JP2018059449A - Wind power generator and wind power generator control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wind power generator strong for a wind damage by improving the defect of the prior art to associate control methods of kinds organically and complexly thereby to compensate the shortages of the individual control methods.SOLUTION: In a running control method for a wind power generator, the rotation number of a windmill part is controlled within a predetermined range, at least one of control rotation motor part, regenerative brake control means, and mechanical brake means is so controlled in response to one information selected from a wind velocity information, a wind direction information and the rotation speed information of electric generation means that the rotation number of the windmill part may be restricted within a predetermined range.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、風力発電装置及び風力発電装置の制御方法に関するものであり、更に詳しくは、中型或いは小型の当風力発電装置であって、簡易な構成で製造コストが低く、発電効率を低下させる事なく、維持管理コストも低減可能で、風力による損傷を効率的に防止する事が出来る風力発電装置及び風力発電装置の制御方法に関するものである。   The present invention relates to a wind turbine generator and a method for controlling the wind turbine generator, and more particularly, to a medium-sized or small-sized wind turbine generator, which has a simple configuration and low manufacturing cost and reduces power generation efficiency. The present invention relates to a wind turbine generator and a wind turbine generator control method capable of reducing maintenance costs and efficiently preventing damage from wind power.

一般的に風力発電装置の歴史は長いものの、強い風をうけて当該風力発電装置が破損・破壊する事故が多い。
これらの破損・破壊の原因は、殆どがブレード部が強い風圧を受けて回転した際の風圧とその回転に伴う遠心力によって、多大のモーメントが生じて、当該ブレード部の破損や支柱の倒壊に繋がっており、更には、当該風車部の回転数が高くなりすぎることにより過電流が発生し、それによって発電機が焼けてしまうと云う故障等に繋がっている。
従来より、上記した様な種々の問題の発生を防止するための手段として例えば、以下に示すような技術が開発され、且つそれらが実用に供されて来た。
In general, although the wind power generation device has a long history, there are many accidents in which the wind power generation device is damaged or destroyed by strong winds.
The cause of these damages / destructions is that most of the moment is generated by the wind pressure when the blade part is rotated by receiving strong wind pressure and the centrifugal force accompanying the rotation, resulting in damage to the blade part or collapse of the column. Furthermore, an overcurrent is generated when the rotational speed of the windmill portion becomes too high, which leads to a failure such that the generator is burnt.
Conventionally, for example, the following technologies have been developed and put into practical use as means for preventing the occurrence of various problems as described above.

例えば、(1)風車部に設けられているブレードの角度を風向に変化させて受風を回避するピッチ制御といわれる技術。
(2)ナセル部と支柱上部を強風が予測される際、事前に機械装置全体を倒しておく起倒式制御といわれる技術。
(3).強風時に発電機から発生する電力を短絡させてブレード部の回転を抑える失速制御といわれる技術、あるいは、
(4)強風時にブレードの方向を風向きに対して非正対させるファーリング制御といわれる技術等である。
処で、これらの技術は、個別に且つ単独で採用されるケースが多く、単独で採用される場合、発生している事故を検証すると、固有の弱点が露出してしまうケースが見受けられる
For example, (1) a technique called pitch control that avoids wind reception by changing the angle of a blade provided in a wind turbine unit to a wind direction.
(2) A technique called upside-down control in which the entire mechanical device is tilted in advance when strong wind is predicted on the nacelle part and the upper part of the column.
(3). Technology called stall control that suppresses the rotation of the blade part by short-circuiting the power generated by the generator during strong winds, or
(4) A technique called furing control that causes the direction of the blade to face the wind direction in a strong wind.
By the way, there are many cases where these technologies are adopted individually and independently, and when they are adopted alone, there are cases where inherent weaknesses are exposed when accidents occurring are verified.

即ち、上記(1)のピッチ制御のみで風力発電機を制御しようとする際の問題点は、発生する乱流によってブレード部の回転方向に風圧が掛かった場合にブレード部が静止しなくなる問題を抱えている。
又、(2)の起倒式制御技術では、突然に襲ってくる突風の際には間に合わないケースが存在すると云う問題がある。
更に、(3)の失速制御技術に於いては、効果的ではあるものの、ある程度の受風によるブレード部の回転を防ぐことはできない。
That is, the problem when trying to control the wind power generator only by the pitch control of the above (1) is that the blade portion does not stop when the wind pressure is applied in the rotation direction of the blade portion due to the generated turbulent flow. I have it.
In addition, the up / down control technology (2) has a problem that there are cases where it is not in time for a sudden gust of wind.
Furthermore, although the stall control technique (3) is effective, it cannot prevent the blade portion from rotating due to a certain amount of wind.

一方、(4)のファーリング制御技術に於いては、台風時のように1刻1刻で変化する風向の変化に対応できず、当該ブレード部が風向きに対して正面を向いてしまう事が多発して、制御が困難になると云う問題を有している。
その他の、当該従来の欠点を解消する為に開発されている具体的な技術構成の例について言及するならば、例えば、特開2011−111939号公報(特許文献1)には、風向き風速器を使用して、強風時に、当該風車部における当該ブレード部の回転平面を、風向き方向と平行になる様に、風力発電装置自体若しくはその支持台を回転させる制御を実行する技術が開示されている。
On the other hand, in the furing control technology of (4), it is not possible to cope with the change in wind direction that changes every hour as in the case of a typhoon, and the blade part may face the front with respect to the wind direction. It has a problem that it frequently occurs and control becomes difficult.
If mention is made of an example of a specific technical configuration that has been developed in order to eliminate the conventional drawbacks, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2011-111939 (Patent Document 1) includes a wind direction wind speed device. A technique for performing control to rotate the wind power generator itself or its support so that the rotation plane of the blade portion in the wind turbine portion is parallel to the wind direction during strong wind is disclosed.

然しながら、係る技術に於いては、単に、強風時にのみ、当該ブレード部の回転平面を風向き方向と平行に設置する事によって、当該風車部に印加される風圧を低減させることにより、当該風力発電装置そのものの破壊や倒壊を防止する技術が開示されているのみであって、強風時はもとより、強風時以外の場合でも当該風車部の当該ブレード部の回転数を適正な値に制御しておく技術に関しては、全くの開示もなければそれを示唆する記載も見当たらないのである。
又、特開2007−224879号公報(特許文献2)大型の風力発電装置に於いて、強風時に、当該風車部に取り付けられている当該ブレード部のピッチ角度を、風向き方向と平行になる様に変化させる制御を行う技術が開示されてはいるが、当該特許文献2に於いては、当該ブレード部の当該ピッチ角度変更機構は、複雑な機械構成が採用されていて、更には、当該ピッチ角度変更機構は、油圧ポンプと油圧モーターとを併用する構成となっているので、装置全体が大型化され、製造工程が複雑化され、又、メンテナンスも容易に実行出来ないことから、コスト高となり、然も大型の風力発電装置のみにしか使用できない機構である。
However, in such a technology, the wind power generator is reduced by reducing the wind pressure applied to the wind turbine unit by installing the rotation plane of the blade unit in parallel with the wind direction only during a strong wind. Technology that only prevents the destruction and collapse of the device itself is disclosed, and it is a technology that controls the rotation speed of the blade part of the wind turbine part to an appropriate value not only in strong winds but also in cases other than strong winds. With regard to, there is no disclosure at all and no indication suggesting it.
In addition, in a large-scale wind power generator in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-224879 (Patent Document 2), when the wind is strong, the pitch angle of the blade portion attached to the windmill portion is made parallel to the wind direction. Although the technique for performing the control to change is disclosed, in the Patent Document 2, the pitch angle changing mechanism of the blade portion employs a complicated mechanical configuration, and further, the pitch angle is changed. Since the change mechanism is configured to use both a hydraulic pump and a hydraulic motor, the entire device is enlarged, the manufacturing process is complicated, and maintenance is not easily performed. However, this mechanism can only be used for large wind power generators.

一方、特開2001−289149号公報(特許文献3)には、大型の風力発電装置に適用される風力発電装置のヨー旋回駆動制御技術が開示されており、2個の独立して個別に駆動される電動モーターを使用して、当該風車部に於ける、ブレード部の向きを任意に変更出来る制御機構が開示されている。
然しながら、当該特許文献3では、当該制御機構は複雑で、製造コストが高騰する他、メンテナンスも複雑で作業効率が悪く、コスト高にならざるを得ず、小型若しくは中型の風力発電装置には、到底採用しがたい技術であるのみならず、別途、当該風車部の回転数の制御に関しては、全くの開示も示唆も見当たらない。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-289149 (Patent Document 3) discloses a yaw turning drive control technology for a wind turbine generator that is applied to a large wind turbine generator. There is disclosed a control mechanism capable of arbitrarily changing the direction of the blade portion in the wind turbine unit using the electric motor.
However, in Patent Document 3, the control mechanism is complicated and the manufacturing cost increases, the maintenance is complicated and the work efficiency is low, and the cost must be high. Not only is this technology difficult to adopt, but there is no disclosure or suggestion regarding the control of the rotational speed of the wind turbine section.

更に、特開2008−5612号公報(特許文献4)に於いては、風力が増大した場合に、当該風車部の当該ブレード部の回転数を防止するために、風速情報或いは発電機の電流値情報を使用して短絡ブレーキ(回生ブレーキ)と電磁摩擦ブレーキ(機械式ブレーキ)とを併用する技術が開示されている。
然しながら、当該特許文献4では、当該風力発電装置の制御に最も重要な技術要素である当該ブレード部の回転数の情報を使用して制御する技術に関しては全くの開示も示唆もなく、従って、正確な風力発電装置の制御を実行する事は不可能である。
Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-5612 (Patent Document 4), when wind power increases, in order to prevent the rotation speed of the blade part of the windmill part, the wind speed information or the current value of the generator is used. A technique of using both a short-circuit brake (regenerative brake) and an electromagnetic friction brake (mechanical brake) using information is disclosed.
However, in the patent document 4, there is no disclosure or suggestion regarding the technology for controlling using the information on the rotational speed of the blade part, which is the most important technical element for the control of the wind power generation apparatus. It is impossible to control the wind power generator.

特開2011−111939号公報JP 2011-111939 A 特開2007−224879号公報JP 2007-224879 A 特開2001−289149号公報JP 2001-289149 A 特開2008−5612号公報JP 2008-5612 A

本発明は、上記した従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特に、中型或いは小型の当風力発電装置であって、簡易な構成で製造コストが低く、発電効率を低下させる事なく、維持管理コストも低減可能で、風力による損傷を効率的に防止する事が出来る風力発電装置及び風力発電装置の制御方法を提供するものである。
更に、本発明の他の目的は、複数種の制御データと複数種の制御機構とを系統的に複合一体化し、当該各制御機構を有機的に連動させることにより、それぞれの制御機構の短所を補い、且つ、強風時の当該ブレード部に発生する遠心力を抑えながら、当該ブレード部の回転数を適正な範囲内に制御することによって、当該風力発電装置に係るモーメントをコントロールする事を可能とした、安全で、長期間にわたり効率的且つ継続的に稼動転可能な特に、中型或いは小型の風力発電装置の提供とその制御方法を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and the object of the present invention is, in particular, a medium-sized or small-sized wind power generator, which has a simple configuration and low manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide a wind turbine generator and a wind turbine generator control method capable of reducing maintenance costs without lowering efficiency and efficiently preventing wind damage.
Furthermore, another object of the present invention is to systematically combine a plurality of types of control data and a plurality of types of control mechanisms and to organically link the control mechanisms, thereby reducing the disadvantages of the control mechanisms. It is possible to control the moment related to the wind power generator by compensating for the centrifugal force generated in the blade part during strong winds and controlling the rotation speed of the blade part within an appropriate range. In particular, the present invention provides a medium-sized or small-sized wind power generator that can be operated safely and continuously for a long period of time, and a control method thereof.

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決し、上記した本発明の目的を達成する為に、基本的には、以下に示す様な技術構成を採用するものである。
即ち、本発明の第1の態様は、支柱部、当該支柱部の最上段部に水平面内で回転自在に取り付けられているナセル部、当該ナセル部の回転面上に、当該ナセル部の平面と並行に、適宜の支持手段を介して回転自在に取り付けられている回転軸部、当該回転軸部の一方の端部に、当該回転軸部の中心軸線に対して直交する方向に配設されている複数個のブレード部からなる風車部、当該回転軸の適宜の部位に設けられている回転伝達機構部、当該回転伝達機構部に一方の端部が係合されており、その中心軸線が当該支柱部の内部を垂下する様に配置されている回転伝達シャフト部、当該回転伝達シャフト部の下方の端部と接続されている発電手段、当該回転伝達シャフトにおける当該回転伝達機構部と当該発電手段との間の適宜の部位に配置されている、当該回転伝達シャフト部の回転を制御する機械式ブレーキ手段、当該支柱部の適宜の部位に設けられ、適宜のギヤ手段を介して当該ナセル部を回転制御する制御回転モーター部、当該支柱部の適宜の部位に設けられた風速・風向計測手段、当該発電手段に回生ブレーキを印加する回生ブレーキ制御手段、当該発電手段の回転数を計測する発電手段回転数計測手段、当該風速・風向計測手段及び当該発電手段回転数計測手段からの最新計測情報を受信し、当該最新計測情報に応答して、当該制御回転モーター部、当該回生ブレーキ制御手段及び当該機械式ブレーキ手段の少なくとも一つを制御する様に機能する風力発電機制御手段とから構成されている事を特徴とする風力発電装置であり、又、本発明の第2の態様は、支柱部、当該支柱部の最上段部に水平面内で回転自在に取り付けられているナセル部、当該ナセル部の回転面上に、当該ナセル部の平面と並行に、適宜の支持手段を介して回転自在に取り付けられている回転軸部、当該回転軸部の一方の端部に、当該回転軸の中心軸線に対して直交する方向に配設されている複数個のブレード部からなる風車部、当該回転軸の適宜の部位に設けられている回転伝達機構部、当該回転伝達機構部に一方の端部が係合されており、その中心軸線が当該支柱部の内部を垂下する様に配置されている回転伝達シャフト部、当該回転伝達シャフト部の下方の端部と接続されている発電手段、当該回転伝達シャフトにおける当該回転伝達機構部と当該発電手段との間の適宜の部位に配置されている、当該回転伝達シャフト部の回転を制御する機械式ブレーキ手段、当該支柱部の適宜の部位に設けられ、適宜のギヤ手段を介して当該ナセル部を回転制御する制御回転モーター部、当該支柱部の適宜の部位に設けられた風速・風向計測手段、当該発電手段に回生ブレーキを印加する回生ブレーキ制御手段、当該発電手段の回転数を計測する発電手段回転数計測手段とで構成された風力発電装置に於いて、当該制御回転モーター部、当該回生ブレーキ制御手段及び当該機械式ブレーキ手段の少なくとも一つが、当該風速・風向計測手段及び当該発電手段回転数計測手段等から逐次得られる風速情報、風向情報及び発電手段の回転数情報の内から選択された少なくとも一つの情報に応答して、当該風車部の回転数が所定の範囲内に規制される様に制御される様に構成されている事を特徴とする風力発電装置の稼動制御方法である。
In order to solve the above-described problems of the prior art and achieve the above-described object of the present invention, the present invention basically adopts the following technical configuration.
That is, the first aspect of the present invention includes a column part, a nacelle part rotatably attached to the uppermost step part of the column part in a horizontal plane, and a plane of the nacelle part on the rotation surface of the nacelle part. In parallel, a rotating shaft portion that is rotatably attached via appropriate support means, and is disposed at one end of the rotating shaft portion in a direction orthogonal to the central axis of the rotating shaft portion. One end is engaged with the wind turbine portion composed of a plurality of blade portions, a rotation transmission mechanism portion provided at an appropriate part of the rotation shaft, and the rotation transmission mechanism portion, and the central axis is A rotation transmission shaft portion arranged so as to hang down the inside of the column portion, a power generation means connected to the lower end portion of the rotation transmission shaft portion, the rotation transmission mechanism portion and the power generation means in the rotation transmission shaft Placed at an appropriate location between A mechanical brake means for controlling the rotation of the rotation transmission shaft part, a control rotation motor part provided at an appropriate part of the support column part and controlling the rotation of the nacelle part through an appropriate gear means, and the support post Wind speed / wind direction measuring means provided at appropriate parts of the unit, regenerative brake control means for applying a regenerative brake to the power generation means, power generation means rotation speed measuring means for measuring the rotation speed of the power generation means, wind speed / wind direction measurement Latest measurement information from the power generation means and the power generation means rotation speed measurement means, and controls at least one of the control rotation motor unit, the regenerative brake control means, and the mechanical brake means in response to the latest measurement information. A wind power generator characterized by comprising wind turbine generator control means functioning as described above, and the second aspect of the present invention is a strut, A nacelle portion that is rotatably attached to the uppermost step portion of the column portion in a horizontal plane, and is rotatably attached to the rotation surface of the nacelle portion via appropriate support means in parallel with the plane of the nacelle portion. A rotating shaft portion, a windmill portion composed of a plurality of blade portions disposed in one direction of the rotating shaft portion in a direction orthogonal to the central axis of the rotating shaft, and an appropriate portion of the rotating shaft. A rotation transmission mechanism portion provided at a portion of the rotation transmission shaft, one end portion of which is engaged with the rotation transmission mechanism portion, and a rotation transmission shaft disposed so that a central axis thereof hangs down from the inside of the support column portion , The power generation means connected to the lower end of the rotation transmission shaft portion, and the rotation transmission disposed at an appropriate portion of the rotation transmission shaft between the rotation transmission mechanism portion and the power generation means. Controls rotation of shaft A mechanical brake means, a control rotation motor part provided in an appropriate part of the support part and controlling the rotation of the nacelle part through an appropriate gear means, a wind speed and a wind direction provided in an appropriate part of the support part In the wind power generator constituted by the measurement means, the regenerative brake control means for applying the regenerative brake to the power generation means, and the power generation means rotation speed measurement means for measuring the rotation speed of the power generation means, the control rotation motor unit, At least one of the regenerative brake control means and the mechanical brake means is selected from the wind speed information, the wind direction information, and the rotation speed information of the power generation means sequentially obtained from the wind speed / wind direction measurement means and the power generation means rotation speed measurement means. In response to at least one selected information, the rotational speed of the wind turbine unit is controlled to be regulated within a predetermined range. It is an operation control method of a wind turbine generator that.

本発明に係る当該風力発電装置及び当該風力発電装置の稼動制御方法は、上記した様な、技術構成を採用している事から、従来技術の問題点を改良し、簡易な構成ありながら、製造コストが低く、発電効率を低下させる事なく、維持管理コストも安価となり、風力による損傷を効果的に防止する事が出来る風力発電装置及び風力発電装置の制御方法が提供されるものである。
更に、本発明に於いては、複数種の制御データと複数種の制御機構とを系統的に複合一体化し、当該各制御機構を有機的に連動させることにより、それぞれの制御機構の短所を補い、且つ、強風時の当該ブレード部に発生する遠心力を抑えながら、当該ブレード部の回転数を適正な範囲内に制御することによって、当該風力発電装置に係るモーメントをコントロールする事を可能とした、安全で、長期間にわたり効率的且つ継続的に稼動転可能な、耐久性に優れた、特に、中型或いは小型の風力発電装置とその制御方法が提供されるものである。
Since the wind power generation apparatus and the operation control method for the wind power generation apparatus according to the present invention employ the technical configuration as described above, they improve the problems of the prior art and can be manufactured while having a simple configuration. There is provided a wind turbine generator and a wind turbine generator control method that are low in cost, low in power generation efficiency, low in maintenance cost, and capable of effectively preventing wind damage.
Furthermore, in the present invention, a plurality of types of control data and a plurality of types of control mechanisms are systematically combined and integrated, and the respective control mechanisms are organically linked to compensate for the disadvantages of the respective control mechanisms. In addition, it is possible to control the moment related to the wind power generator by controlling the rotation speed of the blade part within an appropriate range while suppressing the centrifugal force generated in the blade part during strong wind. The present invention provides a wind power generator that is safe, can be efficiently and continuously operated over a long period of time, has excellent durability, and particularly has a medium or small size, and a control method thereof.

又、本発明に於いては、強風による事故が多発していた風力発電装置の破損・破壊事故が効率的に且つ経済的に防止出来、然も、発電効率は低減されることのない、効率的で信頼性の高い風力発電装置が提供されることになる他、風力で、発電するために生ずる各種の公害を防止出来る、自然エネルギーを電力に変換することができる装置とその制御方法が提供されるものである。 Further, in the present invention, it is possible to efficiently and economically prevent a wind power generation apparatus from being damaged or destroyed due to frequent accidents caused by strong winds, but the power generation efficiency is not reduced. In addition to providing a reliable and reliable wind power generator, a device that can prevent natural pollution caused by power generation by wind power and that can convert natural energy into electric power and a control method thereof are provided. It is what is done.

図1は、本発明に係る風力発電装置の一具体例の構成例を説明するブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a specific example of a wind turbine generator according to the present invention. 図2は、本発明に係る風力発電装置の一具体例の構成例を正面から見た外観図である。FIG. 2 is an external view of a configuration example of a specific example of the wind turbine generator according to the present invention as seen from the front. 図3は、本発明に係る風力発電装置の一具体例の構成例を正面から見た外観図である。FIG. 3 is an external view of a configuration example of a specific example of the wind turbine generator according to the present invention as seen from the front. 図4は、本発明に係る風力発電装置の一具体例に於ける風車部の回転軸部とそれと直交する回転伝達シャフト部を介して、機械式ブレーキ手段と発電手段とが係合されている状態の例を示す斜視図である。FIG. 4 shows that the mechanical brake means and the power generation means are engaged via the rotation shaft portion of the windmill portion and the rotation transmission shaft portion orthogonal to the rotation shaft portion in one specific example of the wind power generator according to the present invention. It is a perspective view which shows the example of a state. 図5は、本発明係る風力発電装置の一具体例に於ける、ナセル制御機構の一例を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing an example of a nacelle control mechanism in a specific example of the wind turbine generator according to the present invention. 図6は、本発明係る風力発電装置の制御方法を実行する為の操作手順を説明するフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart for explaining an operation procedure for executing the method for controlling a wind turbine generator according to the present invention.

以下に本発明に係る当該風力発電装置及び当該風力発電装置の制御方法のそれぞれの一具体例の構成を、図面を参照しながら詳細に説明する。
先ず、本発明に係る当該風力発電装置1の一具体例の構成について説明する。
即ち、図1は、本発明に係る当該風力発電装置1の一具体例の構成を示した側面図であって、図中、支柱部2、当該支柱部2の最上段部21に水平面内で回転自在に取り付けられているナセル部3、当該ナセル部3の回転平面4上に、当該ナセル部3の回転平面4と並行に、適宜の支持手段5を介して回転自在に取り付けられている回転軸部6、当該回転軸部6の一方の端部7に、当該回転軸部6の中心軸線8に対して直交する方向に配設されている複数個のブレード部9からなる風車部10、当該回転軸6の適宜の部位に設けられている回転伝達機構部11、当該回転伝達機構部11に一方の端部12が係合されており、その中心軸線13が当該支柱部2の内部を垂下する様に配置されている回転伝達シャフト部14、当該回転伝達シャフト部14の下方の端部15と接続されている発電手段16、当該回転伝達シャフト14における当該回転伝達機構部11と当該発電手段16との間の適宜の部位に配置されている、当該回転伝達シャフト部15の回転を制御する機械式ブレーキ手段17、当該支柱部2の適宜の部位に設けられ、適宜のギヤ手段18を介して当該ナセル部3を回転制御する制御回転モーター部19、当該支柱部2の適宜の部位に設けられた風速・風向計測手段20、当該発電手段16に回生ブレーキを印加する回生ブレーキ制御手段22、当該発電手段16の回転数を計測する発電手段回転数計測手段23、当該風速・風向計測手段20及び当該発電手段回転数計測手段23からの最新計測情報を受信し、当該最新計測情報に応答して、当該制御回転モーター部19、当該回生ブレーキ制御手段22及び当該機械式ブレーキ手段17の少なくとも一つを制御する様に機能する風力発電機制御手段24とから構成されている風力発電装置1が示されている。
The configuration of each specific example of the wind turbine generator and the method for controlling the wind turbine generator according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
First, the configuration of a specific example of the wind turbine generator 1 according to the present invention will be described.
That is, FIG. 1 is a side view showing the configuration of a specific example of the wind turbine generator 1 according to the present invention. In the figure, the support column 2 and the uppermost step portion 21 of the support column 2 are arranged in a horizontal plane. Rotatingly attached to the nacelle part 3 that is rotatably attached, on the rotational plane 4 of the nacelle part 3, in parallel with the rotational plane 4 of the nacelle part 3 via appropriate support means 5. A wind turbine unit 10 including a plurality of blade units 9 disposed in a direction orthogonal to the central axis 8 of the rotation shaft unit 6 at one end 7 of the shaft unit 6 and the rotation shaft unit 6; One end 12 is engaged with the rotation transmission mechanism 11 provided at an appropriate part of the rotation shaft 6, and the rotation transmission mechanism 11, and the central axis 13 extends inside the column 2. Rotation transmission shaft portion 14 arranged so as to hang down, the rotation transmission shaft The power generation means 16 connected to the lower end 15 of the portion 14 and the rotation transmission disposed at an appropriate portion of the rotation transmission shaft 14 between the rotation transmission mechanism 11 and the power generation means 16. Mechanical brake means 17 for controlling the rotation of the shaft portion 15, a control rotation motor portion 19 provided at an appropriate part of the support column portion 2 and controlling the rotation of the nacelle portion 3 via an appropriate gear device 18, the support column Wind speed / wind direction measuring means 20 provided at appropriate parts of the unit 2, regenerative brake control means 22 for applying a regenerative brake to the power generation means 16, and power generation means rotation speed measurement means 23 for measuring the rotation speed of the power generation means 16 , Receiving the latest measurement information from the wind speed / wind direction measurement means 20 and the power generation means rotation speed measurement means 23, and in response to the latest measurement information, the control rotation motor 19, the regenerative braking control means 22 and the mechanical wind turbine generator 1 and a wind power generator control unit 24 for functioning so as to control at least one brake means 17 is shown.

尚、図1中、13は、当該ナセル部3上の当該適宜の支持手段5の一部に設けられた風向き用の平板状の尾翼であって、任意の材料で構成されており、当該尾翼13の平板の平面部は、当該ナセル部3の平面部に対しして、直角となる様に配置取り付けら得ており、更に、当該尾翼13の平板の平面部は、当該ナセル部3に設けられている一対の支持手段5、5の間に回転自在に配置されている当該回転軸部6の中心軸性の方向と一致する方向に配置されているものである。 In FIG. 1, reference numeral 13 denotes a flat tail for wind direction provided on a part of the appropriate support means 5 on the nacelle section 3, which is made of an arbitrary material. The flat portion of the flat plate 13 is arranged and attached so as to be perpendicular to the flat portion of the nacelle portion 3, and the flat portion of the flat plate of the tail 13 is provided in the nacelle portion 3. It is arranged in a direction that coincides with the direction of the central axis of the rotary shaft 6 that is rotatably arranged between the pair of support means 5, 5.

即ち、本発明に係る当該風力発電装置1は、従来、風力発電装置の主力装置を担ってきている、所謂、当該ブレード部を有する当該風車部の直径が15m乃至20mであり、当該発電装置の設置位置が地上より15m以上となる大型の風力発電装置では、設置場所からの大きな制約を受ける事が多いという大きな問題を抱えている他、当該風力発電装置そのものの製造コストが高く、然も施工工事費用も高額となると言う問題を有し、更には、当該風力発電装置の主要駆動部が地上から作業員の手の届かない空中に設けられている事からメンテナンスに手間が係り従って総体的な維持コストが増大するという欠点を有すると同時に、各種の制御が複雑で、発電効率を低下させる原因ともなり、更には、強風で倒壊するという問題や、騒音の問題や低周波発生の問題も含んでいること等が原因で、当該大型の風力発電装置が、それぞれの国に於ける主電源ソースとして積極的に採用さることには至っていないのが現状である。   That is, the wind turbine generator 1 according to the present invention has conventionally been the main device of the wind turbine generator, and the so-called wind turbine unit having the blade portion has a diameter of 15 m to 20 m. Large wind turbine generators with an installation position of 15m or more from the ground have the major problem that they are often subject to significant restrictions from the installation location, and the wind turbine generator itself is expensive to manufacture and is There is a problem that the construction cost is also high, and furthermore, the main drive part of the wind turbine generator is installed in the air that is out of the reach of workers from the ground. It has the disadvantage that maintenance costs increase, and at the same time, various controls are complicated, causing power generation efficiency to decrease. And low frequency occurrence of problems caused such as to contain, the wind turbine generator of the large-size, at present, have yet to aggressively employ Sarukoto as in main power source to the respective countries.

これに対し、本発明に係る当該風力発電装置1は、この様な従来の大型化された風力発電装置とは異なり、当該複数個のブレードで構成された当該風車部の最大直径が10m以下であって、当該風力発電装置1に於ける発電機構部が、せいぜい高くとも8mの支柱部の上端部に設けられており、簡易な構成で、製品コストが安く、総合的なメンテナンス作業も容易に実行出来るので、当該メンテナンスコストは大幅に低減出来、且つ風力による損傷を効率的に防止する事が出来、騒音の発生が少なく、且つ低周波発生の問題も抑制可能であり、設置場所の制約も殆どなく、且つ当該風力発電装置1に於ける当該風車部の回転を複数個の制御機器を有機的に連携させた、細かい制御操作を実行することにより、発電コストの低減と発電効率の向上と制御に要する電源の削減を行いうことにより、経済的な小型若しくは中型の規格を有している風力発電装置1を実現したものである。 On the other hand, the wind turbine generator 1 according to the present invention is different from such a conventional large wind turbine generator in that the maximum diameter of the wind turbine portion composed of the plurality of blades is 10 m or less. In addition, the power generation mechanism in the wind turbine generator 1 is provided at the upper end of the support column of 8 m at most, with a simple configuration, low product cost, and easy comprehensive maintenance work. Because it can be performed, the maintenance cost can be significantly reduced, wind damage can be effectively prevented, noise generation is low, low-frequency problems can be suppressed, and there are restrictions on the installation location. By carrying out fine control operations that rarely occur and the rotation of the wind turbine unit in the wind power generator 1 is organically linked with a plurality of control devices, power generation costs are reduced and power generation efficiency is improved. By means lines to reduce the power required for the control and is obtained by realizing a wind turbine generator 1 having an economic size or medium-size standards.

つまり、本発明に於いては、上記した従来技術の欠陥を改良し、複数種類の風害対策技術を系統的に複合し、当該風力発電装置内に設けられた複数種の制御手段とを有機的に連動させることによって、個々の技術の短所を相互に補いつつ、当該風車部の回転数を制御して風力発電装置に係るモーメントをコントロールすることにより、風害に対して安全に長期に運転可能な風力発電装置が提供できる事を知得し、同時に当該風力発電装6の制御方法を知得したものである。
従って、本発明に於いて対象となる等が風力発電装置1は、中型或いは小型の当風力発電装置であって、製造コストが低く、発電効率を低下させる事なく、維持管理コストも低減可能で、風力による損傷を効率的に防止する事が出来る風力発電装置1である。
即ち、本発明に係る当該風力発電装置1は、当該複数個のブレードで構成れた当該風車部の最大直径が16m以下である小型若しくは中型の規格を有している事が望ましい具体例である。
That is, in the present invention, the above-described defects of the prior art are improved, a plurality of types of wind damage countermeasure technologies are systematically combined, and the plurality of types of control means provided in the wind power generator are organically combined. By interlocking with each other, the shortcomings of each technology can be compensated for each other, and the moment related to the wind turbine generator can be controlled by controlling the rotation speed of the wind turbine unit, so that it can be operated safely and for a long time against wind damage. It was learned that a wind turbine generator can be provided, and at the same time, a method for controlling the wind turbine generator 6.
Accordingly, the wind power generator 1 that is a target in the present invention is a medium-sized or small-sized wind power generator, and the manufacturing cost is low, and the maintenance cost can be reduced without reducing the power generation efficiency. This is a wind power generator 1 that can efficiently prevent damage caused by wind power.
That is, the wind turbine generator 1 according to the present invention is a specific example in which it is desirable to have a small or medium size standard in which the maximum diameter of the wind turbine portion configured by the plurality of blades is 16 m or less. .

本発明に係る当該風力発電装置1の基本的な個々の部位に於ける構成は特定されるものではないが、基本的には、図1に示す様な、地表より5m乃至12mの高さを持ち、適宜の材料で、適宜の構造或いはデザインを持って構成された支柱部2と当該支柱部2の上端面部21上に、適宜の回転支持部材50を介して回転自在に取り付けられているナセル部3が設けられており、且つ当該ナセル部3の上面の回転平面部4には、当該ナセル部3の上記回転平面部4の適宜の部位に配設されている一対の支持手段5、5に回転自在に、当該回転平面4と並行に支持されている回転軸部6と当該回転軸部6の一方の端部に固定して設けられている複数個のブレード部8を有する風車部9が設けられており、更には、当該回転軸部6の適宜の部位に設けられている回転伝達機構部11、当該回転伝達機構部11に、一方の端部12が係合されており、その中心軸線8’が当該支柱部2の内部を垂下する様に配置されている回転伝達シャフト部14の下方の端部15と接続されている発電手段16と、当該回転伝達シャフト14における当該回転伝達機構部11と当該発電手段16との間の適宜の部位に配置されている、当該回転伝達シャフト部15の回転を制御する機械式ブレーキ手段17とを含んでいるものである事が望ましい。 Although the structure in the basic individual parts of the wind power generator 1 according to the present invention is not specified, basically, the height of 5 m to 12 m from the ground surface as shown in FIG. A nacelle having a suitable structure and design and having a suitable structure or design, and a nacelle that is rotatably mounted on an upper end surface portion 21 of the relevant strut 2 via an appropriate rotation support member 50. A portion 3 is provided, and a pair of support means 5, 5 disposed on an appropriate portion of the rotation plane portion 4 of the nacelle portion 3 on the rotation plane portion 4 on the upper surface of the nacelle portion 3. A windmill portion 9 having a rotating shaft portion 6 supported in parallel with the rotating plane 4 and a plurality of blade portions 8 fixed to one end portion of the rotating shaft portion 6. Furthermore, it is provided at an appropriate part of the rotary shaft 6. One end portion 12 is engaged with the rotation transmission mechanism portion 11 and the rotation transmission mechanism portion 11, and the central axis line 8 ′ is disposed so as to hang down inside the column portion 2. The power generation means 16 connected to the lower end 15 of the rotation transmission shaft portion 14 and the appropriate portion between the rotation transmission mechanism portion 11 and the power generation means 16 in the rotation transmission shaft 14 are arranged. It is desirable to include a mechanical brake means 17 that controls the rotation of the rotation transmission shaft portion 15.

本発明に於いて使用される当該機械式ブレーキ手段17は、特に限定されるものではなく、一般的に使用される機械式のブレーキ手段であれば如何なるものでも使用可能であり、特には電磁力を利用した簡易で且つ安価なブレーキ手段を使用するのが好ましい。
油圧式ブレーキ手段等は、機構が複雑で且つメンテナンスが煩雑であり且つ高価であるから好ましいブレーキ手段ではない。
尚、後述する様に、本発明に係る当該機械式ブレーキ手段17は、基本的には、コンピュータによるプログラム制御によって制御されるシステム内に組み込まれているものではあるが、極緊急性のある場合に、現場の作業員が独自の判断で、強制的に当該風車部9の回転を停止させる事を可能とするために、手動による緊急停止手段50が別途接続されているものであっても良い。
The mechanical brake means 17 used in the present invention is not particularly limited, and any mechanical brake means that is generally used can be used. It is preferable to use a simple and inexpensive brake means utilizing the above.
Hydraulic brake means or the like is not a preferable brake means because the mechanism is complicated, maintenance is complicated and expensive.
As will be described later, the mechanical brake means 17 according to the present invention is basically incorporated in a system controlled by computer program control, but is extremely urgent. In addition, a manual emergency stop means 50 may be separately connected in order to allow the on-site worker to forcibly stop the rotation of the wind turbine unit 9 by his / her own judgment. .

一方、本発明に於いて使用される当該回生ブレーキ制御手段22も一般的に使用されている回生ブレーキ制御手段を使用する事が可能であり、所定の情報に応答して、当該発電手段17に対して所定の負荷をかける為の、適宜の負荷手段51に接続された切り替えスイッチ手段52を含むものである事が望ましい。
一方、本発明に於ける当該風力発電装置1の構成の一具体例としては、図1に示す通り当該円盤状のナセル部3を任意の方向に任意の角度だけ正確に回転させるための制御回転モーター部19が当該支柱部の一部に設けられており、当該制御回転モーター部19は、その回転出力軸部53の先端部に適宜のギアを有するピニオン54が設けられており、当該ピニオン54が、当該円盤状のナセル部3の周縁部に設けられているギア部56と係合することにより、当該ナセル部3は、任意に回転制御される様に構成されている。
On the other hand, the regenerative brake control means 22 used in the present invention can also use a regenerative brake control means generally used, and in response to predetermined information, the power generation means 17 It is desirable to include a changeover switch means 52 connected to a suitable load means 51 for applying a predetermined load to the load.
On the other hand, as a specific example of the configuration of the wind power generator 1 according to the present invention, as shown in FIG. 1, a control rotation for accurately rotating the disk-shaped nacelle portion 3 in an arbitrary direction by an arbitrary angle. The motor unit 19 is provided in a part of the support column, and the control rotation motor unit 19 is provided with a pinion 54 having an appropriate gear at the tip of the rotation output shaft unit 53, and the pinion 54 However, by engaging with the gear portion 56 provided on the peripheral edge of the disc-shaped nacelle portion 3, the nacelle portion 3 is configured to be arbitrarily controlled in rotation.

つまり、本発明に於いては、ピニオン54と当該ナセル部3の周縁部に設けられているギア部56とで所定のギア手段18が構成されているのである。
当該制御回転モーター部19もその構成が特定されるものではなく、公知の電動式モーター手段で、その回転数を微細に正確に制御可能か性能を有するものであれば、如何なる構造のものでも使用可能である事は言うまでもない。
更に、本発明に於いては、当該ナセル部3が現在どの位置に存在しているかを確認する為に、例えば、当該支柱部2の所定の部位と当該ナセル部3に於ける予め設定されている被測定部位とから決定される原点部を基準として、当該当該ナセル部3の当該被測定部位がどの位置にあるかを測定する為の、ナセル部位置検出手段60を設けることも好ましい具体例である。
当該ナセル部位置検出手段60は、その構造やシステムは特に限定されるものではないが、例えば、当該ナセル部3の周縁部に適宜のコードマークを付けておき、当該コードマークを光学的或いは電磁気的に読み取るエンコーダー手段により当該ナセル部3の旋回位置情報を把握する様に構成されたシステムを採用することも可能である。
That is, in the present invention, the predetermined gear means 18 is configured by the pinion 54 and the gear portion 56 provided at the peripheral edge portion of the nacelle portion 3.
The configuration of the control rotary motor unit 19 is not specified, and any structure can be used as long as it is a well-known electric motor means capable of finely controlling the rotation speed or having performance. It goes without saying that it is possible.
Further, in the present invention, in order to confirm at which position the nacelle part 3 is present, for example, a predetermined part of the column part 2 and a preset in the nacelle part 3 are set. It is also preferable to provide a nacelle portion position detecting means 60 for measuring the position of the measurement site of the nacelle unit 3 with respect to the origin portion determined from the measurement site to be measured. It is.
The nacelle position detection means 60 is not particularly limited in its structure or system. For example, an appropriate code mark is attached to the peripheral part of the nacelle part 3, and the code mark is optically or electromagnetically attached. It is also possible to employ a system configured to grasp the turning position information of the nacelle section 3 by means of an encoder means that reads automatically.

又、本発明に於いては、当該支柱部の一部に、風速・風向計測手段20を設けるものであって、当該風速・風向計測手段20の構成も特に限定されるものではないが、風速と風向きを測定して、その情報をデジタルデータに変換し、後述する風力発電機制御手段24に送信できる機能を有するものであれば、如何なるものでも使用可能である。
更に、本発明に於いては、当該風車部10の回転数に対応する当該発電手段16の回転数を計測する為に、当該回転伝達シャフト部14の適宜の部位に発電手段回転数計測手段23が設けられている事が望ましい具体例である。
Further, in the present invention, the wind speed / wind direction measuring means 20 is provided on a part of the support column, and the configuration of the wind speed / wind direction measuring means 20 is not particularly limited. Any device can be used as long as it has a function capable of measuring the wind direction, converting the information into digital data, and transmitting it to the wind power generator control means 24 described later.
Further, in the present invention, in order to measure the rotation speed of the power generation means 16 corresponding to the rotation speed of the wind turbine section 10, the power generation means rotation speed measurement means 23 is provided at an appropriate portion of the rotation transmission shaft portion 14. It is a specific example that it is desirable to be provided.

本発明に於いて使用される当該発電手段回転数計測手段23の構成も特に限定されるものではないが、当該風車部10の回転数を測定して、その情報をデジタルデータに変換し、後述する風力発電機制御手段24に送信できる機能を有するものであれば、如何なるものでも使用可能である。
尚、本発明に於ける他の具体例としては、本発明の目的を達成する為に、当該発電手段回転数計測手段23の代わりに、直接、当該風車部10の回転数を計測する為に、当該回転軸部6の適宜の部位に風車回転数計測手段23’を設ける事も望ましい具体例である。
The configuration of the power generation means rotation speed measurement means 23 used in the present invention is not particularly limited, but the rotation speed of the wind turbine unit 10 is measured and the information is converted into digital data, which will be described later. Any device can be used as long as it has a function of transmitting to the wind power generator control means 24.
As another specific example in the present invention, in order to directly measure the rotational speed of the wind turbine unit 10 instead of the power generating means rotational speed measuring means 23 in order to achieve the object of the present invention. It is also a desirable specific example that the wind turbine rotation speed measuring means 23 ′ is provided at an appropriate part of the rotating shaft portion 6.

本発明に於ける当該発電手段16、当該機械式ブレーキ手段17及び当該制御回転モーター部19等の比較的重量のある部材は、当該支柱部2内部に設けられている適宜の支持枠或いは支持板61乃至64等の何れかによって個別に保持されている事が望ましい。
更に、本発明に於いて使用される当該回転伝達機構部11は、当該風車部10により回転される当該回転軸部6の回転運動を正確に、それと直交して配置されている当該回転伝達シャフト部14に伝達する為の機構を有するものであり、その構成は特に限定されるものではないが、上記機能を正確に発揮することが可能な機構であれば如何なる構成のものでも使用する事は可能である。
例えば、交差軸式歯車機構やウォームギア式歯車機構等を使用した回転運動伝達機構を使用する手段等を使用する事が望ましい。
In the present invention, the relatively heavy members such as the power generation means 16, the mechanical brake means 17, and the control rotary motor portion 19 are appropriately supported frames or support plates provided inside the support column portion 2. It is desirable to hold them individually by any one of 61 to 64.
Further, the rotation transmission mechanism unit 11 used in the present invention is the rotation transmission shaft arranged accurately and orthogonally to the rotational movement of the rotation shaft unit 6 rotated by the windmill unit 10. Although it has a mechanism for transmitting to the unit 14 and its configuration is not particularly limited, any configuration that can accurately perform the above functions can be used. Is possible.
For example, it is desirable to use means that uses a rotary motion transmission mechanism using a cross shaft gear mechanism, a worm gear gear mechanism, or the like.

更に、本発明に於いては、当該風力発電装置1の当該風車部10の回転状態を、風速や風向きの情報に従って、当該風力発電装置1を、発電効率を低減させることなく、効率的に且つ省エネの条件下で、風害の発生を防止すように駆動させる為に、適正な制御を実行する為の、風力発電機制御手段24が別途設けられるものである。
当該風力発電機制御手段24は、後述する様な、予め設定されている当該風力発電装置1の制御プログラムを内蔵する記憶手段70を有していると共に、前記した当該発電手段回転数計測手段23(場合によっては、当該風車回転数計測手段23’)と当該風速・風向計測手段20と電気的に接続されており、当該各測定手段23、20より、常時最新の測定データを受信する様に構成されている。
Furthermore, in the present invention, the wind turbine unit 10 of the wind turbine generator 1 can be rotated efficiently according to the information on the wind speed and the wind direction without reducing the power generation efficiency. A wind power generator control means 24 is provided separately for performing appropriate control in order to drive to prevent the occurrence of wind damage under energy saving conditions.
The wind power generator control means 24 has a storage means 70 containing a preset control program for the wind power generator 1 as described later, and the power generation means rotation speed measuring means 23 described above. (In some cases, the wind turbine rotational speed measuring means 23 ') is electrically connected to the wind speed / wind direction measuring means 20 so that the latest measurement data is always received from the measuring means 23 and 20. It is configured.

一方、当該風力発電機制御手段24は、上記した当該機械式ブレーキ手段17、当該回生ブレーキ制御手段22及び当該制御回転モーター部19と電気的に接続されており、当該風力発電機制御手段24が当該発電手段回転数計測手段23或いは当該風速・風向計測手段20から受信したそれぞれの最新データに基づいて、当該風力発電機制御手段24内に設けられている適宜の演算手段(CPU)71で、当該記憶手段70に記憶されている当該制御プログラムを使用して演算された結果である各種制御データを、当該機械式ブレーキ手段17、当該回生ブレーキ制御手段22及び当該制御回転モーター部19の内から選択された少なくとも何れか一つに送信し、当該選択された被制御手段の制御を実行する様に構成されている。 On the other hand, the wind power generator control means 24 is electrically connected to the mechanical brake means 17, the regenerative brake control means 22, and the control rotation motor unit 19, and the wind power generator control means 24 is Based on the latest data received from the power generation means rotation speed measurement means 23 or the wind speed / wind direction measurement means 20, an appropriate calculation means (CPU) 71 provided in the wind power generator control means 24, Various control data, which are the results calculated using the control program stored in the storage means 70, are stored in the mechanical brake means 17, the regenerative brake control means 22, and the control rotary motor unit 19. It is configured to transmit to at least one selected one and execute control of the selected controlled means.

本発明に於ける当該風力発電装置1のより具体的な構成としては、当該回生ブレーキ制御手段22は、当該風速・風向計測手段20により出力される当該風速情報及び当該発電手段回転数計測手段23により出力される当該発電手段16の回転数情報とに応答して制御されるものである事が好ましい具体例である。
一方、本発明に於ける当該風力発電装置1に於いては当該機械式ブレーキ手段17は、当該風速・風向計測手段により出力される当該風速情報に応答して制御されるものである事が好ましい具体例である。
As a more specific configuration of the wind power generator 1 in the present invention, the regenerative brake control means 22 includes the wind speed information output by the wind speed / wind direction measuring means 20 and the power generation means rotation speed measuring means 23. It is preferable that the control is performed in response to the rotational speed information of the power generation means 16 output by the above.
On the other hand, in the wind turbine generator 1 according to the present invention, the mechanical brake means 17 is preferably controlled in response to the wind speed information output by the wind speed / wind direction measuring means. It is a specific example.

更に、本発明に於ける当該制御回転モーター部19は、当該風速・風向計測手段から出力される風速情報、風向情報及び別途設けられている当該ナセル部位置検出手段60から出力される当該ナセル部現在位置情報の少なくとも一つの情報に応答して制御されるものである事が好ましい具体例である。
又、本発明に於ける当該風力発電機制御手段24には、少なくとも上記した幾つかの制御操作を実行する為の、予め設定されているプログラムを内蔵した記憶手段70が設けられている事が好ましい具体例である。
一方、本発明に於ける当該風力発電装置1には、更に、当該ナセル部3の現在位置情報を検出するナセル部位置検出手段60が設けられている事が好ましい具体例である。
Further, the control rotary motor unit 19 in the present invention includes the wind speed information output from the wind speed / wind direction measuring unit, the wind direction information, and the nacelle unit output from the nacelle position detecting unit 60 provided separately. In a preferred embodiment, the current position information is controlled in response to at least one piece of information.
Further, the wind power generator control means 24 in the present invention is provided with a storage means 70 containing a preset program for executing at least some of the control operations described above. This is a preferred embodiment.
On the other hand, the wind power generator 1 according to the present invention is further preferably provided with a nacelle position detecting means 60 for detecting current position information of the nacelle part 3.

更に、本発明に於ける当該風力発電機制御手段24には、当該風力発電機制御手段24に送信されてきている当該風速・風向計測手段20、当該発電手段回転数計測手段23(場合によっては、当該風車回転数計測手段23’)及び当該制御回転モーター部19等からの最新の計測データの少なくとも一つのデータをリアルタイムで表示すると共に、当該機械式ブレーキ手段17、当該回生ブレーキ制御手段22及び当該制御回転モーター部19の現時点での駆動状況をリアルタイムで表示するモニター手段72が設けられているものであっても良く、更には、当該風力発電機制御手段24で当該ソフトウェアで実行されている制御操作を、オペレータが手動で操作し、所望の制御を必要に応じて、臨時的に実行出来る様にする為の手動式操作ボード部73が設けられているものであっても良い。 Further, in the wind power generator control means 24 in the present invention, the wind speed / wind direction measuring means 20 and the power generating means rotation speed measuring means 23 (according to circumstances) transmitted to the wind power generator control means 24 are included. The wind turbine rotation speed measuring means 23 ') and at least one of the latest measurement data from the control rotary motor unit 19 and the like are displayed in real time, and the mechanical brake means 17, the regenerative brake control means 22 and There may be provided monitoring means 72 for displaying the current driving status of the control rotary motor unit 19 in real time, and further, the wind power generator control means 24 is executed by the software. Manual operation to allow the operator to manually operate the control and perform the desired control on an ad hoc basis as needed. Be one board portion 73 is provided may be.

当該手動式操作ボード部73には、緊急事態が発生した場合に、オペレータが当該風力発電装置1に於ける当該風車部10の回転或いは当該発電手段16の回転を即時に停止する必要が発生した場合に、例えば、当該機械式ブレーキ手段17と当該発電手段16の何れか或いはその一方を強制的に停止させる為の緊急スイッチ手段101が設けられている事も好ましい具体例である。
尚、図1中100と表示されている部材は、当該発電手段16により発電された電力を蓄積しておく適宜のバッテリー手段である。
In the manual operation board unit 73, when an emergency occurs, it is necessary for an operator to immediately stop the rotation of the wind turbine unit 10 or the rotation of the power generation unit 16 in the wind power generator 1. In this case, for example, an emergency switch means 101 for forcibly stopping either the mechanical brake means 17 and / or the power generation means 16 is also a preferable specific example.
1 is an appropriate battery means for accumulating the electric power generated by the power generation means 16.

処で、本願の発明者は、特に中型及び小型の当該風力発電装置1に於いて、上記した従来技術の問題点を改良し、実用性の高い、安価で経済的な風力発電装置を開発すると同時に、風害に対する当該風力発電装置の破損を防止する為に、多くの実験やテストを鋭意重ねて検討した結果、当該風車部10の回転を風の速度に応答して細かく、段階的に制御することにより、簡易で、経済的で、長期間実用的に使用できる風力発電装置の構造とその制御方法を知得したものである。
例えば、風力発電装置1の通常時及び強風時における、ブレード9の回転制御方法について検討した結果、ナセル部3の全体を回転ギア53と制御回転モーター部19とで、通常時は風向に対し正対するように制御し、強風時には風向に対して90度の方向で、非正対の状態で制御する事が望ましい制御方法の一つである事が知得出来た。
By the way, the inventor of the present application will improve the above-described problems of the prior art and develop a practical, inexpensive and economical wind power generator, particularly in the medium and small wind power generators 1. At the same time, in order to prevent the wind turbine generator from being damaged due to wind damage, many experiments and tests have been conducted in earnest, and as a result, the rotation of the wind turbine unit 10 is finely controlled step by step in response to the wind speed. As a result, the structure of a wind power generation apparatus that is simple, economical, and can be practically used for a long period of time and its control method have been known.
For example, as a result of studying the rotation control method of the blade 9 during normal and strong winds of the wind power generator 1, the entire nacelle unit 3 is rotated by the rotary gear 53 and the control rotary motor unit 19, and the normal wind direction is normal. It was found that it is one of the desirable control methods to control in the direction of 90 degrees with respect to the wind direction in a strong wind and in a non-facing state.

又、別の実験結果では、当該風力発電装置1のブレード部9が強風によって、その回転数が上昇した際に、一定以上の回転数に上昇した場合には、当該発電手段16に適切な負荷を掛けて当該発電機16の回転数を抑え、連動している当該ブレード部9の回転数を抑える機構を備えることが望ましいとの知見を得た。
更に、他の実験結果から、当該風力発電装置1の保守点検時や、風速が低く、当該風車部10の回転開始風速に至らないときに、当該回転軸部6を強制的に締め付けて当該発電手段16および当該風車部10の回転を完全停止させる機構を備えることが望ましいとの知見を得た。
In another experimental result, when the rotational speed of the blade portion 9 of the wind power generator 1 is increased by a strong wind and increases to a certain rotational speed, an appropriate load is applied to the power generation means 16. As a result, it has been found that it is desirable to provide a mechanism that suppresses the rotation speed of the generator 16 and suppresses the rotation speed of the interlocking blade portion 9.
Further, from other experimental results, when the wind power generator 1 is inspected or when the wind speed is low and the wind speed does not reach the rotation start wind speed of the wind turbine section 10, the rotating shaft section 6 is forcibly tightened to generate the power. It was found that it is desirable to provide a mechanism for completely stopping the rotation of the means 16 and the wind turbine unit 10.

本発明は、上記の各種の知見を基に、当該風力発電装置1の風速に対する適正な制御条件を追求する為に、更に多数の実験を鋭意重ねた結果、本発明の目的を達成する為には、以下に示すような、制御条件が好ましい条件であるとの更なる知見を得たものである。
つまり、例えば、通常の風速、即ち10m未満程度では、風力発電機は、定められた基準どおりに設計して製造していれば、なんら問題は無く、発電を継続していることができる。
しかし、風速10mを超える風が吹いているときは、変則的に訪れる突風が発生して、風力発電装置全体に変則荷重や衝撃荷重が加わり、なおかつ 台風通過時のように風速30mから近年発生している風速70mの場合も上記のような、構造計算では、解明しきれない荷重モーメントが発生する。
In order to achieve the object of the present invention, as a result of further numerous experiments, the present invention pursues an appropriate control condition for the wind speed of the wind turbine generator 1 based on the above various findings. Has obtained further knowledge that the control conditions are preferable as shown below.
That is, for example, at a normal wind speed, that is, about 10 m or less, the wind power generator can be continuously generated without any problem as long as it is designed and manufactured according to a predetermined standard.
However, when a wind exceeding 10 m is blown, an irregular gust of wind is generated, and an abnormal load or impact load is applied to the entire wind power generator, and it has recently been generated from a wind speed of 30 m as when passing through a typhoon. Even when the wind speed is 70 m, a load moment that cannot be clarified by the structural calculation as described above is generated.

その為、先ず、例えば、風速0mから3m程度では、ブレード9を有する当該風車部10が回転を始めたとしても発電能力を発揮するエネルギーは無いので、適宜のブレーキ17を駆動させて当該風車部10は回転しない機構とする事が望ましい事が判明した。
尚、風速が、例えば、0mから3m程度でも当該風車部10は通常では、回転して僅かながら発電もおこなうが、その為に、別途、各種の制御手段が駆動され、それによって余計な電力が消費されてしまうという問題が存在するので、当該余計な消費電力を節約する為にも、この段階で当該風車部10の回転を意識的に停止させておくことは望ましい具体例の一つである。
そして、例えば、風速が3mを超えたときに当該ブレーキ手段17の駆動を解除する事によって、当該風車部10と及び当該発電手段16は、フリーとなり、当該風車部10の回転が開始される。
更に、例えば、風速が4m程度になると、当該発電手段16から発電エネルギーが発生するため当該発電手段16の発電が開始となってカットインといわれる状態となる。
Therefore, first, for example, at a wind speed of about 0 m to 3 m, there is no energy that exhibits power generation capability even if the wind turbine unit 10 having the blade 9 starts to rotate. It has been found that 10 is preferably a mechanism that does not rotate.
Even if the wind speed is, for example, about 0 m to 3 m, the wind turbine unit 10 normally rotates and slightly generates power. However, for that purpose, various control means are separately driven, so that extra power is generated. Since there is a problem that it is consumed, in order to save the extra power consumption, it is one of the desirable specific examples that the rotation of the wind turbine unit 10 is intentionally stopped at this stage. .
For example, by releasing the driving of the brake means 17 when the wind speed exceeds 3 m, the wind turbine unit 10 and the power generation unit 16 become free, and the rotation of the wind turbine unit 10 is started.
Further, for example, when the wind speed is about 4 m, power generation energy is generated from the power generation means 16, so that the power generation of the power generation means 16 is started and the state is called cut-in.

本発明に於いては、係る風速レベルを第1の閾値X1と定義し、例えば当該第1の閾値X1を風速3mと設定することが出来る。
同時に当該風速・風向計測手段20から得られる風向を感知して当該風車部10を当該ナセル部3と共に、常に風向きに対して正対させる様に制御することが望ましい具体例である事が判明した。
更に、検討した結果、この正常運転状態は、例えば、風速が10m程度までは持続するものの、風速が例えば10mを超える程度になると、当該風車部10の回転数が高くなり、遠心力も多く発生し、支柱部2に係る荷重モーメントが増大してくる事が判明した。
In the present invention, the wind speed level is defined as the first threshold value X1, and for example, the first threshold value X1 can be set to 3 m of wind speed.
At the same time, it has been found that it is a desirable specific example to sense the wind direction obtained from the wind speed / wind direction measuring means 20 and control the wind turbine unit 10 together with the nacelle unit 3 so as to always face the wind direction. .
Further, as a result of examination, for example, although the wind speed is maintained up to about 10 m, for example, when the wind speed exceeds about 10 m, the rotational speed of the wind turbine unit 10 is increased and a lot of centrifugal force is generated. It has been found that the load moment related to the support column 2 increases.

その為、本発明に於いては、係る風速レベルを第2の閾値X2と定義し、例えば当該第2の閾値X2を風速10mと設定することが出来る。
そのため 本発明は、この辺から当該風車部10の回転数を落とすために例えば、当該発電手段16の回転数情報を基に、当該回転数が一定の回転数以上に上昇したところで、適宜の発電機制御手段、例えば、負荷電流を利用した回生ブレーキ制御手段22を作動させて、具体的には、当該回生ブレーキ制御手段22に設けられている適宜のスイッチ手段52を駆動させて、適宜の擬似負荷装置51を当該発電手段16に接続して、負荷を印加することによって当該発電手段16の回転数を落とすことにより、安全な回転数となる様に制御することが、別の好ましい制御方法である事が判明した。
Therefore, in the present invention, such a wind speed level is defined as the second threshold value X2, and for example, the second threshold value X2 can be set to a wind speed of 10 m.
Therefore, in order to reduce the rotational speed of the wind turbine unit 10 from this side, for example, the present invention provides an appropriate generator when the rotational speed rises above a certain rotational speed based on the rotational speed information of the power generation means 16. The control means, for example, the regenerative brake control means 22 using the load current is operated, specifically, the appropriate switch means 52 provided in the regenerative brake control means 22 is driven, and the appropriate pseudo load is driven. Another preferred control method is to connect the device 51 to the power generation means 16 and control the power generation means 16 to have a safe rotation speed by reducing the rotation speed of the power generation means 16 by applying a load. Things turned out.

即ち、この段階で判断する必要のある当該風車部の回転数若しくは当該発電手段16の回転数に予め定められた所定の閾値が必要となる。
本発明に於いては、この閾値を回転数基準値Yと設定することにしたものであり、具体的には、当該風車部10の回転数に換算して例えば、60rpmと設定することが出来る。
更に、本願発明者の実験結果によれば、当該風速が、例えば、16m以上になると、当該似負荷装置51が作動しているにも係らず再び当該風車部10は、高度の回転数を以って回転することとなる。
That is, a predetermined threshold value is required for the rotational speed of the wind turbine unit or the rotational speed of the power generation means 16 that needs to be determined at this stage.
In the present invention, this threshold value is set to the rotation speed reference value Y. Specifically, it can be set to 60 rpm in terms of the rotation speed of the wind turbine unit 10, for example. .
Further, according to the experiment result of the present inventor, when the wind speed is, for example, 16 m or more, the wind turbine unit 10 again has a high rotational speed even though the similar load device 51 is operating. Will rotate.

そこで、本発明に於いては、係る風速レベルを第3の閾値X3と定義し、例えば当該第3の閾値X3を風速16mと設定することが出来る。
その為、本発明者は、当該風速・風向計測手段20から送られる風速信号を基に、当該制御回転モーター部19を作動させて、当該ギヤ列18を介してして当該ナセル部3を必要な角度だけ回転させることによって、当該風車部10の風受け平面部若しくは当該回転軸部6の中心軸線8を風向から90度回転変位させて、それらを風向に対して非正対とする操作を行う事も望ましい制御方法であるという知見を得たものである。
Therefore, in the present invention, such a wind speed level is defined as a third threshold value X3, and for example, the third threshold value X3 can be set to a wind speed of 16 m.
Therefore, the inventor needs the nacelle unit 3 via the gear train 18 by operating the control rotary motor unit 19 based on the wind speed signal sent from the wind speed / wind direction measuring unit 20. By rotating the wind turbine unit 10 by a specific angle, the wind receiving plane part of the wind turbine part 10 or the central axis 8 of the rotary shaft part 6 is rotated and displaced by 90 degrees from the wind direction, and the operation of making them non-facing to the wind direction is performed. We have obtained knowledge that this is also a desirable control method.

更に、本発明は、更なる追加実験を継続させた結果、係る制御方法を採用するこれによって、風速が70m近傍の風力が発生したとしても、当該風車部10は、低回転のまま、強風が無くなるまで安全に稼動し続ける事が判明した。
その後、強風時が去ると、再び当該風速・風向計測手段20からの信号を基に、正常時の運転に自動的で戻る様に制御することが望ましい具体例の一つである事が判明した。
Further, as a result of continuing further additional experiments, the present invention adopts such a control method. As a result, even if wind force with a wind speed of around 70 m is generated, the wind turbine unit 10 remains at a low speed and strong winds are generated. It turns out that it will continue to operate safely until it disappears.
After that, it was found that it is one of the specific examples that it is desirable to control to automatically return to the normal operation based on the signal from the wind speed / wind direction measuring means 20 again when the strong wind is over. .

本発明は、上記した多くの実験結果に基づく、複数種類の風車部10の回転制御方法を有機的に合体結合し、個々の操作手順と個々の操作結果を相互に且つ連携して利用しつつ、最大の効率を発生さえる様に組み合わされて構成されたものである。
つまり、本発明は、上記した複数種の制御方法を相互に連携させて、自動的に制御処理が実行される様にプログラム化された風車部制御ソフトを使用するものであり、係るソフトウェアの稼働によって自動的な当該風力発電装置1に於ける当該風車部10の回転速度を常時正常な運転となるよう制御することが本発明の特徴である。
The present invention organically combines the rotation control methods for a plurality of types of wind turbine units 10 based on the above-described many experimental results, and uses each operation procedure and each operation result in cooperation with each other. , Combined to produce maximum efficiency.
In other words, the present invention uses the wind turbine unit control software programmed so that the control processing is automatically executed by linking the above-described plurality of control methods to each other, and the operation of the software It is a feature of the present invention that the rotational speed of the wind turbine unit 10 in the wind power generator 1 is automatically controlled by normal operation.

本発明に於いて使用される当該第1の閾値X1、当該第2の閾値X2及び、及び当該第3の閾値X3、更には、当該回転数基準値Yのそれぞれの具体的数値は、特に予め設定されるものではなく、当該風力発電装置1構成や性能、或いは当該風力発電装置1が設置される環境状況等によって適宜変更されるものであるが、上記した本発明に係る当該風力発電装置1に関する各種の試験データを総合すると、当該第1の閾値X1としては、例えば、2乃至4mに設定されることが好ましく、又当該第2の閾値X2としては、例えば、8m乃至12mに設定されることが好ましく、更には、当該第3の閾値X3としては、例えば、15m乃至18mに設定されることが好ましい。 The specific numerical values of the first threshold value X1, the second threshold value X2, and the third threshold value X3, and further the rotation speed reference value Y used in the present invention are particularly set in advance. The wind power generator 1 is not set, but is appropriately changed depending on the configuration and performance of the wind power generator 1 or the environmental conditions in which the wind power generator 1 is installed, but the wind power generator 1 according to the present invention described above. When the various test data related to the above are combined, the first threshold value X1 is preferably set to 2 to 4 m, for example, and the second threshold value X2 is set to 8 m to 12 m, for example. Further, it is preferable that the third threshold value X3 is set to, for example, 15 m to 18 m.

一方、当該回転数基準値Yとしては、例えば、40rpm乃至80rpmに設定されることが好ましい。
即ち、本発明に係る第2の態様に於ける基本的な技術構成は、例えば、支柱部2、当該支柱部2の最上段部21に水平面内で回転自在に取り付けられているナセル部3、当該ナセル部3の回転面4上に、当該ナセル部3の平面と並行に、適宜の支持手段5,5を介して回転自在に取り付けられている回転軸部6、当該回転軸部6の一方の端部7に、当該回転軸6の中心軸線8に対して直交する方向に配設されている複数個のブレード部9からなる風車部10、当該回転軸6の適宜の部位に設けられている回転伝達機構部11、当該回転伝達機構部11に、一方の端部が係合されており、その中心軸線13が当該支柱部2の内部を垂下する様に配置されている回転伝達シャフト部14、当該回転伝達シャフト部14の下方の端部15と接続されている発電手段16、当該回転伝達シャフト14における当該回転伝達機構部11と当該発電手段16との間の適宜の部位に配置されている、当該回転伝達シャフト部の回転数、つまり当該発電手段16の回転数を制御する機械式ブレーキ手段17、当該支柱部2の適宜の部位に設けられ、適宜のギヤ手段18を介して当該ナセル部3を回転制御する制御回転モーター部19、当該支柱部2の適宜の部位に設けられた風速・風向計測手段20、当該発電手段16に回生ブレーキを印加する回生ブレーキ制御手段22、当該風車部の回転数に対応する当該発電手段16の回転数を計測する発電手段回転数計測手段23若しくは、当該風車部の回転数を直接計測する為に当該回転軸部6の適宜の部位に設けられている風車回転数計測手段23’とで構成された風力発電装置1に於いて、当該制御回転モーター部19、当該回生ブレーキ制御手段22及び当該機械式ブレーキ手段17の少なくとも一つが、当該風速・風向計測手段20及び当該発電手段回転数計測手段23若しくは当該風車回転数計測手段23’等から逐次得られる風速情報、風向情報及び発電手段16若しくは当該風車部10の回転数情報の内から選択された少なくとも一つの情報に応答して、当該風車部10の回転数が所定の範囲内に規制される様に制御される様に構成されている事を特徴とする稼動制御方法である。
On the other hand, the rotation speed reference value Y is preferably set to 40 rpm to 80 rpm, for example.
That is, the basic technical configuration in the second aspect according to the present invention is, for example, a column part 2, a nacelle part 3 that is rotatably attached to the uppermost step part 21 of the column part 2 in a horizontal plane, One of the rotating shaft part 6 and the rotating shaft part 6 which is rotatably mounted on the rotating surface 4 of the nacelle part 3 in parallel with the plane of the nacelle part 3 through appropriate support means 5 and 5. Is provided at an appropriate portion of the rotary shaft 6 at a wind turbine portion 10 composed of a plurality of blade portions 9 disposed in a direction orthogonal to the central axis 8 of the rotary shaft 6. The rotation transmission mechanism 11 and the rotation transmission mechanism 11, one end of which is engaged with the rotation transmission mechanism 11, and the rotation transmission shaft that is arranged so that the center axis 13 hangs down inside the column 2. 14 is connected to the lower end portion 15 of the rotation transmission shaft portion 14. The power generation means 16 and the rotation transmission shaft 14 are arranged at an appropriate position between the rotation transmission mechanism 11 and the power generation means 16. A mechanical brake means 17 for controlling the number of revolutions, a control rotary motor part 19 that is provided at an appropriate part of the support column 2 and controls the rotation of the nacelle part 3 via an appropriate gear unit 18, Wind speed / wind direction measuring means 20 provided at appropriate parts, regenerative brake control means 22 for applying regenerative brake to the power generation means 16, and power generation for measuring the rotation speed of the power generation means 16 corresponding to the rotation speed of the wind turbine section. The means rotational speed measuring means 23 or the wind turbine rotational speed measuring means 23 'provided at an appropriate part of the rotary shaft 6 in order to directly measure the rotational speed of the wind turbine part. In the constructed wind power generator 1, at least one of the control rotation motor unit 19, the regenerative brake control means 22 and the mechanical brake means 17 is the wind speed / wind direction measurement means 20 and the power generation means rotation speed measurement. In response to at least one information selected from the wind speed information, the wind direction information, and the power generation means 16 or the rotational speed information of the wind turbine unit 10 sequentially obtained from the means 23 or the wind turbine rotational speed measurement means 23 ′, It is an operation control method characterized by being configured to be controlled so that the rotational speed of the wind turbine unit 10 is regulated within a predetermined range.

即ち、本発明に於ける当該風力発電装置1に於いては、当該発電手段回転数計測手段23に替えて、当該発電手段16の回転数に対応する当該風車部10の回転数を計測する為の風車回転数計測手段23’が当該風車部10に連結されている当該回転軸部6の少なくとも一部に設けられており、当該発電手段16の回転数を計測する発電手段回転数計測手段23の出力情報を当該風車回転数計測手段23’の出力情報と置換する様に構成されている事も望ましい具体例である。 That is, in the wind power generator 1 according to the present invention, instead of the power generation means rotation speed measurement means 23, the rotation speed of the wind turbine unit 10 corresponding to the rotation speed of the power generation means 16 is measured. The wind turbine rotational speed measuring means 23 ′ is provided on at least a part of the rotating shaft portion 6 connected to the wind turbine section 10, and the power generating means rotational speed measuring means 23 for measuring the rotational speed of the power generating means 16. It is also a desirable specific example that the output information is replaced with the output information of the wind turbine rotation speed measuring means 23 ′.

そして、本発明に於いては、後述するように、当該風速・風向計測手段20から出力される当該風速情報には、相互に異なる少なくとも2種類の予め決定されている閾値Xnが設定されている事が望ましい。
一方、本発明に於いては、後述するように、当該発電手段回転数計測手段23から出力される当該発電手段16の回転数情報若しくは当該風車回転数計測手段23’等から出力される当該風車部10の回転数情報には、少なくとも1種類の予め決定されている回転数基準値Yが設定されている事が望ましい。
In the present invention, as will be described later, at least two different threshold values Xn different from each other are set in the wind speed information output from the wind speed / wind direction measuring means 20. Things are desirable.
On the other hand, in the present invention, as described later, the rotational speed information of the power generation means 16 output from the power generation means rotational speed measurement means 23 or the windmill output from the windmill rotational speed measurement means 23 ′ or the like. It is desirable that at least one kind of predetermined rotational speed reference value Y is set in the rotational speed information of the unit 10.

本発明に於ける当該第2の態様に於けるより具体的な風力発電装置の稼動制御方法の構成としては、風速が所定の第1の閾値X1以下である場合には、当該機械式ブレーキ手段17を作動させて、当該風車部10の回転を停止させる第1の工程、当該風速が当該第1の閾値X1を超えている場合に於いて、当該風車部10における当該回転軸部6の中心軸線8が、風向き情報が示す風向き方向と一致する様に、当該ナセル部3を所定の回転角度だけ旋回させる様に、当該制御回転モーター部19を制御する第2の工程、当該風速が当該所定の第1の閾値X1以上であって、且つ所定の第2の閾値X2を超えていない場合には、当該機械式ブレーキ手段17を解放して当該風車部10の回転を許可する第3の工程、当該風速が当該所定の第2の閾値X2以上であって、且つ所定の第3の閾値X3を超えていない場合であって、且つ当該風車回転数若しくは当該発電手段の回転数が、当該発電手段回転数計測手段23若しくは当該風車回転数計測手段23’に設定されている回転数基準値Y以上である場合には、当該回生ブレーキ制御手段22を解放し、当該風車部10の回転を継続させる第4の工程、当該風速が当該所定の第2の閾値X2以上であって、且つ所定の第3の閾値X3を超えていない場合であって、当該風車回転数若しくは当該発電手段の回転数が、当該発電手段回転数計測手段若しくは当該風車回転数計測手段に設定されている回転数基準値Y以上である場合には、当該回生ブレーキ制御手段22を駆動させて、当該風車部10の回転数を減少させる第5の工程、当該風速が当該所定の第2の閾値X2以上であって、且つ所定の第3の閾値X3を超えている場合には、当該風車部10における当該回転軸部6の中心軸線8を、風向き情報が示す風向き方向と直交する方向に設定される様に、当該ナセル部3を所定の回転角度だけ旋回させる様に、当該制御回転モーター部19を制御する第6の工程とから構成されている風力発電装置の稼動制御方法である。 As a more specific configuration of the operation control method of the wind power generator in the second aspect of the present invention, when the wind speed is equal to or less than a predetermined first threshold value X1, the mechanical brake means The first step of activating the wind turbine unit 10 to stop the rotation of the wind turbine unit 10, the center of the rotating shaft unit 6 in the wind turbine unit 10 when the wind speed exceeds the first threshold value X1 A second step of controlling the control rotation motor unit 19 so that the nacelle unit 3 is turned by a predetermined rotation angle so that the axis 8 coincides with the wind direction indicated by the wind direction information; The third step of releasing the mechanical brake means 17 and permitting the rotation of the windmill unit 10 when the first threshold value X1 is not less than the first threshold value X1 and the predetermined second threshold value X2 is not exceeded. , The wind speed is the predetermined second When the value is equal to or greater than X2 and does not exceed the predetermined third threshold value X3, and the wind turbine rotation speed or the rotation speed of the power generation means is the power generation means rotation speed measurement means 23 or the wind turbine rotation In the case where the rotational speed reference value Y is set to be greater than or equal to the rotational speed reference value Y set in the number measurement means 23 ′, the regenerative brake control means 22 is released, and the wind speed is the fourth step of continuing the rotation of the windmill unit 10. When the predetermined second threshold value X2 or more and not exceeding the predetermined third threshold value X3, the wind turbine rotational speed or the rotational speed of the power generation means is the power generation means rotational speed measurement means or A fifth step of reducing the rotational speed of the wind turbine unit 10 by driving the regenerative brake control means 22 when the rotational speed reference value Y is not less than the rotational speed reference value Y set in the wind turbine rotational speed measuring means; When the speed is equal to or higher than the predetermined second threshold value X2 and exceeds the predetermined third threshold value X3, the wind direction information indicates the central axis 8 of the rotating shaft portion 6 in the windmill portion 10. Wind power generation configured from a sixth step of controlling the control rotation motor unit 19 so as to turn the nacelle unit 3 by a predetermined rotation angle so as to be set in a direction orthogonal to the wind direction shown. This is an operation control method for the apparatus.

以下に、上記した本発明に係る当該第2の態様に係る当該風力発電装置の稼動制御方法の具体的手順の一例を図6のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
即ち、スタート後、ステップ1(S1)に於いて、発電モードであるか否かが判断され、当該ステップ1(S1)に於いて、NOであれば、つまり、発電操作は中止するとの判断であれNOであればENDとなり、当該ステップ1(S1)に於いて、YESであれば、ステップ2(S2)に進んで、風速の計測操作が開始される。
次に、ステップ3(S3)に進んで、当該風速の値が第1の閾値X1以下か否かが判断され、YESであれば、ステップ4(S4)に進んで、当該機械式ブレーキ手段17を稼働させ(ON)て、ステップ5(S5)に於いて、当該風車部10の回転を強制的に停止させた後、ステップ1(S1)に戻って、上記の各操作が継続される。
Hereinafter, an example of a specific procedure of the operation control method for the wind turbine generator according to the second aspect of the present invention described above will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
That is, after the start, it is determined in step 1 (S1) whether or not it is in the power generation mode. If NO in step 1 (S1), that is, it is determined that the power generation operation is stopped. If it is NO, it becomes END. If YES in step 1 (S1), the process proceeds to step 2 (S2), and the wind speed measurement operation is started.
Next, the process proceeds to step 3 (S3), where it is determined whether or not the value of the wind speed is equal to or less than the first threshold value X1, and if YES, the process proceeds to step 4 (S4) and the mechanical brake means 17 is reached. In step 5 (S5), the rotation of the wind turbine unit 10 is forcibly stopped, and then the process returns to step 1 (S1) to continue the above operations.

一方、当該ステップ3(S3)に於いてNOである場合には、ステップ6(S6)に進んで、風向きを計測し、ステップ7(S7)に於いて、当該風車部10の回転軸6の中心軸線が当該測定された風向きの方向情報と一致するか否が判断され、NOであれば、ステップ8(S8)に進んで、当該制御回転モーター部19を制御して、当該ナセル部3をヨー回転させ、当該風車部10の回転軸6の中心軸線と当該測定された風向きの方向情報とが一致する様に旋回させる操作が実行され、その後ステップ7(S7)に戻る。
当該ステップ7(S7)に於いて、再度、当該風車部10の回転軸6の中心軸線が当該測定された風向きの方向情報と一致するか否が判断され、NOであれば上記した操作が繰り返され、YESであれば、ステップ9(S9)に進んで、現在の風速が第2の閾値X2以下であるか否かが判断される。
On the other hand, if the answer is NO in step 3 (S3), the process proceeds to step 6 (S6) to measure the wind direction, and in step 7 (S7), the rotation shaft 6 of the windmill unit 10 is measured. It is determined whether or not the central axis coincides with the measured direction information of the wind direction, and if NO, the process proceeds to step 8 (S8) to control the control rotary motor unit 19 to control the nacelle unit 3 The yaw rotation is performed, and the turning operation is performed so that the center axis of the rotation shaft 6 of the windmill unit 10 and the measured direction information of the wind direction coincide with each other, and then the process returns to Step 7 (S7).
In step 7 (S7), it is determined again whether or not the center axis of the rotating shaft 6 of the wind turbine unit 10 matches the measured direction information of the wind direction. If NO, the above operation is repeated. If YES, the process proceeds to step 9 (S9) to determine whether or not the current wind speed is equal to or lower than the second threshold value X2.

当該ステップ9(S9)でYESであれば、ステップ10(S10)に進み、当該機械式ブレーキ手段17を解放(OFF)し、ステップ11 (S11)に進んで、当該風車部10の回転を開始させ、ステップ12(S12)に於いて当該発電手段16の発電操作を継続させ、その後、ステップ1(S1)に戻って、上記の各操作が継続される。
一方、当該ステップ9(S9)でNOであれば、ステップ13(S13)に進んで、その時点での風速が第3の閾値X3以下であるか否かが判断され、当該ステップ13(S13)でYESであれば、ステップ14(S14)に進んで、当該風車部10の回転数を計測する操作が実行され、その後、ステップ15(S15)に進んで、当該風車部10のその時点での回転数が当該回転数基準値Yよりも大きいか否かが判断され、NOであれば、ステップ16(S16)に進んで、当該回生ブレーキ制御手段22を解放し、その後、ステップ1(S1)に戻って、上記の各操作が継続される。
If “YES” in the step 9 (S9), the process proceeds to a step 10 (S10), the mechanical brake means 17 is released (OFF), and the process proceeds to a step 11 (S11) to start the rotation of the wind turbine unit 10. In step 12 (S12), the power generation operation of the power generation means 16 is continued, and then the process returns to step 1 (S1) to continue each operation described above.
On the other hand, if “NO” in the step 9 (S9), the process proceeds to a step 13 (S13) to determine whether or not the wind speed at that time is equal to or lower than the third threshold value X3, and the step 13 (S13). If YES, the process proceeds to step 14 (S14), and an operation for measuring the rotational speed of the wind turbine unit 10 is executed. Thereafter, the process proceeds to step 15 (S15), and the wind turbine unit 10 at that time is It is determined whether or not the rotational speed is greater than the rotational speed reference value Y. If NO, the process proceeds to step 16 (S16) to release the regenerative brake control means 22, and then step 1 (S1). Returning to, each operation described above is continued.

一方、当該ステップ15(S15)に於いて、YESであれば、ステップ17(S17)に進んで、当該回生ブレーキ制御手段22に於ける当該切り替えスイッチ手段52を操作して当該適宜の負荷手段51の負荷を当該発電手段16に印加して回生ブレーキ駆動させて当該発電手段16の回転数若しくは当該風車部10の回転数を減少させる操作が実行され、その後、当該ステップ15(S15)に戻り、上記の各工程が繰り返される。
又、当該ステップ13(S13)でNOであれば、ステップ18(S18)に進んで、その時点での風速を測定し、当該風速が当該第3の閾値X3以上であることが確実であるから、ステップ18(S18)に進んで、当該風車部10の回転軸部6がその時点における風向き方向と直交する状態となる様に、当該ナセル部3を、当該制御回転モーター部19を駆動制御して、必要な回転角度を以て、旋回させる操作が実行され、その後、ステップ19(S19)に進んで当該風車部10を低速回転させる操作を継続し、その後、ステップ1(S1)に戻って、上記の各操作が継続される。
On the other hand, if “YES” in the step 15 (S15), the process proceeds to a step 17 (S17) to operate the change-over switch means 52 in the regenerative brake control means 22 to operate the appropriate load means 51. Is applied to the power generation means 16 to drive the regenerative brake to reduce the rotation speed of the power generation means 16 or the rotation speed of the wind turbine unit 10, and then the process returns to step 15 (S15). Each of the above steps is repeated.
If NO in step 13 (S13), the process proceeds to step 18 (S18), the wind speed at that time is measured, and it is certain that the wind speed is equal to or higher than the third threshold value X3. Then, the process proceeds to step 18 (S18), and the nacelle part 3 is driven and controlled so that the rotating shaft part 6 of the windmill part 10 is in a state orthogonal to the wind direction at that time. Then, the turning operation is executed with a necessary rotation angle, and then the operation proceeds to step 19 (S19) to continue the operation of rotating the wind turbine unit 10 at a low speed, and then the operation returns to step 1 (S1) to Each operation is continued.

以上のように、本発明によれば、とかく事故が多発していた小型或いは中型の風力発電装置に於ける風による破損・破壊事故を未然に効果的、且つ経済的に防止することが可能となり、それによって、信頼性の高い小型或いは中型の風力発電装置を提供することが可能となると同時に、本発明に係る当該風力発電装置は、風力で、発電する際に公害を発生させることなく、自然エネルギーを効率的且つ安価に電力に変換することが出来る。
As described above, according to the present invention, it is possible to effectively and economically prevent accidents caused by wind in a small-sized or medium-sized wind power generation apparatus that frequently caused accidents. As a result, it is possible to provide a small-sized or medium-sized wind power generator with high reliability, and at the same time, the wind power generator according to the present invention can generate natural power without generating pollution when generating power with wind power. Energy can be efficiently and inexpensively converted to electric power.

1…風力発電装置
2…支柱部
21…支柱部の最上段部
3…ナセル部
4…回転平面
5…支持手段
6…回転軸部
7…当該回転軸部の一方の端部
8…回転軸部の中心軸線
8’ …回転伝達シャフト部の中心軸線
9…ブレード部
10…風車部
11…回転伝達機構部
14…回転伝達シャフト部
12…回転伝達シャフト部の一方の端部
13…尾翼
15…回転伝達シャフト部の下方の端部
16…発電手段
17…機械式ブレーキ手段
18…ギヤ手段
19…制御回転モーター部
20…風速・風向計測手段
22…回生ブレーキ制御手段
23’ …風車部回転数計測手段
23…発電手段回転数計測手段
24…風力発電機制御手段
50…回転支持部材
60…ナセル部位置検出手段
70…記憶手段
72…モニター手段
73…手動式操作ボード部
71…CPU(演算処理手段)
51…負荷手段
52…切替手段
61〜64…支持板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wind power generator 2 ... Column part 21 ... Uppermost step part 3 ... Nacelle part 4 ... Rotation plane 5 ... Support means 6 ... Rotating shaft part 7 ... One end 8 of the said rotating shaft part ... Rotating shaft part The central axis 8 'of the rotation transmission shaft portion 9 ... the blade portion 10 ... the windmill portion 11 ... the rotation transmission mechanism portion 14 ... the rotation transmission shaft portion 12 ... the one end portion 13 of the rotation transmission shaft portion ... the tail blade 15 ... rotation Lower end 16 of transmission shaft portion ... Power generation means 17 ... Mechanical brake means 18 ... Gear means 19 ... Control rotation motor part 20 ... Wind speed / wind direction measurement means 22 ... Regenerative brake control means 23 '... Windmill part rotation speed measurement means DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 ... Electric power generation means rotation speed measurement means 24 ... Wind power generator control means 50 ... Rotation support member 60 ... Nacelle part position detection means 70 ... Storage means 72 ... Monitor means 73 ... Manual operation board part 71 ... CPU (arithmetic processing means)
51 ... Load means 52 ... Switching means 61-64 ... Support plate

本発明は、上記した従来技術の問題点を解消し、上記した本発明の目的を達成する為、基本的には、以下に示す様な技術構成を採用するものである。
即ち、本発明に係る第1の態様としては、支柱部、当該支柱部の最上段部に水平面内で回転自在に取り付けられているナセル部、当該ナセル部の回転面上に、当該ナセル部の平面と並行に、適宜の支持手段を介して回転自在に取り付けられている回転軸部、当該回転軸部の一方の端部に、当該回転軸部の中心軸線に対して直交する方向に配設されている複数個のブレード部からなる風車部、当該回転軸の適宜の部位に設けられている回転伝達機構部、当該回転伝達機構部に一方の端部が係合されており、その中心軸線が当該支柱部の内部を垂下する様に配置されている回転伝達シャフト部、当該回転伝達シャフト部の下方の端部と接続されている発電手段、当該回転伝達シャフトにおける当該回転伝達機構部と当該発電手段との間の適宜の部位に配置されている、当該回転伝達シャフト部の回転を制御する機械式ブレーキ手段、当該支柱部の適宜の部位に設けられ、適宜のギヤ手段を介して当該ナセル部を回転制御する制御回転モーター部、当該支柱部の適宜の部位に設けられた風速及び風向きを計測する風速・風向計測手段、当該発電手段に回生ブレーキを印加する回生ブレーキ制御手段、当該風車部の回転数を計測する発電手段回転数計測手段、当該ナセル部の現在位置情報を検出するナセル部位置検出手段とが設けられており、更に、当該風速・風向計測手段、当該発電手段回転数計測手段及び当該ナセル部位置検出手段とからの最新計測情報を受信し、当該最新の各計測情報に応答して、当該制御回転モーター部、当該回生ブレーキ制御手段及び当該機械式ブレーキ手段を逐次的に、個別的もしくは同時複合的に制御する様に機能する風力発電機制御手段が設けられている風力発電装置であって、且つ、当該回生ブレーキ制御手段は、当該風速・風向計測手段により出力される当該風速情報及び当該発電手段回転数計測手段により出力される当該風車部の回転数情報とに応答して制御される様に構成されているものであり、当該機械式ブレーキ手段は、当該風速・風向計測手段により出力される当該風速情報に応答して制御される様に構成されているものであり、当該制御回転モーター部は、当該風速・風向計測手段から出力される風速情報、風向情報及び当該ナセル部位置検出手段から出力される当該ナセル部現在位置情報の少なくとも一つの情報に応答して制御される様に構成されている事を特徴とする風力発電装置であり、又、本発明の第2の態様は、支柱部、当該支柱部の最上段部に水平面内で回転自在に取り付けられているナセル部、当該ナセル部の回転面上に、当該ナセル部の平面と並行に、適宜の支持手段を介して回転自在に取り付けられている回転軸部、当該回転軸部の一方の端部に、当該回転軸部の中心軸線に対して直交する方向に配設されている複数個のブレード部からなる風車部、当該回転軸の適宜の部位に設けられている回転伝達機構部、当該回転伝達機構部に一方の端部が係合されており、その中心軸線が当該支柱部の内部を垂下する様に配置されている回転伝達シャフト部、当該回転伝達シャフト部の下方の端部と接続されている発電手段、当該回転伝達シャフトにおける当該回転伝達機構部と当該発電手段との間の適宜の部位に配置されている、当該回転伝達シャフト部の回転を制御する機械式ブレーキ手段、当該支柱部の適宜の部位に設けられ、適宜のギヤ手段を介して当該ナセル部を回転制御する制御回転モーター部、当該支柱部の適宜の部位に設けられた風速及び風向きを計測する風速・風向計測手段、当該発電手段に回生ブレーキを印加する回生ブレーキ制御手段、当該風車部の回転数を計測する発電手段回転数計測手段、当該ナセル部の現在位置情報を検出するナセル部位置検出手段とが設けられており、更に、当該風速・風向計測手段、当該発電手段回転数計測手段及び当該ナセル部位置検出手段とからの最新計測情報を受信し、当該最新の各計測情報に応答して、当該制御回転モーター部、当該回生ブレーキ制御手段及び当該機械式ブレーキ手段を逐次的に、個別的もしくは同時複合的に制御する様に機能する風力発電機制御手段が設けられている風力発電装置であって、且つ、当該回生ブレーキ制御手段は、当該風速・風向計測手段により出力される当該風速情報及び当該発電手段回転数計測手段により出力される当該風車部の回転数情報とに応答して制御される様に構成されているものであり、当該機械式ブレーキ手段は、当該風速・風向計測手段により出力される当該風速情報に応答して制御される様に構成されているものであり、当該制御回転モーター部は、当該風速・風向計測手段から出力される風速情報、風向情報及び当該ナセル部位置検出手段から出力される当該ナセル部現在位置情報の少なくとも一つの情報に応答して制御される様に構成された風力発電装置に於いて、当該風速・風向計測手段から出力される当該風速情報に対しては、風速に応じて、低速レベルから高速レベルに向けて相互に異なる予め所定の値に設定された、少なくとも3種類の、つまり、第1の閾値、第2の閾値及び第3の閾値とを設定しておき、一方、当該発電手段回転数計測手段から出力される当該発電手段の回転数情報に対しては、少なくとも1種類の予め所定の値に設定された基準値を設定しておき、当該風速・風向計測手段、当該ナセル部位置検出手段及び当該発電手段回転数計測手段のそれぞれから逐次出力される最新の風速情報、風向情報、当該ナセル部現在位置情報及び当該発電手段の回転数情報を逐次受信し、当該最新の風速情報を当該第1の閾値乃至当該第3の閾値とそれぞれ個別的に比較操作を行い、当該比較結果に応じて、当該機械式ブレーキ手段
のオン・オフ制御を実行するとともに、当該比較結果に応じて、更に、当該発電手段の回転数情報を当該基準値と比較操作を行い、当該比較結果に応じて、当該回生ブレーキ手段のオン・オフ制御を実行し、更には、当該比較結果に応じて、当該風向き情報を勘案して当該制御回転モーター部を制御して、当該風車部の回転数が所定の範囲内に規制される様に制御される様に構成されている事を特徴とする風力発電装置の稼動制御方法である。
The present invention basically adopts the following technical configuration in order to solve the above-described problems of the prior art and achieve the above-described object of the present invention.
That is, as a first aspect according to the present invention, a support column, a nacelle unit rotatably attached to the uppermost step of the support column in a horizontal plane, a rotation surface of the nacelle unit, In parallel with the plane, a rotary shaft portion that is rotatably mounted via an appropriate support means, and disposed at one end of the rotary shaft portion in a direction perpendicular to the central axis of the rotary shaft portion One end of the wind turbine unit composed of a plurality of blade portions, a rotation transmission mechanism unit provided at an appropriate portion of the rotation shaft, and the rotation transmission mechanism unit are engaged with each other. A rotation transmission shaft portion arranged so as to hang down from the inside of the column portion, power generation means connected to the lower end portion of the rotation transmission shaft portion, the rotation transmission mechanism portion in the rotation transmission shaft, and the Appropriate part between the power generation means A mechanical brake means for controlling the rotation of the rotation transmission shaft portion, and a control rotation motor portion which is provided at an appropriate portion of the support column portion and controls the rotation of the nacelle portion via an appropriate gear means. Wind speed / wind direction measuring means for measuring wind speed and wind direction provided at appropriate portions of the struts, regenerative brake control means for applying a regenerative brake to the power generating means, and power generating means rotation for measuring the rotation speed of the wind turbine part And a nacelle position detecting means for detecting current position information of the nacelle section, and further, the wind speed / wind direction measuring means, the power generation means rotation speed measuring means, and the nacelle position detecting means , receiving the latest measurement information from, in response to the latest of each measurement information, the control rotation motor section, the regenerative braking control means and said mechanical brake means Next, it is a wind power generator provided with a wind power generator control means that functions to control individually or simultaneously combined, and the regenerative brake control means is controlled by the wind speed / wind direction measuring means. It is configured to be controlled in response to the output wind speed information and the rotation speed information of the wind turbine unit output by the power generation means rotation speed measurement means, and the mechanical brake means, It is configured to be controlled in response to the wind speed information output by the wind speed / wind direction measuring means, and the control rotation motor unit is configured to control the wind speed information output from the wind speed / wind direction measuring means, It is configured to be controlled in response to at least one information of the wind direction information and the nacelle part current position information output from the nacelle part position detecting means. In addition, the second aspect of the present invention includes a support column, a nacelle unit rotatably attached to the uppermost step of the support column in a horizontal plane, and a rotation surface of the nacelle unit, A rotating shaft portion that is rotatably mounted via an appropriate support means in parallel with the plane of the nacelle portion, a direction orthogonal to the central axis of the rotating shaft portion at one end of the rotating shaft portion A windmill portion composed of a plurality of blade portions, a rotation transmission mechanism portion provided at an appropriate portion of the rotation shaft, and one end portion engaged with the rotation transmission mechanism portion, A rotation transmission shaft portion arranged so that its central axis hangs down from the inside of the column portion, power generation means connected to the lower end portion of the rotation transmission shaft portion, and the rotation transmission mechanism in the rotation transmission shaft Between the power generator and the power generation means Mechanical brake means for controlling the rotation of the rotation transmission shaft portion disposed at the position, and a control rotation motor provided at an appropriate part of the support column portion and controlling the rotation of the nacelle portion via an appropriate gear means , Wind speed / wind direction measuring means for measuring the wind speed and wind direction provided at appropriate portions of the struts, regenerative brake control means for applying a regenerative brake to the power generation means, and power generation means for measuring the rotation speed of the windmill part A rotation speed measuring means, a nacelle position detecting means for detecting current position information of the nacelle section, and a wind speed / wind direction measuring means, a power generation means rotation speed measuring means, and a nacelle position detecting means. Receiving the latest measurement information from the control unit, and responding to the latest measurement information, the control rotary motor unit, the regenerative brake control means, and the mechanical brake means A wind power generation apparatus provided with wind power generator control means that functions to control sequentially, individually or simultaneously, and the regenerative brake control means is controlled by the wind speed / wind direction measuring means. It is configured to be controlled in response to the output wind speed information and the rotation speed information of the wind turbine unit output by the power generation means rotation speed measurement means, and the mechanical brake means, It is configured to be controlled in response to the wind speed information output by the wind speed / wind direction measuring means, and the control rotation motor unit is configured to control the wind speed information output from the wind speed / wind direction measuring means, In a wind turbine generator configured to be controlled in response to at least one information of wind direction information and the nacelle part current position information output from the nacelle part position detection means, For the wind speed information output from the wind speed / wind direction measuring means, at least three types, which are set to different predetermined values from the low speed level to the high speed level according to the wind speed, that is, The first threshold value, the second threshold value, and the third threshold value are set. On the other hand, the rotation speed information of the power generation means output from the power generation means rotation speed measurement means is at least one kind. A reference value set to a predetermined value is set in advance, and the latest wind speed information and wind direction sequentially output from each of the wind speed / wind direction measuring means, the nacelle position detecting means, and the power generation means rotation speed measuring means, respectively. Information, the nacelle part current position information and the rotation speed information of the power generation means are sequentially received, and the latest wind speed information is individually compared with the first threshold value to the third threshold value. result Correspondingly, the mechanical brake means
On / off control, and according to the comparison result, the rotation speed information of the power generation means is further compared with the reference value, and the regenerative brake means is turned on / off according to the comparison result. In accordance with the comparison result, the control rotation motor unit is controlled in consideration of the wind direction information so that the rotation speed of the wind turbine unit is regulated within a predetermined range. It is the operation control method of the wind power generator characterized by being comprised so that it may be controlled.

