JP2002262489A5 - - Google Patents

Description

【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、風力発電システムにおいて、翼が装着された主軸と、この主軸と結合された発電機と、この発電機に電気的に接続されたインバータと、このインバータを制御するコントローラと、風の状態に応じて翼のピッチを制御する手段と、翼の回転を停止させるブレーキと、風の状態を検知する風速風向計とを有し、発電機は、一次巻線及び固定子磁極を有する固定子と、固定子磁極に対向する界磁用磁石及びシャフトを有するものであって、界磁用磁石が、回転方向に順次異なった極性の磁極が並んでいる第１の界磁用磁石と、この第１の界磁用磁石に対して相対回転が可能で、回転後方に順次異なった磁性の磁極が並んでいる第２の界磁用磁石とを含み構成された回転子と、第１の界磁用磁石と第２の界磁用磁石との間の磁気作用力と回転子に発生するトルク方向との釣合いに応じて、第１の界磁用磁石に対して第２の界磁用磁石を軸方向及び回転方向に変位させる変位機構とを備えており、変位機構は、風の状態による翼の回転方向に応じて、第１の界磁用磁石と第２の界磁用磁石との間の磁気作用力と回転子に発生する回転トルクの方向との釣合いにより第１の界磁用磁石と第２の界磁用磁石の同磁極中心を並ばせる変位機能と、回転子の発生する回転トルクの方向が反対になることにより第１の界磁用磁石と第２の界磁用磁石の同磁極中心位置をずらす変位機能とを備えていることを特徴とする。

Claims (15)

1. 翼が装着された主軸と、
   該主軸と結合された発電機と、
   該発電機に電気的に接続されたインバータと、
   該インバータを制御するコントローラと、
   風の状態に応じて前記翼のピッチを制御する手段と、
   前記翼の回転を停止させるブレーキと、
   風の状態を検知する風速風向計とを有し、
   前記発電機は、
   一次巻線及び固定子磁極を有する固定子と、
   前記固定子磁極に対向する界磁用磁石及びシャフトを有するものであって、前記界磁用磁石が、回転方向に順次異なった極性の磁極が並んでいる第１の界磁用磁石と、この第１の界磁用磁石に対して相対回転が可能で、回転後方に順次異なった磁性の磁極が並んでいる第２の界磁用磁石とを含み構成された回転子と、
   前記第１の界磁用磁石と前記第２の界磁用磁石との間の磁気作用力と前記回転子に発生するトルク方向との釣合いに応じて、前記第１の界磁用磁石に対して前記第２の界磁用磁石を軸方向及び回転方向に変位させる変位機構とを備えており、
   前記変位機構は、風の状態による前記翼の回転方向に応じて、前記第１の界磁用磁石と前記第２の界磁用磁石との間の磁気作用力と前記回転子に発生する回転トルクの方向との釣合いにより前記第１の界磁用磁石と前記第２の界磁用磁石の同磁極中心を並ばせる変位機能と、前記回転子の発生する回転トルクの方向が反対になることにより前記第１の界磁用磁石と前記第２の界磁用磁石の同磁極中心位置をずらす変位機能とを備えている
   ことを特徴とする風力発電システム。
2. 請求項１に記載の風力発電システムにおいて、
   前記変位機構は、
   前記翼が正回転している場合、前記第１の界磁用磁石と前記第２の界磁用磁石の同磁極中心を並ばせ、
   前記翼が逆回転している場合、前記第１の界磁用磁石と前記第２の界磁用磁石の同磁極中心位置をずらす
   ことを特徴とする風力発電システム。
3. 請求項１に記載の風力発電システムにおいて、
   前記第１の界磁用磁石は前記シャフトに対して固定されており、
   前記第２の界磁用磁石は前記シャフトに対して可動自在に設けられており、
   前記第２の界磁用磁石と前記シャフトは、前記シャフトにもたせたボルト機能及び前記第２の界磁用磁石にもたせたナット機能の関係からなるねじ機能によってお互いに接続されている
   ことを特徴とする風力発電システム。
4. 請求項３に記載の風力発電システムにおいて、
   前記第２の界磁用磁石の側面には、前記第２の界磁用磁石の所定以上の変位を防止するためのストッパーが設けられており、
   前記ストッパーは前記シャフトに対して平行に可変する
   ことを特徴とする風力発電システム。
5. 請求項４に記載の風力発電システムにおいて、
   前記ストッパーは、回転速度に応じて前記シャフトと平行にサーボ機構によって可変させられる
   ことを特徴とする風力発電システム。
6. 請求項１に記載の風力発電システムにおいて、
   前記コントローラは、前記第１の界磁用磁石と前記第２の界磁用磁石との合成磁極位置のずれに応じて、前記巻線に供給される電流の進角を制御する
   ことを特徴とする風力発電システム。
7. 請求項１に記載の風力発電システムにおいて、
   前記コントローラは、前記第１の界磁用磁石と前記第２の界磁用磁石との合成磁極位置のずれ角に応じて、前記巻線に供給される電流の進角を制御する
   ことを特徴とする風力発電システム。
8. 請求項３に記載の風力発電システムにおいて、
   前記第２の界磁用磁石と前記シャフトとの間には、回転運動と往復運動及び複合運動を案内するための支持機構が複数設けられている
   ことを特徴とする風力発電システム。
9. 請求項３に記載の風力発電システムにおいて、
   前記第２の界磁用磁石の前後には、前記第２の界磁用磁石の回転運動と往復運動及び複合運動を案内するばねが設けられている
   ことを特徴とする風力発電システム。
10. 請求項３に記載の風力発電システムにおいて、
    前記第２の界磁用磁石と前記シャフトとの間には、それらの間を電気的及び磁気的に絶縁するためのスリーブが設けられており、
    前記スリーブは前記第２の界磁用磁石の内周側に固定されている
    ことを特徴とする風力発電システム。
11. 請求項１０に記載の風力発電システムにおいて、
    前記スリーブは、鉄よりも電気抵抗率が高い非磁性体である
    ことを特徴とする風力発電システム。
12. 請求項３に記載の風力発電システムにおいて、
    前記第１の界磁用磁石の側面で前記第２の界磁用磁石と接する側面には凹部が設けられており、
    前記第２の界磁用磁石の側面で前記第１の界磁用磁石と接する側の側面には突起部が設けられており、
    前記突起部は、前記第２の界磁用磁石と前記シャフトとの間を電気的及び磁気的に絶縁するためのスリーブを兼ねている
    ことを特徴とする風力発電システム。
13. 請求項４に記載の風力発電システムにおいて、
    前記ストッパーは、前記第２の界磁用磁石と前記シャフトに対して回転運動と往復運動及び複合運動を案内する支持機構を備えている
    ことを特徴とする風力発電システム。
14. 請求項３に記載の風力発電システムにおいて、
    前記第２の界磁用磁石を有する回転子と前記固定子との間のエアギャップは、前記第１の界磁用磁石を有する回転子と前記固定子との間のエアギャップよりも大きい
    ことを特徴とする風力発電システム。
15. 請求項５に記載の風力発電システムにおいて、
    前記ストッパーと前記サーボ機構は前記第２の界磁用磁石の内周側に設けられていることを特徴とする風力発電システム。