JP6489599B2 - Wind power generation equipment - Google Patents
Wind power generation equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP6489599B2 JP6489599B2 JP2014037389A JP2014037389A JP6489599B2 JP 6489599 B2 JP6489599 B2 JP 6489599B2 JP 2014037389 A JP2014037389 A JP 2014037389A JP 2014037389 A JP2014037389 A JP 2014037389A JP 6489599 B2 JP6489599 B2 JP 6489599B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- braking
- turning
- nacelle
- braking device
- yaw
- 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
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Description
本発明は、風力発電設備に関する。 The present invention relates to a wind power generation facility.
特許文献1に、図6および図7に示されるような風力発電設備が開示されている。 Patent Document 1 discloses a wind power generation facility as shown in FIGS. 6 and 7.
この風力発電設備912は、支柱914と、該支柱914に対して旋回自在に組み付けられたナセル916と、ブレード917と、を備えている。ナセル916は支柱914に滑り軸受918を介して旋回可能に組み付けられている。支柱914には、旋回歯車920が設けられ、ナセル916には、旋回歯車920と噛合する旋回ピニオン922を有するヨーユニット924が組み込まれている。ヨーユニット924は、この特許文献1に係る風力発電設備912では、4台設けられている。
The wind
各ヨーユニット924はモータ930、減速機932および制動機構934を有し、減速機932の出力軸933に前記旋回ピニオン922が設けられている。旋回ピニオン922を駆動すると、該旋回ピニオン922は、旋回歯車920から噛合反力を受けて旋回歯車920の軸心C920(=支柱914の軸心C914)の周りを公転する。これにより、ヨーユニット924全体が旋回歯車920の軸心C920の周りを公転するため、ナセル916は、支柱914に対して旋回することができる。
Each
また、各ヨーユニット924の制動機構934を作動させて旋回ピニオン922の回転を制動することにより、旋回歯車920を介して支柱914に対するナセル916の旋回を制動できる。
Further, by turning the rotation of the turning
一方、支柱914に対してナセル916を旋回可能に支持する構成として、特許文献1では、転がり軸受(図示略)を用いた構成と、滑り軸受918を用いた構成を開示している。このうち、滑り軸受918を用いた構成(図7参照)では、該滑り軸受918に、ナセル916の支持と同時に、ナセル916の旋回に対して制動を与える制動機能を合わせて持たせるようにしている。具体的には、この制動機能付きの滑り軸受918は、支柱914側に固定された軸受板919を取り囲むように第1〜第3滑り軸受材921A〜921Cが設けられており、(該滑り軸受918の滑り抵抗の設定により)所定の制動力が得られるように構成されている。
On the other hand, Patent Document 1 discloses a configuration using a rolling bearing (not shown) and a configuration using a sliding
特許文献1では、強風下の停電時には、ヨーユニット924の制動力を弱めて、ナセル916が旋回できるように構成している。
In patent document 1, it is comprised so that the
特許文献1では、強風下の停電時には、制動力を弱めて、ナセルが旋回できるように構成している。しかしながら、なお、ヨーユニットの破損を十分に防止できず、ときに破損に至ってしまうことがある、というのが実情であった。 In patent document 1, at the time of a power failure under a strong wind, the braking force is weakened so that the nacelle can turn. However, the actual situation is that damage to the yaw unit cannot be sufficiently prevented, and sometimes the yaw unit may be damaged.
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、ヨーユニットの破損を、より低減することのできる風力発電設備を提供することをその課題としている。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a wind power generation facility that can further reduce the breakage of the yaw unit.
本発明は、支柱と、該支柱に対して旋回するナセルと、前記支柱に設けられた旋回歯車と、該旋回歯車を介さずに前記ナセルの旋回を制動する第1制動装置と、前記旋回歯車に噛合する旋回ピニオンを有し当該旋回ピニオンの回転を制動することによって前記旋回歯車を介して前記ナセルの旋回を制動する複数の第2制動装置と、を備えた風力発電設備であって、前記複数の第2制動装置のうちの少なくとも一部の第2制動装置は、前記ナセルを旋回駆動する制動機能付きのヨーユニットであり、前記ヨーユニットは、モータと、減速装置と、を有し、前記第2制動装置は、前記ヨーユニットによって旋回駆動された前記ナセルの旋回を制動するときに作動される制動機構を有し、前記ナセルを旋回させようとする外力の想定最大値をA、前記第1制動装置の制動力をBとしたときに、前記複数の第2制動装置のうちの1台の第2制動装置の制動力が、(A−B)よりも大きく設定され、前記外力の想定最大値Aは、前記モータの定格出力トルクと前記減速装置の減速比との積を全てのヨーユニットについて合算した合算値であり、前記第1制動装置は、前記支柱と前記ナセルとの間に配置される滑り軸受であり、制動力を調整する調整機構を有し、該調整機構により制動力が調整された後は、旋回時、制動時を問わず当該調整された制動力が作用することにより、上記課題を解決したものである。
The present invention includes a support column, a nacelle that rotates with respect to the support column, a swivel gear provided on the support column, a first braking device that brakes the swiveling of the nacelle without the swivel gear, and the swivel gear And a plurality of second braking devices that brake the turning of the nacelle via the turning gear by braking the rotation of the turning pinion. At least a part of the second braking devices of the plurality of second braking devices is a yaw unit with a braking function for turning the nacelle , and the yaw unit includes a motor and a speed reducer. The second braking device has a braking mechanism that is activated when braking the turning of the nacelle that is driven to turn by the yaw unit, and the assumed maximum value of the external force that attempts to turn the nacelle is A, the front When the braking force of the first braking device and is B, the braking force of one of the second brake device of said plurality of second braking device, it is set larger than the (A-B), of the external forces The assumed maximum value A is a total value obtained by adding the products of the rated output torque of the motor and the reduction ratio of the reduction gear for all yaw units, and the first braking device is between the strut and the nacelle. The sliding bearing is provided with an adjusting mechanism that adjusts the braking force, and after the braking force is adjusted by the adjusting mechanism, the adjusted braking force is applied regardless of turning or braking. Thus, the above-described problems are solved.
本発明者らは、実際にヨーユニットの破損のメカニズムを吟味・検証した結果、これまでの設計思想では対応できない(従来の設計概念とは異なる)新たな知見を得た。上記構成は、この知見に基づくものである(後に詳述)。 As a result of examining and verifying the mechanism of breakage of the yaw unit, the present inventors have obtained new knowledge that cannot be handled by the conventional design concept (different from the conventional design concept). The above configuration is based on this finding (detailed later).
本発明は、この知見に基づき、旋回歯車を介した制動を行う第2制動装置として、ナセルを旋回駆動するヨーユニットを含み、かつ、ナセルを旋回させようとする外力の想定最大値をA、旋回歯車を介さずにナセルの旋回を制動する第1制動装置の制動力をB、(全部ではなく)一部の第2制動装置の制動力の合算値をCとしたときに、(A−B)<Cが成立するように構成する。 Based on this knowledge, the present invention includes a yaw unit that turns the nacelle as a second braking device that performs braking via the turning gear, and the assumed maximum value of the external force for turning the nacelle is A, When the braking force of the first braking device that brakes the turning of the nacelle without the swirling gear is B, and the sum of the braking forces of some second braking devices (not all) is C, (A− B) <C is satisfied.
また、本発明では、前記複数の第2制動装置のうち、少なくとも1台の第2制動装置の制動力を、他の第2制動装置よりも大きく設定してもよい。 In the present invention, the braking force of at least one second braking device among the plurality of second braking devices may be set larger than that of the other second braking devices.
これにより、従来の発想では対応し切れないヨーユニットの破損をより低減することができるようになる。 Thereby, the breakage of the yaw unit that cannot be handled by the conventional idea can be further reduced.
本発明によれば、ヨーユニットの破損を、より低減することのできる風力発電設備を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wind power generation equipment which can reduce the failure | damage of a yaw unit more can be obtained.
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.
既に述べたように、本発明は、実際にヨーユニットの破損のメカニズムを吟味・検証した結果、新たに得られた知見に基づいている。 As described above, the present invention is based on knowledge newly obtained as a result of examining and verifying the mechanism of breakage of the yaw unit.
