JPH0783554B2 - 風力電源装置 - Google Patents
風力電源装置Info
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- JPH0783554B2 JPH0783554B2 JP60070195A JP7019585A JPH0783554B2 JP H0783554 B2 JPH0783554 B2 JP H0783554B2 JP 60070195 A JP60070195 A JP 60070195A JP 7019585 A JP7019585 A JP 7019585A JP H0783554 B2 JPH0783554 B2 JP H0783554B2
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- 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
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- 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
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、風力発電により得られる電気エネルギーを
効率よく負荷に供給する風力電源装置に関するものであ
る。
効率よく負荷に供給する風力電源装置に関するものであ
る。
［従来の技術］ 風力発電により得られる電気エネルギーを負荷に供給す
る風力電源装置として、風車に直流発電機を設け、この
直流発電機の直流出力を充電器を介して蓄電池に一旦貯
溜し、必要に応じて変換回路を介して交流出力に変換し
負荷に供給するものがある。このものは、風の変動で風
力発電の出力が変動するため、一旦蓄電池に貯溜し、負
荷へ安定した電力の供給ができるようにしている。
る風力電源装置として、風車に直流発電機を設け、この
直流発電機の直流出力を充電器を介して蓄電池に一旦貯
溜し、必要に応じて変換回路を介して交流出力に変換し
負荷に供給するものがある。このものは、風の変動で風
力発電の出力が変動するため、一旦蓄電池に貯溜し、負
荷へ安定した電力の供給ができるようにしている。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、電気エネルギーを負荷に供給するには、充電
器、蓄電池、変換回路を介して供給され、負荷に交流出
力を供給するシステム構成が複雑で、コストが高く、し
かも、風車から負荷に供給するまでの途中のロスが大き
いため、供給される電気エネルギーレベルが低い等の問
題点がある。
器、蓄電池、変換回路を介して供給され、負荷に交流出
力を供給するシステム構成が複雑で、コストが高く、し
かも、風車から負荷に供給するまでの途中のロスが大き
いため、供給される電気エネルギーレベルが低い等の問
題点がある。
また、風車の運転状態に応じて負荷への断続が行なわれ
るが、瞬間的とは言え、供給される電気エネルギーレベ
ルが大きくなると、その分風車側の動力伝達系に大きな
トルクが発生するので、それらの部材を強固にしておく
必要があるり、構造が複雑で、コストも嵩む。
るが、瞬間的とは言え、供給される電気エネルギーレベ
ルが大きくなると、その分風車側の動力伝達系に大きな
トルクが発生するので、それらの部材を強固にしておく
必要があるり、構造が複雑で、コストも嵩む。
また、風車のブレードが風を受けて無駄に回転すること
があり、このため装置の耐久性が低下する等の問題があ
る。
があり、このため装置の耐久性が低下する等の問題があ
る。
この発明はかかる実情を背景にしてなされたもので、風
車から得られる電気エネルギーを簡単な構成で負荷に供
給するようになし、低コストで、しかもロスを少なくし
て効率を一層向上させ、しかも負荷への接続時の出力電
圧の変動を抑えて弊害を防止すると共に、風車が無駄に
回転することを防止して耐久性を向上させる風力電源装
置を提供することを目的としている。
