JP5905444B2 - 油圧トランスミッション及びその運転方法並びに再生エネルギー型発電装置及びその運転方法 - Google Patents

油圧トランスミッション及びその運転方法並びに再生エネルギー型発電装置及びその運転方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5905444B2
JP5905444B2 JP2013272841A JP2013272841A JP5905444B2 JP 5905444 B2 JP5905444 B2 JP 5905444B2 JP 2013272841 A JP2013272841 A JP 2013272841A JP 2013272841 A JP2013272841 A JP 2013272841A JP 5905444 B2 JP5905444 B2 JP 5905444B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydraulic
displacement
displacement volume
hydraulic motors
total
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013272841A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015127559A (ja
JP2015127559A5 (ja
Inventor
拓也 小▲柳▼
拓也 小▲柳▼
岩崎 聡
聡 岩崎
和久 堤
和久 堤
カードウェル・ニアール
ドゥンモフ・ダニエル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2013272841A priority Critical patent/JP5905444B2/ja
Priority to EP14156405.4A priority patent/EP2889516B1/en
Publication of JP2015127559A publication Critical patent/JP2015127559A/ja
Publication of JP2015127559A5 publication Critical patent/JP2015127559A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5905444B2 publication Critical patent/JP5905444B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D15/00Transmission of mechanical power
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/28Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being a pump or a compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/4183Preventing or reducing vibrations or noise, e.g. avoiding cavitations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/44Control of exclusively fluid gearing hydrostatic with more than one pump or motor in operation
    • F16H61/456Control of the balance of torque or speed between pumps or motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/40Transmission of power
    • F05B2260/406Transmission of power through hydraulic systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)

