JP2002332950A - 測定装置及び試験体特性解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電機等の回転機構を有する装置の特性を測
定するとともに、測定されたデータから種々の解析を行
なうことができる測定装置を提供する。 【解決手段】 試験体としての発電機Ｂを駆動モータ１
０により駆動させながら、各回転数において、発電機Ｂ
の出力端子に接続した測定用回路に設けられた外部可変
負荷装置（抵抗）１０２の抵抗値を変化させながら、ト
ルクと電流と電圧の各値を測定し、データ格納部２３０
に設けられた記憶テーブルに記憶させる。プログラム格
納部２２０には、測定結果を解析するための各種プログ
ラムが格納されていて、種々の解析を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、発電機等の回転機構を
有する試験体の測定装置に関するものであり、特に、風
力発電機の測定装置に関するものである。

【０００１】

【従来の技術】従来より、発電機の特性計測の方法は、
電気学会、ＪＥＣ２１００、ＪＥＣ１１４、ＪＥＣ２１
２１等によって規格化されており、例えば、風力発電機
においては、定格出力、最大出力、定格回転数、ブレー
ド直径等の仕様が表示される程度であり、その他の仕様
は分からないのが現状である。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、風力発電や水
力発電等不規則な駆動力によって回転駆動させられる場
合には、上記のように表示されている仕様のみでは、該
発電機の特性について不明確な部分が多い。すると、発
電機のトータルな設計に支障を来すおそれがある。つま
り、例えば、風力発電機の場合に、該発電機に使用する
ブレードの大きさ、重量、材質の決定等トータルな設計
に支障を来たすおそれがある。また、既存の発電機を利
用してさらに高性能の発電機を開発しようとした場合で
も、当該発電機の特性が明らかになっていない状態で
は、そのような新たな発電機の開発にも支障を来すこと
になる。

【０００３】そこで、本発明は、発電機等の回転機構を
有する装置の特性を測定するとともに、測定されたデー
タから種々の解析を行なうことができる測定装置を提供
することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために創作されたものであって、第１には、回転
軸を持つ回転機構を備えた試験体の特性を測定するため
の測定装置（「計測装置」としてもよい）であって、上
記回転軸を回転駆動させる駆動手段と、上記駆動手段に
より回転駆動された試験体の回転数を測定する回転数測
定手段と、該駆動手段の回転数を制御する回転数制御手
段であって、上記回転数測定手段により測定された回転
数に基づいて、帰還制御を行なう回転数制御手段と、上
記駆動手段により回転駆動された試験体と、上記駆動手
段との間に発生するトルクを測定するトルク測定手段
と、を有することを特徴とする。

【０００５】この第１の構成の測定装置によれば、回転
数が制御された状態で、各回転数におけるトルクの値を
測定することができ、試験体の特性を把握することが可
能となる。

【０００６】また、第２には、回転軸を持つ回転機構を
備えた発電機であって、試験体としての発電機の特性を
測定するための測定装置（「計測装置」、「発電機特性
計測装置」としてもよい）であって、上記回転軸を回転
駆動させる駆動手段と、上記駆動手段により回転駆動さ
れた発電機の回転数を測定する回転数測定手段と、上記
駆動手段により回転駆動された発電機と、上記駆動手段
との間に発生するトルクを測定するトルク測定手段と、
発電機の電力の出力端に接続された測定用回路であっ
て、抵抗値を所定の値に設定可能な抵抗を有する測定用
回路と、該測定用回路に流れる電流の値を測定する電流
測定手段と、該測定用回路に印加されている電圧の値を
測定する電圧測定手段と、上記トルク測定手段により測
定されたトルクの値のデータと、電流測定手段により測
定された電流の値のデータと、電圧測定手段により測定
された電圧の値のデータとを記憶するための記憶テーブ
ルを有する記憶手段と、上記駆動手段を順次所定の回転
数に設定するための第１設定手段と、上記測定用回路に
おける抵抗の抵抗値を順次変化させて設定していくため
の第２設定手段と、上記第１設定手段により設定された
回転数において、該第２設定手段により変化させられた
各抵抗値ごとに、上記トルク測定手段により測定された
トルクの値のデータと、上記電流測定手段により測定さ
れた電流の値のデータと、上記電圧測定手段により測定
された電圧の値のデータを上記記憶テーブルに書き込ん
でいく書込み手段と、を有することを特徴とする。

【０００７】この第２の構成の測定装置によれば、トル
ク測定手段によりトルクの値を測定でき、電流測定手段
により電流の値を測定でき、電圧測定手段により電圧の
値を測定でき、結果として、各回転数ごとに、各抵抗値
におけるトルクと電流と電圧の値を測定して記録してい
くことができる。そして、この記録データをもとにして
種々の解析に利用することが可能となる。特に、定格値
以外の発電機の特性を把握することができ、新たな発電
機の開発及び研究に利用することが可能となる。

【０００８】また、第３には、上記第２の構成におい
て、上記測定装置が、さらに、該駆動手段の回転数を設
定する回転数制御手段であって、上記回転数測定手段に
より測定された回転数に基づいて、帰還制御を行なう回
転数制御手段を有し、上記駆動手段は、該回転数制御手
段の制御に基づき、回転数を制御しながら上記回転軸を
駆動させることを特徴とする。よって、回転数を維持し
ながら測定を行なうことができ、精密な測定を行なうこ
とが可能となる。

【０００９】また、第４には、上記第２又は第３の構成
において、上記測定装置は、トルクの値と回転数とから
軸入力の値を算出するとともに、電力の値と軸入力の値
とから変換効率の値を算出し、上記記憶テーブルには、
複数の回転数ごとに、測定及び算出データが記憶され、
該測定及び算出データは、複数の抵抗値ごとに、トルク
の値と、電圧の値と、電流の値と、電力の値と、該軸入
力の値と、該変換効率の値の各データから構成されるこ
とを特徴とする。

【００１０】よって、記憶テーブルには、複数の回転数
ごとに、複数の抵抗値について、トルクの値と、電圧の
値と、電流の値と、電力の値と、該軸入力の値と、該変
換効率の値の各データが記憶されるので、これらの値に
基づいて各種解析に利用することが可能となる。

【００１１】また、第５には、上記第２から第４までの
いずれかの構成において、上記記憶テーブルには、さら
に、各抵抗値ごとに、電流と電圧の位相差のデータ又は
該位相差に基づく力率のデータが記憶されることを特徴
とする。

【００１２】また、第６には、上記第２から第５までの
いずれかの構成において、上記測定装置が、さらに、発
電機に取り付けられた温度測定手段と、発電機の試験中
における周囲環境の温度を測定する周囲温度測定手段
と、発電機の試験中における周囲環境の湿度を測定する
周囲湿度測定手段と、発電機の試験中における周囲環境
の気圧を測定する周囲気圧測定手段と、を有することを
特徴とする。

【００１３】よって、上記の温度や湿度や気圧を測定す
ることができ、熱損、機械損等の算出や、経時的な温度
変化等の計測も可能となる。

【００１４】また、第７には、上記第２から第６までの
いずれかの構成において、上記測定用回路には、発電機
からの出力が交流出力である場合に、交流出力を直流出
力に変換するための変換手段が設けられ、該測定用回路
における変換手段よりも発電機側に上記電流測定手段と
電圧測定手段が設けられているとともに、該測定用回路
における変換手段よりも発電機側とは反対側にも、上記
電流測定手段と電圧測定手段が設けられていることを特
徴とする。このような構成とすることにより、該変換手
段自身も電力を多少消費することから、つまり、整流損
が存在することから、発電機の真の出力と、整流損を明
らかにすることができる。

【００１５】また、第８には、上記第１から第７までの
いずれかの構成において、上記測定装置が、さらに、上
記試験体の回転軸の軸心と、上記駆動手段の回転軸の軸
心とを一致させるために、上記試験体の上記駆動手段に
対する相対的な位置を調整するための調整手段を有する
ことを特徴とする。よって、試験体の回転軸と駆動手段
の回転軸とを容易に一致させることが可能となる。

【００１６】また、第９には、回転軸を持つ回転機構を
備えた試験体の特性を解析するための試験体特性解析装
置であって、上記第１から第８までのいずれかの構成の
測定装置と、記憶テーブルに記憶された各データに基づ
いて解析を行なう解析手段と、を有することを特徴とす
る。

【００１７】これにより、定格値以外の発電機の特性を
把握することができ、解析結果を利用して、新たな発電
機の開発及び研究に利用することが可能となる。

【００１８】また、第１０には、回転軸を持つ回転機構
を備えた試験体としての発電機の特性を解析するための
試験体特性解析装置であって、発電機の各回転数におい
て、抵抗値ごとに、トルクの値と、電流の値と、電圧の
値についての各データを記憶する記憶テーブルを有する
記憶手段であって、発電機に、発電機の回転軸を回転駆
動させる駆動手段を接続するとともに、該発電機の電力
の出力端に、所定の抵抗値に設定可能な抵抗を有する測
定用回路を接続させた状態で、該駆動手段により発電機
の回転軸を回転駆動させて、各回転数において、抵抗値
ごとに、発電機と駆動手段との間に発生するトルクの値
と、該測定用回路を流れる電流の値と、該測定用回路に
印加されている電圧の値とを測定した値についてのデー
タを記憶する記憶テーブルを有する記憶手段と、該記憶
テーブルに記憶された各データに基づいて解析を行なう
解析手段と、を有することを特徴とする。

【００１９】これにより、定格値以外の発電機の特性を
把握することができ、解析結果を利用して、新たな発電
機の開発及び研究に利用することが可能となる。

【００２０】また、第１１には、上記第９又は第１０の
構成において、上記解析手段が、トルクの値と、回転数
とから、軸入力を算出し、電圧の値と、該軸入力の値と
の関係を、各回転数ごとに算出することを特徴とする。

【００２１】また、第１２には、上記第９から第１１ま
でのいずれかの構成において、上記解析手段が、電力の
値を軸入力の値により除算することにより変換効率の値
を算出し、電圧の値と、該変換効率の値との関係を、各
回転数ごとに算出することを特徴とする。

【００２２】また、第１３には、上記第９から第１２ま
でのいずれかの構成において、上記解析手段が、回転数
と電力の値との関係及び／又は回転数と軸入力の値との
関係を算出することを特徴とする。

【００２３】また、第１４には、上記第９から第１３ま
でのいずれかの構成において、上記解析手段が、回転数
と、変換効率であって所定の電力時の変換効率の値との
関係を算出することを特徴とする。

【００２４】また、第１５には、上記第９から第１４ま
でのいずれかの構成において、上記解析手段が、回転数
と、トルクであって所定の電力時のトルクの値との関係
を算出することを特徴とする。

【００２５】また、第１６には、上記第９から第１５ま
でのいずれかの構成において、上記解析手段が、記憶テ
ーブルに記憶されたデータに基づいて、回転数と電力の
値との関係を示すデータを算出し、該回転数と電力の値
との関係を示すデータと、予め求められているデータで
あって、風速の値と電力の値との関係を示すデータと、
に基づいて、風速の値と回転数との関係を算出すること
を特徴とする。

【００２６】これにより、回転数との関係が得られてい
る種々の特性を、風速との関係に置き換えることがで
き、発電機の特性を明らかにするのに大きな指標とする
ことができる。

【００２７】また、第１７には、上記第１６の構成にお
いて、上記解析手段が、回転数と、トルクであって最大
電力時のトルクの値との関係を算出するともに、上記風
速の値と回転数との関係から、風速の値とトルクの値と
の関係を算出し、該風速の値と回転数との関係と、該風
速の値とトルクの値との関係とから、風速の値と軸入力
の値との関係を算出することを特徴とする。

【００２８】また、第１８には、上記第１６の構成にお
いて、上記解析手段が、回転数と、変換効率であって所
定の電力時の変換効率の値との関係である変換効率特性
を算出するとともに、風速の値と回転数との関係と、該
変換効率特性とから、風速の値と変換効率の値との関係
を算出することを特徴とする。なお、上記所定の電力時
の変換効率としては、例えば、最大電力時の変換効率と
する。

【００２９】これにより、風速と変換効率との関係を明
らかにすることができ、発電機についての重要な特性を
明らかにすることが可能となる。

【００３０】また、第１９には、上記第１８の構成にお
いて、上記解析手段が、発電機に取り付けられるブレー
ドの直径に基づいて各風速における風力パワーの値を算
出することにより風速の値と風力パワーの値との関係を
示すデータを算出し、該風速の値と風力パワーの値との
関係を示すデータと、予め求められているデータであっ
て、風速の値と電力の値との関係を示すデータと、に基
づいて、該電力の値を該風力パワーの値により除算して
パワー係数を算出することにより、風速の値とパワー係
数との関係を算出し、算出された風速の値とパワー係数
との関係と、上記風速の値と変換効率の値との関係とか
ら、変換効率の値をパワー係数により除算することによ
り、他の変換効率を算出し、風速の値と該他の変換効率
の値との関係を算出することを特徴とする。

【００３１】これにより、上記第１８の構成において算
出される変換効率が発電機側の変換効率であるのに対し
て、本発明において算出される変換効率はロータ（風力
発電機では、風車側）の変換効率であり、このように変
換効率を発電機側とロータ側とに分離して求めることが
できるようになったことにより、発電機とこれを含む全
体のシステムの設計等に大きく貢献させることが可能と
なる。

【００３２】また、第２０には、上記第１６の構成にお
いて、上記解析手段が、回転数と、変換効率であって所
定の抵抗値における変換効率の値との関係である変換効
率特性を算出するとともに、風速の値と回転数との関係
と、該変換効率特性とから、風速の値と変換効率の値と
の関係を算出することを特徴とする。

【００３３】これにより、抵抗値を固定した場合につい
ても、風速と変換効率との関係を明らかにすることがで
き、発電機についての重要な特性を明らかにすることが
可能となる。

【００３４】また、第２１には、上記第２０の構成にお
いて、上記解析手段が、発電機に取り付けられるブレー
ドの直径に基づいて各風速における風力パワーの値を算
出することにより風速の値と風力パワーの値との関係を
示すデータを算出し、該風速の値と風力パワーの値との
関係を示すデータと、予め求められているデータであっ
て、風速の値と電力の値との関係を示すデータと、に基
づいて、該電力の値を該風力パワーの値により除算して
パワー係数を算出することにより、風速の値とパワー係
数との関係を算出し、算出された風速の値とパワー係数
との関係と、上記風速の値と変換効率の値との関係とか
ら、変換効率の値をパワー係数により除算することによ
り、他の変換効率を算出し、風速の値と該他の変換効率
の値との関係を算出することを特徴とする。

【００３５】これにより、抵抗値を固定した場合につい
ても、該他の変換効率を算出することができ、上記第２
０の構成において算出される変換効率が発電機側の変換
効率であるのに対して、本発明において算出される変換
効率はロータ（風力発電機では、風車側）の変換効率で
あり、このように変換効率を発電機側とロータ側とに分
離して求めることができるようになったことにより、発
電機を全体のシステムの設計等に大きく貢献させること
が可能となる。

【００３６】また、第２２には、上記第１４又は第１５
又は第１７又は第１８又は第１９の構成において、上記
「所定の電力時」における所定の電力が、最大電力であ
ることを特徴とする。

【００３７】また、第２３には、上記第９から第２２ま
でのいずれかの構成において、上記試験体特性解析装置
が、さらに、上記解析手段による解析結果を表示する表
示手段を有することを特徴とする。

【００３８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態としての実施
例を図面を利用して説明する。本発明に基づく測定装置
（「計測装置」、「発電機特性計測装置」としてもよ
い）Ａは、試験体としての発電機の特性を測定、計測す
るための装置であり、図１に示されるように、駆動モー
タ（駆動手段）１０と、駆動回路（回転数制御手段）１
２と、回転計（回転数測定手段）１４と、インターフェ
ース１６と、トルク変換器（トルク測定手段）２０と、
アンプ２２と、電流検出器（電流測定手段）３０と、ア
ンプ３２と、電圧検出器（電圧測定手段）４０と、アン
プ４２と、温度検出器（温度測定手段）５０と、アンプ
５２と、温度検出器（周囲温度測定手段）６０と、アン
プ６２と、湿度検出器（周囲湿度測定手段）７０と、ア
ンプ７２と、気圧検出器（周囲気圧測定手段）８０と、
アンプ８２と、Ａ／Ｄ変換器９０と、外部可変負荷装置
１０２と、Ｄ／Ａ変換器１０４と、励磁用電源１１０
と、入力部２００と、記憶部（記憶手段）２１０と、出
力部２４０と、ＣＰＵ２５０とを有している。なお、こ
の測定装置Ａは、上記試験体特性解析装置としても機能
する。

【００３９】また、この測定装置Ａは、図２に示すよう
に、試験体としての発電機Ｂの出力端に接続された測定
用回路Ａ１を有していて、この測定用回路Ａ１には、全
波整流ブリッジ（変換手段）（以下「整流ブリッジ」、
「ブリッジ」という場合もある）１００や、上記電流検
出器３０や、上記電圧検出器４０や、上記外部可変負荷
装置１０２が設けられている。なお、図２に示す測定用
回路Ａ１が発電機Ｂに接続されるのは、発電機が交流機
で交流電力を出力する場合であり、発電機Ｂが直流機の
場合には、図２における全波整流ブリッジ１００よりも
右側（つまり、後段）の構成が発電機に接続されること
になる。なお、発電機が交流機でも内部に整流ブリッジ
が取り付けられていて、直流電力を出力する場合には、
当然図２における全波整流ブリッジ１００よりも右側の
構成が発電機に接続されることになる。なお、発電機が
交流機で内部に整流ブリッジが取り付けられている場合
でも、その整流ブリッジを取り外せる場合には、図２全
体に示す構成の測定用回路を接続することもできる。

【００４０】ここで、上記駆動モータ１０は回転出力軸
を有していて、トルク変換器２０を介して、発電機Ｂに
接続されている。つまり、図４に示すように、該駆動モ
ータ１０の回転出力軸は、接続部１５０を介してトルク
変換器２０に接続され、トルク変換器２０は、接続部１
５２を介して発電機Ｂの回転軸に接続されている。これ
により、駆動モータ１０が駆動して回転されると、発電
機Ｂの回転軸も回転するようになっている。なお、試験
体としての発電機Ｂは、例えば、発電機を風力発電機と
した場合に、図５（ａ）に示す状態の発電機の回転軸か
らブレード等を外して、発電機Ｂの回転軸にトルク変換
器２０を接続できるようにしたものである（図５（ｂ）
参照）。

【００４１】また、駆動回路１２は、駆動モータ１０を
駆動するための回路であり、駆動モータ１０をインバー
タ制御により駆動制御している。つまり、回転計１４に
より検出される回転数を監視しながら、フィードバック
制御を行っている。また、回転計１４は、発電機Ｂの回
転数を検出するためのもので、発電機Ｂに取り付けられ
ている。この回転計１４は、例えば、ロータリーエンコ
ーダにより構成される。なお、回転計１４を駆動モータ
１０に取り付けるようにしてもよい。

【００４２】また、電流検出器３０は、発電機Ｂから出
力される電流の値を検出するための電流センサであり、
図２に示すように、測定用回路Ａ１の途中に取り付けら
れている。この電流検出器３０は、例えば、ＤＣＣＴセ
ンサにより構成される。また、電圧検出部４０は、発電
機Ｂから出力される電圧の値を検出するための電圧セン
サであり、図２に示すように、測定用回路Ａ１に並列に
設けられた抵抗から構成されていて、分圧抵抗の電圧信
号をアンプ４２を介してＡ／Ｄ変換器９０に送るように
構成されている。

【００４３】また、温度検出器５０は、発電機Ｂ内の温
度を検出するものであり、発電機Ｂの筐体内に取り付け
られる。また、温度検出器６０は、発電機Ｂの周囲の温
度を検出するものであり、発電機Ｂの外部に設けられ
る。また、湿度検出器７０は、発電機Ｂの周囲の湿度を
検出するものであり、発電機Ｂの外部に設けられる。ま
た、気圧検出器８０についても、発電機の周囲の気圧を
検出するものであり、発電機Ｂの外部に設けられる。

【００４４】また、全波整流ブリッジ１００は、発電機
Ｂの出力端子からは交流（三相）の状態で電力が出力さ
れるが、これを直流の状態に変換するものである。な
お、図２において、発電機の出力は三相であるとして説
明したが、これには限られず、ｎ相（ｎは整数）として
もよい。

【００４５】また、外部可変負荷装置１０２は、可変抵
抗器であり、Ｄ／Ａ変換器１０４を介してＣＰＵ２５０
から出力される制御信号に基づいて、所定の抵抗値に設
定することが可能である。なお、この外部可変負荷装置
１０２は、図３に示すように、手動式の可変抵抗器とし
てもよい。この場合、外部可変負荷装置１０２は、上記
第２設定手段としての機能をも有することになる。

【００４６】また、励磁用電源１１０は、発電機Ｂにお
いて、永久磁石を界磁として用いるのではなく、励磁電
力を流して界磁させる、いわゆる他励式の場合に、その
励磁用の電源となるものである。また、測定装置Ａに
は、このように試験体となる発電機が他励式の場合に備
えて、励磁電流、励磁電圧、励磁電力を測定し、記録す
る手段を備えている。

【００４７】また、入力部２００は、各種情報を入力す
るための入力装置であり、具体的には、キーボードやマ
ウス等により構成される。また、記憶部２１０は、情報
を記憶するための記憶装置であり、プログラム格納部２
２０と、データ格納部２３０とを有している。このプロ
グラム格納部２２０は、測定装置Ａを動作させるための
プログラムを格納しており、例えば、発電機Ｂについて
の各種測定値を測定するためのプログラムである測定用
プログラムや、測定された測定値を解析するためのプロ
グラムである解析用プログラムが格納されている。ここ
で、測定用プログラムは、図７に示すフローチャートに
示すように測定装置Ａの各部の動作を制御するためのプ
ログラムである。また、該解析用プログラムは、測定さ
れた測定値に基づいて、各種解析結果を算出して出力す
るためのプログラムである。詳しくは後述する。解析用
プログラム及びこれに従い動作するＣＰＵ２５０は、上
記解析手段として機能する。

【００４８】また、データ格納部２３０は、各種データ
を格納するためのもので、特に、図６に示すような記憶
テーブルＫＴを有している。この記憶テーブルＫＴは、
各回転数において、各抵抗値ごとの、各種測定値を記憶
するものである。つまり、記憶テーブルＫＴは、回転数
ごとに個別記憶テーブルＫＴ１〜ＫＴｎを有し、各個別
記憶テーブルは、各抵抗値ごとに、各種測定値を記憶し
ている。この各種測定値としては、トルク、電圧、電
流、電力、軸入力、変換効率が設けられている。ここ
で、トルク、電圧、電流については、測定装置Ａにおい
て実際に測定された値が格納され、電力、軸入力、変換
効率については、上記各測定された値に基づいて算出し
たものである。なお、算出の方法については後述する。
なお、抵抗の値についても、測定された電圧と電流の値
から算出したものがこの記憶テーブルＫＴには記憶され
る。

【００４９】また、出力部２４０は、各種情報を出力す
るための装置であり、表示部（表示手段）２４２や印刷
部２４４等により構成される。表示部２４２は、各種情
報を画面上に表示させる装置であり、ＣＲＴやＬＣＤ等
により構成される。また、印刷部２４４は、プリンタ等
により構成され、表示部２４２に表示されたデータを印
刷する等に用いられる。

【００５０】また、ＣＰＵ２５０は、測定装置Ａを構成
する各部の動作を制御するものであり、制御装置、演算
装置、主記憶装置としての機能する。

【００５１】また、測定装置Ａには、図４に示すよう
に、試験体としての発電機Ｂを載置するための荷台Ａ２
が設けられていて、この荷台Ａ２は、上下に移動可能と
なっていて、発電機Ｂを上下に移動できるようになって
いる。これにより、発電機Ｂの回転軸とトルク変換器２
０の回転軸とを一致させるのが容易となり、試験体とし
ての発電機Ｂの大きさに関わらず、測定を行なうことが
できる。この荷台Ａ２は、上記調整手段として機能す
る。

【００５２】次に、上記構成の測定装置Ａの動作につい
て説明する。まず、測定装置Ａによる測定動作について
説明する。測定装置Ａに、試験体としての発電機Ｂを接
続する。つまり、発電機Ｂの回転軸をトルク変換器２０
に接続し、また、発電機Ｂの出力端子に図２に示す測定
用回路Ａ１を接続する。また、発電機Ｂの内部温度を測
定するための温度検出部５０を発電機Ｂの内部に設置す
る。

【００５３】以上のように、発電機Ｂの接続が完了した
ら、測定を開始する。測定においては、各回転数ごと
に、抵抗値を変化させながら、トルクと、電流と、電圧
の各値を測定していく。この測定における動作について
は、基本的には、上記測定用プログラムとこれに従い動
作するＣＰＵ２５０が制御を行なう。その意味では、上
記測定用プログラムとこれに従い動作するＣＰＵ２５０
は、少なくとも上記第１設定手段及び第２設定手段とし
て機能するといえる。

【００５４】図７に示すフローチャートを用いてさらに
詳細に説明すると、まず、回転数を初期値に設定する
（Ｓ１０）。この回転数の設定は、第１設定手段として
のＣＰＵ２５０からの制御信号に基づいて、駆動回路１
２が駆動モータ１０の回転数を制御する。この初期値と
しては、例えば、２００ｒｐｍとする。

【００５５】次に、抵抗を初期値に設定する（Ｓ１
１）。つまり、外部可変負荷装置１０２の抵抗値を初期
値に設定する。例えば、初期値としては、０オーム、つ
まり、短絡状態とする。

【００５６】そして、トルクと電流と電圧について測定
を行なう（Ｓ１２）。つまり、トルク変換器２０は、ト
ルクの値を検出し、アンプ２２、Ａ／Ｄ変換器９０を介
してＣＰＵ２５０に送るとともに、電流検出器３０は、
電流の値を検出し、アンプ３２、Ａ／Ｄ変換器９０を介
してＣＰＵ２５０に送り、さらに、電圧検出器４０は、
電圧の値を検出し、アンプ４２、Ａ／Ｄ変換器９０を介
してＣＰＵ２５０に送る。ＣＰＵ２５０は、送られた各
測定値のデータをデータ格納部２３０における記憶テー
ブルＫＴに書き込んで記憶させる。つまり、この場合、
ＣＰＵ２５０とＣＰＵ２５０の書込み動作を行なうプロ
グラムとが、上記書込み手段として機能する。また、記
憶テーブルＫＴへの書込みは、自動的に行なうようにし
てもよいし、一部手動操作を含むようにしてもよい。

【００５７】そして、その抵抗値における測定が完了し
たら、抵抗値についてのカウンタのカウントアップを行
なう。つまり、プログラム格納部２２０には、抵抗値に
ついての測定回数をカウントするためのカウンタプログ
ラムが設けられていて、ＣＰＵ２５０はそのプログラム
に従い、カウンタの値Ｘを１加算する。つまり、Ｘ→Ｘ
＋１とする。

【００５８】そして、該抵抗値についてのカウンタのカ
ウントが終了したか否かを判定する（Ｓ１４）。つま
り、抵抗値についての総カウント数をｓとした場合に、
カウンタの値Ｘがｓとなったか否かを判定する。

【００５９】そして、カウントが終了していない場合に
は、抵抗値を変化させる（Ｓ１５）。つまり、外部可変
負荷装置１０２の抵抗値を次の値に設定する。例えば、
外部可変負荷装置１０２の抵抗値を前回の値から所定数
加算した値とする。

【００６０】そして、回転数のチェックを行なう（Ｓ１
６）。つまり、回転計１４からの回転数のデータを読み
出し、設定した回転数と比較する。そして、設定した回
転数とのずれが生じたか否かを判定して（Ｓ１７）、ず
れがある場合には、回転数を再設定する（Ｓ１８）。つ
まり、ＣＰＵ２５０により、回転数のずれがあると判定
された場合には、設定した回転数と測定された回転数そ
の差分の値のデータを駆動回路１２に送る。駆動回路１
２はその差分の値のデータに従って、駆動モータ１０の
回転数を設定した回転数となるように制御する。このよ
うにして、回転数を維持している。

【００６１】ステップＳ１７及びステップＳ１８におい
て回転数の制御が行われたら、再びステップＳ１２に戻
って、その抵抗値における測定を行なう。つまり、ステ
ップＳ１７においてＮＯの場合とステップＳ１８の処理
が完了した場合には、ステップＳ１２に戻る。なお、回
転数のチェックは抵抗値を変化させるたびに行なうもの
としたが、常時抵抗値のチェックを行なうようにしても
よい。

【００６２】以上のようにステップＳ１２からステップ
Ｓ１８までの処理を繰り返していき、抵抗値について所
定回数の測定が完了した場合（ステップＳ１４、ＹＥ
Ｓ）には、その回転数についての測定が完了したとし
て、ステップＳ１９に移行する。なお、実際には、ある
回転数についての一連の測定においては、ある抵抗値に
ついての測定は複数回行い、その平均値を算出して記憶
テーブルＫＴに記憶させるようにすることが好ましい。

【００６３】ステップＳ１９においては、回転数につい
てのカウンタをカウントアップする。つまり、プログラ
ム格納部２２０には、回転数についての測定回数をカウ
ントするためのカウンタプログラムが設けられていて、
ＣＰＵ２５０はそのプログラムに従い、カウンタの値Ｙ
を１加算する。つまり、Ｙ→Ｙ＋１とする。

【００６４】そして、該回転数についてのカウンタのカ
ウントが終了したか否かを判定する（Ｓ２０）。つま
り、回転数についての総カウント数をｔとした場合に、
カウンタの値Ｙがｔとなったか否かを判定する。

【００６５】そして、カウントが終了していない場合に
は、次の回転数に設定する（Ｓ２１）。例えば、２００
ｒｐｍの次の回転数としては、例えば、４００ｒｐｍと
する。そして、ステップＳ１１に戻り、上記と同様に、
各抵抗値について測定を行っていく。

【００６６】そして、ステップＳ２０においてカウント
が終了した場合、つまり、測定すべき回転数についての
測定が終了した場合には、処理を終了する。測定すべき
回転数としては、例えば、２００ｒｐｍ、４００ｒｐ
ｍ、６００ｒｐｍ、８００ｒｐｍ、１０００ｒｐｍ、１
２００ｒｐｍとする。

【００６７】以上のようにして、測定が終了すると、記
憶テーブルＫＴ（図６参照）には、各個別記憶テーブル
ＫＴ１等には、各抵抗値ごとに、トルクと電圧と電流の
値が記憶されていることになる。

【００６８】なお、上記の測定において、設定される回
転数としては、低速回転から高速回転まで任意の回転数
に設定してよいが、当然、データの精度を上げるため
に、測定刻みは細かいほどよく、測定回数も多いほどよ
い。また、変化させる抵抗、つまり、負荷の値について
も、当然、変化幅は細かいほど測定精度を上げることが
できる。

【００６９】また、回転数の設定や抵抗値の設定は、プ
ログラムに従い自動的に変化させながら設定してもよ
く、また、入力部２００からの操作により行ってもよ
い。その場合、設定を行なうためのプログラムやＣＰＵ
２５０は、上記第１設定手段や第２設定手段として機能
する。また、抵抗値の設定に際して、外部可変負荷装置
１０２が図３に示す構成の場合には、基本的には、手動
で抵抗値の設定を行なうことになる。また、回転数の設
定については、駆動回路１２を直接マニュアルで操作す
ることにより行えることも可能とする。つまり、上記請
求項２における第１設定手段や第２設定手段は少なくと
も一部手動操作によるものでもよい。

【００７０】なお、測定装置Ａには、温度検出器５０、
６０、湿度検出器７０、気圧検出器８０が設けられてい
るので、電流や電圧を測定するごとに、発電機内の温度
や、周囲環境温度や、周囲環境湿度や、周囲環境気圧を
測定して、記憶テーブルＫＴに記憶させていくようにし
てもよい。このように、発電機内の温度と周囲環境温度
の測定を行なうことにより、熱損、機械損等の算出、経
時的な温度変化の計測も可能となる。

【００７１】次に、記憶テーブルＫＴに記憶されたデー
タに基づいて、電力と軸入力と変換効率についての算出
を行ない、記憶テーブルＫＴに書き込みを行なう。つま
り、プログラム格納部２２０には、それらを算出するた
めのプログラムが格納されていて、ＣＰＵ２５０はその
プログラムに従って算出を行なう。つまり具体的には、
トルクの値をＮ、電圧の値をＶ、電流の値をＩとした場
合に、電力Ｐ_Ａ（Ｗ）については、Ｐ_Ａ＝Ｖ×Ｉにより
算出され、また、軸入力Ｐ_Ｂ（Ｗ）については、回転数
をｎとした場合に、Ｐ_Ｂ＝２π×ｎ×Ｎ／６０により算
出される。つまり、２π×ｎ×Ｎを６０で除算したもの
である。また、変換効率（％）については、電力Ｐ_Ａ／
軸入力Ｐ_Ｂ、つまり、電力を軸入力により除算すること
により算出される。

【００７２】なお、記憶テーブルＫＴに格納する抵抗値
については、抵抗値が既知であればその抵抗値をデータ
として記憶しておいてもよいが、測定された電圧と電流
に従って計算を行った結果を記憶させてもよい。つま
り、抵抗をＲとした場合に、Ｒ＝Ｖ／Ｉにより計算され
た値を抵抗値として記憶させておく。

【００７３】なお、上記ステップＳ１２の測定に際して
は、さらに、電流と電圧の位相差を測定して、該位相差
の情報を記憶テーブルＫＴに記憶させるようにしてもよ
い。つまり、図８に示すように、発電機Ｂから出力され
る電圧及び電流は交流の形で出力されるが、電流と電圧
の位相がずれている場合がある。この位相差を測定して
記憶テーブルＫＴに記憶させるものである。具体的に
は、交流から直流に変換されるために、図８の直流に示
すような波形となるので、図８に示す位相差の情報を記
憶させることになる。また、該位相差に基づく力率を計
算して、力率のデータを記憶させるようにしてもよい。
この場合、位相差をθとした場合には、力率はｃｏｓθ
となる。

【００７４】さらに、電流と電圧の波形から、周期の時
間を計測することで、回転計以外での回転数の検出にも
利用できるようにしてもよい。つまり、出力の相数ｎ
（但し、単相であればｎ＝２とする）が既知であれば、
あるひとつの波形のピークからｎ個目の波形のピークま
での時間ｔ（ｓｅｃ）を計測すると、このｔは１周期の
時間であり、ｔの逆数は周波数ｆ（Ｈｚ）である、発電
機の極数ｐが既知であれば（f×（３６０°／ｎ））/ｐ
＝回転速度（ｒｐｍ）の関係があり、試験体となる発電
機が直流機以外には適応が可能である。

【００７５】次に、測定装置Ａによる解析動作について
説明する。つまり、測定対象の発電機における測定結果
に基づいて以下に説明するような各種解析を行なうこと
ができる。

【００７６】まず、出力電圧対出力電流特性について説
明する。これは、各回転数ごとに電圧と電流との関係を
グラフ化して表示部２４２等に表示する（図９参照）。
つまり、記憶テーブルＫＴには、各抵抗値における電圧
と電流の値が記憶されているので、これを各回転数ごと
にグラフ化する。グラフ化に当たっては、図９に示すよ
うに、横軸を出力電圧、縦軸を出力電流とし、各回転数
ごとに取得したデータと近似曲線を表示させる。つま
り、近似曲線を示す特性式を算出し、該特性式に基づく
データを描画する。なお、この特性式自体、つまり、近
似曲線を表す式自体についても表示できるようにするの
が好ましい。出力電圧対出力電流特性を演算、表示する
ためのプログラムは、プログラム格納部２２０に格納さ
れていて、ＣＰＵ２５０は、該プログラムに従って処理
を行なうことになる。

【００７７】次に、出力電圧対出力電力特性について説
明する。これは、各回転数ごとに電圧と電力との関係を
グラフ化して表示部２４２等に表示する（図１０参
照）。つまり、記憶テーブルＫＴには、各抵抗値におけ
る電圧と電力の値が記憶されているので、これを各回転
数ごとにグラフ化する。グラフ化に当たっては、図１０
に示すように、横軸を出力電圧、縦軸を出力電力とし、
各回転数ごとに取得したデータと近似曲線を表示させ
る。なお、上記と同様に、近似曲線を示す特性式自体に
ついても表示できるようにするのが好ましい。出力電圧
対出力電力特性を演算、表示するためのプログラムは、
プログラム格納部２２０に格納されていて、ＣＰＵ２５
０は、該プログラムに従って処理を行なうことになる。

【００７８】次に、出力電圧対静止トルク特性について
説明する。これは、各回転数ごとに電圧とトルクとの関
係をグラフ化して表示部２４２等に表示する（図１１参
照）。つまり、記憶テーブルＫＴには、各抵抗値におけ
る電圧とトルクの値が記憶されているので、これを各回
転数ごとにグラフ化する。グラフ化に当たっては、図１
１に示すように、横軸を出力電圧、縦軸をトルクとし、
各回転数ごとに取得したデータと近似曲線を表示させ
る。なお、上記と同様に、近似曲線を示す特性式自体に
ついても表示できるようにするのが好ましい。出力電圧
対静止トルク特性を演算、表示するためのプログラム
は、プログラム格納部２２０に格納されていて、ＣＰＵ
２５０は、該プログラムに従って処理を行なうことにな
る。

【００７９】次に、出力電圧対入出力特性について説明
する。これは、電圧と入出力との関係を表示するもの
で、具体的には、各回転数ごとに電圧と軸入力の関係を
グラフ化して表示部２４２等に表示するとともに、電圧
と電力との関係をグラフ化して表示部２４２等に表示さ
せる（図１２参照）。つまり、記憶テーブルＫＴには、
各抵抗値における電圧と軸入力の値が記憶されているの
で、これを各回転数ごとにグラフ化するとともに、電圧
と電力との関係についても、各回転数ごとにグラフ化す
る。なお、電圧と電力との関係は、図１０の場合と同様
である。グラフ化に当たっては、図１２に示すように、
横軸を出力電圧、縦軸を軸入力及び電力とし、各回転数
ごとに取得したデータと近似曲線を表示させる。図１２
において、波線は、電圧と軸入力との関係を示し、実線
は、電圧と電力との関係を示す。なお、上記と同様に、
近似曲線を示す特性式自体についても表示できるように
するのが好ましい。この場合、出力電圧対入出力特性を
演算、表示するためのプログラムは、プログラム格納部
２２０に格納されていて、ＣＰＵ２５０は、該プログラ
ムに従って処理を行なうことになる。

【００８０】次に、出力電圧対変換効率特性について説
明する。これは、各回転数ごとに電圧と変換効率の関係
をグラフ化して表示部２４２等に表示する（図１３参
照）。つまり、記憶テーブルＫＴには、各抵抗値におけ
る電圧と変換効率の値が記憶されているので、これを各
回転数ごとにグラフ化する。グラフ化に当たっては、図
１３に示すように、横軸を出力電圧、縦軸を変換効率と
し、各回転数ごとに取得したデータと近似曲線を表示さ
せる。なお、上記と同様に、近似曲線を示す特性式自体
についても表示できるようにするのが好ましい。この場
合、出力電圧対変換効率特性を演算、表示するためのプ
ログラムは、プログラム格納部２２０に格納されてい
て、ＣＰＵ２５０は、該プログラムに従って処理を行な
うことになる。

【００８１】次に、回転数対入出力特性について説明す
る。これは、回転数と入出力との関係をグラフ化して表
示部２４２等に表示するもので、具体的には、回転数と
電力との関係をグラフ化して表示部２４２等に表示する
とともに、回転数と軸入力との関係をグラフ化して表示
部２４２等に表示させる（図１４参照）。ここで、電力
とは、その回転数においての最大電力を意味する。つま
り、記憶テーブルＫＴから、各回転数において最大電力
の値を検出し、これを各回転数と最大電力との関係とし
てグラフ化するとともに、記憶テーブルＫＴから、各回
転数において最大電力の場合の軸入力の値を検出し、こ
れを各回転数と軸入力との関係としてグラフ化して表示
するものである。グラフ化に当たっては、図１４に示す
ように、横軸を回転数、縦軸を軸入力及び電力とする。
なお、最大電力の検出や最大電力時の軸入力の検出に際
しては、単に記憶テーブルＫＴから電力が最大のものを
検出するのみならず、近似曲線から算出するようにして
もよい。つまり、最大電力の検出は、図１０や図１２に
示す近似曲線から検出し、最大電力時の軸入力の検出
は、図１２に示す近似曲線から検出する。

【００８２】図１４において、実線、白丸（○）で「最
大電力」と示すものは、上記のような回転数と最大電力
との関係を示すもので、また、波線、白丸（○）で「最
大電力時の軸入力」と示すものは、上記のような回転数
と軸入力との関係を示すものである。

【００８３】また、「バッテリー供給時」及び「バッテ
リー供給時の軸入力」とあるものは、２４Ｖの未充電状
態のバッテリーを発電機Ｂに接続して給電した場合を示
していて、そのように、２４Ｖの未充電状態のバッテリ
ーを発電機Ｂに接続した状態で、上記図７に示す測定を
行って得た結果に従い、表示したものである。つまり、
図１４において、実線、黒丸（●）で「バッテリー供給
時」と示すものは、そのようにバッテリーを接続した状
態での測定結果に基づき、回転数と最大電力との関係を
示すもので、波線、黒丸（●）で「バッテリー供給時の
軸入力」と示すものは、そのようにバッテリーを接続し
た状態での測定結果に基づき、回転数と最大電力時にお
ける軸入力との関係を示すものである。

【００８４】なお、回転数と電力との関係、回転数と軸
入力との関係を示す近似曲線を表示するようにしてもよ
く、また、上記と同様に、近似曲線を示す特性式自体に
ついても表示できるようにするのが好ましい。この場
合、回転数対入出力特性を演算、表示するためのプログ
ラムは、プログラム格納部２２０に格納されていて、Ｃ
ＰＵ２５０は、該プログラムに従って処理を行なうこと
になる。また、図１４に示す例（最大電力時）以外に、
所定の抵抗値における電力及び軸入力を表示するように
してもよい。つまり、電力及び軸入力を前述と同様な操
作と後述する図１７（外部負荷特性）を活用し、回転数
対入出力特性のグラフ化を行う、つまり、回転数と所定
の抵抗値における電力及び軸入力の関係をグラフ化する
ことも可能であり、前述の近似曲線表示、その特性式自
体の表示、否表示が可能である。

【００８５】次に、回転に対する変換効率特性について
説明する。これは、回転数と変換効率との関係をグラフ
化して表示部２４２等に表示するもので（図１５参
照）、この変換効率とは、各回転数において、最大電力
時のものである。つまり、記憶テーブルＫＴから、各回
転数において最大電力の値を検出し、最大電力時の変換
効率をさらに検出して、各回転数と変換効率との関係と
してグラフ化して表示するものである。グラフ化に当た
っては、図１５に示すように、横軸を回転数、縦軸を変
換効率とする。なお、最大電力時の変換効率の検出に際
しては、単に記憶テーブルＫＴから最大電力時の変換効
率を検出するのみならず、近似曲線から算出するように
してもよい。例えば、図１０等から最大電力時の電圧を
検出し、その電圧における変換効率を図１３から検出す
ることができる。

【００８６】図１５において、白丸（○）で「最大電力
時」と示すものは、上記のような回転数と最大電力時の
変換効率との関係を示すものである。

【００８７】また、黒丸（●）で「バッテリー供給時」
とあるものは、上記図１４の場合と同様に、２４Ｖの未
充電状態のバッテリーを発電機Ｂに接続して給電した場
合を示している。

【００８８】なお、回転数と変換効率との関係を示す近
似曲線を表示するようにしてもよく、また、上記と同様
に、近似曲線を示す特性式自体についても表示できるよ
うにするのが好ましい。この場合、回転数対変換効率特
性を演算、表示するためのプログラムは、プログラム格
納部２２０に格納されていて、ＣＰＵ２５０は、該プロ
グラムに従って処理を行なうことになる。また、図１５
に示す例（最大電力時）以外に、所定の抵抗値における
変換効率を表示するようにしてもよい。つまり、電力及
び軸入力を前述と同様な操作と後述する図１７（外部負
荷特性）を活用し、回転に対する変換効率特性のグラフ
化を行う、つまり、回転数と、所定の抵抗値における変
換効率との関係をグラフ化することも可能であり、前述
の近似曲線表示、その特性式自体の表示、否表示が可能
である。

【００８９】次に、回転に対する駆動トルク特性につい
て説明する。これは、回転数と駆動トルクとの関係をグ
ラフ化して表示部２４２等に表示するもので（図１６参
照）、この駆動トルクとは、各回転数において、最大電
力時のトルクを示すものである。つまり、記憶テーブル
ＫＴから、各回転数において最大電力の値を検出し、最
大電力時のトルクの値をさらに検出して、各回転数とト
ルクとの関係としてグラフ化して表示するものである。
グラフ化に当たっては、図１６に示すように、横軸を回
転数、縦軸を駆動トルクとする。なお、最大電力時のト
ルクの検出に際しては、単に記憶テーブルＫＴから最大
電力時のトルクを検出するのみならず、近似曲線から抽
出するようにしてもよい。例えば、図１０等から最大電
力時の電圧を検出し、その電圧におけるトルクを図１１
から検出することが考えられる。

【００９０】図１６において、白丸（○）で「最大電力
時」と示すものは、上記のような回転数と最大電力時の
トルクとの関係を示すものである。

【００９１】また、黒丸（●）で「バッテリー供給時」
とあるものは、上記図１４の場合と同様に、２４Ｖの未
充電状態のバッテリーを発電機Ｂに接続して給電した場
合を示している。

【００９２】なお、回転数とトルクとの関係を示す近似
曲線を表示するようにしてもよく、また、上記と同様
に、近似曲線を示す特性式自体についても表示できるよ
うにするのが好ましい。この場合、回転数対変換効率特
性を演算、表示するためのプログラムは、プログラム格
納部２２０に格納されていて、ＣＰＵ２５０は、該プロ
グラムに従って処理を行なうことになる。また、図１６
に示す例（最大電力時）以外に、所定の抵抗値における
トルクを表示させるようにしてもよい。つまり、電力及
びトルクを前述と同様な操作と後述する図１７（外部負
荷特性）を活用し、回転に対する駆動トルク特性のグラ
フ化を行う、つまり、回転数と所定の抵抗値におけるト
ルクの値との関係をグラフ化することも可能であり、前
述の近似曲線表示、その特性式自体の表示、否表示が可
能である。

【００９３】次に、外部負荷特性について説明する。こ
れは、各回転数ごとに抵抗値と電力との関係をグラフ化
して表示部２４２等に表示するものである（図１７参
照）。つまり、記憶テーブルＫＴには、回転数ごとに、
各抵抗値における電力の値が記憶されているので、これ
を各回転数ごとにグラフ化する。グラフ化に当たって
は、図１７に示すように、横軸を抵抗値、縦軸を出力電
力とし、各回転数ごとに近似曲線を表示させる。なお、
上記と同様に、近似曲線を示す特性式自体についても表
示できるようにするのが好ましい。出力電圧対出力電力
特性を演算、表示するためのプログラムは、プログラム
格納部２２０に格納されていて、ＣＰＵ２５０は、該プ
ログラムに従って処理を行なうことになる。

【００９４】なお、上記の各特性は、ユーザが入力部２
００において操作をすることによって、所望の特性が表
示部２４２等に表示されるようになっている。例えば、
出力電圧対出力電流特性を表示しようとした場合には、
該特性を表示するための操作をユーザが行なうことによ
り、該特性が算出され、表示部２４２等に表示される。

【００９５】次に、さらに発展的な解析について説明す
る。メーカーは、発電機の特性の１つとして、図１８の
「メーカー公表値」に示すように、風速と発電出力との
関係を公表している。ここで、図１８における発電出力
が最大電力を示していると仮定した場合に、この図１８
に示す風速と発電出力との関係と、図１４に示す回転数
と出力電力との関係（特に、回転数と最大電力との関
係）とをつき合わせると、風速と回転数との関係を導き
出すことができる。例えば、図１４において、１０００
Ｗの時の回転数が８５０ｒｐｍであり、一方、図１８に
おいて、１０００Ｗの時の風速が１１ｍであるので、風
速１１ｍの時に出力電力は１０００Ｗということにな
る。そのように複数の点をプロットしていくと、図１９
の上段に示すように、風速と回転数との関係が得られ
る。

【００９６】つまり、データ格納部２３０に、図１８の
「メーカー公表値」に示すデータを格納しておき、これ
と上記のように得られた回転数と出力電力との関係とを
用いて、ＣＰＵ２５０は、図１９（ａ）に示すような、
風速と回転数の関係を算出して、表示を行なう。この場
合、上記のような算出を行なうためのプログラムがプロ
グラム格納部２２０に格納されていて、ＣＰＵ２５０
は、該プログラムに基づいて動作することになる。

【００９７】このように風速と回転数との関係が得られ
ると、図１６に示す回転に対する駆動トルク特性をアレ
ンジして、図１９（ｂ）に示す風速とトルクとの関係を
算出することができる。つまり、ＣＰＵ２５０は、図１
９（ａ）に示す風速と回転数の関係と、図１６に示す回
転に対する駆動トルク特性を用いて、ＣＰＵ２５０は、
図１９（ｂ）に示す風速とトルクとの関係を算出して、
表示を行なう。この場合も、そのような算出を行なうた
めのプログラムがプログラム格納部２２０に格納されて
いて、ＣＰＵ２５０は、該プログラムに基づいて動作す
ることになる。

【００９８】また、上記ように、軸入力は２π×ｎ×Ｎ
／６０で表されるので、図１９（ａ）には風速と回転数
（つまり、ｎ）の関係が示され、図１９（ｂ）には風速
とトルク（つまり、Ｎ）の関係が示されているので、図
１９（ａ）と図１９（ｂ）により風速と軸入力との関係
を算出できる。つまり、プログラム格納部２２０には、
上記のような処理を行なうためのプログラムが格納され
ていて、ＣＰＵ２５０は、該プログラムに従い図１９
（ｃ）に示す風速と軸入力との関係を算出して表示す
る。なお、図１９（ｃ）において、「発電出力」と示さ
れた曲線はメーカー公称値を示したものである。以上の
ように、測定装置Ａは、図１９に示す特性を算出、表示
する機能を有している。この場合も、ユーザが図１９に
示す各特性を表示するための操作を行った場合に、該特
性が算出されて、表示部２４２等に表示されることにな
る。この点は、図２０、図２１の特性を算出、表示する
場合も同様である。

【００９９】また、測定装置Ａは、図２０に示す特性を
算出、表示する機能を有している。つまり、空気密度を
ρ、ブレードの直径をもとにした円の面積をＡ、風速を
Ｖとした場合には、風力パワーＰ３（Ｗ）は、Ｐ＝１／
２×ρ×Ａ×Ｖ^３で表される（図２０参照）。ここで、
ブレードの直径を２．７ｍとすると、Ａ＝１．３５×
１．３５×π≒５．７５となり、ρを１．２０５とする
と、Ｐ３＝１／２×ρ×Ａ×Ｖ^３＝３．４４９×Ｖ^３と
なる（図２０（ａ）参照）。つまり、風力パワーは、Ｖ
の３乗に３．４４９を乗じたものとなる。これをグラフ
化すると、図２０（ａ）のようになる。つまり、上記の
ような手法により風速と風力パワーとの関係を算出する
ためのプログラム、つまり、少なくとも上記計算式を含
んだプログラムがプログラム格納部２２０に格納されて
いて、ブレードの直径の値と空気密度のデータを入力す
ることにより、ＣＰＵ２５０は、該プログラムに従っ
て、風速と風力パワーとの関係を算出して図２０（ａ）
に示すように表示するのである。

【０１００】また、メーカーの公称値としての風速と発
電出力との関係（図２０（ｂ）参照）をデータ格納部２
３０に入力しておくことにより、ＣＰＵ２５０は、図２
０（ｃ）に示すように、風速と風力パワーとの関係及び
風速と発電出力との関係を１つの縮尺内に表示する機能
も有している。

【０１０１】さらに、図２０（ａ）に示すような風力パ
ワーをＰ１、図２０（ｂ）に示すような発電出力をＰ２
とした場合には、パワー係数Ｃｐ＝Ｐ２／Ｐ１＝Ｐ２／
（１／２×ρ×Ａ×Ｖ^３）で示される。ＣＰＵ２５０
は、この計算式に基づいて、図２０（ｄ）に示すような
風速とパワー係数との関係を算出して表示する機能をも
有している。つまり、上記のような手法により風速とパ
ワー係数との関係を算出するためのプログラム、つま
り、少なくとも上記計算式を含んだプログラムがプログ
ラム格納部２２０に格納されていて、ＣＰＵ２５０は、
該プログラムに従って処理を行なうのである。

【０１０２】さらに、測定装置Ａは、図２１に示す特性
を算出、表示する機能を有している。つまり、図１５に
示す特性は、回転数と変換効率との関係であるが、図１
９（ａ）に示すように、風速と回転数との関係が算出さ
れることにより、風速と変換効率との関係も導き出すこ
とができる。図２１に示す「発電機変換効率」はこのよ
うにして算出されたものである。つまり、プログラム格
納部２２０には、回転数と変換効率の関係（図１５参
照）と風速と回転数との関係（図１９（ａ）参照）とに
基づいて、風速と変換効率との関係を求めるプログラム
が格納され、ＣＰＵ２５０は、該プログラムに従って、
風速と変換効率との関係を算出する。この「発電機変換
効率」が示す曲線は、上記「風速の値と変換効率の値と
の関係」に当たる。

【０１０３】また、図２１に示す「パワー係数」は、図
２０（ｄ）に示すものと同じである。また、図２１に示
す「風車変換効率」は、発電機変換効率をパワー係数で
除算したものである。つまり、風車変換効率＝発電機変
換効率／パワー係数で算出した値が示される。この「発
電機変換効率」が示す曲線は、上記「風速の値と該他の
変換効率の値との関係」に当たる。

【０１０４】なお、測定装置Ａは、図２２に示す特性を
算出、表示する機能をも有しているが、この図２２に示
す特性は図２１と同様であるが、負荷抵抗値を一定であ
るとして算出したものである。つまり、発電機変換効率
は、回転数と変換効率との関係をもとにして算出されて
おり、図２１では、該変換効率は最大電力時の変換効率
としているが、この図２２の場合には、ある抵抗値の場
合（図２２では、１．５オーム）の変換効率としてい
る。このように１．５オームの場合について解析したの
は、測定及び解析の結果、定格回転数８５０ｒｐｍ、定
格出力１０００Ｗの際に抵抗値が１．５オームであった
ことに基づく。

【０１０５】このように図２１に示す特性と図２２に示
す特性の両方を算出、表示できるようにしたのは、以下
の理由による。つまり、メーカーの公表値（つまり、図
１８）が風速に対して最大電力を示している場合には、
図２１の特性を利用すればよく、一方、メーカーの公表
値（つまり、図１８）が風速に対して一定負荷に接続し
て給電した場合の電力を示している場合には、図２２の
特性を利用すればよいので、そのどちらの場合にも対応
することができるようにしたのである。また、メーカー
の公表値が、各風速に対し負荷抵抗値を可変させた場合
にも、その抵抗値を公表してくれたならば、同様な解析
が行える。加えてメーカー又は、製作者が、その風力発
電システムの出力の計測において、風速、発電出力、回
転数、給電している負荷の抵抗値を正確に記録していた
のであれば、当該装置によって得られたデータを元に更
に真値に近い解析を行える。

【０１０６】以上のように、発電機側の変換効率と、風
車側の変換効率を分離して把握できるようになり、ロー
タ側（つまり、風車側）と発電機側の力学的な整合性を
考慮したシステム設計の開発にも十分なデータを得るこ
とが可能となった。

【０１０７】なお、抵抗値を固定とした測定で十分な場
合には、図７に示す動作とは異なり、抵抗値を所定の固
定値に固定した上で、回転数を変化させながら測定を行
なうことになる。また、回転数のチェックについても測
定期間中常時行なうようにすればよい。

【０１０８】また、上記のような解析により得られた解
析結果は、データ格納部２３０に記憶させておくように
してもよい。

【０１０９】以上のように本実施例の測定装置Ａによれ
ば、発電機の種々の特性を出力することができ、定格値
以外での発電機の状態を十分に把握することができる。

【０１１０】特に、発電機の瞬時の発電出力（図１４参
照）や、瞬時の発電効率（図１５）等も把握できること
から、発電機を駆動させるためのロータのエネルギー変
換効率も明らかにすることができる。

【０１１１】特に、ロータ（つまり、風車）の特性を計
測するには、トルク計、電磁ブレーキ、回転計等が必要
とされ、高価な研究施設が必要であったが、本実施例の
測定装置によれば、そのような施設を用意するが必要な
く、安価に計測を行なうことができる。

【０１１２】また、従来のエネルギー変換器の開発分野
においては、ロータの効率が明らかでないため、機械的
な強度や耐久性、安全性が主に注目されてきたが、ロー
タは、形状寸法が同一であっても、重量、重心、材質が
異なった場合や、形状がわずかに変化した場合等に変換
効率も各々異なる。そこで、本実施例の測定装置によれ
ば、上記のようなデータ解析により各々の変換効率を明
らかにすることができ、ロータと発電機の好適な組み合
わせを探るシステム開発においても利用可能となる。

【０１１３】また、ロータと発電機の力学的な釣り合い
状態を把握できることから、該発電機とロータとからな
るシステムの発電出力に見合った負荷側の最適な入力抵
抗を探り出すことも可能となる。

【０１１４】また、発電電力の波形観測、駆動力の計
測、温度計測ができることから、発電機の振動の軽減、
波形の改善等、いわば高性能発電機の開発研究において
も十分利用可能である。

【０１１５】なお、Ａ／Ｄ変換器９０に高速の変換器を
用いることにより、電力値（電圧値（Ｖ）×電流値
（Ａ）×力率）の波形観測と、トルク値（Ｔ）の波形観
測を行うことができ、発電機の振動の状態をも計測する
ことが可能となる。

【０１１６】なお、上記の説明においては、図２に示す
ように、電流検出器３０と電圧検出器４０は、全波整流
ブリッジ１００の後段に設けられているが、図２３に示
すように、さらに、全波整流ブリッジ１００の前段に、
電流検出器３１と電圧検出器４１を設けるようにしても
よい。この場合、電流検出器３１には、アンプ３３が接
続され、アンプ３３がＡ／Ｄ変換器９０に接続されるこ
とになる。また、電圧検出器４１についても、電圧検出
器４１には、アンプ（図示せず）が接続されて、該アン
プは、Ａ／Ｄ変換器９０に接続されることになる。

【０１１７】この場合、記憶テーブルＫＴにおける各個
別記憶テーブルには、電流検出器３０の検出値に基づく
データと電流検出器３１の検出値に基づくデータのそれ
ぞれが記憶されるようになっていて、電圧検出器４０の
検出値に基づくデータと電圧検出器４１の検出値に基づ
くデータのそれぞれが記憶されるようになっている。つ
まり、電流と電圧については、それぞれ２つの記憶領域
が設けられていることになる。

【０１１８】なお、発電機の出力がｎ相交流とした場合
に、電流検出器３１の検出値に基づくデータの記憶に際
しては、電流検出器３１により検出された電流値をｎ倍
した値が記憶テーブルに記憶され、電圧検出器４１の検
出値に基づくデータの記憶に際しても、電圧検出器４１
により検出された電圧値をｎ倍した値が記憶テーブルに
記憶される。

【０１１９】なお、図２３の構成は、ｎ相発電機の各相
の出力が平衡であることを前提としている。つまり、全
波整流ブリッジ１００は、平衡負荷とみなすことができ
るので、ｎ相発電機の各相の出力が平衡であれば、電流
検出器３１と電圧検出器４１は図２３に示すようにそれ
ぞれ１つずつ設けられていれば、１相の測定のみを行
い、あとはブロンデルの法則によりｎ相全体の値を算出
すればよい。

【０１２０】一方、ｎ相発電機の各相の出力が不平衡の
場合には、ｎ個の電流検出器と、ｎ−１個の電圧検出器
を全波整流ブリッジの前段に設けることになり（また、
それぞれの電流検出器と電圧検出器にはアンプが接続さ
れ、該アンプにＡ／Ｄ変換器９０が接続されることにな
る）、記憶テーブルには、各電流検出器により検出され
た電流値の和が記憶され、また、各電圧検出器により検
出された電圧値の和が記憶される。つまり、電流検出器
についてはｎ相の各相ごとに取り付け、一方、電圧検出
器については、ｎ_ｍ相とｎ_ｍ＋１相（ｍ＝１〜ｎ−１）
間にそれぞれ設けられることになる。

【０１２１】このように全波整流ブリッジ１００の前段
にも電流検出器と電圧検出器を設ける場合にも、その解
析においては、各電流、各電圧について図９以下に示す
ような解析結果を表示する。つまり、例えば、図９に示
す出力電圧対出力電流特性については、電流検出器３０
からのデータに基づく特性と、電流検出器３１からのデ
ータに基づく特性が表示されるようになる。

【０１２２】このような構成とすることにより、全波整
流ブリッジ１００自身も電力を多少消費することから、
つまり、整流損が存在することから、発電機の真の出力
と、整流損を明らかにすることができる。なお、図２３
においても、外部可変負荷装置１０２を図３に示すタイ
プとしてもよい。

【０１２３】なお、図２３においては、全波整流ブリッ
ジ１００の前段と後段にそれぞれ電流検出器と電圧検出
器を設けるものとして説明したが、測定用回路において
まず図２に示すように全波整流ブリッジ１００の後段に
電流検出器と電圧検出器を設けて測定を行い、その後、
電流検出器と電圧検出器を全波整流ブリッジ１００の前
段に付け替えて、つまり、測定用回路において全波整流
ブリッジ１００の前段に設けて（つまり、その場合に
は、図２３から電流検出器３０、電圧検出器４０を除い
た構成となる）測定を行なうようにしてもよい。つま
り、全波整流ブリッジ１００を介して片側ずつ電流検出
器と電圧検出器を接続して測定するのである。

【０１２４】また、すでに上記でも説明したが、上記図
１４、図１５、図１６においては、最大電力時の値が表
示されているが、これを所定の抵抗値の場合の値として
もよい。例えば、図１４では、最大電力時の軸入力では
なく、所定の抵抗値における軸入力とする。この所定の
抵抗値の場合には、所定の電力となるので、その意味で
は、所定の電力時の値ということができる。

【０１２５】また、上記の測定装置Ａにおいては、トル
ク変換器２０や、電流検出器３０や、電圧検出器４０等
によって検出された値を自動的にデータ格納部２３０に
取り込み、所定の操作を行なうことによって解析を行な
うのであるが、この測定装置Ａにより実際に測定したデ
ータ以外のデータを解析できるようにしてもよい。

【０１２６】つまり、測定装置Ａに、データを取り込む
ためのドライブ（ＦＤドライブ、ＭＯドライブ等）を設
け、解析を行なうためのデータを読み込ませる。する
と、読み込まれたデータは、記憶テーブルＫＴに記憶さ
れて、その後は、上記のような解析を行なう。このよう
にすることにより、測定装置Ａを解析装置として利用す
ることができる。

【０１２７】また、測定装置Ａを、測定機能を有する部
位と、解析機能を有する部位とを分離してもよい。測定
部と、解析部とを分離した構成とする。

【０１２８】つまり、測定部としては、上記測定装置Ａ
から解析機能を省いた構成であり、プログラム格納部２
２０には、測定に必要なプログラム、例えば、図７に示
す動作を行なうプログラムのみ格納され、解析を行なう
プログラムは格納されていない。また、記憶テーブルＫ
Ｔも、各回転数ごとに、トルクと、電圧と、電流とを記
憶するのみである。

【０１２９】また、解析部（解析装置）としては、図１
における入力部２００と、記憶部２１０と、出力部２４
０と、ＣＰＵ２５０の構成のみであり、また、プログラ
ム格納部２２０には、解析を行なうためのプログラムが
格納された構成となる。さらに、解析部には、各回転数
ごとのトルク、電圧、電流のデータを取り込むためのド
ライブが設けられる。

【０１３０】なお、本実施例では、試験体として、主と
して風力発電機を例にとって説明したが、これには限ら
れず、風力発電機以外の発電機でもよく、また、発電機
以外の装置で、回転機構を有する装置であれば適用が可
能である。特に、クリーンエネルギー又は未利用エネル
ギーのエネルギー変換機等に有用である。

【０１３１】

【発明の効果】本発明に基づく測定装置によれば、発電
機等の回転機構を有する試験体の特性を把握することが
でき、特に、各回転数ごとに、各抵抗値におけるトルク
と電流と電圧の値を測定して記録していくことができる
ので、この記録データをもとにして種々の解析に利用す
ることが可能となる。特に、定格値以外の発電機の特性
を把握することができ、新たな発電機の開発及び研究に
利用することが可能となる。

【０１３２】また、特に、記憶テーブルＫＴには、複数
の回転数ごとに、複数の抵抗値について、トルクの値
と、電圧の値と、電流の値と、電力の値と、該軸入力の
値と、該変換効率の値の各データが記憶される場合に
は、これらの値に基づいて各種解析に利用することが可
能となる。

【０１３３】また、特に、温度測定手段や、周囲温度測
定手段や、周囲湿度測定手段や、周囲気圧測定手段を有
する場合には、上記の温度や湿度や気圧を測定すること
ができ、熱損、機械損等の算出や、経時的な温度変化等
の計測も可能となる。

【０１３４】また、特に、上記試験体の上記駆動手段に
対する相対的な位置を調整するための調整手段を有する
場合には、試験体の回転軸と駆動手段の回転軸とを容易
に一致させることが可能となる。

【０１３５】また、本発明における試験体特性解析装置
によれば、定格値以外の発電機の特性を把握することが
でき、解析結果を利用して、新たな発電機の開発及び研
究に利用することが可能となる。

【０１３６】また、特に、解析手段が、風速の値と回転
数との関係を算出する場合には、回転数との関係が得ら
れている種々の特性を、風速との関係に置き換えること
ができ、発電機の特性を明らかにするのに大きな指標と
することができる。

【０１３７】また、特に、解析手段が、風速の値と変換
効率の値との関係を算出する場合には、風速と変換効率
との関係を明らかにすることができ、発電機についての
重要な特性を明らかにすることが可能となる。

【０１３８】また、特に、解析手段が、風速の値と変換
効率の値との関係を算出する場合には、請求項１６や請
求項１８の構成において算出される変換効率が発電機側
の変換効率であるのに対して、本発明において算出され
る変換効率はロータ（風力発電機では、風車側）の変換
効率であり、このように変換効率を発電機側とロータ側
とに分離して求めることができるようになったことによ
り、発電機を全体のシステムの設計等に大きく貢献させ
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に基づく測定装置の構成を説明
するためのブロック図である。

【図２】本発明の実施例に基づく測定装置の構成を説明
するための回路図であり、発電機に接続される測定用回
路の構成を説明するための回路図である。

【図３】測定用回路の他の例を示す回路図である。

【図４】本発明の実施例に基づく測定装置の構成を説明
するためのブロック図である。

【図５】試験体としての発電機を説明するための説明図
である。

【図６】記憶テーブルの構成を示す説明図である。

【図７】測定における動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図８】測定装置における測定の動作を示す説明図であ
る。

【図９】測定装置による解析結果を示す説明図であり、
特に、出力電圧対出力電流特性の一例を示す説明図であ
る。

【図１０】測定装置による解析結果を示す説明図であ
り、特に、出力電圧対出力電力特性の一例を示す説明図
である。

【図１１】測定装置による解析結果を示す説明図であ
り、特に、出力電圧対静止トルク特性の一例を示す説明
図である。

【図１２】測定装置による解析結果を示す説明図であ
り、特に、出力電圧対入出力特性の一例を示す説明図で
ある。

【図１３】測定装置による解析結果を示す説明図であ
り、特に、出力電圧対変換効率特性の一例を示す説明図
である。

【図１４】測定装置による解析結果を示す説明図であ
り、特に、回転数対入出力特性の一例を示す説明図であ
る。

【図１５】測定装置による解析結果を示す説明図であ
り、特に、回転に対する変換効率の一例を示す説明図で
ある。

【図１６】測定装置による解析結果を示す説明図であ
り、特に、回転に対する駆動トルク特性の一例を示す説
明図である。

【図１７】測定装置による解析結果を示す説明図であ
り、特に、外部負荷特性の一例を示す説明図である。

【図１８】風速と発電出力との関係を示す説明図であ
り、メーカー公表値とバッテリー充電システムとして運
転された実測値を示す説明図である。

【図１９】測定装置による解析結果を示す説明図であ
り、特に、風速と回転数との関係、風速と静止トルクと
の関係、風速と仕事率との関係を示す説明図である。

【図２０】測定装置による解析結果を示す説明図であ
り、特に、風速と風力パワーとの関係、風速と発電出力
との関係、風速とパワー係数との関係を示す説明図であ
る。

【図２１】測定装置による解析結果を示す説明図であ
り、特に、最大電力時における、風車変換効率と、発電
機変換効率と、パワー係数を示す説明図である。

【図２２】測定装置による解析結果を示す説明図であ
り、特に、抵抗値を固定した場合における、風車変換効
率と、発電機変換効率と、パワー係数を示す説明図であ
る。

【図２３】測定用回路の他の例を示す回路図である。

【符号の説明】

Ａ 測定装置 Ａ１ 測定用回路 Ｂ 発電機 １０ 駆動モータ １２ 駆動回路 １４ 回転計 ２０ トルク変換器 ３０ 電流検出器 ４０ 電圧検出器 ５０ 温度検出器 ６０ 温度検出器 ７０ 湿度検出器 ８０ 気圧検出器 ９０ Ａ／Ｄ変換器 １００ 全波整流ブリッジ １０２ 外部可変負荷装置 １０４ Ｄ／Ａ変換器 ２００ 入力部 ２１０ 記憶部 ２２０ プログラム格納部 ２３０ データ格納部 ２４０ 出力部 ２４２ 表示部 ２４４ 印刷部 ２５０ ＣＰＵ ＫＴ 記憶テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島袋 宗一 沖縄県南風原町字大名297番地 (72)発明者 高良 敦 沖縄県具志川市字具志川2888番地東住宅３ −306 Ｆターム(参考） 2G016 BA01 BB01 BB02 BB05 BB07 BB10 BC05 BD03 BD09 BD11 BD12 BD13 BD17 3H078 AA26 5H590 AA09 CA14 CC01 CC11 CC24 CD01 CE01 CE05 EA07 GB05 HA02 HA04 HA06 HA10 HA11 HA15 HA18 HA27 HA28 JA02 JB01 JB02 JB04 KK02

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を持つ回転機構を備えた試験体の
   特性を測定するための測定装置であって、 上記回転軸を回転駆動させる駆動手段と、 上記駆動手段により回転駆動された試験体の回転数を測
   定する回転数測定手段と、 該駆動手段の回転数を制御する回転数制御手段であっ
   て、上記回転数測定手段により測定された回転数に基づ
   いて、帰還制御を行なう回転数制御手段と、 上記駆動手段により回転駆動された試験体と、上記駆動
   手段との間に発生するトルクを測定するトルク測定手段
   と、を有することを特徴とする測定装置。
2. 【請求項２】 回転軸を持つ回転機構を備えた発電機で
   あって、試験体としての発電機の特性を測定するための
   測定装置であって、 上記回転軸を回転駆動させる駆動手段と、 上記駆動手段により回転駆動された発電機の回転数を測
   定する回転数測定手段と、 上記駆動手段により回転駆動された発電機と、上記駆動
   手段との間に発生するトルクを測定するトルク測定手段
   と、 発電機の電力の出力端に接続された測定用回路であっ
   て、抵抗値を所定の値に設定可能な抵抗を有する測定用
   回路と、 該測定用回路に流れる電流の値を測定する電流測定手段
   と、 該測定用回路に印加されている電圧の値を測定する電圧
   測定手段と、 上記トルク測定手段により測定されたトルクの値のデー
   タと、電流測定手段により測定された電流の値のデータ
   と、電圧測定手段により測定された電圧の値のデータと
   を記憶するための記憶テーブルを有する記憶手段と、 上記駆動手段を順次所定の回転数に設定するための第１
   設定手段と、 上記測定用回路における抵抗の抵抗値を順次変化させて
   設定していくための第２設定手段と、 上記第１設定手段により設定された回転数において、該
   第２設定手段により変化させられた各抵抗値ごとに、上
   記トルク測定手段により測定されたトルクの値のデータ
   と、上記電流測定手段により測定された電流の値のデー
   タと、上記電圧測定手段により測定された電圧の値のデ
   ータを上記記憶テーブルに書き込んでいく書込み手段
   と、を有することを特徴とする測定装置。
3. 【請求項３】 上記測定装置が、さらに、該駆動手段の
   回転数を設定する回転数制御手段であって、上記回転数
   測定手段により測定された回転数に基づいて、帰還制御
   を行なう回転数制御手段を有し、上記駆動手段は、該回
   転数制御手段の制御に基づき、回転数を制御しながら上
   記回転軸を駆動させることを特徴とする請求項２に記載
   の測定装置。
4. 【請求項４】 上記測定装置は、トルクの値と回転数と
   から軸入力の値を算出するとともに、電力の値と軸入力
   の値とから変換効率の値を算出し、 上記記憶テーブルには、複数の回転数ごとに、測定及び
   算出データが記憶され、 該測定及び算出データは、複数の抵抗値ごとに、トルク
   の値と、電圧の値と、電流の値と、電力の値と、該軸入
   力の値と、該変換効率の値の各データから構成されるこ
   とを特徴とする請求項２又は３に記載の測定装置。
5. 【請求項５】 上記記憶テーブルには、さらに、各抵抗
   値ごとに、電流と電圧の位相差のデータ又は該位相差に
   基づく力率のデータが記憶されることを特徴とする請求
   項２又は３又は４に記載の測定装置。
6. 【請求項６】 上記測定装置が、さらに、 発電機に取り付けられた温度測定手段と、 発電機の試験中における周囲環境の温度を測定する周囲
   温度測定手段と、 発電機の試験中における周囲環境の湿度を測定する周囲
   湿度測定手段と、 発電機の試験中における周囲環境の気圧を測定する周囲
   気圧測定手段と、を有することを特徴とする請求項２又
   は３又は４又は５に記載の測定装置。
7. 【請求項７】 上記測定用回路には、発電機からの出力
   が交流出力である場合に、交流出力を直流出力に変換す
   るための変換手段が設けられ、該測定用回路における変
   換手段よりも発電機側に上記電流測定手段と電圧測定手
   段が設けられているとともに、該測定用回路における変
   換手段よりも発電機側とは反対側にも、上記電流測定手
   段と電圧測定手段が設けられていることを特徴とする請
   求項２又は３又は４又は５又は６に記載の測定装置。
8. 【請求項８】 上記測定装置が、さらに、 上記試験体の回転軸の軸心と、上記駆動手段の回転軸の
   軸心とを一致させるために、上記試験体の上記駆動手段
   に対する相対的な位置を調整するための調整手段を有す
   ることを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５
   又は６又は７に記載の測定装置。
9. 【請求項９】 回転軸を持つ回転機構を備えた試験体の
   特性を解析するための試験体特性解析装置であって、 請求項１又は２又は３又は４又は５又は６又は７又は８
   に記載の測定装置と、 記憶テーブルに記憶された各データに基づいて解析を行
   なう解析手段と、を有することを特徴とする試験体特性
   解析装置。
10. 【請求項１０】 回転軸を持つ回転機構を備えた試験体
    としての発電機の特性を解析するための試験体特性解析
    装置であって、 発電機の各回転数において、抵抗値ごとに、トルクの値
    と、電流の値と、電圧の値についての各データを記憶す
    る記憶テーブルを有する記憶手段であって、発電機に、
    発電機の回転軸を回転駆動させる駆動手段を接続すると
    ともに、該発電機の電力の出力端に、所定の抵抗値に設
    定可能な抵抗を有する測定用回路を接続させた状態で、
    該駆動手段により発電機の回転軸を回転駆動させて、各
    回転数において、抵抗値ごとに、発電機と駆動手段との
    間に発生するトルクの値と、該測定用回路を流れる電流
    の値と、該測定用回路に印加されている電圧の値とを測
    定した値についてのデータを記憶する記憶テーブルを有
    する記憶手段と、 該記憶テーブルに記憶された各データに基づいて解析を
    行なう解析手段と、を有することを特徴とする試験体特
    性解析装置。
11. 【請求項１１】 上記解析手段が、 トルクの値と、回転数とから、軸入力を算出し、 電圧の値と、該軸入力の値との関係を、各回転数ごとに
    算出することを特徴とする請求項９又は１０に記載の試
    験体特性解析装置。
12. 【請求項１２】 上記解析手段が、 電力の値を軸入力の値により除算することにより変換効
    率の値を算出し、 電圧の値と、該変換効率の値との関係を、各回転数ごと
    に算出することを特徴とする請求項９又は１０又は１１
    に記載の試験体特性解析装置。
13. 【請求項１３】 上記解析手段が、回転数と電力の値と
    の関係及び／又は回転数と軸入力の値との関係を算出す
    ることを特徴とする請求項９又は１０又は１１又は１２
    に記載の試験体特性解析装置。
14. 【請求項１４】 上記解析手段が、回転数と、変換効率
    であって所定の電力時の変換効率の値との関係を算出す
    ることを特徴とする請求項９又は１０又は１１又は１２
    又は１３に記載の試験体特性解析装置。
15. 【請求項１５】 上記解析手段が、回転数と、トルクで
    あって所定の電力時のトルクの値との関係を算出するこ
    とを特徴とする請求項９又は１０又は１１又は１２又は
    １３又は１４に記載の試験体特性解析装置。
16. 【請求項１６】 上記解析手段が、 記憶テーブルに記憶されたデータに基づいて、回転数と
    電力の値との関係を示すデータを算出し、 該回転数と電力の値との関係を示すデータと、予め求め
    られているデータであって、風速の値と電力の値との関
    係を示すデータと、に基づいて、風速の値と回転数との
    関係を算出することを特徴とする請求項９又は１０又は
    １１又は１２又は１３又は１４又は１５に記載の試験体
    特性解析装置。
17. 【請求項１７】 上記解析手段が、 回転数と、トルクであって所定の電力時のトルクの値と
    の関係を算出するともに、 上記風速の値と回転数との関係から、風速の値とトルク
    の値との関係を算出し、 該風速の値と回転数との関係と、該風速の値とトルクの
    値との関係とから、風速の値と軸入力の値との関係を算
    出することを特徴とする請求項１６に記載の試験体特性
    解析装置。
18. 【請求項１８】 上記解析手段が、回転数と、変換効率
    であって所定の電力時の変換効率の値との関係である変
    換効率特性を算出するとともに、 風速の値と回転数との関係と、該変換効率特性とから、
    風速の値と変換効率の値との関係を算出することを特徴
    とする請求項１６に記載の試験体特性解析装置。
19. 【請求項１９】 上記解析手段が、 発電機に取り付けられるブレードの直径に基づいて各風
    速における風力パワーの値を算出することにより風速の
    値と風力パワーの値との関係を示すデータを算出し、 該風速の値と風力パワーの値との関係を示すデータと、
    予め求められているデータであって、風速の値と電力の
    値との関係を示すデータと、に基づいて、該電力の値を
    該風力パワーの値により除算してパワー係数を算出する
    ことにより、風速の値とパワー係数との関係を算出し、 算出された風速の値とパワー係数との関係と、上記風速
    の値と変換効率の値との関係とから、変換効率の値をパ
    ワー係数により除算することにより、他の変換効率を算
    出し、風速の値と該他の変換効率の値との関係を算出す
    ることを特徴とする請求項１８に記載の試験体特性解析
    装置。
20. 【請求項２０】 上記解析手段が、回転数と、変換効率
    であって所定の抵抗値における変換効率の値との関係で
    ある変換効率特性を算出するとともに、 風速の値と回転数との関係と、該変換効率特性とから、
    風速の値と変換効率の値との関係を算出することを特徴
    とする請求項１６に記載の試験体特性解析装置。
21. 【請求項２１】 上記解析手段が、 発電機に取り付けられるブレードの直径に基づいて各風
    速における風力パワーの値を算出することにより風速の
    値と風力パワーの値との関係を示すデータを算出し、 該風速の値と風力パワーの値との関係を示すデータと、
    予め求められているデータであって、風速の値と電力の
    値との関係を示すデータと、に基づいて、該電力の値を
    該風力パワーの値により除算してパワー係数を算出する
    ことにより、風速の値とパワー係数との関係を算出し、 算出された風速の値とパワー係数との関係と、上記風速
    の値と変換効率の値との関係とから、変換効率の値をパ
    ワー係数により除算することにより、他の変換効率を算
    出し、風速の値と該他の変換効率の値との関係を算出す
    ることを特徴とする請求項２０に記載の試験体特性解析
    装置。
22. 【請求項２２】 上記「所定の電力時」における所定の
    電力が、最大電力であることを特徴とする請求項１４又
    は１５又は１７又は１８又は１９に記載の試験体特性解
    析装置。
23. 【請求項２３】 上記試験体特性解析装置が、さらに、
    上記解析手段による解析結果を表示する表示手段を有す
    ることを特徴とする請求項９又は１０又は１１又は１２
    又は１３又は１４又は１５又は１６又は１７又は１８又
    は１９又は２０又は２１又は２２に記載の試験体特性解
    析装置。