JPS62118068A - 可変速度風力タ−ビン装置 - Google Patents

可変速度風力タ−ビン装置

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JPS62118068A
JPS62118068A JP61270809A JP27080986A JPS62118068A JP S62118068 A JPS62118068 A JP S62118068A JP 61270809 A JP61270809 A JP 61270809A JP 27080986 A JP27080986 A JP 27080986A JP S62118068 A JPS62118068 A JP S62118068A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業」一の（１１用分野 本発明は風力タービンに係り、特に速度可変形風力ター
ビンに関する。
従来の技術 本発明はディバレンタイン他により発明され、本出願人
により本願の優先権主張口と同日に出願された米国特許
出願ｒ　ｌ変速度胆力タービンの１ヘルク制御１′ｃ間
示された教示内容及び１５１１τ、；１−求の範囲の一
部を使用する。
定速及び速度可変形の種々の風力機が公知である。通常
、タービン発電機は周波数が一定な電力回線に直接に接
続される構成のため定速風力タービンが主流になってい
る。可変速度風力タービンはパワー出力の周波数が変化
してしまうため回線に直接接続することができない。こ
のため発電機と回線との間には周波数変換器を介在させ
て周波数変換をしてやる必要がある。かかる周波数変換
器としてはサイクロコンバータや整流器−インバータを
始め様々な技術が公知である。
あらゆるタイプのモータに使用できるサイリスタやシリ
コン制御整流器（ＳＣＲ）などの電子速度制御技術が開
発されている。風力エネルギー理論家は速度調整可能交
流駆動を逆向きにも使用できることを見出した。すなわ
ち、速度調整可能駆動は通常の如く一定周波数の交流を
供給して周波数が可変な交流に変換しこの交流によって
モータを駆動するかわりに、交流発電機から周波数が変
化する交流を周波数変換器に供給して一定周波数の交流
に変換し、これを電力回線に供給するようにすることも
可能である。
発明が解決しようとする問題点 風力エネルギー理論で周知の如く、入来する風の運動エ
ネルギーは風の吹いている領域の大きさ。
密度、及び風速の３乗に従って変化する。その際エネル
ギーの５９％以上を取出すことはできないことが示され
ており、この最大値を目標に風力タービンの性能係数Ｃ
Ｄが定められる。この性能係数は個々の機械の空力的特
徴、特に羽根先端の接続速度に対するタービンに入来す
る風の風速の比として定義される先端速度比に関係して
いる。この比をロータ速度を風速に追従させてやること
により一定に維持することができれば風力タービンの効
率は非常に高くできる。さらに、可変速度タービンは一
時的にエネルギーを貯えることも可能である。すなわち
、風速の遷移を速度変化中に統合することができる。か
かる場合、風力タービンの制御は発電機トルクの電気的
な調整に基いたものでなければならない。
本発明の目的は性能を最大限に引き出すために発電機ト
ルクを電気的に調整して速度制御する制御方式を有する
可変速度風力タービンを提供するにある。
問題点を解決するための手段 本発明はタービンによって駆動される交流発電機よりな
り、周波数の変化する交流を一定周波数の交流に変換し
て電力回線に供給する周波数変換器に周波数の変化する
交流電気出力が接続される構成の可変速度風力タービン
システムを提供する。
この可変速度風力タービン制御装置は感知された発電機
速度信号及び感知された発電機出力電力信号に応じて発
電機トルクコマンド信号を周波数変換器に供給し、この
周波数変換器は電力回線に供給される電力レベルを制御
することによって発電機エアギャップ中のトルクを制御
する。
本発明による可変速度風力タービン制御装置は感知され
た発電機速度信号と比較される速度基準信号を感知され
た出力電力信号に応じて供給する速度制御装置を含む。
速度基準信号と感知された発電機速度信号との差をあら
わす差信号は積分されて周波数変換器の発電機トルクコ
マンド信号を形成する。
本発明による周波数変換器は風力タービン用に適合され
たサイクロコンバータあるいは整流器−インバータパッ
ケージを含んでもよい。サイクロコンバータでもあるい
は整流器インバータパッケージのいずれでもトリガ回路
が風力タービン制御装置からのトルクコマンド信号に応
答してトルクコマンド信号の大きさに対応したタイミン
グでシリコン制御整流器（ＳＣＲ）トリガ信号を出力す
る。周波数変換器はサイク［］コンバータを使用してい
る場合は周波数の変化する交流を直接にＳＣＲに給電し
、また整流コンバータを使用する場合は直流リンクによ
ってＳＣＲを給電する。ＳＣＲはいずれにせよ５ＣＲＩ
−リガ信号に応答する。トリガ信号のタイミングは周波
数変換器によって変換される電力の大きさ、従って回線
へ供給される電力の大きさを制御する。その結果、発電
様ステータとロータとの間のエアギャップトルクが可変
速度風力タービン制御装置により与えられる発電機トル
クコマンド信号によって効果的に制御される。その際、
実際には可変速度風力タービン制御装置は発電機速度と
発電機出力電力との関係を規定するある関数に従って発
電機速度信号を行なう。
この関数は速度制御の際風力タービンが風力タービン出
力係数対速度比最適性能曲線の実質的に頂上で動作する
ように決定された関数であり、これにより効率が向上】
る。その際、タービンの先端の速度は風速に対して一定
の関係を維持するようにｔｉｔｍされるため速度比は一
定に保たれる。
本発明による可変速度ターヒン制旧装置は感知されに発
電機速度信号に応じて４＋１振信８を出力づる微分制御
装置をも含む。この制振信号は発電機トルクコマンド信
号と加算されて特定の選択されたねじれモード振動をυ
１振する。
本発明による可変速度風力タービン制御１１装置は発電
機速度基準スケジュール（ＤＩ！数発生器）を含み、こ
れにより感知された発電機の出力電力信号に応じて速度
填準信号と感知された出力電力信号との関係をあらわす
関数に従って発電機速度基準信号が出力される。また上
記可変速度風力タービン制御装置は１−開速度基準信号
及び感知された速度信号に応じてこれらの大きさの差に
対応した大きさの差信号を形成する加ｐ接続点を含む。
かかる差信号は発電機１ヘルクコンンド信号を与える積
分制！１１装置に供給される。所定の限界トルクより下
ではトルクコマンド信号は風力タービンを実質的に出力
係数対速度比最適性能曲線の頂点で動作させ、その結束
タービンロー夕は実質的に所定の一定速度比で動作され
る。上記所定の限界トルクを超えるような速度に風速が
増加すると発電機１ヘルクコマンド（ｉｊ号はタービン
ロータを所定の速度限界までの範囲で上記一定速度比に
対応するよりも大きな速度で動作させる。
本発明においてはまた発電機のトルクコマンド信号が風
力タービンを所定の限界トルクよりも上でかつ所定の速
度限界に達するよりも下の範囲で実質的に′出力係数対
速度比最適性能曲線上で動作させることにより発電機出
力が最大化される。
本発明による速度可変風力タービン制御装置は感知した
タービンロータ速度に応じて空力トルクコマンド信号を
出力し、空力トルクの変化を生ぜしめて該風力タービン
が所定の速度限界以下で運転されている場合には所定の
空気力を得、またタービンロータ速度を上記速度限界以
下に」、胃さけるような強い風速が加わっている場合は
タービンロー夕を実質的に上記速度限界値に維持する。
勿論、かかる場合には風力タービンシステムは空力トル
ク信号に応じて指爪された空力トルクの変化を実行で−
る電子油圧空力トルクｉＩＩ＋１　ＩＩＩ装置を３よね
ばならない。
本発明による可変速劇風力タービンｔＩＩ＋御装冒は所
定のトルク限界にトルク値を一定に保った状態で前記ト
ルク限界を超えて出力電力を増大させる発電機１ヘルク
コマンド信号を供給し、またさらに風速が増大しても［
；−タ（１を万全一定に保持で−る空力トルクコマンド
信号を出力する。
また本発明による可変速度風力タービン制御装置は所定
のトルク限界を超えて出力電力を増大させる発電橢トル
クニ１マント信弓を供給し、また凪カタービン推力を限
定してタワーの構築費用及び風力タービン駆動システム
の費用を得られるエネルギー捕１φの向上に対して最適
化する空力トルクコマンド（ｉ号を供給する。
本発明による可変速度用力タービン制御装置はタービン
ロータ速度１１％信号供給ｆ段と、タービンロー・夕速
度閃準信号及び感知されたタービンロータ速度信号の大
きさの差に対応した人−きさの差信号に応答して空力ト
ルクコマンド信号を出力する積分制御装置とを含む。
本発明による前記空力トルクコマンド信号を出力する積
分制御装置は感知された発電機電力出力信号及び感知さ
れたタービン［−１−夕速；ａ信号に応じて有効完全円
板速度をあられ号−風速信号を１ｉｆ−Ｈして出力する
計算機と、タービン１１−夕速度及び計ｎされた風速信
号に応じてロータ速度及び５１淳されたＪｆｌ速信ｇの
大きさの比に対応する人ささの透電比信号を出力する別
のｉｔ　ｎ　ｍ　ｑ：段と、前記速度比信号に応じて停
止時及び通常動作あるいは始すノ峙にそれぞれ空力トル
クコマンド信号の大きざを制限する空゛カトルクコマン
ド信号最大値制限信号及び最小値制限信号を出力する上
限及び下限手段とを含む。
本願で開示し特許を請求する可変速度風力タービンシス
テムは風力タービンエネルギー源の効率を向上させるの
に特に効果的な手段を提供する。
これは発電機出力電力と出力電力の増大をもたらす望ま
しい発′Ｆｉ機運転速度に対応した発電機速度との間に
関数関係を規定することで達成される。
これは実際には速度比の値を出力係数が最大化されるよ
うな値に一定に維持するように発電機速度を調整してや
ることで達成される。従来の風力タービンに伴う速度が
固定されることに起因する制限は本願に開示の制御シス
テム関数を使用することにより克服される。この発電機
速度を調整して出力係数を最大化する方法は風力からエ
ネルギーを得るのに非常に効果的である。
本発明による上記の、また他の目的、特徴及び利点は以
下図面を参照して行なう最良の実施例の詳細な説明より
明らかとなろう。
実施例 第１図は本発明による可変速度風力タービン１０を示す
。タービンロータ軸は一端にハブ１４を有し、またハブ
に取付けられた少なくとも一の羽根１６を有する。ター
ビンロータ軸の他端はギヤボックス１８の低速度端２０
に結合されている。
このギヤボックス１８の高速度端２６には交流発電ｖ１
２２の発電機ロータ軸２４が結合される。発電機ロータ
はタービンロータトルク（Ｑｓ　）により駆動される。
発電機は入力タービンロータトルクに対抗するエアギャ
ップトルク（Ｑε）を発生する。この交流発電様はライ
ン２８を介して周波数の変化する交流を周波数変換器３
０に供給し、この変換器３０で上記周波数の変化する交
流は一定周波数の交流に変換され、ライン３２を経て電
力回線３４に供給される。
可変速度風力タービン制御装置３６はデジタルプロセッ
サ３７を含み、このプロセッサはざらにＣＰｔＪ３８と
、バス４２をインターフェースするＩ１０ユニット４０
とを含む。信号プロセッサはまたＲＯＭユニット４４及
びＲＡＭユニット４６゜及びその他のハードウェア（図
示せず）をも含む。
信号プロセッサのＩ１０ユニットは発電磯軸の速度に応
答する速度感知器５０により感知されてライン４８に供
給される発電機速度信号（Ｎｃ　）に応答する。またＩ
１０ユニット４０はライン２８を経て周波数変換器に供
給される電力の大きさに応答する出力電力感知器５４に
より感知されたうイン５２上の出力電力信号（ＰＥ）に
も応答する。
可変速度風力タービン制御装置３６は信号プロセッサに
より感知した出力電力に対する発電機速度の関係を規定
する所定の関数に従って発電機のエアギャップトルクが
とるべき値を求め、効率を最大化する。このレベルが求
められると（ｆｆ１号プロセッサはその１７０ユニツト
４０からライン５６へ発電機トルクコマンド信号を出力
し、これを周波数変換器へ送る。
周波数変換器は例えばサイクロコンバータや直流リンク
により結合された整流器−インバータ対でよい。これら
の、また他の周波数変換器はいずれも公知のものでよく
、従って詳細な説明は省略するａ電子変換器は周波数変
換器を通って送られる電力を制御するのに位相制御され
たＳＣＲを使用する。これはＳＣＲゲートの導通位相角
を利用回線の位相に対して制御することにより有効電力
及び無効電力を制御することで行なわれる。そこで、周
波数変換器内にはトルクコマンド信号に応答して周波数
変換器内にあるＳＣＲのトリガパルスを生じるトリガ回
路（図示せず）が設けられるのが普通である。周波数変
換器及びトリガ回路は周知であり、詳細な説明は省略す
る。
またロータ制御装置５７を設けて所定の限界トルク以上
で空力的なトルクυ１１１１を行なって推力を制限する
ようにしてもよい。これはピッチあるいはヨー制御によ
ってもよい。空力トルクコマンド信号は信号プロセッサ
からライン５７ａを経てロータ制御装置５７へ送られる
。
第２図は第１図と非常に類似しているが、ロータｕｒｎ
ｌ装置５７が省略されている点が相異しており、また本
発明の中心的教示の理解を助けるため可変速度風力ター
ビン制御装置がシステム１ノベルフオーマツトとして示
されている。第２図において、可変速度風力タービン制
ｍ装置は第１図の場合と同じく感知した速度及び出力電
力信号Ｎｅ。
ＰＥに応答し、同じく１〜ルクコマンド信号がライン５
６を経由して周波数変換器３０に供給される。
信号プロセッサハードウェアは機能ブロックに分けて示
されており、本発明要旨による制御方法がより完全に示
されている。ルックアツプ表を含むスケジュール（関数
発生器）５８はライン５２上の感知された出力電力信号
に応答する。このスケジュール中には感知された出力電
力信号とこの出力電力信号に対応して定まる発電機速度
す準信号値との値の関数関係が含まれている。速度基準
信号（ＮＲＥ　Ｆ　）はライン６０へ出力されて加算接
続点６２に送られ、ここでライン６０上の速度基準信号
とライン４８上の感知された発電機速度信号との間で比
較がなされる。ライン６４上の差信号は積分器６６で積
