は上記実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 第3の実施例でインバータ4aで回転速度を制
御する場合においても、図7〜図9に示す第2の実施例
と同様に多段階制御を行うことができる。 (2) 負荷11を抵抗で構成せずに蓄電池とすること
ができる。 (3) 昼夜切換モードの昼間時間帯と夜間時間帯の時
間幅を任意に変えることができる。 (4) 1日を3つ以上の時間帯に分け、各時間帯の制
限回転速度に差を持たせることができる。 (5) 実施例では回転速度検出器17を交流又は脈流
成分によって回転速度を検出する構成にしているので、
この構成の簡略化が図られているが、これに代って回転
子14又は風車13の回転を光学的又は電磁的に検出
し、回転速度を示す信号を得ることもできる。
[Modifications] The present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) Even in the case where the rotation speed is controlled by the inverter 4a in the third embodiment, the multi-stage control can be performed similarly to the second embodiment shown in FIGS. (2) The load 11 can be formed as a storage battery without using a resistor. (3) The time width of the daytime zone and the nighttime zone of the day / night switching mode can be arbitrarily changed. (4) A day can be divided into three or more time zones, and a difference can be made between the limit rotation speeds in each time zone. (5) In the embodiment, since the rotation speed detector 17 is configured to detect the rotation speed by an AC or a pulsating component,
Although the configuration is simplified, the rotation of the rotor 14 or the windmill 13 may be optically or electromagnetically detected instead, and a signal indicating the rotation speed may be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の風力発電電力制御装置
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a wind power control apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】速度検出器を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a speed detector.

【図3】図1の制限回転速度信号発生器を示す回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a limited rotation speed signal generator of FIG. 1;

【図4】図1のコンバータを詳しく示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing the converter of FIG. 1 in detail.

【図5】回転速度検出信号の変化と速度制限との関係を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a change in a rotation speed detection signal and a speed limit;

【図6】風速及び回転数と発電機の最大出力電力量との
関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a wind speed and a rotation speed and a maximum output power amount of a generator.

【図7】第2の実施例の風力発電電力制御装置の速度制
御回路を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a speed control circuit of the wind power control apparatus according to the second embodiment.

【図8】第2の実施例のコンバータの制御回路を示す回
路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a control circuit of the converter according to the second embodiment.

【図9】第2の実施例の回転速度検出信号の変化と回転
速度制御との関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a change in a rotation speed detection signal and rotation speed control according to the second embodiment.

【図10】第3の実施例の風力発電電力制御装置を示す
ブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a wind power control apparatus according to a third embodiment.

【図11】図10のインバータを示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram illustrating the inverter of FIG. 10;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 風力発電機 3 コンバータ 4 インバータ 5 負荷 10 速度制御回路 17 速度検出器 22、23 比較器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wind power generator 3 Converter 4 Inverter 5 Load 10 Speed control circuit 17 Speed detector 22, 23 Comparator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 茂 埼玉県新座市北野三丁目6番3号 サンケ ン電気株式会社内 (72)発明者 伊藤 暸介 東京都港区赤坂6丁目13番19号 ゼファ− 株式会社内 (72)発明者 佐藤 清 東京都港区赤坂6丁目13番19号 ゼファ− 株式会社内 Fターム(参考) 3H078 AA26 BB03 BB07 BB15 CC15 CC22 CC32 CC54 CC66 CC73 5H590 AA06 AA30 AB15 CA14 CC02 CC18 CC24 CD01 CD03 CE05 EA07 EB02 EB12 EB13 EB14 FA08 FB01 FB03 FC21 FC26 GA02 GA10 HA02 HA27 HB06 HB14 JA09 JB06 JB13  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shigeru Ito 3-6-3 Kitano, Niiza-shi, Saitama Sanken Electric Co., Ltd. (72) Inventor Shosuke Ito 6-13-19 Akasaka, Minato-ku, Tokyo Zepha Co., Ltd. (72) Inventor Kiyoshi Sato 6-13-19 Akasaka, Minato-ku, Tokyo Zepha Co., Ltd. F-term (reference) 3H078 AA26 BB03 BB07 BB15 CC15 CC22 CC32 CC54 CC66 CC73 5H590 AA06 AA30 AB15 CA14 CC02 CC18 CC24 CD01 CD03 CE05 EA07 EB02 EB12 EB13 EB14 FA08 FB01 FB03 FC21 FC26 GA02 GA10 HA02 HA27 HB06 HB14 JA09 JB06 JB13

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 風力発電機の回転速度を検出する回転速
度検出手段と、 前記風力発電機の出力電流を制御する電流制御手段と、 前記風力発電機の制限回転速度を示す信号を発生する制
限回転速度信号発生手段と、 前記回転速度検出手段から得られた検出速度を示す信号
と前記制限回転速度信号発生手段から得られた制限回転
速度を示す信号とを比較し、この比較結果を前記電流制
御手段に送る比較手段とを具備し、前記電流制御手段
は、前記検出速度が前記制限回転速度よりも高いことを
示す前記比較手段の出力に応答して前記風力発電機の回
転速度の上昇を抑えるように前記風力発電機の出力電流
を増大させる制御手段を有していることを特徴とする風
力発電電力制御装置。
1. A rotation speed detection means for detecting a rotation speed of a wind power generator, a current control means for controlling an output current of the wind power generator, and a limit for generating a signal indicating a rotation speed limit of the wind power generator A rotation speed signal generation unit, a signal indicating the detected speed obtained from the rotation speed detection unit and a signal indicating the limited rotation speed obtained from the limited rotation speed signal generation unit, and comparing the comparison result with the current Comparison means for sending to the control means, wherein the current control means responds to an output of the comparison means indicating that the detected speed is higher than the limit rotation speed to increase the rotation speed of the wind power generator. A wind power control device comprising control means for increasing the output current of the wind power generator so as to suppress it.
【請求項2】 前記制限回転速度信号発生手段は、レベ
ルの異なる複数の制限回転速度を示す信号を発生するも
のであり、 前記比較手段は、前記検出速度信号と前記複数の制限回
転速度信号とを比較する複数の比較器と、前記複数の比
較器の出力を選択的に送出するための選択出力回路とを
有しており、 前記電流制御手段は、前記選択出力回路から選択的に与
えられた前記複数の比較器の出力に応答して前記風力発
電機の出力電流のレベルを複数段階に変えるものである
ことを特徴とする請求項1記載の風力発電電力制御装
置。
2. The limited rotation speed signal generating means generates signals indicating a plurality of limited rotation speeds having different levels, and the comparing means compares the detected speed signal and the plurality of limited rotation speed signals with each other. And a selection output circuit for selectively transmitting outputs of the plurality of comparators, wherein the current control means is selectively provided from the selection output circuit. 2. The wind power control device according to claim 1, wherein the output current level of the wind power generator is changed in a plurality of stages in response to the outputs of the plurality of comparators.
【請求項3】 前記風力発電機は、風車に結合された永
久磁石から成る回転子と、この回転子の回転に応じて電
圧を発生する電機子巻線とを有する交流発電機であり、
前記電流制御手段は、前記交流発電機に整流回路を介し
て接続され且つ少なくとも1つのスイッチ素子を含み、
前記スイッチ素子のオン・オフ制御によって直流電圧レ
ベルを交換する構成の直流−直流変換回路と、前記直流
−直流変換回路の出力段の電圧が所定値になるように前
記スイッチ素子を制御し且つ前記検出速度が前記制限回
転速度よりも高いことを示す前記比較手段の出力に応答
して前記出力段の電圧を高めるように前記スイッチ素子
のオン時間幅を長くするスイッチ制御回路とを有してい
ることを特徴とする請求項1又は2記載の風力発電電力
制御装置。
3. The alternator having a rotor composed of a permanent magnet coupled to a windmill, and an armature winding that generates a voltage in accordance with the rotation of the rotor, wherein the wind generator is an AC generator.
The current control means is connected to the AC generator via a rectifier circuit and includes at least one switch element,
A DC-DC conversion circuit configured to exchange a DC voltage level by on / off control of the switch element, and controlling the switch element so that a voltage at an output stage of the DC-DC conversion circuit becomes a predetermined value; and A switch control circuit for increasing the on-time width of the switch element so as to increase the voltage of the output stage in response to the output of the comparison means indicating that the detection speed is higher than the limit rotation speed. The wind power control device according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 更に、前記直流−直流変換回路に接続さ
れたインバータと、前記インバータに接続された負荷
と、前記インバータの出力端子及び前記負荷に接続され
た商用電源接続手段とを有していることを特徴とする請
求項2又は3記載の風力発電電力制御装置。
4. An inverter connected to the DC-DC conversion circuit, a load connected to the inverter, and a commercial power supply connecting means connected to an output terminal of the inverter and the load. The wind power control device according to claim 2 or 3, wherein
【請求項5】 前記風力発電機は交流発電機であり、前
記電流制御手段は、前記交流発電機に交流−直流交換回
路を介して接続された直流−交流変換回路と、前記直流
−交流変換回路の出力電圧が所定値になるように前記直
流−交流変換回路を制御し且つ前記検出速度が前記制限
回転速度よりも高いことを示す前記比較手段の出力に応
答して前記直流−交流変換回路の出力電圧を高めるよう
に前記直流−交流変換回路を制御する手段とから成るこ
とを特徴とする請求項1記載の風力発電電力制御装置。
5. The wind power generator is an AC generator, and the current control means includes a DC-AC conversion circuit connected to the AC generator via an AC-DC exchange circuit, and the DC-AC conversion circuit. The DC-AC conversion circuit is controlled so that the output voltage of the circuit becomes a predetermined value, and the DC-AC conversion circuit is responsive to an output of the comparison means indicating that the detected speed is higher than the limit rotation speed. 2. The wind power control apparatus according to claim 1, further comprising means for controlling the DC-AC conversion circuit so as to increase the output voltage of the wind power.
【請求項6】 更に、前記直流−直流変換回路の出力端
子又は前記インバータの出力端子に充電手段を介して接
続された蓄電池を有していることを特徴とする請求項2
又は3又は4又は5記載の風力発電電力制御装置。
6. The battery according to claim 2, further comprising a storage battery connected to an output terminal of the DC-DC conversion circuit or an output terminal of the inverter via charging means.
Or the wind power control device according to 3 or 4 or 5.
【請求項7】 更に、前記風力発電機の回転速度の上昇
を抑えるために使用される回転速度制限用固定負荷と、 前記回転速度制限用固定負荷を前記風力発電機に選択的
に接続するための選択接続手段と、 前記制限回転速度よりも高い上限回転速度を示す信号を
発生する上限回転速度信号発生手段と、 前記回転速度検出手段から得られた検出速度信号と前記
上限回転速度信号発生手段から得られた上限回転速度信
号とを比較し、前記検出速度が前記上限回転速度よりも
高いことを示す比較結果によって前記選択接続手段を接
続状態に制御する比較手段とを有していることを特徴と
する請求項1乃至6のいずれか記載の風力発電電力制御
装置。
7. A fixed load for limiting the rotational speed used to suppress an increase in the rotational speed of the wind power generator, and a method for selectively connecting the fixed load for restricting the rotational speed to the wind power generator. Selection connection means, an upper limit rotation speed signal generation means for generating a signal indicating an upper limit rotation speed higher than the limit rotation speed, a detection speed signal obtained from the rotation speed detection means, and the upper limit rotation speed signal generation means And comparing means for controlling the selective connection means to a connection state by a comparison result indicating that the detected speed is higher than the upper limit rotation speed. The wind power control device according to any one of claims 1 to 6, wherein:
【請求項8】 前記制限回転速度を任意に変える手段を
有していることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか
に記載の風力発電電力制御装置。
8. The wind power control apparatus according to claim 1, further comprising means for arbitrarily changing the rotational speed limit.
【請求項9】 24時間を分割したものから成る少なく
とも第1及び第2の時間帯を設定するための時間帯信号
を発生する時間帯信号発生手段と、 前記第1の時間帯と前記第2の時間帯とで前記制限回転
速度の値を変える手段とを有していることを特徴とする
請求項1乃至8のいずれかに記載の風力発電電力制御装
置。
9. A time zone signal generating means for generating a time zone signal for setting at least the first and second time zones, each of which is obtained by dividing 24 hours, the first time zone and the second time zone. 9. The wind power control device according to claim 1, further comprising: means for changing the value of the limit rotation speed between the time zones.
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