JP2018096236A - Air turbine control device for wind power generation - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air turbine control device for wind power generation capable of reducing shock at the time of applying brake and facilitating fast and accurate braking action.SOLUTION: An air turbine control device 2 includes a first electric brake part 21 [a first brake part], a mechanical brake part 22 [a second brake part] and a control part 10. The first electric brake part 21 performs a first braking operation for generating a force acting against a rotating force of an air turbine 100 under an electric control and its releasing operation. The mechanical brake part 22 includes a contact member 24B that acts at least as an acted part while either a part of the air turbine 100 or a cooperating member cooperated with the air turbine 100 being acted as the acted part and it performs a second braking operation for generating a braking force while a contact member 24B is being contacted with the acted part and performs its releasing operation. The control part 10 causes the first electric brake part 21 to perform the first braking operation and after this operation the control part causes the mechanical brake part 22 to perform the second braking operation in response to an establishment of a second braking start condition.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、風力発電用の風車制御装置に関するものである。   The present invention relates to a wind turbine control device for wind power generation.

特許文献１で開示される風力発電装置は、作動流体の移動により回転する羽根車と、羽根車とともに回転する回転軸と、回転軸の回転によって得られる回転量を変換する発電機と、回転軸の回転を停止させる第一流体駆動式ブレーキ及び第二流体駆動式ブレーキとを備える。この風力発電装置は、２つのブレーキを同時に作動させないようにして、羽根車の急停止による損傷等を抑えている。   A wind turbine generator disclosed in Patent Document 1 includes an impeller that rotates by movement of a working fluid, a rotating shaft that rotates together with the impeller, a generator that converts a rotation amount obtained by rotation of the rotating shaft, and a rotating shaft. A first fluid-driven brake and a second fluid-driven brake. In this wind power generator, the two brakes are not operated at the same time, and damage due to a sudden stop of the impeller is suppressed.

特許第５５１８５８２号公報Japanese Patent No. 5518582

しかし、特許文献１の技術では、ブレーキ時に最初に動作させる第一流体駆動式ブレーキが、摩擦パッドをエアアクチュエータによって移動させることで生じる摩擦力でブレーキをかける機械式のブレーキであるため、ブレーキ動作の迅速性や正確性を高めにくいという問題がある。また、第一流体駆動式ブレーキ及び第二流体駆動式ブレーキにおいて、アクチュエータや制御弁が最低２セット必要となり、タイムディレイバルブやエアタンクなども必要となるため、構成の複雑化を招きやすい。   However, in the technique of Patent Document 1, since the first fluid-driven brake that is first operated at the time of braking is a mechanical brake that applies a brake with a frictional force generated by moving the friction pad by the air actuator, There is a problem that it is difficult to increase the speed and accuracy of the. Further, in the first fluid driven brake and the second fluid driven brake, at least two sets of actuators and control valves are required, and a time delay valve and an air tank are also required, so that the configuration is likely to be complicated.

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、ブレーキ動作を迅速かつ正確に行い易い風力発電用のブレーキシステムを、より簡易に実現することを解決すべき課題としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object to be solved is to more simply realize a brake system for wind power generation that facilitates quick and accurate braking operation.

本発明の風力発電用の風車制御装置は、
風車の回転力を変換して電力を生じさせる発電機と、
前記発電機に対する電気的な制御により前記発電機において前記風車の回転力に逆らう力を生じさせる第１ブレーキ動作と前記第１ブレーキ動作の解除とを行う第１ブレーキ部と、
前記風車の一部又は前記風車と連動する連動部材の少なくともいずれかを被作用部として作用する接触部材を備え、前記接触部材を前記被作用部に接触させつつブレーキ力を生じさせる第２ブレーキ動作と前記第２ブレーキ動作の解除とを行う第２ブレーキ部と、
所定のブレーキ開始条件の成立に応じて前記第１ブレーキ部に前記第１ブレーキ動作を行わせ、前記第１ブレーキ部による前記第１ブレーキ動作の開始後に前記第２ブレーキ部に前記第２ブレーキ動作を行わせる制御部と、
を有する。 The wind turbine control device for wind power generation of the present invention,
A generator that generates electric power by converting the rotational force of the windmill;
A first brake section that performs a first brake operation that causes a force against the rotational force of the windmill in the generator by electrical control over the generator and a release of the first brake operation;
A second brake operation that includes a contact member that acts as a part to be acted on at least one of the windmill or an interlocking member that interlocks with the windmill, and generates a braking force while bringing the contact member into contact with the part to be acted And a second brake part for releasing the second brake operation,
The first brake unit is caused to perform the first brake operation in response to establishment of a predetermined brake start condition, and the second brake unit is operated to the second brake unit after the first brake operation is started by the first brake unit. A control unit for performing
Have

本発明の風力発電用の風車制御装置は、電気的な制御によって第１ブレーキ動作を行い、発電機において風車の回転力に逆らう力を生じさせた後、機械的な制御によって第２ブレーキ動作を行い、接触部材の接触によるブレーキ力を生じさせる。このように、先に行われる第１ブレーキ動作では、発電機に対する電気的な制御によってブレーキ力を発生させるため、ブレーキ動作を迅速かつ正確に行いやすい。そして、電気的な制御によって第１ブレーキ動作を行った後、機械的な制御によって第２ブレーキ動作を行うことで、風車の回転速度をより確実に低減することができる。また、２つのブレーキ部をいずれも機械的なブレーキとするのではなく、一方のブレーキ部については、発電機に対する電気的な制御によってブレーキ力を発生させる構成とすることができるため、構成の簡素化を図ることができる。   The wind turbine controller for wind power generation according to the present invention performs the first brake operation by electrical control, generates a force against the rotational force of the wind turbine in the generator, and then performs the second brake operation by mechanical control. And a braking force is generated by the contact of the contact member. In this way, in the first brake operation that is performed first, the brake force is generated by electrical control on the generator, and therefore it is easy to perform the brake operation quickly and accurately. Then, after performing the first brake operation by electrical control, the rotation speed of the windmill can be more reliably reduced by performing the second brake operation by mechanical control. In addition, the two brake parts are not mechanical brakes, and one of the brake parts can be configured to generate a braking force by electrical control of the generator, so that the structure is simple. Can be achieved.

このように本発明によれば、ブレーキ動作を迅速かつ正確に行い易い風力発電用の風車制御装置を、より簡易に実現することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to more easily realize a wind turbine control device for wind power generation that facilitates quick and accurate braking operation.

実施例１の風車制御装置を備えた風力発電システムを概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the wind power generator system provided with the windmill control apparatus of Example 1. FIG. 図１の風力発電システムの一部を具体化して示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram specifically showing a part of the wind power generation system of FIG. 1. 機械ブレーキ部の構成を概念的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows notionally the structure of a mechanical brake part. 第１電気ブレーキ及びその周辺の回路構成を簡略的に示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 1st electric brake and its peripheral circuit structure simply. 実施例１の風車制御装置で実行される回転抑制制御の流れを例示するフローチャートである。It is a flowchart which illustrates the flow of the rotation suppression control performed with the windmill control apparatus of Example 1. FIG. 実施例１の風車制御装置において風車を停止させる場合の一例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining an example in the case of stopping a windmill in the windmill control apparatus of Example 1. FIG. 実施例１の風車制御装置において風車を停止させる場合の別例１を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the other example 1 in the case of stopping a windmill in the windmill control apparatus of Example 1. FIG. 実施例１の風車制御装置において風車を停止させる場合の別例２を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the other example 2 in the case of stopping a windmill in the windmill control apparatus of Example 1. FIG.

本発明における好ましい実施の形態を説明する。
本発明は、風車の回転速度を検出する検出部を備えていてもよく、制御部は、所定のブレーキ開始条件の成立に応じて第１ブレーキ部に第１ブレーキ動作を行わせた後、少なくとも検出部が検出する回転速度が所定の下限速度以下となった場合に第２ブレーキ部に第２ブレーキ動作を行わせるように機能してもよい。 A preferred embodiment of the present invention will be described.
The present invention may include a detection unit that detects the rotation speed of the windmill, and the control unit causes the first brake unit to perform the first brake operation according to establishment of a predetermined brake start condition, and at least You may function so that a 2nd brake operation may be performed to a 2nd brake part, when the rotational speed which a detection part detects becomes below a predetermined minimum speed.

このように構成された風車制御装置は、ブレーキ開始条件の成立後の初期段階において、発電機に対する電気的な制御によってブレーキ力を発生させることができるため、回転力が大きい段階での回転体に対する接触を抑えることができ、衝撃や摩耗を低減することができる。特に、ブレーキ開始条件の成立から風車の回転速度が所定の下限速度以下になるまでの間、急激な制動による衝撃を緩和し、各部品に生じる負担を低減しながら回転速度を抑制することができる。風車の回転速度が下限速度に達した場合には、機械的なブレーキ動作（第２ブレーキ動作）を行うことで、より迅速かつ確実に風車の回転速度を低減することができ、風車を停止状態またはそれに近い状態にすることができる。   The wind turbine control device configured as described above can generate a braking force by electrical control on the generator in the initial stage after the brake start condition is satisfied, and thus the wind turbine controller for the rotating body at a stage where the rotational force is large. Contact can be suppressed, and impact and wear can be reduced. In particular, during the period from when the brake start condition is satisfied until the rotational speed of the windmill falls below a predetermined lower limit speed, it is possible to alleviate the impact caused by sudden braking and to suppress the rotational speed while reducing the burden on each component. . When the rotational speed of the windmill reaches the lower limit speed, the rotational speed of the windmill can be reduced more quickly and reliably by performing a mechanical brake operation (second brake operation), and the windmill is stopped. Or it can be close to that.

本発明は、風車の回転速度を検出する検出部を備えていてもよく、制御部は、所定のブレーキ開始条件の成立に応じて第１ブレーキ部に第１ブレーキ動作を行わせた後、少なくとも検出部が検出する回転速度が所定の上限速度を超えた場合に第２ブレーキ部に第２ブレーキ動作を行わせるように機能してもよい。   The present invention may include a detection unit that detects the rotation speed of the windmill, and the control unit causes the first brake unit to perform the first brake operation according to establishment of a predetermined brake start condition, and at least You may function so that a 2nd brake operation may be performed by a 2nd brake part, when the rotational speed which a detection part detects exceeds predetermined upper limit speed.

このように構成された風車制御装置は、ブレーキ開始条件の成立後の初期段階では、発電機に対する電気的な制御によって第１ブレーキ動作を迅速かつ正確に行うとともに、この第１ブレーキ動作中に回転が加速して回転速度が上限速度を超える事態が生じた場合には、第２ブレーキ部による機械的な制動によって風車の回転速度を確実に低減することができる。   The wind turbine control device configured as described above performs the first brake operation quickly and accurately by electrical control on the generator in the initial stage after the brake start condition is satisfied, and rotates during the first brake operation. When the situation where the rotational speed exceeds the upper limit speed occurs, the rotational speed of the windmill can be reliably reduced by mechanical braking by the second brake unit.

本発明において、制御部は、所定のブレーキ開始条件の成立に応じて第１ブレーキ部に第１ブレーキ動作を行わせた後、少なくとも一定時間が経過した場合に第１ブレーキ動作を停止させて第２ブレーキ部に第２ブレーキ動作を行わせるように機能してもよい。   In the present invention, the control unit causes the first brake unit to perform the first brake operation in response to the establishment of a predetermined brake start condition, and then stops the first brake operation when at least a predetermined time has elapsed. The second brake unit may function to perform the second brake operation.

このように構成された風車制御装置は、ブレーキ開始条件の成立後の初期段階では、発電機に対する電気的な制御によって第１ブレーキ動作を迅速かつ正確に行い、一定時間が経過した場合には第１ブレーキ動作を停止させて電気的な制御に起因する発熱を抑えつつ、第２ブレーキ部に第２ブレーキ動作を行わせてブレーキを継続することができる。   In the initial stage after the brake start condition is established, the wind turbine control device configured as described above performs the first brake operation quickly and accurately by electrical control on the generator, and when a certain time has passed, The brake can be continued by causing the second brake portion to perform the second brake operation while stopping the heat generation caused by electrical control by stopping the one brake operation.

＜実施例１＞
本発明を具体化した実施例１について、図面を参照しつつ説明する。
図１、図２には、実施例１に係る風車制御装置２を用いた風力発電システム１を示している。図１の風力発電システム１は、主として、風車１００、発電機３、風車制御装置２、バッテリ６０、回転速度センサ７、風速センサ９などを備えている。この風力発電システム１は、風車１００の回転時に発電機３で電力を発生させ、所望の出力に変換した上でバッテリ６０の充電や、外部出力端子６２からの出力を行う装置として構成されている。 <Example 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a wind power generation system 1 using a windmill control device 2 according to a first embodiment. The wind power generation system 1 in FIG. 1 mainly includes a windmill 100, a generator 3, a windmill control device 2, a battery 60, a rotation speed sensor 7, a wind speed sensor 9, and the like. The wind power generation system 1 is configured as a device that generates power by the generator 3 when the windmill 100 rotates and converts the power into a desired output, and then charges the battery 60 and outputs from the external output terminal 62. .

図１、図２で示す風車１００は、例えば、垂直軸型風車として構成されており、鉛直方向に延びる回転軸の周囲に複数の直線翼を一体回転可能に連結させた直線翼垂直軸風車などによって構成されている。図３のように、風車１００は、所定方向（回転軸部１０２の軸方向である上下方向）に延びる複数の翼部１０４と棒状に構成されるとともに所定方向に延びる回転軸部１０２とを備え、複数の翼部１０４が回転軸部１０２の上端部付近に連結された形で複数の翼部１０４と回転軸部１０２とが一体的に構成されている。回転軸部１０２は、例えば鉛直上下方向に延びるように図示しない軸受によって回転可能に保持されている。図３の例では、回転軸部１０２の下端部側の部分が発電機３における図示しない回転子と一体化され、回転軸部１０２と回転子とが一体的に回転する構成をなす。また、回転軸部１０２の下端寄りの所定位置には円板状の被作用部１０６が回転軸部１０２の周囲に張り出す形で回転軸部１０２と一体的に構成されている。被作用部１０６は、回転軸部１０２の軸方向を厚さ方向とし、外縁部が回転軸部１０２の回転軸線を中心とした円形形状をなしている。なお、ここで示す例はあくまで一例であり、公知の様々な風車を用いることができる。   The windmill 100 shown in FIGS. 1 and 2 is configured as a vertical axis type windmill, for example, and a straight blade vertical axis windmill in which a plurality of straight blades are connected so as to be integrally rotatable around a rotating shaft extending in the vertical direction. It is constituted by. As shown in FIG. 3, the wind turbine 100 includes a plurality of wing portions 104 extending in a predetermined direction (vertical direction that is the axial direction of the rotation shaft portion 102), and a rotation shaft portion 102 configured in a rod shape and extending in a predetermined direction. The plurality of blade portions 104 and the rotation shaft portion 102 are integrally configured in such a manner that the plurality of blade portions 104 are connected in the vicinity of the upper end portion of the rotation shaft portion 102. The rotating shaft portion 102 is rotatably held by a bearing (not shown) so as to extend in the vertical vertical direction, for example. In the example of FIG. 3, a portion on the lower end side of the rotating shaft portion 102 is integrated with a rotor (not shown) in the generator 3 so that the rotating shaft portion 102 and the rotor rotate integrally. In addition, a disk-like actuated portion 106 is integrally formed with the rotating shaft portion 102 so as to project around the rotating shaft portion 102 at a predetermined position near the lower end of the rotating shaft portion 102. The actuated portion 106 has a circular shape with the axial direction of the rotation shaft portion 102 as the thickness direction and the outer edge portion centered on the rotation axis of the rotation shaft portion 102. In addition, the example shown here is an example to the last, and well-known various windmills can be used.

図１、図２で示す発電機３は、風車１００の回転力を変換して電力を生じさせる装置であり、例えば、三相交流発電機として構成され、風車１００の回転と連動して回転する回転子と、固定子巻線３Ａ，３Ｂ，３Ｃ（図４）が巻かれるとともに回転子に近接して配置される固定子とを備える。例えば、発電機３は、回転子が風車１００の回転軸に連結されて回転軸部１０２（図３）と一体的に回転する構成をなし、回転子の回転時には各相の導電路７４，７５，７６に三相交流が発生する構成をなす。   The generator 3 shown in FIGS. 1 and 2 is a device that generates electric power by converting the rotational force of the windmill 100. For example, the generator 3 is configured as a three-phase AC generator and rotates in conjunction with the rotation of the windmill 100. A rotor and a stator wound around the stator windings 3A, 3B, 3C (FIG. 4) and disposed close to the rotor are provided. For example, the generator 3 is configured such that the rotor is connected to the rotating shaft of the windmill 100 and rotates integrally with the rotating shaft portion 102 (FIG. 3), and the conductive paths 74 and 75 of each phase are rotated when the rotor is rotated. 76, three-phase alternating current is generated.

図１のように、風車制御装置２は、制御部１０、整流・昇圧部５０、回転抑制部２０、第２電気ブレーキ部３０、降圧部４０、検出部９１，９２、回転速度センサ７、風速センサ９、各配線部などによって構成され、発電機３からの出力電力を制御するとともに風車１００の回転を制御する装置として機能する。   As shown in FIG. 1, the wind turbine control device 2 includes a control unit 10, a rectification / boost unit 50, a rotation suppression unit 20, a second electric brake unit 30, a step-down unit 40, detection units 91 and 92, a rotation speed sensor 7, a wind speed. It is comprised by the sensor 9, each wiring part, etc., and functions as an apparatus which controls the rotation of the windmill 100 while controlling the output electric power from the generator 3. FIG.

整流・昇圧部５０は、発電機３に発電動作を行わせる場合には昇圧チョッパ回路として作動し、発電機３を電動機として動作させる場合にはインバ−タとして作動する回路である。   The rectifier / boost unit 50 is a circuit that operates as a boost chopper circuit when the generator 3 performs a power generation operation, and operates as an inverter when the generator 3 operates as an electric motor.

図２のように、整流・昇圧部５０は、発電機３の各相の導電路７４，７５，７６にそれぞれ設けられたコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３、コイルＬ１に接続される一対のスイッチ素子Ｓａ１，Ｓｂ１、コイルＬ２に接続される一対のスイッチ素子Ｓａ２，Ｓｂ２、コイルＬ３に接続される一対の半導体スイッチ素子Ｓａ３，Ｓｂ３をそれぞれ備える。スイッチ素子Ｓａ１，Ｓｂ１，Ｓａ２，Ｓｂ２，Ｓａ３，Ｓｂ３は、例えばＩＧＢＴなどの半導体スイッチ素子によって構成され、それぞれのゲートには、駆動部１４からの駆動信号が個別に入力される。   As shown in FIG. 2, the rectifying / boosting unit 50 includes a pair of switch elements Sa1 connected to the coils L1, L2, L3 and the coil L1 provided in the conductive paths 74, 75, 76 of the phases of the generator 3, respectively. , Sb1, a pair of switch elements Sa2, Sb2 connected to the coil L2, and a pair of semiconductor switch elements Sa3, Sb3 connected to the coil L3. The switch elements Sa1, Sb1, Sa2, Sb2, Sa3, and Sb3 are configured by semiconductor switch elements such as IGBTs, for example, and drive signals from the drive unit 14 are individually input to the respective gates.

このように構成される整流・昇圧部５０は、発電制御時には、発電機３で発生する交流電圧を直流電圧に変換し且つ入力電力を昇圧して出力するように機能する。また、整流・昇圧部５０は、アシスト制御時には、供給される直流電力（例えば外部電源１３０から供給される直流電力）を三相交流に変換し、発電機３に三相交流電力を供給することで発電機３を電動機として回転駆動するように機能する。なお、アシスト制御時の供給電力は、バッテリ６０からの電力であってもよい。   The rectifying / boosting unit 50 configured in this manner functions to convert an AC voltage generated in the generator 3 into a DC voltage and boost and output the input power during power generation control. Further, the rectifying / boosting unit 50 converts the supplied DC power (for example, DC power supplied from the external power supply 130) into three-phase AC and supplies the generator 3 with the three-phase AC power during assist control. Thus, the generator 3 functions as an electric motor. Note that the power supplied during assist control may be power from the battery 60.

回転抑制部２０は、風車１００の回転を抑制する抑制動作（回転速度を減速する減速動作）と、抑制動作の解除とを行う部分である。回転抑制部２０は、第１電気ブレーキ部２１と機械ブレーキ部２２とによって構成されている。   The rotation suppression unit 20 is a part that performs a suppression operation that suppresses rotation of the windmill 100 (a deceleration operation that reduces the rotation speed) and cancels the suppression operation. The rotation suppression unit 20 includes a first electric brake unit 21 and a mechanical brake unit 22.

機械ブレーキ部２２は、第２ブレーキ部の一例に相当し、風車１００に対してブレーキ動作を行い得る装置である。図３にて概念的に示すように、機械ブレーキ部２２は、ブレーキ動作部２４と駆動回路２６とを備える。ブレーキ動作部２４は、例えば、逆作動型の空圧ブレーキとして構成され、風車１００の一部として構成された被作用部１０６に作用する一対の接触部材２４Ｂと、これら接触部材２４Ｂを駆動するアクチュエータ２４Ａとを備える。被作用部１０６は、例えば、風車１００の回転軸部１０２に一体的に組み付けられた円板状のディスクとして構成され、風車１００に設けられた複数の翼部１０４と一体的に回転する構成をなしている。機械ブレーキ部２２は、アクチュエータ２４Ａによって接触部材２４Ｂを被作用部１０６に接近させて接触させることでブレーキ力を生じさせる第２ブレーキ動作と、アクチュエータ２４Ａによって接触部材２４Ｂを被作用部１０６から離間させてブレーキ力を解除する動作（第２ブレーキ動作の解除）とを行う装置である。   The mechanical brake unit 22 corresponds to an example of a second brake unit, and is a device that can perform a braking operation on the windmill 100. As conceptually shown in FIG. 3, the mechanical brake unit 22 includes a brake operation unit 24 and a drive circuit 26. The brake operation unit 24 is configured as, for example, a reverse-acting pneumatic brake, and a pair of contact members 24B that act on the operated portion 106 that is configured as a part of the windmill 100, and an actuator that drives the contact members 24B. 24A. For example, the actuated portion 106 is configured as a disk-shaped disk integrally assembled with the rotating shaft portion 102 of the windmill 100, and is configured to rotate integrally with a plurality of wing portions 104 provided in the windmill 100. There is no. The mechanical brake unit 22 moves the contact member 24B away from the actuated part 106 by the actuator 24A and the second brake operation in which the contact member 24B is brought close to and brought into contact with the actuated part 106 by the actuator 24A. The device that performs the operation of releasing the brake force (release of the second brake operation).

駆動回路２６は、制御部１０から駆動指令が与えられた場合にアクチュエータ２４Ａを駆動し、一対の接触部材２４Ｂを互いに接近させて被作用部１０６を挟み込ませるようにアクチュエータ２４Ａを動作させる。このように接触部材２４Ｂが被作用部１０６に接触することで、これらの間で生じる摩擦力が風車１００の回転を減速させる力（ブレーキ力）となる。また、駆動回路２６は、制御部１０から停止指令が与えられた場合、アクチュエータ２４Ａに対し、一対の接触部材２４Ｂを退避位置（被作用部１０６に接触しない位置）で保持させる。上述した第２ブレーキ動作中に駆動回路２６に停止指令が与えられた場合、駆動回路２６は、被作用部１０６を挟み込んでいる一対の接触部材２４Ｂを互いに離間させて被作用部１０６から離すようにアクチュエータ２４Ａを動作させる。このようにアクチュエータ２４Ａによって一対の接触部材２４Ｂを被作用部１０６から離間させることで、接触部材２４Ｂが被作用部１０６に接触して生じていた摩擦力が発生しなくなり、風車１００に対するブレーキ力が解除される。   The drive circuit 26 drives the actuator 24 </ b> A when a drive command is given from the control unit 10, and operates the actuator 24 </ b> A so that the pair of contact members 24 </ b> B come close to each other and the operated part 106 is sandwiched therebetween. Thus, when the contact member 24 </ b> B comes into contact with the operated portion 106, the frictional force generated therebetween becomes a force (braking force) that decelerates the rotation of the windmill 100. Further, when a stop command is given from the control unit 10, the drive circuit 26 causes the actuator 24 </ b> A to hold the pair of contact members 24 </ b> B in a retracted position (a position that does not contact the operated part 106). When a stop command is given to the drive circuit 26 during the second brake operation described above, the drive circuit 26 separates the pair of contact members 24B sandwiching the operated part 106 from the operated part 106 so as to be separated from each other. The actuator 24A is operated. Thus, by separating the pair of contact members 24B from the actuated portion 106 by the actuator 24A, the frictional force generated by the contact member 24B coming into contact with the actuated portion 106 is not generated, and the braking force on the windmill 100 is reduced. Canceled.

第１電気ブレーキ部２１は、第１ブレーキ部の一例に相当し、発電機３に対する電気的な制御を行い得る回路として構成されている。第１電気ブレーキ部２１は、発電機３において風車１００の回転力に逆らう力を生じさせる第１ブレーキ動作と、この第１ブレーキ動作の解除とを行い得る回路であり、具体的には例えば図４のような回路として構成される。   The first electric brake unit 21 corresponds to an example of a first brake unit, and is configured as a circuit that can perform electrical control on the generator 3. The first electric brake unit 21 is a circuit that can perform a first brake operation that generates a force against the rotational force of the windmill 100 in the generator 3 and a release of the first brake operation. 4 is configured as a circuit as shown in FIG.

図４の回路構成では、各巻線３Ａ，３Ｂ，３Ｃにそれぞれ接続された各相の導電路７４，７５，７６のそれぞれにおいて、整流・昇圧部５０側に続く経路から分岐する形で分岐路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃがそれぞれ設けられている。そして、各分岐路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃには、抵抗部Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３がそれぞれ介在している。また、各分岐路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、接続路２１Ｄによって互いに接続されている。分岐路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃでは、いずれかの分岐路から他の分岐路へと電流が流れる場合に抵抗にて電流が流れ、抵抗で電圧降下が発生するようになっている。また、分岐路２１Ｂ，２１Ｃには、それぞれを通電可能状態と通電遮断状態に切替えるスイッチＳＷ１，ＳＷ２が設けられ、このスイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンオフが制御部１０によって制御されるようになっている。制御部１０は、後述する第１ブレーキ動作を行う場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン状態にする制御を行い、第１ブレーキ動作を行わない場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフ状態にする制御を行う。スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態である場合、分岐路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの相互で電流が流れ、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態である場合、分岐路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにおいて分岐路間では電流が流れない。制御部１０がスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン状態にした場合、導電路７４，７５，７６を流れる電流が上昇するため、発電機３の回転子が回転する際の回転負荷を増大させることができ、その結果、発電機３の回転子と連動する風車１００の回転にブレーキをかけることができる。本構成では、完全に短絡するのではなく、抵抗部を介して導電路間を電気的に接続するため、短絡状態でブレーキを継続しすぎることに起因する過熱等を防ぐことができ、絶縁性能の維持等の面で有利である。また、回転速度によっては、短絡の場合よりも大きなトルクを発生させることができる。   In the circuit configuration of FIG. 4, in each of the conductive paths 74, 75, and 76 of each phase connected to the windings 3 </ b> A, 3 </ b> B, and 3 </ b> C, the branch path 21 </ b> A is branched from the path that continues to the rectifier / boost unit 50 side. , 21B, 21C are provided. In addition, resistance portions R1, R2, and R3 are interposed in the branch paths 21A, 21B, and 21C, respectively. The branch paths 21A, 21B, and 21C are connected to each other by a connection path 21D. In the branch paths 21A, 21B, and 21C, when a current flows from one of the branch paths to the other branch path, a current flows through the resistor, and a voltage drop occurs in the resistor. The branch paths 21B and 21C are provided with switches SW1 and SW2 for switching between an energizable state and an energized cut-off state, respectively, and the on / off state of the switches SW1 and SW2 is controlled by the control unit 10. The control unit 10 performs control to turn on the switches SW1 and SW2 when performing a first brake operation described later, and performs control to turn off the switches SW1 and SW2 when not performing the first brake operation. When the switches SW1 and SW2 are in the on state, current flows between the branch paths 21A, 21B, and 21C. When the switches SW1 and SW2 are in the off state, current flows between the branch paths in the branch paths 21A, 21B, and 21C. Not flowing. When the control unit 10 turns on the switches SW1 and SW2, the current flowing through the conductive paths 74, 75, and 76 increases, so that the rotational load when the rotor of the generator 3 rotates can be increased. As a result, it is possible to brake the rotation of the windmill 100 in conjunction with the rotor of the generator 3. In this configuration, since the conductive paths are electrically connected via the resistance portion instead of being completely short-circuited, it is possible to prevent overheating caused by excessive braking in the short-circuited state, and insulation performance. It is advantageous in terms of maintenance of the above. Further, depending on the rotational speed, a larger torque can be generated than in the case of a short circuit.

第２電気ブレーキ部３０は、整流・昇圧部５０から出力される出力電力の一部を消費するための部分である。この第２電気ブレーキ部３０は、抵抗３４、ダイオード３６、スイッチ素子３２などを備える。スイッチ素子３２は、例えばＩＧＢＴなどの半導体スイッチ素子によって構成され、駆動部１５からの制御信号によってオンオフが制御される。   The second electric brake unit 30 is a part for consuming a part of the output power output from the rectifying / boosting unit 50. The second electric brake unit 30 includes a resistor 34, a diode 36, a switch element 32, and the like. The switch element 32 is configured by a semiconductor switch element such as an IGBT, and is turned on / off by a control signal from the drive unit 15.

第２電気ブレーキ部３０は、導電路７１と導電路７２の間に抵抗３４及びスイッチ素子３２が直列に接続され、スイッチ素子３２のオン動作に応じて抵抗３４に電流を流し、整流・昇圧部５０から出力される電力の一部を消費させるように機能する。スイッチ素子３２のゲートには駆動部１５から出力されるＰＷＭ信号が入力され、第２電気ブレーキ部３０での消費電力量はＰＷＭ信号のデューティによって制御される。   In the second electric brake unit 30, a resistor 34 and a switch element 32 are connected in series between the conductive path 71 and the conductive path 72, and a current flows through the resistor 34 in response to an ON operation of the switch element 32, thereby rectifying and boosting the unit. It functions to consume part of the power output from 50. The PWM signal output from the drive unit 15 is input to the gate of the switch element 32, and the power consumption in the second electric brake unit 30 is controlled by the duty of the PWM signal.

コンデンサ５５は、導電路７１と導電路７２との間に接続されている。このコンデンサ５５は、降圧部４０に入力される入力電流を平滑化する機能を有する。   The capacitor 55 is connected between the conductive path 71 and the conductive path 72. The capacitor 55 has a function of smoothing the input current input to the step-down unit 40.

降圧部４０は、公知の降圧コンバータとして構成され、導電路７１の通電をオンオフするスイッチ素子４２と、ダイオード４４と、コイル４８と、コンデンサ４６とを備える。スイッチ素子４２は、例えばＭＯＳＦＥＴなどによって構成され、駆動部１６からのＰＷＭ信号に応じてオンオフする構成をなす。   The step-down unit 40 is configured as a known step-down converter, and includes a switch element 42 that turns on and off the conduction path 71, a diode 44, a coil 48, and a capacitor 46. The switch element 42 is configured by a MOSFET or the like, for example, and is configured to be turned on / off according to the PWM signal from the drive unit 16.

バッテリ６０は、例えば、公知の二次電池として構成されており、風力発電システム１を構成する様々な負荷を駆動するための電源として機能する。図示はしていないが、風力発電システム１には、バッテリ６０からの電力に基づいて複数の電源電圧を生成する電源回路が設けられており、例えば制御部１０には、電源回路で生成された電源電圧が印加される。バッテリ６０の正側の端子と出力側導電路８１との間には、スイッチ６１が設けられ、制御部１０によってスイッチ６１のオンオフが制御される。   The battery 60 is configured as a known secondary battery, for example, and functions as a power source for driving various loads constituting the wind power generation system 1. Although not shown, the wind power generation system 1 is provided with a power supply circuit that generates a plurality of power supply voltages based on the power from the battery 60. For example, the control unit 10 is generated by the power supply circuit. A power supply voltage is applied. A switch 61 is provided between the positive terminal of the battery 60 and the output-side conductive path 81, and on / off of the switch 61 is controlled by the control unit 10.

回転速度センサ７は、風車１００の回転速度を検出する検出部の一例に相当する。この回転速度センサ７は、風車１００の回転軸部１０２の回転速度を検出し得るセンサであればよく、公知の様々な回転速度センサを用いることができる。制御部１０は、回転速度センサ７からの出力値を取得して風車１００の回転速度を把握する。なお、回転速度センサ７は、風車１００の回転速度を示す値として例えば風車の回転数Ｎ（min-1）を検出し得る。 The rotation speed sensor 7 corresponds to an example of a detection unit that detects the rotation speed of the windmill 100. The rotational speed sensor 7 may be any sensor that can detect the rotational speed of the rotating shaft portion 102 of the windmill 100, and various known rotational speed sensors can be used. The control unit 10 acquires the output value from the rotation speed sensor 7 and grasps the rotation speed of the windmill 100. The rotational speed sensor 7 can detect, for example, the rotational speed N (min −1 ) of the windmill as a value indicating the rotational speed of the windmill 100.

風速センサ９は、公知の風速センサによって構成され、風車１００の近傍の風速を計測するように機能する。この風速センサ９は、風車１００の所定位置（例えば回転翼以外の部位）に取り付けられ、風速センサ９が取り付けられた位置の風速を示す値を出力する。制御部１０は、風速センサ９からの出力値（検出値）を取得して、風車付近の風速を把握する。   The wind speed sensor 9 is configured by a known wind speed sensor and functions to measure the wind speed in the vicinity of the windmill 100. The wind speed sensor 9 is attached to a predetermined position (for example, a part other than the rotor blades) of the windmill 100, and outputs a value indicating the wind speed at the position where the wind speed sensor 9 is attached. The control unit 10 acquires an output value (detected value) from the wind speed sensor 9 and grasps the wind speed near the windmill.

制御部１０は、例えば、マイクロコンピュータなどからなる制御回路１２と、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなる記憶部１８と、制御信号を出力する複数の駆動部１４，１５，１６などを備えている。制御部１０には、回転速度センサ７や風速センサ９からの出力値以外にも、様々な検出値が入力される。例えば、図１で示す検出部９１は、電流センサ及び電圧センサを備え、整流・昇圧部５０から出力される出力電流及び出力電圧が検出部９１によって検出され、制御部１０に入力される。検出部９２は、電流センサ及び電圧センサを備え、降圧部４０から出力される出力電流及び出力電圧が検出部９２によって検出され、制御部１０に入力される。   The control unit 10 includes, for example, a control circuit 12 formed of a microcomputer, a storage unit 18 formed of ROM, RAM, and the like, and a plurality of drive units 14, 15, 16 that output control signals. In addition to the output values from the rotation speed sensor 7 and the wind speed sensor 9, various detection values are input to the control unit 10. For example, the detection unit 91 illustrated in FIG. 1 includes a current sensor and a voltage sensor, and an output current and an output voltage output from the rectification / boost unit 50 are detected by the detection unit 91 and input to the control unit 10. The detection unit 92 includes a current sensor and a voltage sensor, and the output current and output voltage output from the step-down unit 40 are detected by the detection unit 92 and input to the control unit 10.

風力発電システム１の出力端子６２は、例えば、蓄電池システム１２０の入力端子１２２に接続可能とされている。即ち、風力発電システム１で発生した電力が、出力端子６２を介して外部の蓄電池システム１２０に供給し得るように構成されている。なお、図１、図２の例では、風力発電システム１で生じた電力を蓄電池システム１２０に供給する例を示したが、系統連系のための構成を付加し、商用電源系統に接続してもよい。   The output terminal 62 of the wind power generation system 1 can be connected to the input terminal 122 of the storage battery system 120, for example. That is, the electric power generated in the wind power generation system 1 can be supplied to the external storage battery system 120 via the output terminal 62. In the example of FIGS. 1 and 2, an example in which the electric power generated in the wind power generation system 1 is supplied to the storage battery system 120 is shown. However, a configuration for grid connection is added and connected to a commercial power supply system. Also good.

このように構成される風力発電システム１は、風車１００が風力を受けて回転し且つ制御部１０が発電制御を実行しているときには、発電機３の発電によって得られた電力を変換して出力する。但し、風速センサ９によって検出される風速が所定閾値を超える場合には、後述する回転抑制制御を行い、風車１００の回転を減速させる。   The wind power generation system 1 configured as described above converts the electric power obtained by the power generation of the generator 3 and outputs it when the windmill 100 is rotated by receiving wind power and the control unit 10 is performing power generation control. To do. However, when the wind speed detected by the wind speed sensor 9 exceeds a predetermined threshold value, rotation suppression control described later is performed, and the rotation of the windmill 100 is decelerated.

ここで、風車制御装置２の動作について説明する。
制御部１０は、例えば、所定の運転開始条件を満たす場合（例えば、回転速度センサ７によって検出される風車１００の回転速度が所定の発電開始回転速度以上である場合）、図５のような流れで制御を行う。図５の制御が開始された場合、風速センサ９で計測される風速が第１閾値Ｖｔｈ１（安全運転の限界風速）未満となっている間は、ステップＳ１でＮｏとなる判断が繰り返され、この期間は、制御部１０によって通常の発電制御が行われる。 Here, operation | movement of the windmill control apparatus 2 is demonstrated.
For example, when the predetermined operation start condition is satisfied (for example, when the rotational speed of the windmill 100 detected by the rotational speed sensor 7 is equal to or higher than the predetermined power generation start rotational speed), the control unit 10 performs a flow as illustrated in FIG. Control with. When the control of FIG. 5 is started, while the wind speed measured by the wind speed sensor 9 is less than the first threshold value Vth1 (the critical wind speed for safe driving), the determination of No in step S1 is repeated. During the period, normal power generation control is performed by the control unit 10.

制御部１０は、通常の発電制御を行う場合、各スイッチ素子Ｓａ１，Ｓｂ１，Ｓａ２，Ｓｂ２，Ｓａ３，Ｓｂ３に対し制御信号を出力し、整流・昇圧部５０を三相昇圧チョッパ回路として動作させる。   When performing normal power generation control, the control unit 10 outputs a control signal to each of the switch elements Sa1, Sb1, Sa2, Sb2, Sa3, and Sb3, and operates the rectification / boost unit 50 as a three-phase boost chopper circuit.

本構成では、例えば回転速度（回転数）と目標値とが予め対応付けられており、このように回転速度と目標値とを対応付けた対応データが記憶部１８に記憶されている。このような対応データが存在するため、回転速度センサ７によって回転速度が定まれば対応データを参照してその回転速度（回転数）に対応付けられた目標値を決めることができる。また、各回転速度に対応する各目標値は、各回転速度のときの最大電力値であり、回転速度（回転数）の三乗に比例するように設定されている。   In this configuration, for example, the rotation speed (the number of rotations) and the target value are associated in advance, and correspondence data in which the rotation speed and the target value are associated in this way is stored in the storage unit 18. Since such correspondence data exists, if the rotational speed is determined by the rotational speed sensor 7, the target value associated with the rotational speed (number of rotations) can be determined with reference to the correspondence data. Each target value corresponding to each rotation speed is a maximum power value at each rotation speed, and is set to be proportional to the cube of the rotation speed (the number of rotations).

制御部１０は、整流・昇圧部５０を三相昇圧チョッパ回路として動作させる場合、回転速度センサ７で検出された風車１００の回転速度（回転数）と、記憶部１８に記憶された回転速度毎の目標値（各回転速度に対応する最大電力値）とに基づき、整流・昇圧部５０からの出力電力が、風車１００の回転速度（回転数）に対応する最大電力値となるようにＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御を行う。具体的には、制御部１０は、検出部９１で検出される出力電流及び出力電圧によって決定する出力電力が目標値（最大電力値）となるように整流・昇圧部５０に与えるＰＷＭ信号のデューティを調整しながらフィードバック制御を繰り返す。   When operating the rectifying / boosting unit 50 as a three-phase boosting chopper circuit, the control unit 10 determines the rotational speed (number of rotations) of the windmill 100 detected by the rotational speed sensor 7 and the rotational speed stored in the storage unit 18. Based on the target value (maximum power value corresponding to each rotational speed) of MPPT (MPPT () so that the output power from the rectifying / boosting unit 50 becomes the maximum power value corresponding to the rotational speed (rotational speed) of the wind turbine 100. (Maximum Power Point Tracking) control. Specifically, the control unit 10 determines the duty of the PWM signal to be given to the rectification / boost unit 50 so that the output power determined by the output current and output voltage detected by the detection unit 91 becomes a target value (maximum power value). Repeat the feedback control while adjusting.

一方、図５の制御の開始後、風速センサ９で計測される風速が上記第１閾値Ｖｔｈ１以上になった場合（図５のステップＳ１でＹｅｓの場合）、制御部１０は、風車１００の回転を抑制して風車１００を停止させる。具体的には、制御部１０が回転抑制部２０を制御して回転抑制部２０に停止動作を行わせる。なお、この例では、「風速センサ９で計測される風速が上記第１閾値Ｖｔｈ１以上になった時」が所定のブレーキ開始条件の成立時である。   On the other hand, when the wind speed measured by the wind speed sensor 9 becomes equal to or higher than the first threshold value Vth1 after the control in FIG. 5 is started (Yes in step S1 in FIG. 5), the control unit 10 rotates the windmill 100. And the windmill 100 is stopped. Specifically, the control unit 10 controls the rotation suppression unit 20 to cause the rotation suppression unit 20 to perform a stop operation. In this example, “when the wind speed measured by the wind speed sensor 9 is equal to or higher than the first threshold value Vth1” is when a predetermined brake start condition is satisfied.

制御部１０は、ステップＳ２の制御を行う場合、第１電気ブレーキ部２１（第１ブレーキ部）に上述した第１ブレーキ動作を行わせ、第１電気ブレーキ部２１による第１ブレーキ動作の開始後に、機械ブレーキ部２２（第２ブレーキ部）に上述した第２ブレーキ動作を行わせる。   When performing the control of step S2, the control unit 10 causes the first electric brake unit 21 (first brake unit) to perform the first brake operation described above, and after the first brake operation by the first electric brake unit 21 is started. The mechanical brake unit 22 (second brake unit) is caused to perform the second brake operation described above.

具体的には、風速センサ９で計測される風速が上記第１閾値Ｖｔｈ１以上になったとき、機械ブレーキ部２２に第２ブレーキ動作を行わせないように停止させたまま第１電気ブレーキ部２１に第１ブレーキ動作を行わせる。そして、このように第１電気ブレーキ部２１が第１ブレーキ動作を継続している間に所定の切替条件が成立した場合、第１電気ブレーキ部２１の第１ブレーキ動作を維持したまま又は第１ブレーキ動作を停止させた後、機械ブレーキ部２２に第２ブレーキ動作を行わせる。そして、このように第２ブレーキ動作を開始した場合、少なくとも回転速度センサ７によって検出される風車１００の回転速度が０となるまで第２ブレーキ動作を継続し、望ましくは、後述するステップＳ７において通常回転動作が再開されるまで第２ブレーキ動作を継続する。   Specifically, when the wind speed measured by the wind speed sensor 9 is equal to or higher than the first threshold value Vth1, the first electric brake unit 21 is kept stopped so that the mechanical brake unit 22 does not perform the second brake operation. To perform the first brake operation. Then, when the predetermined switching condition is satisfied while the first electric brake unit 21 continues the first brake operation in this way, the first brake operation of the first electric brake unit 21 is maintained or the first After stopping the brake operation, the mechanical brake unit 22 is caused to perform the second brake operation. When the second brake operation is started in this way, the second brake operation is continued until at least the rotational speed of the windmill 100 detected by the rotational speed sensor 7 becomes zero. The second brake operation is continued until the rotation operation is resumed.

上述した「所定の切替条件」とは、「回転速度センサ７（検出部）が検出する回転速度が所定の下限速度以下となったこと」「回転速度センサ７（検出部）が検出する回転速度が所定の上限速度を超えたこと」「第１ブレーキ動作の開始後、一定時間Ｔａが経過したこと」のいずれかの条件が満たされた場合である。   The above-mentioned “predetermined switching condition” means that “the rotational speed detected by the rotational speed sensor 7 (detection unit) is equal to or lower than a predetermined lower limit speed” “the rotational speed detected by the rotational speed sensor 7 (detection unit)”. Is greater than a predetermined upper speed limit, or “a certain time Ta has elapsed after the start of the first brake operation”.

つまり、制御部１０は、風速センサ９で計測される風速が上記第１閾値Ｖｔｈ１以上になったこと（所定のブレーキ開始条件が成立したこと）に応じてステップＳ２の処理を実行し第１電気ブレーキ部２１（第１ブレーキ部）に第１ブレーキ動作を開始させた後、第１ブレーキ動作の継続中に、少なくとも回転速度センサ７（検出部）が検出する回転速度が所定の下限速度Ｖｂ以下となった場合には、第１ブレーキ動作を維持したまま又は第１ブレーキ動作を停止させた後、機械ブレーキ部２２（第２ブレーキ部）に第２ブレーキ動作を行わせる。   That is, the control unit 10 executes the process of step S2 in accordance with the fact that the wind speed measured by the wind speed sensor 9 is equal to or higher than the first threshold value Vth1 (a predetermined brake start condition is satisfied), and performs the first electric process. After the first brake operation is started by the brake unit 21 (first brake unit), at least the rotation speed detected by the rotation speed sensor 7 (detection unit) during the continuation of the first brake operation is equal to or lower than a predetermined lower limit speed Vb. In this case, the mechanical brake unit 22 (second brake unit) is caused to perform the second brake operation while maintaining the first brake operation or after stopping the first brake operation.

また、制御部１０は、風速センサ９で計測される風速が上記第１閾値Ｖｔｈ１以上になったこと（所定のブレーキ開始条件が成立したこと）に応じてステップＳ２の処理を実行し第１電気ブレーキ部２１（第１ブレーキ部）に第１ブレーキ動作を開始させた後、第１ブレーキ動作の継続中に、少なくとも回転速度センサ７（検出部）が検出する回転速度が所定の上限速度Ｖａを超えた場合には、第１ブレーキ動作を維持したまま又は第１ブレーキ動作を停止させた後、機械ブレーキ部２２（第２ブレーキ部）に第２ブレーキ動作を行わせる。   In addition, the control unit 10 executes the process of step S2 in response to the wind speed measured by the wind speed sensor 9 being equal to or higher than the first threshold value Vth1 (a predetermined brake start condition is satisfied), and performs the first electric process. After the brake unit 21 (first brake unit) starts the first brake operation, during the continuation of the first brake operation, at least the rotation speed detected by the rotation speed sensor 7 (detection unit) has a predetermined upper limit speed Va. When exceeding, the mechanical brake part 22 (2nd brake part) is made to perform 2nd brake operation, after stopping 1st brake operation, maintaining 1st brake operation.

また、制御部１０は、風速センサ９で計測される風速が上記第１閾値Ｖｔｈ１以上になったこと（所定のブレーキ開始条件が成立したこと）に応じてステップＳ２の処理を実行し第１電気ブレーキ部２１（第１ブレーキ部）に第１ブレーキ動作を開始させた後、第１ブレーキ動作の継続中に、少なくとも第１ブレーキ動作の開始から一定時間Ｔａが経過した場合には、第１ブレーキ動作を維持したまま又は第１ブレーキ動作を停止させた後、機械ブレーキ部２２（第２ブレーキ部）に第２ブレーキ動作を行わせる。なお、一定時間Ｔａは、例えば、数秒程度であってもよく、数十秒程度であってもよい。或いは、数分程度であってもよい。   In addition, the control unit 10 executes the process of step S2 in response to the wind speed measured by the wind speed sensor 9 being equal to or higher than the first threshold value Vth1 (a predetermined brake start condition is satisfied), and performs the first electric process. After the brake portion 21 (first brake portion) has started the first brake operation, the first brake operation is continued if at least a certain time Ta has elapsed from the start of the first brake operation during the continuation of the first brake operation. While maintaining the operation or stopping the first brake operation, the mechanical brake unit 22 (second brake unit) is caused to perform the second brake operation. The fixed time Ta may be about several seconds or about several tens of seconds, for example. Alternatively, it may be several minutes.

このように、制御部１０は、風速センサ９で計測される風速が第１閾値Ｖｔｈ１以上になった場合に、第１電気ブレーキ部２１と機械ブレーキ部２２を時間差で動作させて風車１００の回転を停止させる。   As described above, when the wind speed measured by the wind speed sensor 9 is equal to or higher than the first threshold value Vth1, the control unit 10 operates the first electric brake unit 21 and the mechanical brake unit 22 with a time difference to rotate the windmill 100. Stop.

