JP7146580B2 - Wind power generator and wind power generation system - Google Patents

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Description

本発明は、風力発電装置及び、複数基の風力発電装置からなるウィンドファームを備える風力発電システムに係り、特に、ヨーアクチュエータ異常検出機能を備える風力発電装置及び風力発電システムに関する。 The present invention relates to a wind turbine generator and a wind turbine generator system including a wind farm composed of a plurality of wind turbine generators, and more particularly to a wind turbine generator and a wind turbine generator system having a yaw actuator abnormality detection function.

近年、地球環境の保全の観点から、風力を利用して発電を行う風力発電装置が注目されている。一般的に風力発電装置は、複数のブレードがハブに取り付けられたロータを有しており、風を受けて回転するロータの回転エネルギーによって発電機を駆動するようなっている。
通常、風力発電装置が受ける風の条件は、地形などの影響により異なる。実際の風の条件が設計想定以上に厳しくなると、風力発電機が受ける変動荷重が増大する。そのため、風力発電装置の各構成部品(例えば、ブレード、ナセル、タワー及び補機類など)が設計時に想定した時期よりも早く損傷し、交換時期が早まる可能性がある。予期せぬ損傷が生じた場合、交換部品の手配や交換工事の手配などに時間を要することからダウンタイムが発生し、発電事業者あるいはメーカの損失が増大する懸念がある。
2. Description of the Related Art In recent years, from the viewpoint of protecting the global environment, attention has been focused on wind power generators that generate power using wind power. A wind power generator generally has a rotor with a plurality of blades attached to a hub, and the rotational energy of the rotor that rotates in response to the wind drives a generator.
Generally, wind conditions to which a wind turbine generator is subjected differ depending on the influence of topography and the like. If the actual wind conditions are more severe than the design assumptions, the fluctuating load that the wind power generator receives will increase. Therefore, each component of the wind power generator (for example, blades, nacelles, towers, and auxiliary equipment) may be damaged earlier than assumed at the time of design, and the time for replacement may be hastened. When unexpected damage occurs, it takes time to arrange replacement parts and replacement work, resulting in downtime.

例えば、減速機の異常を発見し計画的な修繕を行うことで発電運転の停止時間を短縮可能とする風力発電装置として、特許文献1に記載される技術が提案されている。特許文献1には、ヨー駆動装置を構成する複数の減速機と、減速機に連結するモータを備え、減速機の異常を判定する異常判定部が、個々の電力量計で測定された各モータの積算消費電力量を比較し、少なくとも二つのモータの積算消費電力量の差が所定の値以上の場合、積算消費電力量の小さい方のモータに対応した減速機が異常状態にあると判定する旨開示されている。また、特許文献1では、三つ以上のモータが存在する場合は、総てのモータについて、総当たりで二個の積算消費電力量の差分を取り、総ての差分の中の一つでも所定の閾値を超えた場合に、異常と判定する旨記載されている。 For example, a technique described in Patent Literature 1 has been proposed as a wind turbine generator capable of shortening the stop time of power generation operation by detecting an abnormality in a speed reducer and carrying out planned repairs. In Patent Document 1, a plurality of reduction gears constituting a yaw drive device and a motor connected to the reduction gears are provided, and an abnormality determination unit that determines an abnormality of the reduction gears is provided for each motor measured by an individual watt-hour meter. are compared, and if the difference in the integrated power consumption of at least two motors is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the reduction gear corresponding to the motor with the smaller integrated power consumption is in an abnormal state. It is disclosed. In addition, in Patent Document 1, when there are three or more motors, the difference between two integrated power consumption amounts is taken for all motors, and even one of all the differences is a predetermined value. It is stated that when the threshold value of is exceeded, it is judged to be abnormal.

特開2015-74998号公報JP 2015-74998 A

しかしながら、特許文献1に開示される構成では、二つのモータの積算消費電力量の差分に基づき減速機の異常を判定するため、積算消費電力量を得るために時間を要することとから、早期に減速機の異常を判定することは困難である。
そこで、本発明は、ヨーアクチュエータの異常を早期に判定し得る風力発電装置及び風力発電システムを提供する。
However, in the configuration disclosed in Patent Literature 1, since the abnormality of the speed reducer is determined based on the difference in the accumulated power consumption of the two motors, it takes time to obtain the accumulated power consumption. It is difficult to determine the abnormality of the speed reducer.
Accordingly, the present invention provides a wind turbine generator and a wind turbine generator system capable of early determination of an abnormality in the yaw actuator.

上記課題を解決するため、本発明に係る風力発電装置は、風を受けて回転するロータを支持するナセルと、前記ナセルを回動可能に支持するタワーと、前記タワーに対し前記ナセルを回動させる複数のヨーアクチュエータと、前記ヨーアクチュエータの異常を検出する異常検出装置を備え、前記異常検出装置は、各ヨーアクチュエータの出力の合計値と所定の第1の閾値とを比較し、前記出力の合計値が前記所定の第1の閾値を超えるとヨーアクチュエータの異常と判定し、前記複数のヨーアクチュエータのうち一部のヨーアクチュエータを停止させ、動作中のヨーアクチュエータの出力の合計値に基づいて異常があるヨーアクチュエータを判定する異常判定部を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る風力発電システムは、風を受けて回転するロータを支持するナセルと前記ナセルを回動可能に支持するタワーと前記タワーに対し前記ナセルを回動させる複数のヨーアクチュエータを有する風力発電装置を複数備えると共に、前記ヨーアクチュエータの異常を検出する異常検出装置を備え、前記異常検出装置は、各ヨーアクチュエータの出力の合計値と所定の第1の閾値とを比較し、前記出力の合計値が前記所定の第1の閾値を超えるとヨーアクチュエータの異常と判定し、前記複数のヨーアクチュエータのうち一部のヨーアクチュエータを停止させ、動作中のヨーアクチュエータの出力の合計値に基づいて異常があるヨーアクチュエータを判定する異常判定部を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a wind turbine generator according to the present invention includes a nacelle supporting a rotor that rotates in response to wind, a tower rotatably supporting the nacelle, and the nacelle rotating with respect to the tower. and an abnormality detection device for detecting an abnormality in the yaw actuators. The abnormality detection device compares the total value of the outputs of the yaw actuators with a predetermined first threshold, and determines the output of the yaw actuator. If the total value exceeds the predetermined first threshold value, it is determined that the yaw actuator is abnormal, some of the plurality of yaw actuators are stopped, and based on the total value of the outputs of the yaw actuators in operation. The present invention is characterized by comprising an abnormality determination unit that determines a yaw actuator having an abnormality .
A wind power generation system according to the present invention includes a nacelle that supports a rotor that rotates in response to wind, a tower that rotatably supports the nacelle, and a plurality of yaw actuators that rotate the nacelle with respect to the tower. A plurality of wind power generators are provided, and an abnormality detection device for detecting an abnormality in the yaw actuator is provided. The abnormality detection device compares a total output value of each yaw actuator with a predetermined first threshold value, exceeds the predetermined first threshold value, it is determined that the yaw actuator is abnormal, some of the plurality of yaw actuators are stopped, and based on the total value of the outputs of the yaw actuators in operation, and an abnormality determination unit that determines a yaw actuator having an abnormality .

本発明によれば、ヨーアクチュエータの異常を早期に判定し得る風力発電装置及び風力発電システムを提供することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a wind turbine generator and a wind turbine generator system capable of early determination of an abnormality in the yaw actuator.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

本発明の一実施例に係る風力発電システムの全体概略構成図である。1 is an overall schematic configuration diagram of a wind power generation system according to an embodiment of the present invention; FIG. 図1に示す風力発電装置のタワー頂部近傍を示す斜視図である。2 is a perspective view showing the vicinity of the tower top of the wind turbine generator shown in FIG. 1. FIG. 図1に示す風力発電装置のタワー頂部近傍を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing the vicinity of the tower top of the wind turbine generator shown in FIG. 1; 実施例1に係るヨーアクチュエータ及び異常検出装置のブロック線図である。1 is a block diagram of a yaw actuator and an abnormality detection device according to Embodiment 1; FIG. 図1に示す制御装置の機能ブロック図である。2 is a functional block diagram of the control device shown in FIG. 1; FIG. 図4に示すヨーアクチュエータ及び動力遮断機構部を示す部分断面図である。5 is a partial cross-sectional view showing a yaw actuator and a power cutoff mechanism shown in FIG. 4; FIG. 図6に示す出力軸からピニオンギアへの回転動力の伝達状態を表す概略図である。7 is a schematic diagram showing a state of transmission of rotational power from the output shaft shown in FIG. 6 to a pinion gear; FIG. 図6に示す出力軸からピニオンギアへの回転動力の非伝達状態を表す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a non-transmission state of rotational power from the output shaft shown in FIG. 6 to a pinion gear; 図5に示す異常検出装置のフローチャートである。6 is a flowchart of the abnormality detection device shown in FIG. 5; 図9に示すヨーアクチュエータ異常個所検出シーケンスの詳細フローを示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a detailed flow of a yaw actuator abnormal point detection sequence shown in FIG. 9; FIG. 本発明の他の実施例に係る実施例2の風力発電システムの全体概略構成図である。FIG. 2 is an overall schematic configuration diagram of a wind power generation system of Example 2 according to another example of the present invention; 図11に示す制御装置の機能ブロック図である。12 is a functional block diagram of the control device shown in FIG. 11; FIG. 図12に示す異常検出装置のフローチャートである。13 is a flowchart of the abnormality detection device shown in FIG. 12;

本明細書では、本発明の実施形態に係る風力発電システムを構成する風力発電装置として、ダウンウィンド型の風力発電装置を一例として説明するが、アップウィンド型の風力発電装置においても同様に適用できる。また、本発明の実施形態に係る風力発電システムを構成する風力発電装置は、洋上、山岳部及び平野部の何れの場所にも設けることができる。
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
In this specification, a downwind-type wind power generator will be described as an example of a wind power generator that constitutes a wind power generation system according to an embodiment of the present invention, but the present invention can be similarly applied to an upwind-type wind power generator. . Moreover, the wind power generators that constitute the wind power generation system according to the embodiment of the present invention can be installed anywhere on the ocean, in the mountains, or in the plains.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<風力発電システム>
図1は、本発明の一実施例に係る風力発電システムの全体概略構成図である。図1に示すように、風力発電システム1は、風力発電装置2、運転管理センター3内に設置される電子端末5、及び詳細後述する風力発電装置2内に設置される制御装置29、及び電子端末5と制御装置29とを相互に通信可能に接続する通信ネットワーク6から構成される。ここで、通信ネットワーク6は、有線であるか、無線であるかを問わない。
<Wind power generation system>
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a wind power generation system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the wind power generation system 1 includes a wind power generator 2, an electronic terminal 5 installed in the operation management center 3, a controller 29 installed in the wind power generator 2, which will be described later in detail, and an electronic It is composed of a communication network 6 that connects the terminal 5 and the control device 29 so that they can communicate with each other. Here, the communication network 6 may be wired or wireless.

<風力発電装置>
図1に示すように、風力発電装置2は、風を受けて回転するブレード24、ブレード24を支持するハブ23、ナセル22、及びナセル22を回動可能に支持するタワー21を備える。ナセル22内に、ハブ23に接続されハブ23と共に回転する主軸25、主軸25に接続され回転速度を増速する増速機26、及び増速機26により増速された回転速度で回転子を回転させて発電運転する発電機27を備えている。ブレード24の回転エネルギーを発電機27に伝達する部位は、動力伝達部と呼ばれ、本実施例では、主軸25及び増速機26が動力伝達部に含まれる。また、ブレード24及びハブ23によりロータが構成される。図1に示すように、タワー21内の底部(下部)に、電力の周波数を変換する電力変換器28、電流の開閉を行うスイッチング用の開閉器及び変圧器(図示せず)、及び制御装置29などが配されている。
<Wind power generator>
As shown in FIG. 1 , the wind turbine generator 2 includes blades 24 that rotate with wind, a hub 23 that supports the blades 24 , a nacelle 22 , and a tower 21 that rotatably supports the nacelle 22 . In the nacelle 22, there are a main shaft 25 connected to the hub 23 and rotating together with the hub 23, a gearbox 26 connected to the main shaft 25 and increasing the rotational speed, and a rotor driven at the rotational speed increased by the gearbox 26. It has a generator 27 that rotates to generate power. A portion that transmits the rotational energy of the blades 24 to the generator 27 is called a power transmission section, and in this embodiment, the main shaft 25 and the gearbox 26 are included in the power transmission section. A rotor is composed of the blades 24 and the hub 23 . As shown in FIG. 1, a power converter 28 for converting the frequency of power, a switching switch and transformer (not shown) for switching current, and a control device are installed at the bottom (lower part) in the tower 21. 29 etc. are arranged.

制御装置29として、例えは、制御盤又はSCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)が用いられる。
本実施例では、3枚のブレード24とハブ23にてロータを構成する例を示すが、これに限られず、ロータはハブと少なくとも1枚のブレード24にて構成しても良い。
As the control device 29, for example, a control panel or SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) is used.
In this embodiment, an example in which the rotor is composed of three blades 24 and a hub 23 is shown, but this is not restrictive, and the rotor may be composed of a hub and at least one blade 24 .