以下に本発明に係る当該風力発電装置及び当該風力発電装置の制御方法のそれぞれの一具体例の構成を、図面を参照しながら詳細に説明する。
先ず、本発明に係る当該風力発電装置1の一具体例の構成について説明する。
即ち、図1は、本発明に係る当該風力発電装置1の一具体例の構成を示した側面図であって、図中、支柱部2、当該支柱部2の最上段部21に水平面内で回転自在に取り付けられているナセル部3、当該ナセル部3の回転平面4上に、当該ナセル部3の回転平面4と並行に、適宜の支持手段5を介して回転自在に取り付けられている回転軸部6、当該回転軸部6の一方の端部7に、当該回転軸部6の中心軸線8に対して直交する方向に配設されている複数個のブレード部9からなる風車部10、当該回転軸6の適宜の部位に設けられている回転伝達機構部11、当該回転伝達機構部11に一方の端部12が係合されており、その中心軸線8’が当該支柱部2の内部を垂下する様に配置されている回転伝達シャフト部14、当該回転伝達シャフト部14の下方の端部15と接続されている発電手段16、当該回転伝達シャフト14における当該回転伝達機構部11と当該発電手段16との間の適宜の部位に配置されている、当該回転伝達シャフト部14の回転を制御する機械式ブレーキ手段17、当該支柱部2の適宜の部位に設けられ、適宜のギヤ手段18を介して当該ナセル部3を回転制御する制御回転モーター部19、当該支柱部2の適宜の部位に設けられた風速・風向計測手段20、当該発電手段16に回生ブレーキを印加する回生ブレーキ制御手段22、当該発電手段16の回転数を計測する発電手段回転数計測手段23、当該風速・風向計測手段20及び当該発電手段回転数計測手段23からの最新計測情報を受信し、当該最新計測情報に応答して、当該制御回転モーター部19、当該回生ブレーキ制御手段22及び当該機械式ブレーキ手段17の少なくとも一つを制御する様に機能する風力発電機制御手段24とから構成されている風力発電装置1が示されている。
The configuration of each specific example of the wind turbine generator and the method for controlling the wind turbine generator according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
First, the configuration of a specific example of the wind turbine generator 1 according to the present invention will be described.
That is, FIG. 1 is a side view showing the configuration of a specific example of the wind turbine generator 1 according to the present invention. In the figure, the support column 2 and the uppermost step portion 21 of the support column 2 are arranged in a horizontal plane. Rotatingly attached to the nacelle part 3 that is rotatably attached, on the rotational plane 4 of the nacelle part 3, in parallel with the rotational plane 4 of the nacelle part 3 via appropriate support means 5. A wind turbine unit 10 including a plurality of blade units 9 disposed in a direction orthogonal to the central axis 8 of the rotation shaft unit 6 at one end 7 of the shaft unit 6 and the rotation shaft unit 6; One end portion 12 is engaged with the rotation transmission mechanism portion 11 provided at an appropriate part of the rotation shaft 6 and the rotation transmission mechanism portion 11, and the central axis 8 ′ is the inside of the column portion 2. Rotation transmission shaft portion 14 arranged so as to hang down, the rotation transmission shaft The power generation means 16 connected to the lower end 15 of the portion 14 and the rotation transmission disposed at an appropriate portion of the rotation transmission shaft 14 between the rotation transmission mechanism 11 and the power generation means 16. A mechanical brake means 17 for controlling the rotation of the shaft portion 14, a control rotation motor portion 19 provided at an appropriate part of the support column portion 2 and controlling the rotation of the nacelle portion 3 via an appropriate gear device 18, the support column Wind speed / wind direction measuring means 20 provided at appropriate parts of the unit 2, regenerative brake control means 22 for applying a regenerative brake to the power generation means 16, and power generation means rotation speed measurement means 23 for measuring the rotation speed of the power generation means 16 , Receiving the latest measurement information from the wind speed / wind direction measurement means 20 and the power generation means rotation speed measurement means 23, and responding to the latest measurement information, the control rotary motor unit 9, the regenerative braking control means 22 and the mechanical wind turbine generator 1 and a wind power generator control unit 24 for functioning so as to control at least one brake means 17 is shown.

尚、図1中、13は、当該ナセル部3上の当該適宜の支持手段5の一部に設けられた風向き用の平板状の尾翼であって、任意の材料で構成されており、当該尾翼13の平板の平面部は、当該ナセル部3の平面部に対しして、直角となる様に配置取り付けら得ており、更に、当該尾翼13の平板の平面部は、当該ナセル部3に設けられている一対の支持手段5、5の間に回転自在に配置されている当該回転軸部6の中心軸線の方向と一致する方向に配置されているものである。 In FIG. 1, reference numeral 13 denotes a flat tail for wind direction provided on a part of the appropriate support means 5 on the nacelle section 3, which is made of an arbitrary material. The flat portion of the flat plate 13 is arranged and attached so as to be perpendicular to the flat portion of the nacelle portion 3, and the flat portion of the flat plate of the tail 13 is provided in the nacelle portion 3. It is arranged in a direction that coincides with the direction of the central axis of the rotary shaft portion 6 that is rotatably arranged between the pair of support means 5, 5.

つまり、本発明に於いては、上記した従来技術の欠陥を改良し、複数種類の風害対策技術を系統的に複合し、当該風力発電装置内に設けられた複数種の制御手段とを有機的に連動させることによって、個々の技術の短所を相互に補いつつ、当該風車部の回転数を制御して風力発電装置に係るモーメントをコントロールすることにより、風害に対して安全に長期に運転可能な風力発電装置が提供できる事を知得し、同時に当該風力発電装6の制御方法を知得したものである。
従って、本発明に於いて対象となる等が風力発電装置1は、中型或いは小型の当風力発電装置であって、製造コストが低く、発電効率を低下させる事なく、維持管理コストも低減可能で、風力による損傷を効率的に防止する事が出来る風力発電装置1である。
即ち、本発明に係る当該風力発電装置1は、当該複数個のブレードで構成れた当該風車部の最大直径が16m以下である小型若しくは中型の規格を有している事が望ましい具体例である。
That is, in the present invention, the above-described defects of the prior art are improved, a plurality of types of wind damage countermeasure technologies are systematically combined, and the plurality of types of control means provided in the wind power generator are organically combined. By interlocking with each other, the shortcomings of each technology can be compensated for each other, and the moment related to the wind turbine generator can be controlled by controlling the rotation speed of the wind turbine unit, so that it can be operated safely and for a long time against wind damage. It was learned that a wind turbine generator can be provided, and at the same time, a method for controlling the wind turbine generator 6.
Accordingly, the wind power generator 1 that is a target in the present invention is a medium-sized or small-sized wind power generator, and the manufacturing cost is low, and the maintenance cost can be reduced without reducing the power generation efficiency. This is a wind power generator 1 that can efficiently prevent damage caused by wind power.
That is, the wind turbine generator 1 according to the present invention is a specific example in which it is desirable to have a small or medium size standard in which the maximum diameter of the wind turbine portion configured by the plurality of blades is 16 m or less. .

本発明に於いて使用される当該機械式ブレーキ手段17は、特に限定されるものではなく、一般的に使用される機械式のブレーキ手段であれば如何なるものでも使用可能であり、特には電磁力を利用した簡易で且つ安価なブレーキ手段を使用するのが好ましい。
油圧式ブレーキ手段等は、機構が複雑で且つメンテナンスが煩雑であり且つ高価であるから好ましいブレーキ手段ではない。
尚、後述する様に、本発明に係る当該機械式ブレーキ手段17は、基本的には、コンピュータによるプログラム制御によって制御されるシステム内に組み込まれているものではあるが、極緊急性のある場合に、現場の作業員が独自の判断で、強制的に当該風車部9の回転を停止させる事を可能とするために、手動による緊急停止手段55が別途接続されているものであっても良い。
The mechanical brake means 17 used in the present invention is not particularly limited, and any mechanical brake means that is generally used can be used. It is preferable to use a simple and inexpensive brake means utilizing the above.
Hydraulic brake means or the like is not a preferable brake means because the mechanism is complicated, maintenance is complicated and expensive.
As will be described later, the mechanical brake means 17 according to the present invention is basically incorporated in a system controlled by computer program control, but is extremely urgent. In addition, a manual emergency stop means 55 may be separately connected in order to allow an on-site worker to forcibly stop the rotation of the wind turbine unit 9 based on his / her own judgment. .

本発明に於ける当該第2の態様に於けるより具体的な風力発電装置の稼動制御方法の構成としては、風速が所定の第1の閾値X1以下である場合には、当該機械式ブレーキ手段17を作動させて、当該風車部10の回転を停止させる第1の工程、当該風速が当該第1の閾値X1を超えている場合に於いて、当該風車部10における当該回転軸部6の中心軸線8が、風向き情報が示す風向き方向と一致する様に、当該ナセル部3を所定の回転角度だけ旋回させる様に、当該制御回転モーター部19を制御する第2の工程、当該風速が当該所定の第1の閾値X1以上であって、且つ所定の第2の閾値X2を超えていない場合には、当該機械式ブレーキ手段17を解放して当該風車部10の回転を許可する第3の工程、当該風速が当該所定の第2の閾値X2以上であって、且つ所定の第3の閾値X3を超えていない場合であって、且つ当該風車回転数若しくは当該発電手段の回転数が、当該発電手段回転数計測手段23若しくは当該風車回転数計測手段23’に設定されている回転数基準値Y以下である場合には、当該回生ブレーキ制御手段22を解放し、当該風車部10の回転を継続させる第4の工程、当該風速が当該所定の第2の閾値X2以上であって、且つ所定の第3の閾値X3を超えていない場合であって、当該風車回転数若しくは当該発電手段の回転数が、当該発電手段回転数計測手段若しくは当該風車回転数計測手段に設定されている回転数基準値Y以上である場合には、当該回生ブレーキ制御手段22を駆動させて、当該風車部10の回転数を減少させる第5の工程、当該風速が当該所定の第2の閾値X2以上であって、且つ所定の第3の閾値X3を超えている場合には、当該風車部10における当該回転軸部6の中心軸線8を、風向き情報が示す風向き方向と直交する方向に設定される様に、当該ナセル部3を所定の回転角度だけ旋回させる様に、当該制御回転モーター部19を制御する第6の工程とから構成されている風力発電装置の稼動制御方法である。 As a more specific configuration of the operation control method of the wind power generator in the second aspect of the present invention, when the wind speed is equal to or less than a predetermined first threshold value X1, the mechanical brake means The first step of activating the wind turbine unit 10 to stop the rotation of the wind turbine unit 10, the center of the rotating shaft unit 6 in the wind turbine unit 10 when the wind speed exceeds the first threshold value X1 A second step of controlling the control rotation motor unit 19 so that the nacelle unit 3 is turned by a predetermined rotation angle so that the axis 8 coincides with the wind direction indicated by the wind direction information; The third step of releasing the mechanical brake means 17 and permitting the rotation of the windmill unit 10 when the first threshold value X1 is not less than the first threshold value X1 and the predetermined second threshold value X2 is not exceeded. , The wind speed is the predetermined second When the value is equal to or greater than X2 and does not exceed the predetermined third threshold value X3, and the wind turbine rotation speed or the rotation speed of the power generation means is the power generation means rotation speed measurement means 23 or the wind turbine rotation When the rotational speed reference value Y is less than or equal to the rotational speed reference value Y set in the number measuring means 23 ′, the regenerative brake control means 22 is released, and the wind speed is the fourth step of continuing the rotation of the wind turbine unit 10. When the predetermined second threshold value X2 or more and not exceeding the predetermined third threshold value X3, the wind turbine rotational speed or the rotational speed of the power generation means is the power generation means rotational speed measurement means or A fifth step of reducing the rotational speed of the wind turbine unit 10 by driving the regenerative brake control means 22 when the rotational speed reference value Y is not less than the rotational speed reference value Y set in the wind turbine rotational speed measuring means; Wind Is greater than or equal to the predetermined second threshold value X2 and exceeds the predetermined third threshold value X3, the wind direction information indicates the central axis 8 of the rotating shaft portion 6 in the windmill portion 10. A wind power generator configured by a sixth step of controlling the control rotation motor unit 19 so as to turn the nacelle unit 3 by a predetermined rotation angle so as to be set in a direction orthogonal to the wind direction. This is an operation control method.

1…風力発電装置
2…支柱部
21…支柱部の最上段部
3…ナセル部
4…回転平面
5…支持手段
6…回転軸部
7…当該回転軸部の一方の端部
8…回転軸部の中心軸線
8’ …回転伝達シャフト部の中心軸線
9…ブレード部
10…風車部
11…回転伝達機構部
14…回転伝達シャフト部
12…回転伝達シャフト部の一方の端部
13…尾翼
15…回転伝達シャフト部の下方の端部
16…発電手段
17…機械式ブレーキ手段
18…ギヤ手段
19…制御回転モーター部
20…風速・風向計測手段
22…回生ブレーキ制御手段
23’ …風車部回転数計測手段
23…発電手段回転数計測手段
24…風力発電機制御手段
50…回転支持部材
60…ナセル部位置検出手段
70…記憶手段
72…モニター手段
73…手動式操作ボード部
71…CPU(演算処理手段)
51…負荷手段
52…切替手段
55…緊急停止手段
61〜64…支持板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wind power generator 2 ... Column part 21 ... Uppermost step part 3 ... Nacelle part 4 ... Rotation plane 5 ... Support means 6 ... Rotating shaft part 7 ... One end 8 of the said rotating shaft part ... Rotating shaft part The central axis 8 'of the rotation transmission shaft portion 9 ... the blade portion 10 ... the windmill portion 11 ... the rotation transmission mechanism portion 14 ... the rotation transmission shaft portion 12 ... the one end portion 13 of the rotation transmission shaft portion ... the tail blade 15 ... rotation Lower end 16 of transmission shaft portion ... Power generation means 17 ... Mechanical brake means 18 ... Gear means 19 ... Control rotation motor part 20 ... Wind speed / wind direction measurement means 22 ... Regenerative brake control means 23 '... Windmill part rotation speed measurement means DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 ... Electric power generation means rotation speed measurement means 24 ... Wind power generator control means 50 ... Rotation support member 60 ... Nacelle part position detection means 70 ... Storage means 72 ... Monitor means 73 ... Manual operation board part 71 ... CPU (arithmetic processing means)
51 ... Load means 52 ... Switching means
55 ... Emergency stop means 61-64 ... Support plate

Claims (15)

支柱部、当該支柱部の最上段部に水平面内で回転自在に取り付けられているナセル部、当該ナセル部の回転面上に、当該ナセル部の平面と並行に、適宜の支持手段を介して回転自在に取り付けられている回転軸部、当該回転軸部の一方の端部に、当該回転軸部の中心軸線に対して直交する方向に配設されている複数個のブレード部からなる風車部、当該回転軸の適宜の部位に設けられている回転伝達機構部、当該回転伝達機構部に一方の端部が係合されており、その中心軸線が当該支柱部の内部を垂下する様に配置されている回転伝達シャフト部、当該回転伝達シャフト部の下方の端部と接続されている発電手段、当該回転伝達シャフトにおける当該回転伝達機構部と当該発電手段との間の適宜の部位に配置されている、当該回転伝達シャフト部の回転を制御する機械式ブレーキ手段、当該支柱部の適宜の部位に設けられ、適宜のギヤ手段を介して当該ナセル部を回転制御する制御回転モーター部、当該支柱部の適宜の部位に設けられた風速・風向計測手段、当該発電手段に回生ブレーキを印加する回生ブレーキ制御手段、当該風車部の回転数を計測する発電手段回転数計測手段、当該風速・風向計測手段及び当該発電手段回転数計測手段からの最新計測情報を受信し、当該最新計測情報に応答して、当該制御回転モーター部、当該回生ブレーキ制御手段及び当該機械式ブレーキ手段の少なくとも一つを制御する様に機能する風力発電機制御手段とから構成されている事を特徴とする風力発電装置。 A support part, a nacelle part rotatably mounted in a horizontal plane on the uppermost part of the support part, and a rotation surface of the nacelle part, which is rotated in parallel with the plane of the nacelle part, through appropriate support means A rotating shaft portion that is freely attached, a windmill portion that includes a plurality of blade portions disposed at one end of the rotating shaft portion in a direction orthogonal to the central axis of the rotating shaft portion, One end portion is engaged with the rotation transmission mechanism portion provided at an appropriate part of the rotation shaft, and the rotation transmission mechanism portion is arranged so that the central axis line hangs down the inside of the column portion. The rotation transmission shaft portion, the power generation means connected to the lower end of the rotation transmission shaft portion, and the rotation transmission shaft portion disposed at an appropriate portion between the rotation transmission mechanism portion and the power generation means. The rotation transmission shaft Mechanical brake means for controlling the rotation of the part, provided at an appropriate part of the support part, and a control rotation motor part for controlling the rotation of the nacelle part through an appropriate gear means, provided at an appropriate part of the support part Wind speed / wind direction measuring means, regenerative brake control means for applying regenerative brake to the power generation means, power generation means rotation speed measuring means for measuring the rotation speed of the wind turbine unit, wind speed / wind direction measurement means, and power generation means rotation speed Wind power generation that receives the latest measurement information from the measurement means and functions to control at least one of the control rotation motor unit, the regenerative brake control means, and the mechanical brake means in response to the latest measurement information A wind power generator characterized by comprising a machine control means. 当該風力発電装置は、当該複数個のブレードで構成された当該風車部の最大直径が10m以下である小型若しくは中型の規格を有している事を特徴とする請求項1に記載の風力発電装置。 2. The wind power generator according to claim 1, wherein the wind turbine generator has a small or medium size standard in which a maximum diameter of the wind turbine portion configured by the plurality of blades is 10 m or less. . 当該回生ブレーキ制御手段は、当該風速・風向計測手段により出力される当該風速情報及び当該発電手段回転数計測手段により出力される当該風車部の回転数情報とに応答して制御されるものである事を特徴とする請求項1及び2に記載の風力発電装置。 The regenerative brake control means is controlled in response to the wind speed information output from the wind speed / wind direction measuring means and the rotation speed information of the wind turbine unit output from the power generation means rotation speed measuring means. The wind power generator according to claim 1 or 2, characterized by things. 当該機械式ブレーキ手段は、当該風速・風向計測手段により出力される当該風速情報に応答して制御されるものである事を特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の風力発電装置。 The wind turbine generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the mechanical brake means is controlled in response to the wind speed information output by the wind speed / wind direction measuring means. 当該制御回転モーター部は、当該風速・風向計測手段から出力される風速情報、風向情報及び別途設けられている当該ナセル部位置検出手段から出力される当該ナセル部現在位置情報の少なくとも一つの情報に応答して制御されるものである事を特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の風力発電装置。 The control rotary motor unit includes at least one information of the wind speed information output from the wind speed / wind direction measuring unit, the wind direction information, and the nacelle unit current position information output from the separately provided nacelle unit position detecting unit. The wind turbine generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the wind turbine generator is controlled in response. 当該風力発電機制御手段には、少なくとも上記した請求項2乃至5の何れかに規定されている制御操作を実行する為の、予め設定されているプログラムを内蔵した記憶手段が設けられている事を特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の風力発電装置。 The wind power generator control means is provided with a storage means containing a preset program for executing at least the control operation defined in any of claims 2 to 5. The wind power generator according to any one of claims 1 to 5. 当該風力発電装置には、更に、当該ナセル部の現在位置情報を検出するナセル部位置検出手段が設けられている事を特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の風力発電装置。 The wind power generator according to any one of claims 1 to 6, wherein the wind power generator is further provided with nacelle position detecting means for detecting current position information of the nacelle. 当該風力発電機制御手段には、当該風力発電機で実行するための操作ボードが設けられている事を特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の風力発電装置。 The wind power generator according to any one of claims 1 to 7, wherein the wind power generator control means is provided with an operation board for execution by the wind power generator. 当該風力発電機制御手段には、当該風速・風向計測手段及び/又は当該発電手段回転数計測手段の最新計測結果情報及び/又は当該ナセル部の回転位置情報、当該回生ブレーキ制御手段の稼動情報及び当該機械式ブレーキ手段の稼動情報等から選択された少なくとも一つの最新情報を表示する為のモニター手段が設けられている事を特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の風力発電装置。 The wind power generator control means includes the latest measurement result information of the wind speed / wind direction measurement means and / or the power generation means rotation speed measurement means and / or rotation position information of the nacelle section, operation information of the regenerative brake control means, and 9. The wind turbine generator according to claim 1, further comprising monitor means for displaying at least one latest information selected from operation information of the mechanical brake means. 当該風車部の回転数が、当該発電手段回転数計測手段に替えて、当該回転軸部の少なくとも一部に設けられた風車回転数計測手段の出力情報に基づいて決定されるものである事を特徴とする請求項1乃至9の何れかに記載の風力発電装置。 The rotational speed of the wind turbine unit is determined based on the output information of the wind turbine rotational speed measuring means provided on at least a part of the rotating shaft portion instead of the power generation means rotational speed measuring means. The wind power generator according to any one of claims 1 to 9. 支柱部、当該支柱部の最上段部に水平面内で回転自在に取り付けられているナセル部、当該ナセル部の回転面上に、当該ナセル部の平面と並行に、適宜の支持手段を介して回転自在に取り付けられている回転軸部、当該回転軸部の一方の端部に、当該回転軸の中心軸線に対して直交する方向に配設されている複数個のブレード部からなる風車部、当該回転軸の適宜の部位に設けられている回転伝達機構部、当該回転伝達機構部に一方の端部が係合されており、その中心軸線が当該支柱部の内部を垂下する様に配置されている回転伝達シャフト部、当該回転伝達シャフト部の下方の端部と接続されている発電手段、当該回転伝達シャフトにおける当該回転伝達機構部と当該発電手段との間の適宜の部位に配置されている、当該回転伝達シャフト部の回転を制御する機械式ブレーキ手段、当該支柱部の適宜の部位に設けられ、適宜のギヤ手段を介して当該ナセル部を回転制御する制御回転モーター部、当該支柱部の適宜の部位に設けられた風速・風向計測手段、当該発電手段に回生ブレーキを印加する回生ブレーキ制御手段、当該風車部の回転数に対応する当該発電手段の回転数を計測する発電手段回転数計測手段とで構成された風力発電装置に於いて、当該制御回転モーター部、当該回生ブレーキ制御手段及び当該機械式ブレーキ手段の少なくとも一つが、当該風速・風向計測手段及び当該発電手段回転数計測手段等から逐次得られる風速情報、風向情報及び発電手段の回転数情報の内から選択された少なくとも一つの情報に応答して、当該風車部の回転数が所定の範囲内に規制される様に制御される様に構成されている事を特徴とする風力発電装置の稼動制御方法。 A support part, a nacelle part rotatably mounted in a horizontal plane on the uppermost part of the support part, and a rotation surface of the nacelle part, which is rotated in parallel with the plane of the nacelle part, through appropriate support means A rotating shaft portion that is freely attached, a windmill portion that includes a plurality of blade portions that are arranged at one end of the rotating shaft portion in a direction orthogonal to the central axis of the rotating shaft, One end is engaged with the rotation transmission mechanism portion provided at an appropriate part of the rotation shaft, and the rotation transmission mechanism portion is arranged so that the center axis line hangs down inside the column portion. The rotation transmission shaft portion, the power generation means connected to the lower end portion of the rotation transmission shaft portion, and the rotation transmission shaft portion disposed at an appropriate portion between the rotation transmission mechanism portion and the power generation means. , The rotation transmission shaft Mechanical brake means for controlling the rotation of the column, provided at an appropriate part of the column part, and a control rotation motor part for controlling the rotation of the nacelle part via an appropriate gear means, provided at an appropriate part of the column part. Wind speed / wind direction measuring means, regenerative brake control means for applying a regenerative brake to the power generation means, and power generation means rotation speed measurement means for measuring the rotation speed of the power generation means corresponding to the rotation speed of the wind turbine unit. In the wind power generator, wind speed information obtained by the at least one of the control rotation motor unit, the regenerative brake control means, and the mechanical brake means sequentially from the wind speed / wind direction measurement means and the power generation means rotation speed measurement means, etc. In response to at least one information selected from the wind direction information and the rotational speed information of the power generation means, the rotational speed of the wind turbine unit is regulated within a predetermined range. Operation control method of a wind turbine generator, characterized in that is configured as to be controlled to. 当該風速・風向計測手段から出力される当該風速情報には、相互に異なる少なくとも2種類の閾値が設定されている事を特徴とする請求項11に記載の風力発電装置の稼動制御方法。 The wind power generator operation control method according to claim 11, wherein at least two different threshold values are set in the wind speed information output from the wind speed / wind direction measuring means. 当該発電手段回転数計測手段から出力される当該発電手段の回転数情報には、少なくとも1種類の基準値が設定されている事を特徴とする請求項11または12に記載の風力発電装置の稼動制御方法。 The operation of the wind turbine generator according to claim 11 or 12, characterized in that at least one reference value is set in the rotation speed information of the power generation means output from the power generation means rotation speed measurement means. Control method. 当該発電手段回転数計測手段に替えて、当該発電手段の回転数に対応する当該風車部の回転数を計測する為の風車回転数計測手段が当該風車部に連結されている当該回転軸部の少なくとも一部に設けられており、当該発電手段の回転数を計測する発電手段回転数計測手段の出力情報を当該風車回転数計測手段の出力情報と置換する様に構成されている事を特徴とする請求項11乃至14の何れかに記載の風力発電装置の稼動制御方法。 In place of the power generation means rotation speed measurement means, a wind turbine rotation speed measurement means for measuring the rotation speed of the wind turbine section corresponding to the rotation speed of the power generation means is connected to the wind turbine section. It is provided at least in part, and is configured to replace the output information of the power generation means rotation speed measurement means for measuring the rotation speed of the power generation means with the output information of the wind turbine rotation speed measurement means. The operation control method for a wind turbine generator according to any one of claims 11 to 14. 請求項11乃至14の何れかに規定されている当該風力発電装置の稼動制御方法に於いて、風速が所定の第1の閾値以下である場合には、当該機械式ブレーキ手段を作動させて、当該風車部の回転を停止させる第1の工程、当該風速が当該第1の閾値を超えている場合に於いて、当該風車部における当該回転軸部の中心軸線が、風向き情報が示す風向き方向と一致する様に、当該制御回転モーター部を制御する第2の工程、当該風速が当該所定の第1の閾値以上であって、且つ所定の第2の閾値を超えていない場合には、当該機械式ブレーキ手段を解放して当該風車部の回転を許可する第3の工程、当該風速が当該所定の第2の閾値以上であって、且つ所定の第3の閾値を超えていない場合であって、当該風車回転数若しくは当該発電手段の回転数が、当該発電手段回転数計測手段若しくは当該風車回転数計測手段に設定されている回転数基準値以上である場合には、当該回生ブレーキ制御手段を解放し、当該風車部の回転を継続させる第4の工程、当該風速が当該所定の第2の閾値以上であって、且つ所定の第3の閾値を超えていない場合であって、当該風車回転数若しくは当該発電手段の回転数が、当該発電手段回転数計測手段若しくは当該風車回転数計測手段に設定されている回転数基準値以上である場合には、当該回生ブレーキ制御手段を駆動させて、当該風車部の回転数を減少させる第5の工程、当該風速が当該所定の第2の閾値以上であって、且つ所定の第3の閾値を超えている場合には、当該風車部における当該回転軸部の中心軸線を、風向き情報が示す風向き方向と直交する方向に設定される様に、当該制御回転モーター部を制御する第6の工程とから構成されている事を特徴とする風力発電装置の稼動制御方法。
In the operation control method of the wind turbine generator defined in any one of claims 11 to 14, when the wind speed is equal to or lower than a predetermined first threshold, the mechanical brake means is operated, In the first step of stopping the rotation of the windmill part, when the wind speed exceeds the first threshold, the central axis of the rotation shaft part in the windmill part is the wind direction direction indicated by the wind direction information A second step of controlling the control rotary motor unit so as to match, and if the wind speed is not less than the predetermined first threshold and does not exceed the predetermined second threshold, the machine A third step of releasing the type brake means and permitting the rotation of the windmill unit, wherein the wind speed is equal to or higher than the predetermined second threshold and does not exceed the predetermined third threshold. , The number of revolutions of the windmill or the power generation means When the rotation speed is equal to or greater than the rotation speed reference value set in the power generation means rotation speed measurement means or the wind turbine rotation speed measurement means, the regenerative brake control means is released and the wind turbine unit continues to rotate. A fourth step, wherein the wind speed is equal to or higher than the predetermined second threshold and does not exceed the predetermined third threshold, and the wind turbine rotational speed or the rotational speed of the power generation means is When the power generation means rotation speed measurement means or the wind turbine rotation speed measurement means is equal to or higher than the rotation speed reference value, the regenerative brake control means is driven to reduce the rotation speed of the wind turbine section. Step 5, when the wind speed is equal to or higher than the predetermined second threshold and exceeds the predetermined third threshold, the wind direction information indicates the central axis of the rotating shaft portion in the windmill portion. Wind direction shown As it will be set in a direction perpendicular, running control method for a wind turbine generator that is characterized in that is composed of a sixth step of controlling the rotation control motor unit.
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