制御部１０は、ステップＳ２の処理を行った後、回転速度センサ７によって検出される風車１００の回転速度が０となった場合には、第２ブレーキ動作を継続したまま時間計測を開始する（ステップＳ３）。そして、制御部１０は、ステップＳ３で時間計測を開始した後、ステップＳ４において風速センサ９で計測される風速が第２閾値Ｖｔｈ２以上であるか否かを判断し、風速センサ９で計測される風速が第２閾値Ｖｔｈ２以上である場合（ステップＳ４でＹｅｓの場合）、ステップＳ５において計測中の時間をリセットし、再び時間計測を開始する。つまり、ステップＳ５の処理が実行される度に、それまでの計測時間が破棄され、ステップＳ５の処理が実行された時を開始時点として新たに時間計測がなされることになる。なお、第２閾値Ｖｔｈ２（運転再開風速）は、第１閾値Ｖｔｈ１（安全運転の限界風速）よりも小さい値である。   When the rotational speed of the windmill 100 detected by the rotational speed sensor 7 becomes 0 after performing the process of step S2, the control unit 10 starts time measurement while continuing the second brake operation ( Step S3). Then, after starting time measurement in step S3, the control unit 10 determines whether or not the wind speed measured by the wind speed sensor 9 in step S4 is equal to or higher than the second threshold value Vth2, and is measured by the wind speed sensor 9. When the wind speed is equal to or higher than the second threshold value Vth2 (Yes in step S4), the time during measurement is reset in step S5, and time measurement is started again. That is, every time the process of step S5 is executed, the measurement time up to that point is discarded, and a new time measurement is performed starting from the time when the process of step S5 is executed. The second threshold value Vth2 (operation restart wind speed) is a value smaller than the first threshold value Vth1 (critical wind speed for safe driving).

一方、制御部１０は、ステップＳ４において風速センサ９で計測される風速が第２閾値Ｖｔｈ２以上でないと判断した場合（ステップＳ４でＮｏの場合）、ステップＳ６において、現在計測中の時間（即ち、ステップＳ３又はステップＳ５のいずれか直近で実行された処理を開始時点として計測されている時間）が予め定められた一定時間Ｔｂを超えたか否かを判断する。制御部１０は、ステップＳ６において現在計測中の時間（計測時間）が一定時間Ｔｂを超えていないと判断した場合（ステップＳ６でＮｏの場合）、ステップＳ４以降の処理を再び行い、ステップＳ６において現在計測中の時間（計測時間）が一定時間Ｔｂを超えていると判断した場合（ステップＳ６でＹｅｓの場合）、ステップＳ７において風車１００の通常回転を再開する。制御部１０は、ステップＳ７の処理を行う場合、第１電気ブレーキ部２１及び機械ブレーキ部２２のいずれにもブレーキ動作を行わせないように解除し、風車１００を回転可能な状態とする。なお、一定時間Ｔｂは、例えば、ある程度長い時間（１時間程度、或いは数時間程度）であってもよく、数十分程度、或いは数分程度であってもよい。   On the other hand, when the control unit 10 determines in step S4 that the wind speed measured by the wind speed sensor 9 is not equal to or higher than the second threshold value Vth2 (in the case of No in step S4), in step S6, the time currently being measured (that is, It is determined whether or not (the time measured with the process executed most recently in either step S3 or step S5 as the starting time) exceeds a predetermined time Tb. When it is determined in step S6 that the time (measurement time) currently being measured does not exceed the predetermined time Tb (No in step S6), the control unit 10 performs the processing after step S4 again, and in step S6. When it is determined that the currently measured time (measurement time) exceeds a certain time Tb (Yes in step S6), normal rotation of the windmill 100 is resumed in step S7. When the process of step S7 is performed, the control unit 10 releases the brake operation so that neither the first electric brake unit 21 nor the mechanical brake unit 22 performs the braking operation, and makes the windmill 100 rotatable. Note that the certain time Tb may be, for example, a somewhat long time (about 1 hour or about several hours), or about several tens of minutes or about several minutes.

本構成では、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５の処理を実行する制御部１０が時間計測部の一例に相当し、上記抑制動作が開始したこと（具体的には、風車１００の回転が停止したこと）に応じて時間計測を開始し、時間計測中に風速センサ９で計測される風速が第２閾値Ｖｔｈ２を超えた場合に、計測中の時間をリセットして時間計測をやり直すように機能する。そして、制御部１０は、抑制動作の開始後、このような時間計測部による計測時間が一定時間Ｔｂを超えた場合に回転抑制部２０に対して抑制動作を解除させる制御を行う。   In this structure, the control part 10 which performs the process of step S3, S4, S5 corresponds to an example of a time measurement part, and the said suppression operation started (specifically that rotation of the windmill 100 stopped). The time measurement is started in response to this, and when the wind speed measured by the wind speed sensor 9 exceeds the second threshold value Vth2 during the time measurement, the time during the measurement is reset and the time measurement is performed again. And the control part 10 performs control which cancels | releases suppression operation | movement with respect to the rotation suppression part 20, when the measurement time by such a time measurement part exceeds fixed time Tb after the start of suppression action.

なお、制御部１０は、ステップＳ７でブレーキ動作を解除した場合、所定の終了条件が成立するまでの間、発電機３を電動機として動作させて風車１００の回転をアシストするように制御を行ってもよい。   Note that when the brake operation is released in step S7, the control unit 10 performs control to assist the rotation of the windmill 100 by operating the generator 3 as an electric motor until a predetermined end condition is satisfied. Also good.

以上のように、制御部１０は、風速センサ９で計測される風速が第１閾値Ｖｔｈ１に達した場合に回転抑制部２０に抑制動作（具体的には、風車１００の回転を強制的に停止させる停止動作）を開始させ、抑制動作の開始後、風速センサ９で計測される風速が一定時間Ｔｂを超えて第２閾値Ｖｔｈ２以下で継続した場合には、回転抑制部２０に上記抑制動作（停止動作）を解除させるように動作する。   As described above, when the wind speed measured by the wind speed sensor 9 reaches the first threshold value Vth1, the control unit 10 causes the rotation suppression unit 20 to perform a suppression operation (specifically, stop the rotation of the windmill 100). After the start of the suppression operation, when the wind speed measured by the wind speed sensor 9 continues for a certain time Tb and below the second threshold Vth2, the rotation suppression unit 20 performs the above suppression operation ( It operates to release the stop operation).

次に、風車制御装置２の効果を例示する。
風車制御装置２は、風速が第１閾値Ｖｔｈ１に達する程度に大きくなった場合に風車１００の回転を迅速に抑制することができるため、風車１００において過回転が生じにくくなる。一方、抑制動作の開始後、風速センサ９で計測される風速が一定時間を超えて第２閾値Ｖｔｈ２以下で継続した場合に抑制動作を解除することができる。つまり、風速が第２閾値Ｖｔｈ２を超えない状態が一定時間を超えて継続するような安定した状況を確認した上で抑制動作を解除することができる。 Next, the effect of the windmill control device 2 will be exemplified.
Since the windmill control device 2 can quickly suppress the rotation of the windmill 100 when the wind speed increases to an extent that reaches the first threshold value Vth1, the windmill 100 is less likely to over-rotate. On the other hand, after the start of the suppression operation, the suppression operation can be canceled when the wind speed measured by the wind speed sensor 9 continues beyond the second threshold value Vth2 for a certain time. In other words, the suppression operation can be canceled after confirming a stable situation in which the state where the wind speed does not exceed the second threshold value Vth2 continues for a certain time.

このように、風車制御装置２は、風速が大きい状況下では風車１００の回転速度が過大になることを防ぐための抑制動作を行うことができ、その抑制動作を、風速が小さく安定した状況下で解除することができる。   Thus, the windmill control device 2 can perform a suppression operation for preventing the rotational speed of the windmill 100 from becoming excessive under a situation where the wind speed is high, and the suppression operation is performed under a situation where the wind speed is small and stable. It can be canceled with.

また、回転抑制部２０は、抑制動作として、少なくとも風車１００の回転を強制的に停止させる停止動作を行う構成をなす。制御部１０は、風速センサ９で計測される風速が第１閾値Ｖｔｈ１に達した場合には回転抑制部２０に停止動作を行わせ、停止動作の開始後、風速センサ９で計測される風速が一定時間を超えて第２閾値Ｖｔｈ２以下で継続した場合に、回転抑制部２０に対し停止動作を解除させる制御を行う。   Moreover, the rotation suppression part 20 makes the structure which performs the stop operation | movement which forcibly stops the rotation of the windmill 100 at least as suppression operation | movement. When the wind speed measured by the wind speed sensor 9 reaches the first threshold value Vth1, the control unit 10 causes the rotation suppression unit 20 to perform a stop operation, and after the start of the stop operation, the wind speed measured by the wind speed sensor 9 is If the rotation is continued below the second threshold value Vth2 beyond a certain time, the rotation suppression unit 20 is controlled to release the stop operation.

このように、風速センサ９で計測される風速が第１閾値Ｖｔｈ１に達した場合に回転抑制部２０を停止動作させることで、風速が大きい状況下で発電機３を回転させ続けることに起因する機械的負担又は電気的負担を確実に低減することができる。   As described above, when the wind speed measured by the wind speed sensor 9 reaches the first threshold value Vth1, the rotation suppressing unit 20 is stopped to cause the generator 3 to continue rotating under a situation where the wind speed is high. A mechanical burden or an electrical burden can be reliably reduced.

また、制御部１０は、抑制動作が開始したことに応じて時間計測を開始し、時間計測中に風速センサ９で計測される風速が第２閾値Ｖｔｈ２を超えた場合に、計測中の時間をリセットして時間計測をやり直すように動作する時間計測部を備える。そして、制御部１０は、抑制動作の開始後、時間計測部による計測時間が一定時間を超えた場合に回転抑制部２０に対して抑制動作を解除させる制御を行う。   Further, the control unit 10 starts time measurement in response to the start of the suppression operation, and when the wind speed measured by the wind speed sensor 9 exceeds the second threshold value Vth2 during time measurement, the control unit 10 sets the time during measurement. A time measurement unit that operates to reset and restart time measurement is provided. And the control part 10 performs control which cancels | releases suppression operation | movement with respect to the rotation suppression part 20, when the measurement time by a time measurement part exceeds fixed time after the start of suppression action.

制御部１０がこのように動作すれば、風速のピークが第２閾値Ｖｔｈ２以下となる状態の継続時間を確実に測定することができ、この継続時間が一定時間を超えることを確実に確認した上で、抑制動作を解除することができる。   If the control unit 10 operates in this way, it is possible to reliably measure the duration of the state in which the wind speed peak is equal to or lower than the second threshold value Vth2, and after confirming that this duration exceeds a certain time. Thus, the suppression operation can be released.

本構成の風車制御装置２は、電気的な制御によって第１ブレーキ動作を行い、発電機３において風車１００の回転力に逆らう力を生じさせた後、機械的な制御によって第２ブレーキ動作を行い、接触部材２４Ｂの接触によるブレーキ力を生じさせる。このように、先に行われる第１ブレーキ動作では、発電機３に対する電気的な制御によってブレーキ力を発生させるため、ブレーキ動作を迅速かつ正確に行いやすい。そして、電気的な制御によって第１ブレーキ動作を行った後、機械的な制御によって第２ブレーキ動作を行うことで、風車１００の回転速度をより確実に低減することができる。また、２つのブレーキ部をいずれも機械的なブレーキとするのではなく、一方のブレーキ部については、発電機３に対する電気的な制御によってブレーキ力を発生させる構成とすることができるため、構成の簡素化を図ることができる。   The windmill control device 2 of this configuration performs a first brake operation by electrical control, and after generating a force against the rotational force of the windmill 100 in the generator 3, performs a second brake operation by mechanical control. A braking force is generated by the contact of the contact member 24B. In this way, in the first brake operation that is performed first, the brake force is generated by the electrical control over the generator 3, and therefore it is easy to perform the brake operation quickly and accurately. And after performing 1st brake operation by electrical control, the rotational speed of the windmill 100 can be reduced more reliably by performing 2nd brake operation by mechanical control. In addition, the two brake parts are not mechanical brakes, and one of the brake parts can be configured to generate a braking force by electrical control on the generator 3. Simplification can be achieved.

このように、本構成によれば、ブレーキ動作を迅速かつ正確に行い易い風力発電用の風車制御装置２を、より簡易に実現することができる。   Thus, according to this structure, the windmill control apparatus 2 for wind power generation which can perform a brake operation | movement rapidly and correctly can be implement | achieved more simply.

本構成の風車制御装置２は、風車１００の回転速度を検出する回転速度センサ７（検出部）を備えており、制御部１０は、所定のブレーキ開始条件の成立に応じて第１電気ブレーキ部２１（第１ブレーキ部）に第１ブレーキ動作を行わせた後、少なくとも回転速度センサ７（検出部）が検出する回転速度が所定の下限速度Ｖｂ以下となった場合に機械ブレーキ部２２（第２ブレーキ部）に第２ブレーキ動作を行わせる。   The windmill control device 2 of this configuration includes a rotation speed sensor 7 (detection unit) that detects the rotation speed of the windmill 100, and the control unit 10 receives the first electric brake unit according to the establishment of a predetermined brake start condition. After causing the first brake operation to be performed by the first brake unit 21 (first brake unit), at least when the rotation speed detected by the rotation speed sensor 7 (detection unit) becomes equal to or lower than a predetermined lower limit speed Vb, 2 brake part) is made to perform 2nd brake operation.

このように構成された風車制御装置２は、ブレーキ開始条件の成立後の初期段階において、発電機３に対する電気的な制御によってブレーキ力を発生させることができるため、回転力が大きい段階での回転体に対する接触を抑えることができ、衝撃や摩耗を低減することができる。特に、ブレーキ開始条件の成立から風車１００の回転速度が所定の下限速度Ｖｂ以下になるまでの間、急激な制動による衝撃を緩和し、各部品に生じる負担を低減しながら回転速度を抑制することができる。一方で、風車１００の回転速度が下限速度Ｖｂに達した場合には、機械的なブレーキ動作（第２ブレーキ動作）を行うことで、より迅速かつ確実に風車１００の回転速度を低減することができ、風車１００を停止状態またはそれに近い状態にすることができる。例えば、図６の例では、時間ｔ１でブレーキ条件が成立し、その直後の時間ｔ２で第１ブレーキ動作（電気ブレーキ）を開始した後、風車１００の回転速度が早く低下して時間ｔ３で下限速度Ｖｂに達した例を示している。このような場合、本構成では、時間ｔ３から第２ブレーキ動作（機械ブレーキ）を開始することができ、回転速度が低下した状態で第２ブレーキ動作が開始されるため、ブレーキ時の衝撃等を効果的に抑制することができる。なお、この場合、図６のように、第１ブレーキ動作と第２ブレーキ動作を併用してもよく、第１ブレーキ動作を停止させて第２ブレーキ動作を行ってもよい。第１ブレーキ動作と第２ブレーキ動作を併用する場合、第１ブレーキ動作の開始から所定時間経過した場合には第１ブレーキ動作を解除することが望ましい。   Since the wind turbine control device 2 configured in this manner can generate a braking force by electrical control on the generator 3 in an initial stage after the brake start condition is satisfied, Contact with the body can be suppressed, and impact and wear can be reduced. In particular, during the period from when the brake start condition is satisfied until the rotational speed of the windmill 100 becomes equal to or lower than the predetermined lower limit speed Vb, the impact due to sudden braking is alleviated and the rotational speed is suppressed while reducing the burden on each component. Can do. On the other hand, when the rotational speed of the windmill 100 reaches the lower limit speed Vb, the rotational speed of the windmill 100 can be reduced more quickly and reliably by performing a mechanical brake operation (second brake operation). The windmill 100 can be brought into a stopped state or a state close thereto. For example, in the example of FIG. 6, after the brake condition is satisfied at time t1, the first brake operation (electric brake) is started at time t2 immediately thereafter, and then the rotational speed of the windmill 100 decreases rapidly, and the lower limit is reached at time t3. The example which reached speed Vb is shown. In such a case, in this configuration, the second brake operation (mechanical brake) can be started from time t3, and the second brake operation is started in a state where the rotational speed is reduced. It can be effectively suppressed. In this case, as shown in FIG. 6, the first brake operation and the second brake operation may be used together, or the first brake operation may be stopped and the second brake operation may be performed. When the first brake operation and the second brake operation are used in combination, it is desirable to release the first brake operation when a predetermined time has elapsed from the start of the first brake operation.

また、制御部１０は、ブレーキ開始条件の成立に応じて第１電気ブレーキ部２１（第１ブレーキ部）に第１ブレーキ動作を行わせた後、少なくとも回転速度センサ７（検出部）が検出する回転速度が所定の上限速度Ｖａを超えた場合に機械ブレーキ部２２（第２ブレーキ部）に第２ブレーキ動作を行わせる。   In addition, the control unit 10 causes the first electric brake unit 21 (first brake unit) to perform the first brake operation according to the establishment of the brake start condition, and then detects at least the rotation speed sensor 7 (detection unit). When the rotational speed exceeds a predetermined upper limit speed Va, the mechanical brake unit 22 (second brake unit) is caused to perform the second brake operation.

このように構成された風車制御装置２は、ブレーキ開始条件の成立後の初期段階では、発電機３に対する電気的な制御によって第１ブレーキ動作を迅速かつ正確に行うとともに、この第１ブレーキ動作中に回転が加速して回転速度が上限速度Ｖａを超える事態が生じた場合には、機械ブレーキ部２２（第２ブレーキ部）による機械的な制動によって風車１００の回転速度を確実に低減することができる。例えば、図７の例では、時間ｔ１でブレーキ条件が成立し、その直後の時間ｔ２で第１ブレーキ動作（電気ブレーキ）を開始した後、風車１００の回転速度が低下せずに時間ｔ４で上限速度Ｖａに達した例を示している。このような場合、本構成では、時間ｔ４から第２ブレーキ動作（機械ブレーキ）を開始することができるため、より強力なブレーキによって回転速度を低下させることができる。なお、この場合、図７のように、第１ブレーキ動作と第２ブレーキ動作を併用してもよく、第１ブレーキ動作を停止させて第２ブレーキ動作を行ってもよい。第１ブレーキ動作と第２ブレーキ動作を併用する場合、第１ブレーキ動作の開始から所定時間経過した場合には第１ブレーキ動作を解除することが望ましい。   The wind turbine control device 2 configured as described above performs the first brake operation quickly and accurately by electrical control over the generator 3 in the initial stage after the brake start condition is satisfied, and during the first brake operation. When the rotation speed is accelerated and the rotation speed exceeds the upper limit speed Va, the rotation speed of the windmill 100 can be reliably reduced by mechanical braking by the mechanical brake unit 22 (second brake unit). it can. For example, in the example of FIG. 7, after the brake condition is satisfied at time t1, the first brake operation (electric brake) is started at time t2 immediately after that, and then the upper limit is reached at time t4 without the rotation speed of the windmill 100 being reduced. The example which reached speed Va is shown. In such a case, in this configuration, since the second brake operation (mechanical brake) can be started from time t4, the rotation speed can be reduced by a stronger brake. In this case, as shown in FIG. 7, the first brake operation and the second brake operation may be used together, or the first brake operation may be stopped and the second brake operation may be performed. When the first brake operation and the second brake operation are used in combination, it is desirable to release the first brake operation when a predetermined time has elapsed from the start of the first brake operation.

また、制御部１０は、ブレーキ開始条件の成立に応じて第１電気ブレーキ部２１（第１ブレーキ部）に第１ブレーキ動作を行わせた後、少なくとも一定時間Ｔａが経過した場合に第１ブレーキ動作を停止させて機械ブレーキ部２２（第２ブレーキ部）に第２ブレーキ動作を行わせる。   In addition, the control unit 10 causes the first brake when the first electric brake unit 21 (first brake unit) performs the first brake operation according to the establishment of the brake start condition and at least a predetermined time Ta has elapsed. The operation is stopped and the mechanical brake unit 22 (second brake unit) is caused to perform the second brake operation.

このように構成された風車制御装置２は、ブレーキ開始条件の成立後の初期段階では、発電機３に対する電気的な制御によって第１ブレーキ動作を迅速かつ正確に行い、一定時間Ｔａが経過した場合には第１ブレーキ動作を停止させて電気的な制御に起因する発熱を抑えつつ、機械ブレーキ部２２（第２ブレーキ部）に第２ブレーキ動作を行わせてブレーキを継続することができる。例えば、図８の例では、時間ｔ１でブレーキ条件が成立し、その直後の時間ｔ２で第１ブレーキ動作（電気ブレーキ）を開始した後、風車１００の回転速度が上限速度Ｖａや下限速度Ｖｂに達することなく一定時間Ｔａが経過した例を示している。このような場合、本構成では、時間ｔ５から第２ブレーキ動作（機械ブレーキ）に切り替えることができるため、電気ブレーキが継続しすぎることを回避することができ、電気ブレーキに起因する発熱の増大を抑えることができる。この場合、図８のように時間ｔ５の時点で第１ブレーキ動作を解除してもよく、時間ｔ５の少し後に第１ブレーキ動作を解除してもよい。   In the initial stage after the brake start condition is established, the windmill control device 2 configured in this way performs the first brake operation quickly and accurately by electrical control over the generator 3, and when a certain time Ta has elapsed. In this case, the mechanical brake unit 22 (second brake unit) can perform the second brake operation and the brake can be continued while stopping the first brake operation and suppressing the heat generation caused by the electrical control. For example, in the example of FIG. 8, after the brake condition is satisfied at time t1 and the first brake operation (electric brake) is started at time t2 immediately thereafter, the rotational speed of the windmill 100 is changed to the upper limit speed Va and the lower limit speed Vb. An example is shown in which a certain time Ta has elapsed without reaching. In such a case, in this configuration, it is possible to switch from the time t5 to the second brake operation (mechanical brake), so it is possible to avoid the electric brake from continuing excessively, and to increase the heat generation caused by the electric brake. Can be suppressed. In this case, as shown in FIG. 8, the first brake operation may be released at time t5, or the first brake operation may be released slightly after time t5.

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施例１は、風車１００として垂直軸型風車を例示したが、水平軸型風車であってもよい。発電機３の回転子に対して直接又は間接的に駆動力を与え得る風車であれば、公知のあらゆる種類の風車に適用することができる。
（２）実施例１では、図３において機械ブレーキ部２２（第２ブレーキ部）の一例を示したが、第２ブレーキ部は、風車１００に対して機械的な接触によってブレーキ力を与え得る構成であればよく、回転体に対してブレーキ力を与える機能を備えた公知の様々な機械ブレーキを用いることができる。例えば、特開２０１１−２５６７２３号公報で開示されるような機械式ブレーキを用いてもよい。また、風車１００及びこれに連動する部材に対する機械ブレーキ部２２の接触部位は、実施例１の被作用部１０６の位置に限定されない。例えば、機械ブレーキ部２２の接触部材（アクチュエータによって駆動される部材）は、風車１００と連動する連動部材（例えば、歯車伝動などによって風車１００と連動する部材）を被作用部とし、この連動部材（被作用部）に接触部材を接触させつつブレーキ力を生じさせるように第２ブレーキ動作を行う構成であってもよい。
（３）実施例１では、図４において第１電気ブレーキ部２１（第１ブレーキ部）の一例を示したが、第１ブレーキ部は、電気的な制御によって発電機の回転にブレーキ力を生じさせ得る構成であれば、公知の様々な電気ブレーキを用いることができる。また、図４の例では、抵抗部Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を用いたが、これらを省略して短絡させるようにしてもよい。
（４）実施例１では、回転抑制部２０による抑制動作の一例として、風車１００の回転を完全に停止させる停止動作を例示したが、完全に停止せずに非常に遅い速度で回転するような状態で回転を抑制してもよい。 <Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) Although the vertical axis type windmill was illustrated as the windmill 100 in Example 1, a horizontal axis type windmill may be used. Any wind turbine that can directly or indirectly give a driving force to the rotor of the generator 3 can be applied to any known wind turbine.
(2) In the first embodiment, an example of the mechanical brake unit 22 (second brake unit) is shown in FIG. 3, but the second brake unit can apply a braking force to the windmill 100 by mechanical contact. Any known mechanical brake having a function of applying a braking force to the rotating body may be used. For example, a mechanical brake as disclosed in JP 2011-256723 A may be used. Moreover, the contact site | part of the mechanical brake part 22 with respect to the windmill 100 and the member interlock | cooperating with this is not limited to the position of the to-be-acted part 106 of Example 1. FIG. For example, a contact member (a member driven by an actuator) of the mechanical brake unit 22 is an interlocking member that interlocks with the windmill 100 (for example, a member that interlocks with the windmill 100 by gear transmission or the like). The second brake operation may be performed so as to generate a braking force while bringing the contact member into contact with the (acting portion).
(3) In the first embodiment, an example of the first electric brake unit 21 (first brake unit) is shown in FIG. 4, but the first brake unit generates a braking force in the rotation of the generator by electrical control. Various known electric brakes can be used as long as they can be configured. Moreover, in the example of FIG. 4, although resistance part R1, R2, R3 was used, you may make it short-circuit by omitting these.
(4) In the first embodiment, as an example of the suppression operation by the rotation suppression unit 20, the stop operation for completely stopping the rotation of the windmill 100 is illustrated. However, the rotation operation does not stop completely but rotates at a very slow speed. The rotation may be suppressed in the state.

１…風力発電システム
２…風車制御装置
３…発電機
７…回転速度センサ（検出部）
１０…制御部
２１…第１電気ブレーキ部（第１ブレーキ部）
２２…機械ブレーキ部（第２ブレーキ部）
２４Ｂ…接触部材
１００…風車
１０６…被作用部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wind power generation system 2 ... Windmill control apparatus 3 ... Generator 7 ... Rotational speed sensor (detection part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Control part 21 ... 1st electric brake part (1st brake part)
22 ... Mechanical brake part (second brake part)
24B ... contact member 100 ... windmill 106 ... acted part

Claims (4)

風車の回転力を変換して電力を生じさせる発電機と、
前記発電機に対する電気的な制御により前記発電機において前記風車の回転力に逆らう力を生じさせる第１ブレーキ動作と前記第１ブレーキ動作の解除とを行う第１ブレーキ部と、
前記風車の一部又は前記風車と連動する連動部材の少なくともいずれかを被作用部として作用する接触部材を備え、前記接触部材を前記被作用部に接触させつつブレーキ力を生じさせる第２ブレーキ動作と前記第２ブレーキ動作の解除とを行う第２ブレーキ部と、
所定のブレーキ開始条件の成立に応じて前記第１ブレーキ部に前記第１ブレーキ動作を行わせ、前記第１ブレーキ部による前記第１ブレーキ動作の開始後に前記第２ブレーキ部に前記第２ブレーキ動作を行わせる制御部と、
を有する風力発電用の風車制御装置。 A generator that generates electric power by converting the rotational force of the windmill;
A first brake section that performs a first brake operation that causes a force against the rotational force of the windmill in the generator by electrical control over the generator and a release of the first brake operation;
A second brake operation that includes a contact member that acts as a part to be acted on at least one of the windmill or an interlocking member that interlocks with the windmill, and generates a braking force while bringing the contact member into contact with the part to be acted And a second brake part for releasing the second brake operation,
The first brake unit is caused to perform the first brake operation in response to establishment of a predetermined brake start condition, and the second brake unit is operated to the second brake unit after the first brake operation is started by the first brake unit. A control unit for performing
Wind turbine control device for wind power generation. 前記風車の回転速度を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記所定のブレーキ開始条件の成立に応じて前記第１ブレーキ部に前記第１ブレーキ動作を行わせた後、少なくとも前記検出部が検出する回転速度が所定の上限速度を超えた場合に前記第２ブレーキ部に前記第２ブレーキ動作を行わせる請求項１に記載の風力発電用の風車制御装置。 A detector for detecting the rotational speed of the windmill;
The control unit causes the first brake unit to perform the first brake operation in response to establishment of the predetermined brake start condition, and at least the rotation speed detected by the detection unit exceeds a predetermined upper limit speed. The wind turbine control device for wind power generation according to claim 1, wherein the second brake unit is caused to perform the second brake operation. 前記制御部は、前記所定のブレーキ開始条件の成立に応じて前記第１ブレーキ部に前記第１ブレーキ動作を行わせた後、少なくとも一定時間が経過した場合に前記第１ブレーキ動作を停止させて前記第２ブレーキ部に前記第２ブレーキ動作を行わせる請求項１に記載の風力発電用の風車制御装置。   The control unit stops the first brake operation when at least a predetermined time has elapsed after causing the first brake unit to perform the first brake operation in response to establishment of the predetermined brake start condition. The wind turbine control device for wind power generation according to claim 1, wherein the second brake unit performs the second brake operation. 前記風車の回転速度を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記所定のブレーキ開始条件の成立に応じて前記第１ブレーキ部に前記第１ブレーキ動作を行わせた後、少なくとも前記検出部が検出する回転速度が所定の下限速度以下となった場合に前記第２ブレーキ部に前記第２ブレーキ動作を行わせる請求項１に記載の風力発電用の風車制御装置。 A detector for detecting the rotational speed of the windmill;
The control unit causes the first brake unit to perform the first brake operation in response to the establishment of the predetermined brake start condition, and at least the rotation speed detected by the detection unit is equal to or lower than a predetermined lower limit speed. The wind turbine control device for wind power generation according to claim 1, wherein the second brake unit is caused to perform the second brake operation when the second brake unit performs.
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