JP2013238281A - 風力発電設備の動力伝達系の制御方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】風力発電設備の発電機の動力伝達系に介在されたクラッチの摩擦板の（無駄な）滑りを抑え、その分クラッチの寿命を延ばす。
【解決手段】風力発電設備のブレードから発電機に至る動力伝達系に、摩擦板の押圧力によって滑りトルクを調整可能なクラッチを備えた風力発電設備の動力伝達系の制御方法であって、動力伝達系は、摩擦板の押圧力によって滑りトルクを調整可能なクラッチ１０を備え、該クラッチ１０に入力される軸トルクが所定の許容伝達トルク未満のうちは、該クラッチ１０の摩擦板を連結状態に維持し得る第１押圧力を発生可能な第１圧油Ｐｒ１にて摩擦板を押圧する工程（ステップＳ１２，Ｓ１４）と、摩擦板が滑ったことを検出する工程（ステップＳ１２でＹｅｓ）と、前記摩擦板が滑ったと検出された後に、該摩擦板の押圧力を前記第１押圧力より増大するべくより大きな第２圧油Ｐｒ２にて摩擦板を押圧する工程（ステップＳ２０）と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、風力発電設備の動力伝達系の制御方法および制御装置に関する。

特許文献１に、風力発電設備のブレードから発電機に至る動力伝達系の構成が開示されている。

この動力伝達系１０は、図４に示されるように、風力発電設備のブレード１２の軸１２Ａに連結された増速機１４の出力軸１５と発電機１６の入力軸１７との間に、クラッチ１８を備えている。図５に示されるように、クラッチ１８の摩擦板２０、２１は、増速機１４の出力軸１５に組み込まれており、ばね２４によって発電機側のドラム部２５に取り付けられたセンタプレート２６に押し付けられている。

ばね２４の付勢力は、この特許文献１の開示例では、調節ナット２８の軸方向位置によって調節可能である。すなわち、調節ナット２８の軸方向位置の調節によって「滑りトルク（摩擦板２０、２１が滑り始めるトルク）」を「許容伝達トルク」に設定することができる。この構成により、摩擦板２０、２１は、クラッチ１８に入力される軸トルクが許容伝達トルク未満であるときは連結状態にあり、増速機１４の出力をそのまま発電機１６側に伝達する。

一方、クラッチ１８に入力される軸トルクが前記許容伝達トルクを超えると、摩擦板２０、２１がセンタプレート２６に対して滑り出し、増速機１４の出力軸（クラッチ１８の入力軸）１５は、発電機１６の入力軸（クラッチ１８の出力軸）１７よりも速く回転することができるようになる。この結果、ブレード１２が瞬間的な突風等を受けて増速機１４を含む動力伝達系１０の各部材が過負荷状態となってしまうことが防止されるようになっている。

なお、摩擦板２０、２１の押圧力は、調節ナット２８によって最適な許容伝達トルクで摩擦板２０、２１が滑り出すように一度設定されれば、その状態で固定される（稼働中に可変とされることはない）。

特開平８−２００２０３号公報（図１（Ａ）〜（Ｃ））

上記従来の構成では、クラッチの摩擦板は、（瞬間的な突風により）設定された許容伝達トルクよりも入力される軸トルクが大きくなった時点で滑り始める。しかしながら、一度滑り始めると、当該突風が収まってクラッチに入力されてくる軸トルクが許容軸トルクよりも小さくなっても、（押圧力が不変であるため）摩擦板はそのまま滑り続けるという問題があった。換言するならば、クラッチに入力されてくる軸トルクが許容伝達トルクよりもかなり小さくならないと、クラッチは連結状態に復帰しないため、必要以上に滑りが継続し、摩擦板の寿命が短くなり易いという問題があった。

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、風力発電設備の発電機の動力伝達系に介在されたクラッチの摩擦板の無駄な滑りを抑え、その分クラッチの寿命を延ばすことをその課題としている。

本発明は、風力発電設備のブレードから発電機に至る動力伝達系に、摩擦板の押圧力によって滑りトルクを設定可能なクラッチを備えた風力発電設備の動力伝達系の制御方法であって、前記クラッチに入力される軸トルクが所定の許容伝達トルク未満のうちは、該クラッチの前記摩擦板を連結状態に維持し得る第１押圧力にて、前記摩擦板を押圧する工程と、前記摩擦板が滑ったことを検出する工程と、前記摩擦板が滑ったと検出された後に、該摩擦板の押圧力を前記第１押圧力より増大する工程と、を含むことにより、上記課題を解決したものである。

本発明においては、摩擦板が滑ったことを検出した後に、該摩擦板の押圧力をより増大するようにしている。この押圧力の増大は、摩擦板が滑ったことが検出された直後に行ってもよく、また、後述するように、滑ったことが検出された後、さらに何らかの所定の条件が整ったときに行うようにしてもよい。

これにより、クラッチに入力されてくる軸トルクが必要以上に大きく下がるまで待つことなく、速やかにクラッチの摩擦板を再び連結状態に復帰させることができ、無駄な滑りを防止することにより摩擦板の寿命を増長させることができる。

なお、本発明は、「風力発電設備のブレードから発電機に至る動力伝達系に、摩擦板の押圧力によって滑りトルクを設定可能なクラッチを備えた風力発電設備の動力伝達系の制御装置において、前記クラッチの入力側と出力側の滑りを検出する滑り検出機構と、該滑り検出機構によって前記クラッチの滑りが検出された後に、前記摩擦板の押圧力を増大する制御手段と、を備えたことを特徴とする風力発電設備の動力伝達系の制御装置」と捉えることもできる。

本発明によれば、風力発電設備の発電機の動力伝達系に介在されたクラッチの摩擦板の無駄な滑りを抑え、その分クラッチの寿命を延ばすことができる。

本発明に係る風力発電設備の発電機の動力伝達系の制御方法の実施形態の一例を示すフローチャート 上記動力伝達系におけるクラッチの入力軸の軸トルクを時間軸に沿って示したもので、（Ａ）はクラッチが完全連結された状態のタイムチャート、（Ｂ）は従来のクラッチによる制御が行われたときのタイムチャート、（Ｃ）は上記実施形態の一例に係る制御方法が実施されたときのタイムチャート 上記動力伝達系に介在されているクラッチの構成を模式的に示した断面図 従来の風力発電設備のブレードから発電機に至る動力伝達系を示す概略構成図 上記従来の動力伝達系に組み込まれているクラッチの概略構成図

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

始めに、本発明の実施形態の一例に係る制御方法を実施するために採用された風力発電設備のブレードから発電機に至る動力伝達系のハード構成について説明する。

この風力発電設備（全体は図示略）の動力伝達系３０の基本的な構成は、例えば前述した特許文献１において開示されている動力伝達系１０と特に変わることはない（基本的に、図４を用いて説明した従来のハード構成と同一の構成を採用することができる）。

ただし、この実施形態では、特許文献１において開示されているような、（摩擦板２０、２１がばね２４によって常時同じ押圧力で押圧される）クラッチ１８に代え、例えば図３に例示されているような摩擦板４０が油圧によって押圧される構成のクラッチ３２を採用している。

クラッチ３２は、増速機１４の出力軸１５と発電機１６の入力軸１７側を断切可能に連結するもので、固定体３６、回転体３８、摩擦板４０、押圧機構５０、および油圧制御装置６０を主に備えている。なお、この実施形態では、油圧制御装置６０からの油路６２を確保するため、発電機１６の入力軸１７は、ギヤ７１およびピニオン７２からなる増速セット７４を介して増速機１４の出力軸１５からオフセットした位置に配置してある。なお、図示せぬプーリとベルトの組み合わせとしてもよい。適切な油路が確保できるならば、増速機１４の出力軸１５と発電機１６の入力軸１７は、同軸とされていてもよい。

以下、クラッチ３２の構成についてより具体的に説明すると、固定体３６は、図示せぬケーシング、或いはナセルの構造体（図示略）と一体化されている。増速機１４の出力軸１５（以降、便宜上クラッチ３２の入力軸３２Ａとも称す）は、この固定体３６に軸受７６、７７を介して回転自在に支持されている。回転体３８（以降、便宜上クラッチ３２の出力軸３２Ｂとも称す）は、固定体３６の外周に軸受７８、７９を介して回転自在に支持されている。回転体３８の一部は、固定体３６の軸方向側部を通って、増速機１４の出力軸１５の外周に対向している。

摩擦板４０は、増速機１４の出力軸１５（クラッチ３２の入力軸３２Ａ）に回転方向に固定された状態で軸方向に移動可能に組み込まれた複数（この例では２枚）の入力側摩擦板４１、４２と、回転体３８（クラッチ３２の出力軸３２Ｂ）に回転方向に固定された状態で軸方向に移動可能に組み込まれた複数（この例では３枚）の出力側摩擦板４３〜４５とで構成されている。入力側摩擦板４１、４２と出力側摩擦板４３〜４５は、交互に積層された状態で組み込まれている。出力側摩擦板４３〜４５のうち、最も増速機側の出力側摩擦板４３は、回転体３８の突起部３８Ａによって軸方向増速機側への移動が規制されている。

摩擦板４０の押圧機構５０は、回転体３８の軸方向側部に固定されたシリンダブロック５１と、該シリンダブロック５１のシリンダ５２内で軸方向に移動可能に組み込まれたピストン５４と、該ピストン５４を発電機１６側に付勢するリターンスプリング５５とで主に構成されている。ピストン５４とシリンダブロック５１のシリンダ５２との間にはピストンリング５６が配置され、密閉された油圧室５７が形成されている。油圧室５７には、油圧制御装置６０から送り出される圧油が、油路６２を介して供給される。ピストン５４の増速機側の側面５４Ａは、最も発電機側の出力側摩擦板４５と対向している。ピストン５４は、油圧室５７に供給されてきた圧油によって摩擦板４０側に駆動されることにより、全ての摩擦板４０を、回転体３８の突起部３８Ａとの間で押圧可能である。

油圧制御装置６０は、増速機１４の出力軸１５（クラッチ３２の入力軸３２Ａ）の回転速度センサ８０と回転体３８（クラッチ３２の出力軸３２Ｂ）の回転速度センサ８２からの検出情報（回転速度ＳｐＡ、ＳｐＢ）が入力・比較される演算部６４を備えている。油圧制御装置６０内の演算部６４は、両回転速度センサ８０、８２の検出情報から、クラッチ３２の摩擦板４０の滑り（入力側摩擦板４１、４２と出力側摩擦板４３〜４５の滑り）を検出する。具体的には、演算部６４は、クラッチ３２の入力軸３２Ａの回転速度ＳｐＡとクラッチ３２の出力軸３２Ｂの回転速度ＳｐＢが等しいか否かを判定し、等しくないときに「滑りが発生している」と判定する。すなわち、この実施形態では、両回転速度センサ８０、８２および油圧制御装置６０の演算部６４がクラッチ３２の摩擦板４０の「滑り検出機構」を構成している。

油圧制御装置６０は、演算部６４での摩擦板４０の滑り検出の結果に基づいて、第１油圧を有する第１圧油Ｐｒ１または第１油圧より大きい第２油圧を有する第２圧油Ｐｒ２を調圧・生成し、油路６２を介して該第１圧油Ｐｒ１または第２圧油Ｐｒ２を油圧室５７に供給する。

油圧室５７に第１圧油Ｐｒ１または第２圧油Ｐｒ２を選択的に供給することにより、ピストン５４による摩擦板４０の押圧力を調整・変更することができ、該摩擦板４０の滑りトルクを調整・変更することができる。この実施形態では、第１圧油Ｐｒ１は、「クラッチ３２の摩擦板４０が滑っていないときにおいて、クラッチ３２に入力されてくる軸トルクが許容伝達トルク（増速機１４の許容伝達トルクと捉えてもよい）Ｔｒ１を超えたときに、摩擦板４０が滑り出すような押圧力を該摩擦板４０に対して与え得る圧油」に相当している。また、第２油圧Ｐｒ２は、「クラッチ３２の摩擦板４０が滑っているときにおいて、クラッチ３２に入力されてくる軸トルクが許容伝達トルクＴｒ１を下回ったときに、摩擦板４０が係合できるような押圧力を該摩擦板４０に対して与え得る圧油」に相当している。

次に、図１のフローチャートおよび図２のタイムチャートを合わせて参照しながら、本実施形態の一例に係る風力発電設備の発電機１６の動力伝達系３０の制御方法を詳細に説明する。

図２は、動力伝達系３０における増速機１４の出力軸１５の軸トルク（クラッチ３２に入力される軸トルク）を時間軸に沿って示したもので、（Ａ）はクラッチ３２が完全連結状態で、増速機１４と発電機１６がダイレクトに連結されたままの状態のタイムチャート、（Ｂ）は従来のクラッチ１８による制御が行われたときのタイムチャート、（Ｃ）は本実施形態の一例に係る制御方法が実施されたときのタイムチャートをそれぞれ示している。なお、図２のラインＴｒ１は、許容伝達トルク、ラインＴｒ２は、（増速機１４の）定格トルクである。

図２の（Ａ）、すなわちクラッチ３２が完全連結されている場合、時刻ｔ２で発生したピークトルクＴｒＰは、そのまま増速機１４あるいは発電機１６に掛かってしまい、増速機１４や発電機１６は、瞬間的に非常に過酷の状態に置かれ、甚だしいときは、傷損或いは破損に至ってしまう。

図２の（Ｂ）、すなわち従来の（押圧力が不変の）クラッチ１８が動力伝達系１０に備えられている場合は、ピークトルクＴｒＰの立ち上がりの途中の時刻ｔ１において増速機１４の出力軸１５（クラッチ１８の入力軸）に掛かる軸トルクが許容伝達トルク（滑りトルク）Ｔｒ１を超えると、該クラッチ１８が滑り出すため、増速機１４や発電機１６は、滑りが発生した分、負荷が軽減された状態となり、軸トルクは、時刻ｔ１から下がり始め、低い状態が維持される。一方、特に時刻ｔ３以降は、図２（Ｂ）から明らかなように、たとえクラッチ１８が連結したとしても、軸トルクは、既に許容伝達トルクＴｒ１を下回っており、本来クラッチ１８が係合してよい軸トルクしか発生していないにも拘わらず、クラッチ１８は時刻ｔ６まで、そのまま滑り続けている。これは、一度滑り出したクラッチ１８は、軸トルクが許容伝達トルクＴｒ１にまで低下しても（同じ押圧力が掛かったままでは）再係合はできないためである。結局、摩擦板４０は、実際にクラッチ１８に入力されてくるトルクが大きく下がった時刻ｔ６においてようやく係合を開始し、時刻ｔ７で連結が完了する。この結果、クラッチ１８の摩耗が早まるだけでなく、本来発電機１６の駆動に寄与できるはずであった動力の一部Ｔδが、摩擦板４０の熱エネルギーとして無駄に放散してしまっていた。

これに対し、図２（Ｃ）は、本実施形態の一例に係る制御方法を用いたときのタイムチャートを示すもので、この不具合が発生しない。以下、この制御方法について詳細に説明する。