風力発電装置2に設置されるセンサ4は、例えば、ナセル22の上部に設置される風向風速計、ブレード24の根元に設置されブレード24のピッチ角を計測するピッチ角センサ、ナセル22の方位角を計測するヨー角センサ、及びブレード24に付加される応力を計測する歪センサを含む。なお、図示しないが、センサ4として、例えば、ナセル22の上部に設置され外気温度を計測する温度計、ナセル22内の温度を計測する温度計、及びナセル22内の湿度を計測する湿度計等を含む構成としても良い。また、更には、図示しない、発電機27の回転数、発電量などを計測するセンサを含む構成としても良い。なお、上述の全てのセンサを設置する構成に限られるものではない。 The sensors 4 installed in the wind turbine generator 2 include, for example, an anemometer installed on top of the nacelle 22, a pitch angle sensor installed at the base of the blades 24 to measure the pitch angle of the blades 24, and an azimuth angle of the nacelle 22. and a strain sensor that measures the stress applied to the blade 24 . Although not shown, the sensors 4 include, for example, a thermometer installed above the nacelle 22 to measure the outside air temperature, a thermometer to measure the temperature inside the nacelle 22, and a hygrometer to measure the humidity inside the nacelle 22. It is good also as a structure containing. Further, the configuration may include a sensor (not shown) for measuring the number of rotations of the generator 27, the amount of power generation, and the like. In addition, it is not restricted to the structure which installs all the above-mentioned sensors.

制御装置29は、上述の風向風速計、ピッチ角センサ、ヨー角センサ、及び上述の各種センサ4から信号線を介して計測データを取得し、当該取得された計測データに基づき、ピッチ角、ナセル方位角、発電機回転速度などを適切に制御すると共に、取得された計測データを、通信ネットワーク6を介して運転管理センター3内に設置される電子端末5へ送信する。 The control device 29 acquires measurement data from the wind speed and direction meter, pitch angle sensor, yaw angle sensor, and various sensors 4 described above via signal lines, and based on the acquired measurement data, adjusts the pitch angle, nacelle The azimuth angle, generator rotation speed, etc. are appropriately controlled, and the acquired measurement data is transmitted to the electronic terminal 5 installed in the operation management center 3 via the communication network 6 .

図2は図1に示す風力発電装置のタワー頂部近傍を示す斜視図であり、図3は図1に示す風力発電装置のタワー頂部近傍を示す側面図である。図2及び図3では、タワー21の頂部近傍の様子が分かり易いようナセル22を透視した形で図示している。タワー21とナセル22の連結部分には、ヨーベアリングギア9及び複数のヨーアクチュエータ10が設けられており、タワー21に対するナセル22とロータすなわちハブ23及び複数のブレード24の位置を制御するヨー駆動装置(ヨー角制御機構)として機能する。ヨーベアリングギア9はタワー21の頂部に設けられ、ヨーアクチュエータ10はナセル22内に複数設けられている。ヨーアクチュエータ10の設置数は風力発電装置2の種類や規模にもよるが、例えば、発電量(出力)が2MW程度では4基ほど設置されており、5MW程度の規模では8基ほどタワー21の頂部を取り巻くように設置される。以下では、8基のヨーアクチュエータ10が設置される場合を一例として説明する。
図3に示すように、ヨーアクチュエータ10は、ヨー駆動(ヨー旋回)の動力源となる駆動モータ13、駆動モータ13の駆動力をピニオンギア11に伝達する減速機12、及びヨーベアリングギア9と噛合するよう設けられるピニオンギア11が連結して構成される。
2 is a perspective view showing the vicinity of the tower top of the wind turbine generator shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a side view showing the vicinity of the tower top of the wind turbine generator shown in FIG. In FIGS. 2 and 3, the nacelle 22 is shown in a see-through form so that the state near the top of the tower 21 can be easily understood. A yaw bearing gear 9 and a plurality of yaw actuators 10 are provided at the connecting portion of the tower 21 and the nacelle 22 to control the positions of the nacelle 22 and the rotor or hub 23 and the plurality of blades 24 with respect to the tower 21. (yaw angle control mechanism). A yaw bearing gear 9 is provided at the top of the tower 21 and a plurality of yaw actuators 10 are provided within the nacelle 22 . The number of yaw actuators 10 to be installed depends on the type and scale of the wind turbine generator 2, but for example, about 4 units are installed when the power generation amount (output) is about 2 MW, and about 8 units are installed for a scale of about 5 MW. It is installed so as to surround the top. A case where eight yaw actuators 10 are installed will be described below as an example.
As shown in FIG. 3 , the yaw actuator 10 includes a drive motor 13 that serves as a power source for yaw driving (yaw turning), a speed reducer 12 that transmits the driving force of the drive motor 13 to the pinion gear 11 , and a yaw bearing gear 9 . A pinion gear 11 provided to mesh is connected.

図4は、本実施例に係るヨーアクチュエータ及び異常検出装置のブロック線図である。8基のヨーアクチュエータ10には、それぞれヨー動力制御部14及び動力遮断機構部15が接続されている。ヨー動力制御部14は、ヨーアクチュエータ10に対して運転信号を出力する装置であって、インバータにて構成される。インバータは、例えば、図示しないフルブリッジ回路を備え、フルブリッジ回路は、PWM制御部(図示せず)より入力されたドライブ信号に応じて直流電圧源(図示せず)をスイッチングして、ヨーアクチュエータ10を構成する駆動モータ13に電流を出力する。フルブリッジ回路は4つのスイッチング素子を備えており、直列接続された2つのスイッチング素子を持つ第一上下アーム(U相)と、2つのスイッチング素子を持つ第二上下アーム(V相)と、を構成している。スイッチング素子は、PWM制御部で生成されるドライブ信号を基に、ゲートドライバ回路(図示せず)が出力するパルス状のゲート信号に応じてスイッチング動作できる。 FIG. 4 is a block diagram of a yaw actuator and an abnormality detection device according to this embodiment. A yaw power control section 14 and a power cutoff mechanism section 15 are connected to the eight yaw actuators 10, respectively. The yaw power control unit 14 is a device that outputs an operation signal to the yaw actuator 10, and is composed of an inverter. The inverter includes, for example, a full bridge circuit (not shown), and the full bridge circuit switches a DC voltage source (not shown) in response to a drive signal input from a PWM control section (not shown) to switch the yaw actuator. A current is output to a drive motor 13 that constitutes 10 . The full bridge circuit has four switching elements, a first upper and lower arm (U phase) having two switching elements connected in series and a second upper and lower arm (V phase) having two switching elements. Configure. The switching element can perform a switching operation according to a pulse-shaped gate signal output by a gate driver circuit (not shown) based on a drive signal generated by the PWM control section.

詳細後述する動力遮断機構部15は、ヨーアクチュエータ10に内蔵されるクラッチ機構を動作させる装置であって、油圧ユニットにて構成される。油圧ユニットにより油圧を制御することによりヨーアクチュエータ10の動力を遮断する機能を有する。出力計測部16は、ヨー動力制御部14であるインバータの電流値を計測する。なお、インバータの電流値を計測することに代えて、例えば、トルク、振動、歪など他のパラメータを計測するよう構成しても良い。
出力演算部31は、各出力計測部16にて計測された電流値を入力し、その合計値を求め異常判定部32へ出力する。詳細後述する異常判定部32は、出力演算部31より入力される合計値に基づき、ヨー動力制御部14及び動力遮断機構部15に対し制御信号を出力する。出力演算部31及び異常判定部32にて異常検出装置が構成される。
A power cutoff mechanism 15, which will be described later in detail, is a device that operates a clutch mechanism built in the yaw actuator 10, and is composed of a hydraulic unit. It has a function of cutting off the power of the yaw actuator 10 by controlling the hydraulic pressure with the hydraulic unit. The output measurement unit 16 measures the current value of the inverter that is the yaw power control unit 14 . Instead of measuring the current value of the inverter, for example, other parameters such as torque, vibration, and strain may be measured.
The output calculation unit 31 inputs the current values measured by the output measurement units 16 , obtains the total value, and outputs it to the abnormality determination unit 32 . The abnormality determination section 32 , which will be described later in detail, outputs a control signal to the yaw power control section 14 and the power cutoff mechanism section 15 based on the total value input from the output calculation section 31 . An abnormality detection device is configured by the output calculation unit 31 and the abnormality determination unit 32 .

ここで、ヨーアクチュエータ10及び動力遮断機構部15について説明する。
<ヨーアクチュエータ及び動力遮断機構部>
図6は、図4に示すヨーアクチュエータ10及び動力遮断機構部15を示す部分断面図である。図6に示すように、ヨーアクチュエータ10は、動力軸44を有する駆動モータ13と、動力軸44及びピニオンギア11の各々に連結され、動力軸44からピニオンギア11に動力を伝達する減速機12とを備える。
動力遮断機構部15は、詳細後述する異常判定部32より制御信号が入力されるクラッチ制御部90、及び油圧モータ252により駆動されるクラッチ油圧源94を備える。クラッチ制御部90は圧力調整弁90a及び通電コントローラ90bを有する。また、動力遮断機構部15は、クラッチ油圧源94に油圧供給路93を介して順次接続される、リリーフ弁98、アキュムレータ95、及びドレン弁99を有する。クラッチ油圧源94とリリーフ弁98とを連結する油圧供給路93は途中で分岐しており、この分岐した油圧供給路93は圧力調整弁(電磁弁)90aに接続され、この分岐した油圧供給路93を介してクラッチ油圧源94と圧力調整弁90aとが連結されている。圧力調整弁90aの下流側の油圧供給路93にはドレン弁199が設けられている。
Here, the yaw actuator 10 and the power cutoff mechanism 15 will be described.
<Yaw Actuator and Power Cutoff Mechanism>
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the yaw actuator 10 and the power cutoff mechanism 15 shown in FIG. As shown in FIG. 6 , the yaw actuator 10 is connected to a drive motor 13 having a power shaft 44 and a speed reducer 12 that is connected to each of the power shaft 44 and the pinion gear 11 and that transmits power from the power shaft 44 to the pinion gear 11 . and
The power cutoff mechanism unit 15 includes a clutch control unit 90 to which a control signal is input from an abnormality determination unit 32 described later in detail, and a clutch hydraulic pressure source 94 driven by a hydraulic motor 252 . The clutch control unit 90 has a pressure regulating valve 90a and an energization controller 90b. The power cutoff mechanism 15 also has a relief valve 98 , an accumulator 95 , and a drain valve 99 that are sequentially connected to the clutch hydraulic pressure source 94 via a hydraulic pressure supply path 93 . A hydraulic supply path 93 connecting the clutch hydraulic pressure source 94 and the relief valve 98 is branched in the middle. A clutch hydraulic pressure source 94 and a pressure regulating valve 90a are connected via 93. A drain valve 199 is provided in the hydraulic supply path 93 on the downstream side of the pressure regulating valve 90a.

[減速機]
減速機12は、駆動モータ13の動力軸44に連結される入力ギア43、入力ギア43と噛み合う複数のスパーギア53、複数のスパーギア53の各々に固定される複数のクランク軸50、及び、クラッチ作動部89を介して出力軸66に連結されるピニオンギア11を備える。また、減速機12は、内周側(内周面)に内歯42を有するケース40、ケース40の内歯42と噛み合う外歯46を有する外歯歯車45、外歯歯車45を保持するキャリア60、及び、クラッチ作動部89及び出力軸66を介してキャリア60に連結されるピニオンギア11を有する。ケース40は、筒状に形成され、内側に入力ギア43、複数のスパーギア53、複数のクランク軸50(シャフト本体51)、外歯歯車45及びキャリア60を収容する。外歯歯車45は、外歯用軸受(図示せず)を介して複数のクランク軸50を回転可能に保持し、入力ギア43及び複数のスパーギア53の回転に応じて複数のクランク軸50により揺動される揺動ギアとして機能する。キャリア60は、各クランク軸50を回転可能に保持すると共に、複数のクランク軸50を介して外歯歯車45を保持する。
[Decelerator]
The speed reducer 12 includes an input gear 43 connected to a power shaft 44 of the drive motor 13, a plurality of spur gears 53 meshing with the input gear 43, a plurality of crankshafts 50 fixed to each of the plurality of spur gears 53, and a clutch operating. It has a pinion gear 11 that is connected to the output shaft 66 via a portion 89 . Further, the speed reducer 12 includes a case 40 having internal teeth 42 on the inner peripheral side (inner peripheral surface), an external gear 45 having external teeth 46 meshing with the internal teeth 42 of the case 40, and a carrier holding the external gear 45. 60 and a pinion gear 11 connected to the carrier 60 via a clutch actuation portion 89 and an output shaft 66 . The case 40 is formed in a cylindrical shape and accommodates an input gear 43 , multiple spur gears 53 , multiple crankshafts 50 (shaft bodies 51 ), an external gear 45 and a carrier 60 inside. The external gear 45 rotatably holds a plurality of crankshafts 50 via an external tooth bearing (not shown), and rotates the crankshafts 50 according to the rotation of the input gear 43 and the spur gears 53 . Acts as an oscillating gear. The carrier 60 rotatably holds each crankshaft 50 and also holds the external gear 45 via a plurality of crankshafts 50 .

減速機12では、駆動モータ13から入力ギア43に入力される回転動力が、回転減速されてピニオンギア11から出力される。ピニオンギア11はヨーベアリングギア9と噛合するよう配されている。従って入力ギア43及び減速機12を介してピニオンギア11に伝達される回転動力は、トルクが増大した状態でヨー駆動力としてヨーベアリングギア9に出力される。 In the speed reducer 12 , the rotational power input from the drive motor 13 to the input gear 43 is reduced in rotation and output from the pinion gear 11 . A pinion gear 11 is arranged to mesh with the yaw bearing gear 9 . Therefore, the rotational power transmitted to the pinion gear 11 via the input gear 43 and the speed reducer 12 is output to the yaw bearing gear 9 as yaw driving force with increased torque.