車から得られる電気エネルギーを簡単な構成で負荷に供
給するようになし、低コストで、しかもロスを少なくし
て効率を一層向上させ、しかも負荷への接続時の出力電
圧の変動を抑えて弊害を防止すると共に、風車が無駄に
回転することを防止して耐久性を向上させる風力電源装
置を提供することを目的としている。
［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、この発明は、ブレードの回
転速度を略一定に維持する出力調整手段を備えた風車に
誘導機を接続し、この誘導機の交流出力を負荷に供給す
るとともに、余剰の交流出力を変換回路を介して直流出
力に変換し蓄電池に充電する風力電源装置において、前
記出力調整手段としてピッチ制御機構を備え、このピッ
チ制御機構は、風車運転領域を越えた時、ブレードのピ
ッチ角を固定して風を逃し、回転速度を所定の低速に下
げるように構成され、カットイン風速領域から定格風速
領域までは、前記誘導機の交流出力及び前記蓄電池から
変換回路を介して直流が交流に変換された出力が負荷に
供給され、定格風速領域から強風カットアウト風速領域
までは前記誘導機からの交流出力のみを負荷に供給し、
強風カットアウト風速領域以上になると、前記ピッチ制
御機構により前記ブレードのピッチ角を固定して風を逃
し、回転速度を所定の低速に下げて、前記誘導機と前記
負荷との接続が遮断され、さらに前記カットイン風速領
域以下の時も前記誘導機と前記負荷との接続が遮断さ
れ、前記蓄電池から変換回路を介して直流が交流に変換
された出力が負荷に供給され、前記ブレードのピッチ角
を固定して風を逃し、回転速度を所定の低速に下げの状
態になった後、定格風速領域の開始点近傍の風速になっ
たとき、ブレードのフェザーリング状態が解除され、定
格風速領域の開始点において、前記誘導機と前記負荷と
の接続が再開されるようになしたことを特徴としてい
る。
転速度を略一定に維持する出力調整手段を備えた風車に
誘導機を接続し、この誘導機の交流出力を負荷に供給す
るとともに、余剰の交流出力を変換回路を介して直流出
力に変換し蓄電池に充電する風力電源装置において、前
記出力調整手段としてピッチ制御機構を備え、このピッ
チ制御機構は、風車運転領域を越えた時、ブレードのピ
ッチ角を固定して風を逃し、回転速度を所定の低速に下
げるように構成され、カットイン風速領域から定格風速
領域までは、前記誘導機の交流出力及び前記蓄電池から
変換回路を介して直流が交流に変換された出力が負荷に
供給され、定格風速領域から強風カットアウト風速領域
までは前記誘導機からの交流出力のみを負荷に供給し、
強風カットアウト風速領域以上になると、前記ピッチ制
御機構により前記ブレードのピッチ角を固定して風を逃
し、回転速度を所定の低速に下げて、前記誘導機と前記
負荷との接続が遮断され、さらに前記カットイン風速領
域以下の時も前記誘導機と前記負荷との接続が遮断さ
れ、前記蓄電池から変換回路を介して直流が交流に変換
された出力が負荷に供給され、前記ブレードのピッチ角
を固定して風を逃し、回転速度を所定の低速に下げの状
態になった後、定格風速領域の開始点近傍の風速になっ
たとき、ブレードのフェザーリング状態が解除され、定
格風速領域の開始点において、前記誘導機と前記負荷と
の接続が再開されるようになしたことを特徴としてい
る。
［作用］ この発明では、カットイン風速領域から定格風速領域ま
では、誘導機の交流出力及び蓄電池から変換回路を介し
て直流が交流に変換された出力が負荷に供給され、定格
風速領域から強風カットアウト風速領域までは誘導機か
らの交流出力のみを負荷に供給する。
では、誘導機の交流出力及び蓄電池から変換回路を介し
て直流が交流に変換された出力が負荷に供給され、定格
風速領域から強風カットアウト風速領域までは誘導機か
らの交流出力のみを負荷に供給する。
強風カットアウト風速領域以上になると、ピッチ制御機
構によりブレードのピッチ角を固定して風を逃し、回転
速度を所定の低速に下げて、誘導機と負荷との接続が遮
断され、さらにカットイン風速領域以下の時も誘導機と
負荷との接続が遮断される。
構によりブレードのピッチ角を固定して風を逃し、回転
速度を所定の低速に下げて、誘導機と負荷との接続が遮
断され、さらにカットイン風速領域以下の時も誘導機と
負荷との接続が遮断される。
蓄電池から変換回路を介して直流が交流に変換された出
力が負荷に供給され、ブレードのピッチ角を固定して風
を逃し、回転速度を所定の低速に下げの状態になった
後、定格風速領域の開始点近傍の風速になったとき、ブ
レードのフェザーリング状態が解除され、定格風速領域
の開始点において、誘導機と負荷との接続が再開され
る。
力が負荷に供給され、ブレードのピッチ角を固定して風
を逃し、回転速度を所定の低速に下げの状態になった
後、定格風速領域の開始点近傍の風速になったとき、ブ
レードのフェザーリング状態が解除され、定格風速領域
の開始点において、誘導機と負荷との接続が再開され
る。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
図において符号１は誘導機で、この誘導機１はブラケッ
ト２を介して風車３のタワー４に設けられている。
ト２を介して風車３のタワー４に設けられている。
誘導機１の入力軸５は垂直方向へ向けて配置され、この
入力軸５は自在継手６を介して伝達回転軸７に接続され
ている。伝達回転軸７は水平面内で回転自在に設けられ
たナセル８内に導かれ、図示しないベベルギヤによって
水平方向に変換されて、回転軸９を介して風受部10に連
結されている。この風受部10は２枚のブレード11と、ロ
ータハブ12とからなり、これらが一体的に回転する。
入力軸５は自在継手６を介して伝達回転軸７に接続され
ている。伝達回転軸７は水平面内で回転自在に設けられ
たナセル８内に導かれ、図示しないベベルギヤによって
水平方向に変換されて、回転軸９を介して風受部10に連
結されている。この風受部10は２枚のブレード11と、ロ
ータハブ12とからなり、これらが一体的に回転する。
前記ロータハブ12内には第２図に示すように、ブレード
11の回転速度を一定に維持する出力調整手段であるピッ
チ制御機構13が備えられている。
11の回転速度を一定に維持する出力調整手段であるピッ
チ制御機構13が備えられている。
ピッチ制御機構13はロータハブ12の内部に配設されたブ
レード11の回転部14と、この左右に位置し荷重変動によ
って回転部14を回転させる遠心可動部15とで構成されて
いる。
レード11の回転部14と、この左右に位置し荷重変動によ
って回転部14を回転させる遠心可動部15とで構成されて
いる。
回転部14の円形プレート16はブレード11の軸端部17に嵌
着され、ブレード11はロータハブ12に回動自在に設けら
れている。円形プレート16には一対のレバー18が突出し
て設けられ、ロッド19のそれぞれの端部を回動自在に軸
支させてある。これらのロッド19の他方の端部は、遠心
可動部15の一部を構成するフライウェイト20に接続され
ている。
着され、ブレード11はロータハブ12に回動自在に設けら
れている。円形プレート16には一対のレバー18が突出し
て設けられ、ロッド19のそれぞれの端部を回動自在に軸
支させてある。これらのロッド19の他方の端部は、遠心
可動部15の一部を構成するフライウェイト20に接続され
ている。
フライウェイト20はロータハブ12内に半径方向に往復動
自在に設けられ、その外側には永久磁石21が固定されて
いる。ロータハブ12内の外方にはこの永久磁石21と反対
極の永久磁石22を固定した支持部材23が固定されてい
る。永久磁石21と永久磁石22との間にはコイルスプリン
グ24が設けられ、フライウェイト20を常に内方へ付勢し
ている。
自在に設けられ、その外側には永久磁石21が固定されて
いる。ロータハブ12内の外方にはこの永久磁石21と反対
極の永久磁石22を固定した支持部材23が固定されてい
る。永久磁石21と永久磁石22との間にはコイルスプリン
グ24が設けられ、フライウェイト20を常に内方へ付勢し
ている。
フライウェイト20は風受部10の回転が所定の回転速度に
なると、その遠心力でスプリング24に抗して永久磁石22
の方向へ移動する。これによりロッド19を引っ張り、回
転部14を回転させブレード11のピッチ角の変換をして回
転速度の制御をし、回転速度を自動的に一定に保つよう
になっている。
なると、その遠心力でスプリング24に抗して永久磁石22
の方向へ移動する。これによりロッド19を引っ張り、回
転部14を回転させブレード11のピッチ角の変換をして回
転速度の制御をし、回転速度を自動的に一定に保つよう
になっている。
そして強風で風車運転領域を越えれば、両永久磁石21,2
2が吸引力で吸着してブレード11のピッチ角を固定し、
フェザーリング状態を維持して風を逃がし、回転速度を
下げる。
2が吸引力で吸着してブレード11のピッチ角を固定し、
フェザーリング状態を維持して風を逃がし、回転速度を
下げる。
風速が低下すると、コイルスプリング24のスプリング力
によって自動的に永久磁石21は、元位置に復帰し前記の
状態が解除される。
によって自動的に永久磁石21は、元位置に復帰し前記の
状態が解除される。
前記誘導機１には負荷25が接続されるとともに、変換回
路26を介して蓄電池27と接続され、誘導機１の交流出力
を負荷25に供給するとともに、余剰の交流出力を変換回
路26を介して直流に変換し、蓄電池27に充電する。誘導
機１の交流出力が所定値以下のとき、蓄電池27の直流出
力を変換回路26を介して交流に変換し、負荷25に供給す
るようになっている。
路26を介して蓄電池27と接続され、誘導機１の交流出力
を負荷25に供給するとともに、余剰の交流出力を変換回
路26を介して直流に変換し、蓄電池27に充電する。誘導
機１の交流出力が所定値以下のとき、蓄電池27の直流出
力を変換回路26を介して交流に変換し、負荷25に供給す
るようになっている。
変換回路26は第３図に示すように、６個のダイオードD
u,Dv,Dw,Dx,Dy,Dzと、６個のトランジスタTu,Tv,Tw,Tx,
Ty,Tzとから構成されている。負荷25が駆動しない場合
や、余剰の交流出力が生じるときに、誘導機１の交流出
力はダイオードDu〜Dwに正の出力が、ダイオードDx〜Dz
に負の出力がそれぞれ取り出されて全波整流され、蓄電
池27に充電する。
u,Dv,Dw,Dx,Dy,Dzと、６個のトランジスタTu,Tv,Tw,Tx,
Ty,Tzとから構成されている。負荷25が駆動しない場合
や、余剰の交流出力が生じるときに、誘導機１の交流出
力はダイオードDu〜Dwに正の出力が、ダイオードDx〜Dz
に負の出力がそれぞれ取り出されて全波整流され、蓄電
池27に充電する。
一方、負荷25の消費電力が大きい場合や、誘導機１の交
流出力が小さい場合には、蓄電池27の正側に接続されて
いるトランジスタTu,Tv,Twに、図示しない発振器でベー
ス電流を与えて導通したり、遮断したりし、例えば、そ
れぞれ電気角で120゜ずつ遅れて開閉を繰返す。また、
負側に接続されているトランジスタTx,Ty,Tzも同様であ
るが、トランジスタTxはTu、トランジスタTyはTv、トラ
ンジスタTzはTwに対して、それぞれ180゜位相を遅らせ
てベース電流を与えて導通させたり、遮断して非導通に
することにより、負荷25の周波数と位相にあう３相交流
出力に逆変換される。
流出力が小さい場合には、蓄電池27の正側に接続されて
いるトランジスタTu,Tv,Twに、図示しない発振器でベー
ス電流を与えて導通したり、遮断したりし、例えば、そ
れぞれ電気角で120゜ずつ遅れて開閉を繰返す。また、
負側に接続されているトランジスタTx,Ty,Tzも同様であ
るが、トランジスタTxはTu、トランジスタTyはTv、トラ
ンジスタTzはTwに対して、それぞれ180゜位相を遅らせ
てベース電流を与えて導通させたり、遮断して非導通に
することにより、負荷25の周波数と位相にあう３相交流
出力に逆変換される。
前記誘導機１は変換回路26で形成された励磁電流が与え
られ、負荷25の周波数と位相に合う３相交流出力を得る
ようになっている。
られ、負荷25の周波数と位相に合う３相交流出力を得る
ようになっている。
次に、この実施例の作用を説明する。
第４図において、実線Ｎは風車のブレード11の回転速度
を、実線P1は誘導機１の出力電力を示している。第５図
において実線P2は誘導機１の出力を示している。
を、実線P1は誘導機１の出力電力を示している。第５図
において実線P2は誘導機１の出力を示している。
ブレード11が風のエネルギーを吸収して回転を始め、ａ
点のカットイン風速領域Vcin に達すると、図示しない
制御装置により、誘導機１に変換回路26から励磁電流が
供給され、誘導機１は発電機として運転され、負荷25の
周波数、位相にあう交流を出力する。
点のカットイン風速領域Vcin に達すると、図示しない
制御装置により、誘導機１に変換回路26から励磁電流が
供給され、誘導機１は発電機として運転され、負荷25の
周波数、位相にあう交流を出力する。
設定回転速度以上にブレード11が回転する場合には、ブ
レード11のピッチ角が調節されて風向と平行をなす方向
に回転し、回転速度を一定に保つピッチ制御が行なわれ
る。このピッチ制御はａ点のカットイン風速領域Vcinか
らｂ点の強風カットアウト風速領域Vcoの範囲で行なわ
れる。
レード11のピッチ角が調節されて風向と平行をなす方向
に回転し、回転速度を一定に保つピッチ制御が行なわれ
る。このピッチ制御はａ点のカットイン風速領域Vcinか
らｂ点の強風カットアウト風速領域Vcoの範囲で行なわ
れる。
風速の上昇とともに、誘導機１の交流出力は大きくなる
が、ａ点のカットイン風速領域Vcinからｃ点の定格風速
領域Vnまでは負荷25の消費電力より小さいため、蓄電池
27から変換回路26を介して直流を交流に変換し、負荷25
へ供給される。
が、ａ点のカットイン風速領域Vcinからｃ点の定格風速
領域Vnまでは負荷25の消費電力より小さいため、蓄電池
27から変換回路26を介して直流を交流に変換し、負荷25
へ供給される。
ｃ点の定格風速領域Vnからｂ点の強風カットアウト風速
領域Vcoまでの間では定格出力が得られ、定格風速以上
の風速に対してはピッチ制御で必要以上の風を逃がし、
回転速度を一定にする制御を行なっている。
領域Vcoまでの間では定格出力が得られ、定格風速以上
の風速に対してはピッチ制御で必要以上の風を逃がし、
回転速度を一定にする制御を行なっている。
ｃ点の定格風速領域Vnからｂ点の強風カットアウト風速
領域Vcoまでは、誘導機１から交流出力のみを負荷25に
供給する。このとき負荷25が駆動されないとき、また余
剰電力が出力されるときは、交換回路26で整流されて蓄
電池27に充電する。
領域Vcoまでは、誘導機１から交流出力のみを負荷25に
供給する。このとき負荷25が駆動されないとき、また余
剰電力が出力されるときは、交換回路26で整流されて蓄
電池27に充電する。
風力が十分ある場合または要求出力以上の風速がある場
合、即ち、ｂ点の強風カットアウト風速領域Vco以上に
なると、ピッチ制御機構13に作用する遠心力が大きくな
り、ブレード11がフェザーリングして風を逃がし負荷25
と遮断される（ｄ点）。
合、即ち、ｂ点の強風カットアウト風速領域Vco以上に
なると、ピッチ制御機構13に作用する遠心力が大きくな
り、ブレード11がフェザーリングして風を逃がし負荷25
と遮断される（ｄ点）。
そして、ブレード11の回転速度が低下すると、ピッチ制
御機構13に作用する遠心力が小さくなり、フェザーリン
グ状態が解除されてｅ点に復帰する。ブレード11の回転
速度が低下してｃ点に達すると、再び負荷25と接続され
る。
御機構13に作用する遠心力が小さくなり、フェザーリン
グ状態が解除されてｅ点に復帰する。ブレード11の回転
速度が低下してｃ点に達すると、再び負荷25と接続され
る。
この誘導機１から交流電力が出力される場合に、負荷25
が駆動されないとき、また余剰電力が出力されるとき
は、交換回路26で整流されて直流に変換して蓄電池27に
充電する。また、誘導機１の交流電力より負荷25の消費
電力が大きい場合には、蓄電池27から出力される直流出
力を放電して変換回路26を介し交流に変換し、負荷25に
供給する。
が駆動されないとき、また余剰電力が出力されるとき