Description

本開示は、油圧トランスミッション及びその運転方法並びに再生エネルギー型発電装置に関する。
従来、油圧ポンプ及び油圧モータを備えた油圧トランスミッションが用いられており、特許文献1には、油圧ポンプによって複数の油圧モータを駆動するよう構成された油圧トランスミッションを用いた再生エネルギー型発電装置が開示されている。
特許文献1に記載の再生エネルギー型発電装置は、複数の油圧モータにそれぞれ連結される複数の同期発電機とシンクロナイザーとを備えており、シンクロナイザーは、各同期発電機の電力系統への併入前に、各同期発電機の端子電圧の周波数及び位相が電力系統に同期するように、各油圧モータの押しのけ容積の指令値をモータ制御部に与えるよう構成されている。
国際公開第2012/164789号
ところで、上述のように複数の油圧モータを備えた油圧トランスミッションでは、複数の油圧モータの良好な運転状態を実現するために、複数の油圧モータの押しのけ容積の総量をどのようにして油圧モータの各々に分配するかが課題となる。特許文献1にはこの点に関し、油圧トランスミッションによって駆動される発電機の電力系統への併入前における、油圧モータの押しのけ容積の調節について記載されているものの、該併入後の複数の油圧のモータ運転時に、複数の油圧モータの押しのけ容積の総量をどのように分配するかについては具体的な開示が十分にされていない。
本発明の少なくとも一実施形態に係る目的は、複数の油圧モータの押しのけ容積の総量を各油圧モータに好適に分配することが可能な油圧トランスミッション及びその運転方法並びに再生エネルギー型発電装置を提供することである。
(1)本発明の幾つかの実施形態に係る油圧トランスミッションは、
回転シャフトに入力される機械的エネルギーによって駆動されるように構成された油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの圧油によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の可変容量型の油圧モータと、
前記油圧モータの各々の押しのけ容積を制御するためのコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記複数の油圧モータの押しのけ容積の総量Dtotalを決定するための総押しのけ容積決定部と、
前記複数の油圧モータの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、前記油圧モータの各々に前記総量Dtotalを分配し、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成された押しのけ容積分配部と、
前記押しのけ容積分配部によって決定された前記押しのけ容積が実現されるように、前記油圧モータの各々に対する指令を出力する指令出力部と、を含む
ことを特徴とする油圧トランスミッション。
(1)に記載の油圧トランスミッションによれば、複数の油圧モータの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、油圧モータの運転指針(例えば油圧モータの振動発生の抑制、負荷の均等化、一部機能不全発生時の対応等)に応じて、油圧モータの押しのけ容積の総量を各油圧モータに好適に分配することができる。
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)に記載の油圧トランスミッションにおいて、
前記コントローラは、前記油圧トランスミッションの運転中、前記油圧モータの各々の運転状態を示す運転状態情報を取得するように構成された運転状態情報取得部をさらに含み、
前記押しのけ容積分配部は、少なくとも前記運転状態情報に基づいて前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成される。
(2)に記載の油圧トランスミッションによれば、複数の油圧モータの各々について、運転状態情報取得部によって取得された油圧モータの各々の運転状態情報に基づいて油圧モータの各々の押しのけ容積を決定することにより、油圧トランスミッションの運転中に変わり得る油圧モータの運転状態を把握し、これを押しのけ容積の分配に反映させることができる。
(3)幾つかの実施形態では、上記(2)に記載の油圧トランスミッションにおいて、
前記運転状態情報は、前記油圧モータの各々の振動を示す振動情報を含み、
前記押しのけ容積分配部は、少なくとも前記振動情報に基づいて、前記油圧モータの各々の前記振動の振幅又は周波数が許容範囲に収まるように前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成される。
上記(3)に記載の油圧トランスミッションによれば、油圧モータの各々の振動を示す振動情報(例えば、油圧モータの軸振動やトルク変動についての情報)に基づいて油圧モータの各々の押しのけ容積を決定することで、油圧モータの各々の振動の振幅又は周波数が許容範囲に収まるように該押しのけ容積を決定することが可能となる。これにより、油圧モータの各々の振動を許容範囲に収めることができる。
(4)幾つかの実施形態では、上記(2)又は(3)に記載の油圧トランスミッションにおいて、
前記運転状態情報は、前記油圧モータの各々の押しのけ容積の可変範囲を示す可変容量情報を含み、
前記押しのけ容積分配部は、少なくとも前記可変容量情報に基づいて、前記可変範囲に収まるように前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成される。
上記(4)に記載の油圧トランスミッションによれば、何れかの油圧モータの押しのけ容積の可変範囲が制限される場合(例えば何れかの油圧モータのシリンダに故障が発生し、該油圧モータに分配可能な押しのけ容積が制限される場合)であっても、該可変範囲を考慮した最適な押しのけ容積を油圧モータの各々に分配することができる。
なお、ここでの「可変容量情報」は、オペレータが設定してもよいし、別途設ける故障検出用センサによる油圧モータの故障検出結果に応じて推定してもよい。
(5)幾つかの実施形態では、上記(2)乃至(4)の何れか一項に記載の油圧トランスミッションにおいて、
前記運転状態情報は、前記油圧モータの各々の出力の積算値を示す積算出力情報を含み、
前記押しのけ容積分配部は、少なくとも前記積算出力情報に基づいて、前記複数の油圧モータのうち第1油圧モータの押しのけ容積の分配比が、該第1油圧モータよりも前記出力エネルギーの積算値が多い第2油圧モータに比べて高くなるように、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成される。
上記(5)に記載の油圧トランスミッションによれば、第1油圧モータと第2油圧モータの出力エネルギーの積算値を均一化することができるため、第1油圧モータと第2油圧モータのメンテナンスタイミングを同時期にすることができる。
なお、ここでの「積算出力情報」は、油圧モータの各々の出力の積算値そのもののみならず、油圧モータの各々によってそれぞれ駆動される複数の発電機が設けられている場合には、発電機の各々の出力の積算値も含む。
(6)幾つかの実施形態では、上記(2)乃至(5)の何れか一項に記載の油圧トランスミッションにおいて、
前記運転状態情報は、前記油圧モータの各々によってそれぞれ駆動される発電機の発電出力を示す発電出力情報を含み、
前記押しのけ容積分配部は、少なくとも前記発電出力情報に基づいて、前記総量Dtotalに対して前記発電出力の総量が最大化されるように、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成される。
押しのけ容積の総量Dtotalをどのように油圧モータの各々に分配するかによって、同じ押しのけ容積の総量Dtotalであっても油圧モータの各々によってそれぞれ駆動される発電機の発電出力の総量は変化する。上記(6)に記載の油圧トランスミッションによれば、発電出力情報を考慮して油圧モータの各々の押しのけ容積を決定することで、押しのけ容積の総量Dtotalに対して発電出力の総量が最大化されるように、油圧モータの各々の押しのけ容積を決定することが可能となる。
(7)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(6)の何れか一項に記載の油圧トランスミッションにおいて、
前記モータ情報は、前記複数の油圧モータの前記固有の性質として、禁止された押しのけ容積を示す禁止容量情報を含み、
前記押しのけ容積分配部は、少なくとも前記禁止容量情報に基づいて、前記禁止された押しのけ容積を回避するように前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成される。
上記(7)に記載の油圧トランスミッションによれば、油圧モータを運転する上で好ましくない既知の押しのけ容積がある場合に、該禁止された押しのけ容積を回避して油圧モータを運転することができる。
(8)幾つかの実施形態では、上記(7)に記載の油圧トランスミッションにおいて、
前記禁止容量情報によって規定される前記禁止された押しのけ容積は、前記油圧モータの回転軸の固有振動数又は前記油圧トランスミッションの周囲の構造物の固有振動数を励起する押しのけ容積であることを特徴とする。
上記(8)に記載の油圧トランスミッションによれば、油圧モータの押しのけ容積に起因した、油圧モータの回転軸又は油圧トランスミッションの周囲の構造物の固有振動数の励起を回避することができるため、油圧モータの回転軸又は油圧トランスミッションの周囲の構造物の振動を抑制することができる。
なお、ここでの、「油圧トランスミッションの周囲の構造物の固有振動数」とは、例えば、油圧トランスミッションが風力発電装置のロータの回転エネルギーを発電機に伝達するための動力伝達部を構成する場合には、ロータのブレードの固有振動数やナセルを支持するタワーの固有振動数を含む。
(9)幾つかの実施形態では、上記(2)乃至(5),(7)及び(8)の何れか一項に記載の油圧トランスミッションにおいて、
前記モータ情報は、前記複数の油圧モータの前記固有の性質として、前記油圧モータの各々によってそれぞれ駆動される発電機の発電出力の総量を最大化可能な前記油圧モータの押しのけ容積の組合せを示す最適容量情報を含み、
前記コントローラは、少なくとも前記最適容量情報に基づいて、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成される。
押しのけ容積の総量Dtotalをどのように油圧モータの各々に分配するかによって、同じ押しのけ容積の総量Dtotalであっても油圧モータの各々によってそれぞれ駆動される発電機の発電出力の総量は変化する。上記(9)に記載の油圧トランスミッションによれば、発電機の発電出力の総量を最大化可能な油圧モータの押しのけ容積の組み合わせを示す最適容量情報が既知の場合に、該最適容量情報に基づいて油圧モータの各々の押しのけ容積をコントローラが決定することで、発電機の発電出力の総量を最大化することが可能となる。
(10)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(9)の何れか一項に記載の油圧トランスミッションにおいて、
前記油圧ポンプの吐出口と前記複数の油圧モータの吸入口との間に設けられる高圧ラインをさらに備え、
前記総押しのけ容積決定部は、前記油圧ポンプの押しのけ容積に応じて定まる第1の値と、前記高圧ラインの圧力計測値と前記高圧ラインの圧力目標値との偏差に応じて第2の値との和に基づいて、前記複数の油圧モータの押しのけ容積の総量Dtotalを決定するように構成される。
上記(10)に記載の油圧トランスミッションによれば、油圧ポンプの出力に対応する油圧モータの出力を実現しつつ、高圧ラインの圧力を目標値に近づけることが可能となる。
(11)幾つかの実施形態では、上記(10)に記載の油圧トランスミッションにおいて、
前記総押しのけ容積決定部が、前記油圧ポンプの回転シャフトの回転数と前記油圧ポンプのトルクとの規定の相関関係に従って前記油圧ポンプの押しのけ容積を決定し、該油圧ポンプの押しのけ容積に応じて前記第1の値を算出するように構成される。
油圧ポンプの回転シャフトの回転数と油圧ポンプのトルクとの関係は、油圧トランスミッションの用途によって最適な関係が既知の場合がある。例えば風力発電装置に用いられる油圧トランスミッションでは、発電効率を最大化するために、風速に応じた最適な回転数とトルクとの関係を既知の情報として使用し、該情報に基づいて油圧ポンプの押しのけ容積を決定し得る。
上記(11)に記載の油圧トランスミッションによれば、回転シャフトの回転数に応じた適切なトルクを実現する油圧ポンプの押しのけ容積に対応するように、油圧モータの押しのけ容積の総量を決定するための第1の値を算出することができる。
(12)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(11)の何れか一項に記載の油圧トランスミッションにおいて、
前記押しのけ容積分配部は、前記油圧モータの各々の稼働停止状態を示す稼働停止情報に基づいて、前記複数の油圧モータのうち稼働中の油圧モータにのみ前記総量Dtotalを分配するように構成される。
上記(12)に記載の油圧トランスミッションによれば、何れかの油圧モータが稼働停止状態にある場合に、稼働停止状態にある油圧モータを除いて総量Dtotalを分配することができる。
(13)本発明の幾つかの実施形態に係る再生エネルギー型発電装置は、
少なくとも一本のブレードと、
前記少なくとも一本のブレードで受けた再生可能エネルギーによって回転するように構成された回転シャフトと、
前記回転シャフトによって駆動されるように構成された油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの圧油によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の可変容量型の油圧モータと、
前記油圧モータの各々によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の発電機と、
前記油圧モータの各々の押しのけ容積を制御するためのコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記複数の油圧モータの押しのけ容積の総量Dtotalを決定するための総押しのけ容積決定部と、
前記複数の油圧モータの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、前記油圧モータの各々に前記総量Dtotalを分配し、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成された押しのけ容積分配部と、
前記押しのけ容積分配部によって決定された前記押しのけ容積が実現されるように、前記油圧モータの各々に対する指令を出力する指令出力部と、を含む
ことを特徴とする。
(13)に記載の再生エネルギー型発電装置によれば、複数の油圧モータの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、油圧モータの運転指針(例えば油圧モータの振動発生の抑制、負荷の均等化、一部機能不全発生時の対応等)に応じて、油圧モータの押しのけ容積の総量を各油圧モータに好適に分配することができる。また、押しのけ容積の総量を好適に分配された各油圧モータによって発電機を駆動することができる。
(14)本発明の幾つかの実施形態に係る油圧トランスミッションの運転方法は、
回転シャフトに入力される機械的エネルギーによって駆動されるように構成された油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の可変容量型の油圧モータと、を備えた油圧トランスミッションの運転方法であって、
前記複数の油圧モータの押しのけ容積の総量Dtotalを決定する総押しのけ容積決定ステップと、
前記複数の油圧モータの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、前記油圧モータの各々に前記総量Dtotalを分配し、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定する押しのけ容積分配ステップと、