図6において符号「L1」はピニオンギア11の中心軸を示す。ケース40の内歯42が設けられる内周面の中心軸は、中心軸L1と同軸上に位置する。以下の説明において、単に「軸方向」として表される方向は、中心軸L1上を延びる方向又は中心軸L1に平行な方向を意味する。また、中心軸L1に直交する方向を「径方向」と称し、中心軸L1周りの方向を「周方向」と称する。
ケース40は、筒状に形成され両端部が開放されたメインケース部41a、及び、メインケース部41aの一端部側に固定されるサブケース部41bを有する。本実施例ではメインケース部41aの縁部とサブケース部41bの縁部とがボルト(図示せず)によって固定されることにより、メインケース部41aとサブケース部41bとが連結される。メインケース部41aのうちサブケース部41bが装着される一端部とは反対側の他端部からは、出力軸66が突出する。
In FIG. 6, the symbol "L1" indicates the central axis of the pinion gear 11. As shown in FIG. The central axis of the inner peripheral surface of the case 40 on which the internal teeth 42 are provided is coaxial with the central axis L1. In the following description, a direction simply expressed as "axial direction" means a direction extending along the central axis L1 or a direction parallel to the central axis L1. Further, the direction perpendicular to the central axis L1 is called "radial direction", and the direction around the central axis L1 is called "circumferential direction".
The case 40 has a main case portion 41a formed in a cylindrical shape and having both ends opened, and a sub-case portion 41b fixed to one end side of the main case portion 41a. In this embodiment, the main case portion 41a and the sub case portion 41b are connected by fixing the edge portion of the main case portion 41a and the edge portion of the sub case portion 41b with bolts (not shown). An output shaft 66 protrudes from the other end of the main case portion 41a opposite to the one end to which the sub-case portion 41b is attached.

内歯42は、ピン状に形成された複数の内歯ピンから構成されている。これらの内歯ピンは、メインケース部41aの入力側部分111の内周面の全域にわたって周方向に沿って等間隔に複数形成されたピン溝に嵌め込まれ、各内歯ピンの長手方向が中心軸L1と平行になるように配されている。このような構成を有する内歯42は、外歯歯車45の外歯46と噛合するよう配されている。
ケース40のサブケース部41bには駆動モータ13が取り付けられる。駆動モータ13が有する動力軸44はサブケース部41bの内側に向かって延在し、サブケース部41b内に配置される入力ギア43と固定的に接続され、駆動モータ13により生ずる回転動力が動力軸44を介して入力ギア43に伝達される。
The internal teeth 42 are composed of a plurality of pin-shaped internal teeth pins. These internal teeth pins are fitted into pin grooves formed in a plurality of circumferentially equidistant intervals over the entire inner peripheral surface of the input side portion 111 of the main case portion 41a. It is arranged so as to be parallel to the axis L1. The internal teeth 42 having such a configuration are arranged to mesh with the external teeth 46 of the external gear 45 .
A drive motor 13 is attached to the sub-case portion 41 b of the case 40 . A power shaft 44 of the drive motor 13 extends toward the inside of the sub-case portion 41b, and is fixedly connected to an input gear 43 arranged in the sub-case portion 41b. It is transmitted to the input gear 43 via the shaft 44 .

キャリア60は、クランク軸50の一端部(入力ギア43及びスパーギア53側の端部)を回転可能に保持する第1保持部61、クランク軸50の他端部(ピニオンギア11が突出する側の端部)を回転可能に保持する第2保持部62、第1保持部61と第2保持部62とを連結する支柱63、及び、キャリア60を出力軸66と連結するための結合筒部64を有する。なお説明の便宜上、図6において支柱63を二点鎖線により表している。 The carrier 60 includes a first holding portion 61 that rotatably holds one end of the crankshaft 50 (the end on the side of the input gear 43 and the spur gear 53), and the other end of the crankshaft 50 (on the side from which the pinion gear 11 projects). a second holding portion 62 that rotatably holds the second holding portion 62, a column 63 that connects the first holding portion 61 and the second holding portion 62, and a coupling cylinder portion 64 for connecting the carrier 60 to the output shaft 66. have For convenience of explanation, the strut 63 is indicated by a chain double-dashed line in FIG.

第1保持部61及び第2保持部62はそれぞれ円環状に形成され、第1保持部61と第2保持部62とは軸方向に沿って離間した位置で互いに対向して配される。支柱63は、第1保持部61の径方向の略中央領域と第2保持部62の径方向の略中央領域との間に跨がるように設けられ、第1保持部61と第2保持部62とを連結する。結合筒部64は、第1保持部61の内周縁と第2保持部62の内周縁との間に跨がるように設けられ、円筒形状を有し、内周面においてキャリア側スプライン部65が形成されている。
第1保持部61には第1端部用貫通孔71が形成され、クランク軸50の一端部は、第1クランク軸用軸受73を介して第1端部用貫通孔71に回転可能に保持されている。また第2保持部62には第2端部用貫通孔72が形成され、クランク軸50の他端部は、第2クランク軸用軸受74を介して第2端部用貫通孔72に回転可能に保持されている。
The first holding portion 61 and the second holding portion 62 are each formed in an annular shape, and the first holding portion 61 and the second holding portion 62 are arranged to face each other at positions spaced apart along the axial direction. The strut 63 is provided so as to straddle between a substantially radial central region of the first holding portion 61 and a substantially radial central region of the second holding portion 62, and is provided to bridge the first holding portion 61 and the second holding portion 61. 62 is connected. The coupling tubular portion 64 is provided so as to straddle between the inner peripheral edge of the first holding portion 61 and the inner peripheral edge of the second holding portion 62, has a cylindrical shape, and has a carrier-side spline portion 65 on the inner peripheral surface. is formed.
A first end through hole 71 is formed in the first holding portion 61 , and one end of the crankshaft 50 is rotatably held in the first end through hole 71 via a first crankshaft bearing 73 . It is A second end through hole 72 is formed in the second holding portion 62 , and the other end of the crankshaft 50 is rotatable to the second end through hole 72 via a second crankshaft bearing 74 . is held in

本実施例のキャリア60は、軸方向で二分割され、サブケース部41b側に配置される第1半体60a、及びピニオンギア11が突出する側に配置される第2半体60bにより構成されている。第1半体60aは、上述の第1保持部61、支柱63の一部を構成する第1支柱半部、及び結合筒部64の一部を構成する第1筒半部64aを有する。一方、第2半体60bは、上述の第2保持部62、支柱63の一部を構成する第2支柱半部、及び結合筒部64の一部を構成する第2筒半部64bを有する。 The carrier 60 of this embodiment is divided into two in the axial direction, and is composed of a first half 60a arranged on the side of the sub-case portion 41b and a second half 60b arranged on the side from which the pinion gear 11 protrudes. ing. The first half body 60 a has the above-described first holding portion 61 , a first column half portion forming a portion of the column 63 , and a first cylinder half portion 64 a forming a portion of the coupling cylinder portion 64 . On the other hand, the second half 60b has the above-described second holding portion 62, a second strut half that forms part of the strut 63, and a second cylinder half 64b that forms part of the coupling cylinder 64. .

[クラッチ機構]
図6に示すように、クラッチ機構は、クラッチ作動部89及びクラッチ駆動体91を備え、動力遮断機構部15を構成するクラッチ制御部90の制御下で作動する。クラッチ制御部90は、空圧方式及び油圧方式等の任意の動力によってクラッチ作動部89及びクラッチ駆動体91を駆動制御することが可能である。例えば、図6に示すヨーアクチュエータ10では、油圧方式の動力によってクラッチ作動部89及びクラッチ駆動体91が駆動制御される。図6に示す例では、クラッチ油圧源94及びクラッチ制御部90等がヨーアクチュエータ10とは別体に設置され、油等の液状伝達媒体が満たされる油圧供給路93によって、クラッチ油圧源94及びクラッチ制御部90とクラッチ駆動体91とがつながれている。クラッチ駆動体91は、液状伝達媒体により押されて軸方向に移動可能に設けられており、クラッチ駆動体91の軸方向位置に応じてクラッチ作動部89に対するクラッチ駆動体91の当接状態(押圧状態)が変わる。クラッチ制御部90は、油圧供給路93内(特にクラッチ制御部90とクラッチ駆動体91との間)の液状伝達媒体の圧力を調整することでクラッチ作動部89に対するクラッチ駆動体91の押圧力を変えることができ、クラッチ作動部89のクラッチのオンオフを制御する。
[Clutch mechanism]
As shown in FIG. 6 , the clutch mechanism includes a clutch operating section 89 and a clutch driving body 91 and operates under the control of a clutch control section 90 that constitutes the power cutoff mechanism section 15 . The clutch control section 90 can drive and control the clutch operating section 89 and the clutch driving body 91 by any power such as pneumatic system and hydraulic system. For example, in the yaw actuator 10 shown in FIG. 6, the clutch operating portion 89 and the clutch driving body 91 are driven and controlled by hydraulic power. In the example shown in FIG. 6, the clutch hydraulic pressure source 94 and the clutch control unit 90 are installed separately from the yaw actuator 10, and the clutch hydraulic pressure source 94 and the clutch are controlled by a hydraulic supply passage 93 filled with a liquid transmission medium such as oil. A control unit 90 and a clutch driver 91 are connected. The clutch driving body 91 is provided so as to be movable in the axial direction by being pushed by a liquid transmission medium. state) is changed. The clutch control unit 90 adjusts the pressure of the liquid transmission medium in the hydraulic supply path 93 (especially between the clutch control unit 90 and the clutch drive unit 91) to adjust the pressing force of the clutch drive unit 91 against the clutch actuation unit 89. It can be varied and controls the on/off of the clutch of clutch actuator 89 .

クラッチ作動部89は、出力軸66に対してスプライン結合により連結される第1摩擦板89a、及び、ピニオンギア11に対してスプライン結合により連結される第2摩擦板89bを有する。第1摩擦板89a及び第2摩擦板89bは、中心軸L1周りの回転方向の挙動に関しては出力軸66及びピニオンギア11にそれぞれ拘束されるが、中心軸L1方向に関しては出力軸66及びピニオンギア11には拘束されずに移動可能に設けられている。ただし、第1摩擦板89a及び第2摩擦板89bの中心軸L1方向の挙動は、第1摩擦板89a及び第2摩擦板89bの下方に設けられるクラッチ駆動体91及び第1連結部材107によって拘束され、第1摩擦板89a及び第2摩擦板89bの脱落が防がれている。
第1連結部材107は、出力軸66の先端部にネジ部材107aを介して取り付けられ、クラッチ駆動体91の内側に配置される。第1連結部材107の外周部は、中心軸L1に対し垂直な方向に関して出力軸66よりも僅かに突出して第1摩擦板89a及び第2摩擦板89bの下方に配置される。この第1連結部材107の外周部は、第1連結部材107によって支持される第1摩擦板89a及び第2摩擦板89bが相互間で押圧し合わずに第1摩擦板89aと第2摩擦板89bとの間で摩擦力が生じないような位置に、配される。
The clutch operating portion 89 has a first friction plate 89a spline-connected to the output shaft 66 and a second friction plate 89b spline-connected to the pinion gear 11 . The first friction plate 89a and the second friction plate 89b are constrained by the output shaft 66 and the pinion gear 11, respectively, with respect to their behavior in the direction of rotation about the central axis L1. 11 is provided so as to be movable without being constrained. However, the behavior of the first friction plates 89a and the second friction plates 89b in the direction of the central axis L1 is restrained by the clutch driving body 91 and the first connecting member 107 provided below the first friction plates 89a and the second friction plates 89b. This prevents the first friction plate 89a and the second friction plate 89b from coming off.
The first connecting member 107 is attached to the tip of the output shaft 66 via a screw member 107 a and arranged inside the clutch driving body 91 . The outer peripheral portion of the first connecting member 107 slightly protrudes from the output shaft 66 in the direction perpendicular to the central axis L1 and is arranged below the first friction plate 89a and the second friction plate 89b. The outer peripheral portion of the first connecting member 107 is configured so that the first friction plates 89a and the second friction plates 89b supported by the first connecting member 107 are not pressed against each other, so that the first friction plates 89a and the second friction plates 89a and 89b are separated from each other. It is arranged at a position where no frictional force is generated between it and 89b.

クラッチ駆動体91は、ピニオンギア11の内側でクラッチ作動部89(第1摩擦板89a及び第2摩擦板89b)よりも下方において、中心軸L1方向へ移動可能に設けられている。クラッチ駆動体91の下部の一部は切り欠かれており、このクラッチ駆動体91の切欠部には弾性部材92が挿入されている。図6に示す弾性部材92は、板バネによって構成され、ピニオンギア11の下部にネジ部材109aを介して取り付けられる第2連結部材109及びクラッチ駆動体91により保持されている。弾性部材92は、自らの弾性力を利用して、クラッチ作動部89(第1摩擦板89a及び第2摩擦板89b)にクラッチ駆動体91が押し当てられるように、中心軸L1方向に関してクラッチ駆動体91に押圧力を加える。なお、弾性部材92を、板バネに代えて皿バネにて構成しても良い。 The clutch driving body 91 is provided inside the pinion gear 11 and below the clutch operating portion 89 (the first friction plate 89a and the second friction plate 89b) so as to be movable in the direction of the central axis L1. A part of the lower portion of the clutch driving body 91 is notched, and an elastic member 92 is inserted into the notched portion of the clutch driving body 91 . The elastic member 92 shown in FIG. 6 is composed of a plate spring and held by the second connecting member 109 and the clutch driver 91 attached to the lower portion of the pinion gear 11 via a screw member 109a. The elastic member 92 utilizes its own elastic force to push the clutch driving body 91 against the clutch operating portion 89 (the first friction plate 89a and the second friction plate 89b). A pressing force is applied to the body 91 . It should be noted that the elastic member 92 may be configured by a disc spring instead of the leaf spring.

油圧作用部93bは、ピニオンギア11とクラッチ駆動体91との間に設けられるOリング等のシーリング部材によって液密構造を有するが、ピニオンギア11内に形成される油圧供給路93と連通する。ピニオンギア11内に形成される油圧供給路93は、第2連結部材109内に形成される油圧供給路93と連通し、第2連結部材109内に形成される油圧供給路93は圧力調整弁90aから延在する油圧供給路93とスイベルジョイントを介して連通する。従って、クラッチ油圧源94と油圧作用部93bとは油圧供給路93を介して連通される。 The hydraulic action portion 93 b has a liquid-tight structure by a sealing member such as an O-ring provided between the pinion gear 11 and the clutch driving body 91 , and communicates with the hydraulic supply passage 93 formed inside the pinion gear 11 . A hydraulic supply passage 93 formed in the pinion gear 11 communicates with a hydraulic supply passage 93 formed in the second connecting member 109, and the hydraulic supply passage 93 formed in the second connecting member 109 functions as a pressure regulating valve. It communicates with a hydraulic supply path 93 extending from 90a via a swivel joint. Therefore, the clutch hydraulic pressure source 94 and the hydraulic pressure application portion 93b are communicated via the hydraulic pressure supply passage 93. As shown in FIG.

図7は図6に示す出力軸からピニオンギアへの回転動力の伝達状態を表す概略図であり、図8は図6に示す出力軸からピニオンギアへの回転動力の非伝達状態を表す概略図である。なお、図7及び図8では、作動メカニズムの理解を容易にするため、各要素の表示を簡略化しており、一部要素の図示が省略されている。
出力軸66からピニオンギア11に回転動力を伝達する際には、図6に示す圧力調整弁90aは閉じられて油圧供給路93内の液状伝達媒体の流通を遮断し、圧力調整弁90aからピニオンギア11内に至る油圧供給路93内の圧力が低く保たれる。この場合、図7に示すように、クラッチ駆動体91が弾性部材92によって押し上げられ、第1摩擦板89a及び第2摩擦板89bは、クラッチ駆動体91とピニオンギア11との間に挟まれて中心軸L1方向に関して相互に押圧される。これにより第1摩擦板89a及び第2摩擦板89bは相互に摩擦係合して出力軸66からの回転動力をピニオンギア11に伝え、ピニオンギア11は第1摩擦板89a及び第2摩擦板89bを介して出力軸66と一体的に回転する。
7 is a schematic diagram showing a transmission state of rotational power from the output shaft to the pinion gear shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a schematic diagram showing a non-transmission state of rotational power from the output shaft to the pinion gear shown in FIG. is. In addition, in FIGS. 7 and 8, in order to facilitate understanding of the operation mechanism, the display of each element is simplified, and the illustration of some elements is omitted.
When transmitting rotational power from the output shaft 66 to the pinion gear 11, the pressure regulating valve 90a shown in FIG. The pressure inside the hydraulic supply path 93 leading to the inside of the gear 11 is kept low. In this case, as shown in FIG. 7, the clutch driving body 91 is pushed up by the elastic member 92, and the first friction plate 89a and the second friction plate 89b are sandwiched between the clutch driving body 91 and the pinion gear 11. They are pressed against each other in the central axis L1 direction. As a result, the first friction plates 89a and the second friction plates 89b are frictionally engaged with each other to transmit the rotational power from the output shaft 66 to the pinion gear 11, and the pinion gear 11 moves the first friction plates 89a and the second friction plates 89b. , integrally rotates with the output shaft 66 .

一方、出力軸66からピニオンギア11に回転動力を非伝達とする際には、圧力調整弁90aは開かれて油圧供給路93内の液状伝達媒体の流通を許容し、高圧の液状伝達媒体がクラッチ油圧源94からピニオンギア11内の油圧供給路93に送られる。そして、ピニオンギア11内の油圧供給路93から油圧作用部93bに高圧の液状伝達媒体が流入し、弾性部材92の弾性力に抗して、第1摩擦板89a及び第2摩擦板89bから離間する方向へクラッチ駆動体91が移動する。これにより第1摩擦板89a及び第2摩擦板89bの相互間の押圧力が低減し、第1摩擦板89aと第2摩擦板89bとの間の摩擦係合は解除され、出力軸66の回転動力がピニオンギア11に伝達されなくなる。そのため、出力軸66及び第1摩擦板89aが中心軸L1周りに回転しても、第2摩擦板89b及びピニオンギア11は基本的に回転しない。 On the other hand, when the rotational power is not transmitted from the output shaft 66 to the pinion gear 11, the pressure regulating valve 90a is opened to allow the liquid transmission medium to flow through the hydraulic supply passage 93, and the high-pressure liquid transmission medium is allowed to flow. It is sent from the clutch hydraulic pressure source 94 to the hydraulic pressure supply path 93 inside the pinion gear 11 . Then, a high-pressure liquid transmission medium flows into the hydraulic action portion 93b from the hydraulic supply passage 93 in the pinion gear 11, and is separated from the first friction plate 89a and the second friction plate 89b against the elastic force of the elastic member 92. The clutch driving body 91 moves in the direction to move. As a result, the mutual pressing force between the first friction plates 89a and the second friction plates 89b is reduced, the frictional engagement between the first friction plates 89a and the second friction plates 89b is released, and the output shaft 66 rotates. Power is no longer transmitted to the pinion gear 11 . Therefore, even if the output shaft 66 and the first friction plate 89a rotate around the central axis L1, the second friction plate 89b and the pinion gear 11 basically do not rotate.

<制御装置>
次に図1に示す制御装置29について説明する。図5は、図1に示す制御装置29の機能ブロック図である。図5に示すように、制御装置29は、出力演算部31、異常判定部32、記憶部33、機器制御部34、通信I/F36、入力I/F37、及び出力I/F38を備え、これらは相互に内部バス39にてアクセス可能に接続されている。出力演算部31、異常判定部32、及び機器制御部34は、例えば、図示しないCPU(Central Processing Unit)などのプロセッサ、各種プログラムを格納するROM、演算過程のデータを一時的に格納するRAM、外部記憶装置などの記憶装置にて実現されると共に、CPUなどのプロセッサがROMに格納された各種プログラムを読み出し実行し、実行結果である演算結果をRAM又は外部記憶装置に格納する。
<Control device>
Next, the control device 29 shown in FIG. 1 will be described. FIG. 5 is a functional block diagram of the control device 29 shown in FIG. As shown in FIG. 5, the control device 29 includes an output calculation unit 31, an abnormality determination unit 32, a storage unit 33, a device control unit 34, a communication I/F 36, an input I/F 37, and an output I/F 38. are connected to each other via an internal bus 39 so as to be accessible. The output calculation unit 31, the abnormality determination unit 32, and the device control unit 34 include, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit) (not shown), a ROM for storing various programs, a RAM for temporarily storing data in the calculation process, It is realized by a storage device such as an external storage device, and a processor such as a CPU reads and executes various programs stored in a ROM, and stores the calculation results, which are the execution results, in a RAM or an external storage device.

機器制御部34は、入力I/F37及び内部バス39を介して、センサ4としての、例えば、風向風速計、ピッチ角センサ、ヨー角センサ、及び歪センサによる計測データを取得する。機器制御部34は、取得された計測データに基づいて、風力発電装置2の運転を制御する。例えば、風速データに基づいてブレード24の向きや回転数などのパラメータを制御しながら運転を継続する。具体的には、風向風速計にて計測された風向データに基づき、ブレード24及びハブ23により構成されるロータが風向と正対するよう、ヨー角制御機構を構成するヨー動力制御部14へ出力I/F38を介してヨー角制御信号を出力する、及び/又は、風向風速計にて計測された風速データに基づき、ブレード24の傾斜角であるピッチ角制御信号を、ピッチ角制御機構17へ出力I/F38を介して出力する。また、機器制御部34は、センサ4により計測された発電機27の発電量に基づき、発電機回転速度を制御する回転速制御信号を増速機26へ出力I/F38を介して出力する。 The device control unit 34 acquires measurement data from sensors 4 such as an anemometer, a pitch angle sensor, a yaw angle sensor, and a strain sensor via the input I/F 37 and the internal bus 39 . The device control unit 34 controls the operation of the wind turbine generator 2 based on the acquired measurement data. For example, operation is continued while controlling parameters such as the orientation and rotation speed of the blades 24 based on wind speed data. Specifically, based on wind direction data measured by an anemometer, output I to the yaw power control unit 14 that constitutes the yaw angle control mechanism so that the rotor composed of the blades 24 and the hub 23 faces the wind direction. /F38 to output a yaw angle control signal and/or output a pitch angle control signal, which is the inclination angle of the blades 24, to the pitch angle control mechanism 17 based on the wind speed data measured by the anemometer. Output via I/F38. In addition, based on the amount of power generated by the generator 27 measured by the sensor 4 , the device control unit 34 outputs a rotation speed control signal for controlling the rotation speed of the generator to the speed increaser 26 via the output I/F 38 .

出力演算部31は、各ヨーアクチュエータ10に対応する出力計測部16により計測された、ヨー動力制御部14であるインバータの電流値を、入力I/F37及び内部バス39を介して取得する。出力演算部31は、取得された各ヨーアクチュエータ10に対応するインバータの電流値を加算し出力の合計値として内部バス39を介して異常判定部32へ転送する。
異常判定部32は、出力演算部31より転送された出力の合計値と所定の第1の閾値とを比較しヨーアクチュエータ10の異常の有無を判定する。また、異常判定部32は、詳細後述する処理にて、ヨーアクチュエータ10の異常が検出された場合、特定のヨーアクチュエータ10を停止させるため、停止させるべきヨーアクチュエータ10に対応する動力遮断機構部15へ出力I/F38を介して制御信号を出力する。この場合、動力遮断機構部15は、上述のように、動力遮断機構部15を構成する通電コントローラ90bにより圧力調整弁90aを開状態とし油圧供給路93内の液状伝達媒体の流通を許容し、高圧の液状伝達媒体がクラッチ油圧源94からピニオンギア11内の油圧供給路93に送られる。そして図8に示すように、クラッチ機構が動作し、第1摩擦板89aと第2摩擦板89bとの間の摩擦係合は解除され、出力軸66の回転動力がピニオンギア11に伝達されなくなる。換言すれば、動力遮断機構部15は停止させるべきヨーアクチュエータ10の動力を遮断する。なお、異常判定部32は、ヨーアクチュエータ10の異常判定の結果を運転管理センター3内に設置される電子端末5へ通信I/F36及び通信ネットワーク6を介して送信する。
出力演算部31及び異常判定部32にて異常検出装置30が構成される。
The output calculation unit 31 acquires the current value of the inverter, which is the yaw power control unit 14 , measured by the output measurement unit 16 corresponding to each yaw actuator 10 via the input I/F 37 and the internal bus 39 . The output calculation unit 31 adds the obtained current values of the inverters corresponding to the respective yaw actuators 10 and transfers the total output value to the abnormality determination unit 32 via the internal bus 39 .
The abnormality determination unit 32 compares the sum of the outputs transferred from the output calculation unit 31 with a predetermined first threshold to determine whether the yaw actuator 10 is abnormal. Further, when an abnormality of the yaw actuator 10 is detected in a process to be described in detail later, the abnormality determination section 32 stops a specific yaw actuator 10, so that the power cutoff mechanism section 15 corresponding to the yaw actuator 10 to be stopped is activated. A control signal is output to the output I/F 38 . In this case, as described above, the power cutoff mechanism 15 opens the pressure regulating valve 90a by the energization controller 90b constituting the power cutoff mechanism 15 to allow the liquid transmission medium to flow through the hydraulic supply passage 93. A high pressure liquid transmission medium is sent from the clutch hydraulic source 94 to the hydraulic supply passage 93 in the pinion gear 11 . Then, as shown in FIG. 8, the clutch mechanism operates, the friction engagement between the first friction plate 89a and the second friction plate 89b is released, and the rotational power of the output shaft 66 is no longer transmitted to the pinion gear 11. . In other words, the power cutoff mechanism 15 cuts off the power of the yaw actuator 10 to be stopped. The abnormality determination unit 32 transmits the result of the abnormality determination of the yaw actuator 10 to the electronic terminal 5 installed in the operation management center 3 via the communication I/F 36 and the communication network 6 .
An abnormality detection device 30 is configured by the output calculation unit 31 and the abnormality determination unit 32 .

記憶部33は、入力I/F37及び内部バス39を介して取得される、センサ4としての、例えば、風向風速計、ピッチ角センサ、ヨー角センサ、及び歪センサによる計測データを所定の記憶領域に格納する。また、記憶部33は、異常検出装置30が用いる詳細後述する所定の第1の閾値及び所定の第2の閾値を所定の記憶領域に格納している。 The storage unit 33 stores measurement data obtained by the sensor 4, such as an anemometer, a pitch angle sensor, a yaw angle sensor, and a strain sensor, in a predetermined storage area. store in In addition, the storage unit 33 stores a predetermined first threshold value and a predetermined second threshold value used by the abnormality detection device 30, which will be described later in detail, in a predetermined storage area.

入力I/F37及び内部バス39を介して取得される、センサ4としての、例えば、風向風速計、ピッチ角センサ、ヨー角センサ、及び歪センサによる計測データは、必要に応じて、運転管理センター3内に設置される電子端末5へ通信I/F36及び通信ネットワーク6を介して送信される。 The measurement data obtained by the sensors 4 such as an anemometer, a pitch angle sensor, a yaw angle sensor, and a strain sensor, which are acquired via the input I/F 37 and the internal bus 39, are sent to the operation management center as necessary. 3 via the communication I/F 36 and the communication network 6 to the electronic terminal 5 installed therein.

なお、本実施例では、図5に示す制御装置29をタワー21内の底部(下部)に配する構成としたがこれに限られるものではない。例えば、ナセル22内に制御盤を配し、上述の機器制御部34が備える機能の一部であるヨー角指令演算部及びピッチ角指令演算部、及び/又は異常検出装置30を実装する構成としても良い。 In this embodiment, the control device 29 shown in FIG. 5 is arranged at the bottom (lower part) of the tower 21, but the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which a control panel is arranged in the nacelle 22 and a yaw angle command calculation section and a pitch angle command calculation section, which are part of the functions provided in the device control section 34, and/or the abnormality detection device 30 are mounted. Also good.

次に異常検出装置30の動作について説明する。以下では、8基のヨーアクチュエータ10が、ヨーベアリングギア9の外周側に周方向に所定の間隔にて離間し設置される場合を説明する。換言すれば、各アクチュエータが、ヨーベアリングギア9の中心からその周方向に45°間隔にて設置されている。図示しないが、ヨーアクチュエータ10a、ヨーアクチュエータ10b、ヨーアクチュエータ10c、ヨーアクチュエータ10d、ヨーアクチュエータ10e、ヨーアクチュエータ10f、ヨーアクチュエータ10g、及びヨーアクチュエータ10hが、例えば時計回りに順次設置されているものとする。 Next, operation of the abnormality detection device 30 will be described. A case will be described below in which eight yaw actuators 10 are installed on the outer peripheral side of the yaw bearing gear 9 at predetermined intervals in the circumferential direction. In other words, the actuators are spaced 45° from the center of the yaw bearing gear 9 in its circumferential direction. Although not shown, the yaw actuator 10a, the yaw actuator 10b, the yaw actuator 10c, the yaw actuator 10d, the yaw actuator 10e, the yaw actuator 10f, the yaw actuator 10g, and the yaw actuator 10h are arranged in sequence clockwise, for example. .

[異常検出装置の動作]
図9は、図5に示す異常検出装置30のフローチャートである。
ステップS11では、異常検出装置30がヨー旋回異常を検知すると、ステップS12へ進む。ここで、「ヨー旋回異常」とは、例えば、ヨー角制御指令に対するヨー角の追従エラー、或いは、ヨーアクチュエータを構成する駆動モータ13を駆動するヨー動力制御部14としてのインバータの異常等である。
[Operation of abnormality detection device]
FIG. 9 is a flow chart of the abnormality detection device 30 shown in FIG.
In step S11, when the abnormality detection device 30 detects a yaw turning abnormality, the process proceeds to step S12. Here, the "yaw turning abnormality" is, for example, a yaw angle follow-up error with respect to a yaw angle control command, or an abnormality of the inverter as the yaw power control unit 14 that drives the drive motor 13 constituting the yaw actuator. .

ステップS12では、異常検出装置30を構成する異常判定部32は、異常検出装置30を構成する出力演算部31により求められた出力の合計値(ヨーアクチュエータ10a~10hに対応するインバータの電流値の合計値)と、記憶部33に格納される所定の第1の閾値とを比較する。比較の結果、出力の合計値が所定の第1の閾値以下の場合には、ステップS18へ進み、異常判定部32はヨーアクチュエータ以外の異常が発生していると判定する。そしてステップS19において風車、すなわち、風力発電装置2を停止し処理を終了する。一方、比較の結果、出力の合計値が所定の第1の閾値を超過している場合は、ステップS13へ進む。
ここで、所定の第1の閾値として、例えば、工場内における試験運転時における各ヨーアクチュエータ10a~10hの出力(インバータの電流値)の合計値、或いは、風力発電装置2を据え付ける際における試運転時の各ヨーアクチュエータ10a~10hの出力の合計値が設定される。なお、これに限らず、図示しないデータベースに格納される実績データ、すなわち、ヨーアクチュエータの交換等のメンテナンスの記録に基づき、メンテナンス時よりも前の所定の期間の各ヨーアクチュエータの出力の合計値の平均を所定の第1の閾値として変更しても良く、更には、予め上述のように設定された第1の閾値を、実績データに基づき補正する構成としても良い。
In step S12, the abnormality determination unit 32 constituting the abnormality detection device 30 determines the sum of the outputs obtained by the output calculation unit 31 constituting the abnormality detection device 30 (current values of the inverters corresponding to the yaw actuators 10a to 10h). total value) and a predetermined first threshold value stored in the storage unit 33 are compared. As a result of the comparison, if the total output value is equal to or less than the predetermined first threshold value, the process proceeds to step S18, and the abnormality determination section 32 determines that an abnormality other than the yaw actuator has occurred. Then, in step S19, the wind turbine, that is, the wind turbine generator 2 is stopped, and the process ends. On the other hand, as a result of the comparison, if the total output value exceeds the predetermined first threshold value, the process proceeds to step S13.
Here, as the predetermined first threshold value, for example, the total value of the outputs (inverter current values) of the yaw actuators 10a to 10h during test operation in the factory, or is set to the sum of the outputs of the yaw actuators 10a to 10h. However, the present invention is not limited to this, and based on actual data stored in a database (not shown), that is, records of maintenance such as replacement of yaw actuators, the total output value of each yaw actuator during a predetermined period prior to maintenance is calculated. The average may be changed as the predetermined first threshold, and the first threshold set in advance as described above may be corrected based on the performance data.

ステップS13では、異常判定部32はヨーアクチュエータ10a~10hの少なくともいずれかに異常が発生していると判定する。
ステップS14では、異常判定部32は、ヨーアクチュエータ異常個所検出シーケンスを実行する。なお、ヨーアクチュエータ異常個所検出シーケンスの詳細については後述する。
In step S13, the abnormality determination unit 32 determines that at least one of the yaw actuators 10a to 10h has an abnormality.
In step S14, the abnormality determination unit 32 executes a yaw actuator abnormality location detection sequence. Details of the yaw actuator abnormal point detection sequence will be described later.

ステップS15では、異常判定部32は、ステップS14にてヨーアクチュエータ異常個所を検出できたか否かを判定する。判定の結果、ヨーアクチュエータ異常個所を検出できなかった場合は、上述のステップS18へ進む。一方、判定の結果、ヨーアクチュエータ異常個所を検出できた場合にはステップS16へ進む。 In step S15, the abnormality determination unit 32 determines whether or not the yaw actuator abnormality location has been detected in step S14. As a result of the determination, if the yaw actuator failure location could not be detected, the process proceeds to step S18 described above. On the other hand, as a result of the determination, if the yaw actuator abnormal location can be detected, the process proceeds to step S16.

ステップS16では、異常判定部32は、異常ヨーアクチュエータの動力を遮断する。具体的には、上述のように、異常判定部32は、異常ヨーアクチュエータに対応する動力遮断機構部15へ出力I/F38を介して制御信号を出力する。動力遮断機構部15は、動力遮断機構部15を構成する通電コントローラ90bにより圧力調整弁90aを開状態とし油圧供給路93内の液状伝達媒体の流通を許容し、高圧の液状伝達媒体がクラッチ油圧源94からピニオンギア11内の油圧供給路93に送られる。そして図8に示すように、クラッチ機構が動作し、第1摩擦板89aと第2摩擦板89bとの間の摩擦係合は解除され、出力軸66の回転動力がピニオンギア11に伝達されなくなる。これにより、動力遮断機構部15は異常ヨーアクチュエータの動力を遮断する。なお、異常判定部32は、検出された異常ヨーアクチュエータの情報を運転管理センター3内に設置される電子端末5へ通信I/F36及び通信ネットワーク6を介して送信する。電子端末5の表示画面(図示せず)に異常ヨーアクチュエータの情報が表示されることから、作業員(オペレータ)は、当該異常ヨーアクチュエータのメンテナンスの要否、或は、メンテナンスのための部品の調達手配などを迅速に行うことができる。 In step S16, the abnormality determination unit 32 cuts off the power of the abnormal yaw actuator. Specifically, as described above, the abnormality determination section 32 outputs a control signal via the output I/F 38 to the power cutoff mechanism section 15 corresponding to the abnormal yaw actuator. The power cutoff mechanism 15 opens a pressure regulating valve 90a by an energization controller 90b constituting the power cutoff mechanism 15 to allow the liquid transmission medium to flow through the hydraulic supply passage 93. It is sent from the source 94 to the hydraulic supply passage 93 inside the pinion gear 11 . Then, as shown in FIG. 8, the clutch mechanism operates, the friction engagement between the first friction plate 89a and the second friction plate 89b is released, and the rotational power of the output shaft 66 is no longer transmitted to the pinion gear 11. . As a result, the power cutoff mechanism 15 cuts off the power of the abnormal yaw actuator. The abnormality determination unit 32 transmits information on the detected abnormal yaw actuator to the electronic terminal 5 installed in the operation management center 3 via the communication I/F 36 and the communication network 6 . Since the information of the abnormal yaw actuator is displayed on the display screen (not shown) of the electronic terminal 5, the worker (operator) can determine whether maintenance of the abnormal yaw actuator is required or whether parts for maintenance are required. Procurement and other arrangements can be made quickly.

ステップS17では、異常判定部32は、動力遮断した以外のヨーアクチュエータで運転継続し処理を終了する。換言すれば、異常判定部32は、異常ヨーアクチュエータを除くヨーアクチュエータにて縮退運転する。 In step S17, the abnormality determination unit 32 continues the operation with the yaw actuators other than the yaw actuator whose power is cut off, and ends the process. In other words, the abnormality determination unit 32 performs retraction operation with the yaw actuators except for the abnormal yaw actuator.

図10は、図9に示すヨーアクチュエータ異常個所検出シーケンスの詳細フローを示すフローチャートである。
ステップS141では、異常判定部32は、n個(全数)のヨーアクチュエータから、m個のヨーアクチュエータを選定する。ここで、一例としてn=8、すなわち、8基のヨーアクチュエータ10a~10hからm個のヨーアクチュエータを選定する。この場合、1≦m≦3とすることが望ましい。なお、全数nは8個に限らず適宜設定すれば良く、その場合のmの取り得る範囲は、例えば、(1/8×n)≦m≦(3/8×n)とすれば良い。以下では、m=3とした場合を一例に説明する。
FIG. 10 is a flow chart showing the detailed flow of the yaw actuator abnormal point detection sequence shown in FIG.
In step S141, the abnormality determination unit 32 selects m yaw actuators from n (total number) yaw actuators. Here, as an example, n=8, that is, m yaw actuators are selected from the eight yaw actuators 10a to 10h. In this case, it is desirable that 1≦m≦3. Note that the total number n is not limited to eight, and may be set as appropriate, and the possible range of m in that case may be (1/8×n)≦m≦(3/8×n), for example. A case where m=3 will be described below as an example.

ステップS142では、異常判定部32は、m個のヨーアクチュエータを停止し、(n―m)個のヨーアクチュエータにてヨー運転する。すなわち、3個のヨーアクチュエータであるヨーアクチュエータ10a~10cの動力を遮断することで停止させ、残りの5個のヨーアクチュエータ10d~10hに対応するヨー動力制御部14であるインバータへ異常判定部32より制御信号を出力することでヨー運転する。 In step S142, the abnormality determination unit 32 stops m yaw actuators and performs yaw operation with (nm) yaw actuators. That is, the yaw actuators 10a to 10c, which are the three yaw actuators, are stopped by cutting off the power, and the inverters, which are the yaw power control units 14 corresponding to the remaining five yaw actuators 10d to 10h, are sent to the abnormality determination unit 32. Yaw operation is performed by outputting more control signals.

ステップS143では、出力演算部31は、ヨーアクチュエータ10d~10hに対応する出力計測部16により計測された、ヨー動力制御部14であるインバータの電流値を、入力I/F37及び内部バス39を介して取得する。そして、出力演算部31は、取得されたヨーアクチュエータ10d~10hに対応するインバータの電流値を加算し出力の合計値として内部バス39を介して異常判定部32へ転送する。 In step S143, the output calculation unit 31 outputs the current values of the inverter, which is the yaw power control unit 14, measured by the output measurement units 16 corresponding to the yaw actuators 10d to 10h via the input I/F 37 and the internal bus 39. to get. Then, the output calculation unit 31 adds the acquired current values of the inverters corresponding to the yaw actuators 10d to 10h, and transfers the total output value to the abnormality determination unit 32 via the internal bus 39. FIG.

ステップS144では、異常判定部32は、出力演算部31により求められた出力の合計値(ヨーアクチュエータ10d~10hに対応するインバータの電流値の合計値)と、記憶部33に格納される所定の第2の閾値とを比較する。比較の結果、出力の合計値が所定の第2の閾値を超過している場合には処理を終了する。すなわち、上述の図9のステップS15へ進む。
一方、比較の結果、出力の合計値が所定の第2の閾値以下の場合は、ステップS145へ進む。ここで、所定の第2の閾値として、例えば、(5/8)×(所定の第1の閾値)が設定される。
In step S144, the abnormality determination unit 32 determines the total value of the outputs obtained by the output calculation unit 31 (the total value of the current values of the inverters corresponding to the yaw actuators 10d to 10h) and the predetermined value stored in the storage unit 33. A second threshold is compared. As a result of the comparison, if the total value of the outputs exceeds the predetermined second threshold, the process is terminated. That is, the process proceeds to step S15 in FIG. 9 described above.
On the other hand, as a result of the comparison, if the total value of the outputs is equal to or less than the predetermined second threshold, the process proceeds to step S145. Here, for example, (5/8)×(predetermined first threshold) is set as the predetermined second threshold.

ステップS145では、異常判定部32は、異なるm個のヨーアクチュエータを選定し、ステップS142へ戻る。具体的には、異なる3個のヨーアクチュエータとしてヨーアクチュエータ10d~10fを選定する。ステップS142では、異常判定部32は、ヨーアクチュエータ10d~10fの動力を遮断することで停止させ、残りの5個のヨーアクチュエータ10a~10c及びヨーアクチュエータ10g~10hに対応するヨー動力制御部14であるインバータへ異常判定部32より制御信号を出力することでヨー運転する。このようにステップS142~S145までの処理を繰り返し実行することで、ヨーアクチュエータ異常個所検出シーケンスが実行される。
なお、本実施例では全数n=8において、m=3に設定した場合を示していることから、ステップS145にて、2個のアクチュエータとしてヨーアクチュエータ10g~10hが選定される場合が生じ得る。この場合、残りの6個のヨーアクチュエータであるヨーアクチュエータ10a~10fにてヨー運転され、ステップS144にて出力の合計値と比較される所定の第2の閾値は、例えば、(6/8)×(所定の第1の閾値)に設定される。
In step S145, the abnormality determination unit 32 selects m different yaw actuators, and returns to step S142. Specifically, yaw actuators 10d to 10f are selected as three different yaw actuators. In step S142, the abnormality determination unit 32 cuts off the power to the yaw actuators 10d to 10f to stop them, and the yaw power control units 14 corresponding to the remaining five yaw actuators 10a to 10c and the yaw actuators 10g to 10h. Yaw operation is performed by outputting a control signal from the abnormality determination unit 32 to a certain inverter. By repeatedly executing the processing from steps S142 to S145 in this manner, the yaw actuator abnormal point detection sequence is executed.
In this embodiment, the total number of actuators is set to n=8 and m=3, so the yaw actuators 10g to 10h may be selected as the two actuators in step S145. In this case, the yaw actuators 10a to 10f, which are the remaining six yaw actuators, are yaw-operated, and the predetermined second threshold value compared with the total output value in step S144 is, for example, (6/8). x (predetermined first threshold).

本実施例のように、m=3とすることで、異常状態にあるヨーアクチュエータが含まれる組(群)が早期に判定され、異常状態にあるヨーアクチュエータを特定する場合には、異常と判定された組(群)を構成するm個のヨーアクチュエータを順次1つずつ停止し、同様の判定を行うことで異常状態にあるヨーアクチュエータを特定することができる。所定の間隔にて離間し配されるヨーアクチュエータのうち、上述のように連続して隣接する3個のヨーアクチュエータに代えて、ヨーベアリングギア9の周方向において、対称となる位置に設置されるアクチュエータを選択し、停止させる構成としても良い。
なお、m=1の場合には、最大でも8回、上述のステップS142~ステップS145までの処理を繰り返すことで、異常状態にあるヨーアクチュエータを特定することができる。
By setting m=3 as in the present embodiment, the group (group) including the yaw actuator in the abnormal state is determined early, and when the yaw actuator in the abnormal state is identified, it is determined to be abnormal. By sequentially stopping the m yaw actuators forming the set (group) one by one and performing the same determination, the yaw actuator in the abnormal state can be identified. Of the yaw actuators spaced apart at a predetermined interval, instead of the three yaw actuators that are continuously adjacent as described above, they are installed at symmetrical positions in the circumferential direction of the yaw bearing gear 9. An actuator may be selected and stopped.
When m=1, the yaw actuator in the abnormal state can be identified by repeating the above-described steps S142 to S145 at most eight times.

また、厳密には、ヨーベアリングギア9の外周側に周方向に所定の間隔にて離間し設置される複数のヨーアクチュエータに付加される荷重は、風況(風向及び風速)により、ヨーアクチュエータ毎に異なる。しかしながら、図9及び図10に示すように、ヨー運転中のヨーアクチュエータの出力の合計値(ヨーアクチュエータ対応するインバータの電流値の合計値)を用いることで、風況による影響を吸収しつつヨーアクチュエータの異常を判定できる。換言すれば、ヨーアクチュエータの出力の合計値で異常判定する構成とすることで、各ヨーアクチュエータに異なる荷重が付加される場合であっても、その影響を考慮することなく判定することが可能となる。 Strictly speaking, the load applied to the plurality of yaw actuators, which are installed on the outer peripheral side of the yaw bearing gear 9 at predetermined intervals in the circumferential direction, depends on the wind conditions (wind direction and wind speed). different. However, as shown in FIGS. 9 and 10, by using the total value of the outputs of the yaw actuators during yaw operation (the total value of the current values of the inverters corresponding to the yaw actuators), the influence of wind conditions can be Actuator failure can be determined. In other words, by using the total output value of the yaw actuators to make an abnormality determination, even if different loads are applied to the yaw actuators, it is possible to make a determination without considering the effects of the load. Become.

本実施例では、図9に示すフローチャートにおいて、ステップS11にてヨー旋回異常を検知するとステップS12へ進む構成としたが、「ヨー旋回異常検知」のステップは必ずしも必須ではなく、これに代えて、所定の周期で、ステップS12~ステップS19までの処理を実行する構成としても良い。 In this embodiment, in the flow chart shown in FIG. 9, when the yaw turning abnormality is detected in step S11, the process proceeds to step S12. The configuration may be such that the processes from step S12 to step S19 are executed at a predetermined cycle.

また、本実施例に係る風力発電装置及び風力発電システムは、複数基の風力発電装置を備えるウィンドファームにも同様に適用できる。 Moreover, the wind turbine generator and the wind turbine generator system according to the present embodiment can be similarly applied to a wind farm having a plurality of wind turbine generators.

以上の通り本実施例によれば、ヨーアクチュエータの異常を早期に判定し得る風力発電装置及び風力発電システムを提供することが可能となる。
また、本実施例によれば、風況(風向及び風速)により各ヨーアクチュエータに異なる荷重が付加される場合であっても、その影響を考慮することなく判定することが可能となる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a wind turbine generator and a wind turbine generator system that can quickly determine an abnormality in the yaw actuator.
Further, according to the present embodiment, even if different loads are applied to the yaw actuators depending on the wind conditions (wind direction and wind speed), it is possible to make a determination without considering the influence thereof.

図11は、本発明の他の実施例に係る実施例2の風力発電システムの全体概略構成図である。実施例1では一基の風力発電装置2に設置される複数のヨーアクチュエータの出力の合計値を所定の第1の閾値と比較し異常を判定する構成としたのに対し、本実施例では、複数の風力発電装置が設置されるウィンドファームを対象とし、ウィンドファーム内に隣接する2基の風力発電装置の各々に設置される複数のヨーアクチュエータの出力を相対的に比較することで異常を判定する点が実施例1と異なる。実施例1と同様の構成要素に同一符号を付し、以下では実施例1と重複する説明を省略する。 FIG. 11 is an overall schematic configuration diagram of a wind power generation system of Example 2 according to another example of the present invention. In the first embodiment, the total value of the outputs of a plurality of yaw actuators installed in one wind turbine generator 2 is compared with a predetermined first threshold value to determine an abnormality. Targeting a wind farm where multiple wind turbines are installed, abnormalities are determined by relatively comparing the output of multiple yaw actuators installed in each of two adjacent wind turbines in the wind farm. It differs from the first embodiment in that Components similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions overlapping those of the first embodiment are omitted below.

図11に示すように、本実施例に係る風力発電システム1aは、複数基の風力発電装置(2a,2b,・・・2n)、運転管理センター3内に設置される電子端末5、及び各風力発電装置(2a,2b,・・・2n)内に設置される制御装置29a、及び電子端末5と制御装置29aとを相互に通信可能に接続する通信ネットワーク6から構成される。ここで、通信ネットワーク6は、有線であるか、無線であるかを問わない。各各風力発電装置(2a,2b,・・・2n)に設置されるセンサ4、タワー21とナセル22の連結部分に設けられる図示しないヨーベアリングギア9及び複数のヨーアクチュエータ10は、上述の実施例1と同様であるため説明を省略する。また、ヨー動力制御部14及び動力遮断機構部15の構成についても実施例1と同様であるため説明を省略する。
一般的にウィンドファームにおいては、風上側に位置する風力発電装置を通過する風は、風上側に位置する風力発電装置を構成するロータの回転の影響により、風向、風速といった風況が変化し、風下側に位置する風力発電装置へと伝搬される。このように、風下側に位置する風力発電装置へと伝搬される風況が変化した風の流れを風車後流(後流とも称される)と呼ばれる。なお、風上側に位置する風力発電装置を通過する際に変化する風況は、風向、風速に限定されず、風の乱れ方である乱流特性や渦の形状なども含まれる。風車後流(後流)は、風上側に位置する風力発電装置を通過した後、拡がりながら風下側へと流れる。すなわち、風車後流は、拡散しつつ渦流(乱流)を生じさせながら風下側へと伝搬する。
As shown in FIG. 11, the wind power generation system 1a according to the present embodiment includes a plurality of wind power generators (2a, 2b, . . . 2n), an electronic terminal 5 installed in the operation management center 3, and It is composed of a control device 29a installed in the wind turbine generator (2a, 2b, . . . 2n), and a communication network 6 connecting the electronic terminal 5 and the control device 29a so as to be able to communicate with each other. Here, the communication network 6 may be wired or wireless. Sensors 4 installed in each of the wind turbine generators (2a, 2b, . Since it is the same as Example 1, the description is omitted. Further, the configurations of the yaw power control unit 14 and the power cutoff mechanism unit 15 are also the same as those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
Generally, in a wind farm, the wind passing through the wind power generator located on the windward side changes in wind conditions such as wind direction and wind speed due to the rotation of the rotor that constitutes the wind power generator located on the windward side. It is propagated to the wind turbine generator located on the leeward side. In this way, the flow of the wind propagated to the wind power generator located on the leeward side and whose wind conditions have changed is called a wind turbine wake (also referred to as a wake). Note that the wind conditions that change when passing the wind power generator located on the windward side are not limited to the wind direction and wind speed, and include turbulence characteristics, eddy shapes, and the like, which are how the wind is turbulent. The wind turbine wake (wake) flows to the leeward side while spreading after passing through the wind turbine generator located on the windward side. That is, the wind turbine wake propagates to the leeward side while diffusing and generating a vortex (turbulent flow).

図12は、図11に示す制御装置29aの機能ブロック図である。ここで、図12に示す制御装置29aは風力発電装置2aに設置される制御装置である場合を想定する。図12に示すように、制御装置29aは、出力演算部31、異常判定部32、記憶部33、機器制御部34、正規化処理部35、通信I/F36、入力I/F37、及び出力I/F38を備え、これらは相互に内部バス39にてアクセス可能に接続されている。出力演算部31、異常判定部32、機器制御部34、及び正規化処理部35は、例えば、図示しないCPU(Central Processing Unit)などのプロセッサ、各種プログラムを格納するROM、演算過程のデータを一時的に格納するRAM、外部記憶装置などの記憶装置にて実現されると共に、CPUなどのプロセッサがROMに格納された各種プログラムを読み出し実行し、実行結果である演算結果をRAM又は外部記憶装置に格納する。 FIG. 12 is a functional block diagram of the control device 29a shown in FIG. Here, it is assumed that the control device 29a shown in FIG. 12 is a control device installed in the wind turbine generator 2a. As shown in FIG. 12, the control device 29a includes an output calculation unit 31, an abnormality determination unit 32, a storage unit 33, a device control unit 34, a normalization processing unit 35, a communication I/F 36, an input I/F 37, and an output I/F. /F 38 , which are connected to each other via an internal bus 39 so as to be accessible. The output calculation unit 31, the abnormality determination unit 32, the device control unit 34, and the normalization processing unit 35 store, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit) (not shown), a ROM that stores various programs, and temporarily store data in the calculation process. A processor such as a CPU reads out and executes various programs stored in ROM, and the result of execution is stored in RAM or an external storage device. Store.

機器制御部34は、入力I/F37及び内部バス39を介して、センサ4としての、例えば、風向風速計、ピッチ角センサ、ヨー角センサ、及び歪センサによる計測データを取得する。機器制御部34は、取得された計測データに基づいて、風力発電装置2の運転を制御する。例えば、風速データに基づいてブレード24の向きや回転数などのパラメータを制御しながら運転を継続する。具体的には、風向風速計にて計測された風向データに基づき、ブレード24及びハブ23により構成されるロータが風向と正対するよう、ヨー角制御機構を構成するヨー動力制御部14へ出力I/F38を介してヨー角制御信号を出力する、及び/又は、風向風速計にて計測された風速データに基づき、ブレード24の傾斜角であるピッチ角制御信号を、ピッチ角制御機構17へ出力I/F38を介して出力する。また、機器制御部34は、センサ4により計測された発電機27の発電量に基づき、発電機回転速度を制御する回転速制御信号を増速機26へ出力I/F38を介して出力する。 The device control unit 34 acquires measurement data from sensors 4 such as an anemometer, a pitch angle sensor, a yaw angle sensor, and a strain sensor via the input I/F 37 and the internal bus 39 . The device control unit 34 controls the operation of the wind turbine generator 2 based on the acquired measurement data. For example, operation is continued while controlling parameters such as the orientation and rotation speed of the blades 24 based on wind speed data. Specifically, based on wind direction data measured by an anemometer, output I to the yaw power control unit 14 that constitutes the yaw angle control mechanism so that the rotor composed of the blades 24 and the hub 23 faces the wind direction. /F38 to output a yaw angle control signal and/or output a pitch angle control signal, which is the inclination angle of the blades 24, to the pitch angle control mechanism 17 based on the wind speed data measured by the anemometer. Output via I/F38. In addition, based on the amount of power generated by the generator 27 measured by the sensor 4 , the device control unit 34 outputs a rotation speed control signal for controlling the rotation speed of the generator to the speed increaser 26 via the output I/F 38 .

正規化処理部35は、風力発電装置2a(第1の風力発電装置)に設置される各ヨーアクチュエータ10に対応する出力計測部16により計測された、ヨー動力制御部14であるインバータの電流値を、入力I/F37及び内部バス39を介して取得する。更に、正規化処理部35は、風力発電装置2aに隣接する例えば風力発電装置2b(第2の風力発電装置)に設置される各ヨーアクチュエータ10に対応する出力計測部16により計測された、ヨー動力制御部14であるインバータの電流値を、通信ネットワーク6、入力I/F37及び内部バス39を介して取得する。
上述のように、相互に隣接する風力発電装置2a(第1の風力発電装置)及び風力発電装置2b(第2の風力発電装置)では、風況が変化し、風下側に位置する風力発電装置2b(第2の風力発電装置)では風車後流の影響も受ける。従って、風力発電装置2a(第1の風力発電装置)に設置される各ヨーアクチュエータ10に付加される荷重と、風下側に位置する風力発電装置2b(第2の風力発電装置)に設置される各ヨーアクチュエータ10に付加される荷重とは異なる。付加される荷重が大きいほど、ヨーアクチュエータ10に対応するインバータの電流の振幅は高くなる傾向を示す。そこで、正規化処理部35は、取得された風力発電装置2a(第1の風力発電装置)の各ヨーアクチュエータ10に対応するインバータの電流値及び隣接する風力発電装置2b(第2の風力発電装置)に設置される各ヨーアクチュエータ10に対応するインバータの電流値に対し、例えば、電流値の振幅のピークレベルに基づく正規化処理を実行する。正規化処理部35は、正規化処理後の風力発電装置2a(第1の風力発電装置)のインバータの電流値及び正規化処理後の隣接する風力発電装置2b(第2の風力発電装置)のインバータの電流値を出力演算部31及び異常判定部32へ内部バス39を介して転送する。
The normalization processing unit 35 calculates the current value of the inverter, which is the yaw power control unit 14, measured by the output measurement unit 16 corresponding to each yaw actuator 10 installed in the wind turbine generator 2a (first wind turbine generator). is acquired via the input I/F 37 and the internal bus 39 . Furthermore, the normalization processing unit 35 measures the yaw power measured by the output measuring unit 16 corresponding to each yaw actuator 10 installed in, for example, the wind power generator 2b (second wind power generator) adjacent to the wind power generator 2a. A current value of the inverter, which is the power control unit 14, is obtained via the communication network 6, the input I/F 37 and the internal bus 39.
As described above, the wind power generator 2a (first wind power generator) and the wind power generator 2b (second wind power generator) adjacent to each other have different wind conditions, and the wind power generator located on the leeward side changes. 2b (second wind turbine generator) is also affected by the wake of the wind turbine. Therefore, the load applied to each yaw actuator 10 installed in the wind turbine generator 2a (first wind turbine generator) and the load applied to the wind turbine generator 2b (second wind turbine generator) positioned on the leeward side It is different from the load applied to each yaw actuator 10 . The amplitude of the current of the inverter corresponding to the yaw actuator 10 tends to increase as the applied load increases. Therefore, the normalization processing unit 35 calculates the obtained current value of the inverter corresponding to each yaw actuator 10 of the wind turbine generator 2a (first wind turbine generator) and the adjacent wind turbine generator 2b (second wind turbine generator). ), the current value of the inverter corresponding to each yaw actuator 10 is normalized based on, for example, the peak level of the amplitude of the current value. The normalization processing unit 35 calculates the current value of the inverter of the wind turbine generator 2a (first wind turbine generator) after the normalization process and the current value of the adjacent wind turbine generator 2b (second wind turbine generator) after the normalization process. The current value of the inverter is transferred to the output calculation section 31 and the abnormality determination section 32 via the internal bus 39 .

出力演算部31は、正規化処理部35より転送された正規化処理後の風力発電装置2a(第1の風力発電装置)の各ヨーアクチュエータ10に対応するインバータの電流値を加算し、風力発電装置2a(第1の風力発電装置)の各ヨーアクチュエータ10の出力の合計値として内部バス39を介して異常判定部32へ転送する。また、出力演算部31は、正規化処理部35より転送された正規化処理後の隣接する風力発電装置2b(第2の風力発電装置)の各ヨーアクチュエータ10に対応するインバータの電流値を加算し、風力発電装置2b(第2の風力発電装置)の各ヨーアクチュエータ10の出力の合計値として内部バス39を介して異常判定部32へ転送する。
異常判定部32は、正規化処理部35より転送された正規化処理後の風力発電装置2a(第1の風力発電装置)の各ヨーアクチュエータ10に対応するインバータの電流値のプロファイル(正規化処理後の風力発電装置2a(第1の風力発電装置)の各ヨーアクチュエータの出力のプロファイル)と、正規化処理部35より転送された正規化処理後の隣接する風力発電装置2b(第2の風力発電装置)の各ヨーアクチュエータ10に対応するインバータの電流値のプロファイル(正規化処理後の隣接する風力発電装置2b(第2の風力発電装置)の各ヨーアクチュエータ出力のプロファイル)と、を比較し、比較結果がほぼ一致する場合は、風力発電装置2a(第1の風力発電装置)及び隣接する風力発電装置2b(第2の風力発電装置)共に各ヨーアクチュエータ10は正常と判定する。一方、比較結果に変動を有する場合は、異常ヨーアクチュエータを有する風力発電装置を特定する。
The output calculation unit 31 adds the current values of the inverters corresponding to the yaw actuators 10 of the wind turbine generator 2a (first wind turbine generator) after the normalization process transferred from the normalization processor 35, and calculates wind power generation. The total value of the outputs of the yaw actuators 10 of the device 2a (first wind turbine generator) is transferred to the abnormality determination section 32 via the internal bus 39 . Further, the output calculation unit 31 adds the current values of the inverters corresponding to the yaw actuators 10 of the adjacent wind turbine generator 2b (second wind turbine generator) after normalization transferred from the normalization processor 35. Then, the sum of the outputs of the yaw actuators 10 of the wind power generator 2b (second wind power generator) is transferred to the abnormality determination unit 32 via the internal bus 39. FIG.
The abnormality determination unit 32 determines the current value profile (normalization process Output profile of each yaw actuator of the wind turbine generator 2a (first wind turbine generator) after normalization) and adjacent wind turbine generator 2b (second wind turbine generator) after normalization processing transferred from the normalization processing unit 35 power generator) of the inverter corresponding to each yaw actuator 10 (profile of each yaw actuator output of the adjacent wind power generator 2b (second wind power generator) after normalization). If the comparison results substantially match, it is determined that the yaw actuators 10 of both the wind turbine generator 2a (first wind turbine generator) and the adjacent wind turbine generator 2b (second wind turbine generator) are normal. On the other hand, if the comparison result shows variation, the wind turbine generator having the abnormal yaw actuator is specified.

または、異常判定部32は、出力演算部31より転送された風力発電装置2a(第1の風力発電装置)の各ヨーアクチュエータ10の出力の合計値と、出力演算部31より転送された風力発電装置2b(第2の風力発電装置)の各ヨーアクチュエータ10の出力の合計値と、を比較し、比較結果がほぼ一致する場合は、風力発電装置2a(第1の風力発電装置)及び隣接する風力発電装置2b(第2の風力発電装置)共に各ヨーアクチュエータ10は正常と判定する。一方、比較結果に変動を有する場合は、異常ヨーアクチュエータを有する風力発電装置を特定する。
なお、異常検出装置30aは、正規化処理部35、出力演算部31、及び異常判定部32から構成される。
Alternatively, the abnormality determination unit 32 determines the sum of the outputs of the yaw actuators 10 of the wind turbine generator 2a (first wind turbine generator) transferred from the output calculation unit 31 and the wind power generation transferred from the output calculation unit 31. is compared with the total value of the output of each yaw actuator 10 of the device 2b (second wind power generator), and if the comparison results substantially match, the wind power generator 2a (first wind power generator) and the adjacent The yaw actuators 10 of both the wind power generator 2b (second wind power generator) are determined to be normal. On the other hand, if the comparison result shows variation, the wind turbine generator having the abnormal yaw actuator is identified.
The abnormality detection device 30 a is composed of a normalization processing section 35 , an output calculation section 31 and an abnormality determination section 32 .

図13は、図12に示す異常検出装置30aのフローチャートである。以下では、風力発電装置2aに設置される制御装置29aを構成する異常検出装置30aの動作を一例として説明する。
ステップS21では、異常検出装置30aは、ウィンドファーム内における相互に隣接する2基の風力発電装置(第1の風力発電装置及び第2の風力発電装置)を設定する。ここで、選定される第1の風力発電装置が風力発電装置2aであり、第2の風力発電装置が風力発電装置2bである場合を想定する。
FIG. 13 is a flow chart of the abnormality detection device 30a shown in FIG. The operation of the abnormality detection device 30a that constitutes the control device 29a installed in the wind turbine generator 2a will be described below as an example.
In step S21, the abnormality detection device 30a sets two mutually adjacent wind power generators (a first wind power generator and a second wind power generator) in the wind farm. Here, it is assumed that the first wind turbine generator to be selected is the wind turbine generator 2a and the second wind turbine generator is the wind turbine generator 2b.

ステップS22では、異常検出装置30aを構成する正規化処理部35は、選定された第1の風力発電装置(風力発電装置2a)及び第2の風力発電装置(風力発電装置2b)の各ヨーアクチュエータ10に対応する出力計測部16により計測されたインバータの電流値を取得する。 In step S22, the normalization processing unit 35 constituting the abnormality detection device 30a selects the yaw actuators of the selected first wind power generator (wind power generator 2a) and second wind power generator (wind power generator 2b). The current value of the inverter measured by the output measuring unit 16 corresponding to 10 is acquired.

ステップS23では、正規化処理部35は、取得された第1の風力発電装置(風力発電装置2a)の各ヨーアクチュエータ10に対応するインバータの電流値及び第2の風力発電装置(風力発電装置2b)の各ヨーアクチュエータ10に対応するインバータの電流値に対し、例えば、電流値の振幅のピークレベルに基づく正規化処理を実行する。正規化処理部35は、正規化処理後の第1の風力発電装置(風力発電装置2a)のインバータの電流値及び正規化処理後の第2の風力発電装置(風力発電装置2b)のインバータの電流値を異常判定部32へ内部バス39を介して転送する。 In step S23, the normalization processing unit 35 calculates the current value of the inverter corresponding to each yaw actuator 10 of the first wind power generator (wind power generator 2a) and the acquired current value of the second wind power generator (wind power generator 2b). ), the current value of the inverter corresponding to each yaw actuator 10 is normalized based on, for example, the peak level of the amplitude of the current value. The normalization processing unit 35 calculates the current value of the inverter of the first wind power generator (wind power generator 2a) after the normalization process and the current value of the inverter of the second wind power generator (wind power generator 2b) after the normalization process. The current value is transferred to the abnormality determination section 32 via the internal bus 39 .

ステップS24では、異常判定部32は、正規化後の各ヨーアクチュエータの出力のプロファイルを、第1の風力発電装置(風力発電装置2a)及び第2の風力発電装置(風力発電装置2b)間で比較する。比較の結果、変動有りの場合にはステップS25へ進み、異常ヨーアクチュエータを有する風力発電装置を特定し処理を終了する。
一方、比較の結果、ほぼ一致する場合にはステップS26へ進む。
In step S24, the abnormality determination unit 32 determines the output profile of each yaw actuator after normalization between the first wind power generator (wind power generator 2a) and the second wind power generator (wind power generator 2b). compare. As a result of the comparison, if there is a change, the process proceeds to step S25 to identify the wind turbine generator having the abnormal yaw actuator and terminate the process.
On the other hand, as a result of the comparison, if they substantially match, the process proceeds to step S26.

ステップS26では、相互に隣接する2基の風量発電装置を選定し、ステップS22へ戻り、ステップS22~ステップS26までの処理を、ウィンドファーム内の全ての風力発電装置2nに対し実行する。 In step S26, two wind power generators adjacent to each other are selected, the process returns to step S22, and the processes from steps S22 to S26 are executed for all wind power generators 2n in the wind farm.

なお、ステップS24に代えて、出力演算部31が、正規化処理部35より転送された正規化処理後の第1の風力発電装置(風力発電装置2a)の各ヨーアクチュエータ10に対応するインバータの電流値を加算し、第1の風力発電装置(風力発電装置2a)の各ヨーアクチュエータ10の出力の合計値として内部バス39を介して異常判定部32へ転送する。また、出力演算部31が、正規化処理部35より転送された正規化処理後の隣接する第2の風力発電装置(風力発電装置2b)の各ヨーアクチュエータ10に対応するインバータの電流値を加算し、第2の風力発電装置(風力発電装置2b)の各ヨーアクチュエータ10の出力の合計値として内部バス39を介して異常判定部32へ転送する。そして、異常判定部32が、転送された第1の風力発電装置(風力発電装置2a)の各ヨーアクチュエータ10の出力の合計値と第2の風力発電装置(風力発電装置2b)の各ヨーアクチュエータ10の出力の合計値とを比較する構成としても良い。 Note that instead of step S24, the output calculation unit 31 performs the normalization processing of the inverters corresponding to the yaw actuators 10 of the first wind power generator (wind power generator 2a) transferred from the normalization processing unit 35. The current values are added, and the sum of the outputs of the yaw actuators 10 of the first wind power generator (wind power generator 2a) is transferred to the abnormality determination unit 32 via the internal bus 39 . In addition, the output calculation unit 31 adds the current values of the inverters corresponding to the yaw actuators 10 of the adjacent second wind power generator (wind power generator 2b) after the normalization processing transferred from the normalization processing unit 35. and transferred to the abnormality determination unit 32 via the internal bus 39 as the sum of the outputs of the yaw actuators 10 of the second wind power generator (wind power generator 2b). Then, the abnormality determination unit 32 determines the sum of the transferred outputs of the yaw actuators 10 of the first wind power generator (wind power generator 2a) and the yaw actuators of the second wind power generator (wind power generator 2b). A configuration may be used in which the total value of ten outputs is compared.

また、上述のステップS25にて特定された異常ヨーアクチュエータを有する風力発電装置に対し、上述の実施例1において図10に示したヨーアクチュエータ異常個所検出シーケンスの詳細フローを実行する構成としても良い。 Further, the detailed flow of the yaw actuator abnormal point detection sequence shown in FIG. 10 in the first embodiment may be executed for the wind turbine generator having the abnormal yaw actuator identified in step S25.

なお、本実施例では、相互に隣接する2基の風力発電装置のうち、一方の風力発電装置に設置される制御装置29aを構成する異常検出装置30aが図13に示すフローを実行する構成としたがこれに限られない。例えば、運転管理センター3内に設置される電子端末5に異常検出装置30aを実装し、図13に示すフローを実行する構成としても良い。 In this embodiment, the abnormality detection device 30a constituting the control device 29a installed in one of the two wind power generators adjacent to each other executes the flow shown in FIG. However, it is not limited to this. For example, an abnormality detection device 30a may be mounted on the electronic terminal 5 installed in the operation management center 3, and the flow shown in FIG. 13 may be executed.

以上の通り本実施例によれば、実施例1の効果に加え、複数の風力発電装置が設置されるウィンドファームにおいても、異常が発生したヨーアクチュエータを有する風力発電装置を早期に特定することが可能となる。
また、本実施例によれば、ウィンドファーム内に隣接する2基の風力発電装置の各々に設置される複数のヨーアクチュエータの出力を相対的に比較することで異常を判定する構成であることから、比較的簡易な処理にて異常判定を実現することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, even in a wind farm where a plurality of wind power generators are installed, it is possible to quickly identify a wind power generator having a yaw actuator in which an abnormality has occurred. It becomes possible.
Further, according to this embodiment, since the configuration is such that an abnormality is determined by relatively comparing the outputs of the plurality of yaw actuators installed in each of the two adjacent wind power generators in the wind farm, , it becomes possible to realize abnormality determination by relatively simple processing.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. In addition, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.

1,1a…風力発電システム
2,2a,2b,2n…風力発電装置
3…運転管理センター
4…センサ
5…電子端末
6…通信ネットワーク
9…ヨーベアリングギア
10…ヨーアクチュエータ
11…ピニオンギア
12…減速機
13…駆動モータ
14…ヨー動力制御部
15…動力遮断機構部
16…出力計測部
17…ピッチ角制御機構
21…タワー
22…ナセル
23…ハブ
24…ブレード
25…主軸
26…増速機
27…発電機
28…電力変換器
29,29a…制御装置
30,30a…異常検出装置
31…出力演算部
32…異常判定部
33…記憶部
34…機器制御部
35…正規化処理部
36…通信I/F
37…入力I/F
38…出力I/F
39…内部バス
40…ケース
41a…メインケース部
41b…サブケース部
42…内歯
43…入力ギア
44…動力軸
45…外歯歯車
46…外歯
50…クランク軸
51…シャフト本体
53…スパーギア
60…キャリア
60a…第1半体
60b…第2半体
61…第1保持部
62…第2保持部
63…支柱
64…結合筒部
64a…第1筒半部
64b…第2筒半部
65…キャリア側スプライン部
66…出力軸
71…第1端部用貫通孔
72…第2端部用貫通孔
73…第1クランク軸用軸受
74…第2クランク軸用軸受
89…クラッチ作動部
89a…第1摩擦板
89b…第2摩擦板
90…クラッチ制御部
90a…圧力調整弁
90b…通電コントローラ
91…クラッチ駆動体
92…弾性部材
93…油圧供給路
93b…油圧作用部
94…クラッチ油圧源
95…アキュムレータ
98…リリーフ弁
99…ドレン弁
107…第1連結部材
107a…ネジ部材
109…第2連結部材
109a…ネジ部材
111…入力側部分
199…ドレン弁
252…油圧モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a... Wind power generation system 2, 2a, 2b, 2n... Wind power generator 3... Operation management center 4... Sensor 5... Electronic terminal 6... Communication network 9... Yaw bearing gear 10... Yaw actuator 11... Pinion gear 12... Deceleration Machine 13 Drive motor 14 Yaw power control unit 15 Power cutoff mechanism 16 Output measurement unit 17 Pitch angle control mechanism 21 Tower 22 Nacelle 23 Hub 24 Blade 25 Main shaft 26 Gearbox 27 Generator 28 Power converters 29, 29a Control devices 30, 30a Abnormality detection device 31 Output calculation unit 32 Abnormality determination unit 33 Storage unit 34 Device control unit 35 Normalization processing unit 36 Communication I/ F.
37 Input I/F
38... Output I/F
39... Internal bus 40... Case 41a... Main case portion 41b... Sub case portion 42... Internal teeth 43... Input gear 44... Power shaft 45... External gear 46... External teeth 50... Crankshaft 51... Shaft body 53... Spur gear 60 Carrier 60a First half body 60b Second half body 61 First holding part 62 Second holding part 63 Column 64 Coupling cylinder part 64a First cylinder half part 64b Second cylinder half part 65 Carrier-side spline portion 66 Output shaft 71 First end through hole 72 Second end through hole 73 First crankshaft bearing 74 Second crankshaft bearing 89 Clutch operating portion 89a 1 friction plate 89b...second friction plate 90...clutch control section 90a...pressure regulating valve 90b...energization controller 91...clutch driver 92...elastic member 93...hydraulic supply path 93b...hydraulic action section 94...clutch hydraulic pressure source 95...accumulator 98... Relief valve 99... Drain valve 107... First connecting member 107a... Threaded member 109... Second connecting member 109a... Threaded member 111... Input side portion 199... Drain valve 252... Hydraulic motor

Claims (11)

風を受けて回転するロータを支持するナセルと、
前記ナセルを回動可能に支持するタワーと、
前記タワーに対し前記ナセルを回動させる複数のヨーアクチュエータと、
前記ヨーアクチュエータの異常を検出する異常検出装置を備え、
前記異常検出装置は、各ヨーアクチュエータの出力の合計値と所定の第1の閾値とを比較し、前記出力の合計値が前記所定の第1の閾値を超えた場合、ヨーアクチュエータの異常と判定し、前記複数のヨーアクチュエータのうち一部のヨーアクチュエータを停止させ、動作中のヨーアクチュエータの出力の合計値に基づいて異常があるヨーアクチュエータを判定する異常判定部を備えることを特徴とする風力発電装置。
a nacelle that supports a rotor rotating in the wind;
a tower that rotatably supports the nacelle;
a plurality of yaw actuators that rotate the nacelle with respect to the tower;
an abnormality detection device that detects an abnormality of the yaw actuator;
The abnormality detection device compares the total output value of each yaw actuator with a predetermined first threshold value, and determines that the yaw actuator is abnormal when the total output value exceeds the predetermined first threshold value. and an abnormality determination unit that stops some of the plurality of yaw actuators and determines which yaw actuator has an abnormality based on the total output value of the yaw actuators in operation . Wind power generator.
請求項1に記載の風力発電装置において、
前記異常判定部は、前記複数のヨーアクチュエータのうち一部のヨーアクチュエータを停止させ、動作中のヨーアクチュエータの出力の合計値が所定の第2の閾値を超える場合、動作中のヨーアクチュエータを異常と判定することを特徴とする風力発電装置。
In the wind turbine generator according to claim 1,
The abnormality determination unit stops some of the yaw actuators among the plurality of yaw actuators, and if a total output value of the yaw actuators in operation exceeds a predetermined second threshold value, the yaw actuator in operation is abnormal. A wind power generator characterized by determining that.
請求項2に記載の風力発電装置において、
前記異常判定部は、前記複数のヨーアクチュエータのうち一部のヨーアクチュエータ毎に順次停止させ、動作中のヨーアクチュエータの出力の合計値と前記所定の第2の閾値とを比較し、異常があるヨーアクチュエータを特定することを特徴とする風力発電装置。
In the wind turbine generator according to claim 2,
The abnormality determination unit sequentially stops some of the yaw actuators among the plurality of yaw actuators, compares a total value of outputs of the yaw actuators in operation with the predetermined second threshold value, and determines that there is an abnormality. A wind turbine generator characterized by specifying a yaw actuator .
請求項2又は請求項3に記載の風力発電装置において、
前記所定の第2の閾値は前記所定の第1の閾値よりも小さいことを特徴とする風力発電装置。
In the wind turbine generator according to claim 2 or claim 3,
The wind turbine generator , wherein the predetermined second threshold is smaller than the predetermined first threshold .
求項4に記載の風力発電装置において、
前記所定の第2の閾値は、前記複数のヨーアクチュエータの全数に占める停止させる一部のヨーアクチュエータ数の比率を前記所定の第1の閾値に乗ずることで設定されることを特徴とする風力発電装置。
In the wind turbine generator according to claim 4,
The predetermined second threshold is set by multiplying the predetermined first threshold by a ratio of the number of the partial yaw actuators to be stopped to the total number of the plurality of yaw actuators. Device.
請求項5に記載の風力発電装置において、
前記所定の第の閾値は、少なくとも、工場内における試験運転時における各ヨーアクチュエータの合計値と、風力発電装置を据え付ける際における試運転時の各ヨーアクチュエータの出力の合計値と、ヨーアクチュエータの交換を含むメンテナンスの記録に基づきメンテナンス時よりも前の所定の期間における各ヨーアクチュエータの出力の合計値の平均のうち何れかであることを特徴とする風力発電装置。
In the wind turbine generator according to claim 5,
The predetermined first threshold includes at least the total value of each yaw actuator during test operation in a factory, the total value of output of each yaw actuator during test operation when installing the wind turbine generator, and the replacement of the yaw actuator. A wind power generator characterized in that it is one of the averages of the total values of outputs of each yaw actuator during a predetermined period prior to maintenance based on a maintenance record including:
風を受けて回転するロータを支持するナセルと前記ナセルを回動可能に支持するタワーと前記タワーに対し前記ナセルを回動させる複数のヨーアクチュエータを有する風力発電装置を複数備えると共に、前記ヨーアクチュエータの異常を検出する異常検出装置を備え、
前記異常検出装置は、各ヨーアクチュエータの出力の合計値と所定の第1の閾値とを比較し、前記出力の合計値が前記所定の第1の閾値を超えるとヨーアクチュエータの異常と判定し、前記複数のヨーアクチュエータのうち一部のヨーアクチュエータを停止させ、動作中のヨーアクチュエータの出力の合計値に基づいて異常があるヨーアクチュエータを判定する異常判定部を備えることを特徴とする風力発電システム。
a plurality of wind turbine generators each having a nacelle for supporting a rotor that rotates under wind, a tower for rotatably supporting the nacelle, and a plurality of yaw actuators for rotating the nacelle with respect to the tower; Equipped with an anomaly detection device that detects anomalies in
The abnormality detection device compares a total output value of each yaw actuator with a predetermined first threshold value, and determines that the yaw actuator is abnormal when the total output value exceeds the predetermined first threshold value, The wind power generator, further comprising : an abnormality determination unit that stops some of the plurality of yaw actuators and determines an abnormal yaw actuator based on a total value of outputs of the yaw actuators in operation. system.
請求項7に記載の風力発電システムにおいて、
前記異常判定部は、前記複数のヨーアクチュエータのうち一部のヨーアクチュエータを停止させ、動作中のヨーアクチュエータの出力の合計値が所定の第2の閾値を超える場合、動作中のヨーアクチュエータ異常と判定することを特徴とする風力発電システム。
In the wind power generation system according to claim 7,
The abnormality determination unit stops some of the yaw actuators among the plurality of yaw actuators, and if a total output value of the yaw actuators in operation exceeds a predetermined second threshold value, the yaw actuator in operation is abnormal. A wind power generation system characterized by determining that
請求項8に記載の風力発電システムにおいて、
前記異常判定、前記複数のヨーアクチュエータのうち一部のヨーアクチュエータ毎に順次停止させ、動作中のヨーアクチュエータの出力の合計値と前記所定の第2の閾値とを比較し、異常があるヨーアクチュエータを特定することを特徴とする風力発電システム。
In the wind power generation system according to claim 8,
The abnormality determination unit sequentially stops some of the yaw actuators among the plurality of yaw actuators, compares a total output value of the yaw actuators in operation with the predetermined second threshold value, and determines whether an abnormality has occurred. A wind power generation system characterized by identifying a certain yaw actuator.
請求項8又は請求項9に記載の風力発電システムにおいて、
前記所定の第2の閾値は前記所定の第1の閾値よりも小さいことを特徴とする風力発電システム。
In the wind power generation system according to claim 8 or claim 9,
The wind power generation system, wherein the predetermined second threshold is smaller than the predetermined first threshold .
請求項10に記載の風力発電システムにおいて、
記所定の第2の閾値は、前記複数のヨーアクチュエータの全数に占める停止させる一部のヨーアクチュエータ数の比率を前記所定の第1の閾値に乗ずることで設定されることを特徴とする風力発電システム。
In the wind power generation system according to claim 10,
The predetermined second threshold is set by multiplying the predetermined first threshold by a ratio of the number of the partial yaw actuators to be stopped to the total number of the plurality of yaw actuators. power generation system.
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