JP4976151B2 - 風力設備 - Google Patents
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Description
並列に配置された複数の電力生成システムを有し、
各電力生成システムは、発電機の共通の回転子に隣接して配設された該発電機の固定子巻線と、該固定子巻線に対応し、少なくとも整流器、インバータ及びトランスをフィードライン構成要素として備えるフィードライン部を有し、
前記複数の電力生成システムの各々の固定子は、回転可能に搭載された共通の回転子を取り囲む円形リングの中の1つの部分として独立に構成され、
前記複数のフィードライン部の各々において、整流器は、対応する固定子から電力信号を受け取る入力端子と、整流された電力信号を供給する出力端子を備え、インバータは、該整流器から整流された電力信号を受け取る入力端子と、反転された電力信号を供給する出力端子を備え、及びトランスは、該インバータから反転された電力信号を受け取る入力端子と、変圧された電力信号を電力送電線に供給する出力端子を備え、
前記発電機によって電圧が誘導される固定子巻線から始まる整流器、インバータ及びトランスを有する互いに独立のシステムが存在することにより、可能な出力電力の供給が1つの構成要素の故障によって最大でも4分の1しか阻止されないよう、前記発電機の複数の部分即ち固定子、整流器、インバータ及びトランスのような前記複数の電力生成システムの構成要素は重複的に構成されること、
上記の複数の電力生成システムに含まれる上記フィードライン構成要素の入力端子側と出力端子側にそれぞれスイッチ装置が設けられ、さらに、上記スイッチ装置が設けられた複数の同種の上記フィードライン構成要素が互いに接続される接続部が設けられることにより、複数の同種の上記のフィードライン構成要素が互いに並列に接続され、
互いに並列に接続されている上記の複数の同種のフィードライン構成要素は、複数の同種のフィードライン構成要素の中の1つが故障したときに、故障したフィードライン構成要素の機能をその他の同種のフィードライン構成要素が過負荷なく引き継げるように、故障していないときの作動負荷に比べて容量過多に設計されていて、
1つの電力生成システムにおいて容量過多のフィードライン構成要素が故障したときに、故障したフィードライン構成要素の入力端子側と出力端子側で上記のスイッチ装置を開くことにより、その故障したフィードライン構成要素を、1以上の並列の容量過多のフィードライン構成要素によりバイパスして、他の電力生成システムにおける同種フィードライン構成要素が、故障したフィードライン構成要素の機能を少なくとも一時的に引き継ぐこと
を特徴とする(形態1・基本構成)。
・ 上記の風力設備において、前記複数の電力生成システムの各々において、固定子は、互いに対し30°ずらされている2つの固定子巻線を有し、
該2つの固定子巻線は夫々3相電流巻線として構成され、従って、各固定子巻線が夫々3つの相巻線を有することにより、対応する6相整流器に接続される総計6つの相巻線を備えることが好ましい(形態2)。
・ 上記の風力設備において、1つの巻線の各相間の位相角は120°であることが好ましい(形態3)。
・ 上記の風力設備において、各固定子に夫々2つの3相電流巻線が配されることにより内部重複が形成され、かくして、1つの巻線の故障時、他方の巻線は常に対応する整流器に供給される出力電力を生成することが好ましい(形態4)。
・ 上記の風力設備において、各インバータは、夫々3つのモジュールから構成される同じ構造を有し、各モジュールの構造は、互いに同一であること、
各モジュールは、印加されたdc電圧から3相ac電圧を生成し、夫々のスイッチによって夫々のインバータの対応する出力端子に結合可能であることが好ましい(形態5)。
・ 上記の風力設備において、1つのインバータ中のモジュール数は、必要な内部重複を具体化するためにより大きい数とすることができ、該モジュール数により、他のインバータが故障した場合、過負荷従って早期の故障を防止するための容量過多を実現することができることが好ましい(形態6)。
なお、以下の各形態も好ましい:
・ 並列に配置された複数の電力生成システムからなり、
各電力生成システムは、固定子と、上記の固定子に対応し、整流器、インバータ及びトランスを構成要素として備えるフィードライン部とからなり、
第1の電力生成システムは、第1の固定子と第1のフィードライン部とからなり、第1の固定子の出力は、第1のフィードライン部の入力に電気的に接続され、第1のフィードライン部は、第1の整流器、第1のインバータ及び第1のトランスを含み、
第2の電力生成システムは、第2の固定子と第2のフィードライン部とからなり、第2の固定子の出力は、第2のフィードライン部の入力に電気的に接続され、第2のフィードライン部は、第2の整流器、第2のインバータ及び第2のトランスを含み、
第1のトランスの出力と第2のトランスの出力は、ともに電力送電線に接続され、電力生成設備の出力電力の少なくとも一部を提供し、
少なくとも1組のスイッチが、複数のフィードライン部の中の少なくとも1つのフィードライン部の入力に設置され、
さらに、故障した構成要素がバイパスされるように、複数の並列のフィードライン部の中の1以上における構成要素の故障に対応して、上記の少なくとも1組のスイッチの中の1以上のスイッチを作動させるアクチュエータが設けられる風力設備(形態1’)。
・ 上記の風力設備において、上記の複数の電力生成システムにおける各固定子は、回転可能に搭載された回転子を取り囲む円形リングの中の1つの部分として独立に構成されていることが好ましい(形態2’)。
・ 少なくとも1つの上記の固定子が2つの巻線を備えることが好ましい(形態3’)。
・ 各々の上記の固定子が2つの巻線を備えることが好ましい(形態4’)。
・ 上記の2つの巻線が、電気的に互いと比して位相が30°だけずらされていることが好ましい(形態5’)。
・ 少なくとも1つの上記の固定子の巻線が三相電流巻線であることが好ましい(形態6’)。
・ 各々の上記の固定子の巻線が三相電流巻線であることが好ましい(形態7’)。
・ 少なくとも1つの上記の整流器が名目上の作動負荷に比べて容量過多であることが好ましい(形態8’)。
・ 少なくとも1つの上記のインバータが名目上の作動負荷に比べて容量過多であることが好ましい(形態9’)。
・ 少なくとも1つの上記のトランスが名目上の作動負荷に比べて容量過多であることが好ましい(形態10’)。
・ 上記の複数のフィードライン部の各々において、
上記の整流器が、上記の固定子から電力信号を受け取る入力端子と、整流された電力信号を供給する出力端子を備え、
上記のインバータは、上記の整流器から整流された電力信号を受け取る入力端子と、
反転された電力信号を供給する出力端子を備え、
かつ、上記のトランスは、上記のインバータから反転された電力信号を受け取る入力端子と、変圧された電力信号を供給する出力端子を備えることが好ましい(形態11’)。
・ さらに、第1の組の常開のスイッチ装置を備え、これらのスイッチ装置が、隣接する複数の上記のフィードライン部を上記の整流器の入力側で接続することが好ましい(形態12’)。
・ さらに、第2の組の常開のスイッチ装置を備え、これらのスイッチ装置が、隣接する複数の上記のフィードライン部を上記のインバータの入力側で接続することが好ましい(形態13’)。
・ さらに、第3の組の常開のスイッチ装置を備え、これらのスイッチ装置が、隣接する複数の上記のフィードライン部を上記のトランスの入口で接続することが好ましい(形態14’)。
・ さらに、アクチュエータを備え、このアクチュエータは、上記の第1、第2または第3の組の常開のスイッチ装置から選択される少なくとも1個のスイッチ装置を、上記の複数の電力生成システムにおける整流器、インバータまたはトランスの故障に対応して閉じることが好ましい(形態15’)。
・ さらに、複数対の常閉のバイパススイッチ装置を備え、これらのバイパススイッチ装置は、1つの上記のフィードライン部に、整流器、インバータ又はトランスの近傍で直列に接続され、
上記のアクチュエータは、さらに、故障した整流器、インバータまたはトランスに関連される1対の上記バイパススイッチ装置を開くことが好ましい(形態16’)。
本発明によると、風力設備の構成要素の故障に起因するダメージを制限し、さらに標準部品の使用を可能にするために、各々少なくとも1本の固定子巻線を備えた2つの固定子と、少なくとも2つのトランスを備えた、この明細書の最初の部分で提案される種類の、風力設備が提案されている。さらなる請求項において、有利な展開が記述されている。
Claims (6)
- 並列に配置された複数の電力生成システム(101、102、103、104)を有し、
各電力生成システムは、発電機の共通の回転子に隣接して配設された該発電機の固定子巻線(121:1211、1212)と、該固定子巻線に対応し、少なくとも整流器(141、142、143、144)、インバータ(161、162、163、164)及びトランス(181、182、183、184)をフィードライン構成要素として備えるフィードライン部を有し、
前記複数の電力生成システムの各々の固定子は、回転可能に搭載された共通の回転子を取り囲む円形リングの中の1つの部分として独立に構成され、
前記複数のフィードライン部の各々において、整流器は、対応する固定子から電力信号を受け取る入力端子と、整流された電力信号を供給する出力端子を備え、インバータは、該整流器から整流された電力信号を受け取る入力端子と、反転された電力信号を供給する出力端子を備え、及びトランスは、該インバータから反転された電力信号を受け取る入力端子と、変圧された電力信号を電力送電線に供給する出力端子を備え、
前記発電機によって電圧が誘導される固定子巻線から始まる整流器(141、142、143、144)、インバータ(161、162、163、164)及びトランス(181、182、183、184)を有する互いに独立のシステム(101、102、103、104)が存在することにより、可能な出力電力の供給が1つの構成要素の故障によって最大でも4分の1しか阻止されないよう、前記発電機の複数の部分即ち固定子(121、122、123、124)、整流器(141、142、143、144)、インバータ(161、162、163、164)及びトランス(181、182、183、184)のような前記複数の電力生成システムの構成要素は重複的に構成されること、
上記の複数の電力生成システムに含まれる上記フィードライン構成要素の入力端子側と出力端子側にそれぞれスイッチ装置が設けられ、さらに、上記スイッチ装置が設けられた複数の同種の上記フィードライン構成要素が互いに接続される接続部が設けられることにより、複数の同種の上記のフィードライン構成要素が互いに並列に接続され、
互いに並列に接続されている上記の複数の同種のフィードライン構成要素は、複数の同種のフィードライン構成要素の中の1つが故障したときに、故障したフィードライン構成要素の機能をその他の同種のフィードライン構成要素が過負荷なく引き継げるように、故障していないときの作動負荷に比べて容量過多に設計されていて、
1つの電力生成システムにおいて容量過多のフィードライン構成要素が故障したときに、故障したフィードライン構成要素の入力端子側と出力端子側で上記のスイッチ装置を開くことにより、その故障したフィードライン構成要素を、1以上の並列の容量過多のフィードライン構成要素によりバイパスして、他の電力生成システムにおける同種フィードライン構成要素が、故障したフィードライン構成要素の機能を少なくとも一時的に引き継ぐ
風力設備。 - 前記複数の電力生成システム(101、102、103、104)の各々において、固定子(121、122、123、124)は、互いに対し30°ずらされている2つの固定子巻線(121:1211、1212)を有し、
該2つの固定子巻線は夫々3相電流巻線として構成され、従って、各固定子巻線が夫々3つの相巻線(121:1213、1214、1215及び1216、1217、1218)を有することにより、対応する6相整流器に接続される総計6つの相巻線を備えること
を特徴とする請求項1に記載の風力設備。 - 1つの巻線の各相間の位相角は120°であること
を特徴とする請求項2に記載の風力設備。 - 各固定子(121、122、123、124)に夫々2つの3相電流巻線(121:1211、1212)が配されることにより内部重複が形成され、かくして、1つの巻線の故障時、他方の巻線は常に対応する整流器(141、142、143、144)に供給される出力電力を生成すること
を特徴とする請求項2に記載の風力設備。 - 各インバータ(161、162、163、164)は、夫々3つのモジュール(161:1611、1612、1613)から構成される同じ構造を有し、各モジュールの構造は、互いに同一であること、
各モジュール(161:1611、1612、1613)は、印加されたdc電圧から3相ac電圧を生成し、夫々のスイッチ(161:1614、1615、1616)によって夫々のインバータの対応する出力端子(L1、L2、L3)に結合可能であること
を特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の風力設備。 - 1つのインバータ(161、162、163、164)中のモジュール数は、必要な内部重複を具体化するためにより大きい数とすることができ、該モジュール数により、他のインバータ(161、162、163、164)が故障した場合、過負荷従って早期の故障を防止するための容量過多を実現することができること
を特徴とする請求項5に記載の風力設備。
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