図１のフローチャートを合わせて参照して、本実施形態の一例に係る制御方法にあっては、まずステップＳ１２において、油圧制御装置６０は、第１圧油Ｐｒ１、すなわち「クラッチ３２の摩擦板４０が滑っていないときにおいて、クラッチ３２に入力されてくる軸トルクが許容伝達トルクＴｒ１を超えたときに、摩擦板４０が滑り出すような押圧力を該摩擦板４０に対して与え得る圧油」を、油圧室５７に供給する。

ステップＳ１４では、油圧制御装置６０内の演算部６４が、クラッチ３２の摩擦板４０に滑りが発生したか否か（入力側摩擦板４１、４２と出力側摩擦板４３〜４５に滑りが発生したか否か）を判定する。この判定は、増速機１４の出力軸１５（クラッチ３２の入力軸３２Ａ）の回転速度センサ８０と、回転体３８（クラッチ３２の出力軸３２Ｂ）の回転速度センサ８２から得られる回転速度ＳｐＡ、ＳｐＢの情報を比較し、クラッチ３２の入出力側の回転速度が等しいか否かを確認することによって行われる。なお、完全に一致する場合だけでなく、一定の幅を持たせて、例えば両者の差が５％以内であれば「等しい」と判定するようにしてもよい。

クラッチ３２に入力されてくる軸トルクが許容伝達トルク（滑りトルク）Ｔｒ１よりも小さいうちは、摩擦板４０に滑りは発生しないため（ステップＳ１４でＮｏの判断がなされるため）、フローは、ステップＳ１２に戻り、摩擦板４０に第１圧油Ｐｒ１による押圧力が付与され続ける。

一方、ピークトルクＴｒＰが入ってくる段階でクラッチ３２に入力されてくる軸トルクが許容伝達トルク（滑りトルク）Ｔｒ１を超えると、クラッチ３２の摩擦板４０が滑り始め、ピークトルクＴｒＰの立ち上がりが抑制され、軸トルクが低下し始める。これにより、増速機１４および発電機１６が過負荷状態となることが防止される。ここまでは、図２（Ｂ）の従来のクラッチ１８によって得られる作用と基本的に同様である。

しかしながら、本制御方法によれば、摩擦板４０に滑りが発生すると、増速機１４の出力軸１５（クラッチ３２の入力軸３２Ａ）の回転速度センサ８０と、回転体３８（クラッチ３２の出力軸３２Ｂ）の回転速度センサ８２から得られる回転速度ＳｐＡ、ＳｐＢに差が生じたと判定されるようになるため（ステップＳ１４でＹｅｓの判断）、制御フローは、ステップＳ１６に進み、滑り始めてからの時間の経過のカウントが開始される。

滑り始めてから所定の時間Ｔ１が経過するまでは、ステップＳ１８でＮｏの判断がなされるが、やがて所定時間Ｔ１が経過して時刻ｔ４に至ると、カウント完了の判断（ステップＳ１８でＹｅｓの判断）がなされる。すると、制御フローは、ステップＳ２０に進んで油圧室５７に第２油圧Ｐｒ２、すなわち、「クラッチ３２の摩擦板４０が滑っているときにおいて、クラッチ３２に入力されてくる軸トルクが許容伝達トルクＴｒ１を下回ったときに、摩擦板４０が係合できるような押圧力を、該摩擦板４０に対して与え得る圧油」が供給される。この結果、この時点（時刻ｔ４）での実際の軸トルク（クラッチ１８が連結されていたならば伝達される図２（Ａ）のトルク）は許容伝達トルクＴｒ１よりも低いため、摩擦板４０の滑りは速やかに解消に向かい（再係合を開始し）、軸トルクは該時刻ｔ４から本来発生している軸トルクまで上昇を開始する。

押圧力の増大は、ステップＳ２２で滑りが解消したと検出される時刻ｔ５まで（クラッチ３２の入力軸３２Ａの回転速度とクラッチ３２の出力軸３２Ｂの回転速度が一致したと判定されるまで）行われる（この一致の判定に対しても、先の判定例のように、例えば５％程度の幅を持たせ、該５％の幅に収まるようになったときは一致したと判定するようにしてもよい）。こうして、ステップＳ２２で摩擦板４０の滑りが解消したと判定されると（時刻ｔ５）、ステップＳ２４に進んで再び第１圧油Ｐｒ１に復帰する。

本制御により、結局、従来ならば、軸トルクが大きく低減する時刻ｔ６まで再係合に入れず、結果として時刻ｔ７まで滑り続けていたクラッチ３２は、時刻ｔ４で係合を開始し、時刻ｔ５の時点で連結を完了することができる。この結果、時刻ｔ５〜ｔ７の間の滑りをなくすことができる。したがって、摩擦板４０の寿命を大きく増長させることができ、また、摩擦板４０が滑っていたが故に発電機１６側に伝達されなかった分の動力（図示の例では定格トルクよりも概ねＴδだけ下回っていた軸トルクを、本来の定格トルクＴｒ２近傍の大きな値のまま発電機１６側に供給することができ、より効率的な発電を行うことができるようにもなる。

また、この実施形態においては、増大させた押圧力の復帰を、クラッチ３２の入出力側の滑りがなくなったと判定されたときに行うようにしているため（クラッチが静摩擦の状態に回復したことを確認した上で押圧力を元に戻しているため）、極めて的確でかつ早い時期に押圧力を復帰させることができる。

さらに、この実施形態では、クラッチ３２の摩擦板４０が滑り始めたときに直ちに該摩擦板４０の押圧力を高めるのではなく、滑り始めてから所定時間Ｔ１が経過したという条件が整った後に高めるようにしている。これにより、以下のような作用効果が得られる。すなわち、許容伝達トルクＴｒ１を超えるようなピーク的なトルクが掛かるような気象環境下においては、所謂「乱流」が発生していることが多く、短い期間に２度、あるいは３度と、複数回にわたってピーク的なトルクが発生する可能性がある。このような状況下において滑り始めたクラッチ３２の摩擦板４０の押圧力を直ちに増大すると、クラッチ３２は、短い期間に係合と滑りを繰り返すことになり、そもそも軸トルクの絶対値が大きいことと相まって動力伝達にハンチングが発生して動力伝達系が不安定となってしまい易い。一方、このような許容伝達トルクＴｒ１を超えるような突風は、それほど長い時間続くことはなく（瞬間的であることが多く）、滑り初めてから所定時間Ｔ１が経過する頃には収まっていることが多い。したがって、結局、所定時間Ｔ１が経過した後に摩擦板４０の押圧力を増大するようにすることにより、多くの場合、動力の伝達にハンチングを起こすことなく（安定した状態で）、かつ早期に摩擦板４０を再係合させることができる。

尤も、本発明は、滑った後に所定時間を確保することなく、直ちに押圧力を上げることを禁止するものではない（換言するならば、滑ったと検出されたときに直ちに押圧力を増大する制御は、待機すべき所定時間Ｔ１の設定値を「０」とした制御に相当すると捉えることもできる）。定性的には、例えば、上記図２の（Ａ）のようなピークトルクＴｒＰが発生している場合、所定時間Ｔ１の設定値を０とし、滑りが検出された時刻ｔ１に、即、圧油を第２圧油Ｐｒ２に高めて摩擦板４０の押圧力を増大した場合、（本来の）ピークトルクＴｒＰが、許容伝達トルクＴｒ１を下回った段階（時刻ｔ３）で摩擦板４０が再係合を開始できるようになるため、先の実施形態よりも、さらに早い時期に摩擦板４０を連結させることができ、一層の寿命増大およびより効率的な発電を行うことができるようになる。

本制御には、これ以外にも、種々のバリエーションが考えられる。

例えば、上記実施形態においては、クラッチ３２の摩擦板４０の滑りが検出された後、さらに（所定の条件として）「０」を含む所定時間Ｔ１が経過する、という条件が満足されたときに摩擦板４０の押圧力を増大させるようにしていた。しかし、この所定の条件が成立したか否かの判定を、例えばクラッチ３２に入力されてくる軸トルクの情報に基づいて行うようにするとより的確な制御を行うことができる。クラッチ３２に入力されてくる軸トルクは、トルクセンサ等を用いて直接的に検出してもよいし、他の検出情報から間接的に推定してもよい。例えば、発明者の保有するデータによれば、風速とブレード側から伝えられてくる軸トルク（クラッチ３２に入力されてくる軸トルク）との間には、強い相関があることが確認されている。したがって、風速計によって検出される風速からクラッチ３２に入力されてくる軸トルクをかなり高い精度で推定することができ、これを利用して、例えば検出された風速が所定値を下回った場合に押圧力を増大させるように構成することができる。しかも、風力発電設備には、必ず風速計が付設されているため、軸トルクを検出するための専用の（別途の）センサの設置を必要としない。軸トルクを検出または推定することができる場合、実際に軸トルクがある値（例えば許容伝達トルクより若干低い値）を下回ったときに速やかに押圧力を増大させて摩擦板を係合させることができるため、ハンチングの防止と、摩擦板４０のより早期の係合を良好に両立させることができる。

また、上記実施形態においては、より的確でかつ早い時期に増大した押圧力を復帰させるために、当該押圧力の復帰を、クラッチ３２の入出力側の滑りがなくなったと判定されたときに行うようにしていた。しかし、本発明においては、押圧力を増大させた後、どのような条件が成立したときに増大させた押圧力を復帰させるか（時刻ｔ５に相当する時期の確定）については、特に限定されない。例えば、この復帰についても、タイマを用いて「滑りが検出されてから所定時間経過後」に行うようにしてもよい。前述したように、突風等により軸トルクが許容伝達トルクを超えてピーク的に立ち上がっている時間は、長くはないため、押圧力を増大することにより、多くの場合、比較的短時間で摩擦板は再係合を完了することができる。したがって、タイマを用いることにより、軸トルクを実際に検出したり推定したりせずに、低コストで押圧力の復帰時期を確定することができる。

なお、押圧力の復帰時期を、仮にタイマによって確定する場合は、滑りが収まっていない状態で復帰させてしまうことは可能性としてはあり得る。しかし、その場合は、図１のフローチャートで言うならば、ステップＳ１２からＳ１４に至ったときにＹｅｓの判断がなされるということであり、滑りがそのまま続く状態下で、再度ステップＳ１６以降が繰り返されるだけである。すなわち、「増速機を含む動力伝達系の保護」という当初の目的が損なわれることはない。

また、上記実施形態においては、摩擦板４０の押圧力を増大させるときの「第２圧油Ｐｒ２」として、「クラッチ３２の摩擦板４０が滑っているときにおいて、クラッチ３２に入力されてくる軸トルクが許容伝達トルクを下回ったときに、摩擦板４０が係合できるような押圧力を、該摩擦板４０に与え得る圧油」を採用するようにしていたが、この押圧力を増大させるときの具体的な設定値は、必ずしもこのような「許容伝達トルクを指標とした値」とする必要はない。例えば、「（滑っているときに）許容伝達トルクより若干低い値にまで低下したときに係合が開始するような押圧力」にまで増大するような構成としてもよい。この場合、滑り時間は若干延びる傾向となるが、ハンチングがより生じにくい制御を行うことができる。この場合でも、押圧力を増大させている限り、従来よりは、確実に滑り時間を短縮することができる。

