JP2012013014A - 風車用ピッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フェザリングを行うことができるとともに、常用電源の電力供給能力の喪失時であっても発電を継続することができる風車用ピッチ制御装置を提供する。
【解決手段】モータコントローラ１３は、蓄電器１２の蓄電と放電とを制御するとともに、ブレードのピッチ角を変更するピッチ制御のための制御信号を送信するピッチコントローラからの上記制御信号に基づいて電動モータ１１を制御する。蓄電器作動監視部１５は、蓄電器１２の作動状態を監視する。モータコントローラ１３は、常用電源１１１に接続されて電力を供給され、常用電源１１１の電力供給能力の喪失時には、蓄電器１２から供給される電力によって、前記制御信号に基づいて電動モータ１１を制御してピッチ制御を継続する。ブレードのピッチ角を風圧が低減される方向に変更させる制御は、蓄電器作動監視部１５の監視結果に基づいて行われる。
【選択図】図３

Description

本発明は、風車の主軸部に対して回転可能に設けられた風車のブレードのピッチ角の変更を行うピッチ駆動装置に連結された電動モータに対して電力を印加可能な蓄電器を有し、蓄電器の電力により、ブレードが受ける風圧を低減する方向に変更するようブレードのピッチ角を制御可能な風車用ピッチ制御装置に関する。

風車においては、風車の主軸部に対して回転可能に設けられたブレードのピッチ角を制御する風車用ピッチ制御装置が設けられている。このような風車用ピッチ制御装置として、風車のブレードのピッチ角の変更を行うピッチ駆動装置に連結された電動モータに対して電力を印加可能な蓄電器としてのバッテリを有し、このバッテリの電力により、ブレードが受ける風圧を低減する方向に変更するようブレードのピッチ角を制御するものが知られている（特許文献１を参照）。この特許文献１に開示された風車用ピッチ制御装置では、通常運転時には、ピッチ駆動装置に連結された電動モータへの電力の供給を制御して電動モータの運転を制御するモータコントローラである電力制御部（２２１）を介して外部の電源から電力の供給を受けることによりピッチ駆動装置に連結された電動モータが駆動される。尚、この外部の電源は、通常運転時に電力を供給する電源である常用電源として設けられている。一方、停電発生時には、電力制御部によりピッチ駆動装置に連結された電動モータへの電力供給元が常用電源からバッテリ（２２０）に切り換えられる。そして、ブレードが受ける風圧が低減される方向に変更されるように（ブレードのフェザリングが行われるように）ブレードのピッチ角が制御される。これにより、ブレード及び主軸部の回転速度の異常な上昇による風車の破損を防止することを目的としている。

特開２００３−２２２０７０号公報（第５頁、第３図）

特許文献１に開示された風車用ピッチ制御装置においては、停電発生によって常用電源の電力供給能力の喪失が発生した場合にはバッテリから電力を供給することで、ブレードが受ける風圧が低減される方向にピッチ角を変更するフェザリングが行われるように構成されている。しかしながら、この風車用ピッチ制御装置は、常用電源の電力供給能力の喪失が発生したときには、上記のようにフェザリングが行われことになるため、ブレードのピッチ角を変更するピッチ制御を行うことができない。よって、この風車用ピッチ制御装置では、常用電源の電力供給能力の喪失時には、発電の際に必要となるピッチ制御を行うことができないため、発電を継続することができないという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、フェザリングを行うことができるとともに、常用電源の電力供給能力の喪失時であっても発電を継続することができる、風車用ピッチ制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための第１発明に係る風車用ピッチ制御装置は、風車の主軸部に対して回転可能に設けられた風車のブレードのピッチ角の変更を行うピッチ駆動装置に連結された電動モータに対して電力を印加可能な蓄電器を有し、前記蓄電器の電力により、前記ブレードが受ける風圧を低減する方向に変更するよう当該ブレードのピッチ角を制御可能な風車用ピッチ制御装置に関する。そして、第１発明に係る風車用ピッチ制御装置は、前記蓄電器の蓄電と放電とを制御するとともに、前記ブレードのピッチ角を変更するピッチ制御のための制御信号を送信するピッチコントローラからの前記制御信号に基づいて前記電動モータを制御するモータコントローラと、前記蓄電器の作動状態を監視する蓄電器作動監視部と、を備え、前記モータコントローラは、通常運転時に電力を供給する電源である常用電源に接続されて電力を供給され、前記常用電源の電力供給能力の喪失時には、前記蓄電器から供給される電力によって、前記制御信号に基づいて前記電動モータを制御して前記ピッチ制御を継続し、前記蓄電器作動監視部の監視結果に基づいて、前記ブレードのピッチ角を風圧が低減される方向に変更させる制御が行われることを特徴とする。

この発明によると、常用電源の電力供給能力の喪失時には、ピッチコントローラからの制御信号に基づいて、モータコントローラが、蓄電器から供給される電力によって電動モータを制御し、ピッチ制御が継続される。このため、本発明の風車用ピッチ制御装置によると、常用電源の電力供給能力の喪失時であっても発電を継続することができる。そして、本発明の風車用ピッチ制御装置においては、蓄電器の作動状態を監視する蓄電器作動監視部の監視結果に基づいて、ブレードが受ける風圧が低減される方向にピッチ角を変更するフェザリングが行われることになる。これにより、ブレード及び主軸部の回転速度の異常な上昇による風車の破損が防止されることになる。

従って、本発明によると、フェザリングを行うことができるとともに、常用電源の電力供給能力の喪失時であっても発電を継続することができる、風車用ピッチ制御装置を提供することができる。

第２発明に係る風車用ピッチ制御装置は、第１発明の風車用ピッチ制御装置において、風車において複数設けられた前記ブレードのそれぞれに対応するように前記モータコントローラが複数設けられ、複数の前記モータコントローラのうちのいずれかに異常が発生したときに、異常が発生した前記モータコントローラである異常コントローラとは別の他の正常な前記モータコントローラである正常コントローラによって、前記異常コントローラが対応する前記ブレードの前記ピッチ制御が行われることを特徴とする。

この発明によると、複数のモータコントローラのうちのいずれかに異常が発生したときに、その異常コントローラとは別の正常コントローラによって、異常コントローラが対応するブレードのピッチ制御が行われる。このため、常用電源の電力供給能力の喪失時に加え、複数のモータコントローラのいずれかに異常が発生した場合であっても発電を継続することができる。

第３発明に係る風車用ピッチ制御装置は、第１発明の風車用ピッチ制御装置において、前記電動モータは、誘導モータとして設けられ、前記モータコントローラと前記電動モータとを接続し、通常運転時に当該電動モータに電力を供給可能な通常駆動ラインと、前記常用電源とは異なる電源であって交流電源として設けられた直入電源と前記電動モータとを直接に又は前記通常駆動ラインを介して接続し、前記直入電源からの電力を前記電動モータへ供給して当該電動モータを駆動可能な直接駆動ラインと、前記通常駆動ラインに設けられて前記モータコントローラと前記電動モータとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能な通常駆動用スイッチと、前記直接駆動ラインに設けられて前記直入電源と前記電動モータとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能な直接駆動用スイッチと、前記ブレードのピッチ角を検出するピッチ角検出器と、を更に備えていることを特徴とする。

この発明によると、通常駆動ライン及びこの通常駆動ラインに設けられた通常駆動用スイッチと、誘導モータに交流の直入電源を接続する直接駆動ライン及びこの直接駆動ラインに設けられた直接駆動用スイッチと、ピッチ角検出器と、が備えられる。このため、常用電源の電力供給能力の喪失時には、通常駆動用スイッチを遮断状態にした後に直接駆動用スイッチを接続状態とすることで、直入電源の電力によって、ブレードが受ける風圧が低減される方向にピッチ角を変更するフェザリングを行うことができる。そして、ピッチ角検出器の検出結果に基づいて、ブレードのピッチ角を変更するフェザリング動作を所定の位置で停止させ、フェザリングを完了させることができる。よって、直入電源の電力によってもフェザリングできるため、蓄電器の電力によってピッチ制御が行われているときに蓄電器の能力低下や蓄電器の異常が発生した場合であっても、フェザリングを行うことができる。

