JPH05180146A - 風車過負荷防止装置 - Google Patents
風車過負荷防止装置Info
- Publication number
- JPH05180146A JPH05180146A JP3358103A JP35810391A JPH05180146A JP H05180146 A JPH05180146 A JP H05180146A JP 3358103 A JP3358103 A JP 3358103A JP 35810391 A JP35810391 A JP 35810391A JP H05180146 A JPH05180146 A JP H05180146A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydraulic cylinder
- air brake
- windmill
- blade
- load
- Prior art date
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Links
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 title 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/0244—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking
- F03D7/0252—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking with aerodynamic drag devices on the blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
- F05B2240/307—Blade tip, e.g. winglets
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Abstract
(57)【要約】
【目的】 風車を負荷制御して過負荷を防止する装置を
提供すること。 【構成】 風車の翼４の先端近傍に油圧シリンダ６によ
って駆動されるエアブレーキ５を設け、高風速時に油圧
シリンダ６を操作し、エアブレーキ５を動作させて負荷
制御するようにしたもの。
提供すること。 【構成】 風車の翼４の先端近傍に油圧シリンダ６によ
って駆動されるエアブレーキ５を設け、高風速時に油圧
シリンダ６を操作し、エアブレーキ５を動作させて負荷
制御するようにしたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は風車の負荷制御に関し、
特に、高風速時における風車の負荷を制御して過負荷を
防止する装置に関する。
特に、高風速時における風車の負荷を制御して過負荷を
防止する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の風車の負荷制御には２種類の方法
があり、その内の一つは、翼の出力特性として高風速時
に失速させるようにすることにより風力エネルギを逃が
して負荷を制御する、いわゆるストールコントロールに
よる方法と、もう一つは、翼ピッチ角度を可変させるこ
とにより風力エネルギを逃がすという可変ピッチコント
ロールによる方法の２種類があった。
があり、その内の一つは、翼の出力特性として高風速時
に失速させるようにすることにより風力エネルギを逃が
して負荷を制御する、いわゆるストールコントロールに
よる方法と、もう一つは、翼ピッチ角度を可変させるこ
とにより風力エネルギを逃がすという可変ピッチコント
ロールによる方法の２種類があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これら従来の風車の負
荷制御においては、翼の失速特性による方法も翼ピッチ
角度可変による方法もエネルギを逃がすことによってお
り、いずれの方法も、風力エネルギを受けてからの受動
的な制御であるので、高風速時での過負荷の危険性が非
常に高い方法である。
荷制御においては、翼の失速特性による方法も翼ピッチ
角度可変による方法もエネルギを逃がすことによってお
り、いずれの方法も、風力エネルギを受けてからの受動
的な制御であるので、高風速時での過負荷の危険性が非
常に高い方法である。
【０００４】本発明は上記事情にかんがみなされたもの
で、高風速時における負荷を制御して風車の過負荷を防
止する装置を提供することを目的とする。
で、高風速時における負荷を制御して風車の過負荷を防
止する装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的に対し、本発明
によれば、風車の翼内に設けられた油圧シリンダと、前
記翼の表面に設けられ過負荷時に前記油圧シリンダによ
り駆動制御されるエアブレーキとを備えてなる風車過負
荷防止装置が提供される。
によれば、風車の翼内に設けられた油圧シリンダと、前
記翼の表面に設けられ過負荷時に前記油圧シリンダによ
り駆動制御されるエアブレーキとを備えてなる風車過負
荷防止装置が提供される。
【０００６】
【作用】上記手段によれば、高風速になった時、負荷目
標値と実際の負荷との差に応じて油圧シリンダを作動さ
せ、これに連動するエアブレーキを作動させて負荷を制
御することにより過負荷を防止する。
標値と実際の負荷との差に応じて油圧シリンダを作動さ
せ、これに連動するエアブレーキを作動させて負荷を制
御することにより過負荷を防止する。
【０００７】
【実施例】以下本発明による風車過負荷防止装置を添付
図面を参照して詳細に説明する。
図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】図１ないし図４は本発明の第１の実施例を
示したもので、図１は本発明による過負荷防止装置を適
用した風車の概要を示し、図２は過負荷防止装置の構成
を示し、図３はその制御系統を示し、図４はその制御フ
ローを示している。
示したもので、図１は本発明による過負荷防止装置を適
用した風車の概要を示し、図２は過負荷防止装置の構成
を示し、図３はその制御系統を示し、図４はその制御フ
ローを示している。
【０００９】図１及び図２において、タワー１の上にナ
セル２が取り付けられ、そのナセル２には回転するロー
タヘッド３が取り付けられている。そのロータヘッド３
には複数枚、図示の例では３枚の翼４が取り付けられて
いる。これら翼４の先端部にはエアブレーキ５が取り付
けられている。このエアブレーキ５はたとえば縁部が回
動自在に翼先端部に止着されたフラップによって構成さ
れたものとすることができ、その回動角は翼４の先端部
付近に内設された油圧シリンダ６によって駆動されるよ
う構成されている。
セル２が取り付けられ、そのナセル２には回転するロー
タヘッド３が取り付けられている。そのロータヘッド３
には複数枚、図示の例では３枚の翼４が取り付けられて
いる。これら翼４の先端部にはエアブレーキ５が取り付
けられている。このエアブレーキ５はたとえば縁部が回
動自在に翼先端部に止着されたフラップによって構成さ
れたものとすることができ、その回動角は翼４の先端部
付近に内設された油圧シリンダ６によって駆動されるよ
う構成されている。
【００１０】翼４の先端部に取り付けられているエアブ
レーキ５は高風速時に負荷が設定値を越えると油圧シリ
ンダ６により駆動され、負荷をその設定値まで低下させ
る。
レーキ５は高風速時に負荷が設定値を越えると油圧シリ
ンダ６により駆動され、負荷をその設定値まで低下させ
る。
【００１１】この油圧シリンダ６の制御は図３に示した
ような回路によって行われる。すなわち、風力発電プラ
ントの目標出力（ｋＷｓｅｔ）と実際の出力（ｋＷ）と
が減算器１０で比較され、その出力偏差値（ΔｋＷ＝ｋ
Ｗ−ｋＷｓｅｔ）が演算器１１へ送られる。演算器１１
内では予め記憶されている出力偏差値ΔｋＷとエアブレ
ーキ５用油圧シリンダ６のリフト量Δｈとの関数表１２
に基づいてリフト量Δｈが演算され、そのリフト量Δｈ
はディジタル／アナログ変換器１３を経てアナログ制御
信号の形でサーボ弁１４に入力される。サーボ弁１４は
演算されたリフト量Δｈに応じて作動され、エアブレー
キ５用油圧シリンダ６への油流を制御する。油圧シリン
ダ６の動きはこれと連動するよう設けられたポテンショ
メータ１５によって電気量に変換され、抵抗／電流変換
器１６を経て演算器１１へ実際のリフト量信号としてフ
ィードバックされる。
ような回路によって行われる。すなわち、風力発電プラ
ントの目標出力（ｋＷｓｅｔ）と実際の出力（ｋＷ）と
が減算器１０で比較され、その出力偏差値（ΔｋＷ＝ｋ
Ｗ−ｋＷｓｅｔ）が演算器１１へ送られる。演算器１１
内では予め記憶されている出力偏差値ΔｋＷとエアブレ
ーキ５用油圧シリンダ６のリフト量Δｈとの関数表１２
に基づいてリフト量Δｈが演算され、そのリフト量Δｈ
はディジタル／アナログ変換器１３を経てアナログ制御
信号の形でサーボ弁１４に入力される。サーボ弁１４は
演算されたリフト量Δｈに応じて作動され、エアブレー
キ５用油圧シリンダ６への油流を制御する。油圧シリン
ダ６の動きはこれと連動するよう設けられたポテンショ
メータ１５によって電気量に変換され、抵抗／電流変換
器１６を経て演算器１１へ実際のリフト量信号としてフ
ィードバックされる。
【００１２】また、油圧シリンダ６の駆動用油圧回路
は、油圧ポンプ１７、逆止弁１８、アキュムレータ１９
及び油タンク２０より構成され、サーボ弁１４を介して
油圧シリンダ６に接続されている。
は、油圧ポンプ１７、逆止弁１８、アキュムレータ１９
及び油タンク２０より構成され、サーボ弁１４を介して
油圧シリンダ６に接続されている。
【００１３】次に、図４のフローチャートを参照して図
３の回路の作用について説明する。 （１）図４に示したように、制御が開始されると、ま
ず、負荷目標値（目標出力）ｋＷｓｅｔをセットする。 （２）次に、実際の出力ｋＷを検知する。このとき、同
時に、シリンダリフトｈも検知する。 （３）負荷目標値ｋＷｓｅｔと実際の出力ｋＷとを比較
し、出力偏差値ΔｋＷ＝ｋＷ−ｋＷｓｅｔを算出する。 （４）出力偏差値ΔｋＷの正負を判定する。 （５）出力偏差値ΔｋＷが０より大であれば、シリンダ
リフト増加量Δｈを計算する。 （６）シリンダリフトを増加させる。 （７）シリンダリフトとその目標値とを比較する。 （８）シリンダリフトが目標値に合致していれば、油圧
シリンダの動作を停止する。 （９）上記（４）にて、出力偏差値ΔｋＷが０より大で
なければ、それが０であるか０より小であるかを判断す
る。 （１０）出力偏差値ΔｋＷが０に等しければ、シリンダ
リフトはそのままとする。 （１１）出力偏差値ΔｋＷが０より小であれば、シリン
ダリフト減少量Δｈを計算する。 （１２）シリンダリフトを減少させる。 （１３）シリンダリフトとその目標値とを比較する。 （１４）シリンダリフトが目標値に合致していれば、油
圧シリンダの動作を停止する。
３の回路の作用について説明する。 （１）図４に示したように、制御が開始されると、ま
ず、負荷目標値（目標出力）ｋＷｓｅｔをセットする。 （２）次に、実際の出力ｋＷを検知する。このとき、同
時に、シリンダリフトｈも検知する。 （３）負荷目標値ｋＷｓｅｔと実際の出力ｋＷとを比較
し、出力偏差値ΔｋＷ＝ｋＷ−ｋＷｓｅｔを算出する。 （４）出力偏差値ΔｋＷの正負を判定する。 （５）出力偏差値ΔｋＷが０より大であれば、シリンダ
リフト増加量Δｈを計算する。 （６）シリンダリフトを増加させる。 （７）シリンダリフトとその目標値とを比較する。 （８）シリンダリフトが目標値に合致していれば、油圧
シリンダの動作を停止する。 （９）上記（４）にて、出力偏差値ΔｋＷが０より大で
なければ、それが０であるか０より小であるかを判断す
る。 （１０）出力偏差値ΔｋＷが０に等しければ、シリンダ
リフトはそのままとする。 （１１）出力偏差値ΔｋＷが０より小であれば、シリン
ダリフト減少量Δｈを計算する。 （１２）シリンダリフトを減少させる。 （１３）シリンダリフトとその目標値とを比較する。 （１４）シリンダリフトが目標値に合致していれば、油
圧シリンダの動作を停止する。
【００１４】図５及び図６は本発明の第２の実施例を示
したもので、図中、図１及び図２に示したものと同一の
要素には同一の符号を示してある。
したもので、図中、図１及び図２に示したものと同一の
要素には同一の符号を示してある。
【００１５】図５及び図６によれば、エアブレーキ５は
翼４の先端に近い表面に長手方向に細長いフラップによ
って構成され、そのエアブレーキ５は第１の実施例と同
様、翼４に内設された油圧シリンダ６によって駆動され
る。この油圧シリンダ６の制御は第１の実施例のものと
同一である。
翼４の先端に近い表面に長手方向に細長いフラップによ
って構成され、そのエアブレーキ５は第１の実施例と同
様、翼４に内設された油圧シリンダ６によって駆動され
る。この油圧シリンダ６の制御は第１の実施例のものと
同一である。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、風車の翼先端付近に、
油圧シリンダで駆動されるエアブレーキを設けた構成を
有しているので、特に高風速時における負荷制御の効果
が大きく、しかも、現在行われているフルスパンピッチ
制御の風車に比較して非常にコンパクトに実現できる。
油圧シリンダで駆動されるエアブレーキを設けた構成を
有しているので、特に高風速時における負荷制御の効果
が大きく、しかも、現在行われているフルスパンピッチ
制御の風車に比較して非常にコンパクトに実現できる。
【図１】本発明による過負荷防止装置を備えた風車を示
す正面図である。
す正面図である。
【図２】本発明による過負荷防止装置の詳細を示した図
１のＡ部拡大図である。
１のＡ部拡大図である。
【図３】油圧シリンダの制御系統を示す回路図である。
【図４】図３の制御系統の制御フローを示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図５】本発明の第２の実施例の過負荷防止装置を備え
た風車を示す正面図である。
た風車を示す正面図である。
【図６】本発明の第２の実施例の過負荷防止装置の詳細
を示した図５のＢ部拡大図である。
を示した図５のＢ部拡大図である。
１ タワー ２ ナセル ３ ロータヘッド ４ 翼 ５ エアブレーキ ６ 油圧シリンダ １０ 減算器 １１ 演算器 １３ ディジタル／アナログ変換器 １４ サーボ弁 １５ ポテンショメータ １６ 抵抗／電流変換器 １７ 油圧ポンプ １８ 逆止弁 １９ アキュムレータ ２０ 油タンク
Claims (1)
- 【請求項１】風車の翼内に設けられた油圧シリンダと、
前記翼の表面に設けられ過負荷時に前記油圧シリンダに
より駆動制御されるエアブレーキとを備えてなる風車過
負荷防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3358103A JPH05180146A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 風車過負荷防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3358103A JPH05180146A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 風車過負荷防止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05180146A true JPH05180146A (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=18457560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3358103A Withdrawn JPH05180146A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 風車過負荷防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05180146A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7204674B2 (en) | 2000-12-23 | 2007-04-17 | Aloys Wobben | Rotor blade for a wind power installation |
| US7708530B2 (en) | 2002-06-05 | 2010-05-04 | Aloys Wobben | Rotor blade for a wind power plant |
| KR101242766B1 (ko) * | 2011-01-31 | 2013-03-12 | 한국에너지기술연구원 | 로터 하중 저감 장치가 설치된 풍력 발전기 및 로터 하중 저감 장치가 설치된 풍력 발전기의 로터 하중 저감 방법 |
| EP3293392A1 (en) * | 2016-09-08 | 2018-03-14 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine blade comprising an edgewise stabilizer |
| US11428204B2 (en) | 2017-10-24 | 2022-08-30 | Wobben Properties Gmbh | Rotor blade of a wind turbine and method for designing same |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP3358103A patent/JPH05180146A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7204674B2 (en) | 2000-12-23 | 2007-04-17 | Aloys Wobben | Rotor blade for a wind power installation |
| US7708530B2 (en) | 2002-06-05 | 2010-05-04 | Aloys Wobben | Rotor blade for a wind power plant |
| US7914261B2 (en) | 2002-06-05 | 2011-03-29 | Aloys Wobben | Rotor blade for a wind power plant |
| US8100663B2 (en) | 2002-06-05 | 2012-01-24 | Aloys Wobben | Rotor blade for a wind power plant |
| KR101242766B1 (ko) * | 2011-01-31 | 2013-03-12 | 한국에너지기술연구원 | 로터 하중 저감 장치가 설치된 풍력 발전기 및 로터 하중 저감 장치가 설치된 풍력 발전기의 로터 하중 저감 방법 |
| EP3293392A1 (en) * | 2016-09-08 | 2018-03-14 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine blade comprising an edgewise stabilizer |
| US11428204B2 (en) | 2017-10-24 | 2022-08-30 | Wobben Properties Gmbh | Rotor blade of a wind turbine and method for designing same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |