JPH1182281A - Wind power generator - Google Patents
Wind power generatorInfo
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- JPH1182281A JPH1182281A JP9241222A JP24122297A JPH1182281A JP H1182281 A JPH1182281 A JP H1182281A JP 9241222 A JP9241222 A JP 9241222A JP 24122297 A JP24122297 A JP 24122297A JP H1182281 A JPH1182281 A JP H1182281A
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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
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、風力発電装置に係
わり、特に、広範囲に可変する風速に対して効率の良い
風力発電を行うことが可能な風力発電装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wind power generator, and more particularly, to a wind power generator capable of efficiently generating wind power with respect to a widely varying wind speed.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に風力発電機で問題となるのは１０
倍から１００倍変化する風速に対する制御が困難な点で
ある。例えば、風の強弱にかかわらずプロペラを穏当に
回転させるためにプロペラのブレードを変位させる可変
ピッチ装置を用い、これによるプロペラの回転制御を行
っても、風速５ｍ／ｓ以下の風では発電が困難となり、
逆に、風速２５ｍ／ｓ以上の風では制御発電が困難とな
る。2. Description of the Related Art Generally, a problem with wind power generators is 10
It is difficult to control the wind speed which changes from twice to 100 times. For example, even if a variable pitch device that displaces the propeller blades to rotate the propeller moderately regardless of the strength of the wind is used and the rotation of the propeller is controlled, it is difficult to generate power with a wind speed of 5 m / s or less. Becomes
Conversely, when the wind speed is 25 m / s or more, it is difficult to control and generate power.
【０００３】この問題点を考慮して特開平７−１７４０
６８が提案されている。この提案の目的は、弱風によっ
ても良く回り、強風に対しても穏当に回り続け、且つ、
風の吹く方向に対して風車体の位置を変更する必要のな
い発電用風車を提供することにある。In consideration of this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No.
68 have been proposed. The purpose of this proposal is to turn well even in low winds, keep turning moderately in strong winds, and
An object of the present invention is to provide a wind turbine for power generation that does not require changing the position of the wind body in the direction in which the wind blows.
【０００４】上記の強風に対しても風車が穏当に回り続
けるための第１の手段として、風車体の周囲にシャッタ
が形成され、このシャッタにより進入する風量を調整
し、強風時には風車体の大部分をシャッタで包囲すると
いうものが提案されている。モータによる正転、逆転、
地上からの制御は弱電波によるデータ通信を用い、この
ための電力はバッテリーに貯えておいた発電電力を使用
する。[0004] As a first means for keeping the windmill gently rotating even in the strong wind described above, a shutter is formed around the wind body, and the amount of wind entering the shutter is adjusted by the shutter. It has been proposed to surround a portion with a shutter. Forward rotation, reverse rotation by motor,
Control from the ground uses data communication by weak radio waves, and the power for this uses the generated power stored in the battery.
【０００５】また、第２の手段としては、発電装置に複
数の小型補助発電機を配設し、且つ、それらは歯車の噛
み合い機構により個別に外すことができるように作られ
ており、この機構により小型補助発電機の数を増減でき
る構成とするものである。補助発電機は、強風に対する
風車体の過剰な回転を制御するブレーキの役目を担うも
のである。[0005] As a second means, a plurality of small auxiliary generators are provided in the power generator, and they are formed so that they can be individually removed by a gear meshing mechanism. Thus, the number of small auxiliary generators can be increased or decreased. The auxiliary generator serves as a brake for controlling excessive rotation of the wind body against strong winds.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記第１の
手段では、強風時には風車体の大部分をシャッタで包囲
するため、風車が発電可能な能力をセーブすることとな
る。また、風車体の周囲にシャッタを形成するものであ
るため、機構が複雑になり補助板、補助部材が多数必要
となる。By the way, according to the first means, when the wind is strong, most of the wind body is surrounded by the shutter, so that the ability of the wind turbine to generate power is saved. Further, since the shutter is formed around the wind body, the mechanism becomes complicated, and many auxiliary plates and auxiliary members are required.
【０００７】また、上記第２の手段では、複数の小型補
助発電機が必要となり、また、小型補助発電機の数を増
減する際の切り換え機構によるロストルクが発生してし
まう。さらに、常に広範囲に可変する風速に対して逐次
瞬時に切り換えることは物理的に難しい。In the second means, a plurality of small auxiliary generators are required, and a loss torque is generated by a switching mechanism when increasing or decreasing the number of small auxiliary generators. Further, it is physically difficult to instantaneously switch instantaneously with respect to a wind speed that constantly varies over a wide range.
【０００８】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、広範囲に可変する風速に
対して効率の良い風力発電を行うことが可能な風力発電
装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a wind power generator capable of efficiently performing wind power generation with respect to a wind speed that varies over a wide range. It is in.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１態様に係る風力発電装置は、回転軸を
有する風車体と、該回転軸に接続された発電機と、この
発電機で得られた電力を充電する複数のバッテリーモジ
ュールと、該回転軸の回転速度を検出し、この回転速度
が所定範囲内の速度となるように該バッテリーモジュー
ルそれぞれのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うＣＰＵと、を具備
することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a wind power generator having a rotating shaft, a generator connected to the rotating shaft, and a power generator. A plurality of battery modules for charging the electric power obtained by the machine, and a CPU for detecting the rotational speed of the rotating shaft and performing ON / OFF control of each of the battery modules such that the rotational speed is within a predetermined range. And characterized in that:
【００１０】第１態様に係る風力発電装置では、回転軸
の回転速度を検出し、この回転速度が所定範囲内の速度
となるようにＣＰＵによってバッテリーモジュールのＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御を行うことにより、バッテリーモジュー
ルによる充電負荷を良好なものとすることができる。In the wind turbine generator according to the first aspect, the rotation speed of the rotating shaft is detected, and the CPU of the battery module is controlled by the CPU so that the rotation speed is within a predetermined range.
By performing the N / OFF control, the charging load by the battery module can be improved.
【００１１】本発明の第２態様に係る風力発電装置は、
回転軸を有する風車体と、該回転軸に接続された発電機
であって、１つのヨーク磁場内に２段以上のロータが形
成された発電機と、該２段以上のロータそれぞれで得ら
れた電力を充電するバッテリーモジュールと、該回転軸
の回転速度を検出し、この回転速度が所定範囲内の速度
となるように該バッテリーモジュールそれぞれのＯＮ／
ＯＦＦ制御を行うＣＰＵと、を具備することを特徴とす
る。[0011] A wind power generator according to a second aspect of the present invention comprises:
A wind body having a rotating shaft, a generator connected to the rotating shaft, and a generator in which two or more stages of rotors are formed in one yoke magnetic field; Detecting the rotation speed of the rotating shaft, and turning on / off each of the battery modules such that the rotation speed is within a predetermined range.
And a CPU for performing OFF control.
【００１２】第２態様に係る風力発電装置では、回転軸
の回転速度を検出し、この回転速度が所定範囲内の速度
となるようにバッテリーモジュールのＯＮ／ＯＦＦ制御
をＣＰＵによって行うことにより、バッテリーモジュー
ルによる充電負荷を良好なものとすることができる。In the wind turbine generator according to the second aspect, the rotation speed of the rotating shaft is detected, and the ON / OFF control of the battery module is performed by the CPU so that the rotation speed is within a predetermined range. The charging load by the module can be improved.
【００１３】本発明の第３態様に係る風力発電装置は、
回転軸を有する風車体と、該回転軸に接続された発電機
であって、ヨーク磁場内にロータが形成された発電機
と、該ヨーク磁場を可変する可変手段と、該発電機で得
られた電力を充電するバッテリーモジュールと、該回転
軸の回転速度を検出し、この回転速度が所定範囲内の速
度となるように該可変手段により該ヨーク磁場の可変制
御を行うＣＰＵと、を具備することを特徴とする。[0013] A wind power generator according to a third aspect of the present invention comprises:
A wind body having a rotating shaft, a generator connected to the rotating shaft, a generator having a rotor formed in a yoke magnetic field, a variable means for changing the yoke magnetic field, and the generator. And a CPU that detects the rotation speed of the rotating shaft and performs variable control of the yoke magnetic field by the variable means so that the rotation speed is within a predetermined range. It is characterized by the following.
【００１４】第３態様に係る風力発電装置では、回転軸
の回転速度を検出し、この回転速度が所定範囲内の速度
となるようにヨーク磁場を可変手段によって可変制御を
行うことにより、発電機での発電負荷を良好なものとす
ることができる。In the wind turbine generator according to the third aspect, the rotational speed of the rotating shaft is detected, and the yoke magnetic field is variably controlled by the variable means so that the rotational speed is within a predetermined range. , The power generation load can be improved.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態による風力発電装置を示す概略構成図である。この風
力発電装置は風車体３を有し、この風車体３は水平型、
垂直型いずれに対しても適用可能なものである。風車体
３は回転軸を有している。また、風車体３は交流又は直
流の発電機５と直結されている。発電機５にはタコジェ
ネレータ６が付属されている。また、発電機５はスイッ
チングレギュレータ７に接続されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a wind turbine generator according to a first embodiment of the present invention. This wind power generator has a wind body 3, and the wind body 3 is a horizontal type,
It can be applied to any vertical type. The wind body 3 has a rotation axis. The wind body 3 is directly connected to an AC or DC generator 5. The generator 5 is provided with a tacho generator 6. The generator 5 is connected to a switching regulator 7.