分されてライン５６上にトルクコマンド信号を出力し、
この信号は周波数変換器３０に送られる。このように、
信号プロセッサ中のＣＰＵ３８は第１図及び第２図に示
す如く、ルックアツプ表を含む第１図中のＲＯＭ４４と
協働して発電機が発生している出力電力レベルを感知し
、この感知した出力電力レベルに基いて効率が最大にな
る発電機の速度を求める（あらかじめプログラムされて
いるルックアツプ表ＲＯＭ４４、あるいはスケジュール
５８を参照して）作用をなりのがわかる。これに基いて
速度基準信号がスケジュールにより発生され、この速度
基準信号が感知された発電機速度信号と比較される。こ
の比較により求められた差は積分されてトルクコマンド
信号を形成し、このトルクコマンド信号は周波数変換器
に送られて電力回線３４へ送られる電力を制御し、同時
に交流発電機のエアギャップトルクを制御する。
第３図は風力タービン機械の性能図であり、一般に速度
比として知られている性能係数と先端速度比との関係を
示す。速度固定形の風力タービンは風速が様々に変化す
るため性能図の頂点で運転を行なうことは不可能である
。一方速度可変形の風力タービンでは速度比は先端速度
を風速に追従させることにより最大の性能係数に対応す
る値に維持することができる。そこで可変速度風力ター
ビンでは最大の効率を達成するには速度比を性能係数が
最大化される値に維持できるように設計する必要がある
。この速度比が第３図中に点Ａ−Ｂ（７０）として示す
点に相当する。
第４図は発電機の速度を調節して速度比を性能係数が最
大になるような値に維持するのに使われる、発電機出力
電力に対する発電機速度基準信号の関係をあらわすグラ
フである。第４図はまた出力電力をトルク限度（Ｂ）に
対応する点７４を超えて増大させる際の発電機の速度調
整方法を示している。点７１の点７２（Ａ）から点７４
（Ｂ）へ到る軌跡は所定のトルク限度以下の領１戊にお
ける様々な電力レベルにおいて最大の効率を与える速度
比を維持するような望ましい発電機速度に対応している
。点７２と７４（Δ、Ｂ）の間での運転は第３図中の点
７０での動作に対応している。
このように、所望の速度比が一定でまた対応する性能係
数も最大値に固定されている場合発電様の出力電力とそ
の電力を得るに必要な発電機速度との関係が計口できる
。すなわち、出力は風速の３乗に比例しまた発電機速度
は風速に比例するので出力電力は発電機速度の３乗に比
例するしまた発電機速度は出力電力の三乗根に比例する
ことになる。このように、第４図において点７２から点
７４へ点７１の軌跡に沿ってなされる感知電力に対する
発電機速度の調整を指示するマツプが１！７られる。こ
のマツプはまた間接的に風速をもあられす。このように
発電機の出力電力を感知して第４図の関数関係を参照す
ることにより、速度比を所望の値に維持するに必要な発
電機速度が直接に求められ、そのＦｔ宋効率が自動的に
最大化される。
出願人により同時に出願されたディバレンタイン他の発
明になる米国特許出願「可変速度風力タービンのトルク
制御」には限界１ヘルク点７４を超える領域でエネルギ
ーの捕獲を白土させる方法及び１！ｉ′置が開示されま
た特許請求されている。この方法及び装置は上記出願中
に・完全に記載されているので本願では本願の説明に必
要な範囲内でその一般的原理の概略のみを記載する。上
記明細古で開示した可変速度風力タービン制御装置にお
いてディバレンタイン他は点７４　（Ｂ）と速度限界な
いし出力限界である点７６（Ｃ）との間の領域で発電機
速度を点７８の軌跡に沿って制御することを教示してい
る。その結果、発電機の空気ギャップでのトルクを一定
に維持してもロータ速度は増加することが許容され、第
３図の性能マツプ中において点７０から点７６へ到る間
に点８ｏの軌跡に沿って状態を変化させることによりエ
ネルギー捕獲効率を最大化することができる。第３図よ
りわかるように、トルク限界を超えると速度比が増大す
るにつれて性能係数が低トする。その際も点７０で示さ
れる最大効率は維持できないものの、点８０の軌跡はか
かる状況下で可能な最大の効率をあらわす。第４図を参
照するに、点７８の軌跡は第３図の点８０の軌跡に対応
しており、所定の風速に対して可能な最良の発電機速度
の制御をあられしている。
第５図は可変達磨風力タービンモデルの概略的ブロック
系統図であるが、このタービン中には本発明によるター
ビン制ｔ［Ｉ装置が含まれている。風力タービン発電機
のトルク限界より上では第５図の制御装置は第１図及び
第２図の周波数変換器と同様な発電機トルク制御袋＠８
２によって発電機トルクをＩＩＪ御する動作をなす。ト
ルク限界を超えるとピッチ又はヨー変化側ｒｌＪ装置１
７６が動作しはじめ、空力的負荷を変化させることによ
り正味のトルクに影響を与える。この空力的負荷制御装
置１７６はトルク限界より上の領域で出力を変化させて
捕獲エネルギーを最大にする一方、大きな風速が加わっ
ている状態において負荷推力を制限する。
前記トルク限界より下では第２図のスケジュール５８と
類似のスケジュール８６がライン８８上の発電機によっ
て生じている出力電力レベルをあらわす感知出力電力信
号に応答する。前記スケジュールは通常ライン９０上に
発電機速１０基準信号を出力してモード選択ユニット９
２へ送る。ユニット９２はまたライン９４上の、始動時
において風速に対して適当なタービン速度である発電機
最大速度を指示する発電機最大速度基準信号にも応答す
る。タービン速度が上記の発電機最大速度に達するとモ
ード選択ユニット９２はライン９０上の信号に応答する
ように切換ねる。発電機トルク制御が「オンライン」で
行なわれている場合モード選択ユニット９２はライン９
４上の発ｆｆ１ｌｆｉ速度基準信号を加算接続点９６へ
送る。この加算接続点９６はまたライン１０２上のモデ
ル化速度信号として示す実際の発電機のロータ速度に対
して応答する発電機ロータ速度感知器１００により感知
されてライン９８に出力される発Ｔｉ機ロータ速麿信号
にも応答する。ライン１０４上の加算された信号はライ
ン１０８上に補償された信号を出力して速度制限器１１
０へ送るダイナミックリード補償回路１０６に供給され
る。この速度制限器は通常の如く設計上の要求を満足す
るために発’ｆｆ１ｉトルクが別に制限されでいれば不
必要である。ライン１１２上に出力された速度制限され
た信号はライン１１６上の最小トルク信号とライン１１
８上の最大トルク信号によって制限されている積分器１
１４に供給される。ライン１２０上の積分信号は発電機
トルク制御装置８２にコマンドないし基準信号として出
力される。発電機トルク制御装置８２はライン１２２上
の発電機トルク信号に示すように発電機エアギャップ中
にトルク応答を生ずる。ライン１２２上の発電機トルク
信号はトルク制御装置８２によって誘起される実際のト
ルク応答の電気的モデルと考えることができる。以下の
議論においてはタービン発ｆ８ｔｌをモデルとして扱う
が、このモデルは実際のタービン発電機システムをあら
れしている。ライン１２２に出力された発電機トルク信
号はギヤボックスのタービン側端におけるトルクをあら
れずライン１２６上のタービン軸トルク信号とモデル化
接続点１２４において加算される。接続点１２４におけ
る加算の結果ライン１２８に発電機ロータの正味トルク
をあらわす信号が出力される。このライン１２８上の正
味トルク信号は積分器１３０に供給されて積分及びスケ
ールされその結果ライン１０２に発電機速度信号が出力
される。この発電機速度信号はまた接続点１３２へ供給
されてライン１３４上のタービンロータ速度信号と加算
されライン１３６に速度差信号が形成される。この速度
差信号は積分器１３８へ出力され、この積分器１３８か
らはライン１２６にタービン軸トルク信号が出力される
。
接続点１４０はライン１２６上のタービン軸トルク信号
とライン１４２上の風によってタービンに加えられるト
ルクをあらわす風力トルク信号とを加算する。また接続
点１４０ではさらにライン１４４上のピッチ変化に起因
するタービンロータトルクの変化をあらわす信号も加算
される。その結果ライン１４６に出力されるロータに全
体的に作用しているトルク不平衡をあらわす正味トルク
信号は積分器１４８に供給され、積分器１４８はライン
１３４にロータ速度信号を出力する。このライン１３４
上のロータ速度信号はライン１５２に感知ロータ速度信
号を出力するロータ速度感知器１５０によって感知され
る。ライン１５２上の感知ロータ速度信号は接続点１５
４に送られ、ここでライン１５６上のロータ速度基準信
号ないしコマンド信号と加算される。モード選択器１５
８はタービンが前記トルク限界に到達するとライン１６
０上の速度基準信号をＮＲ（ＲＥＦ）としてライン１５
６に供給する。またモード選択器１５８は始動時及び停
止時の問ライン１６２及び１６４上の信号によりライン
１６０上の通常動作信号をそれぞれ置換えることでライ
ン１５６に速度基準信号を供給する。
ライン１６６上の誤差信号は利得及びリード補償回路１
６８に供給され、ライン１７０上の補償された信号が積
分器１７２に供給される。積分器はライン１７４にピッ
チ変化基準（ＦＸ号ないしコマンド信号を出力してこれ
をピッチ変化制御装置１７６へ送る。ピッチ変化制御装
置１７６は指示されたピッチ変化を実行しライン１７８
上のモデル化信号で示したようにピッチ変化を出力する
。
Ｏ−タトルク微分変化装置１８０により示すように、ピ
ッチ変化により誘起されたロータトルクの変化は（ピッ
チ変化に応じて）ライン１４４に対応するトルク変化信
号を生じ、このトルク変化信号は前記の如く接続点１４
０へ送られる。
積分器１７２はそれぞれ制限回路１８６．　１８８から
供給されるライン１８２上の最小ピッチ制限信号とライ
ン１８４上の最大ピッチ制限信号とにより制限される。
制限回路１８６は停止中に使われ、また制限回路１８８
は始動時及び低風速状態で使われる。かかる制限回路は
ライン１５２上の感知ロータ速度信号及びライン８８上
の電力出力信号に応答するＳ１算機回路１９２により割
算されてライン１９０に供給される速度比信号に応答す
る。この計惇機回路１９２はかかる２つの入力信号の値
に繕いで速度比を計口する。ｉｔｔ’ｉ機手段は感知さ
れた発電機電力出力信号及び感知されたタービンロータ
速度信号に応じ−Ｃ右効完全円板風速をあらわす風速信
号をａｔ　ＦＸ　ｌ、て出力する。このためＫｔｉｌｆ
ｉ１９２内にはタービンロータ速度及び計口された風速
信号に応答してロータ速度及び風速信号の大きさの比に
対応した大きさの速度比信号を出力する別の手段が設け
られる。
実際には速度比１［には通常風力感知器、あるいは例え
ば第５図においてライン１７８上のピッチ変化信号に感
応する感知器（図示せず）などのヨーピッチ変化感知器
などにより供給される、実際の風速に対する何らかの基
準が要式となる。かかる信号は図示した信号の他に、あ
るいはそのがわりに必要とされるが、簡単のため図中で
は省略した。
第５図の機能ブロック及び風力タービン発電機モデルを
含む図は第１図により完全な形で示したハードウェア部
品をあられしており、またこの構成は等価なハードウェ
アあるいはソフトウェアにより本発明教示を実施すべく
容易に適合できるのが理解されよう。
第６図は第１図あるいは第２図の風力タービンに使用さ
れて所定のねじれモード振動を制振Ｊる制御回路２００
を示している。この制娠回路は第１図あるいは第２図の
ライン４８上の感知された発電機速度信号に応答する別
名ウォッシュアウトフィルタあるいは高Ｉ１１’波器と
して知られる遅れ時間にわたる微分装置よりなり、ライ
ン２０２上に制振信号を出力する。このライン２０２上
の制振信号はライン５６上のトルクコマンド信号に応答
する加算接続点２０４へ供給される。ライン２０６上の
増強されたトルクコマンド信号は周波数変換器３０へ供
給され、所定の選択されたねじれモードを抑制するのに
使われる。高域−波器中の微分信号は今の場合ライン２
０２上の増強信号を低周波域で除去する役割を果たす。
勿論、第６図中に示した周波数変換器３０は第１図及び
第２図の周波数変換器に対応し、第５図の発電機トルク
制御装置８２と同等なものであり、また同様な制振回路
は第５図の実施例でも使用可能であることに注意すべき
である。
以上、本発明を最良の実施例について説明したが、本発
明の思想及び要旨内で様々な変形、省略。
追加が可能である。
本発明による可変速度風力タービンはタービンにより駆
動される交流発電機から供給される周波数の変化する交
流電流を一定周波数の交流電流に変換して電力回線に供
給する周波数変換器を含む。
周波数変換器は典型的には電子サイクロコンバータある
いは整流器−インバータであり、交流発電機から回線へ
送られる電力を制御する作用も行なう。その際周波数変
換器によって発電機ステータとロータとの間のエアギャ
ップトルクが制御される。タービン速度はエアギャップ
トルクを感知された発Ｔ１機速度と感知された発電機出
力電力との間を規定する関係に従って正確に制御され、
これにより効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による可変速度風力タービンの概略的ブ
ロック系統図、第２図は第１図中の可変速度風力タービ
ン制御装置をより詳細に示す第１図と同様なブロック系
統図、第３図は性能係数ＰＲと先端速度比ＶＲとの関係
を示す、風力タービンの性能図、第４図は発電機速度の
制御に使われる発電ｌ１ｌＴｉ力出力と所定の発電機速
度基準信号との関係をあらわすグラフ、第５図は本発明
による可変風力タービンの概略的ブロック系統図、第６
図は第１図あるいは第２図における風力タービンで使用
する制振回路を示す図である。 １０・・・タービン、１２・・・タービンロータ軸、１
４・・・ハブ、１６・・・羽根、１８・・・ギヤボック
ス、２０・・・ギヤボックス低速度喘、２２・・・交流
発電機、２４・・・発電機ロータ軸、２６・・・ギヤボ
ックス高速度端、２８．３２．４８．５２．５６．５７
ａ。 ６０．６４．８８．９０．９４．９８，１０２゜１０４
．１０８，１１２，１１６，１１８．　１２０゜１２２
．１２６，１２８，１３４，１３６．　１４２゜１４４
．１４６，１５２，１５６，１６０．　１６２゜１６４
．１６６．１７０，１７４，１７８，１８２゜１８４．
１９０，２０２．２０６・・・ライン、３０・・・周波
数変換器、３４・・・電力回線、３６・・・風力タービ
ン制御装置、３８・・・ＣＰＵ、４０・・・Ｉ１０ユニ
ット、４２・・・バス、４４・・・ＲＯＭ、４６・・・
ＲＡＭ１５０・・・速度感知器、５４・・・出力電力感
知器、５７・・・ロータ制御装置、５８．８６・・・ス
ケジュール（関数発生器）、６２．９６・・・加算接続
点、６６．１１４，１３０，１３８，１４８．１７２・
・・積分器、７０・・・点（Ａ−Ｂ）、７１．７２゜７
４．７６．７８．８０・・・点、８２・・・発電機トル
ク制御装置、９２，１５８・・・モード選択器、１００
・・・発電機ロータ速度感知器、１０６・・・ダイナミ
ックリード補償回路、１１０・・・速度制限器、１２４
゜１３２．１４０，１５４．２０４・・・接続点、１５
０・・・ロータ速度感知器、１６８・・・リード補償回
路、１７６・・・ビッヂ変化制御装置、１８０・・・ロ
ータトルク微分変化装訂、１８６．１８８・・・制限回
路、１９２・・・δ１算機回路。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）最適出力係数対速度比性能曲線を有する可変速度
    風力タービン装置であって： 少なくとも一の羽根が取付けられたハブを一端に有する
    タービンロータ軸と； タービンロータ軸の他端に低速度端が取付けられている
    ギヤボックスと； ギヤボックスの高速度端に取付けられた発電機ロータ軸
    を有し出力ラインに周波数の変化する交流を出力する発
    電機と； 発電機速度及び発電機出力電力を感知してこれらをあら
    わす感知信号を出力する感知手段と；発電機速度及び発
    電機出力電力をあらわす感知信号に応じて発電機速度を
    発電機速度と発電機出力電力との関係を規定する関数に
    従って制御して風力タービンを風力タービンの出力係数
    対速度比最適性能曲線の実質的に頂点で動作させる発電
    機トルクコマンド信号を出力する可変速度風力タービン
    制御装置と； 発電機出力ラインに電気的に接続されて発電機の交流出
    力に応じて周波数の変化する交流を周波数一定の交流に
    変換し、また発電機トルクコマンド信号に応じて自身を
    流れる電力の大きさを制御し、その際発電機トルクの制
    御を実行する周波数変換器とよりなることを特徴とする
    可変速度風力タービン装置。
  2. （２）可変速度風力タービン制御装置は、感知された発
    電機速度信号に応じて制振信号を出力する高域ろ波器と
    ； 発電機トルクコマンド信号と制振信号に応じて増大され
    た発電機トルクコマンド信号を周波数変換器へ供給して
    所定の選択されたねじれモード振動を制振する加算接続
    点とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
    の風力タービン装置。
  3. （３）可変速度風力タービン制御装置は信号プロセッサ
    を含み、該信号プロセッサは 感知された発電機電力出力信号に応じて発電機速度基準
    信号を速度基準信号対感知出力電力信号関数に基いて出
    力する発電機速度基準信号発生器と； 発電機速度基準信号の大きさと感知された発電機速度信
    号の大きさとの差に対応した大きさの差信号に応じて発
    電機トルクコマンド信号を出力し、このコマンド信号に
    より、（ａ）所定の発電機限界出力電力信号に対応する
    所定の限界トルクより下では風力タービンを出力係数対
    速度比性能曲線の実質的に頂点で動作させ、またその際
    タービンロータを実質的に所定の一定速度比で動作させ
    、（ｂ）上記所定の限界トルクを超えると速度が所定の
    速度限界に達するまでの間タービンロータを上記一定速
    度比で定まるよりも大きな速度で動作させる積分制御装
    置とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
    の風力タービン装置。
  4. （４）発電機トルクコマンド信号は前記所定の限界トル
    クを超えると速度限界に達するまでの間、風力タービン
    を実質的に出力係数対速度比最適性能曲線に沿って動作
    させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の風
    力タービン装置。
  5. （５）該感知手段はタービンロータ速度を感知して感知
    したタービンロータ速度をあらわす感知信号を出力する
    別の感知器を含み；また可変速度風力タービン制御装置
    はタービンロータ速度及び発電機電力出力信号に応じて
    空力トルクの変化を命令する空力トルクコマンド信号を
    出力して、（ａ）風力タービンが所定の速度限界以下で
    動作されている状態では所定の選択された空気力を発生
    し、（ｂ）また風速が強くてタービンロータ速度が前記
    所定の速度限界を超えて増加されるような場合にもター
    ビンロータを所定速度限界値に実質的に維持し；また風
    力タービン装置はさらに空力トルクコマンド信号に応答
    する電気油圧空力トルク制御装置を含み、これによって
    空力トルクコマンド信号の変化に応じてタービンロータ
    の空力トルクが変化されることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の風力タービン装置。
  6. （６）空力トルクコマンド信号によって風力タービンが
    、前記所定限界トルクよりも上だが前記所定の速度限界
    には達していない範囲において所定の出力係数対速度比
    性能曲線上で実質的に動作されている間、発電機トルク
    コマンド信号は一定のままであることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の風力タービン装置。
  7. （７）可変速度風力タービン制御装置は： タービンロータ速度基準信号を出力する手段と；タービ
    ンロータ速度基準信号の大きさと感知されたタービンロ
    ータ速度信号の大きさとの差に対応した大きさの差信号
    に応じて空力トルクコマンド信号を出力する積分制御装
    置を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    風力タービン装置。
  8. （８）積分制御装置は： 感知された発電機出力電力信号及び感知されたタービン
    ロータ速度信号に応じて有効完全円板風速をあらわす風
    速信号を計算して出力する計算機手段と； タービンロータ速度及び計算された風速信号に応じてロ
    ータ先端速度の大きさと風速信号の大きさとの比に対応
    した大きさの速度比信号を出力する手段と； 速度比信号に応じて停止時における空力トルクコマンド
    信号の大きさを制限する空力トルクコマンド信号上限信
    号を出力する上限手段と； 速度比信号に応じて通常動作時及び始動時における空力
    トルクコマンド信号の大きさを制限する空力トルクコマ
    ンド信号下限信号を出力する下限手段とを含むことを特
    徴とする特許請求の範囲第７項記載の風力タービン装置
    。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010518807A (ja) * 2007-02-14 2010-05-27 コーネクレーンズ・ピーエルシー 発電機アセンブリ

Families Citing this family (105)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4700081A (en) * 1986-04-28 1987-10-13 United Technologies Corporation Speed avoidance logic for a variable speed wind turbine
US5068591A (en) * 1989-11-15 1991-11-26 Sundstrand Corporation Speed control for electrical generating system
US5083039B1 (en) * 1991-02-01 1999-11-16 Zond Energy Systems Inc Variable speed wind turbine
US5155375A (en) * 1991-09-19 1992-10-13 U.S. Windpower, Inc. Speed control system for a variable speed wind turbine
AU5016493A (en) * 1992-08-18 1994-03-15 Four Winds Energy Corporation Wind turbine particularly suited for high-wind conditions
IL106440A0 (en) * 1993-07-21 1993-11-15 Ashot Ashkelon Ind Ltd Wind turbine transmission apparatus
FR2718902B1 (fr) * 1994-04-13 1996-05-24 Europ Gas Turbines Sa Ensemble turbine-générateur sans réducteur.
US5663600A (en) * 1995-03-03 1997-09-02 General Electric Company Variable speed wind turbine with radially oriented gear drive
WO1997004521A1 (en) * 1995-07-18 1997-02-06 Midwest Research Institute A variable speed wind turbine generator system with zero-sequence filter
US6177735B1 (en) * 1996-10-30 2001-01-23 Jamie C. Chapman Integrated rotor-generator
AU2004220762B2 (en) * 1997-08-08 2007-11-22 General Electric Company Variable speed wind turbine generator
US6420795B1 (en) 1998-08-08 2002-07-16 Zond Energy Systems, Inc. Variable speed wind turbine generator
US6600240B2 (en) * 1997-08-08 2003-07-29 General Electric Company Variable speed wind turbine generator
AU767961B2 (en) * 1997-08-08 2003-11-27 General Electric Company Variable speed wind turbine generator
US6137187A (en) * 1997-08-08 2000-10-24 Zond Energy Systems, Inc. Variable speed wind turbine generator
DE19756777B4 (de) * 1997-12-19 2005-07-21 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage
US6448669B1 (en) 1998-12-01 2002-09-10 Dillyn M. Elder Water power generation system
US6191496B1 (en) 1998-12-01 2001-02-20 Dillyn M. Elder Wind turbine system
SE514934C2 (sv) * 1999-09-06 2001-05-21 Abb Ab Anläggning för generering av elektrisk effekt med hjälp av vindkraftspark samt förfarande för drift av en sådan anlägning.
MXPA02002626A (es) * 1999-09-13 2003-10-14 Aloys Wobben Metodo de regulacion de la potencia reactiva y dispositivo para producir energia electrica en una red electrica..
DK199901436A (da) * 1999-10-07 2001-04-08 Vestas Wind System As Vindenergianlæg
DE10011393A1 (de) * 2000-03-09 2001-09-13 Tacke Windenergie Gmbh Regelungssystem für eine Windkraftanlage
DE10019362A1 (de) * 2000-04-18 2001-10-25 Setec Gmbh Verfahren für Regelung der durch Windkraftanlagen erzeugten Abgabeleistung an das Energienetz und zur Beeinflußung der Spannungsanhebung insbesondere an schwachen Netzknoten
WO2001091279A1 (en) * 2000-05-23 2001-11-29 Vestas Wind Systems A/S Variable speed wind turbine having a matrix converter
ES2165324B2 (es) * 2000-06-02 2004-01-16 Internat Electronics S A Sistema de potencia y control para mejorar el rendimiento y calidad de energia producida en aerogeneradores.
RU2176329C1 (ru) * 2000-09-04 2001-11-27 Дашков Александр Николаевич Способ преобразования энергии
AT414191B (de) * 2001-04-04 2006-10-15 Jank Siegfried Jun Verfahren und anordnung zur optimierung der leistung eines kraftwerkes
PT2256340T (pt) * 2001-04-20 2016-10-05 Wobben Properties Gmbh Processo para a operação de um aerogerador
DE10119624A1 (de) 2001-04-20 2002-11-21 Aloys Wobben Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
US6703718B2 (en) 2001-10-12 2004-03-09 David Gregory Calley Wind turbine controller
US7015595B2 (en) * 2002-02-11 2006-03-21 Vestas Wind Systems A/S Variable speed wind turbine having a passive grid side rectifier with scalar power control and dependent pitch control
WO2004025803A1 (en) * 2002-09-13 2004-03-25 Abb Ab Wind power fed network
JP4168252B2 (ja) * 2002-12-27 2008-10-22 株式会社安川電機 発電システムおよびその制御方法
DE10338127C5 (de) * 2003-08-15 2015-08-06 Senvion Se Windenergieanlage mit einem Rotor
DE10341504A1 (de) * 2003-09-03 2005-06-09 Repower Systems Ag Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage, Windenergieanlage und Verfahren zur Bereitstellung von Regelleistung mit Windenergieanlagen
US7528496B2 (en) * 2003-09-03 2009-05-05 Repower Systems Ag Method for operating or controlling a wind turbine and method for providing primary control power by means of wind turbines
US7332884B2 (en) * 2004-07-16 2008-02-19 Hamilton Sundstrand Corporation Electric motor control strategies
JP3918837B2 (ja) 2004-08-06 2007-05-23 株式会社日立製作所 風力発電装置
DE102004054608B4 (de) * 2004-09-21 2006-06-29 Repower Systems Ag Verfahren zur Regelung einer Windenergieanlage und Windenergieanlage mit einem Rotor
US7309930B2 (en) * 2004-09-30 2007-12-18 General Electric Company Vibration damping system and method for variable speed wind turbines
DE102004051843B4 (de) * 2004-10-25 2006-09-28 Repower Systems Ag Windenergieanlage und Verfahren zur automatischen Korrektur von Windfahnenfehleinstellungen
US7215035B2 (en) 2005-02-22 2007-05-08 Xantrex Technology, Inc. Method and apparatus for converting wind generated electricity to constant frequency electricity for a utility grid
DE102005029000B4 (de) * 2005-06-21 2007-04-12 Repower Systems Ag Verfahren und System zur Regelung der Drehzahl eines Rotors einer Windenergieanlage
US7342323B2 (en) * 2005-09-30 2008-03-11 General Electric Company System and method for upwind speed based control of a wind turbine
US7233079B1 (en) * 2005-10-18 2007-06-19 Willard Cooper Renewable energy electric power generating system
US7345373B2 (en) * 2005-11-29 2008-03-18 General Electric Company System and method for utility and wind turbine control
JP4738206B2 (ja) * 2006-02-28 2011-08-03 三菱重工業株式会社 風力発電システム、及びその制御方法
US7352075B2 (en) * 2006-03-06 2008-04-01 General Electric Company Methods and apparatus for controlling rotational speed of a rotor
US7423411B2 (en) * 2006-05-05 2008-09-09 General Electric Company Resistive torsional mode damping system and method
US7218012B1 (en) * 2006-05-31 2007-05-15 General Electric Company Emergency pitch drive power supply
US7352076B1 (en) 2006-08-11 2008-04-01 Mariah Power Inc. Small wind turbine system
DE102006040970B4 (de) * 2006-08-19 2009-01-22 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage
DK1914419T3 (en) * 2006-10-19 2015-12-21 Siemens Ag Wind energy installation and method for controlling the output power from a wind power installation
RU2009118958A (ru) * 2006-10-20 2010-11-27 Саутвест Виндпауэр, Инк. (Us) Способ и система для получения скорости ветра в ветровой турбине с регулируемым срывом потока
DE102006060323A1 (de) * 2006-12-20 2008-06-26 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage bei plötzlichen Spannungsänderungen im Netz
DE102007019907B4 (de) * 2007-04-27 2009-04-30 Nordex Energy Gmbh Vorrichtung zur aktiven Dämpfung eines Triebstrangs bei einer Windenergieanlage
ES2354135T3 (es) * 2007-04-30 2011-03-10 Vestas Wind Systems A/S Método para hacer funcionar una turbina eólica con control de paso.
WO2008150907A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-11 Acciona Windpower, S.A. Systems and methods for synchronous speed avoidance in doubly-fed induction generators
CN101688518B (zh) * 2007-05-31 2012-09-19 维斯塔斯风力系统有限公司 可变速度风力涡轮机、谐振控制系统、运行可变速度风力涡轮机的方法、可变速度风力涡轮机中方法的使用以及谐振控制系统的使用
EP2071213B1 (en) * 2007-12-11 2014-12-03 General Electric Company Gearbox noise reduction by electrical drive control
US7948100B2 (en) * 2007-12-19 2011-05-24 General Electric Company Braking and positioning system for a wind turbine rotor
US8408867B2 (en) * 2008-01-10 2013-04-02 Jonathan C. Ricker Multi directional augmenter and diffuser
DE102008010466A1 (de) * 2008-02-21 2009-09-03 Nordex Energy Gmbh Windenergieanlage mit Blatteinstellwinkelregler
DE102008013728A1 (de) * 2008-03-11 2009-09-17 Kenersys Gmbh Windenergieanlage zur Erzeugung elektrischer Energie
CL2009000891A1 (es) 2008-04-14 2010-03-05 Atlantis Resources Corporation Pte Ltd Tturbina de agua de eje central que comprende: un cuerpo, un rotor montado sobre el cuerpo, un cubo que soporta una pluralidad de aspas, un generador accionado por el rotor, una carcasa que rodea al rotor adaptada para dirigir un flujo de agua, unas aspas con inclinación de 1 a 20 grados; y un metodo para generar potencia.
AU2009238206B2 (en) 2008-04-14 2013-03-14 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Blade for a water turbine
US8125095B2 (en) * 2008-06-18 2012-02-28 Duffey Christopher K Variable speed synchronous generator
US8120206B2 (en) * 2008-09-10 2012-02-21 Hamilton Sundstrand Corporation Method of detecting a sustained parallel source condition
US8712593B2 (en) * 2008-11-18 2014-04-29 Vestas Wind Systems A/S Method for controlling operation of a wind turbine
US8659178B2 (en) * 2009-02-27 2014-02-25 Acciona Windpower, S.A. Wind turbine control method, control unit and wind turbine
AU2010243281B2 (en) 2009-04-28 2014-07-24 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Underwater power generator
US8199545B2 (en) * 2009-05-05 2012-06-12 Hamilton Sundstrand Corporation Power-conversion control system including sliding mode controller and cycloconverter
CA2762184A1 (en) 2009-05-12 2010-11-18 Icr Turbine Engine Corporation Gas turbine energy storage and conversion system
EP2432987A4 (en) * 2009-05-22 2013-05-15 Atlantis Resources Corp Pte IMPROVEMENTS ON THE CONTROL OF A UNDERWATER TURBINE
US7763989B2 (en) * 2009-07-07 2010-07-27 General Electric Company Method and apparatus for controlling the tip speed of a blade of a wind turbine
AU2010312315B2 (en) 2009-10-27 2013-05-23 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Underwater power generator
US8866334B2 (en) 2010-03-02 2014-10-21 Icr Turbine Engine Corporation Dispatchable power from a renewable energy facility
US8664787B2 (en) * 2010-04-05 2014-03-04 Northern Power Systems, Inc. Speed setting system and method for a stall-controlled wind turbine
DE102010014165A1 (de) * 2010-04-08 2011-10-13 Repower Systems Ag Dynamische Trägheitsregelung
US8984895B2 (en) 2010-07-09 2015-03-24 Icr Turbine Engine Corporation Metallic ceramic spool for a gas turbine engine
US9476401B2 (en) * 2010-07-20 2016-10-25 Differential Dynamics Corporation Marine hydrokinetic turbine
US9490736B2 (en) * 2010-07-20 2016-11-08 Differential Dynamics Corporation Adjustable assembly of rotor and stator and applications thereof with a variable power generator
EP2612009B1 (en) 2010-09-03 2020-04-22 ICR Turbine Engine Corporatin Gas turbine engine
EP2670979B1 (en) * 2011-01-31 2022-09-28 General Electric Company Systems and method for controlling wind turbine
CN102803716B (zh) 2011-02-23 2015-06-24 三菱重工业株式会社 风力发电装置的控制装置、风力发电装置及风力发电装置的控制方法
DE102011101368A1 (de) 2011-05-12 2012-11-15 Voith Patent Gmbh Strömungskraftwerk und Verfahren für dessen Betrieb
FR2975446B1 (fr) * 2011-05-16 2016-06-24 Bernard Perriere Turbine a rendement optimise
US9051873B2 (en) 2011-05-20 2015-06-09 Icr Turbine Engine Corporation Ceramic-to-metal turbine shaft attachment
DE102011105854B4 (de) 2011-06-03 2013-04-11 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage bei Auftreten eines Netzfehlers sowie eine solche Windenergieanlage
JP2013087703A (ja) * 2011-10-19 2013-05-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置及びその方法並びにプログラム
ES2407955B1 (es) * 2011-12-12 2014-05-08 Acciona Windpower, S.A. Procedimiento de control de un aerogenerador
CN104221242B (zh) * 2012-01-27 2018-04-13 维斯塔斯风力系统集团公司 用于抑制风力涡轮发电机中传动系振荡的方法
DE102012010420A1 (de) * 2012-05-29 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Dämpfung von Torsionsschwingungenin einer Antriebsstrangkomponente
RU2527056C2 (ru) * 2012-06-19 2014-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "СИБНАНОТЕХ" Система генерирования переменного тока
ES2573288T3 (es) * 2012-06-26 2016-06-07 Vestas Wind Systems A/S Detección de vibración de palas de turbinas eólicas y calibración de radar
US10094288B2 (en) 2012-07-24 2018-10-09 Icr Turbine Engine Corporation Ceramic-to-metal turbine volute attachment for a gas turbine engine
GR1008117B (el) 2012-11-27 2014-02-12 Αριστοτελειο Πανεπιστημιο Θεσσαλονικης-Ειδικος Λογαριασμος Κονδυλιων Ερευνας, Μεθοδος βελτιστοποιησης της αποδοσης ανεμογεννητριας με ελεγχο της ηλεκτρογεννητριας
BR112018012666A2 (pt) 2016-12-13 2018-12-04 Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostyu ''vdm-Tekhnika'' método para ajustar a tomada de força de turbina eólica
BR102018002174A2 (pt) * 2018-01-31 2019-08-20 Guilherme Augusto Barboza Gerador de energia elétrica autossustentável
BR102018002176A2 (pt) * 2018-01-31 2019-08-20 Guilherme Augusto Barboza Processo para geração de energia elétrica por repulsão magnética
US11199175B1 (en) 2020-11-09 2021-12-14 General Electric Company Method and system for determining and tracking the top pivot point of a wind turbine tower
US11703033B2 (en) 2021-04-13 2023-07-18 General Electric Company Method and system for determining yaw heading of a wind turbine
EP4102057A1 (en) * 2021-06-11 2022-12-14 Wobben Properties GmbH Method for controlling the rotor speed of a wind turbine
US11536250B1 (en) 2021-08-16 2022-12-27 General Electric Company System and method for controlling a wind turbine
US12066010B2 (en) 2022-04-04 2024-08-20 Ge Infrastructure Technology Llc Method and system for determining and tracking wind turbine tower deflection

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5529085A (en) * 1978-08-17 1980-03-01 United Technologies Corp Multiimode control system for windddriven turbine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4161658A (en) * 1978-06-15 1979-07-17 United Technologies Corporation Wind turbine generator having integrator tracking
US4189648A (en) * 1978-06-15 1980-02-19 United Technologies Corporation Wind turbine generator acceleration control
US4160170A (en) * 1978-06-15 1979-07-03 United Technologies Corporation Wind turbine generator pitch control system
US4503673A (en) * 1979-05-25 1985-03-12 Charles Schachle Wind power generating system
US4400659A (en) * 1980-05-30 1983-08-23 Benjamin Barron Methods and apparatus for maximizing and stabilizing electric power derived from wind driven source
US4330743A (en) * 1980-07-17 1982-05-18 Sundstrand Corporation Electrical aircraft engine start and generating system
US4525633A (en) * 1982-09-28 1985-06-25 Grumman Aerospace Corporation Wind turbine maximum power tracking device
DE3342583C2 (de) * 1983-11-25 1986-02-27 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn Verfahren zum Betrieb einer Windkraftanlage
US4584486A (en) * 1984-04-09 1986-04-22 The Boeing Company Blade pitch control of a wind turbine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5529085A (en) * 1978-08-17 1980-03-01 United Technologies Corp Multiimode control system for windddriven turbine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010518807A (ja) * 2007-02-14 2010-05-27 コーネクレーンズ・ピーエルシー 発電機アセンブリ

Also Published As

Publication number Publication date
ZA868593B (en) 1987-06-24
IL80633A (en) 1995-03-15
EP0223731A1 (en) 1987-05-27
US4695736A (en) 1987-09-22
DE3665904D1 (en) 1989-11-02
NO178905B (no) 1996-03-18
KR940002928B1 (ko) 1994-04-07
CA1258092A (en) 1989-08-01
NO864564D0 (no) 1986-11-17
EP0223731B1 (en) 1989-09-27
BR8605672A (pt) 1987-08-18
DK547786A (da) 1987-05-19
FI89533C (fi) 1993-10-11
NO864564L (no) 1987-05-19
AU6536686A (en) 1987-05-21
AU582981B2 (en) 1989-04-13
KR870005508A (ko) 1987-06-09
JPH0758066B2 (ja) 1995-06-21
FI864699A (fi) 1987-05-19
FI89533B (fi) 1993-06-30
FI864699A0 (fi) 1986-11-18
IL80633A0 (en) 1987-02-27
IN164330B (ja) 1989-02-18
DK547786D0 (da) 1986-11-17
ES2011020B3 (es) 1989-12-16

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