前記押しのけ容積分配ステップにて決定された前記押しのけ容積が実現されるように、前記油圧モータの各々に対する指令を出力する指令出力ステップと、を備えることを特徴とする。
(14)に記載の油圧トランスミッションの運転方法によれば、複数の油圧モータの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、油圧モータの運転指針(例えば油圧モータの振動発生の抑制、負荷の均等化、一部機能不全発生時の対応等)に応じて、油圧モータの押しのけ容積の総量を各油圧モータに好適に分配することができる。
(15)本発明の幾つかの実施形態に係る再生エネルギー型発電装置の運転方法は、
少なくとも一本のブレードと、前記少なくとも一本のブレードで受けた再生可能エネルギーによって回転するように構成された回転シャフトと、前記回転シャフトによって駆動されるように構成された油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の可変容量型の油圧モータと、前記油圧モータの各々によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の発電機と、を備えた再生エネルギー型発電装置の運転方法であって、
前記複数の油圧モータの押しのけ容積の総量Dtotalを決定する総押しのけ容積決定ステップと、
前記複数の油圧モータの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、前記油圧モータの各々に前記総量Dtotalを分配し、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定する押しのけ容積分配ステップと、
前記押しのけ容積分配ステップにて決定された前記押しのけ容積が実現されるように、前記油圧モータの各々に対する指令を出力する指令出力ステップと、を備えることを特徴とする。
(15)に記載の油圧トランスミッションの運転方法によれば、複数の油圧モータの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、油圧モータの運転指針(例えば油圧モータの振動発生の抑制、負荷の均等化、一部機能不全発生時の対応等)に応じて、油圧モータの押しのけ容積の総量を各油圧モータに好適に分配することができる。また、押しのけ容積の総量を好適に分配された各油圧モータによって発電機を駆動することができる。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、複数の油圧モータの押しのけ容積の総量を各油圧モータに好適に分配することが可能な油圧トランスミッション及びその運転方法並びに再生エネルギー型発電装置を提供することができる。
幾つかの実施形態に係る風力発電装置の構成例を示す図である。 幾つかの実施形態に係るコントローラの詳細構成を示す図である。 幾つかの実施形態に係る運転状態情報取得部及び押しのけ容積分配部を示す模式図である。 幾つかの実施形態に係る運転状態情報取得部及び押しのけ容積分配部を示す模式図である。 幾つかの実施形態に係る運転状態情報取得部及び押しのけ容積分配部を示す模式図である。 幾つかの実施形態に係る運転状態情報取得部及び押しのけ容積分配部を示す模式図である。 幾つかの実施形態に係る記憶部及び押しのけ容積分配部を示す模式図である。 幾つかの実施形態に係る押しのけ容積の総量Dtotalと押しのけ容積D,Dとの関係を示す図である。 幾つかの実施形態に係る総押しのけ容積決定部での押しのけ容積の総量の演算フローを示す図である。
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
まず、本実施形態に係る再生エネルギー型発電装置としての風力発電装置の全体構成について説明する。ただし、本発明は潮流発電装置、海流発電装置、河流発電装置等、他の再生エネルギー型発電装置にも適用可能である。
図1は、幾つかの実施形態に係る風力発電装置1の構成例を示す図である。
図1に示すように、風力発電装置1は、主として、風を受けて回転するロータ2と、ロータ2の回転を増速する油圧トランスミッション10と、電力を発生させる複数の発電機20A,20Bと、ナセル22と、ナセル22を支持するタワー24とを備える。
ロータ2は、少なくとも一本のブレード4が取り付けられたハブ6に回転シャフト8が連結された構成を有する。図1に例示する実施形態では、三本のブレード4がハブ6を中心として放射状に延びており、それぞれのブレード4が、回転シャフト8と連結されたハブ6に取り付けられている。ブレード4で受けた風力エネルギー(再生可能エネルギー)によって回転シャフト8を含むロータ2全体が回転し、回転シャフト8を介して油圧トランスミッション10に回転エネルギーが入力される。
油圧トランスミッション10は、回転シャフト8に入力される機械的エネルギーによって駆動されるように構成された可変容量型の油圧ポンプ12と、油圧ポンプ12からの圧油によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の可変容量型の油圧モータ14A,14Bと、油圧ポンプ12と油圧モータ14との間に設けられた高圧ライン16(高圧油流路)及び低圧ライン18(低圧油流路)と、油圧モータの各々の押しのけ容積を制御するためのコントローラ30とを有する。
なお、上記油圧トランスミッション10における油圧モータ油圧モータ14A,14Bとしては、既知の可変容量型の油圧モータ一般に使用することができる。また、可変容量型の油圧モータ14A,14Bの押しのけ容積を変化させる制御の一例としては、複数組のピストン及びシリンダを用いてカムを回転させる構成の油圧モータにおいて、ピストン及びシリンダで囲まれる油圧室について作動状態(油圧モータの駆動に供する状態)の油圧室数と非作動状態(油圧モータの駆動に供しない状態)の油圧室数とを変化させる制御が挙げられる。
複数の油圧モータ14A,14Bは、互いに並列に高圧ライン16及び低圧ライン18に接続されている。すなわち、油圧ポンプ12の吐出口に一端が接続された高圧ライン16は、途中で分岐して油圧モータ14A,14Bの吸込口に接続されており、油圧モータ14A,14Bの吐出口に一端が接続された複数の低圧ライン18は、途中で一本にまとまって、油圧ポンプ12の吸込口に接続されている。油圧ポンプ12から吐出された作動油(高圧油)は、高圧ライン16を介して油圧モータ14A,14Bに流入し、油圧モータ14A,14Bを駆動する。油圧モータ14A,14Bで仕事を行った作動油(低圧油)は、低圧ライン18を介して油圧ポンプ12に流入して、油圧ポンプ12で昇圧された後、再び高圧ライン16を介して油圧モータ14A,14Bに流入する。
なお、図1には、油圧モータ14を2個含む油圧トランスミッション10を示したが、3個以上の油圧モータ14を設けて、それぞれの油圧モータ14を油圧ポンプ12に接続してもよい。
複数の発電機20A,20Bは、油圧モータ14A,14Bの各々によってそれぞれ駆動されるよう構成されており、不図示の電力系統に連系されて、発電した電力を電力系統に供給可能に構成されている。
図2は、コントローラ30の詳細構成を示す図である。図2に示すように、コントローラ30は、複数の油圧モータ14A,14Bの押しのけ容積の総量Dtotalを決定するための総押しのけ容積決定部32と、複数の油圧モータ14A,14Bの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、油圧モータ14A,14Bの各々に総量Dtotalを分配し、油圧モータ14A,14Bの各々の押しのけ容積D,Dを決定するように構成された押しのけ容積分配部34と、押しのけ容積分配部34によって決定された押しのけ容積D,Dが実現されるように、油圧モータ14A,14Bの各々に対する指令S,Sを出力する指令出力部36と、を含む。
これにより、複数の油圧モータ14A,14Bの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、油圧モータ14A,14Bの運転指針(例えば油圧モータ14A,14Bの振動発生の抑制、負荷の均等化、一部機能不全発生時の対応等)に応じて、油圧モータ14A,14Bの押しのけ容積の総量Dtotalを各油圧モータ14A,14Bに好適に分配することができる。
図2に示すコントローラ30は、油圧トランスミッション10の運転中、モータ情報の一つとして、油圧モータ14A,14Bの各々の運転状態を示す運転状態情報Vを取得するように構成された運転状態情報取得部38を有しており、押しのけ容積分配部34は、上記運転状態情報Vに基づいて油圧モータ14A,14Bの各々の押しのけ容積D,Dを決定するように構成されている。
この場合、運転状態情報取得部38によって取得された運転状態情報Vに基づいて油圧モータ14A,14Bの各々の押しのけ容積D,Dを決定することにより、油圧トランスミッション10の運転中に変わり得る油圧モータ14A,14Bの運転状態を把握し、総押しのけ容積Dtotalの分配に反映させることができる。
図3は、幾つかの実施形態に係る運転状態情報取得部38及び押しのけ容積分配部34を示す模式図である。図3に示す運転状態情報取得部38は、運転状態情報Vの一つとして、油圧モータ14A,14Bの各々の振動V1A,V1Bを示す振動情報V(例えば、油圧モータ14A,14Bの軸振動やトルク変動についての情報)を取得するよう構成されている。押しのけ容積分配部34は、押しのけ容積の総量Dtotalに分配係数Cを乗じて油圧モータ14Aの押しのけ容積Dを決定し、押しのけ容積の総量Dtotalに分配係数Cを乗じて油圧モータ14Aの押しのけ容積Dを決定する。また、押しのけ容積分配部34が備える振動低減ロジック部42は、分配係数C及びCを一定範囲内で変化させながら押しのけ容積DA,と運転状態情報取得部38によって取得された振動情報Vとをモニタリングし、振動情報Vが示す振動V1A,V1Bの何れかが許容レベルを超えた場合に、その時の押しのけ容積D,Dをそれ以降回避するように、分配係数C及びCを調節する。すなわち、押しのけ容積分配部34は、油圧モータ14A,14Bの各々の振動の振幅又は周波数が許容範囲に収まるように油圧モータ14A,14Bの各々の押しのけ容積D,Dを決定する。これにより、油圧モータ14A,14Bの各々の軸受等の破損や周囲の他の機械の破損を抑制することができる。
なお、振動情報Vとして油圧モータ14A,14Bの各々の軸振動等の振動情報を取得する場合には、静電容量式、渦電流方式、圧電素子方式等、既知の振動センサ一般を使用することができる。また、振動情報Vとして油圧モータ14A,14Bの各々のトルク変動情報を取得する場合には、磁歪効果を利用して非接触でトルクを検出する非接触式トルクセンサや、スリップリング方式を採用した接触式トルクセンサ等、既知のトルクセンサ一般を使用することができる。
図4は、幾つかの実施形態に係る運転状態情報取得部38及び押しのけ容積分配部34を示す模式図である。図4に示す運転状態情報取得部38は、運転状態情報Vの一つとして、油圧モータ14A,14Bの各々の押しのけ容積D,Dの可変範囲V2A,V2Bを示す可変容量情報Vを取得するよう構成されている。押しのけ容積分配部34は、運転状態情報取得部38によって取得された可変容量情報Vに基づいて、油圧モータ14A,14Bの各々の押しのけ容積D,Dを上記可変範囲に収まるように決定するように構成される。
これにより、油圧モータ14A,14Bの押しのけ容積D,Dのいずれかの可変範囲V2A,V2Bが制限される場合(例えば油圧モータ14Aの油圧室を形成するシリンダに故障が発生し、油圧モータ14Aに分配可能な押しのけ容積が制限される場合)であっても、該可変範囲を考慮した適切な押しのけ容積を油圧モータ14A,14Bの各々に分配することができる。
なお、ここでの「可変容量情報V」は、オペレータが設定してもよいし、別途設ける故障検出用センサによる油圧モータの故障検出結果に応じて推定してもよい。また、ここでの「可変容量情報V」は、油圧モータ14A,14Bの各々の稼働停止状態を示す稼働停止情報であってもよく、この場合、押しのけ容積分配部34は、油圧モータ14A,14Bのうち稼働中の油圧モータにのみ総量Dtotalを分配することで、押しのけ容積D,Dを上記可変範囲に収まるように決定することができる。
図5は、幾つかの実施形態に係る運転状態情報取得部38及び押しのけ容積分配部34を示す模式図である。図5に示す運転状態情報取得部38は、油圧モータ14A,14Bの各々の出力エネルギーP,Pを積算部44,46によってそれぞれ積算した積算値V3A,V3Bを示す積算出力情報Vを運転状態情報として取得する(積算値V3Aは出力Pの積算値であり、積算値V3Bは出力Pの積算値である)。押しのけ容積分配部34は、少なくとも積算出力情報Vに基づいて、複数の油圧モータ14A,14Bのうち第1油圧モータの押しのけ容積の分配比が、該第1油圧モータよりも出力エネルギーの積算値が多い第2油圧モータに比べて高くなるように、油圧モータ14A,14Bの各々の押しのけ容積を決定するように構成される。例えば、運転状態情報取得部38によって取得した積算出力情報Vにおいて、積算値V3Aよりも積算値V3Bの方が多い場合は、油圧モータ14Aの押しのけ容積の分配比D/DtotalがD/Dtotalよりも高くなるように、押しのけ容積分配部34が油圧モータ14A,14Bの各々の押しのけ容積D,Dを決定する。
図5に示した実施形態によれば、油圧モータ14Aの出力エネルギーPの積算値V3Aと油圧モータ14Bの出力エネルギーPの積算値V3Bとを均一化することができるため、油圧モータ14A及び油圧モータ14Bのメンテナンスタイミングを同時期にすることができる。
なお、積算出力情報Vが示す値は、油圧モータ14A,14Bの各々の出力の積算値そのもののみならず、発電機20A,20Bの各々の出力の積算値等、油圧モータ14A,14Bの各々の出力の積算値を間接的に示す値であってもよい。
図6は、幾つかの実施形態に係る運転状態情報取得部38及び押しのけ容積分配部34を示す模式図である。図6に示す運転状態情報取得部38は、発電機20A,20Bの各々の出力V4A,V4Bを示す発電出力情報Vを取得するよう構成されている。押しのけ容積分配部34は、押しのけ容積の総量Dtotalに分配係数Cを乗じて油圧モータ14Aの押しのけ容積Dを決定し、押しのけ容積の総量Dtotalに分配係数Cを乗じて油圧モータ14Aの押しのけ容積Dを決定する。
また、押しのけ容積分配部34が備える発電機出力最大化ロジック部52は、運転状態情報取得部38によって取得された上記発電出力情報Vと、実績値としての押しのけ容積D,Dとに基づいて、総量Dtotalに対して発電出力V4A,V4Bの総量(すなわちV4A+V4B)が最大化されるように、分配係数C及びCを調節する。例えば、発電機出力最大化ロジック部52は、分配係数C及びCを一定範囲内で変化させながら、実績値としての押しのけ容積D,Dと発電出力情報Vとをモニタリングし、発電出力V4A,V4Bの総量が最大化される分配係数C及びCを決定する。
押しのけ容積の総量Dtotalをどのように油圧モータ14A,14Bの各々に分配するかによって、同じ押しのけ容積の総量Dtotalであっても油圧モータ14A,14Bの各々によってそれぞれ駆動される発電機20A,20Bの発電出力V4A,V4Bの総量(すなわちV4A+V4B)は変化する。図6に示した実施形態によれば、少なくとも発電出力情報Vに基づいて、総量Dtotalに対して発電出力V4A,V4Bの総量が最大化されるように、押しのけ容積D,Dが決定されるため、発電機20A,20Bを含む風力発電装置1全体として効率的に発電を行うことができる。
なお、総量Dtotalに対して発電出力V4A,V4Bの総量が予め最大になるような分配係数C,Cが既知の場合は、予め備えられたテーブル又は関数(総量Dtotalと分配係数C,Cとの関係を定めたテーブル又は関数)に基づいて分配係数C,Cを設定してもよい。
幾つかの実施形態に係るコントローラ30は、図2に示すように、複数の油圧モータ14A,14Bの固有の性質を示す情報Fをモータ情報の一つとして記憶する記憶部60を備えている。
図7は、幾つかの実施形態に係る記憶部60及び押しのけ容積分配部34を示す模式図である。図7に示す記憶部60には、複数の油圧モータ14A,14Bの固有の性質を示す情報Fとして、禁止された押しのけ容積Dを示す禁止容量情報62が記憶されている。
押しのけ容積分配部34は、記憶部60に記憶された禁止容量情報62に基づいて、禁止された押しのけ容積Dを回避するように、油圧モータ14A,14Bの各々の押しのけ容積D,Dを決定するように構成される。
図7に示す実施形態によれば、油圧モータ14A,14Bを運転する上で好ましくない既知の押しのけ容積Dを回避して油圧モータ14A,14Bを運転することができる。なお、禁止された押しのけ容積は、油圧モータ毎に違う押しのけ容積であってもよい。
幾つかの実施形態では、図7における記憶部60に記憶される禁止容量情報62によって規定される禁止された押しのけ容積Dは、油圧モータ14A,14Bの回転軸の固有振動数又は油圧トランスミッション10の周囲の構造物の固有振動数を励起する押しのけ容積である。この場合、油圧モータ14A,14Bの押しのけ容積D,Dに起因した、油圧モータ14A,14Bの回転軸又は油圧トランスミッション10の周囲の構造物の固有振動数の励起を回避することができるため、油圧モータ14A,14Bの回転軸又は油圧トランスミッション10の周囲の構造物の振動を抑制することができる。
なお、風力発電装置1における上記「油圧トランスミッションの周囲の構造物の固有振動数」とは、例えば、上述のブレード4の固有振動数及びナセル22を支持するタワー24の固有振動数である。
図8は、図7に示した実施形態における、押しのけ容積の総量Dtotalと押しのけ容積D,Dとの関係を示す図である。
図8に示す押しのけ容積の総量Dtotalの分配方法においては、上述の禁止された押しのけ容積Dを回避するように、押しのけ容積D,Dが決定される。図8に示すように、総量Dtotalが範囲α内にあるときは総量Dtotalは直線400(すなわち、D=Dtotal×1/2,D=Dtotal×1/2の関係)によって定まるD,Dに均等に分配される。
総量Dtotalが範囲β内にあるときは、総量DtotalをD,Dに均等に分配すると、D,Dが禁止された押しのけ容積Dを含む禁止範囲Xに入ってしまうため、Dを禁止範囲Xよりも大きな値にするとともに、Dを禁止範囲Xよりも小さな値にする。例えば、Dを直線401(すなわち、D=Dtotal×1/2+C)によって定めるとともに、Dを直線402(すなわち、D=Dtotal×1/2−C)によって定める。なお、上記Cは禁止範囲Xの幅よりも大きな値である。
総量Dtotalが範囲γ内にあるときは、総量Dtotalは直線400(すなわち、D=Dtotal×1/2,D=Dtotal×1/2の関係)によって定まるD,Dに均等に分配される。
図8に示す押しのけ容積の総量Dtotalの分配方法によれば、禁止された押しのけ容積Dを回避するように押しのけ容積D,Dを決定するとともに、所望の押しのけ容積の総量Dtotalを実現することができる。なお、押しのけ容積の総量Dtotalが領域αと領域βの境界を跨いで変化するとき、又は領域βと領域γの境界を跨いで変化するときは、異なる直線間で押しのけ容積D,Dが変化することになるが、このとき、押しのけ容積D,Dの値はジャンプさせる必要はなく、異なる直線間で速やかに、且つ連続的に値を変化させればよい。
また、押しのけ容積の総量Dtotalが、領域αと領域βの境界、又は領域βと領域γの境界を跨いで変化した場合は、上記境界を頻繁に跨いで変化しないように、上記境界を跨いでから所定時間が経過するまでは、押しのけ容積の総量Dtotalを固定して高圧ラインの圧力を変化させることで油圧ポンプの押しのけ容積の変化に対応してもよい。あるいは、DとDの平均値が禁止範囲Xを外れて一定時間が経過するまで、D,Dの一方を固定して他方を変化させることでDとDの差を増減させ、油圧ポンプの押しのけ容積の変化に対応してもよい。
なお、この押しのけ容積D或いは禁止範囲Xは、図7の説明にある油圧モータの固有振動数に対応して禁止容量情報となる場合があり、その1例である。
また、図7に示す記憶部60には、発電機20A,20Bの発電出力V4A,V4Bの総量(すなわちV4A+V4B)を最大化可能な油圧モータ14A,14Bの押しのけ容積の組み合わせを示す最適容量情報64(押しのけ容積の総量Dtotalから、発電出力V4A,V4Bの総量を最大化する上で最適な油圧モータ14A,14Bの押しのけ容積の組み合わせを導くための関数又はテーブル)が記憶されている。押しのけ容積分配部34は、記憶部60に記憶された最適容量情報64に基づいて、油圧モータ14A,14Bの各々の押しのけ容積D,Dを決定するように構成されている。
押しのけ容積の総量Dtotalをどのように油圧モータ14A,14Bの各々に分配するかによって、同じ押しのけ容積の総量Dtotalであっても発電機20A,20Bの発電出力V4A,V4Bの総量は変化する。この点、図7に示す実施形態によれば、発電機20A,20Bの発電出力の総量を最大化可能な油圧モータ14A,14Bの押しのけ容積の組み合わせを示す既知の最適容量情報64に基づいて油圧モータ14A,14Bの各々の押しのけ容積を押しのけ容積分配部34が決定することで、発電機20A,20Bの発電出力V4A,V4Bの総量を容易に最大化することが可能となる。
図9は、幾つかの実施形態に係る総押しのけ容積決定部32での押しのけ容積の総量Dtotalの演算フローを示す図である。図9に示す総押しのけ容積決定部32は、油圧ポンプ12の押しのけ容積に応じて定まる第1の値Dと、高圧ライン16の圧力計測値と高圧ライン16の圧力目標値との偏差に応じて定まる第2の値Dとの和に基づいて、複数の油圧モータの押しのけ容積の総量Dtotalを決定するよう構成されている。なお、図9において、アジャスタ70は、油圧ポンプ12の押しのけ容積に対応した第1の値Dnを算出するよう構成され、制御器72は、高圧ライン16の圧力を圧力目標値に近づけるように第2の値Dbを算出するよう構成されている。例えば、高圧ライン16の圧力計測値が高圧ライン16の圧力目標値よりも小さい場合は、制御器72が第2の値Dbを負の値として出力し、高圧ライン16の圧力計測値が高圧ライン16の圧力目標値よりも大きい場合は、制御器72が第2の値Dbを正の値として出力する。
図9に示す総押しのけ容積決定部32を備えた油圧トランスミッション10によれば、油圧ポンプ12の出力に対応する油圧モータ14A,14Bの出力の総量を実現しつつ、高圧ライン16の圧力を目標値に近づけることが可能となる。
なお、図9における油圧ポンプ12の押しのけ容積は、油圧ポンプ12の回転シャフト8の回転数と油圧ポンプ12のトルクとの規定の相関関係(テーブル又は関数)に従って、総押しのけ容積決定部32によって決定されてもよい。
油圧ポンプ12の回転シャフト8の回転数と油圧ポンプ12のトルクとの関係は、油圧トランスミッション10の用途によって最適な関係が既知の場合がある。例えば風力発電装置1に用いられる油圧トランスミッション10では、発電効率を最大化するために、風速に応じた最適な回転数とトルクとの関係を既知の情報として使用し、該情報に基づいて油圧ポンプ12の押しのけ容積を決定し得る。
したがって、油圧ポンプ12の押しのけ容積を上述の相関関係にしたがって決定することにより、回転シャフト8の回転数に応じた適切なトルクを実現する油圧ポンプ12の押しのけ容積に対応するように、油圧モータ14A,14Bの押しのけ容積の総量Dtotalを決定するための第1の値Dを算出することができる。
以上に示したように、油圧トランスミッション10によれば、複数の油圧モータ14A,14Bの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、油圧モータ14A,14Bの運転指針(例えば油圧モータ14A,14Bの振動発生の抑制、負荷の均等化、一部機能不全発生時の対応等)に応じて、油圧モータ14A,14Bの押しのけ容積の総量を各油圧モータ14A,14Bに好適に分配することができる。
1 風力発電装置
2 ロータ
4 ブレード
6 ハブ
8 回転シャフト
10 油圧トランスミッション
12 油圧ポンプ
14A,14B 油圧モータ
16 高圧ライン
18 低圧ライン
20A,20B 発電機
22 ナセル
24 タワー
30 コントローラ
32 総押しのけ容積決定部
34 押しのけ容積分配部
36 指令出力部
38 運転状態情報取得部
42 振動低減ロジック部
44,46 積算部
48 積算出力情報
52 発電機出力最大化ロジック部
60 記憶部
62 禁止容量情報
64 最適容量情報
70 アジャスタ
72 制御器

Claims (15)

  1. 回転シャフトに入力される機械的エネルギーによって駆動されるように構成された油圧ポンプと、
    前記油圧ポンプからの圧油によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の可変容量型の油圧モータと、
    前記油圧モータの各々の押しのけ容積を制御するためのコントローラと、を備える油圧トランスミッションであって
    前記コントローラは、
    前記複数の油圧モータの押しのけ容積の総量Dtotalを決定するための総押しのけ容積決定部と、
    前記複数の油圧モータの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、前記油圧モータの各々に前記総量Dtotalを分配し、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成された押しのけ容積分配部と、
    前記押しのけ容積分配部によって決定された前記押しのけ容積が実現されるように、前記油圧モータの各々に対する指令を出力する指令出力部と、
    前記油圧トランスミッションの運転中、前記油圧モータの各々の運転状態を示す運転状態情報を取得するように構成された運転状態情報取得部と、
    を含み、
    前記運転状態情報は、前記油圧モータの各々の振動を示す振動情報を含み、
    前記押しのけ容積分配部は、少なくとも前記振動情報に基づいて、前記油圧モータの各々の前記振動の振幅又は周波数が許容範囲に収まるように前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成されたことを特徴とする油圧トランスミッション。
  2. 前記運転状態情報は、前記油圧モータの各々の押しのけ容積の可変範囲を示す可変容量情報を含み、
    前記押しのけ容積分配部は、少なくとも前記可変容量情報に基づいて、前記可変範囲に収まるように前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成された請求項1に記載の油圧トランスミッション。
  3. 回転シャフトに入力される機械的エネルギーによって駆動されるように構成された油圧ポンプと、
    前記油圧ポンプからの圧油によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の可変容量型の油圧モータと、
    前記油圧モータの各々の押しのけ容積を制御するためのコントローラと、を備える油圧トランスミッションであって
    前記コントローラは、
    前記複数の油圧モータの押しのけ容積の総量Dtotalを決定するための総押しのけ容積決定部と、
    前記複数の油圧モータの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、前記油圧モータの各々に前記総量Dtotalを分配し、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成された押しのけ容積分配部と、
    前記押しのけ容積分配部によって決定された前記押しのけ容積が実現されるように、前記油圧モータの各々に対する指令を出力する指令出力部と、
    前記油圧トランスミッションの運転中、前記油圧モータの各々の運転状態を示す運転状態情報を取得するように構成された運転状態情報取得部と、
    を含み、
    前記運転状態情報は、前記油圧モータの各々の出力の積算値を示す積算出力情報を含み、
    前記押しのけ容積分配部は、少なくとも前記積算出力情報に基づいて、前記複数の油圧モータのうち第1油圧モータの押しのけ容積の分配比が、該第1油圧モータよりも出力エネルギーの積算値が多い第2油圧モータに比べて高くなるように、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成された油圧トランスミッション。
  4. 前記運転状態情報は、前記油圧モータの各々によってそれぞれ駆動される発電機の発電出力を示す発電出力情報を含み、
    前記押しのけ容積分配部は、少なくとも前記発電出力情報に基づいて、前記総量Dtotalに対して前記発電出力の総量が最大化されるように、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成された請求項1乃至3の何れか一項に記載の油圧トランスミッション。
  5. 前記モータ情報は、前記複数の油圧モータの前記固有の性質として、禁止された押しのけ容積を示す禁止容量情報を含み、
    前記押しのけ容積分配部は、少なくとも前記禁止容量情報に基づいて、前記禁止された押しのけ容積を回避するように前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成された請求項1乃至4の何れか一項に記載の油圧トランスミッション。
  6. 回転シャフトに入力される機械的エネルギーによって駆動されるように構成された油圧ポンプと、
    前記油圧ポンプからの圧油によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の可変容量型の油圧モータと、
    前記油圧モータの各々の押しのけ容積を制御するためのコントローラと、を備える油圧トランスミッションであって
    前記コントローラは、
    前記複数の油圧モータの押しのけ容積の総量Dtotalを決定するための総押しのけ容積決定部と、
    前記複数の油圧モータの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、前記油圧モータの各々に前記総量Dtotalを分配し、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成された押しのけ容積分配部と、
    前記押しのけ容積分配部によって決定された前記押しのけ容積が実現されるように、前記油圧モータの各々に対する指令を出力する指令出力部と、
    前記油圧トランスミッションの運転中、前記油圧モータの各々の運転状態を示す運転状態情報を取得するように構成された運転状態情報取得部と、
    を含み、
    前記モータ情報は、前記複数の油圧モータの前記固有の性質として、禁止された押しのけ容積を示す禁止容量情報を含み、
    前記押しのけ容積分配部は、少なくとも前記禁止容量情報に基づいて、前記禁止された押しのけ容積を回避するように前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成され、
    前記禁止容量情報によって規定される前記禁止された押しのけ容積は、前記油圧モータの回転軸の固有振動数又は前記油圧トランスミッションの周囲の構造物の固有振動数を励起する押しのけ容積であることを特徴とする油圧トランスミッション。
  7. 前記モータ情報は、前記複数の油圧モータの前記固有の性質として、前記油圧モータの各々によってそれぞれ駆動される発電機の発電出力の総量を最大化可能な前記油圧モータの押しのけ容積の組合せを示す最適容量情報を含み、
    前記押しのけ容積分配部は、少なくとも前記最適容量情報に基づいて、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定するように構成された請求項1乃至3,5及び6の何れか一項に記載の油圧トランスミッション。
  8. 前記油圧ポンプの吐出口と前記複数の油圧モータの吸入口との間に設けられる高圧ラインをさらに備え、
    前記総押しのけ容積決定部は、前記油圧ポンプの押しのけ容積に応じて定まる第1の値と、前記高圧ラインの圧力計測値と前記高圧ラインの圧力目標値との偏差に応じて第2の値との和に基づいて、前記複数の油圧モータの押しのけ容積の総量Dtotalを決定するように構成された請求項1乃至7の何れか一項に記載の油圧トランスミッション。
  9. 前記総押しのけ容積決定部が、前記油圧ポンプの回転シャフトの回転数と前記油圧ポンプのトルクとの規定の相関関係に従って前記油圧ポンプの押しのけ容積を決定し、該油圧ポンプの押しのけ容積に応じて前記第1の値を算出するように構成された請求項8に記載の油圧トランスミッション。
  10. 前記押しのけ容積分配部は、前記油圧モータの各々の稼働停止状態を示す稼働停止情報に基づいて、前記複数の油圧モータのうち稼働中の油圧モータにのみ前記総量Dtotalを分配するように構成された請求項1乃至9の何れか一項に記載の油圧トランスミッション。
  11. 少なくとも一本のブレードと、
    前記少なくとも一本のブレードで受けた再生可能エネルギーによって回転するように構成された回転シャフトと、
    前記回転シャフトによって駆動されるように構成された油圧ポンプ、前記油圧ポンプからの圧油によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の可変容量型の油圧モータ、および、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を制御するためのコントローラを含む油圧トランスミッションと、
    前記油圧トランスミッションの前記油圧モータの各々によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の発電機と、を備え、
    前記油圧トランスミッションは、請求項1乃至10の何れか一項に記載の油圧トランスミッションであることを特徴とする再生エネルギー型発電装置。
  12. 回転シャフトに入力される機械的エネルギーによって駆動されるように構成された油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の可変容量型の油圧モータと、を備えた油圧トランスミッションの運転方法であって、
    前記複数の油圧モータの押しのけ容積の総量Dtotalを決定する総押しのけ容積決定ステップと、
    前記複数の油圧モータの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、前記油圧モータの各々に前記総量Dtotalを分配し、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定する押しのけ容積分配ステップと、
    前記押しのけ容積分配ステップにて決定された前記押しのけ容積が実現されるように、前記油圧モータの各々に対する指令を出力する指令出力ステップと、
    前記油圧トランスミッションの運転中、前記油圧モータの各々の運転状態を示す運転状態情報を取得する運転状態情報取得ステップと、を備え、
    前記運転状態情報は、前記油圧モータの各々の振動を示す振動情報を含み、
    前記押しのけ容積分配ステップでは、少なくとも前記振動情報に基づいて、前記油圧モータの各々の前記振動の振幅又は周波数が許容範囲に収まるように前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定することを特徴とする油圧トランスミッションの運転方法。
  13. 回転シャフトに入力される機械的エネルギーによって駆動されるように構成された油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の可変容量型の油圧モータと、を備えた油圧トランスミッションの運転方法であって、
    前記複数の油圧モータの押しのけ容積の総量Dtotalを決定する総押しのけ容積決定ステップと、
    前記複数の油圧モータの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、前記油圧モータの各々に前記総量Dtotalを分配し、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定する押しのけ容積分配ステップと、
    前記押しのけ容積分配ステップにて決定された前記押しのけ容積が実現されるように、前記油圧モータの各々に対する指令を出力する指令出力ステップと、
    前記油圧トランスミッションの運転中、前記油圧モータの各々の運転状態を示す運転状態情報を取得する運転状態情報取得ステップと、を備え、
    前記運転状態情報は、前記油圧モータの各々の出力の積算値を示す積算出力情報を含み、
    前記押しのけ容積分配ステップでは、少なくとも前記積算出力情報に基づいて、前記複数の油圧モータのうち第1油圧モータの押しのけ容積の分配比が、該第1油圧モータよりも出力エネルギーの積算値が多い第2油圧モータに比べて高くなるように、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定することを特徴とする油圧トランスミッションの運転方法。
  14. 回転シャフトに入力される機械的エネルギーによって駆動されるように構成された油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の可変容量型の油圧モータと、を備えた油圧トランスミッションの運転方法であって、
    前記複数の油圧モータの押しのけ容積の総量Dtotalを決定する総押しのけ容積決定ステップと、
    前記複数の油圧モータの固有の性質又は運転状態の少なくとも一方を示すモータ情報に基づいて、前記油圧モータの各々に前記総量Dtotalを分配し、前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定する押しのけ容積分配ステップと、
    前記押しのけ容積分配ステップにて決定された前記押しのけ容積が実現されるように、前記油圧モータの各々に対する指令を出力する指令出力ステップと、
    前記油圧トランスミッションの運転中、前記油圧モータの各々の運転状態を示す運転状態情報を取得する運転状態情報取得ステップと、を備え、
    前記モータ情報は、前記複数の油圧モータの前記固有の性質として、禁止された押しのけ容積を示す禁止容量情報を含み、
    前記押しのけ容積分配ステップでは、少なくとも前記禁止容量情報に基づいて、前記禁止された押しのけ容積を回避するように前記油圧モータの各々の押しのけ容積を決定し、
    前記禁止容量情報によって規定される前記禁止された押しのけ容積は、前記油圧モータの回転軸の固有振動数又は前記油圧トランスミッションの周囲の構造物の固有振動数を励起する押しのけ容積であることを特徴とする油圧トランスミッションの運転方法。
  15. 少なくとも一本のブレードと、
    前記少なくとも一本のブレードで受けた再生可能エネルギーによって回転するように構成された回転シャフトと、
    前記回転シャフトによって駆動されるように構成された油圧ポンプ、および前記油圧ポンプからの圧油によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の可変容量型の油圧モータを含む油圧トランスミッションと、
    前記油圧トランスミッションの前記油圧モータの各々によってそれぞれ駆動されるように構成された複数の発電機と、を備えた再生エネルギー型発電装置の運転方法であって、
    請求項12乃至14の何れか一項に記載の方法により油圧トランスミッションを稼働させるステップを備えることを特徴とする再生エネルギー型発電装置の運転方法。
JP2013272841A 2013-12-27 2013-12-27 油圧トランスミッション及びその運転方法並びに再生エネルギー型発電装置及びその運転方法 Active JP5905444B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013272841A JP5905444B2 (ja) 2013-12-27 2013-12-27 油圧トランスミッション及びその運転方法並びに再生エネルギー型発電装置及びその運転方法
EP14156405.4A EP2889516B1 (en) 2013-12-27 2014-02-24 A hydraulic transmission and a power generating apparatus of a renewable energy type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013272841A JP5905444B2 (ja) 2013-12-27 2013-12-27 油圧トランスミッション及びその運転方法並びに再生エネルギー型発電装置及びその運転方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015127559A JP2015127559A (ja) 2015-07-09
JP2015127559A5 JP2015127559A5 (ja) 2015-08-20
JP5905444B2 true JP5905444B2 (ja) 2016-04-20

Family

ID=50193227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013272841A Active JP5905444B2 (ja) 2013-12-27 2013-12-27 油圧トランスミッション及びその運転方法並びに再生エネルギー型発電装置及びその運転方法

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2889516B1 (ja)
JP (1) JP5905444B2 (ja)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8177009B2 (en) * 2000-01-10 2012-05-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Independent displacement opposing pump/motors and method of operation
JP2007085405A (ja) * 2005-09-20 2007-04-05 Kobelco Cranes Co Ltd 油圧駆動式作業車両の走行安定装置
US7958725B2 (en) * 2008-05-21 2011-06-14 Caterpillar Inc. Drivetrain system having simultaneous displacement control
EP2261503A1 (de) * 2009-06-12 2010-12-15 Aresco SA Windturbine
EP2452069B1 (de) * 2009-07-09 2016-09-21 INW Beteiligungs GmbH Hydrostatischer antrieb einer windenergieanlage
JP5075177B2 (ja) * 2009-10-13 2012-11-14 株式会社神戸製鋼所 油圧式走行車両
WO2012164789A1 (en) 2011-05-30 2012-12-06 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Power generating apparatus of renewable energy type and operation method thereof
JP5524409B2 (ja) * 2011-05-30 2014-06-18 三菱重工業株式会社 再生エネルギー型発電装置及びその運転方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2889516B1 (en) 2016-11-09
JP2015127559A (ja) 2015-07-09
EP2889516A1 (en) 2015-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5744315B2 (ja) 液圧エネルギを電気エネルギに変換するための変換器、変換器アッセンブリおよび変換器を制御する方法
US9835140B2 (en) Power generating system and hydraulic control system
JP5364842B1 (ja) 再生エネルギー型発電装置およびその制御方法
US20110142596A1 (en) Method for monitoring a component in a hydraulic circuit, monitoring device and fluid turbine
JP2005248738A (ja) 風力発電装置の運転制御方法
JP5657100B2 (ja) 不連続の押しのけ容積範囲で作動可能な可変容量ポンプ又はモータを備える油圧トランスミッション
CN1637279A (zh) 带有液压传动装置的风力发电装置的控制系统
KR20140111441A (ko) 가변 오일펌프를 구비한 차량
US8878384B2 (en) Central wind turbine power generation
JP2014526227A (ja) 発電機駆動装置を交流電力ネットワークと同期させる方法
Rajabhandharaks Control of hydrostatic transmission wind turbine
JP6259425B2 (ja) 油圧トランスミッション及び再生エネルギー型発電装置、並びにそれらの運転方法
JP6021121B2 (ja) 風力発電装置の制御装置、風力発電装置、ウインドファーム、及び風力発電装置の制御方法
JP5905444B2 (ja) 油圧トランスミッション及びその運転方法並びに再生エネルギー型発電装置及びその運転方法
KR101967148B1 (ko) 유압식 풍력 발전 장치 및 그 방법
JP6140071B2 (ja) 油圧トランスミッション及び再生エネルギー型発電装置、並びにそれらの運転方法
GB2476790A (en) Hydraulic transmission system for wind or water turbines
KR101633189B1 (ko) 회전형 고정자를 포함하는 이중여자 유도형 발전기
JP6165703B2 (ja) 油圧システム及び再生エネルギー型発電装置、並びにその運転方法
KR101913380B1 (ko) 터빈 블레이드 장치
JP6203649B2 (ja) 油圧トランスミッション及び再生エネルギー型発電装置、並びにそれらの運転方法
JP6272355B2 (ja) 回転電機システム
JP2015127559A5 (ja)
KR20190013242A (ko) 유압식 풍력 발전 장치 및 그 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150611

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150611

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151029

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151106

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160219

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160316

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5905444

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151