JP2007336777A - Wind power generating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は風力発電装置に関する。さらに詳しくは、垂直羽根型の風車を備えた風力発電装置に関する。 The present invention relates to a wind power generator. More specifically, the present invention relates to a wind turbine generator having a vertical blade type windmill.
地球温暖化の防止を含む地球環境保全の動きは、近年益々活発化しており、これに関連して、化石燃料の消費を低減させるために自然エネルギーを利用して発電を行う装置が着目されている。
風力発電装置は、自然エネルギーである風力を利用して羽根又はプロペラを回転させ、この回転力を電力に変換する装置であり、諸国においてすでに実用化の段階に入っている。風力発電用の風車には、風に対して回転軸が水平になっている水平軸型風車と、風に対して回転軸が垂直になっている垂直軸型風車があるが、水平軸型風車(いわゆるプロペラ型風車)は、風の方向により発電の可否が左右されるとともに、微風ではプロペラが充分に回転しないことから、風向きに関係なく微風でも発電が可能な垂直軸型風車が注目されており、各種の提案がなされている。
The movement of global environmental conservation including prevention of global warming has become more and more active in recent years, and in this connection, devices that generate electricity using natural energy to reduce the consumption of fossil fuels have attracted attention. Yes.
A wind turbine generator is a device that rotates blades or propellers using wind power, which is natural energy, and converts this rotational force into electric power, and has already been put into practical use in various countries. There are two types of wind turbines for wind power generation: horizontal axis wind turbines whose rotation axis is horizontal to the wind and vertical axis wind turbines whose rotation axis is perpendicular to the wind. (A so-called propeller-type windmill) is affected by the direction of the wind, and the propeller does not rotate sufficiently in a breeze. Various proposals have been made.
例えば、特許文献1には、垂直回転軸に直交する面内で、当該回転軸を中心として一定角度ごとに複数のブレードが設けられた風力発電用の風車が開示されており、前記ブレードを、低いレイノルズ数で高い揚力係数を有する翼型とし、翼下面の後縁部に切欠部を形成することが記載されている。そして、この風車によれば、起動時や低風速域でも効率よく回転させることができるものとされている。
また、特許文献2には、風力を受けて回転するサボニウス型の風車と、この風車の回転力によって発電する発電機とを備えており、前記発電機が、コイルの励磁手段として希土類系永久磁石を使用してなる風力発電システムが記載されている。
For example, Patent Document 1 discloses a wind turbine for wind power generation in which a plurality of blades are provided at fixed angles around the rotation axis in a plane orthogonal to the vertical rotation axis. It is described that the airfoil has a low Reynolds number and a high lift coefficient, and a notch is formed at the trailing edge of the lower surface of the wing. And according to this windmill, it is supposed that it can be rotated efficiently also at the time of starting and a low wind speed range.
Patent Document 2 includes a Savonius-type windmill that rotates in response to wind force, and a generator that generates electric power by the rotational force of the windmill. The generator is a rare earth-based permanent magnet that serves as a coil excitation means. A wind power generation system is described.
しかしながら、特許文献2記載のものを含む従来の風力発電装置では、風速と発電電圧との関係がリニアーであり、風速が大きくなると発電電圧が直線的に増大することから、コントローラ(直流電圧を商用電力と同じ交流電力に変換する装置)の設計が困難であった。そして、コントローラで制御できない高電圧については、蓄電池及び関連電気部品を保護するために、ダンプ抵抗器を接続して意図的に電気ブレーキをかけて電力を廃棄しており、折角得たエネルギーを無駄に消費しているのが現状である。 However, in the conventional wind turbine generators including those described in Patent Document 2, the relationship between the wind speed and the generated voltage is linear, and the generated voltage increases linearly as the wind speed increases. It was difficult to design a device that converts AC power into the same AC power. For high voltages that cannot be controlled by the controller, a dump resistor is connected and the electric brake is intentionally discarded to protect the storage battery and related electrical components. Is currently consumed.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、微風から強風に至るまで風力を無駄にすることなく電力に変換することができる風力発電装置を提供することを目的としている。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the wind power generator which can be converted into electric power without wasting wind power from a breeze to a strong wind.
本発明の風力発電装置は、地面に立設された固定軸廻りを回転し得る垂直羽根型の風車と、この風車の回転力により発電する発電機とを備えた風力発電装置であって、
前記発電機は、前記風車に連結されるとともに前記固定軸に回転自在に支持された回転ケーシングと、この回転ケーシング内において前記固定軸に固定される円板状のステーターテーブルと、このステーターテーブルの外周に沿ってリング状に配設された複数個のコイルと、前記回転ケーシングの内面に固定され、前記コイルの上面と対向するようにリング状に配置された複数個の第1マグネットと、前記回転ケーシングの内面に固定され、前記コイルの下面と対向するようにリング状に配置された複数個の第2マグネットと、を備えており、
前記複数個のコイルは、複数のブロックに分割されており、風速に応じて各ブロック同士の接続を切り替え得るように構成されていることを特徴としている。
The wind turbine generator of the present invention is a wind turbine generator comprising a vertical blade type windmill that can rotate around a fixed shaft that is erected on the ground, and a generator that generates electric power by the rotational force of the windmill,
The generator is connected to the windmill and is rotatably supported by the fixed shaft, a disk-shaped stator table fixed to the fixed shaft in the rotary casing, and the stator table A plurality of coils arranged in a ring shape along the outer periphery, a plurality of first magnets fixed to the inner surface of the rotating casing and arranged in a ring shape so as to face the upper surface of the coil, A plurality of second magnets fixed to the inner surface of the rotating casing and arranged in a ring shape so as to face the lower surface of the coil,
The plurality of coils are divided into a plurality of blocks, and are configured to be able to switch the connection between the blocks in accordance with the wind speed.
本発明の風力発電装置では、地面に立設された固定軸廻りを回転し得る垂直羽根型の風車を採用していることから、風向きに関係なくどの方向から吹いてくる風に対しても動作して発電を行うことができ、また微風でも発電を行うことができる。そして、発電機における複数のコイルを複数のブロックに分割し、各ブロック内のコイルを直列に接続するとともに、各ブロック同士の接続(直列又は並列)を風速に応じて切り替えることができるようにしているので、例えば微風のときは、すべてのブロックを直列に接続して電圧を優先させ、一方、強風のときはすべてのブロックを並列に接続して電圧を抑えるようにするなど、風力に応じて風のエネルギーを無駄なく有効に利用することができる。 Since the wind turbine generator of the present invention employs a vertical blade type windmill that can rotate around a fixed shaft standing on the ground, it operates in any direction regardless of the wind direction. Thus, it is possible to generate electric power, and it is also possible to generate electric power even with a breeze. Then, the plurality of coils in the generator are divided into a plurality of blocks, the coils in each block are connected in series, and the connection (series or parallel) between the blocks can be switched according to the wind speed. For example, when the wind is weak, connect all the blocks in series to give priority to the voltage.When the wind is strong, connect all the blocks in parallel to suppress the voltage. Wind energy can be used effectively without waste.
前記コイルが、鉄芯の廻りに巻回されたものであり、且つ、前記第1マグネットにおける前記コイルの上面と対向する部分の極性がすべてN極又はS極のうちいずれか一方の極であり、前記第2マグネットにおける前記コイルの下面と対向する部分の極性がすべて他方の極であるのが好ましい。この場合、コイルの内部に鉄芯が装填されていることから、コイルを横切る磁力線の数を増やすことができ、その結果、多くの電流を発生させることができる。一方、コイル内部に鉄芯を装填することで、マグネットの影響によりコギングトルクが大きくなり、微風では風車が回転しなくなることが考えられるが、第1マグネットにおけるコイルの上面と対向する部分の極性をすべてN極又はS極のうちいずれか一方の極とし、第2マグネットにおけるコイルの下面と対向する部分の極性をすべて他方の極とすることで、この問題を解消することができる。すなわち、コイルの上面側と下面側において、マグネットの極性をそれぞれ統一すると、鉄芯に近接してマグネットを配設したとしても、磁力線を切る方向(磁力線に平行な方向)にマグネットを移動させるには大きな力を要するが、磁力線と垂直な方向へは簡単に移動させることができる。この、横方向に磁界をずらすのは容易であるという原理を利用して、コギングトルクを軽減させることができる。 The coil is wound around an iron core, and the polarity of the portion of the first magnet facing the upper surface of the coil is all one of the N pole and the S pole. The polarities of the portions of the second magnet facing the lower surface of the coil are preferably the other pole. In this case, since the iron core is loaded inside the coil, the number of lines of magnetic force crossing the coil can be increased, and as a result, a large amount of current can be generated. On the other hand, loading the iron core inside the coil increases the cogging torque due to the influence of the magnet, and it is thought that the windmill will not rotate in the slight breeze, but the polarity of the portion of the first magnet that faces the upper surface of the coil This problem can be solved by setting all of the N poles or the S poles as one pole, and setting the polarity of the portion of the second magnet facing the lower surface of the coil as the other pole. That is, if the magnet polarity is unified on the upper surface side and the lower surface side of the coil, even if the magnet is arranged close to the iron core, the magnet is moved in the direction of cutting the magnetic field lines (direction parallel to the magnetic field lines). Requires a large force, but can be easily moved in a direction perpendicular to the magnetic field lines. The cogging torque can be reduced by utilizing the principle that it is easy to shift the magnetic field in the lateral direction.
また、Nを自然数とすると、前記コイルの数が2Nであるとともに、前記第1マグネット及び第2マグネットの数がそれぞれNであり、当該第1マグネット及び第2マグネットが、いずれも1つおきにコイルと対向するように配置されているのが好ましい。この構成によれば、片側(コイルの上面側又は下面側)のマグネットの数をコイルの半数にすることで、当該コイルに対してマグネットと全く対向しない状態をつくることができる。その結果、コイルを横切る磁力線の数を効果的に増減させることができ、これにより発電電流を大きくすることができる。 When N is a natural number, the number of the coils is 2N, the number of the first magnets and the second magnets is N, and the first and second magnets are every other one. It is preferable to be disposed so as to face the coil. According to this configuration, by setting the number of magnets on one side (the upper surface side or the lower surface side of the coil) to half of the coil, it is possible to create a state where the magnet is not opposed to the magnet at all. As a result, the number of lines of magnetic force that cross the coil can be effectively increased or decreased, thereby increasing the generated current.
隣接するマグネット間にセラミック又は合成樹脂からなる充填材が充填されており、この充填材及びマグネットの表面が面一となるように研磨加工されているのが好ましい。この構成によれば、隣接するマグネット間の空間がセラミック又は合成樹脂からなる充填材で充填されており、しかもこの充填材及びマグネットが面一になるように研磨加工されているので、風力により回転ケーシングが回転したときに、マグネット間の空間により騒音(風切音)が発生するのを防止することができる。 It is preferable that a filler made of ceramic or synthetic resin is filled between adjacent magnets, and the polishing is performed so that the surfaces of the filler and the magnet are flush with each other. According to this configuration, the space between adjacent magnets is filled with a filler made of ceramic or synthetic resin, and the filler and the magnet are polished so that they are flush with each other. When the casing rotates, it is possible to prevent noise (wind noise) from being generated due to the space between the magnets.
前記コイルが、ステーターテーブルの径方向に沿って縦長の略くさび形状を呈しているのが好ましい。この場合、コイルを縦長の略くさび形状とすることで、当該コイルを横切る磁力線の数を多くすることができ、これにより発電効率を高めることができる。 It is preferable that the coil has a substantially wedge shape that is vertically long along the radial direction of the stator table. In this case, by making the coil into a substantially elongated wedge shape, it is possible to increase the number of lines of magnetic force that cross the coil, thereby increasing the power generation efficiency.
また、前記発電機が風力センサを有しており、この風力センサからの出力に応じて、前記ブロックを直列、並列、又はその組合せのいずれかに切り替えるように構成されているのが好ましい。この構成によれば、風力センサを利用して、微風のときは、すべてのブロックを直列に接続して電圧を優先させ、一方、強風のときはすべてのブロックを並列に接続して電圧を抑えるようにするなど、風力に応じて風のエネルギーを無駄なく有効に利用することができる。 Moreover, it is preferable that the said generator has a wind sensor and it is comprised so that the said block may be switched to either in series, parallel, or the combination according to the output from this wind sensor. According to this configuration, the wind sensor is used to connect all the blocks in series and give priority to the voltage when the wind is weak. On the other hand, when the wind is strong, connect all the blocks in parallel to suppress the voltage. For example, it is possible to effectively use wind energy according to wind power without waste.
本発明の風力発電装置によれば、微風から強風に至るまで風力を無駄にすることなく電力に変換することができる。 According to the wind power generator of the present invention, wind power can be converted into electric power without being wasted from light wind to strong wind.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の風力発電装置の実施の形態を詳細に説明する。
図1は本発明の一実施の形態に係る風力発電装置Gの斜視説明図である。風力発電装置Gは、地面に対し垂直方向に設けられた固定軸1の廻りを回転し得る垂直羽根型の風車2と、この風車2の回転力により発電する発電機3とを備えている。垂直羽根型の風車2としては、パドル型、サボニウス型などのようにブレードに発生する抗力で風車を回す抗力型や、ダリウス型、ジャイロミル型などのようにブレードに発生する揚力で風車を回す揚力型を用いることができるが、構造が簡単であり、且つ高出力の発電が可能である点より、サボニウス型の風車を用いるのが好ましい。垂直羽根型の風車2を採用することにより、風向きに関係なくどの方向から吹いてくる風に対しても動作して発電を行うことができ、また微風でも発電を行うことができる。
Hereinafter, embodiments of a wind turbine generator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective explanatory view of a wind power generator G according to an embodiment of the present invention. The wind turbine generator G includes a vertical blade type windmill 2 that can rotate around a fixed shaft 1 provided in a direction perpendicular to the ground, and a generator 3 that generates electric power by the rotational force of the windmill 2. As the vertical blade type windmill 2, the windmill is rotated by the drag generated by the blade, such as paddle type and Savonius type, and the windmill is rotated by the lift generated by the blade, such as Darrie type and gyromill type. Although a lift type can be used, it is preferable to use a Savonius type windmill from the point that the structure is simple and high power generation is possible. By adopting the vertical blade type windmill 2, it is possible to generate power by operating with respect to the wind blowing from any direction regardless of the direction of the wind.
前記風車2は、サボニウス型の風車であり、前記固定軸1に軸受(図示せず)を介して回動自在に支持された回転軸4と、この回転軸4の上端及び下端付近において当該回転軸4の外周面から径方向外方に突設された複数本の支柱5と、この支柱5の先端に固定されたブレード6とで構成されている。
The windmill 2 is a Savonius-type windmill, and the rotation shaft 4 is rotatably supported on the fixed shaft 1 via a bearing (not shown), and the rotation is performed in the vicinity of the upper end and the lower end of the rotation shaft 4. A plurality of support columns 5 projecting radially outward from the outer peripheral surface of the shaft 4 and a
前記支柱5は、回転軸4の上端及び下端付近においてそれぞれ4本ずつが90°間隔で配設されており、上下の対応する2本の支柱5によって1枚のブレード6が支持されている。このブレード6はアルミ合金や合成樹脂などからなる薄板状の素材に曲げ加工を施して流線型の翼状に形成したものであり、前記回転軸4に平行になるように配設されている。前記ブレード6の長さ(回転軸4に平行な方向の寸法)は、必要とする発電量に応じて適宜選定することができるが、例えば小電力(1〜3kw)の場合に1〜2m、中電力(4〜5kw)の場合に3〜5m、大電力(6〜8kw)の場合に7〜8mとすることができる。
Four struts 5 are arranged at intervals of 90 ° near the upper end and the lower end of the rotating shaft 4, respectively, and one
発電機3は前記風車2の下方に配設されており、図2に示されるように、その上面が前記風車2の回転軸4に接続されるとともに前記固定軸1に回転自在に支持される中空円盤状の回転ケーシング10と、この回転ケーシング10内において前記固定軸1に固定される円板状のステーターテーブル11と、このステーターテーブル11の外周に沿ってリング状に配設された複数個のコイル12と、前記回転ケーシング10の内面に固定され、前記コイル12の上面と対向するようにリング状に配置された複数個の第1マグネット13と、前記回転ケーシング10の内面に固定され、前記コイル12の下面と対向するようにリング状に配置された複数個の第2マグネット14とを備えている。
The generator 3 is disposed below the windmill 2, and as shown in FIG. 2, the upper surface thereof is connected to the rotating shaft 4 of the windmill 2 and is rotatably supported by the fixed shaft 1. A hollow disk-shaped
前記回転ケーシング10は、軸受15を介して固定軸1に回転自在に支持されており、前記支柱5のうち下側の4本の支柱5の根元部分が集結されるリング状のベース16が、当該回転ケーシング10の上面に固定されていることから、風力により風車2が回転すると、この風車2とともに回転ケーシング10も固定軸1廻りを回転するように構成されている。
The
ステーターテーブル11は、その中央部分に前記固定軸1を挿通するための孔が形成されており、この孔の周縁に沿って軸方向(固定軸の軸方向)上下に立設された固定部17aを有する取付金具17により固定軸1に固定されている。ステーターテーブル11には、図3に示されるように、周方向に沿って32個の略くさび形状の孔18が形成されており、各孔18内には、珪素鋼板の積層体からなる鉄芯19が当該孔18を貫通するように固着されている(図2参照)。コイル12は、この鉄芯19の廻りに巻回されており、1つおきに時計廻りと、反時計回りに巻回されている。すなわち、32個のコイルのうち16個が時計廻りに巻回され、残りの16個が反時計回りに巻回されている。このように、巻回方向の異なるコイルを交互に配設することで、出力電圧は略台形状の交流波形がとして得られるが、整流器にて直流に変換される。
The stator table 11 is formed with a hole through which the fixed shaft 1 is inserted at a central portion thereof, and a fixed
なお、コイル12の内部に鉄芯19を装填することにより、当該コイル12を横切る磁力線の数を増やすことができ、その結果、多くの電流を発生させることができる。また、コイル12を縦長の略くさび形状とすることで、当該コイル12を横切る磁力線の数を多くすることができ、これにより発電効率を高めることができる。
In addition, by loading the
本実施の形態において、第1マグネット13及び第2マグネット14の数はいずれも16個である。すなわち、Nを自然数とすると、前記コイル12の数を2N(N=16)にするとともに、前記第1マグネット13及び第2マグネット14の数をそれぞれN(=16)にしている。また、当該第1マグネット13及び第2マグネット14が、いずれも1つおきにコイル12と対向するように配置されている(図4参照)。このように、片側(コイルの上面側又は下面側)のマグネットの数をコイルの半数にすることで、当該コイルに対してマグネットと全く対向しない状態をつくることができる。その結果、コイルを横切る磁力線の数を効果的に増減させることができ、これにより発電電流を大きくすることができる。
In the present embodiment, the number of the
また、本実施の形態では、前記第1マグネット13における前記コイル12の上面と対向する部分の極性がすべてN極であり、一方、前記第2マグネット14における前記コイル12の下面と対向する部分の極性がすべてS極である。前述したように、コイル12の内部に鉄芯19を装填することで多くの電流を発生させることができるが、反面、マグネット13、14の影響によりコギングトルクが大きくなり、微風では風車が回転しなくなることが考えられる。しかしながら、コイル12の上面側と下面側において、マグネット13、14の極性をそれぞれ統一すると、鉄芯19に近接してマグネット13、14を配設したとしても、磁力線を切る方向(磁力線に平行な方向)にマグネットを移動させるには大きな力を要するものの、磁力線と垂直な方向へは簡単に移動させることができる。この、横方向に磁界をずらすのは容易であるという原理を利用して、コギングトルクを軽減させることができる。
In the present embodiment, all the polarities of the
隣接するマグネット13、14間には、図4に示されるように、セラミックや、エポキシ樹脂などの合成樹脂からなる充填材20が充填されており、この充填材20及びマグネット13、14の表面は研磨加工により面一にされている。このように、隣接するマグネット13、14間の空間を充填材20で充填し、しかもこの充填材20及びマグネット13、14が面一になるように研磨加工することで、風力により回転ケーシング10が回転したときに、マグネット13、14間の空間により騒音(風切音)が発生するのを防止することができる。
As shown in FIG. 4, the
本実施の形態において、前記32個のコイル12は、8つのブロックに分割されており、各ブロック内において4つのコイル12は直列に接続されている。そして、発電機3の装備されている公知の風力センサないしは風速センサ(図示せず)の出力に応じて前記8つのブロックを直列、並列又はその組合せのいずれかに切り替えるように構成されている。このように、発電機3における複数のコイル12を複数のブロックに分割し、各ブロック内のコイル12を直列に接続するとともに、各ブロック同士の接続を風速に応じて切り替えることができるようにすることで、例えば微風のときは、すべてのブロックを直列に接続して電圧を優先させ、一方、強風のときはすべてのブロックを並列に接続して電圧を抑えるようにするなど、風力に応じて風のエネルギーを無駄なく有効に利用することができる。
In the present embodiment, the 32 coils 12 are divided into eight blocks, and the four
図5〜8は、それぞれコイルブロックの接続例を示す図である。本実施の形態では、8つのコイルブロックBが構成され、風速に応じてコイルブロック同士の接続を切り替えている。
風車2の回転数が以下の表1に示す値である場合、その値が大きくなるに従って、コイルブロックBの接続は順次図5に示すものから図8に示すものに切り替えられる。
5-8 is a figure which shows the example of a connection of a coil block, respectively. In the present embodiment, eight coil blocks B are configured, and the connection between the coil blocks is switched according to the wind speed.
When the rotational speed of the windmill 2 is the value shown in Table 1 below, the connection of the coil block B is sequentially switched from the one shown in FIG. 5 to the one shown in FIG. 8 as the value increases.
すなわち、風速が小さく風車の回転数が100rpmである場合(ケース1)、図5に示されるように、8つのコイルブロックBを直列に接続する。各コイルブロックBの発電電圧を10Vとすると、発電機全体では80Vの発電電圧が得られることになる。そして、各コイルブロックBの電流値を1Aとすると、発電機全体の電流値も1Aであることから、発電機の出力は80×1=80[w]となる。 That is, when the wind speed is small and the rotational speed of the windmill is 100 rpm (case 1), as shown in FIG. 5, eight coil blocks B are connected in series. Assuming that the power generation voltage of each coil block B is 10V, a power generation voltage of 80V can be obtained in the entire generator. If the current value of each coil block B is 1 A, the current value of the entire generator is also 1 A, so the output of the generator is 80 × 1 = 80 [w].
また、風速が少し大きくなり風車の回転数が200rpmである場合(ケース2)、図6に示されるように、8つのコイルブロックBをさらに4つのグループに分け、各グループを構成する2つのコイルブロックBを並列に接続するとともに、4つのグループを直列に接続する。各コイルブロックBの発電電圧を30Vとすると、各グループの発電電圧も30Vであり、発電機全体では30×4=120Vの発電電圧が得られることになる。そして、各コイルブロックBの電流値を1Aとすると、各グループの電流値は2Aとなり、発電機全体の電流値も2Aとなることから、発電機の出力は120×2=240[w]となる。 Further, when the wind speed is slightly increased and the rotational speed of the windmill is 200 rpm (case 2), as shown in FIG. 6, the eight coil blocks B are further divided into four groups, and the two coils constituting each group. Block B is connected in parallel and four groups are connected in series. When the power generation voltage of each coil block B is 30V, the power generation voltage of each group is 30V, and the power generation voltage of 30 × 4 = 120V is obtained in the whole generator. If the current value of each coil block B is 1A, the current value of each group is 2A, and the current value of the entire generator is also 2A. Therefore, the output of the generator is 120 × 2 = 240 [w]. Become.
さらに風速が大きくなり風車の回転数が300rpmである場合(ケース3)、図7に示されるように、8つのコイルブロックBを2つのグループに分け、各グループを構成する4つのコイルブロックBを並列に接続するとともに、2つのグループを直列に接続する。各コイルブロックBの発電電圧を90Vとすると、各グループの発電電圧も90Vであり、発電機全体では90×2=180Vの発電電圧が得られることになる。そして、各コイルブロックBの電流値を1Aとすると、各グループの電流値は4Aとなり、発電機全体の電流値も4Aとなることから、発電機の出力は180×4=720[w]となる。 Further, when the wind speed is increased and the rotational speed of the windmill is 300 rpm (case 3), as shown in FIG. 7, the eight coil blocks B are divided into two groups, and the four coil blocks B constituting each group are divided. Connect in parallel and connect the two groups in series. If the power generation voltage of each coil block B is 90V, the power generation voltage of each group is also 90V, and a power generation voltage of 90 × 2 = 180V is obtained in the entire generator. When the current value of each coil block B is 1A, the current value of each group is 4A, and the current value of the entire generator is 4A. Therefore, the output of the generator is 180 × 4 = 720 [w]. Become.
最後に、さらに風速が大きくなり風車の回転数が400rpmである場合(ケース4)、図8に示されるように、8つのコイルブロックBをすべて並列に接続する。各コイルブロックBの発電電圧を180Vとすると、発電機全体でも180Vの発電電圧が得られることになる。そして、各コイルブロックBの電流値を1Aとすると、発電機全体の電流値は8Aとなることから、発電機の出力は180×8=1440[w]となる。
以上のようにして得られた発電電圧は、例えば自動電圧調整装置により所定の電圧(例えば、217V)に昇圧し、電力会社の規格通りの連携コントロール制御器に接続することができる。
Finally, when the wind speed is further increased and the rotational speed of the windmill is 400 rpm (case 4), all eight coil blocks B are connected in parallel as shown in FIG. Assuming that the power generation voltage of each coil block B is 180V, a power generation voltage of 180V can be obtained even in the entire generator. If the current value of each coil block B is 1 A, the current value of the entire generator is 8 A, and the output of the generator is 180 × 8 = 1440 [w].
The generated voltage obtained as described above can be boosted to a predetermined voltage (for example, 217 V) by an automatic voltage regulator, for example, and can be connected to a cooperative control controller according to the standard of the electric power company.
なお、本発明において、コイル及びマグネットの数や形状、1つのコイルブロックを構成するコイルの数、さらには直列と並列の切替え方法などは、特に限定されるものではなく、発電装置の規模や、装置設置場所の気候(風の強さなど)などに応じて適宜選定することができる。 In the present invention, the number and shape of coils and magnets, the number of coils constituting one coil block, and the switching method between series and parallel are not particularly limited, and the scale of the power generation device, It can be selected as appropriate according to the climate (wind strength, etc.) of the installation location of the device.
1 固定軸
2 風車
3 発電機
3 回転軸
5 支柱
6 ブレード
10 回転ケーシング
11 ステーターテーブル
12 コイル
13 第1マグネット
14 第2マグネット
19 鉄芯
20 充填材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed shaft 2 Windmill 3 Generator 3 Rotating shaft 5 Support |
Claims (6)
前記発電機は、前記風車に連結されるとともに前記固定軸に回転自在に支持された回転ケーシングと、この回転ケーシング内において前記固定軸に固定される円板状のステーターテーブルと、このステーターテーブルの外周に沿ってリング状に配設された複数個のコイルと、前記回転ケーシングの内面に固定され、前記コイルの上面と対向するようにリング状に配置された複数個の第1マグネットと、前記回転ケーシングの内面に固定され、前記コイルの下面と対向するようにリング状に配置された複数個の第2マグネットと、を備えており、
前記複数個のコイルは、複数のブロックに分割されており、風速に応じて各ブロック同士の接続を切り替え得るように構成されていることを特徴とする風力発電装置。 A wind turbine generator comprising a vertical blade type windmill capable of rotating around a fixed axis provided in a direction perpendicular to the ground, and a generator for generating electricity by the rotational force of the windmill,
The generator is connected to the wind turbine and is rotatably supported by the fixed shaft, a disk-shaped stator table fixed to the fixed shaft in the rotary casing, and the stator table A plurality of coils arranged in a ring shape along the outer periphery, a plurality of first magnets fixed to the inner surface of the rotating casing and arranged in a ring shape so as to face the upper surface of the coil; A plurality of second magnets fixed to the inner surface of the rotating casing and arranged in a ring shape so as to face the lower surface of the coil,
The said several coil is divided | segmented into several blocks, and it is comprised so that the connection of each block can be switched according to a wind speed, The wind power generator characterized by the above-mentioned.
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