JPWO2014083687A1

JPWO2014083687A1 - 回転電機システム及び風力発電システム

Info

Publication number: JPWO2014083687A1
Application number: JP2014549732A
Authority: JP
Inventors: 大地川村; 順弘楠野; 守木村; 雅寛堀; 佐藤　大祐; 大祐佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: JP5852750B2; WO2014083687A1

Abstract

本発明は、動作範囲が狭くなることはなく、しかも、電力変換器を十分に冷却でき性能劣化に至ることのない回転電機システムを提供する。本発明による回転電機システムは、第１の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第１の固定子、第１の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第１の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第１の回転子から成る第１の回転電機と、第２の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第２の固定子、第２の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第２の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第２回転子から成る第２の回転電機と、前記第１及び第２の回転電機と電気的に接続され、かつ、前記第１及び第２の回転子鉄心のいずれかに、これらの回転時に回転するように設置されている電力変換器とを備えていることを特徴とする。

Description

本発明は回転電機システム及び風力発電システムに係り、特に、第１の回転電機（主発電機）と第２の回転電機（補助発電機）、及びこれらのいずれかに設置されて回転子と共に回転する電力変換器を備えているものに好適な回転電機システム及び風力発電システムに関する。

近年、地球温暖化防止のため風力発電或いは太陽光発電等のような自然エネルギーを利用した発電システムが注目を浴びている。この中で、風力を利用した風力発電システムでは、発電装置として交流励磁式回転電機を使用する例が多い。

風力発電システムの発電装置として交流励磁式回転電機を使用する場合、運転中は、回転している回転子内の回転子巻線に励磁電力を供給する必要がある。通常は、回転子巻線に電力を供給するために、スリップリング及びブラシを設け、回転するスリップリングにブラシを接触させ通電するようにしている。

しかし、風力発電システムにおいて発電運転を行うためのエネルギーは大きく、発電運転を行う上での励磁電力供給用にスリップリング及びブラシを設けると、ブラシの摩耗が進んでしまうため、定期的なメンテナンスが必要となる。

ところが、風力発電システムでは、交流励磁式回転電機は、風車のタワー上にあるナセル内に設置されており、定期的なメンテナンスは、ナセル内という限られた空間内で行う必要があり、ブラシレス化などのメンテナンス軽減が求められていた。

ブラシレスの交流励磁同期回転電機として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１には、交流励磁同期発電機と同軸に回転励磁機と電力変換器を設けて電力系統の電力を直流に整流し、回転励磁機の固定子に通電させ、同期発電機の原理により回転子に電力を供給した後、電力変換器により、電圧、周波数を変換した電力を交流励磁同期発電機の回転子に電力を供給し、発電運転を行うことが記載されている。この特許文献１の構成によると、電力変換器は回転子に取り付けられるため、回転子の回転に伴い、電力変換器は回転することになる。

特開２００２−１３６１９１号公報

従来の一般的な交流励磁同期発電機では、同期速度以下の場合は、電力系統の電力を電力変換器を通して回転子に供給し、同期速度以上の場合は、回転子の電力を電力変換器を通して電力系統に供給している。

しかしながら、特許文献１では、電力系統から交流励磁同期発電機に電力を供給することはできるが、電力系統の電圧を整流器で整流した後、回転励磁機に供給しているため、整流器が設置されていることから、交流励磁同期発電機から電力系統に電力を供給することができない。よって、従来の一般的な交流励磁同期発電機に比べ、動作範囲が狭くなってしまう。即ち、電力系統からの発電機への電力供給と発電機からの電力系統への電力供給の両方ができなくなってしまう。

また、ブラシレスの交流励磁同期回転電機を実現しようとした場合、電力変換器を回転子へ配置すると回転電機と電力変換器の損失によって発生する熱を同時に冷却する必要があり、通常の回転電機の冷却能力では、発電機と発熱の大きい電力変換器を同時に十分に冷却することができず、電力変換器の性能が劣化するといった課題がある。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、動作範囲が狭くなることはなく、しかも、電力変換器を十分に冷却でき性能劣化に至ることのない回転電機システム及び風力発電システムを提供することにある。

