JP2011127551A - Wind-powered generator apparatus - Google Patents

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Yoshitomo Noda
善友 野田
Tatsu Matsuo
竜 松尾
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wind-powered generator apparatus including a yaw control mechanism composed to cope with strong wind even during power failure while eliminating a hydraulic brake. <P>SOLUTION: The wind-powered generator apparatus 1 includes a tower 2, a nacelle 3, and the yaw control mechanism for yaw-turning the nacelle 3 to the tower 2. The yaw control mechanism includes at least one electromagnetic brake 35 generating braking force for stopping the yaw turning of the nacelle 3. The yaw control mechanism is composed so that the braking force acted on the nacelle 3 by the electromagnetic brake 35 in case of power failure of the wind-powered generator apparatus 1 is smaller than the braking force acted on the nacelle 3 by the electromagnetic brake 35 during normal operation of the wind-powered generator apparatus 1. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、風力発電装置に関し、特に、風力発電装置のナセルのヨー制御を行うヨー制御機構に関する。   The present invention relates to a wind turbine generator, and more particularly to a yaw control mechanism that performs yaw control of a nacelle of a wind turbine generator.

風力発電装置のナセルは、風向や風速に合わせて、水平面内における方向を制御する必要がある。このような制御は、一般に、ヨー制御とよばれており、ヨー制御を行う機構は、一般に、ヨー制御機構と呼ばれる。ヨー制御機構は、典型的には、ナセルを所望の方向に旋回させるための駆動力を発生するヨーモータと、ナセルが所望の方向に向けられた後、該ナセルを当該方向に固定するヨーブレーキとを備えて構成される。ヨーブレーキとしては、最も一般的には、油圧ブレーキが用いられる。ヨーブレーキとして油圧ブレーキを用いた風力発電装置は、例えば、特開2006−307653号公報に開示されている。   The nacelle of the wind power generator needs to control the direction in the horizontal plane according to the wind direction and the wind speed. Such control is generally called yaw control, and a mechanism for performing yaw control is generally called a yaw control mechanism. The yaw control mechanism typically includes a yaw motor that generates a driving force for turning the nacelle in a desired direction, and a yaw brake that fixes the nacelle in the direction after the nacelle is directed in the desired direction. It is configured with. As a yaw brake, a hydraulic brake is most commonly used. A wind power generator using a hydraulic brake as a yaw brake is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-307653.

通常発電時において、アップウインド型風車では、風車ロータが風上に位置するようにヨー制御が行われる。これにより、発電効率が向上される。   During normal power generation, in an upwind wind turbine, yaw control is performed so that the wind turbine rotor is positioned on the windward side. Thereby, power generation efficiency is improved.

一方、強風状態になった場合の動作としては、2つの対処方法が知られている。第1の対処方法は、風車翼をフェザリング状態にしながら風車ロータが風上に位置するようにヨー制御を行う手法である。一般に、風力発電装置は、風車ロータが風上にあると風荷重が最も小さくなるので、強風時における風負荷を低減することができる。   On the other hand, two countermeasures are known as operations in the case of a strong wind. The first coping method is a method of performing yaw control so that the windmill rotor is positioned on the windward side while the windmill blade is in a feathering state. In general, the wind power generator has the lowest wind load when the wind turbine rotor is on the windward side, so that it is possible to reduce the wind load during a strong wind.

しかし、強風に加えて同時に停電が発生した場合には、非常用電源を備えない限りヨーモータが動かないので、風車ロータを風上に向けることができず、このような手法では対処できない。そこで、近年の設計では安全を確保するために停電時にヨーブレーキとして用いられる油圧ブレーキを開放することが検討されている(例えば、「三菱重工の風力発電装置の新機種と新技術」、三菱重工技法、平成16年5月、第41巻、第3号、p.170−173参照)。油圧ブレーキを開放すると、風見鶏の原理で、風車ロータが自然と風下を向くようになる。風下向きは、風上向きに次いで荷重が小さくなる状態であり、強風時に風力発電装置を待機させるのに有利な向きである。ただし、ナセルの旋回速度が過剰になることを防ぐために、油圧ブレーキの解放と共に、ヨーモータに設置されている電磁ブレーキにより適度な制動力を与えることが行われる。   However, if a power failure occurs simultaneously with a strong wind, the yaw motor will not move unless an emergency power supply is provided, so the wind turbine rotor cannot be directed upwind, and such a method cannot be dealt with. Therefore, in recent designs, it has been considered to release hydraulic brakes used as yaw brakes in the event of a power failure to ensure safety (for example, “New models and technologies of Mitsubishi Heavy Industries' wind power generators”, Mitsubishi Heavy Industries). Technique, May 2004, Vol. 41, No. 3, p. 170-173). When the hydraulic brake is released, the windmill rotor will naturally face the leeward according to the weathercock principle. The leeward direction is a state in which the load is reduced next to the leeward direction, and is an advantageous direction for making the wind power generator stand by in a strong wind. However, in order to prevent an excessive turning speed of the nacelle, an appropriate braking force is applied by releasing the hydraulic brake and using an electromagnetic brake installed in the yaw motor.

ここで、発明者らは、ヨーブレーキとして油圧ブレーキを使用することは、必ずしも好ましくないと考察している。なぜなら、油圧ブレーキを使用すると、油圧油配管や油圧ユニットが必要になり、油漏れが発生する可能性や部品点数の増大の問題が発生するからである。したがって、ヨーブレーキとして油圧ブレーキを使用しないヨー制御機構の提供が望ましい。   Here, the inventors consider that it is not always preferable to use a hydraulic brake as a yaw brake. This is because when a hydraulic brake is used, hydraulic oil piping and a hydraulic unit are required, which may cause oil leakage and increase the number of parts. Therefore, it is desirable to provide a yaw control mechanism that does not use a hydraulic brake as a yaw brake.

その一方で、上述されているような停電時の対処手法は、ヨー制御機構に油圧ブレーキを使用することが前提になっていることにも留意が必要である。ヨーブレーキから油圧ブレーキを排除する場合には、強風に加えて同時に停電が発生した場合に対応できるような、新たな対処手段をヨー制御機構に組み込むことが望まれる。   On the other hand, it should be noted that the power failure countermeasure method described above is based on the assumption that a hydraulic brake is used for the yaw control mechanism. When excluding the hydraulic brake from the yaw brake, it is desirable to incorporate a new coping means in the yaw control mechanism that can cope with the occurrence of a power failure in addition to the strong wind.

特開2006−307653号公報JP 2006-307653 A

「三菱重工の風力発電装置の新機種と新技術」、三菱重工技法、平成16年5月、第41巻、第3号、p.170−173“New models and technologies of MHI's wind power generation equipment”, MHI technique, May 2004, Vol. 41, No. 3, p. 170-173

したがって、本発明の目的は、油圧ブレーキを排除しつつ、停電時にも強風に対応できるように構成されたヨー制御機構を備えた風力発電装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a wind turbine generator having a yaw control mechanism configured to be able to cope with strong winds even during a power failure while eliminating a hydraulic brake.

本発明の風力発電装置は、タワーと、ナセルと、タワーに対してナセルをヨー旋回させるヨー制御機構とを具備する。ヨー制御機構は、ナセルのヨー旋回を制止する制動力を発生する少なくとも一の電磁ブレーキを含む。ヨー制御機構は、当該風力発電装置の停電時に電磁ブレーキによりナセルに作用する制動力が、当該風力発電装置の通常運転時に電磁ブレーキによりナセルに作用する制動力よりも小さくなるように構成されている。   The wind power generator of the present invention includes a tower, a nacelle, and a yaw control mechanism for yawing the nacelle with respect to the tower. The yaw control mechanism includes at least one electromagnetic brake that generates a braking force to stop the nacelle from turning yaw. The yaw control mechanism is configured such that the braking force that acts on the nacelle by the electromagnetic brake during a power failure of the wind turbine generator is smaller than the braking force that acts on the nacelle by the electromagnetic brake during normal operation of the wind turbine generator. .

一実施形態では、電磁ブレーキが複数であり、停電時にナセルに制動力を作用する電磁ブレーキの数が、通常運転時にナセルに制動力を作用する電磁ブレーキの数よりも少ない。   In one embodiment, there are a plurality of electromagnetic brakes, and the number of electromagnetic brakes that apply braking force to the nacelle during a power failure is smaller than the number of electromagnetic brakes that apply braking force to the nacelle during normal operation.

一実施形態では、ヨー制御機構が、タワーとナセルのうちの一方に固定される歯車と、タワーとナセルのうちの他方に固定された複数のヨーモータユニットを備えている。複数のヨーモータユニットのそれぞれは、それぞれが、ヨーモータと、ヨーモータによって駆動されると共に該歯車に噛合するピニオンと、電磁ブレーキを備えている。電磁ブレーキは、ヨーモータのロータを制動することによってナセルのヨー旋回を制止するように構成されている。この場合、ヨーモータユニットのうちの少なくとも一部は、ヨーモータのロータとピニオンとを機械的に結合し、又は切り離すためのクラッチを備え、該少なくとも一部のヨーモータユニットのクラッチが、停電時にヨーモータのロータとピニオンとを機械的に切り離してもよい。   In one embodiment, the yaw control mechanism includes a gear fixed to one of the tower and the nacelle and a plurality of yaw motor units fixed to the other of the tower and the nacelle. Each of the plurality of yaw motor units includes a yaw motor, a pinion that is driven by the yaw motor and meshes with the gear, and an electromagnetic brake. The electromagnetic brake is configured to stop nacelle yaw turning by braking the rotor of the yaw motor. In this case, at least a part of the yaw motor unit includes a clutch for mechanically connecting or disconnecting the rotor and the pinion of the yaw motor, and the clutch of the at least part of the yaw motor unit is operated at the time of power failure. The rotor and the pinion may be mechanically separated.

一実施形態では、ナセル台座とタワーとが、すべり軸受によって相対的に旋回可能である。この場合、当該風力発電装置の停電時に電磁ブレーキがナセルに作用する制動力がゼロにされてもよい。   In one embodiment, the nacelle pedestal and the tower are relatively pivotable by a plain bearing. In this case, the braking force at which the electromagnetic brake acts on the nacelle at the time of a power failure of the wind turbine generator may be made zero.

停電時にヨーモータのロータとピニオンとが機械的に結合されたままに維持されるヨーモータユニットは、ナセルに搭載される風車ロータに結合された主軸の中心軸に対して対称に配置されていることが好ましい。   The yaw motor unit that keeps the rotor and pinion of the yaw motor mechanically coupled in the event of a power failure must be arranged symmetrically with respect to the central axis of the main shaft coupled to the wind turbine rotor mounted on the nacelle Is preferred.

本発明によれば、油圧ブレーキを排除しつつ、停電時にも強風に対応できるように構成されたヨー制御機構を備えた風力発電装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wind power generator provided with the yaw control mechanism comprised so that it could respond to a strong wind also at the time of a power failure, eliminating a hydraulic brake is provided.

本発明の実施形態における風力発電装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the wind power generator in embodiment of this invention. ヨー制御機構の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of a yaw control mechanism. 第1の実施形態におけるヨー制御機構の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the yaw control mechanism in 1st Embodiment. 第2の実施形態におけるヨー制御機構の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the yaw control mechanism in 2nd Embodiment. 本発明の第1の実施形態及び第2の実施形態におけるヨー制御機構の動作を示す表である。It is a table | surface which shows operation | movement of the yaw control mechanism in the 1st Embodiment and 2nd Embodiment of this invention. 第1の実施形態におけるヨー制御機構の構成の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the structure of the yaw control mechanism in 1st Embodiment. 第2の実施形態におけるヨー制御機構の構成の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a structure of the yaw control mechanism in 2nd Embodiment.

第1の実施形態:
図1は、本発明の第1の実施形態における風力発電装置1の構成を示す側面図である。風力発電装置1は、基礎6に立設されるタワー2と、タワー2の上端に設置されるナセル3と、ナセル3に対して回転可能に取り付けられたロータヘッド4と、ロータヘッド4に取り付けられる風車翼5とを備えている。ロータヘッド4と風車翼5とにより、風車ロータが構成されている。風力によって風車ロータが回転すると風力発電装置1は電力を発生し、風力発電装置1に接続された電力系統に電力を供給する。
First embodiment:
FIG. 1 is a side view showing a configuration of a wind turbine generator 1 according to the first embodiment of the present invention. The wind power generator 1 is attached to the rotor head 4, the tower 2 erected on the foundation 6, the nacelle 3 installed at the upper end of the tower 2, the rotor head 4 rotatably attached to the nacelle 3, and the rotor head 4. The wind turbine blade 5 is provided. The rotor head 4 and the wind turbine blade 5 constitute a wind turbine rotor. When the wind turbine rotor is rotated by the wind power, the wind power generator 1 generates power and supplies the power to the power system connected to the wind power generator 1.

図2、図3は、ナセル3のヨー制御を行うためのヨー制御機構の構成を示す図である。図2を参照して、ナセル3は、主軸、増速機、発電機その他の発電に使用される機構を搭載するナセル台板11を備えており、そのナセル台板11に4つのヨーモータユニット12が取り付けられている。   2 and 3 are diagrams showing a configuration of a yaw control mechanism for performing yaw control of the nacelle 3. FIG. Referring to FIG. 2, the nacelle 3 includes a nacelle base plate 11 on which a mechanism used for power generation, such as a main shaft, a speed increaser, a generator, and the like, and four yaw motor units are mounted on the nacelle base plate 11. 12 is attached.

図3は、ヨー制御機構の構成、特に、ナセル台板11の外周部におけるヨー制御機構の構成を示す断面図である。タワー2の上端には軸受取付部21が設けられており、その軸受取付部21に外輪22がボルト23によって取り付けられている。外輪22の外周には歯面が形成されている。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the yaw control mechanism, in particular, the configuration of the yaw control mechanism in the outer peripheral portion of the nacelle base plate 11. A bearing attachment portion 21 is provided at the upper end of the tower 2, and an outer ring 22 is attached to the bearing attachment portion 21 with a bolt 23. A tooth surface is formed on the outer periphery of the outer ring 22.

一方、ナセル台板11の下面には、内輪24がボルト26によって結合されている。外輪22と内輪24との間には鋼球25が入れられており、外輪22と鋼球25と内輪24とで転がり軸受が構成されている。この転がり軸受により、ナセル台板11は、水平面内において旋回可能である。   On the other hand, an inner ring 24 is coupled to the lower surface of the nacelle base plate 11 by bolts 26. A steel ball 25 is inserted between the outer ring 22 and the inner ring 24, and the outer ring 22, the steel ball 25, and the inner ring 24 constitute a rolling bearing. By this rolling bearing, the nacelle base plate 11 can turn in a horizontal plane.

ヨーモータユニット12は、ピニオン31と、減速機32と、クラッチ33と、ヨーモータ34と、電磁ブレーキ35と、ハウジング36を備えている。減速機32と、クラッチ33と、ヨーモータ34と、電磁ブレーキ35とは、ハウジング36に収容されている。   The yaw motor unit 12 includes a pinion 31, a speed reducer 32, a clutch 33, a yaw motor 34, an electromagnetic brake 35, and a housing 36. The reduction gear 32, the clutch 33, the yaw motor 34, and the electromagnetic brake 35 are accommodated in the housing 36.

ピニオン31は、外輪22の外周面に設けられた歯面と噛み合っており、ピニオン31が回転すると、ナセル台板11(及びナセル3)が旋回する。即ち、外輪22は、ピニオン31と噛み合う環状の歯車としても機能している。ピニオン31は、減速機32の出力軸に結合されている。減速機32は、その入力軸の回転を減速しながら出力軸に伝えるように構成されており、減速機32の入力軸は、クラッチ33を介してヨーモータ34のロータに結合されている。   The pinion 31 meshes with a tooth surface provided on the outer peripheral surface of the outer ring 22, and when the pinion 31 rotates, the nacelle base plate 11 (and the nacelle 3) turns. That is, the outer ring 22 also functions as an annular gear that meshes with the pinion 31. The pinion 31 is coupled to the output shaft of the speed reducer 32. The speed reducer 32 is configured to transmit the rotation of the input shaft to the output shaft while decelerating, and the input shaft of the speed reducer 32 is coupled to the rotor of the yaw motor 34 via the clutch 33.

クラッチ33は、ヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸を機械的に結合し、又は、切り離す機能を有している。ナセル3を旋回させるときのように、ヨーモータ34のロータの回転を減速機32の入力軸に伝える必要がある場合には、クラッチ33によりヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とが機械的に結合される。   The clutch 33 has a function of mechanically connecting or disconnecting the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32. When it is necessary to transmit the rotation of the rotor of the yaw motor 34 to the input shaft of the speed reducer 32, such as when turning the nacelle 3, the clutch 33 mechanically connects the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32. Combined with

電磁ブレーキ35は、ヨーモータ34のロータに制動力を与える機能を有している。ここで、クラッチ33がヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸を機械的に結合している場合には、ヨーモータ34のロータがピニオン31に機械的に結合され、電磁ブレーキ35が提供する制動力により、ナセル3のヨー旋回が制止されることになる。本実施形態では、電磁ブレーキ35として、無励磁作動型の電磁ブレーキが使用されている。即ち、電磁ブレーキ35は、電力が供給されない場合にはヨーモータ34のロータに制動力を与え、電力が供給されると制動力がなくなるように構成されている。このような電磁ブレーキは、例えば、ロータに接合されたブレーキパッドを挟む付勢力をバネによって発生する一方で、付勢力に抗してブレーキパッドを解除する力を電磁コイルによって発生する構造によって実現できる。   The electromagnetic brake 35 has a function of applying a braking force to the rotor of the yaw motor 34. Here, when the clutch 33 mechanically couples the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32, the rotor of the yaw motor 34 is mechanically coupled to the pinion 31 and the electromagnetic brake 35 provides the control. The yaw turning of the nacelle 3 is stopped by the power. In this embodiment, a non-excitation operation type electromagnetic brake is used as the electromagnetic brake 35. That is, the electromagnetic brake 35 is configured so as to apply a braking force to the rotor of the yaw motor 34 when power is not supplied and to stop the braking force when power is supplied. Such an electromagnetic brake can be realized, for example, by a structure in which an urging force that sandwiches a brake pad joined to a rotor is generated by a spring, while a force that releases the brake pad against the urging force is generated by an electromagnetic coil. .

ここで、ヨーモータ34と電磁ブレーキ35は、電力系統から電力の供給を受けて動作するように構成される。したがって、電力系統からの電力の供給が停止される停電時には電磁ブレーキ35には電力が供給されないから、電磁ブレーキ35は、停電時にヨーモータ34のロータに制動力を与えることになる。   Here, the yaw motor 34 and the electromagnetic brake 35 are configured to operate upon receiving power supply from the power system. Therefore, since electric power is not supplied to the electromagnetic brake 35 at the time of a power failure in which the supply of power from the power system is stopped, the electromagnetic brake 35 gives a braking force to the rotor of the yaw motor 34 at the time of the power failure.

以上に説明した構成のヨーモータユニット12が、取付フランジ37に設けられた開口に挿入されて取付フランジ37に固定され、その取付フランジ37がボルト38によってナセル台板11に固定されている。   The yaw motor unit 12 having the above-described configuration is inserted into an opening provided in the mounting flange 37 and fixed to the mounting flange 37, and the mounting flange 37 is fixed to the nacelle base plate 11 by bolts 38.

続いて、上述のヨー制御機構を用いたヨー制御について説明する。
電力系統から風力発電装置1への電力の供給が行われる通常動作時においては、全てのヨーモータユニット12のクラッチ33が、ヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とを機械的に結合するように操作される。この結果、通常動作時においては、全てのヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35は、ナセル3のヨー旋回を制止する制動力を与えるように動作可能になる。
Next, yaw control using the above yaw control mechanism will be described.
During normal operation in which power is supplied from the power system to the wind turbine generator 1, the clutches 33 of all yaw motor units 12 mechanically couple the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32. Is operated as follows. As a result, during normal operation, the electromagnetic brakes 35 of all the yaw motor units 12 can operate so as to apply a braking force that stops yaw turning of the nacelle 3.

詳細には、ナセル3をヨー旋回させる場合には、全ての、或いは一部のヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35が解除されると共に、ヨーモータ34が動作され、ピニオン31が駆動される。これにより、ナセル3が旋回する。一方、ナセル3のヨー旋回を行わない場合には、全てのヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35が、ナセル3のヨー旋回を制止する制動力を与えるように作動する。通常動作時においては、全ヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35によってナセル3が強力に制動される。   Specifically, when the nacelle 3 is turned by yaw, the electromagnetic brakes 35 of all or some of the yaw motor units 12 are released, the yaw motor 34 is operated, and the pinion 31 is driven. Thereby, the nacelle 3 turns. On the other hand, when the nacelle 3 does not perform the yaw rotation, the electromagnetic brakes 35 of all the yaw motor units 12 operate so as to apply a braking force for stopping the nacelle 3 from yawing. During normal operation, the nacelle 3 is strongly braked by the electromagnetic brake 35 of the all yaw motor unit 12.

一方、停電時においては、4つのヨーモータユニット12の一部において、ヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とがクラッチ33によって切り離される。例えば、2つのヨーモータユニット12においては、ヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とがクラッチ33によって切り離され、残りの2つのヨーモータユニット12においては、ヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とが機械的に結合された状態に維持される。ヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とが切り離されたヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35は、ナセル3のヨー旋回を制止する制動力を与えない。したがって、停電時においてヨーモータユニット12によって提供されるトータルの制動力は、通常動作時と比較して低減される。このような動作によれば、強風と停電とが同時に発生した場合に、適度な制動力が与えられた状態でナセル3が自動的にヨー旋回して風車ロータが風下に移動し、風力発電装置1を安全な状態に保つことができる。   On the other hand, during a power failure, the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32 are separated by the clutch 33 in a part of the four yaw motor units 12. For example, in the two yaw motor units 12, the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32 are disconnected by the clutch 33, and in the remaining two yaw motor units 12, the rotor of the yaw motor 34 and the speed reducer 32 The input shaft is maintained in a mechanically coupled state. The electromagnetic brake 35 of the yaw motor unit 12 in which the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32 are separated does not give a braking force that stops the yaw turning of the nacelle 3. Therefore, the total braking force provided by the yaw motor unit 12 at the time of a power failure is reduced compared to that during normal operation. According to such an operation, when a strong wind and a power outage occur at the same time, the nacelle 3 automatically yaws in a state where an appropriate braking force is applied, and the windmill rotor moves downwind, and the wind turbine generator 1 can be kept safe.

より具体的な例を挙げれば、通常動作時においてヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35によって提供されるトータルの制動力は、例えば、3000kN・mに設定される。一方、停電時においてヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35によって提供されるトータルの制動力は、例えば、1000kN・mに設定される。このような動作が、図5の表の「第1の実施形態」の欄に概念的に記述されている。図5の表の「第1の実施形態」の欄においては、一つの2重丸が1000kN・mの制動力を表わしている。   As a more specific example, the total braking force provided by the electromagnetic brake 35 of the yaw motor unit 12 during normal operation is set to, for example, 3000 kN · m. On the other hand, the total braking force provided by the electromagnetic brake 35 of the yaw motor unit 12 at the time of a power failure is set to 1000 kN · m, for example. Such an operation is conceptually described in the column of “first embodiment” in the table of FIG. In the column of “first embodiment” in the table of FIG. 5, one double circle represents a braking force of 1000 kN · m.

上述されたような設定は、停電時においてヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とが切り離されるヨーモータユニット12の組み合わせと、各ヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35の制動力を最適に設計することにより実現可能である。例えば、図2を参照して、4つのヨーモータユニット12〜12のうち、2つのヨーモータユニット12、12については、停電時においてもヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とが機械的に結合された状態に維持され、残りの2つのヨーモータユニット12、12については、停電時にヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸がクラッチ33によって切り離される。このとき、ヨーモータユニット12、12の電磁ブレーキ35の制動力を、それぞれ1000kN・mに設計し、ヨーモータユニット12、12の電磁ブレーキ35の制動力を、それぞれ500kN・mに設計すれば、通常動作時におけるトータルの制動力を3000kN・mに、停電時におけるトータルの制動力を1000kN・mに調節できる。 The setting as described above is designed optimally for the combination of the yaw motor unit 12 in which the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32 are disconnected in the event of a power failure, and the braking force of the electromagnetic brake 35 of each yaw motor unit 12. This is feasible. For example, referring to FIG. 2, of the four yaw motor units 12 1 to 12 4 , the two yaw motor units 12 1 and 12 4 have the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32 even during a power failure. And the remaining two yaw motor units 12 2 and 12 3 are disconnected by the clutch 33 at the time of a power failure by the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32. At this time, the braking force of yaw motor unit 12 2, 12 3 of the electromagnetic brake 35, respectively, designed to 1000 kN · m, the braking force of yaw motor unit 12 1, 12 4 of the electromagnetic brake 35, respectively 500 kN · m If designed, the total braking force during normal operation can be adjusted to 3000 kN · m, and the total braking force during a power failure can be adjusted to 1000 kN · m.

ここで、停電時にヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とが結合されたままにされるヨーモータユニット12は、ロータヘッド4が結合される主軸の中心軸を含み、且つ、鉛直面に対して鏡面対称に配置されることが望ましい。これにより、外輪22及びタワー2に印加される負荷を均一化することができる。図2を用いて詳細に説明すれば、図2の破線A−Aは、主軸の中心軸を含む鉛直面を表わしている。4つのヨーモータユニット12〜12は、鉛直面A−Aに対して鏡面対称に位置している。詳細には、ヨーモータユニット12、12は、鉛直面A−Aに対して鏡面対称に位置しており、ヨーモータユニット12、12は、鉛直面A−Aに対して鏡面対称に位置している。この場合に、例えば、ヨーモータユニット12、12については、停電時にもヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とが結合されたままに維持され、ヨーモータユニット12、12については、ヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とがクラッチ33によって切り離される。このような動作は、停電時にヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とが結合されたままにされるヨーモータユニット12、12が鉛直面A−Aに対して鏡面対称であるという条件を満足している。 Here, the yaw motor unit 12 in which the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32 are left coupled at the time of a power failure includes the central axis of the main shaft to which the rotor head 4 is coupled, and has a vertical plane. It is desirable that they be arranged mirror-symmetrically. Thereby, the load applied to the outer ring 22 and the tower 2 can be made uniform. If it demonstrates in detail using FIG. 2, the broken line AA of FIG. 2 represents the vertical surface containing the central axis of a main axis | shaft. The four yaw motor units 12 1 to 12 4 are positioned mirror-symmetrically with respect to the vertical plane AA. Specifically, the yaw motor units 12 1 and 12 4 are positioned mirror-symmetrically with respect to the vertical plane AA, and the yaw motor units 12 2 and 12 3 are mirror-symmetrical with respect to the vertical plane AA. Is located. In this case, for example, with respect to the yaw motor units 12 1 and 12 4 , the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32 are kept coupled even during a power failure, and the yaw motor units 12 2 and 12 3 are maintained. , The rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32 are separated by the clutch 33. In such an operation, the yaw motor units 12 2 and 12 3 in which the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32 remain coupled at the time of a power failure are mirror-symmetric with respect to the vertical plane AA. The condition is satisfied.

なお、上記では、全てのヨーモータユニット12にクラッチ33が搭載されているとして説明が行われているが、停電時において電磁ブレーキ35によってナセル3を固定するヨーモータユニット12については、クラッチ33を搭載する必要はない。   In the above description, the clutch 33 is mounted on all the yaw motor units 12. However, for the yaw motor unit 12 that fixes the nacelle 3 by the electromagnetic brake 35 at the time of a power failure, the clutch 33 is set. There is no need to install.

第2の実施形態:
図4は、本発明の第2の実施形態における風力発電装置1の構成、特に、ヨー制御機構の構造を示す断面図である。第1の実施形態では、ナセル台板11が、外輪22、内輪24及び鋼球25で構成される転がり軸受によってタワー2に対して回転可能に支持されているが、第2の実施形態では、転がり軸受の代わりにすべり軸受が使用される。
Second embodiment:
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the wind turbine generator 1 in the second embodiment of the present invention, in particular, the structure of the yaw control mechanism. In the first embodiment, the nacelle base plate 11 is rotatably supported with respect to the tower 2 by a rolling bearing composed of the outer ring 22, the inner ring 24, and the steel ball 25. In the second embodiment, Instead of rolling bearings, plain bearings are used.

ナセルを支持する軸受としてすべり軸受を使用することは、風力発電装置を大型化する上で好適である。第1に、大型の風力発電装置では、ナセルを回転可能に保持する軸受として転がり軸受を使用すると、外輪及び内輪の大きさが数メートル以上に及ぶ一方で、数ミクロン程度の加工精度が要求される。このような転がり軸受を使用すると、コスト面で不利になる。すべり軸受を使用すれば、加工精度の要求は大幅に低減されるため、このような困難性を回避できる。第2に、すべり軸受は、転がり軸受と比べて大きな荷重に耐えられる。大型の風力発電装置では、ナセルを保持する軸受の荷重が増大するから、すべり軸受の使用は荷重の観点からも好ましい。   Using a plain bearing as a bearing for supporting the nacelle is suitable for increasing the size of the wind power generator. First, in a large-scale wind power generator, when a rolling bearing is used as a bearing that holds the nacelle in a rotatable manner, the outer ring and the inner ring have a size of several meters or more, and a machining accuracy of about several microns is required. The Use of such a rolling bearing is disadvantageous in terms of cost. If a slide bearing is used, the demand for machining accuracy is greatly reduced, so that such difficulty can be avoided. Secondly, the sliding bearing can withstand a larger load than the rolling bearing. In a large-scale wind power generator, since the load of the bearing holding the nacelle increases, the use of the slide bearing is preferable from the viewpoint of the load.

その一方で、すべり軸受を使用すると、回転抵抗が増大するという欠点が生じる。回転抵抗が増大すると、ヨーモータ34で発生させる駆動力を増大させる必要があり、これは、一般には、好ましくない。しかしながら、本実施形態では、すべり軸受において発生する回転抵抗を逆に停電時の制動力として有効に利用する。以下、第2の実施形態におけるヨー制御機構の構造について詳細に説明する。   On the other hand, when a sliding bearing is used, there is a disadvantage that the rotational resistance increases. When the rotational resistance increases, it is necessary to increase the driving force generated by the yaw motor 34, which is generally not preferable. However, in the present embodiment, the rotational resistance generated in the sliding bearing is effectively used as a braking force during a power failure. Hereinafter, the structure of the yaw control mechanism in the second embodiment will be described in detail.

図4に図示されているように、第2の実施形態では、外輪22、内輪24及び鋼球25で構成される転がり軸受の代わりに、軸受板41と軸受板取付部材42とすべり軸受材44とで構成されるすべり軸受が使用される。軸受板41は、タワー2の上端に設けられた軸受取付部21にボルト23によって取り付けられる。軸受板41は、環状の形状を有しており、その外周面に歯面が形成されている。ヨーモータユニット12のピニオン31は、軸受板41の外周面に形成された歯車と噛み合っている。軸受板41は、軸受取付部21に取り付けられる基部41aと、基部41aから半径方向内側に突出する軸受部41bとを備えている。   As shown in FIG. 4, in the second embodiment, instead of the rolling bearing constituted by the outer ring 22, the inner ring 24 and the steel ball 25, a bearing plate 41, a bearing plate mounting member 42, and a plain bearing material 44 are used. Is used. The bearing plate 41 is attached to the bearing attachment portion 21 provided at the upper end of the tower 2 with bolts 23. The bearing plate 41 has an annular shape, and a tooth surface is formed on the outer peripheral surface thereof. The pinion 31 of the yaw motor unit 12 meshes with a gear formed on the outer peripheral surface of the bearing plate 41. The bearing plate 41 includes a base portion 41a attached to the bearing attachment portion 21 and a bearing portion 41b that protrudes radially inward from the base portion 41a.

一方、軸受板取付部材42は、ナセル台板11の裏面にボルト43によって取り付けられている。軸受板取付部材42は、軸受板41と同様に環状の形状を有しており、軸受板41に対抗するように設けられる。ナセル台板11に取り付けられる基部42aと、基部42aから半径方向外側に突出する外縁部42bとを備えている。   On the other hand, the bearing plate attachment member 42 is attached to the back surface of the nacelle base plate 11 with bolts 43. The bearing plate mounting member 42 has an annular shape like the bearing plate 41, and is provided to oppose the bearing plate 41. A base portion 42a attached to the nacelle base plate 11 and an outer edge portion 42b projecting radially outward from the base portion 42a are provided.

すべり軸受材44は、ナセル台板11の下面(軸受板41の軸受部41bに対向する面)、軸受板取付部材42の基部42a及び外縁部42bに、軸受板41に対向するように取り付けられる。すべり軸受材44としては、例えば、プラスチック(例えばPEEK材)と金属の2層構造のものが採用可能である。   The sliding bearing member 44 is attached to the lower surface of the nacelle base plate 11 (the surface facing the bearing portion 41b of the bearing plate 41), the base portion 42a and the outer edge portion 42b of the bearing plate mounting member 42 so as to face the bearing plate 41. . As the sliding bearing material 44, for example, a two-layer structure of plastic (for example, PEEK material) and metal can be adopted.

続いて、第2の実施形態におけるヨー制御について説明する。本実施形態では、すべり軸受が使用されることに伴い、ヨー旋回の際に回転抵抗が生じる。本実施形態では、この回転抵抗を利用したヨー制御が行われる。以下、詳細に説明する。   Next, yaw control in the second embodiment will be described. In the present embodiment, rotation resistance is generated during the yaw rotation as the slide bearing is used. In the present embodiment, yaw control using this rotational resistance is performed. This will be described in detail below.

通常動作時にナセル3をヨー旋回させる場合には、全てのヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35が解除されると共に、ヨーモータ34が動作され、ピニオン31が駆動される。これにより、ナセル3が旋回する。一方、ナセル3のヨー旋回を行わない場合には、全てのヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35が、ナセル3のヨー旋回を制止する制動力を与える。加えて、すべり軸受の回転抵抗によってもナセル3のヨー旋回を制止する制動力が発生する。このように、電磁ブレーキ35の制動力にすべり軸受による制動力が加わり、ナセル3が強力に制動される。   When the nacelle 3 is yawed during normal operation, the electromagnetic brakes 35 of all yaw motor units 12 are released, the yaw motor 34 is operated, and the pinion 31 is driven. Thereby, the nacelle 3 turns. On the other hand, when the nacelle 3 does not perform the yaw turning, the electromagnetic brakes 35 of all the yaw motor units 12 apply a braking force to stop the nacelle 3 from turning the yaw. In addition, a braking force that stops yaw turning of the nacelle 3 is also generated by the rotational resistance of the slide bearing. Thus, the braking force by the slide bearing is added to the braking force of the electromagnetic brake 35, and the nacelle 3 is strongly braked.

一方、停電時においては、4つのヨーモータユニット12の全てにおいて、ヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とがクラッチ33によって切り離される。ヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とが切り離された状態では、ヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35は、ナセル3のヨー旋回を制止する制動力を与えない。その一方で、すべり軸受による制動力は不変である。結果として、停電時においてナセル3に作用されるトータルの制動力は、通常動作時と比較して低減される。このような動作によれば、強風と停電とが同時に発生した場合に、適度な制動力が与えられた状態でナセル3が自動的にヨー旋回して風車ロータが風下に移動し、風力発電装置1を安全な状態に保つことができる。   On the other hand, during a power failure, in all four yaw motor units 12, the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32 are disconnected by the clutch 33. In a state where the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32 are separated, the electromagnetic brake 35 of the yaw motor unit 12 does not apply a braking force that stops the yaw turning of the nacelle 3. On the other hand, the braking force by the plain bearing is unchanged. As a result, the total braking force applied to the nacelle 3 at the time of a power failure is reduced as compared with that during normal operation. According to such an operation, when a strong wind and a power outage occur at the same time, the nacelle 3 automatically yaws in a state where an appropriate braking force is applied, and the windmill rotor moves downwind, and the wind turbine generator 1 can be kept safe.

より具体的な例を挙げれば、すべり軸受の回転抵抗によって発生する制動力が、例えば、1000kN・mに設定され、通常動作時においてヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35によって提供される制動力が、例えば、2000kN・mに設定される。これにより、通常動作時に作用するトータルの制動力は、3000kN・mに調節される。一方、停電時においてヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35によって提供されるトータルの制動力が0に設定される。この場合、停電時には、すべり軸受によって発生される1000kN・mの制動力が、ナセル3に作用することになる。このような動作が、図5の表の「第2の実施形態(1)」の欄に概念的に記述されている。図5の表の「第2の実施形態(1)」の欄においても、一つの2重丸が1000kN・mの制動力を表わしている。上述されたような設定は、4つのヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35の制動力を、それぞれ500kN・mに設計すれば実現可能である。   As a more specific example, the braking force generated by the rotational resistance of the plain bearing is set to, for example, 1000 kN · m, and the braking force provided by the electromagnetic brake 35 of the yaw motor unit 12 during normal operation is For example, it is set to 2000 kN · m. As a result, the total braking force acting during normal operation is adjusted to 3000 kN · m. On the other hand, the total braking force provided by the electromagnetic brake 35 of the yaw motor unit 12 during a power failure is set to zero. In this case, at the time of a power failure, a braking force of 1000 kN · m generated by the slide bearing acts on the nacelle 3. Such an operation is conceptually described in the column of “Second Embodiment (1)” in the table of FIG. Also in the column of “second embodiment (1)” in the table of FIG. 5, one double circle represents a braking force of 1000 kN · m. The setting as described above can be realized by designing the braking forces of the electromagnetic brakes 35 of the four yaw motor units 12 to 500 kN · m, respectively.

すべり軸受を使用する場合においても、停電時に4つのヨーモータユニット12の一部のみにおいて、ヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とがクラッチ33によって切り離されてもよい。例えば、2つのヨーモータユニット12においては、ヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とがクラッチ33によって切り離され、残りの2つのヨーモータユニット12においては、ヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とが機械的に結合された状態に維持されてもよい。このような動作でも、停電時においてヨーモータユニット12によって提供されるトータルの制動力は、通常動作時と比較して低減される。この場合でも、強風と停電とが同時に発生したときに、ナセル3が適度な制動力が与えられた状態で自動的にヨー旋回して風車ロータが風下に移動し、風力発電装置1を安全な状態に保つことができる。停電時にヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とが結合されたままにされるヨーモータユニット12は、ロータヘッド4が結合される主軸の中心軸を含み、且つ、垂直な平面に対して鏡面対称に配置されることが望ましい。   Even when a plain bearing is used, the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32 may be disconnected by the clutch 33 in only a part of the four yaw motor units 12 at the time of a power failure. For example, in the two yaw motor units 12, the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32 are disconnected by the clutch 33, and in the remaining two yaw motor units 12, the rotor of the yaw motor 34 and the speed reducer 32 The input shaft may be maintained in a mechanically coupled state. Even in such an operation, the total braking force provided by the yaw motor unit 12 at the time of a power failure is reduced as compared with the normal operation. Even in this case, when a strong wind and a power failure occur at the same time, the nacelle 3 automatically yaws with an appropriate braking force applied, the windmill rotor moves downwind, and the wind turbine generator 1 is secured. Can be kept in a state. The yaw motor unit 12 in which the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the speed reducer 32 remain coupled at the time of a power failure includes the central axis of the main shaft to which the rotor head 4 is coupled and is perpendicular to the plane. It is desirable to arrange them mirror-symmetrically.

より具体的な例を挙げれば、すべり軸受の回転抵抗によって発生する制動力が、例えば、500kN・mに設定され、通常動作時においてヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35によって提供される制動力が、例えば、2500kN・mに設定される。これにより、通常動作時に作用するトータルの制動力は、3000kN・mに調節される。一方、停電時においてヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35によって提供されるトータルの制動力が500kN・mに設定される。この場合、停電時には、ヨーモータユニット12の電磁ブレーキ35とすべり軸受とにより1000kN・mの制動力がナセル3に作用することになる。このような動作が、図5の表の「第2の実施形態(2)」の欄に概念的に記述されている。図5の表の「第2の実施形態(2)」の欄においては、一つの2重丸が1000kN・mの制動力を表わし、一つの1重丸が500kN・mの制動力を表わしている。   As a more specific example, the braking force generated by the rotational resistance of the plain bearing is set to, for example, 500 kN · m, and the braking force provided by the electromagnetic brake 35 of the yaw motor unit 12 during normal operation is For example, it is set to 2500 kN · m. As a result, the total braking force acting during normal operation is adjusted to 3000 kN · m. On the other hand, the total braking force provided by the electromagnetic brake 35 of the yaw motor unit 12 during a power failure is set to 500 kN · m. In this case, at the time of a power failure, a braking force of 1000 kN · m acts on the nacelle 3 by the electromagnetic brake 35 of the yaw motor unit 12 and the slide bearing. Such an operation is conceptually described in the column of “Second Embodiment (2)” in the table of FIG. In the column of “second embodiment (2)” in the table of FIG. 5, one double circle represents a braking force of 1000 kN · m, and one single circle represents a braking force of 500 kN · m. Yes.

上述されたような設定は、例えば、停電時においてもヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とが機械的に結合されたままに維持されるヨーモータユニット12、12の電磁ブレーキ35の制動力をそれぞれ250kN・mに設計し、停電時においてヨーモータ34のロータと減速機32の入力軸とが切り離されるヨーモータユニット12、12の電磁ブレーキ35の制動力を、それぞれ1000kN・mに設計することによって実現できる。 Set as described above, for example, yaw motor unit 12 1, 12 4 electromagnetic brake 35 of the rotor of the yaw motor 34 even at the time of power failure and the input shaft of the reduction gear 32 is maintained still be mechanically coupled braking force of the respectively designed 250 kN · m, the braking force of the yaw motor unit 12 1, 12 4 of the electromagnetic brake 35 to the rotor of the yaw motor 34 and the input shaft of the reduction gear 32 is disconnected at the time of power outage, 1000 kN · respectively This can be realized by designing m.

なお、上述の実施形態では、ヨーモータユニット12がナセル台板11に取り付けられているが、ヨーモータユニット12がタワー2に取り付けられる構成も可能である。図6、図7は、このような構成のヨー制御機構を示す断面図である。図6は、転がり軸受を使用する場合のヨー制御機構の構造を示しており、ヨーモータユニット12が取付フランジ51によってタワー2に取り付けられている。図6の構造では、ナセル台板11に取り付けられた内輪24Aの内周面に歯面が形成され、その歯面が、ヨーモータユニット12のピニオン31と噛み合っている。即ち、内輪24Aは、環状の歯車として機能する。タワー2に取り付けられた外輪22Aと、内輪24Aと、それらの間に設けられた鋼球25によって転がり軸受が構成されている。この転がり軸受によって、ナセル3のナセル台板11がタワー2に対して旋回可能に支持されている。   In the above-described embodiment, the yaw motor unit 12 is attached to the nacelle base plate 11, but a configuration in which the yaw motor unit 12 is attached to the tower 2 is also possible. 6 and 7 are cross-sectional views showing the yaw control mechanism having such a configuration. FIG. 6 shows the structure of the yaw control mechanism when a rolling bearing is used, and the yaw motor unit 12 is attached to the tower 2 by an attachment flange 51. In the structure of FIG. 6, a tooth surface is formed on the inner peripheral surface of the inner ring 24 </ b> A attached to the nacelle base plate 11, and the tooth surface meshes with the pinion 31 of the yaw motor unit 12. That is, the inner ring 24A functions as an annular gear. A rolling bearing is constituted by an outer ring 22A attached to the tower 2, an inner ring 24A, and a steel ball 25 provided therebetween. By this rolling bearing, the nacelle base plate 11 of the nacelle 3 is supported so as to be rotatable with respect to the tower 2.

一方、図7は、すべり軸受を使用する場合のヨー制御機構の構造を示しており、ヨーモータユニット12が取付フランジ51によってタワー2に取り付けられているのは、図6の場合と同様である。図7の構造では、ナセル台板11に取り付けられた軸受板取付部材42Aの内周面に歯面が形成され、その歯面が、ヨーモータユニット12のピニオン31と噛み合っている。即ち、軸受板取付部材42Aは、環状の歯車として機能する。タワー2に取り付けられた軸受板41Aと、軸受板取付部材42A、すべり軸受材44とによってすべり軸受が構成されている。このすべり軸受によって、ナセル3のナセル台板11がタワー2に対して旋回可能に支持されている。   On the other hand, FIG. 7 shows the structure of the yaw control mechanism in the case of using a slide bearing, and the yaw motor unit 12 is attached to the tower 2 by the attachment flange 51 as in the case of FIG. . In the structure of FIG. 7, a tooth surface is formed on the inner peripheral surface of the bearing plate mounting member 42 </ b> A attached to the nacelle base plate 11, and the tooth surface meshes with the pinion 31 of the yaw motor unit 12. That is, the bearing plate mounting member 42A functions as an annular gear. A slide bearing is constituted by the bearing plate 41A attached to the tower 2, the bearing plate attaching member 42A, and the slide bearing member 44. By this plain bearing, the nacelle base plate 11 of the nacelle 3 is supported so as to be rotatable with respect to the tower 2.

1:風力発電装置
2:タワー
3:ナセル
4:ロータヘッド
5:風車翼
6:基礎
11:ナセル台板
12、12、12、12、12:ヨーモータユニット
21:軸受取付部
22、22A:外輪
23:ボルト
24、24A:内輪
25:鋼球
26:ボルト
31:ピニオン
32:減速機
33:クラッチ
34:ヨーモータ
35:電磁ブレーキ
36:ハウジング
37:取付フランジ
38:ボルト
41、41A:軸受板
41a:基部
41b:軸受部
42、42A:軸受板取付部材
42a:基部
42b:外縁部
43:ボルト
44:すべり軸受材
1: wind power generator 2: tower 3: nacelle 4: rotor head 5: wind turbine blade 6: foundation 11: nacelle base plate 12, 12 1 , 12 2 , 12 3 , 12 4 : yaw motor unit 21: bearing mounting portion 22 22A: Outer ring 23: Bolt 24, 24A: Inner ring 25: Steel ball 26: Bolt 31: Pinion 32: Reducer 33: Clutch 34: Yaw motor 35: Electromagnetic brake 36: Housing 37: Mounting flange 38: Bolts 41, 41A: Bearing plate 41a: Base portion 41b: Bearing portion 42, 42A: Bearing plate mounting member 42a: Base portion 42b: Outer edge portion 43: Bolt 44: Sliding bearing material

Claims (7)

タワーと、
ナセルと、
前記タワーに対して前記ナセルをヨー旋回させるヨー制御機構
とを具備する風力発電装置であって、
前記ヨー制御機構は、前記ナセルのヨー旋回を制止する制動力を発生する少なくとも一の電磁ブレーキとを含み、
前記ヨー制御機構は、当該風力発電装置の停電時に前記電磁ブレーキにより前記ナセルに作用する前記制動力が、当該風力発電装置の通常運転時に前記電磁ブレーキにより前記ナセルに作用する前記制動力よりも小さくなるように構成された
風力発電装置。
Tower and
With nacelle,
A wind power generator comprising a yaw control mechanism for yawing the nacelle with respect to the tower,
The yaw control mechanism includes at least one electromagnetic brake that generates a braking force for stopping yaw turning of the nacelle,
The yaw control mechanism is configured such that the braking force acting on the nacelle by the electromagnetic brake during a power failure of the wind turbine generator is smaller than the braking force acting on the nacelle by the electromagnetic brake during normal operation of the wind turbine generator. Wind power generator configured to be.
請求項1に記載の風力発電装置であって、
前記電磁ブレーキは、複数であり、
前記停電時に前記ナセルに制動力を作用させる前記電磁ブレーキの数が、前記通常運転時に前記ナセルに制動力を作用させる前記電磁ブレーキの数よりも少ない
風力発電装置。
The wind turbine generator according to claim 1,
The electromagnetic brake is plural,
The number of the electromagnetic brakes that apply braking force to the nacelle during the power failure is less than the number of the electromagnetic brakes that apply braking force to the nacelle during the normal operation.
請求項1又は2に記載の風力発電装置であって、
前記ヨー制御機構は、
前記タワーと前記ナセルのうちの一方に固定される歯車と、
前記タワーと前記ナセルのうちの他方に固定された複数のヨーモータユニットを備え、
前記複数のヨーモータユニットのそれぞれが、ヨーモータと、前記ヨーモータによって駆動されると共に前記歯車に噛合するピニオンと、前記電磁ブレーキとを備え、
前記電磁ブレーキは、前記ヨーモータのロータを制動することによって前記ナセルの前記ヨー旋回を制止するように構成され、
前記ヨーモータユニットのうちの少なくとも一部は、前記ヨーモータのロータと前記ピニオンとを機械的に結合し、又は切り離すためのクラッチを備え、
前記少なくとも一部のヨーモータユニットのクラッチは、停電時に前記ヨーモータのロータと前記ピニオンとを機械的に切り離す
風力発電装置。
The wind power generator according to claim 1 or 2,
The yaw control mechanism is
A gear fixed to one of the tower and the nacelle;
A plurality of yaw motor units fixed to the other of the tower and the nacelle;
Each of the plurality of yaw motor units includes a yaw motor, a pinion that is driven by the yaw motor and meshes with the gear, and the electromagnetic brake,
The electromagnetic brake is configured to stop the yaw turning of the nacelle by braking the rotor of the yaw motor;
At least a part of the yaw motor unit includes a clutch for mechanically connecting or disconnecting the rotor of the yaw motor and the pinion,
The clutch of the at least some yaw motor unit mechanically separates the rotor of the yaw motor and the pinion during a power failure.
請求項1乃至3のいずれかに記載の風力発電装置であって、
前記ナセルと前記タワーとが、すべり軸受によって相対的に旋回可能である
風力発電装置。
The wind power generator according to any one of claims 1 to 3,
A wind turbine generator in which the nacelle and the tower are relatively rotatable by a slide bearing.
請求項4に記載の風力発電装置であって、
当該風力発電装置の停電時に前記電磁ブレーキが前記ナセルに作用する前記制動力がゼロにされる
風力発電装置。
The wind power generator according to claim 4,
The wind power generator in which the braking force which the electromagnetic brake acts on the nacelle at the time of a power failure of the wind power generator is made zero.
請求項3乃至5のいずれかに記載の風力発電装置であって、
前記ナセルには、風車ロータと前記風車ロータに結合された主軸とが搭載され、
前記停電時に前記ヨーモータのロータと前記ピニオンとが機械的に結合されたままに維持されるヨーモータユニットは、前記主軸の中心軸に対して対称に配置されている
風力発電装置。
The wind power generator according to any one of claims 3 to 5,
The nacelle is mounted with a wind turbine rotor and a main shaft coupled to the wind turbine rotor,
A yaw motor unit in which the rotor of the yaw motor and the pinion are maintained mechanically coupled at the time of the power failure is arranged symmetrically with respect to the central axis of the main shaft.
請求項1乃至6のいずれかに記載の風力発電装置であって、
前記ナセルのヨー旋回の制止に油圧ブレーキが使用されない
風力発電装置。
A wind turbine generator according to any one of claims 1 to 6,
A wind power generator in which a hydraulic brake is not used to stop the yaw turning of the nacelle.
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