なお、本発明は、方法の発明として捉えられるだけでなく、既に詳細に説明したように、『風力発電設備のブレード１２から発電機１６に至る動力伝達系３０（１０）に、摩擦板４０の押圧力によって滑りトルクを設定可能なクラッチ３２を備えた風力発電設備の発電機１６の動力伝達系３０の制御装置において、前記クラッチ３２の入力軸３２Ａ（入力側）と出力軸３２Ｂ（出力側）の滑りを検出する滑り検出機構（回転速度センサ８０、８２、油圧制御装置６０内の演算部６４）と、該滑り検出機構によって前記クラッチ３２の滑りが検出された後に、前記摩擦板４０の押圧力を増大する制御手段（押圧機構５０、油圧制御装置６０）と、を備えたことを特徴とする風力発電設備の発電機１６の動力伝達系３０の制御装置』として捉えることもできる。

この制御装置には、上記更なる所定の条件の成立を確認するために、例えば、タイマのカウント手段を備えるものや、風速計を備え、風速から軸トルクを推定する手段をさらに有するものが当然含まれる。

また、この制御装置におけるクラッチの摩擦板を押圧する具体的な構成も上記例示された構成例に限定されるものではなく、例えば、油圧制御によってではなく、圧縮エアを用いた空気圧制御によるものであってもよい。摩擦板の構成も上記例示構成では計５枚の多板形式が採用されていたが、これに限定されるものではない。

３０…動力伝達系
３２…クラッチ
３６…固定体
３８…回転体
４０…摩擦板
５０…押圧機構
５７…油圧室
６０…油圧制御装置
６２…油路
６４…演算部

Claims (7)

1. 風力発電設備のブレードから発電機に至る動力伝達系に、摩擦板の押圧力によって滑りトルクを設定可能なクラッチを備えた風力発電設備の動力伝達系の制御方法であって、
   前記クラッチに入力される軸トルクが所定の許容伝達トルク未満のうちは、該クラッチの前記摩擦板を連結状態に維持し得る第１押圧力にて、前記摩擦板を押圧する工程と、
   前記摩擦板が滑ったことを検出する工程と、
   前記摩擦板が滑ったと検出された後に、該摩擦板の押圧力を前記第１押圧力より増大する工程と、
   を含むことを特徴とする風力発電設備の動力伝達系の制御方法。
2. 請求項１において、
   さらに所定の条件が成立したか否かを判定する工程を有し、
   前記クラッチが滑ったと検出された後であって、かつ当該所定の条件が成立したときに、前記摩擦板の押圧力を増大する工程と、
   を含むことを特徴とする風力発電設備の動力伝達系の制御方法。
3. 請求項２において、
   前記所定の条件が成立したか否かの判定が、前記摩擦板が滑ったと検出された後、所定時間が経過したか否かに基づいて行われる
   ことを特徴とする風力発電設備の動力伝達系の制御方法。
4. 請求項２において、
   前記所定の条件が成立したか否かの判定が、軸トルクを特定または推定し得る情報に基づいて行われる
   ことを特徴とする風力発電設備の動力伝達系の制御方法。
5. 請求項４において、
   前記軸トルクを推定し得る情報が、風速である
   ことを特徴とする風力発電設備の動力伝達系の制御方法。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、さらに
   前記摩擦板の押圧力を増大した後、前記クラッチの入力側と出力側の滑りがなくなったと判定されたときに、前記摩擦板の押圧力の増大を解除して前記第１押圧力に復帰する
   ことを特徴とする風力発電設備の動力伝達系の制御方法。
7. 風力発電設備のブレードから発電機に至る動力伝達系に、摩擦板の押圧力によって滑りトルクを設定可能なクラッチを備えた風力発電設備の動力伝達系の制御装置において、
   前記クラッチの入力側と出力側の滑りを検出する滑り検出機構と、
   該滑り検出機構によって前記クラッチの滑りが検出された後に、前記摩擦板の押圧力を増大する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする風力発電設備の動力伝達系の制御装置。

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