は、交換回路26で整流されて直流に変換して蓄電池27に
充電する。また、誘導機１の交流電力より負荷25の消費
電力が大きい場合には、蓄電池27から出力される直流出
力を放電して変換回路26を介し交流に変換し、負荷25に
供給する。
風速が低下してａ点以下になると、誘導機13は発電しな
いため、負荷25との接続を遮断する。そして、蓄電池27
からの直流の放電が変換回路26で交流に変換され、負荷
25に供給される。この蓄電池27からの放電による負荷25
への供給は風車が停止したり、誘導機１が停止したりす
る場合にも行なわれる。
いため、負荷25との接続を遮断する。そして、蓄電池27
からの直流の放電が変換回路26で交流に変換され、負荷
25に供給される。この蓄電池27からの放電による負荷25
への供給は風車が停止したり、誘導機１が停止したりす
る場合にも行なわれる。
また、ｃ点で、負荷への接続が再開されるようにしたの
で、接続直後一般的に、瞬間的に誘導機１の出力電力が
脈動して変動するが、その場合でも、その出力電圧は比
較的低出力のｃ点を中心に上下脈動するため脈動時の最
大位置もｂ点と比較してもそれ程大きくはならない。従
って、瞬間的とは言え、誘導機１の出力電力が大きくな
ることの弊害を防止できる。即ち、例えば出力電力が大
きくなると、その分回転軸９、伝達回転軸７、自在継手
６、入力軸５に大きなトルクが発生するので、それらの
部材を強固にしておく必要があるが、このような動力伝
達系が簡単が簡単な構造で、低コストになる。また、ｃ
点以下で負荷への接続を再開すると、再開時期が遅くな
り好ましくない。
で、接続直後一般的に、瞬間的に誘導機１の出力電力が
脈動して変動するが、その場合でも、その出力電圧は比
較的低出力のｃ点を中心に上下脈動するため脈動時の最
大位置もｂ点と比較してもそれ程大きくはならない。従
って、瞬間的とは言え、誘導機１の出力電力が大きくな
ることの弊害を防止できる。即ち、例えば出力電力が大
きくなると、その分回転軸９、伝達回転軸７、自在継手
６、入力軸５に大きなトルクが発生するので、それらの
部材を強固にしておく必要があるが、このような動力伝
達系が簡単が簡単な構造で、低コストになる。また、ｃ
点以下で負荷への接続を再開すると、再開時期が遅くな
り好ましくない。
蓄電池27から変換回路26を介して直流が交流に変換され
た出力が負荷25に供給され、ブレード11のピッチ角を固
定して風を逃し、回転速度を所定の低速に下げの状態に
なった後、定格風速領域の開始点近傍の風速になったと
き、ブレード11のフェザーリング状態が解除され、定格
風速領域の開始点において、誘導機１と負荷との接続が
再開されるので、ブレード11のフェザーリング状態の解
除は、誘導機１と負荷25との接続が再開される時だけ行
なわれることになり、風を受けてブレード11が無駄に回
転するという事態が防止され、装置の耐久性上が向上す
る。
た出力が負荷25に供給され、ブレード11のピッチ角を固
定して風を逃し、回転速度を所定の低速に下げの状態に
なった後、定格風速領域の開始点近傍の風速になったと
き、ブレード11のフェザーリング状態が解除され、定格
風速領域の開始点において、誘導機１と負荷との接続が
再開されるので、ブレード11のフェザーリング状態の解
除は、誘導機１と負荷25との接続が再開される時だけ行
なわれることになり、風を受けてブレード11が無駄に回
転するという事態が防止され、装置の耐久性上が向上す
る。
また、この実施例において、第３図に示す蓄電池27と並
列にエンジン発電機、または太陽光発電装置を接続して
もよい。この場合には、蓄電池27の放電を防止する効果
がある。
列にエンジン発電機、または太陽光発電装置を接続して
もよい。この場合には、蓄電池27の放電を防止する効果
がある。
［発明の効果］ この発明は前記のように、カットイン風速領域から定格
風速領域までは、誘導機の交流出力及び蓄電池から変換
回路を介して直流が交流に変換された出力が負荷に供給
され、また定格風速領域から強風カットアウト風速領域
までは誘導機からの交流出力のみを負荷に供給するか
ら、風車の運転状態に応じて電気エネルギーを効率よく
負荷に供給することができ、低コストで、しかも構成が
簡単な分ロスも少なくなる。
風速領域までは、誘導機の交流出力及び蓄電池から変換
回路を介して直流が交流に変換された出力が負荷に供給
され、また定格風速領域から強風カットアウト風速領域
までは誘導機からの交流出力のみを負荷に供給するか
ら、風車の運転状態に応じて電気エネルギーを効率よく
負荷に供給することができ、低コストで、しかも構成が
簡単な分ロスも少なくなる。
また、強風カットアウト風速領域以上になると、ピッチ
制御機構によりブレードのピッチ角を固定して風を逃
し、回転速度を所定の低速に下げて、誘導機と負荷との
接続を遮断し、さらにカットイン風速領域以下の時も誘
導機と負荷との接続を遮断し、回転速度を所定の低速に
下げの状態になった後、定格風速領域の開始点近傍の風
速になったとき、ブレードのフェザーリング状態が解除
され、定格風速領域の開始点において誘導機と負荷との
接続を再開するから、負荷への接続直後一般的に、瞬間
的に誘導機の出力電力が脈動して変動するが、その場合
でも、その出力電力は比較的低出力を中心に上下脈動す
るため脈動時の最大もそれ程大きくはならないため、誘
導機の出力電力が大きくなることがなくその分風車側の
動力伝達系のトルクを小さくでき、それらの部材を強固
にしておく必要がなくなり構造が簡単でコストも削減で
きる。
制御機構によりブレードのピッチ角を固定して風を逃
し、回転速度を所定の低速に下げて、誘導機と負荷との
接続を遮断し、さらにカットイン風速領域以下の時も誘
導機と負荷との接続を遮断し、回転速度を所定の低速に
下げの状態になった後、定格風速領域の開始点近傍の風
速になったとき、ブレードのフェザーリング状態が解除
され、定格風速領域の開始点において誘導機と負荷との
接続を再開するから、負荷への接続直後一般的に、瞬間
的に誘導機の出力電力が脈動して変動するが、その場合
でも、その出力電力は比較的低出力を中心に上下脈動す
るため脈動時の最大もそれ程大きくはならないため、誘
導機の出力電力が大きくなることがなくその分風車側の
動力伝達系のトルクを小さくでき、それらの部材を強固
にしておく必要がなくなり構造が簡単でコストも削減で
きる。
また、風車のブレードのフェザーリング状態の解除は、
誘導機と負荷との接続が再開される時だけ行なわれるこ
とになり、風を受けてブレードが無駄に回転するという
事態が防止され、装置の耐久性上が向上する。
誘導機と負荷との接続が再開される時だけ行なわれるこ
とになり、風を受けてブレードが無駄に回転するという
事態が防止され、装置の耐久性上が向上する。
第１図はこの発明を適用した風力電源装置を示す正面
図、第２図はロータハブの断面図、第３図はこの発明の
風力電源装置の概略回路図、第４図は風速と風車の回転
速度及び誘導機の出力との関係を示す図、第５図は誘導
機の特性図である。 １……誘導機、３……風車 11……ブレード、12……ロータハブ 13……ピッチ制御機構、25……負荷 26……変換回路、29……蓄電池
図、第２図はロータハブの断面図、第３図はこの発明の
風力電源装置の概略回路図、第４図は風速と風車の回転
速度及び誘導機の出力との関係を示す図、第５図は誘導
機の特性図である。 １……誘導機、３……風車 11……ブレード、12……ロータハブ 13……ピッチ制御機構、25……負荷 26……変換回路、29……蓄電池
Claims (1)
- 【請求項１】ブレードの回転速度を略一定に維持する出
力調整手段を備えた風車に誘導機を接続し、この誘導機
の交流出力を負荷に供給するとともに、余剰の交流出力
を変換回路を介して直流出力に変換し蓄電池に充電する
風力電源装置において、前記出力調整手段としてピッチ
制御機構を備え、このピッチ制御機構は、風車運転領域
を越えた時、ブレードのピッチ角を固定して風を逃し、
回転速度を所定の低速に下げるように構成され、カット
イン風速領域から定格風速領域までは、前記誘導機の交
流出力及び前記蓄電池から変換回路を介して直流が交流
に変換された出力が負荷に供給され、定格風速領域から
強風カットアウト風速領域までは前記誘導機からの交流
出力のみを負荷に供給し、強風カットアウト風速領域以
上になると、前記ピッチ制御機構により前記ブレードの
ピッチ角を固定して風を逃し、回転速度を所定の低速に
下げて、前記誘導機と前記負荷との接続が遮断され、さ
らに前記カットイン風速領域以下の時も前記誘導機と前
記負荷との接続が遮断され、前記蓄電池から変換回路を
介して直流が交流に変換された出力が負荷に供給され、
前記ブレードのピッチ角を固定して風を逃し、回転速度
を所定の低速に下げの状態になった後、定格風速領域の
開始点近傍の風速になったとき、ブレードのフェザーリ
ング状態が解除され、定格風速領域の開始点において、
前記誘導機と前記負荷との接続が再開されるようになし
たことを特徴とする風力電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60070195A JPH0783554B2 (ja) | 1985-04-03 | 1985-04-03 | 風力電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60070195A JPH0783554B2 (ja) | 1985-04-03 | 1985-04-03 | 風力電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61231841A JPS61231841A (ja) | 1986-10-16 |
| JPH0783554B2 true JPH0783554B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=13424489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60070195A Expired - Fee Related JPH0783554B2 (ja) | 1985-04-03 | 1985-04-03 | 風力電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783554B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11262186A (ja) * | 1998-03-09 | 1999-09-24 | Hitachi Ltd | 電力貯蔵システムの制御装置 |
| JP4659270B2 (ja) * | 2001-05-25 | 2011-03-30 | 株式会社日立製作所 | 風力発電設備 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5130942A (ja) * | 1974-09-09 | 1976-03-16 | Mitsubishi Electric Corp | |
| JPS57177231A (en) * | 1981-04-22 | 1982-10-30 | Yamaha Motor Co Ltd | Controller for ac motor generator |
-
1985
- 1985-04-03 JP JP60070195A patent/JPH0783554B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5130942A (ja) * | 1974-09-09 | 1976-03-16 | Mitsubishi Electric Corp | |
| JPS57177231A (en) * | 1981-04-22 | 1982-10-30 | Yamaha Motor Co Ltd | Controller for ac motor generator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61231841A (ja) | 1986-10-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |