JP6765760B2 - 風力発電用の風車制御装置 - Google Patents
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Description
風車の回転力を変換して電力を生じさせる発電機と、
前記発電機に対する電気的な制御により前記発電機において前記風車の回転力に逆らう力を生じさせる第1ブレーキ動作と前記第1ブレーキ動作の解除とを行う第1ブレーキ部と、
前記風車の一部又は前記風車と連動する連動部材の少なくともいずれかを被作用部として作用する接触部材を備え、前記接触部材を前記被作用部に接触させつつブレーキ力を生じさせる第2ブレーキ動作と前記第2ブレーキ動作の解除とを行う第2ブレーキ部と、
所定のブレーキ開始条件の成立に応じて前記第1ブレーキ部に前記第1ブレーキ動作を行わせ、前記第1ブレーキ部による前記第1ブレーキ動作の開始後に前記第2ブレーキ部に前記第2ブレーキ動作を行わせる制御部と、
を有する。
本発明は、風車の回転速度を検出する検出部を備えていてもよく、制御部は、所定のブレーキ開始条件の成立に応じて第1ブレーキ部に第1ブレーキ動作を行わせた後、少なくとも検出部が検出する回転速度が所定の下限速度以下となった場合に第2ブレーキ部に第2ブレーキ動作を行わせるように機能してもよい。
本発明を具体化した実施例1について、図面を参照しつつ説明する。
図1、図2には、実施例1に係る風車制御装置2を用いた風力発電システム1を示している。図1の風力発電システム1は、主として、風車100、発電機3、風車制御装置2、バッテリ60、回転速度センサ7、風速センサ9などを備えている。この風力発電システム1は、風車100の回転時に発電機3で電力を発生させ、所望の出力に変換した上でバッテリ60の充電や、外部出力端子62からの出力を行う装置として構成されている。
制御部10は、例えば、所定の運転開始条件を満たす場合(例えば、回転速度センサ7によって検出される風車100の回転速度が所定の発電開始回転速度以上である場合)、図5のような流れで制御を行う。図5の制御が開始された場合、風速センサ9で計測される風速が第1閾値Vth1(安全運転の限界風速)未満となっている間は、ステップS1でNoとなる判断が繰り返され、この期間は、制御部10によって通常の発電制御が行われる。
風車制御装置2は、風速が第1閾値Vth1に達する程度に大きくなった場合に風車100の回転を迅速に抑制することができるため、風車100において過回転が生じにくくなる。一方、抑制動作の開始後、風速センサ9で計測される風速が一定時間を超えて第2閾値Vth2以下で継続した場合に抑制動作を解除することができる。つまり、風速が第2閾値Vth2を超えない状態が一定時間を超えて継続するような安定した状況を確認した上で抑制動作を解除することができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)実施例1は、風車100として垂直軸型風車を例示したが、水平軸型風車であってもよい。発電機3の回転子に対して直接又は間接的に駆動力を与え得る風車であれば、公知のあらゆる種類の風車に適用することができる。
(2)実施例1では、図3において機械ブレーキ部22(第2ブレーキ部)の一例を示したが、第2ブレーキ部は、風車100に対して機械的な接触によってブレーキ力を与え得る構成であればよく、回転体に対してブレーキ力を与える機能を備えた公知の様々な機械ブレーキを用いることができる。例えば、特開2011−256723号公報で開示されるような機械式ブレーキを用いてもよい。また、風車100及びこれに連動する部材に対する機械ブレーキ部22の接触部位は、実施例1の被作用部106の位置に限定されない。例えば、機械ブレーキ部22の接触部材(アクチュエータによって駆動される部材)は、風車100と連動する連動部材(例えば、歯車伝動などによって風車100と連動する部材)を被作用部とし、この連動部材(被作用部)に接触部材を接触させつつブレーキ力を生じさせるように第2ブレーキ動作を行う構成であってもよい。
(3)実施例1では、図4において第1電気ブレーキ部21(第1ブレーキ部)の一例を示したが、第1ブレーキ部は、電気的な制御によって発電機の回転にブレーキ力を生じさせ得る構成であれば、公知の様々な電気ブレーキを用いることができる。また、図4の例では、抵抗部R1,R2,R3を用いたが、これらを省略して短絡させるようにしてもよい。
(4)実施例1では、回転抑制部20による抑制動作の一例として、風車100の回転を完全に停止させる停止動作を例示したが、完全に停止せずに非常に遅い速度で回転するような状態で回転を抑制してもよい。
2…風車制御装置
3…発電機
7…回転速度センサ(検出部)
10…制御部
21…第1電気ブレーキ部(第1ブレーキ部)
22…機械ブレーキ部(第2ブレーキ部)
24B…接触部材
100…風車
106…被作用部
Claims (2)
- 風車の回転力を変換して電力を生じさせる発電機と、
前記発電機に対する電気的な制御により前記発電機において前記風車の回転力に逆らう力を生じさせる第1ブレーキ動作と前記第1ブレーキ動作の解除とを行う第1ブレーキ部と、
前記風車の一部又は前記風車と連動する連動部材の少なくともいずれかを被作用部として作用する接触部材を備え、前記接触部材を前記被作用部に接触させつつブレーキ力を生じさせる第2ブレーキ動作と前記第2ブレーキ動作の解除とを行う第2ブレーキ部と、
所定のブレーキ開始条件の成立に応じて前記第1ブレーキ部に前記第1ブレーキ動作を行わせ、前記第1ブレーキ部による前記第1ブレーキ動作の開始後に前記第2ブレーキ部に前記第2ブレーキ動作を行わせる制御部と、
を有し、
前記風車の回転速度を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記所定のブレーキ開始条件の成立に応じて前記第1ブレーキ部に前記第1ブレーキ動作を行わせた後、少なくとも前記検出部が検出する回転速度が所定の上限速度を超えた場合に前記第2ブレーキ部に前記第2ブレーキ動作を行わせる風力発電用の風車制御装置。 - 風車の回転力を変換して電力を生じさせる発電機と、
前記発電機に対する電気的な制御により前記発電機において前記風車の回転力に逆らう力を生じさせる第1ブレーキ動作と前記第1ブレーキ動作の解除とを行う第1ブレーキ部と、
前記風車の一部又は前記風車と連動する連動部材の少なくともいずれかを被作用部として作用する接触部材を備え、前記接触部材を前記被作用部に接触させつつブレーキ力を生じさせる第2ブレーキ動作と前記第2ブレーキ動作の解除とを行う第2ブレーキ部と、
所定のブレーキ開始条件の成立に応じて前記第1ブレーキ部に前記第1ブレーキ動作を行わせ、前記第1ブレーキ部による前記第1ブレーキ動作の開始後に前記第2ブレーキ部に前記第2ブレーキ動作を行わせる制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記所定のブレーキ開始条件の成立に応じて前記第1ブレーキ部に前記第1ブレーキ動作を行わせた後、少なくとも一定時間が経過した場合に前記第1ブレーキ動作を停止させて前記第2ブレーキ部に前記第2ブレーキ動作を行わせる風力発電用の風車制御装置。
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