JP2001346359A - Wind power generating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は風力発電装置に関す
る。[0001] The present invention relates to a wind turbine generator.
【0002】[0002]
【従来の技術】クリーンエネルギーを利用する手段とし
て、風力発電が利用されている。2. Description of the Related Art Wind power generation is used as a means for utilizing clean energy.
【0003】図3は、従来用いられている風力発電装置
の構成を示す。FIG. 3 shows a configuration of a conventional wind power generator.
【0004】図3を参照すると、従来用いられている風
力発電装置の構成は、柱状または円柱状のタワー123
上部に固定された発電装置本体から構成される。タワー
123は下部で地上に固定されている。Referring to FIG. 3, the configuration of a conventional wind turbine generator is a columnar or columnar tower 123.
It is composed of a power generator main body fixed to the upper part. The tower 123 is fixed on the ground at the lower part.
【0005】発電装置本体は、タワー123上部に設け
られた制御装置を含む。この制御装置は、発電装置本体
の水平方向の向きを制御する機能を有する。制御装置は
タワー123上部に設けられ、内周部がほぼ円状である
ベアリング部114、そのベアリング部114の内周部
と下部で嵌合し、上部で後述するナセル116に固定さ
れているギヤ部113、ベアリング部114に設けら
れ、発電装置本体の水平方向の移動を停止させるための
ブレーキ部115、ギヤ部113を制御するためのギヤ
ストッパ121からなる。[0005] The power generation device main body includes a control device provided above the tower 123. This control device has a function of controlling the horizontal direction of the power generation device main body. The control device is provided at an upper portion of the tower 123, and has a bearing portion 114 whose inner peripheral portion is substantially circular. The power generator unit includes a brake unit 115 for stopping the horizontal movement of the power generator main body and a gear stopper 121 for controlling the gear unit 113.
【0006】制御装置上部には、発電機101が配置さ
れている。発電機101からその発電機の主軸方向12
4に伸びるメインシャフト104は、カップリング10
2を介して増速機103に接続されている。また、カッ
プリング102と増速機103との間には、メインシャ
フト104の回転を停止させるためのブレーキ106が
設けられている。[0006] A generator 101 is arranged above the control device. From the generator 101 to the main shaft direction 12 of the generator
4 extend to the coupling 10
2 is connected to the speed increaser 103. Further, a brake 106 for stopping rotation of the main shaft 104 is provided between the coupling 102 and the speed increasing device 103.
【0007】また、増速機103を介して主軸方向12
4に伸びているメインシャフト104の端部にはロータ
リージョイント105が設けられている。メインシャフ
ト104はこのロータリージョイント105でローター
ヘッド107に固定されている。ここで、このローター
ヘッド107は、主軸方向124を軸として回転する。
ローターヘッド107の回転に伴って得られるトルク
は、ローターヘッド107に固定されているメインシャ
フト104を介して発電機101に伝えられる。発電機
101はこのトルクを利用して発電を行う。[0007] Further, through the gearbox 103, the main shaft direction 12
A rotary joint 105 is provided at an end of the main shaft 104 extending to 4. The main shaft 104 is fixed to the rotor head 107 by the rotary joint 105. Here, the rotor head 107 rotates around the main shaft direction 124 as an axis.
The torque obtained with the rotation of the rotor head 107 is transmitted to the generator 101 via the main shaft 104 fixed to the rotor head 107. The generator 101 generates electric power using this torque.
【0008】3枚のブレード112の各々は、ローター
ヘッド107の外周部であって、主軸方向124と垂直
な方向にブレードスピンドル110およびブレードガイ
ド111を介して固定されている。ここで、ブレードス
ピンドル110は主軸方向124と垂直な方向に伸びる
ように、ブレードスピンドル110の一端であるリンク
109でローターヘッド107の外周部に固着されてい
る。また、ブレードスピンドル110の他端はブレード
112を主軸方向124と垂直な方向に伸びるように固
着している。各ブレード112は、他のブレード112
との間隔がほぼ120度の等角度間隔となるように配置
されている。Each of the three blades 112 is fixed on the outer peripheral portion of the rotor head 107 in a direction perpendicular to the main axis direction 124 via a blade spindle 110 and a blade guide 111. Here, the blade spindle 110 is fixed to the outer peripheral portion of the rotor head 107 by a link 109 which is one end of the blade spindle 110 so as to extend in a direction perpendicular to the main axis direction 124. The other end of the blade spindle 110 fixes the blade 112 so as to extend in a direction perpendicular to the main axis direction 124. Each blade 112 is connected to another blade 112
Are arranged so as to have an equal angular interval of approximately 120 degrees.
【0009】また、ローターヘッド107の主軸方向に
ある外周部には、各ブレード112に接続された3つの
油圧シリンダ108が取り付けられている。この油圧シ
リンダ108は、ブレード112が受ける風力に応答し
て、ブレード112のピッチ角を変更する機能を有す
る。また、この油圧シリンダ108は、発電装置本体内
に設けられた油圧ユニット122によって正常に動作す
るように制御されている。Further, three hydraulic cylinders 108 connected to the respective blades 112 are attached to the outer peripheral portion of the rotor head 107 in the main axis direction. The hydraulic cylinder 108 has a function of changing the pitch angle of the blade 112 in response to the wind force received by the blade 112. The hydraulic cylinder 108 is controlled by a hydraulic unit 122 provided in the power generator main body so as to operate normally.
【0010】ローターヘッド107の下部には、各部材
のメンテナンスを行う作業員を入場させることが可能な
メンテナンスフロア120が設けられている。[0010] Below the rotor head 107, a maintenance floor 120 is provided, through which a worker who performs maintenance of each member can enter.
【0011】発電装置本体の中央部はナセル116で覆
われている。このナセル117には、人が出入り可能な
マンホール119が設けられている。The central part of the power generator main body is covered with a nacelle 116. The nacelle 117 is provided with a manhole 119 through which a person can enter and exit.
【0012】また、発電機101の一部であって、主軸
方向124とは逆方向にある部分は、ナセル116に固
定されたリアカプセル118で覆われている。A part of the generator 101, which is in a direction opposite to the main axis direction 124, is covered with a rear capsule 118 fixed to a nacelle 116.
【0013】また、ローターヘッド107および油圧シ
リンダ108はナセル116に対して主軸方向124を
軸として回転自在に配置されているフロントカプセル1
17で覆われている。フロントカプセル117は、各ブ
レード112の回転を妨げないように、ブレードスピン
ドル110およびブレードガイド111に固定されてい
る。Further, the rotor capsule 107 and the hydraulic cylinder 108 are rotatably arranged about a main shaft direction 124 with respect to a nacelle 116.
17 is covered. The front capsule 117 is fixed to the blade spindle 110 and the blade guide 111 so as not to hinder the rotation of each blade 112.
【0014】次に、従来用いられている風力発電装置の
動作を示す。Next, the operation of the conventional wind turbine generator will be described.
【0015】ブレード112が風力を受けると、ブレー
ド112はローターヘッド107を主軸方向124を軸
として回転させる。ローターヘッド107の回転に伴っ
て得られるトルクは、ローターヘッド107に固定され
ているメインシャフト104を介して発電機101に伝
えられる。発電機101はこのトルクを利用して発電を
行う。When the blade 112 receives wind power, the blade 112 rotates the rotor head 107 about the main axis direction 124. The torque obtained with the rotation of the rotor head 107 is transmitted to the generator 101 via the main shaft 104 fixed to the rotor head 107. The generator 101 generates electric power using this torque.
【0016】上記に示すように、従来用いられている風
力発電装置は、多くの部品から構成されていた。このた
め、この風力発電装置の信頼性を向上させるために、こ
の風力発電装置を構成する各部品の信頼性を向上させる
必要があった。As described above, a conventionally used wind turbine generator is composed of many parts. For this reason, in order to improve the reliability of the wind power generator, it is necessary to improve the reliability of each component constituting the wind power generator.
【0017】また、従来用いられている300kW級の風力
発電装置では、ローターヘッド107の質量は約4,000k
g、メインシャフト104の質量は約1,000kg、メインシ
ャフト104の軸受け(図示せず)の質量は約500kgで
ある。このように、従来用いられている風力発電装置で
は、その風力発電装置を構成する部品の質量が大きかっ
た。In the conventional 300 kW class wind turbine generator, the mass of the rotor head 107 is about 4,000 k.
g, the mass of the main shaft 104 is about 1,000 kg, and the mass of the bearing (not shown) of the main shaft 104 is about 500 kg. As described above, in the conventionally used wind power generator, the mass of the components constituting the wind power generator is large.
【0018】風力発電装置を構成する部品数の削減が望
まれている。It is desired to reduce the number of parts constituting the wind power generator.
【0019】また、風力発電装置を構成する部品の軽量
化が望まれている。Further, it is desired to reduce the weight of parts constituting the wind power generator.
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、軽量
化が可能な風力発電装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wind power generator which can be reduced in weight.
【0021】また、本発明の目的は、部品数の削減が可
能な風力発電装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a wind power generator capable of reducing the number of parts.
【0022】さらに、本発明の目的は、信頼性を向上さ
せることが可能な風力発電装置を提供することにある。It is a further object of the present invention to provide a wind power generator capable of improving reliability.
【0023】[0023]
【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中の請求
項対応の技術的事項には、括弧()付きで、番号、記号
等が添記されている。その番号、記号等は、請求項対応
の技術的事項と実施の複数・形態のうち少なくとも1つ
の技術的事項との一致・対応関係を明白にしているが、
その請求項対応の技術的事項が実施の形態の技術的事項
に限定されることを示すためのものではない。Means for solving the problem are described as follows. The technical matters corresponding to the claims in the expression are appended with numbers, symbols, etc. in parentheses (). The numbers, symbols, etc. clarify the correspondence / correspondence between the technical matters corresponding to the claims and at least one of the plural / forms of implementation.
It is not intended to show that the technical matters corresponding to the claims are limited to the technical matters of the embodiment.
【0024】上記の課題を解決するために、本発明によ
ると、外周部が実質的に円形である発電機固定子(6)
と、ここで、発電機固定子(6)の外周部には複数のコ
イル(28)が設けられており、複数のコイル(28)
の同心線は、発電機固定子(6)の外周部の中心方向を
向いており、内周部が実質的に円形である発電機回転子
(7)と、ここで、発電機回転子(7)の内周部は固定
部材(6)の外周部に面し、発電機回転子(7)は、発
電機回転子(7)の回転軸(4)を中心として回転自在
に発電機固定子(6)に取り付けられ、発電機回転子
(7)の内周部には複数の磁界生成子(22)が設けら
れており、隣接する2つの磁界生成子(22)によって
生成される磁束密度(23,24)の向きは複数のコイ
ル(28)の同心線と実質的に垂直でかつ互いに逆方向
を向いており、発電機回転子(7)の外周部に直結さ
れ、風力を受けて発電機回転子(7)を回転させるため
の複数のブレード(10)とからなり、発電機固定子
(6)は、発電機回転子(7)が発電機固定子(6)の
外周部で回転することにより、複数のコイル(28)に
誘導された交流電力を出力する風力発電装置を提供す
る。According to the present invention, there is provided a generator stator having a substantially circular outer peripheral portion.
Here, a plurality of coils (28) are provided on an outer peripheral portion of the generator stator (6), and a plurality of coils (28) are provided.
Are oriented in the direction of the center of the outer periphery of the generator stator (6), and the generator rotor (7) having a substantially circular inner periphery, and the generator rotor (7) The inner peripheral part of 7) faces the outer peripheral part of the fixing member (6), and the generator rotor (7) is fixed to the generator so as to be rotatable about the rotation axis (4) of the generator rotor (7). A plurality of magnetic field generators (22) are provided on the inner periphery of the generator rotor (7), and the magnetic flux generated by two adjacent magnetic field generators (22) is attached to the generator rotor (7). The orientation of the densities (23, 24) is substantially perpendicular to the concentric lines of the plurality of coils (28) and opposite to each other, and is directly connected to the outer periphery of the generator rotor (7) to receive wind. And a plurality of blades (10) for rotating the generator rotor (7), wherein the generator stator (6) comprises a generator rotor. By 7) rotates at a peripheral portion of the generator stator (6), to provide a wind turbine generator that outputs AC power induced in the plurality of coils (28).
【0025】上記の風力発電装置において、磁界生成子
(22)は永久磁石であってもよい。In the above-mentioned wind power generator, the magnetic field generator (22) may be a permanent magnet.
【0026】上記の風力発電装置において、発電機固定
子(6)と接続され、第1の交流電力としての交流電力
を所望の周波数を有する第2の交流電力に変換する変換
部(15,16)をさらに有することも可能である。In the above-mentioned wind power generator, the converters (15, 16) which are connected to the generator stator (6) and convert the AC power as the first AC power into the second AC power having a desired frequency. ) Can also be provided.
【0027】上記の風力発電装置において、変換部(1
5,16)は、発電機固定子と接続され、第1の交流電
力を直流電力に変換するコンバータ(15)と、コンバ
ータ(15)と接続され、直流電力を第2の交流電力に
変換するインバータ(16)とからなることも可能であ
る。In the above wind power generator, the conversion unit (1)
The converters (5, 16) are connected to the generator stator and convert the first AC power into DC power, and are connected to the converter (15) to convert DC power into second AC power. It is also possible to comprise an inverter (16).
【0028】上記の風力発電装置において、ブレード
(10)のピッチ角を調整する調整装置(9,11)を
さらに有することも可能である。In the above-mentioned wind power generator, it is possible to further include adjusting devices (9, 11) for adjusting the pitch angle of the blade (10).
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明にお
ける風力発電装置を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A wind power generator according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0030】図1は、本発明における風力発電装置の構
成を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a wind power generator according to the present invention.
【0031】図1を参照すると、本発明における風力発
電装置は、下部で地上部に固定された柱状または円柱状
のタワー1上部に後述する固定軸3を水平方向に回転さ
せるための軸方向制御装置2が固定されている。Referring to FIG. 1, a wind power generator according to the present invention is provided with an axial control for horizontally rotating a fixed shaft 3 to be described later on a columnar or columnar tower 1 fixed at a lower portion on the ground. The device 2 is fixed.
【0032】軸方向制御装置2は、上部で固定軸3を固
定している。固定軸3は、その固定軸3の軸方向4に伸
びている。固定軸3は、その軸方向4の端部で固定ハブ
5を固定している。固定ハブ5は、軸方向4を軸とする
ほぼ円柱状の形状を有する。The axial control device 2 has a fixed shaft 3 fixed at the upper part. The fixed shaft 3 extends in the axial direction 4 of the fixed shaft 3. The fixed shaft 3 fixes the fixed hub 5 at its axial end 4. The fixed hub 5 has a substantially columnar shape with the axial direction 4 as an axis.
【0033】その固定ハブ5の外周部であって、軸方向
4と垂直な曲面部に発電機固定子6が固定されている。
この発電機固定子6は、軸方向4を軸とするほぼ円筒状
を示す。この発電機固定子6の外周部には、ロータ軸受
け8を用いて発電機回転子7が軸方向4を軸として発電
機固定子6に対して回転自在に取り付けられている。こ
こで、本発明における風力発電装置の発電機はこの発電
機固定子6と発電機回転子7から構成される。発電機固
定子6は、後述するように、発電機回転子7の回転数に
依存した周波数の交流電流または交流電圧を出力する機
能を有する。A generator stator 6 is fixed to a curved portion perpendicular to the axial direction 4 on the outer peripheral portion of the fixed hub 5.
The generator stator 6 has a substantially cylindrical shape with the axis 4 as an axis. A generator rotor 7 is rotatably mounted on the outer periphery of the generator stator 6 using a rotor bearing 8 with respect to the generator stator 6 around the axial direction 4. Here, the generator of the wind turbine generator according to the present invention includes the generator stator 6 and the generator rotor 7. As described later, the generator stator 6 has a function of outputting an AC current or an AC voltage having a frequency depending on the rotation speed of the generator rotor 7.
【0034】また、発電機固定子6は、コンバータ15
と接続されている。このコンバータ15は、発電機固定
子6から出力される交流電流または交流電圧を、直流電
流または直流電圧に変換する機能を有する。このコンバ
ータ15はインバータ16と接続されている。このイン
バータ16は、コンバータ15で変換された直流電流ま
たは直流電圧から、任意に設定可能な周波数の交流電流
または交流電圧に変換する機能を有する。The generator stator 6 includes a converter 15
Is connected to The converter 15 has a function of converting an AC current or an AC voltage output from the generator stator 6 into a DC current or a DC voltage. This converter 15 is connected to an inverter 16. The inverter 16 has a function of converting a DC current or a DC voltage converted by the converter 15 into an AC current or an AC voltage having an arbitrarily settable frequency.
【0035】発電機回転子7の外周部には、ブレード軸
受け9を介してブレード10が取り付けられている。ブ
レード軸受け9は、ブレード10に加わる風力に応じ
て、ブレード10の性能を最適に保つように、そのブレ
ード10の時間当たりの回転数を制御するように、また
は発電機への過負荷を回避するために、ブレード10の
ブレードピッチ角を自動的に調整する機能を有する。A blade 10 is attached to the outer periphery of the generator rotor 7 via a blade bearing 9. The blade bearing 9 responds to the wind force applied to the blade 10 to control the rotation of the blade 10 per hour, to keep the performance of the blade 10 optimal, or to avoid overloading the generator. For this purpose, a function of automatically adjusting the blade pitch angle of the blade 10 is provided.
【0036】また、このブレード10には、ブレード1
0のピッチ角を変更するためのピッチ駆動装置11が取
り付けられている。このピッチ駆動装置11は、図示し
ないスリップリングを介して発電機固定子6と接続され
ている。The blade 10 has a blade 1
A pitch drive device 11 for changing the pitch angle of 0 is attached. The pitch drive device 11 is connected to the generator stator 6 via a slip ring (not shown).
【0037】また、軸方向制御装置2および固定軸3全
体を覆うようにナセル12が設けられている。このナセ
ル12は図示しないブラケットのような支持構造物を用
いて固定軸3と一体化されている。また、ナセル12内
部に風力発電装置の動作を制御するための風車制御装置
13が設けられている。さらに、ナセル12とタワー1
との接続部分に、ナセル12を介して軸方向4の垂直成
分を制御する垂直方向制御装置14が設けられている。A nacelle 12 is provided so as to cover the entire axial control device 2 and the fixed shaft 3. The nacelle 12 is integrated with the fixed shaft 3 using a support structure such as a bracket (not shown). Further, a windmill control device 13 for controlling the operation of the wind power generation device is provided inside the nacelle 12. In addition, Nasser 12 and Tower 1
A vertical direction controller 14 for controlling the vertical component in the axial direction 4 via the nacelle 12 is provided at the connection portion with the vertical direction.
【0038】図2は、本発明における風力発電装置の発
電機の構成を示す。FIG. 2 shows the configuration of the generator of the wind turbine generator according to the present invention.
【0039】図2を参照すると、この発電機は発電機固
定子6と発電機回転子7から構成される。Referring to FIG. 2, the generator comprises a generator stator 6 and a generator rotor 7.
【0040】発電機回転子7の内周域には、永久磁石か
らなる複数の磁界生成子22が等角度間隔で配置されて
いる。各磁界生成子22が生成する磁束密度ベクトル2
3,24は、発電機回転子7の内周の円周方向を向いて
いる。また、隣り合う2つの磁界生成子22の磁束密度
ベクトル23,24は互いに反対方向を示す。このた
め、隣り合う2つの磁界生成子22は、軸方向4へ向か
う向心ベクトル25、または軸方向4とは逆の方向へ向
かう遠心ベクトル26を生成する。In the inner peripheral area of the generator rotor 7, a plurality of magnetic field generators 22 composed of permanent magnets are arranged at equal angular intervals. Magnetic flux density vector 2 generated by each magnetic field generator 22
Reference numerals 3 and 24 face the circumferential direction of the inner circumference of the generator rotor 7. The magnetic flux density vectors 23 and 24 of the two adjacent magnetic field generators 22 indicate directions opposite to each other. Therefore, the two adjacent magnetic field generators 22 generate a centripetal vector 25 directed in the axial direction 4 or a centrifugal vector 26 directed in the direction opposite to the axial direction 4.
【0041】発電機固定子6の外周域には、コア27と
コイル28からなる複数の出力子29が等角度間隔で配
置されている。本実施例では、出力子29の数と磁界生
成子22の数とが等しくなるように出力子29は配置さ
れる。コイル28はコア27を巻回している。コイル2
8の同心線が向いている方向は、軸方向4へ向かう方向
とほぼ等しい。このため、コイル28の同心線は、磁束
密度ベクトル23,24とほぼ直交し、向心ベクトル2
5および遠心ベクトル26とほぼ同じ方向を向いてい
る。また、隣り合う2つの出力子29は、コイル28に
流れる電流が互いに逆方向となる誘導電流を得る。A plurality of output elements 29 composed of a core 27 and a coil 28 are arranged at equal angular intervals in the outer peripheral area of the generator stator 6. In this embodiment, the output elements 29 are arranged so that the number of the output elements 29 and the number of the magnetic field generators 22 are equal. The coil 28 has a core 27 wound therearound. Coil 2
The direction in which the concentric line 8 is directed is substantially equal to the direction toward the axial direction 4. For this reason, the concentric line of the coil 28 is substantially orthogonal to the magnetic flux density vectors 23 and 24,
5 and the centrifugal vector 26. In addition, two adjacent output elements 29 obtain induced currents in which currents flowing through the coil 28 are opposite to each other.
【0042】次に、この発電機の動作を以下に示す。Next, the operation of this generator will be described below.
【0043】発電機回転子7が回転することにより、複
数の出力子29は、発電機回転子7の時間当たりの回転
数に対応した周期を有する交流誘導電流を得る。発電機
固定子6は、接続されているコンバータにこの交流誘導
電流を出力する。When the generator rotor 7 rotates, the plurality of output elements 29 obtain an AC induced current having a cycle corresponding to the number of rotations per hour of the generator rotor 7. Generator stator 6 outputs this AC induced current to the connected converter.
【0044】次に、本発明における風力発電装置の動作
を説明する。Next, the operation of the wind power generator according to the present invention will be described.
【0045】発電機は、風力がブレード10に加えられ
ることにより発電機回転子7が回転して電力を出力す
る。風車制御装置13は発電機が出力する電力の大きさ
を監視している。風車制御装置13は、この発電機が定
格出力以上の電力を出力すると、発電機によって出力さ
れる電力が定格出力を超えたことを検出する。このと
き、風車制御装置13は、発電機の出力が一定になるよ
うにブレード10の時間当たりの回転数を制御するため
に、ピッチ駆動装置11を制御してプレード10のピッ
チ角を変更させる。The generator rotates the generator rotor 7 when wind is applied to the blade 10 to output electric power. The windmill control device 13 monitors the magnitude of the electric power output by the generator. When the generator outputs power equal to or higher than the rated output, the wind turbine controller 13 detects that the power output by the generator has exceeded the rated output. At this time, the wind turbine control device 13 controls the pitch drive device 11 to change the pitch angle of the blade 10 in order to control the number of rotations of the blade 10 per time so that the output of the generator becomes constant.
【0046】本発明における風力発電装置はブレードと
発電機が一体化されているために、本発明における風力
発電装置に従来用いられていた発電機の主軸、軸受け、
ローターヘッドなどの部品が使用されない。Since the blade and the generator are integrated in the wind power generator of the present invention, the main shaft, bearing, and the like of the generator conventionally used in the wind power generator of the present invention are used.
Parts such as the rotor head are not used.
【0047】このため、本発明における風力発電装置
は、部品数の削減を可能にする。Therefore, the wind power generator according to the present invention enables the number of parts to be reduced.
【0048】また、本発明における風力発電装置は、軽
量化を可能にする。Further, the wind power generator according to the present invention can be reduced in weight.
【0049】また、本発明における風力発電装置は、省
スペース化を可能にする。The wind power generator according to the present invention can save space.
【0050】また、本発明における風力発電装置は、従
来行われていた複雑な配線を単純化することを可能にす
る。Further, the wind power generator according to the present invention makes it possible to simplify complicated wiring that has been conventionally performed.
【0051】また、本発明における風力発電装置は、構
造を単純化することを可能にする。Further, the wind power generator according to the present invention enables the structure to be simplified.
【0052】加えて、本発明における風力発電装置は、
部品数の削減、軽量化および構造の単純化を同時に行う
ことができる。In addition, the wind power generator of the present invention
The number of parts can be reduced, the weight can be reduced, and the structure can be simplified.
【0053】このため、本発明における風力発電装置
は、各部品のチェックが容易となり、部品が原因となる
故障を減少させることが可能となる。For this reason, in the wind turbine generator according to the present invention, it is easy to check each component, and it is possible to reduce failures caused by the component.
【0054】また、本発明における風力発電装置は、各
部品に加わる機械荷重の変化または最大荷重を小さくす
ることが可能である。この結果として、本発明における
風力発電装置は装置全体の強度を向上させることが可能
である。The wind power generator according to the present invention can reduce the change in mechanical load or the maximum load applied to each component. As a result, the wind power generator according to the present invention can improve the strength of the entire apparatus.
【0055】さらに、本発明における風力発電装置は、
発電機から電力を取り出す場合にコンバータとインバー
タを用いたAC−DC−ACリンクを用いている。この
ため、本発明における風力発電装置は、系統併入時の突
入電流を小さくすることができる。Further, the wind power generator according to the present invention comprises:
When power is extracted from the generator, an AC-DC-AC link using a converter and an inverter is used. For this reason, the wind power generator according to the present invention can reduce the inrush current at the time of system integration.
【0056】また、本発明における風力発電装置は、ブ
レードのピッチ角をブレード軸受けとピッチ駆動装置を
用いて変更することができる。このため、本発明におけ
る風力発電装置は、ブレードの単位時間当たりの回転数
を制御することができる。よって、本発明における風力
発電装置は、突風などの大きな風速変化が生じた場合で
も、出力の変動を小さくすることが可能である。Further, in the wind power generator according to the present invention, the pitch angle of the blade can be changed by using the blade bearing and the pitch driving device. For this reason, the wind power generator in the present invention can control the number of rotations of the blade per unit time. Therefore, the wind power generator according to the present invention can reduce output fluctuation even when a large wind speed change such as a gust occurs.
【0057】[0057]
【発明の効果】本発明における風力発電装置は、部品数
の削減を可能にする効果を有する。The wind power generator according to the present invention has the effect of reducing the number of parts.
【0058】本発明における風力発電装置は、軽量化を
可能にする効果を有する。The wind power generator according to the present invention has the effect of enabling weight reduction.
【0059】本発明における風力発電装置は、省スペー
ス化を可能にする効果を有する。The wind power generator according to the present invention has the effect of saving space.
【0060】本発明における風力発電装置は、従来行わ
れていた複雑な配線を単純化することを可能にする効果
を有する。The wind power generator according to the present invention has an effect that it is possible to simplify complicated wiring that has been conventionally performed.
【0061】本発明における風力発電装置は、構造を単
純化することを可能にする効果を有する。The wind power generator according to the present invention has the effect that the structure can be simplified.
【0062】本発明における風力発電装置は、部品数の
削減、軽量化および構造の単純化を同時に行うことがで
きる効果を有する。The wind power generator according to the present invention has the effect of simultaneously reducing the number of parts, reducing the weight and simplifying the structure.
【0063】本発明における風力発電装置は、各部品の
チェックが容易となり、部品が原因となる故障を減少さ
せることが可能となる効果を有する。The wind power generator according to the present invention has an effect that it is easy to check each component and it is possible to reduce failures caused by the component.
【0064】本発明における風力発電装置は、各部品に
加わる機械荷重の変化または最大荷重を小さくすること
が可能である効果を有する。The wind power generator according to the present invention has an effect that a change in mechanical load applied to each component or a maximum load can be reduced.
【0065】本発明における風力発電装置は装置全体の
強度を向上させることが可能である効果を有する。The wind power generator according to the present invention has an effect that the strength of the entire apparatus can be improved.
【0066】本発明における風力発電装置は、系統併入
時の突入電流を小さくすることができる効果を有する。The wind power generator according to the present invention has the effect of reducing the inrush current at the time of system integration.
【0067】本発明における風力発電装置は、ブレード
の単位時間当たりの回転数を制御することができる効果
を有する。The wind power generator according to the present invention has an effect that the number of rotations of the blade per unit time can be controlled.
【0068】本発明における風力発電装置は、突風など
の大きな風速変化が生じた場合でも、出力の変動を小さ
くすることが可能である効果を有する。The wind power generator according to the present invention has the effect that the fluctuation of the output can be reduced even when a large wind speed change such as a gust occurs.
【図1】本発明における風力発電装置の構成を示す。FIG. 1 shows a configuration of a wind power generator according to the present invention.
【図2】本発明における発電機の構成を示す。FIG. 2 shows a configuration of a generator according to the present invention.
【図3】従来用いられている風力発電装置の構成を示
す。 1 タワー 2 軸方向制御装置 3 固定軸 4 軸方向 5 固定ハブ 6 発電機固定子 7 発電機回転子 8 ロータ軸受け 9 ブレード軸受け 10 ブレード 11 ピッチ駆動装置 12 ナセル 13 風車制御装置 14 垂直方向制御装置 15 コンバータ 16 インバータ 22 磁界生成子 23,24 磁束密度ベクトル 25 向心ベクトル 26 遠心ベクトル 27 コア 28 コイル 29 出力子 101 発電機 102 カップリング 103 増速機 104 メインシャフト 105 ロータリージョイント 106 ブレーキ 107 ローターヘッド 108 油圧シリンダ 109 リンク 110 スピンドル 111 ブレードガイド 112 ブレード 113 ギア部 114 ベアリング部 115 ブレーキ部 116 ナセル 117 フロントカプセル 118 リアカプセル 119 マンホール 120 メンテナンスフロア 121 ギアストッパ 122 油圧ユニット 123 タワー 124 主軸方向FIG. 3 shows a configuration of a conventionally used wind power generator. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tower 2 Axial direction control device 3 Fixed axis 4 Axial direction 5 Fixed hub 6 Generator stator 7 Generator rotor 8 Rotor bearing 9 Blade bearing 10 Blade 11 Pitch drive device 12 Nacelle 13 Windmill control device 14 Vertical control device 15 Converter 16 Inverter 22 Magnetic field generator 23, 24 Magnetic flux density vector 25 Centroid vector 26 Centrifugal vector 27 Core 28 Coil 29 Output element 101 Generator 102 Coupling 103 Gearbox 104 Main shaft 105 Rotary joint 106 Brake 107 Rotor head 108 Hydraulic pressure Cylinder 109 Link 110 Spindle 111 Blade guide 112 Blade 113 Gear part 114 Bearing part 115 Brake part 116 Nacelle 117 Front capsule 118 Rear capsule 119 Manhole 120 Maintenance floor 121 Gear stopper 122 Hydraulic unit 123 Tower 124 Main axis direction
Claims (5)
子と、ここで、前記発電機固定子の外周部には複数のコ
イルが設けられており、前記複数のコイルの同心線は、
前記発電機固定子の外周部の中心方向を向いており、 内周部が実質的に円形である発電機回転子と、ここで、
前記発電機回転子の内周部は前記固定部材の外周部に面
し、前記発電機回転子は、前記発電機回転子の回転軸を
中心として回転自在に前記発電機固定子に取り付けら
れ、前記発電機回転子の内周部には複数の磁界生成子が
設けられており、隣接する2つの前記磁界生成子によっ
て生成される磁束密度の向きは前記複数のコイルの同心
線と実質的に垂直でかつ互いに逆方向を向いており、 前記発電機回転子の外周部に直結され、風力を受けて前
記発電機回転子を回転させるための複数のブレードとか
らなり、 前記発電機固定子は、前記発電機回転子が前記発電機固
定子の外周部で回転することにより、前記複数のコイル
に誘導された交流電力を出力する、 風力発電装置。1. A generator stator having a substantially circular outer peripheral portion, wherein a plurality of coils are provided on an outer peripheral portion of the generator stator, and concentric lines of the plurality of coils are ,
A generator rotor oriented toward the center of the outer periphery of the generator stator, the inner periphery of which is substantially circular;
An inner peripheral portion of the generator rotor faces an outer peripheral portion of the fixed member, and the generator rotor is rotatably attached to the generator stator around a rotation axis of the generator rotor, A plurality of magnetic field generators are provided on an inner peripheral portion of the generator rotor, and a direction of a magnetic flux density generated by two adjacent magnetic field generators is substantially equal to a concentric line of the plurality of coils. Are perpendicular and opposite to each other, are directly connected to the outer periphery of the generator rotor, and are composed of a plurality of blades for rotating the generator rotor in response to wind force. A wind power generator, wherein the generator rotor rotates around an outer periphery of the generator stator to output AC power induced in the plurality of coils.
て、 前記磁界生成子は永久磁石である、風力発電装置。2. The wind power generator according to claim 1, wherein the magnetic field generator is a permanent magnet.
において、 前記発電機固定子と接続され、第1の交流電力としての
前記交流電力を所望の周波数を有する第2の交流電力に
変換する変換部をさらに有する、 風力発電装置。3. The wind power generator according to claim 1, wherein the wind power generator is connected to the generator stator and converts the AC power as first AC power into second AC power having a desired frequency. A wind power generator, further comprising: a converting unit.
て、 前記変換部は、 前記発電機固定子と接続され、前記第1の交流電力を直
流電力に変換するコンバータと、 前記コンバータと接続され、前記直流電力を前記第2の
交流電力に変換するインバータとからなる、 風力発電装置。4. The wind power generator according to claim 3, wherein the converter is connected to the generator stator, and is connected to a converter that converts the first AC power into DC power, and is connected to the converter. And an inverter for converting the DC power to the second AC power.
風力発電装置において、 前記ブレードのピッチ角を調整する調整装置をさらに有
する、 風力発電装置。5. The wind power generator according to claim 1, further comprising an adjusting device that adjusts a pitch angle of the blade.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000163537A JP2001346359A (en) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | Wind power generating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2000163537A JP2001346359A (en) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | Wind power generating apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001346359A true JP2001346359A (en) | 2001-12-14 |
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ID=18667278
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7939961B1 (en) | 2010-04-28 | 2011-05-10 | General Electric Company | Wind turbine with integrated design and controlling method |
KR101369198B1 (en) | 2013-03-05 | 2014-03-06 | 지유 주식회사 | Power generation device using force of wind |
US8922037B2 (en) | 2008-04-15 | 2014-12-30 | Aloys Wobben | Wind energy system having busbars |
-
2000
- 2000-05-31 JP JP2000163537A patent/JP2001346359A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8922037B2 (en) | 2008-04-15 | 2014-12-30 | Aloys Wobben | Wind energy system having busbars |
US7939961B1 (en) | 2010-04-28 | 2011-05-10 | General Electric Company | Wind turbine with integrated design and controlling method |
KR101369198B1 (en) | 2013-03-05 | 2014-03-06 | 지유 주식회사 | Power generation device using force of wind |
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