この知見は、纏めると、概略以下のようになる。 This knowledge is summarized as follows.
[知見1]各ヨーユニットが、それぞれのモータの駆動力によってそれぞれの旋回ピニオンを駆動し、ナセルを旋回させるときには、各ヨーユニットの旋回ピニオンが旋回歯車に対してトルクを付与する方向は一致している。各ヨーユニットの該トルクのばらつきも小さく、各ヨーユニットは、共同してナセルの旋回に寄与する。 [Knowledge 1] When each yaw unit drives each turning pinion by the driving force of each motor and turns the nacelle, the direction in which the turning pinion of each yaw unit applies torque to the turning gear matches. ing. The variation in the torque of each yaw unit is small, and each yaw unit contributes to the turning of the nacelle jointly.
[知見2]しかしながら、モータが停止してヨーユニットが制動状態に入ると、各ヨーユニットの荷重バランス(各ヨーユニットが負担する負荷)は、ナセルを旋回させているときと比べて、より大きくばらつく傾向がある。ただし、静止している限り、極端に大きな荷重の発生は見られない。 [Knowledge 2] However, when the motor stops and the yaw unit enters the braking state, the load balance of each yaw unit (the load borne by each yaw unit) is larger than when the nacelle is turning. There is a tendency to vary. However, as long as it is stationary, no extremely large load is generated.
[知見3]ヨーユニットの制動機構が、外力に耐えきれず、滑り出した「後」は、非常に大きな荷重のアンバランスが発生する(各ヨーユニットが負担する負荷が大きくばらつく)。それだけではなく、滑り出した後では、もはやそれぞれのヨーユニットの受ける荷重の方向さえ、ばらばらになる。 [Knowledge 3] When the braking mechanism of the yaw unit cannot withstand external forces and starts to slide, a very large load imbalance occurs (the load on each yaw unit varies greatly). Not only that, but even after sliding, the direction of the load received by each yaw unit no longer falls apart.
この[知見3]は、従来の知見の概念とは全く逆の概念である。 This [Knowledge 3] is a concept opposite to the conventional concept of knowledge.
従来は、例えばヨーユニットの制動力を非常に強くして、強い外力が掛かってもあくまで滑り出さないように静止状態を維持させておくことは、ヨーユニットの破損に繋がると考えられていた。そのため、上記特許文献1に見られるように、例えば、強風下の停電時に制動力を弱めて、敢えてナセルを旋回させる(ヨーユニットの各部材を回転させる)ように構成するのは、当該ヨーユニットを破損から守るための「セーフティー機構」として機能すると考えられていた。 Conventionally, for example, it has been considered that maintaining the stationary state so that the braking force of the yaw unit is very strong and does not slide out even when a strong external force is applied will lead to damage of the yaw unit. Therefore, as seen in Patent Document 1, for example, the yaw unit may be configured to weaken the braking force during a power failure under strong winds and to darely turn the nacelle (rotate each member of the yaw unit). It was thought to function as a “safety mechanism” to protect the device from damage.
しかしながら、本発明者らが、実際のヨーユニットの破損のメカニズムを吟味・検証したところ、この従来の知見は妥当とは言えず、むしろ、ヨーユニットの破損を招きやすい、ということが判明した。 However, when the present inventors examined and verified the mechanism of breakage of the actual yaw unit, it has been found that this conventional knowledge is not valid, but rather that the yaw unit is easily damaged.
この理由は、必ずしも明らかではないが、巨大な質量を有するナセルが、支柱の最上部で、制動装置の制動力を超えるような強い風に煽られながら「旋回する」ときは、ナセルの支持機構のがたつき、つまり支柱の軸心とナセルの軸心のずれや、両軸心の傾きの影響が顕在化するためではないかと推察される。すなわち、このがたつきの影響を、支柱側に設けられている旋回歯車を介して、ナセル側に設けられている旋回ピニオンが直接的に受けるようになってしまうため、ヨーユニットに極端に大きな荷重が発生したり、荷重の掛かる方向がばらばらになってしまうのではないかと解される。 The reason for this is not necessarily clear, but when a nacelle with a large mass "turns" at the top of the column while being swirled by a strong wind that exceeds the braking force of the braking device, the nacelle support mechanism It is presumed that this is because of the rattling, that is, the shift between the axis of the column and the axis of the nacelle, and the influence of the inclination of both axes. That is, the influence of this rattling is directly received by the turning pinion provided on the nacelle side through the turning gear provided on the support column side, so that an extremely large load is applied to the yaw unit. It is understood that the direction in which the load is applied or the load is applied is dispersed.
そして、吟味・検証の結果によれば、このような制動機構の滑り出しが生じるような強風時は、多くの場合、ヨーユニットには瞬間的な極めて大きな外力が頻繁に掛かっており、滑りが生じて各部材が高速に回転するまでの時間が極めて短いことも確認された。これは、この状況に対してトルクリミッタ的な対策を講じるのは、時間的に間に合わず、現実には不可能に近いことを意味する。 According to the results of examination and verification, in strong winds where the braking mechanism starts to slip, in many cases, momentary extremely large external forces are frequently applied to the yaw unit, causing slippage. It was also confirmed that the time required for each member to rotate at a high speed was extremely short. This means that taking a torque limiter measure against this situation is not in time, and is practically impossible.
このようなことから、本発明者らは、「制動時においてはナセルに想定し得る最大の外力が掛かったときでも、該ナセルが静止状態を維持する」という設計思想の方が、むしろ破損に至り難い、という知見に至ったものである。 For this reason, the inventors of the present invention are more likely to damage the design philosophy of "the nacelle remains stationary even when the nacelle is subjected to the maximum possible external force during braking." It was the result that it was difficult to reach.
そこで、本発明の実施形態の一例に係る風力発電設備では、この知見に基づき、以下のような構成を採用している。 Therefore, in the wind power generation facility according to an example of the embodiment of the present invention, the following configuration is adopted based on this knowledge.
先ず、この風力発電設備12の概略構成から説明する。図1、図2を参照して、この実施形態に係る風力発電設備12は、支柱14と、該支柱14に対して旋回自在に組み付けられたナセル16と、を備えている。ナセル16は支柱14に制動機能を有する滑り軸受18を介して旋回可能に組み付けられている。
First, the schematic configuration of the wind
この滑り軸受18が、本実施形態の「第1制動装置Br1」に相当している。ここで、第1制動装置Br1とは、旋回歯車20を介さずにナセル16の旋回を制動する制動装置を意味している。
The sliding bearing 18 corresponds to the “first braking device Br1” of the present embodiment. Here, the first braking device Br1 means a braking device that brakes the turning of the
第1制動装置Br1として、「制動機能を有する滑り軸受18」を採用する場合、具体的には例えば、図7を用いて既に説明した特許文献1に記載の構成を採用できる。発生される制動力は、軸受板(919)や第1〜第3滑り軸受材(921A〜921C)の素材の選定等によって調整可能である。後に触れるように、例えば、ばねの圧縮量を調整することで、滑り軸受材の軸受板に対する押付力を調整し、制動力を可変とする機構を設けてもよい。滑り軸受18によって発生される制動力は、ナセル16の旋回時、制動時(静止時)を問わず、常時作用することになる。
When the “sliding
支柱14には、旋回歯車20が設けられ、ナセル16には、図2に示されるようなヨーユニット100が組み込まれている。ヨーユニット100は、旋回歯車20と噛合する旋回ピニオン122を有している。図1に示されるように、ヨーユニット100は、この実施形態に係る風力発電設備12では、4台設けられている。
The
各ヨーユニット100は、それぞれこの実施形態の「第2制動装置Br2」に相当している。ここで、第2制動装置Br2とは、「旋回ピニオン122の回転を制動することによって旋回歯車20を介してナセル16を制動する制動装置」を意味している。そして、この実施形態では、さらに、第2制動装置Br2として、図3に示されるような制動専用のブレーキユニット200が備えられている。該ブレーキユニット200の旋回ピニオン222も、旋回歯車20と噛合している。
Each
図1において、紙面の上側が、ブレード(図6の符号917参照)のある側に相当している。図1に示されるように、4台のヨーユニット100は、周方向に等間隔ではなく、ブレード(917)のある側の間隔が狭く、反ブレード側の間隔が広く設けられている。ブレーキユニット200は、反ブレード側の2台のヨーユニット100の中央に配置されている。もっとも、このヨーユニット100とブレーキユニット200の配置は、必ずしもこの図1の配置には限定されない。例えば、ヨーユニット100同士の周方向の間隔が同一となるように配置したり、あるいは、ブレーキユニット200を含めて、全ユニット100、200の周方向の間隔が同一となるように配置してもよい。さらには、ヨーユニット100やブレーキユニット200の台数も、図1の例に限定されない。例えば、ヨーユニット100が3台以下、あるいは5台以上であってもよいし、ブレーキユニット200が2台以上であってもよい。
In FIG. 1, the upper side of the paper surface corresponds to the side where the blade (see
図2のヨーユニット100の構成を説明する。
The configuration of the
ヨーユニット100は、モータ130、減速装置132、旋回ピニオン122、および制動機構134を備えている。減速装置132は、入力側偏心揺動減速機150、および出力側偏心揺動減速機152を備えている。入力側偏心揺動減速機150は、センタクランクタイプと称される偏心揺動減速機で、モータ軸151と一体化された入力軸154と、該入力軸154と一体的に回転する偏心体156と、該偏心体156の外周に揺動回転可能に組み込まれた外歯歯車158と、該外歯歯車158が内接噛合する内歯歯車160と、を有している。内歯歯車160の歯数は、外歯歯車158よりも僅かだけ(この例では1だけ)多い。
The
減速装置132においては、入力軸154の回転によって偏心体156を介して外歯歯車158が揺動回転すると、該外歯歯車158は、内歯歯車160に対してゆっくりと自転する。この自転を、外歯歯車158を貫通しているピン部材162、キャリヤ164を介して出力軸165から取り出している。
In the
出力側偏心揺動減速機152も、センタクランクタイプの偏心揺動減速機で、容量が入力側偏心揺動減速機150よりも大きくなっているが、基本的な減速機構は入力側偏心揺動減速機150と同一である。したがって、入力側偏心揺動減速機150と同一または類似する機能を有する部位に、図中で添え字Aを付した同一の符号を付し、重複説明を省略する。出力側偏心揺動減速機152の出力軸165Aに、スプラインおよびボルト170を介して前記旋回ピニオン122が固定されている。
The output side eccentric
図3に、同じく第2制動装置Br2を構成するブレーキユニット200の構成例が示されている。
FIG. 3 shows a configuration example of the
このブレーキユニット200は、減速装置232、旋回ピニオン222、および制動機構234を備えている。モータは備えられていない。つまり、ブレーキユニット200は、ナセル16を旋回駆動する機能を有していない。ブレーキユニット200の減速装置232は、センタクランクタイプの入力側偏心揺動減速機250と、振り分けタイプと称される出力側偏心揺動減速機252を備える。
The
入力側偏心揺動減速機250は、ヨーユニット100の入力側偏心揺動減速機150と同様の減速機構を有するため、図3中において、ヨーユニット100の入力側偏心揺動減速機150と機能的に類似する部位に、下2桁が同一の符号を付すことで重複説明を省略する。
Since the input-side eccentric
出力側偏心揺動減速機252は、入力側偏心揺動減速機250の出力軸265と一体化された入力軸272と、該入力軸272に一体的に形成された入力ピニオン274と、該入力ピニオン274と同時に噛合する3個の振り分け歯車(1個のみ図示)276を備えている。各振り分け歯車276は、入力軸272の軸心C272からオフセットされた位置に配置された3本のクランク軸(1本のみ図示)278と連結されている。各クランク軸278には、偏心体280が一体的に形成されており、該偏心体280に外歯歯車282が揺動回転可能に組み込まれている。外歯歯車282は、内歯歯車284に内接噛合している。内歯歯車284の歯数は、外歯歯車282の歯数よりも僅かだけ(この例では1だけ)多い。
The output side eccentric
この出力側偏心揺動減速機252においては、入力軸272が回転すると、入力ピニオン274および振り分け歯車276を介して3本のクランク軸278が同一の回転速度で同一方向に回転し、各クランク軸278に設けられた偏心体280が同期して回転する。これにより、外歯歯車282が揺動しながら内歯歯車284に対してゆっくりと自転するため、この自転を、クランク軸278の公転として負荷側のキャリヤ286を介して出力軸288から取り出している。出力軸288は、スプライン290およびボルト292を介して前記旋回ピニオン222と一体化されている。
In the output side eccentric
ヨーユニット100のモータ130の定格出力トルクは、Rp130、制動機構134の制動力は、Bp134、減速装置132の減速比は、Sr132である。したがって、ヨーユニット100の旋回ピニオン122での制動力は、制動機構134の制動力Bp134に減速装置132の減速比Sr132が掛け合わされたBp100(=Bp134×Sr132)である。
The rated output torque of the
ブレーキユニット200の制動機構234の制動力は、Bp234、減速装置232の減速比は、Sr232である。したがって、ブレーキユニット200の旋回ピニオン222での制動力は、制動機構234の制動力Bp234に減速装置232の減速比Sr232が掛け合わされたBp200(=Bp234×Sr232)である。
The braking force of the
そして、ヨーユニット100の制動機構134の制動力Bp134より、ブレーキユニット200の制動機構234の制動力Bp234の方が大きい(Bp134<Bp234)。また、ヨーユニット100の減速装置132の減速比Sr132より、ブレーキユニット200の減速装置232の減速比Sr232の方が大きい(Sr132<Sr232)。したがって、ヨーユニット100の旋回ピニオン122での制動力Bp100(=Bp134×Sr132)よりブレーキユニット200の旋回ピニオン222での制動力Bp200(=Bp234×Sr232)の方が大幅に大きい(Bp100≪Bp200)。
The braking force Bp234 of the
なお、ヨーユニット100の旋回ピニオン122のピッチ円径Pc122より、ブレーキユニット200の旋回ピニオン222のピッチ円径Pc222の方が大きい(Pc122<Pc222)。一方、ブレーキユニット200の旋回ピニオン222とヨーユニット100の旋回ピニオン122のモジュールは、同一の旋回歯車20と噛合する必要があるため、同一に設定されている。ただし、この実施形態では、ヨーユニット100の旋回ピニオン122の旋回歯車20に対するバックラッシよりも、ブレーキユニット200の旋回ピニオン222の旋回歯車20に対するバックラッシの方が小さく設定されている。バックラッシを小さくするには、具体的には、例えば、ブレーキユニット200の旋回ピニオン222のピッチ円上の歯厚を、ヨーユニット100の旋回ピニオン122のピッチ円上の歯厚よりも大きく設定すればよい。あるいは、ナセル16にブレーキユニット200を組み付けるときに、該ブレーキユニット200の旋回ピニオン222の軸心を旋回歯車20側により寄せるようにして組み込むという手法によっても、バックラッシを小さく設定することができる。
Note that the pitch circle diameter Pc222 of the
なお、ここでの減速比は、速度比の分母の値である。減速比は、旋回ピニオン122、222の側から見ると増速比となる。
Here, the reduction ratio is a value of the denominator of the speed ratio. The speed reduction ratio is the speed increase ratio when viewed from the turning
以上、要するならば、この実施形態では、風力発電設備12のナセル16の旋回の制動を、単に、ヨーユニット100の役目として捉えるのではなく、風力発電設備12全体で捉えるようにしている。すなわち、本実施形態では、ナセル16の旋回の制動を、旋回歯車20を介さないで行う制動機能付きの滑り軸受18(第1制動装置Br1)と、旋回ピニオン122、222の回転を制動することによって旋回歯車20を介して行う4台のヨーユニット100およびブレーキユニット200(複数の第2制動装置Br2)と、の組み合わせによって実現している。
As described above, in this embodiment, in this embodiment, the braking of the turning of the
そして、ナセル16を旋回させようとする外力の想定最大値をA、第1制動装置Br1の制動力をB、一部の第2制動装置Br2の制動力の合算値をC、としたときに、(A−B)<Cが成立する構成とする。なお、ここでの「第2制動装置Br2の制動力」とは、旋回ピニオン122、222における制動力Bp100、Bp200のことである。
When the assumed maximum value of the external force to turn the
具体的には第1制動装置Br1の制動力Bは、この実施形態では滑り軸受18の滑り抵抗を指している。換言するならば、この制動力Bは、ナセル16を静止した状態から、旋回させるのに必要な力に相当する。また、一部の第2制動装置Br2の制動力の合算値Cは、本実施形態においては、ブレーキユニット200のみの制動力Bp200が(A−B)よりも大きいため、該ブレーキユニット200の制動力Bp200を指している。
Specifically, the braking force B of the first braking device Br1 indicates the sliding resistance of the sliding
以下、この(A−B)<Cという数式の技術的意義について詳細に説明する。 Hereinafter, the technical significance of the mathematical formula (A−B) <C will be described in detail.
前記知見1〜知見3に基づき、本実施形態が、「制動時においてはナセルに想定し得る最大の外力が掛かったときでも、該ナセルが静止状態を維持する」という設計思想に立脚していることは既に述べた。この設計思想を実現するためには、何らかの形で外力の想定最大値Aを確定しなければならない。しかし、この外力の想定最大値Aは、有限の値ではあるが、自然環境下の風の力によるものであるため、もともと特定の値に定まっているものではない。 Based on the findings 1 to 3, the present embodiment is based on the design philosophy that “the nacelle remains stationary even when the nacelle is subjected to the maximum external force that can be assumed during braking”. I have already said that. In order to realize this design concept, the assumed maximum value A of the external force must be determined in some form. However, although the assumed maximum value A of the external force is a finite value, it is due to the wind force in the natural environment, and is not originally determined to be a specific value.
そこで、本実施形態では、この外力の想定最大値Aを、「組み込んでいる各ヨーユニット100のモータ130の定格出力トルクRp130×減速装置132の減速比Sr132の合算値」と定義する。
Therefore, in the present embodiment, the assumed maximum value A of the external force is defined as “the sum of the rated output torque Rp130 of the
なお、本実施形態では全てのヨーユニット100は同一の構成を有しているので、該想定最大値Aは、(Rp130×Sr132×4)となるが、もし、異なる定格出力トルクのモータや異なる減速比の減速装置を有するヨーユニットが混在するときは、それぞれのヨーユニットの合算値となる。
In this embodiment, since all the
すなわち、ヨーユニット100のモータ130は強い風が吹く状況であっても風に抗して数10秒掛けてナセル16を一周させる能力があるように選定される。つまり、(約1秒程度の起動出力トルクではなく)継続的な定格出力トルクRp130で風に抗してナセル16を旋回させるだけの駆動力を備えている。
That is, the
これをベースにして、「ナセル駆動時は、概ね各ヨーユニットは共同してナセルを駆動する」という前記知見1を考慮すると、「当該風力発電設備12は、外力の想定最大値Aを、ヨーユニット100のモータ130の定格出力トルクRp130×減速装置132の減速比Sr132の合算値と捉えたが故に、当該定格出力トルクRp130のモータ130および減速比Sr132の減速装置132を有するヨーユニット100を選定した」とも言い得る。この定義に従うことより、本実施形態における外力の想定最大値Aは、一意に特定され得る概念となる。
On the basis of this, considering the above knowledge 1 that “when nacelle is driven, the yaw units generally drive the nacelle jointly”, “the wind
次に、(A−B)という数式の技術的意義、つまり、外力の想定最大値Aから、(旋回歯車20を介することなく)ナセル16の旋回を直接制動する第1制動装置Br1の制動力Bを差し引く、という技術的意義を説明する。 Next, the technical significance of the mathematical formula (A−B), that is, the braking force of the first braking device Br1 that directly brakes the turning of the nacelle 16 (without the turning gear 20) from the assumed maximum value A of the external force. Explain the technical significance of subtracting B.
ナセル16が支柱14に対して静止しているときは、ナセル16の支持機構(滑り軸受18)には、必ず旋回抵抗(すなわち制動力B)があるため、旋回歯車20を介した制動を行う第2制動装置Br2は、想定最大値Aから当該支持機構の旋回抵抗相当の制動力Bを差し引いた(A−B)の制動力を提供できれば足りる。これが(A−B)という数式の第1の意義である。
When the
このほか、(A−B)という数式には、さらに別の技術的意義がある。制動力が掛かった状態で、第2制動装置Br2が滑り出すと、前記知見3から、各第2制動装置Br2の受ける荷重は、ばらばらに急増する。これは、「巨大な質量を有するナセルの支持機構のがたつき(支柱の軸心とナセルの軸心のずれや、両軸心の傾き)の影響が顕在化するため」と推察できることを、既に述べた。 In addition, the mathematical formula (A−B) has another technical significance. When the second braking device Br2 starts to slide in a state where the braking force is applied, the load received by each second braking device Br2 increases rapidly from the knowledge 3. This can be inferred from the fact that “the influence of the support mechanism of the nacelle having a huge mass (the misalignment between the axis of the column and the nacelle and the inclination of both axes) becomes obvious”. As already mentioned.
この状況に対応するには、ナセル16の旋回の制動は、単に旋回歯車20を介した制動だけでなく、旋回歯車20を介することなく、支柱14に対してナセル16を直接制動する構造を積極的に併用する(制動力Bをより積極的に増大させる)のが好ましい。これにより、強風下でナセル16の支持機構のがたつきの影響が顕在化するのを、より低減できるようになる。なお、本実施形態では、制動力Bは、ナセル16が支柱14に対して静止しているときに常時発生されているため、制動静止中のがたつきの影響をより低減できるようにもなる。これが(A−B)という数式の第2の意義である。
In order to cope with this situation, the turning of the
この観点で、第1制動装置Br1の制動力Bは、例えば、転がり軸受のように旋回抵抗を意図的に小さくしたものではなく、少なくとも滑り軸受が有する旋回抵抗以上、すなわち、「制動力」として機能し得る程大きな値であることが好ましい。勿論、後述するように、第1制動装置Br1は、より積極的にナセル16を制動する構成を備えたものであってもよい。
From this point of view, the braking force B of the first braking device Br1 is not that in which the turning resistance is intentionally reduced as in the case of, for example, a rolling bearing, but is at least equal to or more than the turning resistance of the sliding bearing, that is, “braking force” The value is preferably large enough to function. Of course, as will be described later, the first braking device Br <b> 1 may be configured to more actively brake the
次に(A−B)<Cという数式における合算値Cが、「全ての」第2制動装置の制動力の合算値ではなく、「一部の」第2制動装置の制動力の合算値である、という技術的意義について説明する。 Next, the total value C in the formula (A−B) <C is not the total braking force value of “all” second braking devices, but the total braking force value of “some” second braking devices. Explain the technical significance of being.
前記知見2によれば、ナセル16が制動・静止状態に入ると、各ヨーユニット100の荷重バランスは、(ナセル16を旋回させているときと比べて)より大きくばらつく傾向がある。例えば、ある時点での制動静止中において、たまたま特定のヨーユニット100の旋回ピニオン122と旋回歯車20との間にバックラッシがあった場合、その特定のヨーユニット100の制動機構134は、旋回ピニオン122の回転は制動できても、それによって旋回歯車20の回転を制動することはできないということになる。この場合は、この特定のヨーユニット100を除いた第2制動装置Br2の制動力で旋回歯車20を制動ができなければならない。これは、換言するならば、ナセル16が制動・静止している状態では、ナセル16に掛け得る制動力は、必ずしも「全ての」ヨーユニット100の制動力の単純な合算値ではない、ということである。つまり、計算上、全てのヨーユニット100の制動力の合算値では、(A−B)を上回っていても、現に発生し得る制動力は、(A−B)を下回っている可能性がある。しかし、それではナセル16が動いてしまう可能性がそれだけ高くなってしまう。
According to the knowledge 2, when the
また、例えば、特定のヨーユニット100に過大な外力が掛かると、このヨーユニット100が破損してしまうこともある。この場合、残ったヨーユニット100でナセル16を静止させ得る制動力を分担できなければ、次々に連鎖的な破損が生じ、結果としてナセル16の静止を維持できなくなってしまう虞がある。しかし、この点でも、一部の第2制動装置Br2だけで、制動力が(A−B)を上回っていれば、全第2制動装置Br2が連鎖的に破損してナセル16が旋回を開始してしまう虞をより低減できる。
For example, when an excessive external force is applied to a
これが、(A−B)<Cという数式における合算値Cとして、全ての第2制動装置Br2の制動力の合算値ではなく、「一部の」第2制動装置Br2の合算値を採用する理由である。 This is why the sum of the braking forces of all the second braking devices Br2 is used as the sum C of the formula (A−B) <C, not the sum of the braking forces of all the second braking devices Br2. It is.
この点に鑑み、より具体的には、「一部の第2制動装置Br2」とは、全第2制動装置Br2の総数の半数以下の第2制動装置Br2(例えば、第2制動装置Br2の総数が5台なら2台以下の第2制動装置Br2)であることが好ましい。更には、複数の第2制動装置Br2のうちの1台の制動力が、前記(A−B)よりも大きく設定されるのが、より好ましい。また、全ての第2制動装置Br2の制動力が(A−B)よりも大きく設定されるのも好ましい。 In view of this point, more specifically, “a part of the second braking devices Br2” refers to a second braking device Br2 (for example, the second braking device Br2 of less than half of the total number of all the second braking devices Br2). If the total number is 5, 2 or less second braking devices Br2) are preferable. Furthermore, it is more preferable that the braking force of one of the plurality of second braking devices Br2 is set larger than (AB). It is also preferable that the braking force of all the second braking devices Br2 is set to be larger than (A−B).
本実施形態では、ブレーキユニット200の1台のみ、すなわち1台の第2制動装置Br2のみで制動力Bp200が(A−B)を上回るように構成されている。したがって、たとえ他のヨーユニット100が、例えばバックラッシの存在により旋回歯車20の制動に関与できなかったり、あるいはずるずると滑り出して本来の制動力を供与できないような制動状況であったとしても、当該1台の第2制動装置Br2(ブレーキユニット200)のみで、(A−B)を上回る制動力を提供できる。そのため、ナセル16が滑り出すのを非常に高い確率で防止できる。
In the present embodiment, the braking force Bp200 is configured to exceed (AB) with only one
以下、具体的数値を例示するならば、本実施形態では、モータ130の定格出力トルクRp130が、2.145kgmのヨーユニット100を4台用いており、それぞれのヨーユニット100の減速装置132の減速比Sr132が1, 075(入力側偏心揺動減速機150の減速比43×出力側偏心揺動減速機152の減速比25)である。よって、外力の想定最大値Aは、2.145×1,075×4=9,223kgmである。
Hereinafter, if specific numerical values are exemplified, in the present embodiment, four
また、第1制動装置Br1(滑り軸受18)の制動力Bは、5,000kgmである。よって、(A−B)=9,223−5,000=4,223kgmである。そして、1台(一部の第2制動装置Br2)で4,223kgmを超える制動力Bp200(Bp234×Sr232=4,500Kgm=C)を提供し得るブレーキユニット200を備えている。よって、本実施形態に係る風力発電設備は、(A−B)<Cの数式を満足していることになる。
The braking force B of the first braking device Br1 (sliding bearing 18) is 5,000 kgm. Therefore, (A−B) = 9,223-5,000 = 4,223 kgm. And the
次に、本実施形態に係る風力発電設備の作用を説明する。 Next, the operation of the wind power generation facility according to this embodiment will be described.
各ヨーユニット100のモータ130を回転させ、旋回ピニオン122を駆動すると、旋回ピニオン122は、旋回歯車20から噛合反力を受けて旋回歯車20の軸心C20(支柱14の軸心C14)の周りを公転する(図1参照)。これにより、ヨーユニット100全体が旋回歯車20の軸心C20の周りを公転するため、ナセル16は、支柱14に対して旋回することができる。
When the
なお、このとき、ブレーキユニット200は、無負荷で連れ廻ることになる。ブレーキユニット200は、モータを有していないので、減速比Sr232や旋回ピニオン222のピッチ円径Pc222(歯数)をどのように設定しても、他のヨーユニット100と干渉しないので、設計の自由度が極めて高い。
At this time, the
ナセル16の旋回を制動するときは、各ヨーユニット100の制動機構134を作動させて旋回ピニオン122の回転を制動することにより、旋回歯車20を介して支柱14に対するナセル16の旋回を制動する。そして、これと同時に、ブレーキユニット200の制動機構234を作動させて該ブレーキユニット200の旋回ピニオン222の回転を制動することによっても、旋回歯車20を介して支柱14に対するナセル16の旋回を制動できる。
When braking the turning of the
また、本実施形態では、ナセル16の旋回を旋回歯車20を介することなく直接制動する第1制動装置Br1(具体的には滑り軸受18)を設けるようにしたため、この制動力Bの分、第2制動装置Br2の受け持つ制動力を低減できる(第2制動装置Br2の制動力を同一とするならば、それだけ余裕のあるナセル16の制動力を確保できる)。
In the present embodiment, the first braking device Br1 (specifically, the sliding bearing 18) for directly braking the turning of the
また、制動時あるいは、制動時にナセル16が旋回し始めたようなときにナセル16が支柱14に対してがたつくことを、より抑制でき、その分、ヨーユニット100に過大な荷重が掛かるのを低減できる。
In addition, it is possible to further suppress the
そして、本実施形態では、ナセル16を旋回させようとする外力の想定最大値をA、第1制動装置Br1の制動力をB、一部の第2制動装置の制動力の合算値をC、としたときに、(A−B)<Cが成立する構成としてあるため、風による外力が想定内である限り、ナセル16は、静止しており、制動が掛かった状態で滑り出すことがない。そのため、知見3で得られたような強い荷重が無秩序に発生するという状況となるのが未然に防止され、ヨーユニット100が破損に至るのをより回避することができる。
In this embodiment, the assumed maximum value of the external force for turning the
とりわけ、この実施形態では、第1制動装置Br1を、支柱14とナセル16との間に配置される滑り軸受18で構成している。このため、支柱14とナセル16との間に制動トルクを常時発生させることができる。つまり、第1制動装置Br1の制動力を、モータ130によって積極的にナセル16を旋回させるときにも作用させることができる。このため、制動時だけでなく、通常発電時を含め、ナセルの不要なふらつきを低減するという効果が得られる。何よりも低コストであり、故障もしにくい。そして、この第1制動装置Br1の制動力Bの分、第2制動装置Br2の受け持つ制動力を低減できる。
In particular, in this embodiment, the first braking device Br1 is constituted by a sliding
また、本実施形態では、複数の第2制動装置Br2のうち、少なくとも1台の第2制動装置Br2(ブレーキユニット200)の制動力が、他の第2制動装置(ヨーユニット100)よりも大きく設定されている。このため、他の(制動力が大きくない)第2制動装置Br2が、容量不足で(あるいはバックラッシの存在等により)旋回歯車20を支えることができなくても、制動力の大きく設定された第2制動装置Br2が該旋回歯車20を支えることができる可能性が高くなる(もし、第2制動装置Br2を、同じ大きさの制動力を有するものだけで構成した場合には、特定の第2制動装置Br2が、何らかの理由で旋回歯車20を支えることができない場合、これを補って旋回歯車20を支えることができず、結局、旋回歯車20の静止状態を維持できなくなる可能性が高い)。
In the present embodiment, the braking force of at least one second braking device Br2 (brake unit 200) among the plurality of second braking devices Br2 is greater than that of the other second braking devices (yaw unit 100). Is set. Therefore, even if the other second braking device Br2 (not having a large braking force) cannot support the
また、本実施形態では、この制動力Bp200が大きくされた第2制動装置Br2(ブレーキユニット200)は、旋回ピニオン222側から見て、ヨーユニット100の増速比Sr132よりも大きい増速比Sr232の増速機構を有している。このため、ブレーキユニット200の制動機構234の制動力Bp234自体がヨーユニット100の制動機構134の制動力Bp134よりも強いことと相まって、(掛け合わせにより)ヨーユニット100の旋回ピニオン122での制動力Bp100(=Bp134×Sr132)よりも非常に強力な制動力Bp200(=Bp234×Sr232)を、旋回ピニオン222を介して旋回歯車20に付与することができる。
Further, in the present embodiment, the second braking device Br2 (brake unit 200) in which the braking force Bp200 is increased is a speed increasing ratio Sr232 that is larger than the speed increasing ratio Sr132 of the
また、本実施形態では、複数の第2制動装置Br2のうちの1台(ブレーキユニット200)の制動力Bp200が、前記(A−B)よりも大きく設定されている。そのため、外力の想定最大値Aが想定外に高くない限り、他の第2制動装置Br2の制動状況の如何に関わらず、ブレーキユニット200は、単独で旋回歯車20が旋回を始めてしまうのを防止することができる。
In the present embodiment, the braking force Bp200 of one unit (brake unit 200) of the plurality of second braking devices Br2 is set to be larger than (AB). Therefore, unless the assumed maximum value A of the external force is unexpectedly high, the
また、本実施形態では、制動力Bp200が前記(A−B)よりも大きくされた第2制動装置Br2(ブレーキユニット200)の旋回ピニオン222のピッチ円径Pc222は、他の第2制動装置Br2(ヨーユニット100)の旋回ピニオン122のピッチ円径Pc122よりも、大きい。したがって、制動力が大きくても、旋回ピニオン222の面圧をより低めることができ、該旋回ピニオン222の強度(あるいは耐久性)をより高めることができる。
In the present embodiment, the pitch circle diameter Pc222 of the
さらに、本実施形態では、ヨーユニット100の旋回ピニオン122の旋回歯車20に対するバックラッシよりも、ブレーキユニット200の旋回ピニオン222の旋回歯車20に対するバックラッシの方が小さく設定されている。これにより、制動時に、ヨーユニット100の旋回ピニオン122よりも、ブレーキユニット200の旋回ピニオン222の方が、先に旋回歯車20の制動に寄与する(先に荷重を負担する)ことができる確率をより高めることができる。そのため、ナセル16が外力によって旋回させられそうな環境下において、該ナセル16の静止状態をより早期に安定させることができる。なお、もし、ブレーキユニット200より特定のヨーユニット100の方が先にバックラッシが詰まり、かつ該特定のヨーユニット100だけでは旋回歯車の旋回を制動できない場合、旋回歯車20は、ブレーキユニット200のバックラッシが詰まって該ブレーキユニット200の制動力Bp200が旋回歯車20に作用するまで若干動くことになる。しかし、旋回歯車20が連続的に動き出さなければ、制動力Bが動摩擦に変わることはない。したがって、(A−B)<Cの関係が崩れることはなく、バックラッシが詰まって作用できるようになったブレーキユニット200の制動力Bp200により、旋回歯車20を確実に静止状態に維持することができる。なお、ブレーキユニット200は、ヨーユニット100のモータ130によってナセル16を旋回駆動しているときには、無負荷の状態で連れ廻るだけであるため、該ブレーキユニット200のバックラッシが小さく設定されていても、悪影響は殆ど生じない。
Further, in this embodiment, the backlash of the
なお、本実施形態では、第1制動装置として、滑り軸受自体の制動機能を活用するようにしていた。しかしながら、本発明に係る第1制動装置の構成は、要は、支柱に対してナセルの旋回を制動できる構成であればよく、この構成に限定されるものではない。例えば、前述したように、滑り軸受の抵抗(すなわち制動力)をボルト等の締付け手段で積極的に調整できるものは、本発明の第1制動装置として、より有効である。 In the present embodiment, the braking function of the sliding bearing itself is used as the first braking device. However, the configuration of the first braking device according to the present invention is not limited to this configuration as long as the configuration can brake the turning of the nacelle with respect to the support column. For example, as described above, it is more effective as the first braking device according to the present invention that the resistance (that is, the braking force) of the sliding bearing can be positively adjusted by a fastening means such as a bolt.
また、当然に、第1制動装置を滑り軸受で代用するのではなく、専用の制動装置として備えるようにしてもよい。例えば、ナセルの台座の一部に、支柱の軸心と同軸で回転する円筒部(や円板部)を形成し、この円筒部に、支柱側に設けたブレーキシュー部材をばね等の付勢力で押し当て、摩擦力によってナセルの旋回を制動する構成を採用してもよい。 Naturally, the first braking device may be provided as a dedicated braking device instead of using a sliding bearing. For example, a cylindrical part (or disk part) that rotates coaxially with the axis of the support column is formed on a part of the pedestal of the nacelle, and a brake shoe member provided on the support column side is attached to this cylindrical part with a biasing force such as a spring It is also possible to adopt a configuration in which the nacelle is braked by pressing with a frictional force.
なお、回転と制動は相対的な関係にあるため、支柱側に円筒部や円板部を設け、ナセル側にブレーキシュー部材を設ける構成とすることも可能である。 Since rotation and braking are in a relative relationship, it is possible to provide a configuration in which a cylindrical portion or a disc portion is provided on the support column side and a brake shoe member is provided on the nacelle side.
このような専用の第1制動装置を設けることにより、ナセルの支持機構のがたつきの影響を一層確実に低減することができるようになる。 By providing such a dedicated first braking device, it is possible to more reliably reduce the influence of rattling of the nacelle support mechanism.
さらには、第1制動装置として、例えば、前記ブレーキシュー部材の押圧力を得るために、油圧制御機構を利用した制動装置を採用することもできる。油圧制御機構を利用した制動装置は、高コストではあるものの、ナセルを積極的に旋回させるときには、第1制動装置の制動力を「オフ」とすることができるため、旋回駆動時のロスを低減できる。また、第1制動装置による制動トルクを、上記常時制動タイプよりも高めに設定することができるという利点も得られる。 Furthermore, as the first braking device, for example, a braking device using a hydraulic control mechanism can be employed to obtain the pressing force of the brake shoe member. Although the braking device using the hydraulic control mechanism is expensive, the braking force of the first braking device can be turned “off” when the nacelle is actively turned, thereby reducing loss during turning driving. it can. In addition, there is an advantage that the braking torque by the first braking device can be set higher than that of the constant braking type.
また、上記実施形態においては、第2制動装置として、4台のヨーユニットに、1台の大容量の制動専用のブレーキユニットを加える構成を採用していたが、本発明は、必ずしもこの構成に限定されない。 In the above embodiment, the second braking device is configured to add one large-capacity braking unit to four yaw units. However, the present invention does not necessarily have this configuration. It is not limited.
例えば、複数の第2制動装置のうち、少なくとも1台の第2制動装置の制動力が、他の第2制動装置の制動力よりも大きい、という構成であってもよい。すなわち、例えば、2台以上の第2制動装置の制動力が、他の第2制動装置よりも大きく設定されていてもよい。逆に、制動力が大きく設定された第2制動装置が1台もない(つまり全ての第2制動装置の制動力が同一)に設定されていてもよい。この場合でも、例えば、ヨーユニットのほかに、制動専用の第2制動装置を有していれば、外力の想定最大値をA、第1制動装置の制動力をB、一部の第2制動装置の制動力の合算値をCとしたときに、(A−B)<Cを成立させることは可能であり、本発明の効果を得ることができる。また、制動専用の第2制動装置を有していなくても、つまり、全ての第2制動装置が同一構成のヨーユニットであってもよい。例えば、全てのヨーユニットが(A−B)よりも大きい制動力Cを有していてもよい。 For example, a configuration in which the braking force of at least one second braking device among the plurality of second braking devices is larger than the braking force of other second braking devices may be employed. That is, for example, the braking force of two or more second braking devices may be set larger than that of other second braking devices. Conversely, there may be no second braking device with a large braking force set (that is, all the second braking devices have the same braking force). Even in this case, for example, in addition to the yaw unit, if there is a second braking device dedicated to braking, the assumed maximum value of external force is A, the braking force of the first braking device is B, and some second braking devices When the total value of the braking force of the device is C, it is possible to establish (A−B) <C, and the effect of the present invention can be obtained. Moreover, even if it does not have the 2nd braking device only for braking, that is, all the 2nd braking devices may be a yaw unit of the same composition. For example, all yaw units may have a braking force C greater than (A-B).
また、上記実施形態においては、制動力Bp200が大きくされた第2制動装置は、旋回ピニオン側から見て、ヨーユニットの増速比よりも大きい増速比の増速機構(減速装置232)を有していたが、制動力が大きくされた第2制動装置は、必ずしも増速比が大きい増速機構を有する必要はなく、例えば、モータの有無のみが異なるヨーユニットとブレーキユニットで第2制動装置が構成されていてもよい。 Further, in the above embodiment, the second braking device with the increased braking force Bp200 includes a speed increasing mechanism (decelerator 232) having a speed increasing ratio larger than the speed increasing ratio of the yaw unit as seen from the turning pinion side. However, the second braking device having a large braking force does not necessarily have a speed increasing mechanism with a large speed increasing ratio. For example, the second braking device is different between a yaw unit and a brake unit that differ only in the presence or absence of a motor. An apparatus may be configured.
勿論、例えば、第2制動装置の制動機構の制動力は、全て同一であり、旋回ピニオン側から見てヨーユニットの増速比よりも大きい増速比の増速機構を有することによって、旋回ピニオンでの制動力の異なる第2制動装置が構成されていてもよい。 Of course, for example, the braking force of the braking mechanism of the second braking device is all the same, and by having a speed increasing mechanism with a speed increasing ratio larger than the speed increasing ratio of the yaw unit as seen from the turning pinion side, the turning pinion A second braking device with different braking force may be configured.
また、上記実施形態においては、ナセル制動時の各第2制動装置の制動状態の如何に関わらず、より確実にナセルの制動を維持するべく、複数の第2制動装置のうちの1台の制動力で、前記(A−B)よりも大きい制動力が確保できるように設定していたが、一部の第2制動装置の制動力である限り、本発明の作用効果を相応に得ることができる。したがって、2台以上の第2制動装置の制動力の合算値が、上記(A−B)より大きい、という構成でもよい。 Further, in the above-described embodiment, in order to maintain the braking of the nacelle more reliably regardless of the braking state of each second braking device at the time of nacelle braking, one of the second braking devices is controlled. The power is set so that a braking force larger than (A-B) can be secured. However, as long as the braking force of some of the second braking devices is used, the effects of the present invention can be obtained accordingly. it can. Therefore, the structure that the total value of the braking force of two or more 2nd braking devices is larger than said (AB) may be sufficient.
また、上記実施形態においては、制動力が前記(A−B)よりも大きくされた第2制動装置(ブレーキユニット200)の旋回ピニオン222のピッチ円径Pc222は、他の第2制動装置(ヨーユニット100)の旋回ピニオン122のピッチ円径Pc122よりも、大きく設定され、特に旋回ピニオン222の歯部のより高い強度が確保されていた。しかし、本発明は、必ずしもこのような構成とする必要はなく、例えば、旋回ピニオンのピッチ円径は全て同一でもよい。
In the above embodiment, the pitch circle diameter Pc222 of the
また、上記実施形態においては、第2制動装置として、旋回歯車の駆動に寄与しない制動専用のブレーキユニットが配備されていたが、本発明では、第2制動装置をヨーユニットのみで構成するようにしてもよい。例えば、図5に示されるように、3台の小容量のヨーユニット100と、1台の大容量のヨーユニット300とを、備え、結果として計4台の第2制動装置Br2を備えるような構成としてもよい。具体的には、図2に示されるヨーユニット100と、図4に示されるような、ヨーユニット300を用いればよい。ヨーユニット300は、ブレーキユニット200にモータ330を付設したものである。そのため、ブレーキユニット200と同様な部位に下2桁が同一の符号を付し、重複説明を省略する。
In the above embodiment, a brake unit dedicated to braking that does not contribute to the driving of the swivel gear is provided as the second braking device. However, in the present invention, the second braking device is configured only by the yaw unit. May be. For example, as shown in FIG. 5, three small-
この構成では、大容量のヨーユニット300に前記ブレーキユニット200の機能を兼ねさせることができ、狭いナセル16内で第2制動装置Br2の総数を増やさなくてもよい点で優れる。ただし、制動専用のブレーキユニット200と異なり、ヨーユニット300は、小容量のヨーユニット100と同期して旋回歯車20を駆動する必要があるため、小容量のヨーユニット100の旋回ピニオン122のピッチ円での接線速度と、大容量のヨーユニット300の旋回ピニオン322のピッチ円での接線速度が同一となるように旋回ピニオン322のピッチ円径Pc322や減速装置332の減速比Sr332等を設定する必要がある。
This configuration is excellent in that the large-
なお、上記「複数の第2制動装置のうち、少なくとも1台の第2制動装置の制動力が、他の第2制動装置の制動力よりも大きい」という構成、「制動力が大きくされた第2制動装置は、他の第2制動装置よりも旋回ピニオン側から見て増速比が大きい増速機構を有する」という構成、あるいは、「制動力が大きくされた第2制動装置の旋回ピニオンのピッチ円径は、他の第2制動装置の旋回ピニオンのピッチ円径よりも大きい」という構成は、外力の最大想定値Aの概念と切り離しても、技術的意義がある構成である。それは、これらの構成は、前記知見2や知見3に鑑みるに、制動時の旋回歯車の旋回を、より回避し得る構成と捉えることができるためである。 In addition, the above-described configuration in which “the braking force of at least one second braking device among the plurality of second braking devices is larger than the braking force of other second braking devices”, “the braking force is increased The second braking device has a speed increasing mechanism having a higher speed increasing ratio when viewed from the turning pinion side than the other second braking devices, or “the turning pinion of the second braking device having a larger braking force”. The configuration that “the pitch circle diameter is larger than the pitch circle diameter of the turning pinion of the other second braking device” is a configuration that has technical significance even when separated from the concept of the maximum assumed value A of the external force. This is because these configurations can be regarded as a configuration that can avoid the turning of the turning gear at the time of braking, in view of the above knowledge 2 and knowledge 3.
また、上記実施形態における外力の最大想定値Aの決め方は、一例であり、他の決め方を排除するものではない。例えば、一定期間(例えば1年間)に亘って計測された風速等のデータ、ナセル、支柱、ヨーユニットの破損状況や変形量等の実測データに基づいて、例えば、当該風力発電設備において実際に測定された最大外力を若干超える外力を、「外力の最大想定値A」として決定するのは、合理的である。この手法は、当該風力発電設備が現に設置されている土地特有の地理的事情をより考慮できる点で優れる。 Further, the method of determining the maximum estimated value A of the external force in the above embodiment is an example, and other determination methods are not excluded. For example, based on data such as wind speed measured over a certain period of time (for example, one year), actual measurement data such as the state of damage or deformation of nacelles, struts, and yaw units, for example, actually measured at the wind power generation facility. It is reasonable to determine an external force that slightly exceeds the determined maximum external force as the “maximum estimated value A of the external force”. This method is superior in that it can take into account the geographical circumstances peculiar to the land where the wind power generation facility is actually installed.
12…風力発電設備
14…支柱
16…ナセル
18…滑り軸受(第1制動装置)
20…旋回歯車
122…旋回ピニオン
100…ヨーユニット(第2制動装置)
200…ブレーキユニット(第2制動装置)
A…外力の想定最大値
B…第1制動装置の制動力
C…一部の第2制動装置の制動力の合算値
12 ... Wind
20 ... Swivel gear
122 ... turning
200 ... Brake unit (second braking device)
A ... Assumed maximum value of external force B ... Braking force of first braking device C ... Sum of braking forces of some second braking devices
Claims (4)
前記複数の第2制動装置のうちの少なくとも一部の第2制動装置は、前記ナセルを旋回駆動する制動機能付きのヨーユニットであり、
前記ヨーユニットは、モータと、減速装置と、を有し、
前記第2制動装置は、前記ヨーユニットによって旋回駆動された前記ナセルの旋回を制動するときに作動される制動機構を有し、
前記ナセルを旋回させようとする外力の想定最大値をA、前記第1制動装置の制動力をBとしたときに、前記複数の第2制動装置のうちの1台の第2制動装置の制動力が、(A−B)よりも大きく設定され、
前記外力の想定最大値Aは、前記モータの定格出力トルクと前記減速装置の減速比との積を全てのヨーユニットについて合算した合算値であり、
前記第1制動装置は、前記支柱と前記ナセルとの間に配置される滑り軸受であり、制動力を調整する調整機構を有し、該調整機構により制動力が調整された後は、旋回時、制動時を問わず当該調整された制動力が作用することを特徴とする風力発電設備。 A strut, a nacelle that swivels with respect to the strut, a swivel gear provided on the strut, a first braking device that brakes swiveling of the nacelle without the swivel gear, and a swivel that meshes with the swivel gear A plurality of second braking devices that have a pinion and brake the turning of the nacelle via the turning gear by braking the rotation of the turning pinion,
Wherein at least a portion of said second braking device of the plurality of second braking device is a yaw unit with braking function for turning drive the nacelle,
The yaw unit has a motor and a reduction gear,
The second braking device has a braking mechanism that is operated when braking the turning of the nacelle that is driven to turn by the yaw unit,
When the assumed maximum value of the external force for turning the nacelle is A and the braking force of the first braking device is B , the control of one second braking device of the plurality of second braking devices is performed. The power is set larger than (A-B),
The assumed maximum value A of the external force is a total value obtained by adding the products of the rated output torque of the motor and the reduction ratio of the reduction gear for all yaw units,
The first braking device is a sliding bearing disposed between the support column and the nacelle, and has an adjusting mechanism for adjusting a braking force. After the braking force is adjusted by the adjusting mechanism, A wind power generation facility in which the adjusted braking force acts regardless of braking.
前記複数の第2制動装置のうち、少なくとも1台の第2制動装置の制動力が、他の第2制動装置よりも大きいことを特徴とする風力発電設備。 In claim 1,
The wind power generation facility, wherein a braking force of at least one second braking device among the plurality of second braking devices is larger than that of the other second braking devices.
前記第2制動装置は、該第2制動装置の制動機構と前記旋回ピニオンとの間に、該制動機構での回転を前記旋回ピニオンの回転より速める増速機構を有し、
前記制動力が大きくされた第2制動装置は、前記ヨーユニット以外の制動装置であって、
該制動力が大きくされた第2制動装置の増速機構の増速比は、前記ヨーユニットの増速機構の増速比よりも大きいことを特徴とする風力発電設備。 In claim 2,
The second braking device has a speed increasing mechanism between the braking mechanism of the second braking device and the turning pinion, which makes the rotation of the braking mechanism faster than the rotation of the turning pinion,
The second braking device in which the braking force is increased is a braking device other than the yaw unit,
The wind power generation facility characterized in that the speed increasing ratio of the speed increasing mechanism of the second braking device in which the braking force is increased is larger than the speed increasing ratio of the speed increasing mechanism of the yaw unit.
前記制動力が前記(A−B)よりも大きくされた第2制動装置は、他の第2制動装置よりも前記旋回ピニオンのピッチ円径が大きいことを特徴とする風力発電設備。
In any one of Claims 1-3 ,
The wind turbine generator according to claim 2, wherein the second braking device in which the braking force is greater than (A-B) has a larger pitch circle diameter of the turning pinion than other second braking devices.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014037389A JP6489599B2 (en) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | Wind power generation equipment |
CN201410620692.XA CN104879278B (en) | 2014-02-27 | 2014-11-05 | wind power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014037389A JP6489599B2 (en) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | Wind power generation equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015161235A JP2015161235A (en) | 2015-09-07 |
JP6489599B2 true JP6489599B2 (en) | 2019-03-27 |
Family
ID=53946911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014037389A Active JP6489599B2 (en) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | Wind power generation equipment |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6489599B2 (en) |
CN (1) | CN104879278B (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113202693B (en) * | 2021-05-18 | 2022-03-29 | 李慧 | Automatic speed-control wind driven generator |
CN116336996B (en) * | 2023-05-15 | 2023-07-21 | 沈阳强航时代精密科技有限公司 | Method for detecting deflection of low-pressure turbine blade by using three-coordinate measuring machine |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004232500A (en) * | 2003-01-28 | 2004-08-19 | Komatsu Ltd | Nacelle turn drive device for wind power generation equipment, and its operating method |
JP4638298B2 (en) * | 2005-08-18 | 2011-02-23 | 三菱重工業株式会社 | Wind power generator |
JP2008095664A (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Ebara Corp | Wind turbine device |
JP2008309097A (en) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Ebara Corp | Wind power generation equipment and method of controlling windmill for wind power generation |
JP2011127551A (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Wind-powered generator apparatus |
BRPI1001242A2 (en) * | 2010-02-08 | 2016-02-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | wind turbine generator, and, nacelle turning method of a wind turbine generator |
WO2011151887A1 (en) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 三菱重工業株式会社 | Wind power generation device, gear transmission mechanism, and gear-meshing control method |
JP5654949B2 (en) * | 2011-06-06 | 2015-01-14 | 住友重機械工業株式会社 | Power transmission device for wind power generation equipment |
WO2013057836A1 (en) * | 2011-10-21 | 2013-04-25 | 三菱重工業株式会社 | Wind power generation device and wind power generation device yaw rotation control method |
-
2014
- 2014-02-27 JP JP2014037389A patent/JP6489599B2/en active Active
- 2014-11-05 CN CN201410620692.XA patent/CN104879278B/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104879278A (en) | 2015-09-02 |
CN104879278B (en) | 2018-06-22 |
JP2015161235A (en) | 2015-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6018203B2 (en) | Journal bearing for use in orbiting circular transmission and method for promoting hydrodynamic oil flow in journal bearing | |
EP2072858A1 (en) | A planetary type gear unit comprising a planet carrier with a planet bogie plate | |
US8246505B2 (en) | Planetary type gear unit comprising a planet carrier with a planet bogie plate | |
DK2280191T4 (en) | Drive unit with overload protection to operate a dental ring, set of several such drive units and device containing such drive unit | |
JP5174171B2 (en) | Wind power generator, gear transmission mechanism, and gear meshing control method | |
JP5474866B2 (en) | Reduction gear used for wind power generation equipment | |
JP6489599B2 (en) | Wind power generation equipment | |
JP6870105B2 (en) | Adjustment units and methods for wind turbine orientation and / or pitch adjustment | |
EP0807214B1 (en) | Multiple-disc coupling device, automatic transmission provided therewith, and method for making same | |
EP2532887A2 (en) | Power transmission device of wind power generation equipment | |
US10495070B2 (en) | Gearbox for a wind turbine | |
CN102454545B (en) | Speed reducer for wind power generation equipment, and yaw drive device of wind power generation equipment | |
JP6486245B2 (en) | Wind power generation equipment and second braking device | |
WO2016113494A1 (en) | Method for manufacturing a propeller reduction gear | |
JP6771935B2 (en) | Wind power generator | |
US20240142341A1 (en) | Overload protection for drive test stands | |
EP4291790A1 (en) | Drive and/or adjustment device having overload protection | |
JP2006170413A (en) | Bearing device for helical planetary reducer | |
JP4025152B2 (en) | Power transmission device and drive device | |
JP5938359B2 (en) | Reduction gear used for wind power generation equipment | |
GB2576066A (en) | Improved wind turbine shaft and drive assembly | |
NO345863B1 (en) | Gear unit for use in wind turbines | |
NO336333B1 (en) | Device by gear | |
WO2009113904A1 (en) | Rotation transmitting method and a gear transmission |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160513 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170323 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170328 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170525 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20170914 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20171031 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180130 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20180206 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20180406 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181220 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6489599 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |