JP2617205B2 - 風力発電機のピッチ角制御装置 - Google Patents
風力発電機のピッチ角制御装置Info
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- JP2617205B2 JP2617205B2 JP63106769A JP10676988A JP2617205B2 JP 2617205 B2 JP2617205 B2 JP 2617205B2 JP 63106769 A JP63106769 A JP 63106769A JP 10676988 A JP10676988 A JP 10676988A JP 2617205 B2 JP2617205 B2 JP 2617205B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプロペラ状のブレードを備えた風力発電機に
おける、該ブレードのピッチ角を調節するピッチ角制御
装置に関し、特に制御用パワーを必要最小限に削減しな
がら強風時、異常時等にも直ちに対応できるようにした
制御方式の改善に関する。
おける、該ブレードのピッチ角を調節するピッチ角制御
装置に関し、特に制御用パワーを必要最小限に削減しな
がら強風時、異常時等にも直ちに対応できるようにした
制御方式の改善に関する。
風力発電機は、ハブに複数枚のブレードを取り付けて
なるロータをを水平方向の回転軸により回転自在に支持
してなり、ロータの回転を発電機本体に伝達することに
より、自然風の風力エネルギを電気エネルギに変換する
装置である。一般に上記風力エネルギは経時的に変化す
ることから、上記電気エネルギを安定的に出力するに
は、風力が変化してもロータの入力パワーを一定にする
必要があり、そのため従来から風力発電機には、ブレー
ドのピッチ角を風力に応じて変換制御するピッチ角制御
装置が設けられている。
なるロータをを水平方向の回転軸により回転自在に支持
してなり、ロータの回転を発電機本体に伝達することに
より、自然風の風力エネルギを電気エネルギに変換する
装置である。一般に上記風力エネルギは経時的に変化す
ることから、上記電気エネルギを安定的に出力するに
は、風力が変化してもロータの入力パワーを一定にする
必要があり、そのため従来から風力発電機には、ブレー
ドのピッチ角を風力に応じて変換制御するピッチ角制御
装置が設けられている。
このようなピッチ角制御方式として、従来、いわゆる
パッシブ制御及びアクティブ制御がある。パッシブ制御
は、ロータ自体の回転によって生じる遠心力を利用し
て、つまり風力によって受動的にブレードのピッチ角を
変化させる方式である。一方、アクティブ制御は、風速
あるいはロータの回転速度を検出し、該風速等に応じた
目標ピッチ角を求め、この値を目標値として駆動機構で
積極的にブレードのピッチ角を変化させる方式である。
パッシブ制御及びアクティブ制御がある。パッシブ制御
は、ロータ自体の回転によって生じる遠心力を利用し
て、つまり風力によって受動的にブレードのピッチ角を
変化させる方式である。一方、アクティブ制御は、風速
あるいはロータの回転速度を検出し、該風速等に応じた
目標ピッチ角を求め、この値を目標値として駆動機構で
積極的にブレードのピッチ角を変化させる方式である。
上記パッシブ制御方式の場合、ロータ自体の回転によ
る遠心力を利用する方式であるから、別個の制御用パワ
ーは不要であるものの、その構造上、風速の変化に対す
る応答性に若干の遅れが生じるのは避け難く、強風時，
異常時等に必ずしも充分に対応できない場合がある。一
方、上記アクティブ制御方式の場合、強風時等にも直ち
に対応できるものの、風力の変化を常時検出して細かく
制御する方式であることから、通常は必要以上の精度で
制御することとなり、かつ常時制御用パワーが別個に必
要となる問題がある。
る遠心力を利用する方式であるから、別個の制御用パワ
ーは不要であるものの、その構造上、風速の変化に対す
る応答性に若干の遅れが生じるのは避け難く、強風時，
異常時等に必ずしも充分に対応できない場合がある。一
方、上記アクティブ制御方式の場合、強風時等にも直ち