本発明の回転電機システムは、上記目的を達成するために、第１の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第１の固定子、第１の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第１の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第１の回転子から成る第１の回転電機と、第２の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第２の固定子、第２の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第２の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第２回転子から成る第２の回転電機と、前記第１及び第２の回転電機と電気的に接続され、かつ、前記第１及び第２の回転子鉄心のいずれかに、これらの回転時に回転するように設置されている電力変換器とを備えているか、
或いは、第１の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第１の固定子、第１の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第１の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第１の回転子から成る第１の回転電機と、第２の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第２の固定子、第２の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第２の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第２回転子から成る第２の回転電機と、前記第１及び第２の回転電機と電気的に接続され、かつ、前記第１及び第２の回転子のいずれかに、これらの回転時に回転するように設置されている電力変換器とを備え、前記第１及び第２の回転子鉄心が、それぞれ径方向に延びる第１のアームを介して回転軸に接続されると共に、前記第１及び第２の回転子鉄心が接続される前記第１のアームのいずれかの途中に一端が接続され、その接続部から軸方向に伸延して途中から折り曲がり他端が前記回転軸に接続されている第２のアームを有し、前記第２のアームの軸方向に伸延する部分の内径側に前記電力変換器が設置されていることを特徴とするか、或いは、前記第１又は第２の回転子鉄心が、径方向に延びる第１のアームを介して回転軸に接続されると共に、一端が前記第１のアームの途中に接続され、その接続部から軸方向に伸延して途中で前記第１又は第２の回転子鉄心を支持し、その支持部から伸延する途中から折り曲がり他端が前記回転軸に接続されている第２のアームを有し、該第２のアームの軸方向に伸延する部分の内径側に前記電力変換器が設置されていることを特徴とする。

また、前記第２のアームの軸方向に伸延する部分の外径側に、径方向に延びる突起が形成され、前記突起は、前記第１及び第２の回転子巻線のいずれかに隣接して形成され、また、前記突起は、放熱フィンであり、該放熱フィンは、薄板を歪曲させた形状であることを特徴とする。

また、前記電力変換器は、交流を直流に変換する電力順変換器と、直流を交流に変換する電力逆変換器とから成り、前記電力順変換器と電力逆変換器は、周方向に交互に設置されていることを特徴とする。

また、前記電力順変換器と電力逆変換器は、軸方向に交互に設置されていることを特徴とする。

また、前記電力順変換器と電力逆変換器は、径方向に複数設置されていることを特徴とする。

また、前記電力順変換器と電力逆変換器は、等間隔に設置されていることを特徴とする。

また、前記第１及び第２の回転電機と前記電力変換器を収納する回転電機フレームの側面に、部品交換用の扉が形成されていることを特徴とする。

更に、本発明の風力発電システムは、上記目的を達成するための、風を受けて回転するロータと、該ロータに主軸を介して接続される上記いずれかに記載の回転電機システムと、該回転電機システムを内部に収納するナセルと、該ナセルを支持するタワーとを備え、前記第１及び第２の回転電機は、前記ロータの回転力により回転すると共に、前記第１及び第２の回転電機の固定子巻線は、電力系統側に接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、動作範囲が狭くなることはなく、しかも、電力変換器を十分に冷却でき性能劣化に至ることのない効果がある。

本発明の回転電機システムの実施例１を示す概略断面図である。図１の径方向断面図である。本発明の回転電機システムの実施例２を示す概略断面図である。図３の径方向断面図である。本発明の回転電機システムの実施例３を示す概略断面図である。本発明の回転電機システムの実施例４を示す径方向断面図である。本発明の回転電機システムの実施例５を示す概略断面図である。本発明の回転電機システムの実施例６を示す概略断面図である。本発明の実施例７である風力発電システムを示す概略構成図である。

以下、図示した実施例に基づいて本発明の回転電機システム及び風力発電システムを説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。

図１及び図２に、本発明の回転電機システムの実施例１を示す。

該図に示す如く、本実施例の回転電機システム１００は、電力系統に発電電力を送るための発電機として働く第１の回転電機である主発電機１と、運転条件により励磁機と発電機の２つの働きをする第２の回転電機である補助発電機２と、主発電機１及び補助発電機２と電気的に接続され、交流信号を直流信号に変換若しくは直流信号を交流信号に変換する電力変換器３とを備えている。

主発電機１は、主発電機固定子鉄心４、この主発電機固定子鉄心４に設けられているスロット（図示せず）内に巻回される三相の主発電機固定子巻線６から成る主発電機固定子１Ａと、主発電機固定子鉄心４の内径側に所定の間隙を設けて配置される主発電機回転子鉄心５、この主発電機回転子鉄心５内に設けられているスロット（図示せず）内に巻回される三相の主発電機回転子巻線７からなる主発電機回転子１Ｂとから構成されている。

また、補助発電機２も同様に、補助発電機固定子鉄心８と、この補助発電機固定子鉄心８に設けられているスロット（図示せず）内に巻回される三相の補助発電機固定子巻線１０から成る補助発電機固定子２Ａと、補助発電機固定子鉄心８の内径側に所定の間隙を設けて配置される補助発電機回転子鉄心９、この補助発電機回転子鉄心９内に設けられているスロット（図示せず）内に巻回される三相の補助発電機回転子巻線１１から成る補助発電機回転子２Ｂとから構成されている。

図１は、本実施例に係る回転電機システム１００が風力発電システムに搭載される様子を示しており、風を受けて回転するロータ１２と、ロータ１２に接続されると共に、主発電機回転子鉄心５と補助発電機回転子鉄心９の回転軸となるシャフト１３と、増速機１７が図示されており、電力変換器３は、主発電機回転子鉄心５に実装されている例である（電力変換器３は、補助発電機回転子鉄心９に実装しても良い）。

そして、本実施例では、電力変換器３は、交流信号を直流信号に変換する電力順変換器３ａと直流信号を交流信号に変換する電力逆変換器３ｂとから構成され、これら電力順変換器３ａと電力逆変換器３ｂが、図２に示すように、主発電機回転子鉄心５に回転軸周方向に交互に、かつ、等間隔に配置されている（電力順変換器３ａと電力逆変換器３ｂは、補助発電機回転子鉄心９に回転軸周方向に交互に、かつ、等間隔に配置しても良い）。

通常、電力順変換器３ａと電力逆変換器３ｂでは、導通する電流量およびスイッチング回数が異なるため、各々の発熱量が異なる。

しかし、本実施例のように、電力順変換器３ａと電力逆変換器３ｂを、主発電機回転子鉄心５に回転軸周方向に交互に、かつ、等間隔に配置することで、電力変換器３からの発熱が回転子鉄心と冷媒を介して回転電機内へ均一に分散されるため、電力変換器３の実装配置に起因する装置内での局所的な熱の滞りが減少することになり、電力変換器３の熱による性能劣化を抑制することができる。

また、発熱量が大きな電力変換器３同士を近接させて実装した場合には、局所的な発熱が大きくなるため、電力変換器３の周囲の温度が高くなり、熱による電力変換器３の性能劣化が大きくなることが懸念されるが、本実施例のように、電力順変換器３ａと電力逆変換器３ｂを、主発電機回転子鉄心５に回転軸周方向に交互に、かつ、等間隔に配置することで、電力変換器３の性能劣化を抑制することができる。

このような本実施例の構成とすることにより、電力系統からの発電機への電力供給と発電機からの電力系統への電力供給の両方が可能であることから、動作範囲が狭くなることはなく、しかも、電力順変換器と電力逆変換器を、回転軸周方向に交互に、かつ、等間隔に配置していることから、電力変換器からの発熱が回転電機内へ均一に分散されるため、電力変換器を十分に冷却でき性能劣化に至ることがないという効果を得ることができる。

図３及び図４に、本発明の回転電機システムの実施例２を示す。

該図に示す本実施例の回転電機システム２００は、実施例１と比較すると、電力変換器３の設置位置が異なるものであり、他の構成は実施例１と略同様である。

即ち、本実施例では、第１の回転子鉄心である主発電機回転子鉄心５が径方向に延びる第１のアームである主発電機アーム（I）１４ａを介して、第２の回転子鉄心である補助発電機回転子鉄心９が径方向に延びる第１のアームである補助発電機アーム１６を介して、それぞれシャフト１３に接続され、また、一端が主発電機アーム１４ａの途中に接続され、その接続部から軸方向に伸延して途中から直角に折り曲がり、他端がシャフト１３に接続されている第２のアームである主発電機アーム（II）１４ｂを有し、この主発電機アーム（II）１４ｂの軸方向に伸延する部分の内径側に、電力変換器３が設置されている。

更に、主発電機アーム（II）１４ｂの軸方向に伸延する部分の外径側には、径方向に延びる突起状構造物の放熱フィン１５が形成され、この放熱フィン１５は、主発電機１の主発電機回転子巻線７に隣接した位置に形成されている。また、放熱フィン１５は、薄板を歪曲させた形状であり、隣接する主発電機回転子巻線７に風を送り出す機能を有している。

本実施例においても、電力変換器３は、交流信号を直流信号に変換する電力順変換器３ａと直流信号を交流信号に変換する電力逆変換器３ｂとから構成され、これら電力順変換器３ａと電力逆変換器３ｂが、図４に示すように、主発電機アーム（II）１４ｂの軸方向に伸延する部分の内径側に回転軸周方向に交互に、かつ、等間隔に配置されており、放熱フィン１５は、主発電機アーム（II）１４ｂの軸方向に伸延する部分の外径側に、傾斜して径方向に延びて設置されている。

なお、本実施例では、電力変換器３と放熱フィン１５は、主発電機１の主発電機アーム（II）１４ｂに設置されているが、補助発電機２の補助発電機アーム１６に設置しても良い。この場合、補助発電機アーム１６は、上述した主発電機アーム（I）１４ａ及び主発電機アーム（II）１４ｂと同様な構造であり、軸方向に伸延する部分の補助発電機アーム１６の内径側に電力変換器３が、外径側に放熱フィン１５がそれぞれ設置されるものである。

このような本実施例のように、主発電機アーム（II）１４ｂの軸方向に伸延する部分の内径側に電力変換器３が回転軸周方向に交互に、かつ、等間隔に配置され、外径側に放熱フィン１５がそれぞれ設置されることにより、電力変換器３からの発熱が、主発電機アーム（II）１４ｂ、放熱フィン１５を介して放散される。このとき、放熱フィン１５は主発電機アーム（II）１４ｂと共に回転するため、効率的な放熱が可能となると共に、回転する放熱フィン１５から主発電機回転子巻線７へ風を送り出すことで、主発電機回転子巻線７から電力変換器３への熱の干渉を防ぐこともでき、電力変換器３の熱による性能劣化を更に低減することが可能となる。

図５に、本発明の回転電機システムの実施例３を示す。

該図に示す本実施例の回転電機システム３００は、実施例２を改良したものである。即ち、本実施例では、主発電機アーム（II）１４ｂの軸方向に伸延する部分の内径側に設置されている電力変換器３ａと電力逆変換器３ｂを、軸方向にも交互に、かつ、等間隔に配置したものである。勿論、実施例２と同様に、主発電機アーム（II）１４ｂの軸方向に伸延する部分の内径側に、電力順変換器３ａと電力逆変換器３ｂが、回転軸周方向に交互に、かつ、等間隔に配置されている。他の構成は、実施例２と同様である。

このような本実施例のように、電力順変換器３ａと電力逆変換器３ｂを軸方向に交互に、かつ、等間隔に配置し、回転軸周方向にも交互に、かつ、等間隔に配置することで、電力変換器３からの発熱が、回転子鉄心と冷媒を介して回転電機内へ均一に分散され、電力変換器３の実装配置に起因する装置内での局所的な熱の滞りが減少することにより、電力変換器３の熱による性能劣化を抑制することができる。

図６に、本発明の回転電機システムの実施例４を示す。

該図に示す本実施例の回転電機システム４００は、実施例２を改良したものである。即ち、本実施例では、主発電機アーム（II）１４ｂの軸方向に伸延する部分の内径側に電力順変換器３ａと電力逆変換器３ｂが、回転軸周方向に交互に、かつ、等間隔に配置され、外径側に放熱フィン１５がそれぞれ設置された構成を、径方向に複数層（本実施例では２層）配置したものである。他の構成は、実施例２と同様である。

このような本実施例の構成により、実施例２と同様な効果を得ることができることは勿論、径方向に電力順変換器３ａと電力逆変換器３ｂから成る電力変換器３を高密度に実装できるため、装置を小型化することができる。

また、本実施例によれば、径方向外側の層ほど電力変換器３を実装する筐体面（主発電機アーム（II）１４ｂの軸方向に伸延する部分）の面積が広く、また、放熱フィン１５を多く形成できるため、発熱量の大きな電力変換器３ほど径方向外側の層に実装することが好ましい。

図７に、本発明の回転電機システムの実施例５を示す。

該図に示す本実施例の回転電機システム５００は、実施例２を改良したものである。即ち、本実施例は、図３に示した実施例２における主発電機アーム（II）１４ｂと補助発電機アーム１６を一体化したものである。

つまり、本実施例では、補助発電機回転子鉄心９が、径方向に延びる第１のアーム２０ａを介してシャフト１３に接続されると共に、一端が第１のアーム２０ａの途中に接続され、その接続部から軸方向に伸延して途中で主発電機回転子鉄心５を支持し、その支持部から伸延する途中から折り曲がり他端がシャフト１３に接続されている第２のアーム２０ｂを有し、この第２のアーム２０ｂの軸方向に伸延する部分の内径側に電力変換器３が設置され、外径側に放熱フィン１５が設置されている。他の構成は、実施例２と同様である。

このような本実施例の構成により、実施例２と同様な効果を得ることができることは勿論、第１のアーム２０ａと第２のアーム２０ｂ、即ち、主発電機アームと補助発電機アームを一体化することで、部品点数が減少し装置の組立を簡易化することができる。

図８に、本発明の回転電機システムの実施例６を示す。

該図に示す本実施例の回転電機システム６００は、実施例５を改良したものである。即ち、本実施例では、主発電機と補助発電機及び電力変換器３を収納する回転電機フレーム１８の軸方向側壁に、部品交換用の窓２１が形成されている。他の構成は、実施例５と同様である。

このような本実施例の構成により、実施例５と同様な効果を得ることができることは勿論、電力変換器３が故障した際には、上記部品交換用の窓２１を開けることで簡易に部品交換することが可能となる。

図９に、本発明の回転電機システムを風力発電システムに適応した実施例７を示す。

該図に示す如く、本実施例の風力発電システムは、風を受けて回転するロータ１２と、このロータ１２にシャフト１３及び増速機１７を介して接続される本発明の回転電機システム２３と、この回転電機システム２３を内部に収納するナセル（図示せず）と、ナセルを支持するタワー（図示せず）とから構成され、主発電機１と補助発電機２は、ロータ１２の回転力により回転すると共に、主発電機固定子巻線６と補助発電機固定子巻線１０は、電力系統２２側に接続されているものである。

これにより、ロータ１２が受けた風のエネルギーを回転電機システム２３が電気エネルギーに変換し、電力系統２２に送電することができる。

このような本実施例によれば、上述した回転電機システムを採用しているので、装置の大型化が防止でき、ナセルの小型化に寄与することができる。

なお、電力変換器３と並列に遮断器２４を設けても良い。これにより、系統故障時に加わる過大な電力から、電力変換器３を保護できる。また、増速機１７を失くしたギアレスシステムに本発明を適用しても良い。

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易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を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。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…主発電機、１Ａ…主発電機固定子、１Ｂ…主発電機回転子、２…補助発電機、２Ａ…補助発電機固定子、２Ｂ…補助発電機回転子、３…電力変換器、３ａ…電力順変換器、３ｂ…電力逆変換器、４…主発電機固定子鉄心、５…主発電機回転子鉄心、６…主発電機固定子巻線、７…主発電機回転子巻線、８…補助発電機固定子鉄心、９…補助発電機回転子鉄心、１０…補助発電機固定子巻線、１１…補助発電機回転子巻線、１２…ロータ、１３…シャフト、１４ａ…主発電機アーム（Ｉ）、１４ｂ…主発電機アーム（ＩＩ）、１５…放熱フィン、１６…補助発電機アーム、１７…増速機、１８…回転電機フレーム、２０ａ…第１のアーム、２０ｂ…第２のアーム、２１…部品交換用の窓、２２…電力系統、２３、１００、２００、３００、４００、５００、６００…回転電機システム、２４…遮断器。

本発明の回転電機システムは、上記目的を達成するために、第１の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第１の固定子、第１の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第１の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第１の回転子から成る第１の回転電機と、第２の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第２の固定子、第２の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第２の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第２の回転子から成る第２の回転電機と、前記第１及び第２の回転電機と電気的に接続され、かつ、前記第１及び第２の回転子のいずれかに、これらの回転時に回転するように設置されている電力変換器とを備え、前記第１及び第２の回転子鉄心が、それぞれ径方向に延びる第１のアームを介して回転軸に接続されると共に、前記第１及び第２の回転子鉄心が接続される前記第１のアームのいずれかの途中に一端が接続され、その接続部から軸方向に伸延して途中から折り曲がり他端が前記回転軸に接続されている第２のアームを有し、該第２のアームの軸方向に伸延する部分の内径側に前記電力変換器が設置されているか、
或いは、前記第１又は第２の回転子鉄心が、径方向に延びる第１のアームを介して回転軸に接続されると共に、一端が前記第１のアームの途中に接続され、その接続部から軸方向に伸延して途中で前記第１又は第２の回転子鉄心を支持し、その支持部から伸延する途中から折り曲がり他端が前記回転軸に接続されている第２のアームを有し、該第２のアームの軸方向に伸延する部分の内径側に前記電力変換器が設置されていることを特徴とする。

Claims

第１の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第１の固定子、第１の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第１の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第１の回転子から成る第１の回転電機と、第２の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第２の固定子、第２の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第２の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第２回転子から成る第２の回転電機と、前記第１及び第２の回転電機と電気的に接続され、かつ、前記第１及び第２の回転子鉄心のいずれかに、これらの回転時に回転するように設置されている電力変換器とを備えていることを特徴とする回転電機システム。
第１の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第１の固定子、第１の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第１の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第１の回転子から成る第１の回転電機と、第２の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第２の固定子、第２の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第２の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第２回転子から成る第２の回転電機と、前記第１及び第２の回転電機と電気的に接続され、かつ、前記第１及び第２の回転子のいずれかに、これらの回転時に回転するように設置されている電力変換器とを備え、
前記第１及び第２の回転子鉄心が、それぞれ径方向に延びる第１のアームを介して回転軸に接続されると共に、前記第１及び第２の回転子鉄心が接続される前記第１のアームのいずれかの途中に一端が接続され、その接続部から軸方向に伸延して途中から折り曲がり他端が前記回転軸に接続されている第２のアームを有し、前記第２のアームの軸方向に伸延する部分の内径側に前記電力変換器が設置されていることを特徴とする回転電機システム。
第１の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第１の固定子、第１の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第１の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第１の回転子から成る第１の回転電機と、第２の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第２の固定子、第２の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第２の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第２回転子から成る第２の回転電機と、前記第１及び第２の回転電機と電気的に接続され、かつ、前記第１及び第２の回転子のいずれかに、これらの回転時に回転するように設置されている電力変換器とを備え、
前記第１又は第２の回転子鉄心が、径方向に延びる第１のアームを介して回転軸に接続されると共に、一端が前記第１のアームの途中に接続され、その接続部から軸方向に伸延して途中で前記第１又は第２の回転子鉄心を支持し、その支持部から伸延する途中から折り曲がり他端が前記回転軸に接続されている第２のアームを有し、該第２のアームの軸方向に伸延する部分の内径側に前記電力変換器が設置されていることを特徴とする回転電機システム。
請求項２又は３に記載の回転電機システムにおいて、
前記第２のアームの軸方向に伸延する部分の外径側に、径方向に延びる突起が形成されていることを特徴とする回転電機システム。
請求項４に記載の回転電機システムにおいて、
前記突起は、前記第１及び第２の回転子巻線のいずれかに隣接して形成されていることを特徴とする回転電機システム。
請求項４又は５に記載の回転電機システムにおいて、
前記突起は、放熱フィンであることを特徴とする回転電機システム。
請求項６に記載の回転電機であって、
前記放熱フィンは、薄板を歪曲させた形状であることを特徴とする回転電機システム。
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の回転電機システムにおいて、
前記電力変換器は、交流を直流に変換する電力順変換器と、直流を交流に変換する電力逆変換器とから成り、前記電力順変換器と電力逆変換器は、周方向に交互に設置されていることを特徴とする回転電機システム。
請求項８に記載の回転電機システムにおいて、
前記電力順変換器と電力逆変換器は、軸方向に交互に設置されていることを特徴とする回転電機システム。
請求項８又は９に記載の回転電機システムにおいて、
前記電力順変換器と電力逆変換器は、径方向に複数設置されていることを特徴とする回転電機システム。
請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の回転電機システムにおいて、
前記電力順変換器と電力逆変換器は、等間隔に設置されていることを特徴とする回転電機システム。
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の回転電機システムにおいて、
前記第１及び第２の回転電機と前記電力変換器を収納する回転電機フレームの側面に、部品交換用の扉が形成されていることを特徴とする回転電機システム。
風を受けて回転するロータと、該ロータに主軸を介して接続される請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の回転電機システムと、該回転電機システムを内部に収納するナセルと、該ナセルを支持するタワーとを備え、
前記第１及び第２の回転電機は、前記ロータの回転力により回転すると共に、前記第１及び第２の回転電機の固定子巻線は、電力系統側に接続されていることを特徴とする風力発電システム。