第４発明に係る風車用ピッチ制御装置は、第３発明の風車用ピッチ制御装置において、風車において複数設けられた前記ブレードのそれぞれに対応するように、前記モータコントローラ、前記ピッチ角検出器、前記直接駆動ライン、前記直接駆動用スイッチ、前記通常駆動ライン、及び前記通常駆動用スイッチのそれぞれが複数設けられ、複数の前記直接駆動ラインは、同一の前記直入電源に対して、共通して設けられた共通直接駆動ラインを介して接続され、前記共通直接駆動ラインには、前記直入電源と複数の前記直接駆動ラインとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能な直入電源用スイッチが設けられていることを特徴とする。

この発明によると、各ブレードに対応して、モータコントローラ、ピッチ角検出器、直接駆動ライン、直接駆動用スイッチ、通常駆動ライン、及び通常駆動用スイッチが設けられる。そして、複数の直接駆動ラインが同一の直入電源に対して共通直接駆動ラインを介して接続され、この共通直接駆動ラインに直入電源用スイッチが設けられる。このため、直入電源用スイッチを遮断状態とした上で、１つのブレードに対応する通常駆動用スイッチと直接駆動用スイッチとを接続状態とし、更に、他のブレードに対応する通常駆動用スイッチを遮断状態として同ブレードに対応する直接駆動用スイッチを接続状態とした回路を構成できる。これにより、１つのブレードに対応するモータコントローラによって、他のブレードのピッチ角を変更するための電動モータも制御することができる。このため、常用電源の電力供給能力の喪失時に直入電源の電力によってフェザリングを行うことができる風車用ピッチ制御装置において、複数のモータコントローラのいずれかに異常が発生した場合であっても他の正常なモータコントローラによってピッチ制御を継続して発電を継続することができる。

第５発明に係る風車用ピッチ制御装置は、第４発明の風車用ピッチ制御装置において、複数の前記通常駆動ラインのそれぞれには、前記通常駆動用スイッチと前記電動モータとの間に設けられるとともに、前記通常駆動用スイッチと前記電動モータとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能な独立駆動用スイッチが設けられ、前記直接駆動ラインは、前記通常駆動ラインに対して、前記通常駆動用スイッチと前記独立駆動用スイッチとの間において接続し、複数の前記ピッチ角検出器のそれぞれは、複数の前記モータコントローラのいずれに対しても検出結果の信号を送信可能に接続され、複数の前記モータコントローラのうちのいずれかに異常が発生したときに、異常が発生した前記モータコントローラである異常コントローラとは別の他の正常な前記モータコントローラである正常コントローラによって、前記正常コントローラが対応する前記ブレードの前記ピッチ制御と、前記異常コントローラが対応する前記ブレードの前記ピッチ制御とが、前記正常コントローラに対応する前記独立駆動用スイッチ及び前記異常コントローラに対応する前記独立駆動用スイッチが切り替えられることで、独立して行われることを特徴とする。

この発明によると、各ブレードに対応するピッチ角検出器の検出結果が、複数のモータコントローラのいずれに対しても送信され、各通常駆動用ラインにおける直接駆動ライン及び通常駆動用スイッチと電動モータとの間には独立駆動用スイッチが設けられる。そして、複数のモータコントローラのうちのいずれかに異常が発生したときに、その異常コントローラとは別の正常コントローラによって、正常コントローラが対応するブレードのピッチ制御と異常コントローラが対応するブレードのピッチ制御とが、独立駆動用スイッチの切り替えが行われることで、独立して行われる。このため、常用電源の電力供給能力の喪失時に直入電源の電力によってフェザリングを行うことができる風車用ピッチ制御装置において、複数のモータコントローラのいずれかに異常が発生した場合であっても他の正常なモータコントローラによって各ブレードの独立したピッチ制御を継続でき、発電を継続することができる。

第６発明に係る風車用ピッチ制御装置は、第１発明乃至第５発明のいずれかの風車用ピッチ制御装置において、前記蓄電器は、複数の前記モータコントローラに対応して複数設けられ、前記常用電源からの電力を複数の前記モータコントローラに供給するように当該モータコントローラのそれぞれに接続された常用電源ラインが複数設けられ、複数の前記常用電源ラインは、同一の前記常用電源に対して、共通して設けられた共通常用電源ラインを介して接続され、前記共通常用電源ラインには、前記常用電源と複数の前記常用電源ラインとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能な常用電源用スイッチが設けられていることを特徴とする。

この発明によると、各モータコントローラに対応して、蓄電器と、常用電源からの電力を供給する常用電源ラインとが設けられる。そして、複数の常用電源ラインが同一の常用電源に対して共通常用電源ラインを介して接続され、この共通常用電源ラインに常用電源用スイッチが設けられる。このため、常用電源用スイッチを遮断状態とした上で、１つのモータコントローラに対応する蓄電器から他のモータコントローラに対応する蓄電器に対して、各常用電源ライン及び共通常用電源ラインを介して（共通常用電源ラインを介さずに接続できる場合は両方の常用電源ラインのみを介して）、電力を供給することができる。よって、いずれかのモータコントローラに対応する蓄電器における電力残量が少なくなった場合であっても、そのモータコントローラとは異なる他のモータコントローラに対応する蓄電器の電力で補うことができる。また、いずれかのモータコントローラに対応する蓄電器の電力残量が少なくなった場合であっても、他の蓄電器の電力で補うことができるため、各ブレードの独立したピッチ制御を維持することができる。

第７発明に係る風車用ピッチ制御装置は、第１発明乃至第６発明のいずれかの風車用ピッチ制御装置において、前記蓄電器作動監視部として、前記蓄電器における電力残量を検出する蓄電器残量検出器を備え、前記モータコントローラが前記蓄電器から供給される電力によって前記ピッチ制御を継続しているときに、前記蓄電器残量検出器で検出された電力残量が所定値以下となると、前記ブレードが受ける風圧を低減する方向に変更するよう当該ブレードのピッチ角を制御することを特徴とする。

この発明によると、蓄電器作動監視部として蓄電器残量検出器が設けられ、蓄電器からの電力でピッチ制御が継続されているときに蓄電器残量検出器で検出された電力残量が所定位置以下となるとフェザリングが行われる。このため、蓄電器の電力が不足してフェザリングが不能となってしまう前にフェザリングが行われるようにする構成を容易に実現することができる。

本発明によると、フェザリングを行うことができるとともに、常用電源の電力供給能力の喪失時であっても発電を継続することができる、風車用ピッチ制御装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る風車用ピッチ制御装置が適用される風車を示す斜視図である。 図１に示す風車におけるハブに対するブレードの取り付け部分を拡大して示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る風車用ピッチ制御装置を示すブロック図である。 図３に示すピッチ制御装置におけるモータコントローラとその上位のピッチコントローラとを示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る風車用ピッチ制御装置を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態は、風車の主軸部に対して回転可能に設けられた風車のブレードのピッチ角の変更を行うピッチ駆動装置に連結された電動モータに対して電力を印加可能な蓄電器を有し、蓄電器の電力により、ブレードが受ける風圧を低減する方向に変更するようブレードのピッチ角を制御可能な風車用ピッチ制御装置として、広く適用することができるものである。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る風車用ピッチ制御装置１（以下、単に「ピッチ制御装置１」ともいう）が適用される風車１００を示す斜視図である。図１に示すように、風車１００は、タワー１０１、ナセル１０２、ハブ（主軸部）１０３、ブレード１０４等を備えている。タワー１０１は、地上から鉛直上方に向かって延びるように設置されている。ナセル１０２は、タワー１０１に対して回転自在に配置され、図示しないヨー駆動装置によって水平面内で旋回するように設置されている。ナセル１０２の内部には、図示しない動力伝達軸や発電機等が配置されている。また、本実施形態における主軸部を構成するハブ１０３は、上記の動力伝達軸に連結され、ナセル１０２に対して回転可能に設けられている。そして、ブレード１０４（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ）は、複数（本実施形態では、３つ）設けられ、ハブ１０３に対して均等角度に放射状に延びるように取り付けられている。また、各ブレード１０４（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ）は、ハブ１０３に取り付けられる中空円筒状の軸部１０５ａと、風を受けるための羽部１０５ｂとで構成されている。

図２は、ハブ１０３に対するブレード１０４の取り付け部分を拡大して示す断面図をピッチ駆動装置１０８及びその駆動用のモータである誘導モータ１１とともに示す図である。ハブ１０３におけるブレード１０４の取り付け部分には開口が形成されており、この開口に対して、各ブレード１０４が、その軸部１０５ａの端部において対向するように配置されている。そして、各ブレード１０４は、その軸部１０５ａにおいてハブ１０４に対して軸受１０６を介して支持されており、ハブ１０３に対して回転可能に設けられている。また、軸部１０５ａのハブ１０３への取り付け側の端部には、内周側に配置される内歯が設けられたリングギア１０７が設けられている（尚、図２では、リングギア１０７の内歯の各歯の図示を省略している）。リングギア１０７は、その軸心が軸部１０５ａの軸心と一致するように配置されており、減速機として構成されたピッチ駆動装置１０８の出力用のピニオン１０９が噛み合うように構成されている。

また、ピッチ駆動装置１０８は、３つ設けられ、３枚のブレード１０４（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ）のそれぞれに対応して設置されており、ブラケット１１０を介して、ハブ１０３におけるブレード１０４が取り付けられる開口部分の内側にそれぞれ取り付けられている。そして、ピッチ駆動装置１０８は、誘導モータ１１に連結され、誘導モータ１１から入力された駆動力を減速してピニオン１０９に出力し、このピニオン１０９に噛み合うリングギア１０７とともにブレード１０４をその軸心を中心としてハブ１０３に対して回転させる。これにより、各ピッチ駆動装置１０８は、各ブレード１０４（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ）のピッチ角の変更を行うように構成されている。

次に、本発明の第１実施形態に係るピッチ制御装置１について説明する。図３は、ピッチ制御装置１を示すブロック図である。図３に示すピッチ制御装置１は、例えば、ハブ１０３内に配置されている。そして、ピッチ制御装置１は、複数（本実施形態では３つ）の誘導モータ１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）、複数（本実施形態では３つ）のバッテリ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）、複数の（本実施形態では３つ）のモータコントローラ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）、複数の（本実施形態では３つ）のエンコーダ１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）、複数の（本実施形態では３つ）のバッテリ残量検出器１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）、等を備えて構成されている。また、ピッチ制御装置１は、上記の構成要素以外に、電力供給系統のライン（配線）及びスイッチとして、複数の（本実施形態では３つ）の通常駆動ライン１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）、複数の（本実施形態では３つ）の直接駆動ライン１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）、複数の（本実施形態では３つ）の通常駆動用スイッチ１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）、複数の（本実施形態では３つ）の直接駆動用スイッチ（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）、共通直接駆動ライン２０、直入電源用スイッチ２１、複数の（本実施形態では３つ）の常用電源ライン２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）、共通常用電源ライン２３、複数の（本実施形態では３つ）の独立駆動用スイッチ２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）、等を備えて構成されている。

３つ設けられた誘導モータ１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）は、３枚のブレード１０４（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ）のそれぞれのピッチ角の変更を行う各ピッチ駆動装置１０８に対してそれぞれ連結される本実施形態の電動モータを構成している。そして、各誘導モータ１１は、各ブレード１０４のピッチ角の変更のための駆動力を出力可能に設置されている。尚、誘導モータ１１ａはブレード１０４ａに対応して設けられ、誘導モータ１１ｂはブレード１０４ｂに対応して設けられ、誘導モータ１１ｃはブレード１０４ｃに対応して設けられている。

３つ設けられたバッテリ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）のそれぞれは、後述する各モータコントローラ１３を介して各誘導モータ１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に対して電力を印加可能に設けられている。即ち、バッテリ１２ａは誘導モータ１１ａに対して、バッテリ１２ｂは誘導モータ１１ｂに対して、バッテリ１２ｃは誘導モータ１１ｃに対して、それぞれ電力を印加可能に構成されている。また、各バッテリ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）は、複数のモータコントローラ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）のそれぞれに対応して設けられている。そして、各バッテリ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）は、常用電源１１１からの電力が、後述の共通常用電源ライン２３、各常用電源ライン２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）及び各モータコントローラ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）を介して供給されることで、蓄電が行われる。バッテリ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）は、本実施形態における蓄電器を構成している。尚、本実施形態では、蓄電器としてバッテリ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）が設けられている形態を例にとって説明するが、バッテリ以外の形態の蓄電器が設けられる形態であってもよい。例えば、蓄電器として、ＥＤＬＣ（Electric double-layer capacitor、電気二重層コンデンサ又は電気二重層キャパシタ）などのコンデンサ又はキャパシタが用いられる形態であってもよい。

ここで、後述する各モータコントローラ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）に対して制御信号を送信するピッチコントローラ５０を説明する。図４は、各モータコントローラ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）とその上位コンピュータであるピッチコントローラ５０とを示すブロック図である。尚、図４では、ピッチ制御装置１について、モータコントローラ１３及び誘導モータ１１以外の構成要素の図示を省略している。図４に示すピッチコントローラ５０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を備えて構成されており、通信ライン５１を介して各モータコントローラ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）と通信可能に構成されている。そして、ピッチコントローラ５０は、図示しない風圧センサでの風圧検知結果に基づいて、ブレード１０４が受ける風圧に応じて適正な回転が行われるための各ブレード１０４（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ）の目標ピッチ角を決定する。この目標ピッチ角に基づいて、ピッチコントローラ５０は、各ブレード１０４のピッチ角を変更するピッチ制御のための制御信号を通信ライン５１を介して各モータコントローラ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）に対して送信する。

図３及び図４に示すモータコントローラ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）は、前述のように３つ設けられ、各誘導モータ１１のそれぞれに対応して（即ち、各ブレード１０４のそれぞれに対応して）設置されている。即ち、モータコントローラ１３ａがブレード１０４ａ及び誘導モータ１１ａに対応して設けられ、モータコントローラ１３ｂがブレード１０４ｂ及び誘導モータ１１ｂに対応して設けられ、モータコントローラ１３ｃがブレード１０４ｃ及び誘導モータ１１ｃに対応して設けられている。各モータコントローラ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、インターフェイス回路、各誘導モータ１１へ供給する電力を制御するパワーモジュール部、メモリ等を備えて構成されている。そして、各モータコントローラ１３は、ピッチコントローラ５０に対して通信ライン５１を介して通信可能に接続されるとともに、誘導モータ１１及びバッテリ１２に対しても通信可能に接続されている。

また、各モータコントローラ１３は、停電或いは電力供給系統の設備故障や異常が発生していない状態である通常運転時に電力を供給する外部の電源である常用電源１１１に接続されて電力を供給されるように構成されている。そして、各モータコントローラ１３においては、例えば、パワーモジュール部は、常用電源１１１から供給される直流電力を交流電力に変換して各誘導モータ１１への供給電力及び各誘導モータ１１の回転を制御するインバータ回路として構成されている。尚、本実施形態では、常用電源１１１は、例えば、外部の交流電源からの電力が図示しない整流器にて直流に整流された直流電力を供給する電力供給系統として構成されている。この常用電源１１１に対して整流器を介して電力を供給する外部の交流電源は、例えば、後述の直入電源１１２であってもよく、また、直入電源１１２とは独立して構成された外部の交流電源であってもよい。

また、各モータコントローラ１３は、常用電源１１１からの電力の各バッテリ１２への蓄電と各バッテリ１２に蓄電された電力の各誘導モータ１１への放電とを制御するように構成されている。即ち、モータコントローラ１３ａはバッテリ１２ａの蓄電と放電とを制御し、モータコントローラ１３ｂはバッテリ１２ｂの蓄電と放電とを制御し、モータコントローラ１３ｃは、バッテリ１２ｃの蓄電と放電とを制御する。また、各モータコントローラ１３は、ピッチコントローラ１３から送信された前述の制御信号を通信ライン５１を介して受信し、この制御信号に基づいて各誘導モータ１１の運転を制御する。即ち、ピッチコントローラ１３からの制御信号に基づいて、モータコントローラ１３ａは誘導モータ１１ａを制御し、モータコントローラ１３ｂは誘導モータ１１ｂを制御し、モータコントローラ１３ｃは誘導モータ１１ｃを制御する。

そして、各モータコントローラ１３は、停電や設備故障発生などによる常用電源１１１の電力供給能力の喪失時には、各バッテリ１２から供給される電力によって、ピッチコントローラ１３からの制御信号に基づいて各誘導モータ１１を制御して各ブレード１０４のピッチ制御を継続するように構成されている。また、各モータコントローラ１３は、後述する各バッテリ残量検出器１５の検出結果に基づいて、各バッテリ１２の電力により、各ブレード１０４が受ける風圧を低減する方向に変更するよう各ブレード１０４のピッチ角を制御可能にも構成されている。即ち、各モータコントローラ１３は、各バッテリ１２の電力によって、各ブレード１０４が受ける風圧が低減される方向にピッチ角を変更するフェザリングが行われるように、各誘導モータ１１を回転可能に構成されている。尚、各モータコントローラ１３の制御によって各誘導モータ１１の上記回転動作が行われた場合、各誘導モータ１１は、フェザリングの状態となる所定の回転角度位置（フェザ位置）で停止されることになる。また、このフェザリングが行われた状態（各誘導モータ１１がフェザ位置で停止した状態）では、各ブレード１０４が風圧をほとんど受けることがないように、風の方向に対して各ブレード１０４の羽部１０５ｂの翼面が平行な状態でブレード１０４のピッチ角が固定されることになる。

尚、各モータコントローラ１３において、ピッチコントローラ５０からの制御信号の受信や各誘導モータ１１及び各バッテリ１２への指令信号の送信は、インターフェイス回路を通じて行われる。また、各モータコントローラ１３におけるメモリには、各バッテリ１２の蓄電及び放電や各誘導モータ１１の運転を制御するモータコントローラ１３としての処理を行うためのプログラムが記憶されており、ＣＰＵにより読み出されて実行される。

図３に示すエンコーダ１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）は、前述のように、３つ設けられ、各誘導モータ１１のそれぞれに対応して（即ち、各ブレード１４のそれぞれに対応して）設けられ、各誘導モータ１１の回転数を検出可能に（各誘導モータ１１の回転角度、回転速度も検出可能に）構成されている。即ち、エンコーダ１４ａがブレード１０４ａの駆動用の誘導モータ１１ａの回転数を検出するように設けられ、エンコーダ１４ｂがブレード１０４ｂの駆動用の誘導モータ１１ｂの回転数を検出するように設けられ、エンコーダ１４ｃがブレード１０４ｃの駆動用の誘導モータ１１ｃの回転数を検出するように設けられている。

また、各エンコーダ１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）は、各誘導モータ１１の回転数の検出結果に基づいて各ブレード１０４（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ）のピッチ角を検出する本実施形態のピッチ角検出器を構成している。前述したフェザリングが行われる際には、ピッチ角検出器としての各エンコーダ１４での検出結果に基づいて、各誘導モータ１１は、フェザリングの状態となる所定の回転角度位置（フェザ位置）で停止されることになる。尚、本実施形態では、ピッチ角検出器がエンコーダ１４として構成されている形態を例示しているが、この通りでなくてもよい。ピッチ角検出器は、例えば、フェザ位置に配置されてそのフェザ位置となるピッチ角を検出するリミットスイッチとして構成される形態であってもよい。また、ピッチ角検出器は、各ブレード１０４の軸部１０５ａの近傍に配置されて軸部１０５ａに形成されたギアと噛み合うことでフェザ位置となるピッチ角を検出するギアユニットとして構成される形態であってもよい。

図３に示す各バッテリ残量検出器１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）は、前述のように、３つ設けられ、各バッテリ１２のそれぞれに設置されている。このバッテリ残量検出器１５は、各バッテリ１２における電力残量を検出する検出器として構成されている。即ち、バッテリ残量検出器１５ａがバッテリ１２ａに設置されてその残量を検出し、バッテリ残量検出器１５ｂがバッテリ１２ｂに設置されてその残量を検出し、バッテリ残量検出器１５ｃがバッテリ１２ｃに設置されてその残量を検出するように設けられている。また、各バッテリ残量検出器１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）は、各バッテリ１２の電力残量を検出することで各バッテリ１２の作動状態を監視する本実施形態の蓄電器作動監視部を構成している。また、バッテリ残量検出器１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）は、本実施形態における蓄電器残量検出器も構成している。尚、蓄電器としてコンデンサ又はキャパシタが設けられる形態においては、蓄電器作動監視部及び蓄電器残量検出器として、コンデンサ残量検出器又はキャパシタ残量検出器が備えられることになる。

また、ピッチ制御装置１においては、蓄電器作動監視部の監視結果に基づいて、即ち、バッテリ残量検出器１５の検出結果に基づいて、ブレード１０４のピッチ角を風圧が低減される方向に変更させる制御が行われ、フェザリングが行われる。そして、ピッチ制御装置１は、このフェザリングの制御が、常用電源１１１の電力供給能力の喪失時に各モータコントローラ１３が各バッテリ１２から供給される電力によってピッチ制御を継続しているときに、いずれかのバッテリ残量検出器１５で検出された電力残量が所定値以下となると行われるように構成されている。即ち、このフェザリングの制御は、バッテリ残量検出器１５での検出結果に基づいて、各モータコントローラ１３が各誘導モータ１１を制御することで行われる。

図３に示す通常駆動ライン１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）は、前述のように３つ設けられ、各誘導モータ１１のそれぞれに対応して（即ち、各ブレード１０４のそれぞれに対応して）設けられている。そして、通常駆動ライン１６ａは、モータコントローラ１３ａと誘導モータ１１ａとを接続し、通常運転時に誘導モータ１１ａに電力を供給可能な電力供給ラインとして設けられている。また、通常駆動ライン１６ｂは、モータコントローラ１３ｂと誘導モータ１１ｂとを接続し、通常運転時に誘導モータ１１ｂに電力を供給可能な電力供給ラインとして設けられている。また、通常駆動ライン１６ｃは、モータコントローラ１３ｃと誘導モータ１１ｃとを接続し、通常運転時に誘導モータ１１ｃに電力を供給可能な電力供給ラインとして設けられている。

図３に示す直接駆動ライン１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）は、前述のように３つ設けられ、各誘導モータ１１のそれぞれに対応して（即ち、各ブレード１０４のそれぞれに対応して）設けられている。そして、直接駆動ライン１７ａは、常用電源１１１とは異なる電源であって外部の交流電源として設けられた直入電源１１２と誘導モータ１１ａとを通常駆動ライン１６ａを介して接続し、直入電源１１２からの交流電力を誘導モータ１１ａへ供給して誘導モータ１１ａを駆動可能な電力供給ラインとして設けられている。また、直接駆動ライン１７ｂは、直入電源１１２と誘導モータ１１ｂとを通常駆動ライン１６ｂを介して接続し、直入電源１１２からの交流電力を誘導モータ１１ｂへ供給して誘導モータ１１ｂを駆動可能な電力供給ラインとして設けられている。また、直接駆動ライン１７ｃは、直入電源１１２と誘導モータ１１ｃとを通常駆動ライン１６ｃを介して接続し、直入電源１１２からの交流電力を誘導モータ１１ｃへ供給して誘導モータ１１ｃを駆動可能な電力供給ラインとして設けられている。

図３に示す通常駆動用スイッチ１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）は、前述のように３つ設けられ、各通常駆動ライン１６のそれぞれに対応して（即ち、各ブレード１０４のそれぞれに対応して）設けられている。そして、通常駆動用スイッチ１８ａは、通常駆動ライン１６ａに設けられてモータコントローラ１３ａと誘導モータ１１ａとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能なスイッチとして設けられている。また、通常駆動用スイッチ１８ｂは、通常駆動ライン１６ｂに設けられてモータコントローラ１３ｂと誘導モータ１１ｂとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能なスイッチとして設けられている。また、通常駆動用スイッチ１８ｃは、通常駆動ライン１６ｃに設けられてモータコントローラ１３ｃと誘導モータ１１ｃとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能なスイッチとして設けられている。尚、これらの通常駆動スイッチ１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）は、例えば、複数のモータコントローラ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）のいずれかからの指令信号に基づいて接続状態及び遮断状態のいずれかに切り替えられるように構成されている。

図３に示す直接駆動用スイッチ１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）は、前述のように３つ設けられ、各直接駆動ライン１７のそれぞれに対応して（即ち、各ブレード１０４のそれぞれに対応して）設けられている。そして、直接駆動用スイッチ１９ａは、直接駆動ライン１７ａに設けられて直入電源１１２と誘導モータ１１ａとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能なスイッチとして設けられている。また、直接駆動用スイッチ１９ｂは、直接駆動ライン１７ｂに設けられて直入電源１１２と誘導モータ１１ｂとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能なスイッチとして設けられている。また、直接駆動用スイッチ１９ｃは、直接駆動ライン１７ｃに設けられて直入電源１１２と誘導モータ１１ｃとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能なスイッチとして設けられている。尚、これらの直接駆動スイッチ１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）は、例えば、複数のモータコントローラ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）のいずれかからの指令信号に基づいて接続状態及び遮断状態のいずれかに切り替えられるように構成されている。

図３に示す共通直接駆動ライン２０は、直入電源１１２を複数の直接駆動ライン１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）に接続する電力供給ラインとして設けられている。これにより、複数の直接駆動ライン１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）は、同一の直入電源１１２に対して、共通して設けられた共通直接駆動ライン２０を介して接続されるように構成されている。そして、共通直接駆動ライン２０には、直入電源用スイッチ２１が設けられている。この直入電源用スイッチ２１は、直入電源１１２と各直接駆動ライン１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）との間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能なスイッチとして構成されている。尚、直入電源用スイッチ２１は、例えば、複数のモータコントローラ１３のうちの少なくともいずれかの指令信号に基づいて接続状態及び遮断状態のいずれかに切り替えられるように構成されている。

図３に示す常用電源ライン２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）は、前述のように３つ設けられ、常用電源１１１からの電力を複数のモータコントローラ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）に供給するように各モータコントローラ１３のそれぞれに接続された電力供給ラインとして設けられている。即ち、常用電源ライン２２ａは、モータコントローラ１３ａに接続されてこのモータコントローラ１３ａに電力を供給するように構成されている。また、常用電源ライン２２ｂは、モータコントローラ１３ｂに接続されてこのモータコントローラ１３ｂに電力を供給するように構成されている。また、常用電源ライン２２ｃは、モータコントローラ１３ｃに接続されてこのモータコントローラ１３ｃに電力を供給するように構成されている。

図３に示す共通常用電源ライン２３は、常用電源１１１を複数の常用電源ライン２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）に接続する電力供給ラインとして設けられている。これにより、複数の常用電源ライン２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）は、同一の常用電源１１１に対して、共通して設けられた共通常用電源ライン２３を介して接続されるように構成されている。

図３に示す独立駆動用スイッチ２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）、は、前述のように３つ設けられ、複数の通常駆動ライン１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）のそれぞれに設けられている。独立駆動用スイッチ２４ａは、通常駆動ライン１６ａにおいて通常駆動用スイッチ１８ａと誘導モータ１１ａとの間に設けられるとともに、通常駆動用スイッチ１８ａと誘導モータ１１ａとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能なスイッチとして設けられている。そして、直接駆動ライン１７ａが、通常駆動ライン１６ａに対して、通常駆動用スイッチ１８ａと独立駆動用スイッチ２４ａとの間において接続している。また、独立駆動用スイッチ２４ｂは、通常駆動ライン１６ｂにおいて通常駆動用スイッチ１８ｂと誘導モータ１１ｂとの間に設けられるとともに、通常駆動用スイッチ１８ｂと誘導モータ１１ｂとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能なスイッチとして設けられている。そして、直接駆動ライン１７ｂが、通常駆動ライン１６ｂに対して、通常駆動用スイッチ１８ｂと独立駆動用スイッチ２４ｂとの間において接続している。また、独立駆動用スイッチ２４ｃは、通常駆動ライン１６ｃにおいて通常駆動用スイッチ１８ｃと誘導モータ１１ｃとの間に設けられるとともに、通常駆動用スイッチ１８ｃと誘導モータ１１ｃとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能なスイッチとして設けられている。そして、直接駆動ライン１７ｃが、通常駆動ライン１６ｃに対して、通常駆動用スイッチ１８ｃと独立駆動用スイッチ２４ｃとの間において接続している。尚、これらの独立駆動用スイッチ２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）は、例えば、複数のモータコントローラ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）のいずれかからの指令信号に基づいて接続状態及び遮断状態のいずれかに切り替えられるように構成されている。

次に、上述したピッチ制御装置１の作動について説明する。常用電源１１１において停電或いは設備故障や異常が発生していない通常運転時においては、直入電源用スイッチ２１が遮断され、各通常駆動用スイッチ１８及び各独立駆動用スイッチ２４が接続した状態となっている。そして、共通常用電源ライン２３、各常用電源ライン２２、各モータコントローラ１３、及び各通常駆動ライン１６を介して、常用電源１１１からの電力が各誘導モータ１１に供給される。また、ピッチコントロー５０からの制御信号に基づいて、各モータコントローラ１３が、常用電源１１１から供給される電力によって各誘導モータ１３を制御し、各ピッチ駆動装置１０８が駆動される。これにより、各ブレード１０４が受けている風圧に応じたピッチ角となるように、ピッチ制御装置１によって各ブレード１０４のピッチ制御が行われる。

一方、常用電源１１１において停電或いは設備故障や異常が発生し、常用電源１１１の電力供給能力の喪失が発生したときには、各バッテリ１２の電力が、各モータコントローラ１３及び各通常駆動ライン１６を介して、各誘導モータ１１に供給される。そして、ピッチコントロー５０からの制御信号に基づいて、各モータコントローラ１３が、各バッテリ１２から供給される電力によって各誘導モータ１１を制御し、ピッチ制御が継続される。このため、ピッチ制御装置１によると、常用電源１１１の電力供給能力の喪失時であっても発電を継続することができる。

そして、常用電源１１１の電力供給能力の喪失が発生してバッテリ１２からの電力でピッチ制御が継続されているときにバッテリ残量検出器１５のいずれかにおいて電力残量が所定位置以下となったことが検出されると、フェザリングが行われる。即ち、蓄電器作動監視部であるバッテリ残量検出器１５の監視結果に基づいて、各モータコントローラ１３が、各バッテリ１２から供給される電力によって各誘導モータ１１を制御し、各ブレード１０４が受ける風圧が低減される方向にピッチ角を変更するフェザリングが行われることになる。これにより、ブレード１０４及びハブ１０３の回転速度の異常な上昇による風車１００の破損が防止されることになる。また、ピッチ制御装置１によると、バッテリ残量検出器１５にて電力残量が所定位置以下となったことが検出されるとフェザリングが行われるため、バッテリ１２の電力が不足してフェザリングが不能となってしまう前にフェザリングが行われるようにする構成を容易に実現することができる。

また、ピッチ制御装置１においては、常用電源１１１の電力供給能力の喪失が発生してバッテリ１２からの電力でピッチ制御が継続されているときに、バッテリ残量検出器１５にて検出される電力残量が急激に或いは突発的に上記の所定値よりも更に少ない所定の下限値以下となったことが検出されると、直入電源１１２の電力によってフェザリングが行われる。即ち、バッテリ１２の電力によってフェザリング可能な電力残量状態を急激に或いは突発的に下回る電力残量となるようなバッテリ１２の能力低下やバッテリ１２の異常が発生すると、バッテリ１２の電力によってではなく、直入電源１１２の電力によってフェザリングが行われる。この場合、各モータコントローラ１３からの指令信号に基づいて、各通常駆動用スイッチ１８が遮断状態に切り替えられ、次いで、直入電源用スイッチ２１及び各直接駆動用スイッチ１９が接続状態に切り替えられる。尚、各独立駆動用スイッチ２４は接続状態が維持される。

上記により、直入電源１１２の電力によって、各ブレード１０４が受ける風圧が低減される方向にピッチ角が変更されるフェザリングが行われる。そして、ピッチ角検出器である各エンコーダ１４の検出結果に基づいて、各ブレード１０４のピッチ角を変更するフェザリング動作を所定の位置で停止させ、フェザリングを完了させることができる。よって、ピッチ制御装置１によると、直入電源１１２の電力によってもフェザリングできるため、バッテリ１２の電力によってピッチ制御が行われているときにバッテリ１２の能力低下やバッテリ１２の異常が発生した場合であっても、フェザリングを行うことができる。

また、ピッチ制御装置１においては、複数のモータコントローラ１３のうちのいずれかに異常が発生したときに、異常が発生したモータコントローラ１３である異常コントローラとは別の他の正常なモータコントローラ１３である正常コントローラによって、異常コントローラが対応するブレード１０４のピッチ制御が行われる。例えば、通常運転時において又はバッテリ１２の電力によってピッチ制御が行われているときにおいて、モータコントローラ１３ａ（異常コントローラ）に異常が発生した場合、正常コントローラであるモータコントローラ１３ｂ又はモータコントローラ１３ｃによってブレード１０４ａのピッチ制御が行われる。同様に、モータコントローラ１３ｂ又は１３ｃに異常が発生した場合であればその異常が発生したモータコントローラ１３ｂ又は１３ｃ以外の他の２つのモータコントローラ１３のいずれかによってブレード１０４ｂ又は１０４ｃのピッチ制御が行われる。また、２つのモータコントローラ（例えば、１３ａ、１３ｂ）に異常が発生した場合、正常コントローラである残りのモータコントローラ（例えば、１３ｃ）によってブレード（この例の場合は、１０４ａ、１０４ｂ）のピッチ制御が行われる。尚、上記のように異常コントローラに対応するブレード１０４のピッチ制御が正常コントローラによって行われる場合、正常コントローラに対応するブレード１０４のピッチ制御も同時に正常コントローラによって行われる。

ここで、ピッチ制御装置１において、上記のように異常コントローラに対応するブレード１０４のピッチ制御が正常コントローラによって行われる場合について、更に詳しく説明する。ここでは、モータコントローラ１３ａに異常が発生し、モータコントローラ１３ｂによってブレード１０４ａのピッチ制御が行われる場合を例にとって説明し、他の場合については、同様であるため、説明を省略する。

上記の例の場合、まず、直入電源用スイッチ２１の遮断状態が維持されたままで、正常コントローラであるモータコントローラ１３ｂ及びブレード１０４ｂに対応する通常駆動用スイッチ１８ｂの接続状態が維持される。そして、直接駆動用スイッチ１９ｂが接続状態に切り替えられる。一方、異常コントローラであるモータコントローラ１３ａ及びブレード１０４ａに対応する通常駆動用スイッチ１８ａが遮断状態に切り替えられ、直接駆動用スイッチ１９ａが接続状態に切り替えられる。尚、独立駆動用スイッチ２４ａ及び２４ｂの接続状態は維持されている。これにより、通常駆動ライン１６ｂ、通常駆動スイッチ１８ｂ及び独立駆動用スイッチ２４ａと、直接駆動ライン１７ｂ及び直接駆動用スイッチ１９ｂと、共通直接駆動ライン２０と、直接駆動ライン１７ａ及び直接駆動用スイッチ１９ａと、通常駆動ライン１６ａ及び独立駆動用スイッチ２４ａとを介して、モータコントローラ１３ｂに供給された電力を誘導モータ１４ａ及び１４ｂの両方に供給する回路を構成することができる。

上記により、１つのブレード１０４ｂに対応する正常コントローラであるモータコントローラ１４ｂによって、異常コントローラであるモータコントローラ１３ａが対応する他のブレード１０４ａのピッチ角を変更するための誘導モータ１１ａも制御することができる。よって、常用電源１１１の電力供給能力の喪失時に直入電源１１２の電力によってフェザリングを行うことができるピッチ制御装置１において、複数のモータコントローラ１３のいずれかに異常が発生した場合であっても他の正常なモータコントローラ１３によってピッチ制御を継続して発電を継続することができる。

以上説明したように、本実施形態によると、フェザリングを行うことができるとともに、常用電源１１１の電力供給能力の喪失時であっても発電を継続することができる、風車用ピッチ制御装置１を提供することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係る風車用ピッチ制御装置２（以下、単に「ピッチ制御装置２」ともいう）を示すブロック図である。図５に示すピッチ制御装置２は、第１実施形態のピッチ制御装置１と同様に、風車１００に対して適用される。そして、ピッチ制御装置２は、第１実施形態と同様に構成され、ピッチ制御装置１と同様の要素を備えて構成されている。但し、ピッチ制御装置２は、常用電源用スイッチ２５が更に設けられている点と、ピッチ角検出器であるエンコーダ１４からモータコントローラ１３に対して信号を送信するための構成に関する点とにおいて、第１実施形態のピッチ制御装置１とは異なっている。尚、以下の説明においては、第１実施形態と同様の構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、説明を省略し、第１実施形態とは構成の異なる点について説明する。

図５に示すように、ピッチ制御装置２においては、共通常用電源ライン２３には、常用電源用スイッチ２５が設けられている。この常用電源用スイッチ２５は、常用電源１１１と各常用電源ライン２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）との間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能なスイッチとして構成されている。尚、常用電源用スイッチ２５は、例えば、複数のモータコントローラ１３のうちの少なくともいずれかの指令信号に基づいて接続状態及び遮断状態のいずれかに切り替えられるように構成されている。

また、図５に示すように、ピッチ制御装置２においては、複数のエンコーダ（ピッチ角検出器）１４のそれぞれは、複数のモータコントローラ１３のいずれに対しても検出結果の信号を送信可能に接続されている。即ち、エンコーダ１４ａは、ピッチ角検出信号ライン２６を介してモータコントローラ１３ａに検出結果の信号を送信可能に接続されるとともに、ピッチ角検出信号ライン２７を介してモータコントローラ１３ｂに検出結果の信号を送信可能に接続され、更に、ピッチ角検出信号ライン２８を介してモータコントローラ１３ｃに検出結果の信号を送信可能に接続されている。尚、図５では図示を省略しているが、同様に、エンコーダ１４ｂ及び１４ｃのそれぞれについても、ピッチ角検出信号ライン２６（図示省略）を介してモータコントローラ１３ａに検出結果の信号を送信可能に接続されるとともに、ピッチ角検出信号ライン２７（図示省略）を介してモータコントローラ１３ｂに検出結果の信号を送信可能に接続され、更に、ピッチ角検出信号ライン２８（図示省略）を介してモータコントローラ１３ｃに検出結果の信号を送信可能に接続されている。