に対応できるものの、風力の変化を常時検出して細かく
制御する方式であることから、通常は必要以上の精度で
制御することとなり、かつ常時制御用パワーが別個に必
要となる問題がある。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、通常は必要以上の細かい制御をなくして制御用電力
を軽減でき、かつ強風時等にも充分対応できる風力発電
機のピッチ角制御装置を提供することを目的としてい
る。
で、通常は必要以上の細かい制御をなくして制御用電力
を軽減でき、かつ強風時等にも充分対応できる風力発電
機のピッチ角制御装置を提供することを目的としてい
る。
本発明者は、上記目的を達成するために、風力発電機
におけるピッチ角の制御状況を観察したところ、通常の
風速がそれほど速くない状態では、パッシブ制御方式で
充分対応でき、かつアクティブ制御方式は発生頻度の低
い強風時，異常時等のみに作動させれば充分である点に
着目して本発明を完成した。
におけるピッチ角の制御状況を観察したところ、通常の
風速がそれほど速くない状態では、パッシブ制御方式で
充分対応でき、かつアクティブ制御方式は発生頻度の低
い強風時，異常時等のみに作動させれば充分である点に
着目して本発明を完成した。
そこで本発明は、複数枚のブレードを備えたロータを
略水平の回転軸に取り付けるとともに、上記ブレードの
回転軸に対するピッチ角を可変に構成した風力発電機
の、上記ブレードのピッチ角をロータの回転速度が所定
値になるように増減制御するピッチ角制御装置におい
て、上記ロータを、上記回転軸に取り付けられたハブ
と、上記ブレードの軸回りに回動可能に設けられた第１
旋回部と、上記ブレードの軸回りに回動可能に設けられ
るとともに上記ブレードが固定された第２旋回部とで構
成し、上記ブレードのピッチ角をロータの回転により生
じる遠心力により受動的に変化させるパッシブ制御機構
を上記ハブに取り付けるとともに上記第１旋回部を回転
駆動するように構成し、上記ブレードのピッチ角を別個
に設けた駆動機構により積極的に変化させるアクティブ
制御機構で上記第２旋回部を回転駆動するように構成
し、通常はパッシブ制御を行うとともに、所定の条件下
ではアクティブ制御を行うようにしたことを特徴として
いる。
略水平の回転軸に取り付けるとともに、上記ブレードの
回転軸に対するピッチ角を可変に構成した風力発電機
の、上記ブレードのピッチ角をロータの回転速度が所定
値になるように増減制御するピッチ角制御装置におい
て、上記ロータを、上記回転軸に取り付けられたハブ
と、上記ブレードの軸回りに回動可能に設けられた第１
旋回部と、上記ブレードの軸回りに回動可能に設けられ
るとともに上記ブレードが固定された第２旋回部とで構
成し、上記ブレードのピッチ角をロータの回転により生
じる遠心力により受動的に変化させるパッシブ制御機構
を上記ハブに取り付けるとともに上記第１旋回部を回転
駆動するように構成し、上記ブレードのピッチ角を別個
に設けた駆動機構により積極的に変化させるアクティブ
制御機構で上記第２旋回部を回転駆動するように構成
し、通常はパッシブ制御を行うとともに、所定の条件下
ではアクティブ制御を行うようにしたことを特徴として
いる。
ここで本発明におけるパッシブ制御と、アクティブ制
御との組み合わせ条件には各種の場合があり、例えば、
ピッチ角が０〜25度の範囲（風速は25m/秒以下と考
えられる）では、パッシブ制御を行い、これを越えると
強風状態と判断して、アクティブ制御により、風力をほ
とんど逃がすピッチ角として予め設定された強風時トリ
ップ角、例えば60度に制御する。 通常はパッシブ制
御を行い、ブレードの破壊等が予想される装置の振動加
速度の異常時、及びパッシブ制御機構の故障等が予想さ
れる発電機本体の回転速度の異常時には、アクティブ制
御により、異常時用として予め設定されたトリップ角に
制御する、等が採用できる。
御との組み合わせ条件には各種の場合があり、例えば、
ピッチ角が０〜25度の範囲（風速は25m/秒以下と考
えられる）では、パッシブ制御を行い、これを越えると
強風状態と判断して、アクティブ制御により、風力をほ
とんど逃がすピッチ角として予め設定された強風時トリ
ップ角、例えば60度に制御する。 通常はパッシブ制
御を行い、ブレードの破壊等が予想される装置の振動加
速度の異常時、及びパッシブ制御機構の故障等が予想さ
れる発電機本体の回転速度の異常時には、アクティブ制
御により、異常時用として予め設定されたトリップ角に
制御する、等が採用できる。
本発明では、通常時はパッシブ制御を行うようにした
ので、必要以上に細かい制御を行うことはなく、また制
御用パワーは通常は不要であるから、従来のアクティブ
制御のみの場合に比較して大幅に削減でき、かつ強風時
等にはアクティブ制御を行うようにしたので、この強風
時，異常時にも充分に対応でき、装置破損等の問題を防
止できる。
ので、必要以上に細かい制御を行うことはなく、また制
御用パワーは通常は不要であるから、従来のアクティブ
制御のみの場合に比較して大幅に削減でき、かつ強風時
等にはアクティブ制御を行うようにしたので、この強風
時，異常時にも充分に対応でき、装置破損等の問題を防
止できる。
また、パッシブ制御機構を上記ハブに取り付けかつ上
記第１旋回部を駆動するように構成し、アクティブ制御
機構で上記第２旋回部を回転駆動するように構成したの
で、パッシブ制御機構、及びアクティブ制御機構からの
駆動力の伝達経路が直列となり、パッシブ制御機構の駆
動力とアクティブ制御機構の駆動力とが互いに干渉する
ことなく加算されてブレードに伝達され、駆動エネルギ
を無駄に消費することがない。
記第１旋回部を駆動するように構成し、アクティブ制御
機構で上記第２旋回部を回転駆動するように構成したの
で、パッシブ制御機構、及びアクティブ制御機構からの
駆動力の伝達経路が直列となり、パッシブ制御機構の駆
動力とアクティブ制御機構の駆動力とが互いに干渉する
ことなく加算されてブレードに伝達され、駆動エネルギ
を無駄に消費することがない。
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第１図ないし第５図は本発明の一実施例による風力発
電機のピッチ角制御装置を説明するための図である。
電機のピッチ角制御装置を説明するための図である。
風力発電機を示す第３図において、１は上下に延びる
支柱であり、該支柱１の上端にはナセル２が該支柱１の
略垂直に延びる軸心廻りに回動自在に取り付けられてい
る。このナセル２内には回転軸が回転自在に軸支されて
おり、該回転軸の先端にロータ３が取り付けられてい
る。このロータ３は箱状のハブ４に２枚のブレード５を
略一直線をなすように取り付けて構成されている。ま
た、上記ナセル２はカウリング７で囲まれている。上記
回転軸の回転は、傘歯車等を介して、ヨークケース６内
に設けられた発電機本体に伝達されるようになってい
る。なお、ロータ３は、矢印Ｗ方向の風に対して、ナセ
ル２を支柱１の軸廻りに回動させながら風下側に移動す
るようになっている。
支柱であり、該支柱１の上端にはナセル２が該支柱１の
略垂直に延びる軸心廻りに回動自在に取り付けられてい
る。このナセル２内には回転軸が回転自在に軸支されて
おり、該回転軸の先端にロータ３が取り付けられてい
る。このロータ３は箱状のハブ４に２枚のブレード５を
略一直線をなすように取り付けて構成されている。ま
た、上記ナセル２はカウリング７で囲まれている。上記
回転軸の回転は、傘歯車等を介して、ヨークケース６内
に設けられた発電機本体に伝達されるようになってい
る。なお、ロータ３は、矢印Ｗ方向の風に対して、ナセ
ル２を支柱１の軸廻りに回動させながら風下側に移動す
るようになっている。
そして第１図，第２図に示すように、上記各ブレード
５は、それぞれハブ４に対して本実施例の各ピッチ角制
御装置９によって該ブレード５の長手方向の軸廻りに回
動可能に装着されており、この各ピッチ角制御装置９は
それぞれパッシブ制御機構10と、アクティブ制御機構11
とから構成されている。
５は、それぞれハブ４に対して本実施例の各ピッチ角制
御装置９によって該ブレード５の長手方向の軸廻りに回
動可能に装着されており、この各ピッチ角制御装置９は
それぞれパッシブ制御機構10と、アクティブ制御機構11
とから構成されている。
上記パッシブ制御機構10は、ハブ４の正面から見て
（第１図参照）左，右方向に対向する側壁4a,4aにそれ
ぞれ遠心力検出部12を固定し、上下方向に対向する側壁
4b,4bに第１旋回部13を取り付け、該第１旋回部13と、
左，右の検出部12,12とを一対の連結ロッド14,14で接続
して構成されている。
（第１図参照）左，右方向に対向する側壁4a,4aにそれ
ぞれ遠心力検出部12を固定し、上下方向に対向する側壁
4b,4bに第１旋回部13を取り付け、該第１旋回部13と、
左，右の検出部12,12とを一対の連結ロッド14,14で接続
して構成されている。
上記各遠心力検出部12は、上記側壁4aにガイドロッド
12aの基部を固定し、先端同士を保持部材12bで接続し、
該ガイドロッド12aに重錘12c及びこれに固定された連結
部材12dを摺動可能に装着し、さらに該重錘12cと上記保
持部材12b間にガバナスプリング12eを介在させて構成さ
れており、これにより遠心力に応じて上記重錘12c及び
連結部材12dが外方に移動するようになっている。
12aの基部を固定し、先端同士を保持部材12bで接続し、
該ガイドロッド12aに重錘12c及びこれに固定された連結
部材12dを摺動可能に装着し、さらに該重錘12cと上記保
持部材12b間にガバナスプリング12eを介在させて構成さ
れており、これにより遠心力に応じて上記重錘12c及び
連結部材12dが外方に移動するようになっている。
また、上記第１旋回部13は、リング状のアウタ，イン
ナレース13a,13b間に多数の鋼球13cを介在させてなり、
該アウタレース13aは上記ハブ４の側面4bに固定されて
いる。そしてこのインナレース13bの下面の中心点を挟
んで対向する位置に、上記連結ロッド14の一端がロッド
エンド14a及びブラケット14bを介して接続されており、
該連結ロッド14aの他端は上記連結部材12dの端部に回動
自在に連結されている。
ナレース13a,13b間に多数の鋼球13cを介在させてなり、
該アウタレース13aは上記ハブ４の側面4bに固定されて
いる。そしてこのインナレース13bの下面の中心点を挟
んで対向する位置に、上記連結ロッド14の一端がロッド
エンド14a及びブラケット14bを介して接続されており、
該連結ロッド14aの他端は上記連結部材12dの端部に回動
自在に連結されている。
さらにまた、上記アクティブ制御機構11は、上記第１
旋回部13のインナレース13bの上面に筒状のブラケット1
6を介して第２旋回部15を取り付け、これに上記ブレー
ド５を固定するとともに、該第２旋回部15を駆動機構17
で駆動するように構成されている。上記第２旋回部15は
アウタ，インナレース15a,15b間に多数の鋼球15cを配設
して構成されており、また、該インナレース15bの内周
面にはインターナルギヤ15dが形成されている。上記駆
動機構17は、ブレーキ付きモータ17aの出力側に減速機1
7bを接続してなり、該減速機17bはブラケット17cによっ
て上記連結部材16に固定されている。また、この減速機
17bの出力軸に固定されたピニオンギヤ17dが上記インタ
ーナルギヤ15dに噛合している。
旋回部13のインナレース13bの上面に筒状のブラケット1
6を介して第２旋回部15を取り付け、これに上記ブレー
ド５を固定するとともに、該第２旋回部15を駆動機構17
で駆動するように構成されている。上記第２旋回部15は
アウタ，インナレース15a,15b間に多数の鋼球15cを配設
して構成されており、また、該インナレース15bの内周
面にはインターナルギヤ15dが形成されている。上記駆
動機構17は、ブレーキ付きモータ17aの出力側に減速機1
7bを接続してなり、該減速機17bはブラケット17cによっ
て上記連結部材16に固定されている。また、この減速機
17bの出力軸に固定されたピニオンギヤ17dが上記インタ
ーナルギヤ15dに噛合している。
また、上記インターナルギヤ15dにはピッチ角検出用
ピニオン18aが噛合しており、該ピニオン18aがその一端
に固定された回転軸18bは軸受及びブラケット18cを介し
て上記ハブ４の側面4bに支持されている。そしてこの回
転軸18bの他端は伝動ベルトでエンコーダ18dに連結され
ており、該エンコーダ18dは上記側面4b上に固定されて
いる。
ピニオン18aが噛合しており、該ピニオン18aがその一端
に固定された回転軸18bは軸受及びブラケット18cを介し
て上記ハブ４の側面4bに支持されている。そしてこの回
転軸18bの他端は伝動ベルトでエンコーダ18dに連結され
ており、該エンコーダ18dは上記側面4b上に固定されて
いる。
第４図は本実施例の駆動機構17の回転量を制御する制
御部を示す。この制御部20のCPU21は、上記エンコーダ1
8dによる検出ピッチ角BTが入力回路22を経て、図示しな
い発電機本体の回転速度を検出する回転速度センサ23か
らの検出回転速度Ωが入力回路24を経てそれぞれ入力さ
れると、後述の第５図に示すフローチャートに沿ってモ
ータ回転量を演算し、これを駆動回路25を経て駆動モー
タ17aに出力するようになっている。
御部を示す。この制御部20のCPU21は、上記エンコーダ1
8dによる検出ピッチ角BTが入力回路22を経て、図示しな
い発電機本体の回転速度を検出する回転速度センサ23か
らの検出回転速度Ωが入力回路24を経てそれぞれ入力さ
れると、後述の第５図に示すフローチャートに沿ってモ
ータ回転量を演算し、これを駆動回路25を経て駆動モー
タ17aに出力するようになっている。
次に本実施例装置の動作について第５図のフローチャ
ートに沿って説明する。
ートに沿って説明する。
まず、自動モードにおいて運転が開始すると、メイン
ルーチン（第５図（ａ））において、ブレード５のピッ
チ角βは基準線Ａに対して４度の基準ピッチ角にセット
アップされ（ステップS1）、この状態で駆動機構17の駆
動モータ17aのブレーキが作動する。ここで第２図に示
すブレード５の断面形状（二点鎖線で示す）は、ロータ
３の回転軸から長さ方向に15％の位置における形状を示
し、この断面におけるブレードの中心線Ｂは定格時にお
いて基準線Ａに対して19.6度となっている。この場合、
ロータ３は風力に応じて矢印Ｆ方向に回転し、かつ該回
転速度に応じた遠心力によって重錘12cが連結部材12dと
ともに外方に移動し、これにより連結ロッド14,14が連
結ブラケット16を第２図反時計廻りに回動させ、その結
果ブレード５はそのピッチ角βがＲの範囲で変化する。
ルーチン（第５図（ａ））において、ブレード５のピッ
チ角βは基準線Ａに対して４度の基準ピッチ角にセット
アップされ（ステップS1）、この状態で駆動機構17の駆
動モータ17aのブレーキが作動する。ここで第２図に示
すブレード５の断面形状（二点鎖線で示す）は、ロータ
３の回転軸から長さ方向に15％の位置における形状を示
し、この断面におけるブレードの中心線Ｂは定格時にお
いて基準線Ａに対して19.6度となっている。この場合、
ロータ３は風力に応じて矢印Ｆ方向に回転し、かつ該回
転速度に応じた遠心力によって重錘12cが連結部材12dと
ともに外方に移動し、これにより連結ロッド14,14が連
結ブラケット16を第２図反時計廻りに回動させ、その結
果ブレード５はそのピッチ角βがＲの範囲で変化する。
上記ピッチ角βは検出用ピニオン18aを介してエンコ
ーダ18dで検出され、該検出ピッチ角βMは制御部20に入
力され、CPU21において、予め設定された基準ピッチ角
βO（＝25度）と比較され、25度より大きくない場合
は、パッシブ制御機構10によって風力に応じたピッチ角
に制御される（ステップS2）。
ーダ18dで検出され、該検出ピッチ角βMは制御部20に入
力され、CPU21において、予め設定された基準ピッチ角
βO（＝25度）と比較され、25度より大きくない場合
は、パッシブ制御機構10によって風力に応じたピッチ角
に制御される（ステップS2）。
風速が速くなるほどブレード５のピッチ角βが大きく
なり、ロータ３の回転速度は一定に保持される。そして
検出ピッチ角βMが上記基準ピッチ角25度を越えると、
上記CPU21により強風状態と判断され、強風時トリップ
角として予め設定されているトリップピッチ角βT（＝6
0度）とするためのモータ回転量が演算され、これが駆
動回路25を介して駆動モータ17aに出力される。すると
駆動機構17によって第２旋回部15が回転駆動され、ブレ
ード５はセットアップ時のピッチ角から60度の強風退避
時のピッチ角（第２図符号Ｄ）になり（ステップS3）、
この状態で駆動機構17のブレーキが作動し、この状態に
保持される。このときブレード５はほとんど回転を停止
しているから重錘12cには遠心力が作用せず、第１旋回
部13は原位置に復帰している。
なり、ロータ３の回転速度は一定に保持される。そして
検出ピッチ角βMが上記基準ピッチ角25度を越えると、
上記CPU21により強風状態と判断され、強風時トリップ
角として予め設定されているトリップピッチ角βT（＝6
0度）とするためのモータ回転量が演算され、これが駆
動回路25を介して駆動モータ17aに出力される。すると
駆動機構17によって第２旋回部15が回転駆動され、ブレ
ード５はセットアップ時のピッチ角から60度の強風退避
時のピッチ角（第２図符号Ｄ）になり（ステップS3）、
この状態で駆動機構17のブレーキが作動し、この状態に
保持される。このときブレード５はほとんど回転を停止
しているから重錘12cには遠心力が作用せず、第１旋回
部13は原位置に復帰している。
そして回転速度センサ23からの発電機の検出回転速度
Ωが、風速で約10m/秒を想定した基準回転速度ΩRの0.2
5倍より遅くなるまでこの状態を保持し、遅くなった時
点で上記初期状態にもどる（ステップS4）。
Ωが、風速で約10m/秒を想定した基準回転速度ΩRの0.2
5倍より遅くなるまでこの状態を保持し、遅くなった時
点で上記初期状態にもどる（ステップS4）。
また、サブルーチン（第５図（ｂ））においては、装
置の検出振動加速度gTが、ブレードの破損，締付け部の
緩み，両ブレード間のピッチ角差等が発生した場合を想
定して設定された基準振動加速度0.5×ｇと比較され
（ステップS5）、又は検出回転速度Ωが、上記パッシブ
制御機構12の異常（ロック等），予想以上の突風を想定
して設定された基準回転速度ΩR×1.30と比較され（ス
テップS6）、これらの振動加速度，回転速度が基準より
大きくなると、異常状態と判断して、異常時トリップピ
ッチ角90度に制御される（ステップS7）。そして振動等
の原因が取り除かれ、操作員が初期状態に戻してよいと
判断したときリセットする（ステップS8）。
置の検出振動加速度gTが、ブレードの破損，締付け部の
緩み，両ブレード間のピッチ角差等が発生した場合を想
定して設定された基準振動加速度0.5×ｇと比較され
（ステップS5）、又は検出回転速度Ωが、上記パッシブ
制御機構12の異常（ロック等），予想以上の突風を想定
して設定された基準回転速度ΩR×1.30と比較され（ス
テップS6）、これらの振動加速度，回転速度が基準より
大きくなると、異常状態と判断して、異常時トリップピ
ッチ角90度に制御される（ステップS7）。そして振動等
の原因が取り除かれ、操作員が初期状態に戻してよいと
判断したときリセットする（ステップS8）。
また、本実施例装置の手動モードにおいては、手動に
よりトリップ動作を行わせることができ、保守点検時等
には、上記異常時トリップピッチ角に設定することがで
き、また勿論、該手動動作をオフすることにより初期状
態にセットアップすることができる。
よりトリップ動作を行わせることができ、保守点検時等
には、上記異常時トリップピッチ角に設定することがで
き、また勿論、該手動動作をオフすることにより初期状
態にセットアップすることができる。
このように本実施例に係るピッチ角制御装置では、通
常状態、つまり風速が25m/秒以下と考えられるピッチ角
25度以下の範囲で、かつブレードの破損，緩み等が生じ
ない場合においては、パッシブ制御機構10によるパッシ
ブ制御を行うようにしているので、この通常時には制御
用パワーを要することはなく、また必要以上に精密な制
御を行うこともない。
常状態、つまり風速が25m/秒以下と考えられるピッチ角
25度以下の範囲で、かつブレードの破損，緩み等が生じ