【００１６】スイッチングレギュレータ７はバッテリー
モジュール９に接続されている。バッテリーモジュール
９は、リチウムイオン等の二次電池がそれぞれ直並列に
２個以上接続されたモジュールである。各バッテリーモ
ジュール９それぞれとスイッチングレギュレータ７との
間にはトランジスタＳＷが形成されている。The switching regulator 7 is connected to the battery module 9. The battery module 9 is a module in which two or more secondary batteries such as lithium ions are connected in series and parallel, respectively. A transistor SW is formed between each battery module 9 and the switching regulator 7.
【００１７】トランジスタＳＷはＣＰＵに接続されてお
り、ＣＰＵはタコジェネレータ６及びスイッチングレギ
ュレータ７それぞれに接続されている。また、ＣＰＵは
表示及び操作素子１１に接続されている。The transistor SW is connected to the CPU, and the CPU is connected to the tacho generator 6 and the switching regulator 7, respectively. The CPU is connected to the display and operation element 11.
【００１８】次に、上記風力発電装置の動作について説
明する。風力が風車体３を介して回転軸に伝えられ、こ
の回転軸の回転が発電機５に伝えられ、発電機５で得ら
れた直流電圧（交流の場合はダイオードで整流する）は
スイッチングレギュレータ７によりバッテリーの充電に
最適な電圧に変換される。この変換された電圧がバッテ
リーモジュール９に加えられ、電力がバッテリーモジュ
ール９に充電される。Next, the operation of the wind power generator will be described. The wind is transmitted to the rotating shaft via the wind body 3, and the rotation of the rotating shaft is transmitted to the generator 5. The DC voltage (rectified by a diode in the case of AC) obtained by the generator 5 is switched by the switching regulator 7. Thus, the voltage is converted to an optimal voltage for charging the battery. The converted voltage is applied to the battery module 9, and the power is charged in the battery module 9.
【００１９】ＣＰＵでは、タコジェネレータ６から送ら
れる信号によって風車体３の回転軸の回転速度が常時検
出され、この回転速度が一定又は所定範囲内となるよう
にトランジスタＳＷの切り換えを逐次行うことにより最
適な充電負荷が選択されるように制御する。即ち、常に
高トルク、低速を維持するようなバッテリー負荷制御を
行う。具体的には、風速が低い時はほとんどのトランジ
スタＳＷをＯＦＦすることにより最小負荷が選択され、
強風時にはほとんどのトランジスタＳＷをＯＮして回生
制動をかけながらの最大効率の発電を行うように制御す
る。The CPU constantly detects the rotation speed of the rotating shaft of the wind body 3 based on a signal sent from the tachogenerator 6, and sequentially switches the transistors SW so that the rotation speed is constant or within a predetermined range. Control is performed so that the optimal charging load is selected. That is, battery load control is performed so as to always maintain high torque and low speed. Specifically, the minimum load is selected by turning off most of the transistors SW when the wind speed is low,
At the time of strong wind, most of the transistors SW are turned on, and control is performed so as to generate power at the maximum efficiency while applying regenerative braking.
【００２０】さらに、ＣＰＵは個々のバッテリーモジュ
ール９の電流、電圧の検出を常時行い、その検出結果に
基づいてフルに充電されたモジュールに対してはトラン
ジスタＳＷを常時ＯＦＦとし、交換するべきバッテリー
の情報を表示素子１１に出力する。これは、風力発電装
置を稼働しながらモジュールを交換することができるよ
うにするためである。また、ＣＰＵがバッテリーモジュ
ール９の異常電流を検出した場合も表示素子１１に出力
する。Further, the CPU constantly detects the current and voltage of each battery module 9 and constantly turns off the transistor SW for a fully charged module based on the detection result, and sets the battery SW to be replaced. The information is output to the display element 11. This is to make it possible to replace the module while operating the wind power generator. Further, when the CPU detects an abnormal current of the battery module 9, the CPU also outputs the abnormal current to the display element 11.
【００２１】上記第１の実施の形態によれば、タコジェ
ネレータ６により風車体３の回転軸の回転速度を常時検
出し、この回転速度が一定又は所定範囲内となるように
トランジスタＳＷの切り換えをＣＰＵによって逐次行っ
ている。これにより、バッテリーモジュール９による充
電負荷を常時最適なものとすることができる。したがっ
て、例えば風速５ｍ／ｓ以下の弱風によっても良く回
り、逆に風速３０ｍ／ｓ以上の強風に対しても穏当に回
り続けるように風力発電装置を制御することができる。
その結果、従来の風力発電装置のように風車が発電可能
な能力をセーブすることがないので、従来の装置に比べ
て高効率の発電が可能となる。また、上記風力発電装置
は従来の装置より少ない機構部品で構成することができ
る。According to the first embodiment, the tachogenerator 6 constantly detects the rotation speed of the rotating shaft of the wind body 3, and switches the transistor SW so that the rotation speed is constant or within a predetermined range. It is performed sequentially by the CPU. Thereby, the charging load by the battery module 9 can be always optimized. Therefore, for example, the wind power generator can be controlled so that the wind power generator can be turned well by a weak wind having a wind speed of 5 m / s or less, and conversely can continue to turn moderately even with a strong wind having a wind speed of 30 m / s or more.
As a result, there is no need to save the ability of the wind turbine to generate power as in the conventional wind power generator, so that it is possible to generate power more efficiently than in the conventional wind power generator. Further, the wind power generation device can be configured with fewer mechanical parts than a conventional device.
【００２２】また、トランジスタＳＷの切り換えという
制御回路のみの切り換えにより充電負荷を最適なものと
しているため、従来の風力発電装置の機構の切り換え方
式と比べてロストルクを少なくすることができる。ま
た、制御回路のみの切り換えのため、数ｍｓ毎に充電負
荷をＯＮ／ＯＦＦすることができ、高速切り換えが可能
となる。Further, since the charging load is optimized by switching only the control circuit such as switching of the transistor SW, the loss torque can be reduced as compared with the conventional switching method of the mechanism of the wind turbine generator. Further, since only the control circuit is switched, the charging load can be turned ON / OFF every several ms, and high-speed switching can be performed.
【００２３】図２（ａ）は、本発明の第２の実施の形態
による風力発電装置における風力発電部を示す概略構成
図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す２ｂ−２ｂ
線に沿った断面図である。図３は、本発明の第２の実施
の形態による風力発電装置を模式的に示す構成図であ
る。FIG. 2A is a schematic configuration diagram showing a wind power generator in a wind power generator according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a diagram showing a wind power generator 2b shown in FIG. 2A. -2b
It is sectional drawing along the line. FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing a wind turbine generator according to a second embodiment of the present invention.
【００２４】図２（ａ）に示す風力発電部は風車体１３
を有し、この風車体１３は垂直型に対して適用可能なも
のである。風車体１３は回転軸１５を介して交流又は直
流の発電機１７と直結されている。発電機１７にはタコ
ジェネレータ６が付属されている。また、発電機１７は
ヨーク１９内に第１〜第３のロータ＃１〜＃３が形成さ
れた構成となっている。即ち、風力発電部１７は同一ヨ
ーク磁場内に３段のロータで構成されている。それらの
巻線は別巻線となっている。第３のロータ部＃３は、図
２（ｂ）に示すようにｕ3 、ｖ3 、ｗ3 の３相となって
いる。これと同様に、第１のロータ部＃１はｕ1 、ｖ
1 、ｗ1 の３相となっており、第２のロータ部＃２はｕ
2 、ｖ2 、ｗ2 の３相となっている。The wind power generator shown in FIG.
The wind body 13 is applicable to a vertical type. The wind body 13 is directly connected to an AC or DC generator 17 via a rotating shaft 15. The tacho generator 6 is attached to the generator 17. The generator 17 has a configuration in which first to third rotors # 1 to # 3 are formed in a yoke 19. That is, the wind power generation unit 17 is configured by a three-stage rotor in the same yoke magnetic field. These windings are separate windings. The third rotor section # 3 has three phases, u 3 , v 3 , and w 3 , as shown in FIG. Similarly, the first rotor unit # 1 has u 1 , v
1 and w 1 , and the second rotor section # 2 has u
2 , v 2 , and w 2 .
【００２５】第１のロータ巻線＃１の上にはコミュテー
タ＃１が設けられており、第２のロータ巻線＃２の上に
はコミュテータ＃２が設けられており、第３のロータ巻
線＃３の上にはコミュテータ＃３が設けられている。ま
た、回転軸１５の頂部には軸受２１が設けられている。A commutator # 1 is provided on the first rotor winding # 1, and a commutator # 2 is provided on the second rotor winding # 2. A commutator # 3 is provided on the line # 3. A bearing 21 is provided on the top of the rotating shaft 15.
【００２６】図２（ａ）の発電機１７は図３に示す第１
〜第３のスイッチングレギュレータ７ａ〜７ｃそれぞれ
に接続されている。即ち、図３に示すように、第１のロ
ータ部＃１のｕ1 、ｖ1 、ｗ1 の３相は第１のスイッチ
ングレギュレータ７ａに接続されており、第２のロータ
部＃２のｕ2 、ｖ2 、ｗ2 の３相は第２のスイッチング
レギュレータ７ｂに接続されており、第３のロータ部＃
３のｕ3 、ｖ3 、ｗ3の３相は第２のスイッチングレギ
ュレータ７ｂに接続されている。The generator 17 shown in FIG. 2A is the first generator shown in FIG.
To the third switching regulators 7a to 7c. That is, as shown in FIG. 3, the three phases u 1 , v 1 , and w 1 of the first rotor section # 1 are connected to the first switching regulator 7a, and the u phase of the second rotor section # 2 is 2 , v 2 , and w 2 are connected to a second switching regulator 7b, and a third rotor unit #
The three phases u 3 , v 3 , and w 3 are connected to the second switching regulator 7b.
【００２７】第１のスイッチングレギュレータ７ａは第
１のトランジスタＳＷを介して第１のバッテリーモジュ
ール９ａに接続されており、第２のスイッチングレギュ
レータ７ｂは第２のトランジスタＳＷを介して第２のバ
ッテリーモジュール９ｂに接続されており、第３のスイ
ッチングレギュレータ７ｃは第３のトランジスタＳＷを
介して第３のバッテリーモジュール９ｃに接続されてい
る。The first switching regulator 7a is connected to the first battery module 9a via a first transistor SW, and the second switching regulator 7b is connected to the second battery module 9 via a second transistor SW. 9b, and the third switching regulator 7c is connected to the third battery module 9c via the third transistor SW.
【００２８】第１〜第３のトランジスタＳＷはＣＰＵに
接続されており、ＣＰＵはタコジェネレータ６及び第１
〜第３のスイッチングレギュレータ７ａ〜７ｃそれぞれ
に接続されている。また、ＣＰＵは表示及び操作素子１
１に接続されている。The first to third transistors SW are connected to a CPU.
To the third switching regulators 7a to 7c. The CPU is a display and operation element 1
1 connected.
【００２９】次に、図３の風力発電装置の動作について
説明する。各ロータ部＃１〜＃３による発電機１７で得
られた直流電圧（交流の場合はダイオードで整流する）
はスイッチングレギュレータ７ａ〜７ｃによりバッテリ
ーの充電に最適な電圧に変換される。この変換された電
圧がバッテリーモジュール９ａ〜９ｃに加えられ、電力
がバッテリーモジュール９ａ〜９ｃに充電される。Next, the operation of the wind power generator of FIG. 3 will be described. DC voltage obtained by the generator 17 by the rotor units # 1 to # 3 (in the case of AC, rectify by a diode)
Are converted into voltages optimal for charging the battery by the switching regulators 7a to 7c. The converted voltage is applied to the battery modules 9a to 9c, and power is charged to the battery modules 9a to 9c.
【００３０】ＣＰＵでは、タコジェネレータ６から送ら
れる信号によって回転軸１５の回転速度が常時検出さ
れ、この回転速度が一定又は所定範囲内となるように第
１〜第３のトランジスタＳＷの切り換えを逐次行うこと
により最適な充電負荷が選択されるように制御する。具
体的には、風速が低い時は例えば第１及び第２のトラン
ジスタＳＷをＯＦＦすることにより最小負荷が選択さ
れ、強風時には第１〜第３のトランジスタＳＷをＯＮし
て回生制動をかけながらの最大効率の発電を行うように
制御する。The CPU constantly detects the rotation speed of the rotary shaft 15 based on a signal sent from the tacho generator 6, and sequentially switches the first to third transistors SW such that the rotation speed is constant or within a predetermined range. By doing so, control is performed so that the optimal charging load is selected. Specifically, when the wind speed is low, the minimum load is selected by, for example, turning off the first and second transistors SW. When the wind is strong, the first to third transistors SW are turned on to apply regenerative braking. Control is performed so as to generate power at the maximum efficiency.
【００３１】さらに、ＣＰＵは個々のバッテリーモジュ
ール９ａ〜９ｃの電流、電圧の検出を常時行い、その検
出結果に基づいてフルに充電されたモジュールに対して
はトランジスタＳＷを常時ＯＦＦとし、交換するべきバ
ッテリーの情報を表示素子１１に出力する。これは、風
力発電装置を稼働しながらモジュールを交換することが
できるようにするためである。また、ＣＰＵがバッテリ
ーモジュール９ａ〜９ｃの異常電流を検出した場合も表
示素子１１に出力する。Further, the CPU constantly detects the current and voltage of each of the battery modules 9a to 9c, and based on the detection result, always turns off the transistor SW for a fully charged module and replaces it. Battery information is output to the display element 11. This is to make it possible to replace the module while operating the wind power generator. Also, when the CPU detects an abnormal current in the battery modules 9a to 9c, the CPU also outputs the abnormal current to the display element 11.
【００３２】上記第２の実施の形態によれば、タコジェ
ネレータ６により回転軸１５の回転速度を常時検出し、
この回転速度が一定又は所定範囲内となるように第１〜
第３のトランジスタＳＷの切り換えをＣＰＵによって逐
次行っている。これにより、バッテリーモジュール９ａ
〜９ｃによる充電負荷を常時最適なものとすることがで
きる。したがって、第２の実施の形態においても第１の
実施の形態と同様の効果を得ることができる。According to the second embodiment, the rotation speed of the rotating shaft 15 is constantly detected by the tachogenerator 6,
The first to third rotation speeds are set to be constant or within a predetermined range.
The switching of the third transistor SW is sequentially performed by the CPU. Thereby, the battery module 9a
9c can be always optimized. Therefore, the same effects as in the first embodiment can be obtained in the second embodiment.
【００３３】尚、上記第２の実施の形態では、発電機１
７を３段のロータで構成しているが、２段以上のロータ
であれば発電機を他の段数のロータで構成することも可
能である。In the second embodiment, the generator 1
Although 7 is composed of three-stage rotors, the generator can be composed of other stages of rotors as long as the rotor has two or more stages.
【００３４】図４は、本発明の第３の実施の形態による
風力発電装置における風力発電部を示す概略構成図であ
り、図２（ａ）と同一部分については同一符号を付す。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a wind power generator in a wind power generator according to a third embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG.
【００３５】風力発電部は風車体１３を有し、この風車
体１３は水平型、垂直型いずれに対しても適用可能なも
のである。風車体１３は回転軸１５を介して交流又は直
流の発電機１７と直結されている。発電機１７にはタコ
ジェネレータ６が付属されている。回転軸１５の頂部に
は軸受２１が設けられている。また、発電機１７のヨー
ク１９内にはロータ巻線２５が形成されており、ロータ
巻線２５の下方にはコミュテータ３９が設けられてい
る。The wind power generation unit has a wind body 13 which can be applied to both a horizontal type and a vertical type. The wind body 13 is directly connected to an AC or DC generator 17 via a rotating shaft 15. The tacho generator 6 is attached to the generator 17. A bearing 21 is provided on the top of the rotating shaft 15. A rotor winding 25 is formed in the yoke 19 of the generator 17, and a commutator 39 is provided below the rotor winding 25.
【００３６】ヨーク１９は上下方向に可動可能な機構２
７に直結されている。即ち、ヨーク１９には軸２９が設
けられており、この軸２９は軸受３１を介して可動可能
な機構（移動手段）２７に連結されている。軸２９はギ
アボックス３３に固定されている。ギアボックス３３内
のギアはスクリュウ３５に接続されており、このスクリ
ュウ３５は送りモータ３７の回転軸に固定されている。The yoke 19 is a mechanism 2 which is movable in the vertical direction.
7 is directly connected. That is, the yoke 19 is provided with a shaft 29, which is connected to a movable mechanism (moving means) 27 via a bearing 31. The shaft 29 is fixed to the gearbox 33. The gear in the gear box 33 is connected to a screw 35, which is fixed to a rotation shaft of a feed motor 37.
【００３７】発電機１７は図示せぬスイッチングレギュ
レータに接続されており、このスイッチングレギュレー
タは図示せぬバッテリーモジュールに接続されている。
また、図示せぬＣＰＵはタコジェネレータ６及びスイッ
チングレギュレータそれぞれに接続されている。The generator 17 is connected to a switching regulator (not shown), and this switching regulator is connected to a battery module (not shown).
A CPU (not shown) is connected to each of the tacho generator 6 and the switching regulator.
【００３８】次に、図４の風力発電装置の動作について
説明する。発電機１７で得られた直流電圧（交流の場合
はダイオードで整流する）はスイッチングレギュレータ
によりバッテリーの充電に最適な電圧に変換される。こ
の変換された電圧がバッテリーモジュールに加えられ、
電力がバッテリーモジュールに充電される。Next, the operation of the wind power generator of FIG. 4 will be described. The DC voltage (rectified by a diode in the case of AC) obtained by the generator 17 is converted into a voltage optimal for charging the battery by a switching regulator. This converted voltage is applied to the battery module,
Electric power is charged to the battery module.
【００３９】ＣＰＵでは、タコジェネレータ６から送ら
れる信号によって回転軸１５の回転速度が常時検出さ
れ、この回転速度の平均値が一定又は所定範囲内となる
ようにヨーク１９の磁場を逐次可変させることにより最
適な発電負荷が選択されるように制御する。つまり、モ
ータ３７の回転軸を回転させることによりスクリュウ３
５を回転させ、ギアボックス３３のギアを介して軸２９
を上下移動させ、それにより、ヨーク１９をロータ巻線
２５に対して上下移動させる。このようにしてヨーク磁
場を可変させることにより、発電機１７の発電負荷を可
変する。The CPU constantly detects the rotation speed of the rotating shaft 15 based on a signal sent from the tachogenerator 6, and sequentially varies the magnetic field of the yoke 19 so that the average value of the rotation speed is constant or within a predetermined range. Is controlled so that the optimal power generation load is selected. That is, by rotating the rotating shaft of the motor 37, the screw 3
5 through the gearbox 33 and the shaft 29
Is moved up and down, thereby moving the yoke 19 up and down with respect to the rotor winding 25. By varying the yoke magnetic field in this manner, the power generation load of the generator 17 is varied.
【００４０】上記第３の実施の形態によれば、タコジェ
ネレータ６により回転軸１５の回転速度を常時検出し、
この回転速度の平均値が一定又は所定範囲内となるよう
にヨーク１９の磁場を逐次可変させている。これによ
り、発電機１７での発電負荷を常時最適なものとするこ
とができる。したがって、第３の実施の形態においても
第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。According to the third embodiment, the tachogenerator 6 constantly detects the rotation speed of the rotating shaft 15,
The magnetic field of the yoke 19 is sequentially varied so that the average value of the rotation speed is constant or within a predetermined range. Thereby, the power generation load on the generator 17 can be always optimized. Therefore, the same effects as those of the second embodiment can be obtained in the third embodiment.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
転軸の回転速度を検出し、この回転速度が所定範囲内の
速度となるようにＣＰＵによってバッテリーモジュール
のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。また、回転軸の回転速度を
検出し、この回転速度が所定範囲内の速度となるように
ヨーク磁場を可変手段によって可変制御を行う。したが
って、広範囲に可変する風速に対して効率の良い風力発
電を行うことができる。As described above, according to the present invention, the rotation speed of the rotating shaft is detected, and the ON / OFF control of the battery module is performed by the CPU so that the rotation speed is within a predetermined range. Further, the rotational speed of the rotating shaft is detected, and the yoke magnetic field is variably controlled by the variable means such that the rotational speed is within a predetermined range. Therefore, efficient wind power generation can be performed with respect to a wind speed that varies over a wide range.
【図１】本発明の第１の実施の形態による風力発電装置
を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a wind turbine generator according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図２（ａ）は、本発明の第２の実施の形態によ
る風力発電装置における風力発電部を示す概略構成図で
あり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す２ｂ−２ｂ線に
沿った断面図である。FIG. 2A is a schematic configuration diagram illustrating a wind power generation unit in a wind power generation device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a diagram illustrated in FIG. It is sectional drawing which followed the 2b-2b line.
【図３】本発明の第２の実施の形態による風力発電装置
を模式的に示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing a wind turbine generator according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第３の実施の形態による風力発電装置
における風力発電部を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a wind power generation unit in a wind power generation device according to a third embodiment of the present invention.
３…風車体、５…発電機、６…タコジェネレータ、７…
スイッチングレギュレータ、７ａ…第１のスイッチング
レギュレータ、７ｂ…第２のスイッチングレギュレー
タ、７ｃ…第３のスイッチングレギュレータ、９…バッ
テリーモジュール、９ａ…第１のバッテリーモジュー
ル、９ｂ…第２のバッテリーモジュール、９ｃ…第３の
バッテリーモジュール、１１…表示及び操作素子、１３
…風車体、１５…回転軸、１７…発電機、１９…ヨー
ク、２１…軸受、２５…ロータ巻線、２７…可動可能な
機構、２９…軸、３１…軸受、３３…ギアボックス、３
５…スクリュウ、３７…送りモータ、３９…コミュテー
タ。3 ... wind body, 5 ... generator, 6 ... tacho generator, 7 ...
Switching regulator, 7a first switching regulator, 7b second switching regulator, 7c third switching regulator, 9 battery module, 9a first battery module, 9b second battery module, 9c ... Third battery module, 11 ... display and operation element, 13
... Wind body, 15 ... Rotating shaft, 17 ... Generator, 19 ... Yoke, 21 ... Bearing, 25 ... Rotor winding, 27 ... Movable mechanism, 29 ... Shaft, 31 ... Bearing, 33 ... Gear box, 3
5 Screw, 37 Feed motor, 39 Commutator.
Claims (4)
モジュールと、 該回転軸の回転速度を検出し、この回転速度が所定範囲
内の速度となるように該バッテリーモジュールそれぞれ
のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うＣＰＵとを具備することを特
徴とする風力発電装置。1. A wind body having a rotating shaft, a generator connected to the rotating shaft, a plurality of battery modules for charging electric power obtained by the generator, and detecting a rotation speed of the rotating shaft. A wind power generation device comprising: a CPU for performing ON / OFF control of each of the battery modules such that the rotation speed is within a predetermined range.
場内に２段以上のロータが形成された発電機と、 該２段以上のロータそれぞれで得られた電力を充電する
バッテリーモジュールと、 該回転軸の回転速度を検出し、この回転速度が所定範囲
内の速度となるように該バッテリーモジュールそれぞれ
のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うＣＰＵとを具備することを特
徴とする風力発電装置。2. A wind body having a rotating shaft, a generator connected to the rotating shaft, wherein a generator having two or more stages formed in one yoke magnetic field; A battery module for charging the electric power obtained by each of the rotors; a CPU for detecting a rotation speed of the rotating shaft and performing ON / OFF control of each of the battery modules such that the rotation speed is within a predetermined range. A wind power generator, comprising:
ロータが形成された発電機と、 該ヨーク磁場を可変する可変手段と、 該発電機で得られた電力を充電するバッテリーモジュー
ルと、 該回転軸の回転速度を検出し、この回転速度が所定範囲
内の速度となるように該可変手段により該ヨーク磁場の
可変制御を行うＣＰＵとを具備することを特徴とする風
力発電装置。3. A wind body having a rotating shaft, a generator connected to the rotating shaft, a generator having a rotor formed in a yoke magnetic field, a variable means for changing the yoke magnetic field, A battery module for charging the electric power obtained by the generator; and a CPU for detecting the rotation speed of the rotating shaft and variably controlling the yoke magnetic field by the variable means such that the rotation speed is within a predetermined range. And a wind power generator.
ークの位置を相対的に変更する移動手段であることを特
徴とする請求項３記載の風力発電装置。4. The wind power generator according to claim 3, wherein the variable means is a moving means for relatively changing the position of the yoke with respect to the rotor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9241222A JPH1182281A (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Wind power generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9241222A JPH1182281A (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Wind power generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182281A true JPH1182281A (en) | 1999-03-26 |
Family
ID=17071024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9241222A Pending JPH1182281A (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Wind power generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1182281A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006223044A (en) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Tottori Univ | Wind turbine generator |
| JP2007089365A (en) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Chikoji Gakuen | Wind turbine generator |
| KR100870231B1 (en) * | 2003-07-30 | 2008-11-24 | 김상년 | A generator for using the velocity of the wind |
| KR101589418B1 (en) * | 2015-11-20 | 2016-01-28 | 서창전기통신 주식회사 | Device for stabilizing of wind power generation system |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP9241222A patent/JPH1182281A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100870231B1 (en) * | 2003-07-30 | 2008-11-24 | 김상년 | A generator for using the velocity of the wind |
| JP2006223044A (en) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Tottori Univ | Wind turbine generator |
| JP2007089365A (en) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Chikoji Gakuen | Wind turbine generator |
| KR101589418B1 (en) * | 2015-11-20 | 2016-01-28 | 서창전기통신 주식회사 | Device for stabilizing of wind power generation system |
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