次に、上述したピッチ制御装置２の作動について説明する。ピッチ制御装置２は、常用電源１１１において停電或いは設備故障や異常が発生していない通常運転時においては、第１実施形態のピッチ制御装置１と同様に作動する。即ち、この場合、ピッチコントロー５０からの制御信号に基づいて、各モータコントローラ１３が、常用電源１１１から供給される電力によって各誘導モータ１１を制御し、各ブレード１０４のピッチ制御が行われる。

そして、常用電源１１１において停電或いは設備故障や異常が発生し、常用電源１１１の電力供給能力の喪失が発生したときにおいても、ピッチ制御装置２は、第１実施形態のピッチ制御装置１と同様に作動する。即ち、この場合、ピッチコントロー５０からの制御信号に基づいて、各モータコントローラ１３が、各バッテリ１２から供給される電力によって各誘導モータ１１を制御し、ピッチ制御が継続される。これにより、常用電源１１１の電力供給能力の喪失時であっても発電が継続される。

また、ピッチ制御装置２においては、常用電源１１１の電力供給能力の喪失が発生してバッテリ１２からの電力でピッチ制御が継続されているときにバッテリ残量検出器１５のいずれかにおいて電力残量が所定位置以下となったことが検出されると、第１実施形態と同様に、フェザリングが行われる。このため、ブレード１０４及びハブ１０３の回転速度の異常な上昇による風車１００の破損が防止されることになる。そして、バッテリ１２の電力が不足してフェザリングが不能となってしまう前にフェザリングを行うことができる。

また、ピッチ制御装置２においては、常用電源１１１の電力供給能力の喪失が発生してバッテリ１２からの電力でピッチ制御が継続されているときに、バッテリ１２の電力によってフェザリング可能な電力残量状態を急激に或いは突発的に下回る電力残量となるようなバッテリ１２の能力低下やバッテリ１２の異常が発生すると、第１実施形態と同様に、フェザリングが行われる。即ち、第１実施形態と同様に所定のスイッチ（１８、１９、２１）が切り替えられ、バッテリ１２の電力によってではなく、直入電源１１２の電力によってフェザリングが行われる。このため、バッテリ１２の電力によってピッチ制御が行われているときにバッテリ１２の能力低下やバッテリ１２の異常が発生した場合であっても、フェザリングを行うことができる。

従って、本実施形態によると、第１実施形態と同様に、フェザリングを行うことができるとともに、常用電源１１１の電力供給能力の喪失時であっても発電を継続することができる、風車用ピッチ制御装置２を提供することができる。

一方、ピッチ制御装置２では、第１実施形態のピッチ制御装置１と異なり、共通常用電源ライン２３に常用電源用スイッチ２５が設けられる。このため、常用電源１１１の電力供給能力の喪失が発生してバッテリ１２からの電力でピッチ制御が継続されているときに、モータコントローラ（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）のいずれかに対応するバッテリ（１２ａ、１２ｂ、１２ｃのいずれか）における電力残量が少なくなった場合であっても、他のモータコントローラ１３に対応するバッテリ１２の電力で補うことができる。

例えば、モータコントローラ１３ａに対応するバッテリ１２ａの電力残量が少なくなった場合であれば、モータコントローラ１３ａからの指令信号に基づいて、常用電源用スイッチ２５が遮断状態に切り替えられる。これにより、モータコントローラ（１３ｂ、１３ｃ）に対応するバッテリ（１２ｂ、１２ｃ）からモータコントローラ１３ａに対応するバッテリ１２ａに対して、各常用電源ライン（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）及び共通常用電源ライン２３を介して、電力を供給することができる。即ち、モータコントローラ１３ａに対応するバッテリ１２ａにおける電力残量が少なくなった場合であっても、他のモータコントローラ（１３ｂ、１３ｃ）に対応するバッテリ（１２ｂ、１２ｃ）の電力で補うことができる。

上記においては、モータコントローラ１３ａに対応するバッテリ１２ａの電力残量が少なくなった場合を例にとって説明したが、モータコントローラ（１３ｂ、１３ｃ）に対応するバッテリ（１２ｂ、１２ｃ）の電力残量が少なくなった場合も同様となる。また、ピッチ制御装置２によると、いずれかのモータコントローラ１３に対応するバッテリ１２の電力残量が少なくなった場合であっても、他のバッテリ１２の電力で補うことができるため、各ブレード１０４の独立したピッチ制御を維持することができる。

また、ピッチ制御装置２では、第１実施形態のピッチ制御装置１と異なり、複数のモータコントローラ１３のうちのいずれかに異常が発生したときに、異常が発生したモータコントローラ１３である異常コントローラとは別の他の正常なモータコントローラ１３である正常コントローラによって、各ブレード１０４のピッチ制御が独立して行われる。即ち、ピッチ制御装置２では、各ブレード１０４に対応する各エンコーダ１４の検出結果が、複数のモータコントローラ１３のいずれに対しても送信され、各通常駆動用ライン１６における直接駆動ライン１７及び通常駆動用スイッチ１８と電動モータ１１との間には独立駆動用スイッチ２４が設けられている。そして、複数のモータコントローラ１３のうちのいずれかに異常が発生したときに、正常コントローラによって、正常コントローラが対応するブレード１０４のピッチ制御と異常コントローラが対応するブレード１０４のピッチ制御とが、正常コントローラに対応する独立駆動用スイッチ２４及び異常コントローラに対応する独立駆動用スイッチ２４が切り替えられることで、独立して行われる。

上記の形態の具体例について、通常運転時において又はバッテリ１２の電力によってピッチ制御が行われているときにおいて、モータコントローラ１３ａに異常が発生し、モータコントローラ１３ｂによってブレード１０４ａのピッチ制御が行われる場合を例にとって説明する。

上記の例の場合、まず、直入電源用スイッチ２１の遮断状態が維持されたままで、正常コントローラであるモータコントローラ１３ｂ及びブレード１０４ｂに対応する通常駆動用スイッチ１８ｂの接続状態が維持される。そして、直接駆動用スイッチ１９ｂが接続状態に切り替えられる。一方、異常コントローラであるモータコントローラ１３ａ及びブレード１０４ａに対応する通常駆動用スイッチ１８ａが遮断状態に切り替えられ、直接駆動用スイッチ１９ａが接続状態に切り替えられる。そして、モータコントローラ１３ｂからの指令信号に基づいて、独立駆動用スイッチ２４ａ及び２４ｂの接続状態及び遮断状態が交互に切り替えられる。即ち、独立駆動用スイッチ２４ａが接続状態のときに独立駆動用スイッチ２４ｂが遮断状態に設定され、独立駆動用スイッチ２４ａが遮断状態のときに独立駆動用スイッチ２４ｂが接続状態に設定されるように、独立駆動用スイッチ２４ａ及び２４ｂの接続状態及び遮断状態が交互に切り替えられる。

上記により、エンコーダ（１４ａ、１４ｂ）の検出結果の信号を受信するモータコントローラ１３ｂの制御に基づいて、誘導モータ１４ａ及び誘導モータ１４ｂに対して電力が交互に供給され、各ブレード（１０４ａ、１０４ｂ）のピッチ制御が交互に行われる。即ち、正常コントローラであるモータコントローラ１３ｂによって、このモータコントローラ１３ｂが対応するブレード１０４ｂのピッチ制御と異常コントローラであるモータコントローラ１３ａが対応するブレード１０４ａのピッチ制御とが、独立駆動用スイッチ（２４ａ、２４ｂ）の切り替えが行われることで、独立して行われる。尚、上記で例示した場合に限らず、他の場合についても同様に、各ブレード１０４のピッチ制御が独立して行われることになる。従って、本実施形態によると、常用電源１１１の電力供給能力の喪失時に直入電源１１２の電力によってフェザリングを行うことができるピッチ制御装置２において、複数のモータコントローラ１３のいずれかに異常が発生した場合であっても他の正常なモータコントローラ１３によって各ブレード１０４の独立したピッチ制御を継続でき、発電を継続することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のように変更して実施することができる。

（１）第１及び第２実施形態では、蓄電器作動監視部が蓄電器に設置された蓄電器残量検出器として構成された形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。即ち、蓄電器作動監視部は、蓄電器とは別個の筐体に設けられるものであってもよく、また、蓄電器における電力残量以外の作動状態を監視するように構成される形態であってもよい。また、本実施形態では、モータコントローラからの指令信号に基づいてフェザリングの制御が行われる形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、モータコントローラ以外のコントローラが更に備えられて、このコントローラによってフェザリングの制御が行われる形態であってもよい。

（２）第１及び第２実施形態では、各モータコントローラに対応して蓄電器がそれぞれ設けられる形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。各蓄電器が各モータコントローラとは別個に設置される形態であってもよく、また、１つにまとめられた蓄電器として構成される形態であってもよい。

（３）第１及び第２実施形態では、各直接駆動ラインが直入電源と各電動モータとを通常駆動ラインを介して接続する形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、各直接駆動ラインが直入電源と各電動モータとを直接に接続する形態であってもよい。

（４）第１及び第２実施形態では、ピッチ駆動装置に連結される電動モータが誘導モータとして構成された形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、電動モータが、ブラシ付直流モータ、ブラシレスモータ、同期モータ、等として構成される形態であってもよい。この場合、常用電源、直入電源、モータコントローラにおけるパワーモジュール部の形態は、電動モータの形態に応じて変更されることになる。尚、上記電動モータとして直流モータが用いられる場合は、電動モータ自体のメンテナンス性の低下や外径の大型化、応答性能の低下といった問題が考慮されることが望ましい。また、上記電動モータとしてブラシレスモータが用いられる場合は、電動モータのメンテナンス性は良好であるものの、駆動用のコントローラが更に必要となってしまうという問題が考慮されることが望ましい。

本発明は、風車の主軸部に対して回転可能に設けられた風車のブレードのピッチ角の変更を行うピッチ駆動装置に連結された電動モータに対して電力を印加可能な蓄電器を有し、蓄電器の電力により、ブレードが受ける風圧を低減する方向に変更するようブレードのピッチ角を制御可能な風車用ピッチ制御装置として、広く適用することができるものである。

１ 風車用ピッチ制御装置
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 誘導モータ（電動モータ）
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ バッテリ（蓄電器）
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ モータコントローラ
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ バッテリ残量検出器（蓄電器作動監視部、蓄電器残量検出器）
１００ 風車
１０３ ハブ（主軸部）
１０４ ブレード
１０８ ピッチ駆動装置

Claims (7)

1. 風車の主軸部に対して回転可能に設けられた風車のブレードのピッチ角の変更を行うピッチ駆動装置に連結された電動モータに対して電力を印加可能な蓄電器を有し、前記蓄電器の電力により、前記ブレードが受ける風圧を低減する方向に変更するよう当該ブレードのピッチ角を制御可能な風車用ピッチ制御装置であって、
   前記蓄電器の蓄電と放電とを制御するとともに、前記ブレードのピッチ角を変更するピッチ制御のための制御信号を送信するピッチコントローラからの前記制御信号に基づいて前記電動モータを制御するモータコントローラと、
   前記蓄電器の作動状態を監視する蓄電器作動監視部と、
   を備え、
   前記モータコントローラは、通常運転時に電力を供給する電源である常用電源に接続されて電力を供給され、前記常用電源の電力供給能力の喪失時には、前記蓄電器から供給される電力によって、前記制御信号に基づいて前記電動モータを制御して前記ピッチ制御を継続し、
   前記蓄電器作動監視部の監視結果に基づいて、前記ブレードのピッチ角を風圧が低減される方向に変更させる制御が行われることを特徴とする、風車用ピッチ制御装置。
2. 請求項１に記載の風車用ピッチ制御装置であって、
   風車において複数設けられた前記ブレードのそれぞれに対応するように前記モータコントローラが複数設けられ、
   複数の前記モータコントローラのうちのいずれかに異常が発生したときに、異常が発生した前記モータコントローラである異常コントローラとは別の他の正常な前記モータコントローラである正常コントローラによって、前記異常コントローラが対応する前記ブレードの前記ピッチ制御が行われることを特徴とする、風車用ピッチ制御装置。
3. 請求項１に記載のピッチ制御装置であって、
   前記電動モータは、誘導モータとして設けられ、
   前記モータコントローラと前記電動モータとを接続し、通常運転時に当該電動モータに電力を供給可能な通常駆動ラインと、
   前記常用電源とは異なる電源であって交流電源として設けられた直入電源と前記電動モータとを直接に又は前記通常駆動ラインを介して接続し、前記直入電源からの電力を前記電動モータへ供給して当該電動モータを駆動可能な直接駆動ラインと、
   前記通常駆動ラインに設けられて前記モータコントローラと前記電動モータとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能な通常駆動用スイッチと、
   前記直接駆動ラインに設けられて前記直入電源と前記電動モータとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能な直接駆動用スイッチと、
   前記ブレードのピッチ角を検出するピッチ角検出器と、
   を更に備えていることを特徴とする、風車用ピッチ制御装置。
4. 請求項３に記載のピッチ制御装置であって、
   風車において複数設けられた前記ブレードのそれぞれに対応するように、前記モータコントローラ、前記ピッチ角検出器、前記直接駆動ライン、前記直接駆動用スイッチ、前記通常駆動ライン、及び前記通常駆動用スイッチのそれぞれが複数設けられ、
   複数の前記直接駆動ラインは、同一の前記直入電源に対して、共通して設けられた共通直接駆動ラインを介して接続され、
   前記共通直接駆動ラインには、前記直入電源と複数の前記直接駆動ラインとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能な直入電源用スイッチが設けられていることを特徴とする、風車用ピッチ制御装置。
5. 請求項４に記載の風車用ピッチ制御装置であって、
   複数の前記通常駆動ラインのそれぞれには、前記通常駆動用スイッチと前記電動モータとの間に設けられるとともに、前記通常駆動用スイッチと前記電動モータとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能な独立駆動用スイッチが設けられ、
   前記直接駆動ラインは、前記通常駆動ラインに対して、前記通常駆動用スイッチと前記独立駆動用スイッチとの間において接続し、
   複数の前記ピッチ角検出器のそれぞれは、複数の前記モータコントローラのいずれに対しても検出結果の信号を送信可能に接続され、
   複数の前記モータコントローラのうちのいずれかに異常が発生したときに、異常が発生した前記モータコントローラである異常コントローラとは別の他の正常な前記モータコントローラである正常コントローラによって、前記正常コントローラが対応する前記ブレードの前記ピッチ制御と、前記異常コントローラが対応する前記ブレードの前記ピッチ制御とが、前記正常コントローラに対応する前記独立駆動用スイッチ及び前記異常コントローラに対応する前記独立駆動用スイッチが切り替えられることで、独立して行われることを特徴とする、風車用ピッチ制御装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の風車用ピッチ制御装置であって、
   前記蓄電器は、複数の前記モータコントローラに対応して複数設けられ、
   前記常用電源からの電力を複数の前記モータコントローラに供給するように当該モータコントローラのそれぞれに接続された常用電源ラインが複数設けられ、
   複数の前記常用電源ラインは、同一の前記常用電源に対して、共通して設けられた共通常用電源ラインを介して接続され、
   前記共通常用電源ラインには、前記常用電源と複数の前記常用電源ラインとの間を接続する状態と遮断する状態とのいずれかの状態に切り替え可能な常用電源用スイッチが設けられていることを特徴とする、風車用ピッチ制御装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の風車用ピッチ制御装置であって、
   前記蓄電器作動監視部として、前記蓄電器における電力残量を検出する蓄電器残量検出器を備え、
   前記モータコントローラが前記蓄電器から供給される電力によって前記ピッチ制御を継続しているときに、前記蓄電器残量検出器で検出された電力残量が所定値以下となると、前記ブレードが受ける風圧を低減する方向に変更するよう当該ブレードのピッチ角を制御することを特徴とする、風車用ピッチ制御装置。

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