ない場合においては、パッシブ制御機構10によるパッシ
ブ制御を行うようにしているので、この通常時には制御
用パワーを要することはなく、また必要以上に精密な制
御を行うこともない。
また、上記ピッチ角度が25度を越えた強風時及び振動
加速度等が基準値を越えた異常時においては、アクティ
ブ制御機構11によるアクティブ制御を開始するようにし
たので、強風時，異常時においては、ブレード５を風力
を逃がすように設定されたトリップピッチ角に直ちに制
御でき、この強風等に充分に対応できる。
加速度等が基準値を越えた異常時においては、アクティ
ブ制御機構11によるアクティブ制御を開始するようにし
たので、強風時，異常時においては、ブレード５を風力
を逃がすように設定されたトリップピッチ角に直ちに制
御でき、この強風等に充分に対応できる。
なお、上記実施例では、アクティブ制御としてトリッ
プ動作のみを行う場合を説明したが、本発明のアクティ
ブ制御はトリップ動作のみでなく、所定の範囲ではピッ
チ角を風速等に応じて制御するように構成しても勿論よ
い。また本実施例では、アクティブ制御機構11が駆動モ
ータとインターナルギヤとの組み合わせによるものであ
る場合を説明したが、本発明におけるアクティブ制御機
構は、必ずしもこのようなタイプにする必要はなく、例
えば油圧シリンダを用いて構成してもよい。
プ動作のみを行う場合を説明したが、本発明のアクティ
ブ制御はトリップ動作のみでなく、所定の範囲ではピッ
チ角を風速等に応じて制御するように構成しても勿論よ
い。また本実施例では、アクティブ制御機構11が駆動モ
ータとインターナルギヤとの組み合わせによるものであ
る場合を説明したが、本発明におけるアクティブ制御機
構は、必ずしもこのようなタイプにする必要はなく、例
えば油圧シリンダを用いて構成してもよい。
以上のように本発明に係る風力発電機のピッチ角制御
装置によれば、通常時にはロータの回転による遠心力を
利用したパッシブ制御を行い、強風時等の所定条件下で
はアクティブ制御を行うようにしたので、通常は制御用
パワーを不要にしながら必要充分な精度でピッチ角制御
を行うことができ、かつ強風時，異常時等にも直ちに対
応できる効果がある。
装置によれば、通常時にはロータの回転による遠心力を
利用したパッシブ制御を行い、強風時等の所定条件下で
はアクティブ制御を行うようにしたので、通常は制御用
パワーを不要にしながら必要充分な精度でピッチ角制御
を行うことができ、かつ強風時，異常時等にも直ちに対
応できる効果がある。
パッシブ制御機構をハブに取り付けて第１旋回部を回
転駆動し、アクティブ制御機構で上記第２旋回部を回転
駆動したので、パッシブ制御機構，及びアクティブ制御
機構からの駆動力の伝達経路が直列となり、アクティブ
制御機構の駆動力がパッシブ制御機構側に伝達されるこ
とがなく、従って駆動エネルギを無駄に消費することが
ない。
転駆動し、アクティブ制御機構で上記第２旋回部を回転
駆動したので、パッシブ制御機構，及びアクティブ制御
機構からの駆動力の伝達経路が直列となり、アクティブ
制御機構の駆動力がパッシブ制御機構側に伝達されるこ
とがなく、従って駆動エネルギを無駄に消費することが
ない。
第１図ないし第５図は本発明の一実施例によるピッチ角
制御装置を説明するための図であり、第１図はその制御
機構の一部断面正面図、第２図はその一部断面平面図、
第３図は該実施例装置が適用された発電機の斜視図、第
４図はその制御部のブロック図、第５図（ａ），（ｂ）
はフローチャート図である。 図において、３はロータ、４はハブ、５はブレード、９
はピッチ角制御装置、10はパッシブ制御機構、11はアク
ティブ制御機構、17は駆動機構である。
制御装置を説明するための図であり、第１図はその制御
機構の一部断面正面図、第２図はその一部断面平面図、
第３図は該実施例装置が適用された発電機の斜視図、第
４図はその制御部のブロック図、第５図（ａ），（ｂ）
はフローチャート図である。 図において、３はロータ、４はハブ、５はブレード、９
はピッチ角制御装置、10はパッシブ制御機構、11はアク
ティブ制御機構、17は駆動機構である。
Claims (1)
- 【請求項１】複数枚のブレードを備えたロータを略水平
の回転軸に取り付けるともに、上記ブレードの回転軸に
対するピッチ角を可変に構成した風力発電機の、上記ブ
レードのピッチ角をロータの回転速度が所定値になるよ
うに増減制御するピッチ角制御装置において、上記ロー
タを、上記回転軸に取り付けられたハブと、上記ブレー
ドの軸回りに回動可能に設けられた第１旋回部と、上記
ブレードの軸回りに回動可能に設けられるとともに上記
ブレードが固定された第２旋回部とを備えたものとし、
上記ブレードのピッチ角をロータの回転により生じる遠
心力により受動的に変化させるパッシブ制御機構を上記
ハブに取り付けるとともに上記第１旋回部を回転駆動す
るように構成し、上記ブレードのピッチ角を別個に設け
た駆動機構により積極的に変化させるアクティブ制御機
構で上記第２旋回部を回転駆動するように構成し、通常
はパッシブ制御を行うとともに、所定の条件下ではアク
ティブ制御を行うようにしたことを特徴とする風力発電
機のピッチ角制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63106769A JP2617205B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 風力発電機のピッチ角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63106769A JP2617205B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 風力発電機のピッチ角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01277683A JPH01277683A (ja) | 1989-11-08 |
| JP2617205B2 true JP2617205B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=14442114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63106769A Expired - Fee Related JP2617205B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 風力発電機のピッチ角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2617205B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006125961A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 流体流動計測システムおよび風力発電装置 |
| JP2009008095A (ja) * | 2008-09-09 | 2009-01-15 | Nabtesco Corp | 風車ブレードのピッチ角制御装置 |
| JP2011256881A (ja) * | 2011-09-26 | 2011-12-22 | Nabtesco Corp | 風車用センサ機構及び風車の減振方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60240882A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-11-29 | Yamaha Motor Co Ltd | 風力発電装置 |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP63106769A patent/JP2617205B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01277683A (ja) | 1989-11-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |