KR101422756B1 - 케이블 회전이 자유로운 풍력 발전 장치의 요 시스템 구조 - Google Patents

케이블 회전이 자유로운 풍력 발전 장치의 요 시스템 구조 Download PDF

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Abstract

케이블 회전이 자유로운 풍력 발전 장치의 요 시스템 구조가 개시된다. 풍력 발전 장치의 타워 상단에 설치되어 나셀의 회전을 제어하는 요 시스템은, 중앙부에 샤프트가 돌설되고, 상기 샤프트의 외주면에 통신용 슬라이드 웨이, 저압용 슬라이드 웨이 및 고압용 슬라이드 웨이가 형성되어 있는 고정자 및 상기 고정자의 외측에 회전 가능하게 설치되며, 상기 통신용 슬라이드 웨이, 상기 저압용 슬라이드 웨이, 상기 고압용 슬라이드 웨이와 각각 접촉하는 통신용 브러쉬, 저압용 브러쉬, 고압용 브러쉬가 설치되어 있는 회전자를 포함할 수 있다.

Description

케이블 회전이 자유로운 풍력 발전 장치의 요 시스템 구조{Yaw system structure of wind power generator with a free cable rotation}
본 발명은 케이블 회전이 자유로운 풍력 발전 장치의 요 시스템 구조에 관한 것이다.
최근 차세대 동력원으로 각광받고 있는 풍력 발전은 전세계적으로 그 규모와 시장성이 증가하고 있다. 일반적으로 풍력 발전은 풍력 터빈을 이용하여, 바람을 전기에너지로 바꾸어 생산하는 발전 방식으로, 풍력이 전력망에서 차지하는 비중이 커지면서 차세대 동력원으로서 중요한 역할을 하고 있다.
수평식 풍력 발전 장치의 경우, 타워의 상단에 나셀(nacelle)이 수직축을 중심으로 수평으로 회전 가능하게 설치되고, 나셀 선단의 허브(hub)에 하나 이상의 블레이드(blade)가 설치되며, 허브의 후방으로 즉, 나셀의 내부로 회전축(rotor shaft)이 설치된다. 회전축의 단부에는 기어 장치와 발전기가 순차 연결되며, 회전축을 감속시키거나 회전을 정지시킬 수 있는 제동 장치가 설치된다.
여기서, 바람이 불어오는 방향을 감지하고 타워 상부와 바람 방향을 일치시켜 풍력 발전 장치의 블레이드가 최대의 바람을 맞을 수 있도록 나셀의 위치를 회전시켜 주어 시스템 발전 상태를 유지하도록 하는 기능을 수행하는 장치가 요(Yaw) 시스템이다. 요 시스템에 의해 타워 상부가 바람 방향을 따라 회전하는 과정에서 타워 상부에서 타워 하단으로 전달되는 케이블에 꼬임 문제가 발생하게 된다.
도 1은 케이블 꼬임 문제가 발생한 풍력 발전 장치의 개략적인 개념도이다.
도 1을 참조하면, 풍력 발전 장치(1)에 있어서, 타워(10) 상부의 상부 제어기(21)에서 타워 하단의 하부 제어기(11)에 연결되는 통신 및 제어선(31)과, 타워 상부의 발전기(22)에서 타워 하단의 전력 변환 장치(12)에 연결되는 전력선(32)은 타워 상부, 즉 나셀(20)의 회전에 의해 꼬임이 발생하게 된다.
이 회전운동으로 인한 꼬임력이 케이블이 견디는 한계점을 넘으면 케이블의 기계적 손상으로 이어지므로, 요 시스템은 타워 상부의 회전 운동을 담당하면서도 케이블의 꼬임력에 의한 손상을 방지해야 할 필요가 있다. 즉, 요 시스템은 케이블 꼬임을 풀어 주는 기능도 수행한다. 타워 상부에서 타워 하단으로 전달되는 케이블 꼬임을 풀어주는 기능으로, 시스템 동작 중에 발생된 케이블 꼬임 현상을 풀어주기 위해 풍력 발전 장치는 발전을 중지하고 타워 상부를 초기 위치로 원상 복귀시켜 케이블의 꼬임을 해소하는데 대략 수십분 정도의 시간이 소요된다.
풍향 변화가 잦은 대규모 풍력 발전 단지의 경우에는 케이블을 풀기 위해 각 풍력 발전 장치 별로 발전을 중지하는 시간이 더욱 잦아지게 되며, 이는 시스템 발전 시간을 단축시키는 요인으로 작용하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 케이블 꼬임이 발생하지 않아 발전 효율이 증가하고 케이블 구매 비용이 감소하며 유지 보수 시간이 감소하는 케이블 회전이 자유로운 풍력 발전 장치의 요 시스템 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 고압용 탄소 브러쉬를 최하부에 위치시켜 저압 혹은 통신 브러쉬의 동작을 방해하지 않으면서도 마찰 잔여물을 아래측으로 떨어뜨려 수거하는 것이 가능한 케이블 회전이 자유로운 풍력 발전 장치의 요 시스템 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 발전 장치의 타워 상단에 설치되어 나셀의 회전을 제어하는 요 시스템에 있어서, 중앙부에 샤프트가 돌설되고, 상기 샤프트의 외주면에 통신용 슬라이드 웨이, 저압용 슬라이드 웨이 및 고압용 슬라이드 웨이가 형성되어 있는 고정자; 및 상기 고정자의 외측에 회전 가능하게 설치되며, 상기 통신용 슬라이드 웨이, 상기 저압용 슬라이드 웨이, 상기 고압용 슬라이드 웨이와 각각 접촉하는 통신용 브러쉬, 저압용 브러쉬, 고압용 브러쉬가 설치되어 있는 회전자를 포함하는 요 시스템이 제공된다.
상기 통신용 브러쉬 및 상기 저압용 브러쉬는 상기 나셀의 상부 제어기와 전기적으로 연결되고, 상기 고압용 브러쉬는 상기 나셀의 발전기와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 통신용 슬라이드 웨이 및 상기 저압용 슬라이드 웨이는 상기 타워 하단에 설치된 하부 제어기와 전기적으로 연결되고, 상기 고압용 슬라이드 웨이는 상기 타워 하단에 설치된 전력 변환 장치와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 샤프트에는 상부에서부터 하부까지 상기 통신용 슬라이드 웨이, 상기 저압용 슬라이드 웨이 및 상기 고압용 슬라이드 웨이의 순서로 설치되어 있을 수 있다.
상기 고압용 브러쉬와 상기 고압용 슬라이드 웨이의 마찰에 의해 발생되는 잔여물을 집진하는 마찰 잔여물 받이가 상기 샤프트의 최하부 외주면에 설치될 수 있다.
상기 통신용 브러쉬 및 상기 통신용 슬라이드 웨이는 접촉에 의해 상기 나셀에 제어 신호를 전달하고, 상기 저압용 브러쉬 및 상기 저압용 슬라이드 웨이는 접촉에 의해 상기 나셀에 제어 전원을 전달하며, 상기 고압용 브러쉬 및 상기 고압용 슬라이드 웨이는 접촉에 의해 계통에 발전 전력을 전달할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 케이블 꼬임이 발생하지 않아 발전 효율이 증가하고 케이블 구매 비용이 감소하며 유지 보수 시간이 감소하는 효과가 있다.
또한, 고압용 탄소 브러쉬를 최하부에 위치시켜 저압 혹은 통신 브러쉬의 동작을 방해하지 않으면서도 마찰 잔여물을 아래측으로 떨어뜨려 수거하는 것이 가능한 효과가 있다.
도 1은 케이블 꼬임 문제가 발생한 풍력 발전 장치의 개략적인 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 요 시스템 구조를 가지는 풍력 발전 장치를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 회전이 자유로운 풍력 발전 장치의 요 시스템의 내부 구조도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 명세서에 기재된 "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 요 시스템 구조를 가지는 풍력 발전 장치를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 풍력 발전 장치(1), 나셀(20), 타워(10), 상부 제어기(21), 발전기(22), 하부 제어기(11), 전력 변환 장치(12), 제1 및 제2 통신 및 제어선(31a, 31b), 제1 및 제2 전력선(32a, 32b), 요 시스템(100), 회전자(110), 고정자(120)가 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치(1)은 타워(10) 상부에 위치하는 나셀(20)을 회전시키는 요 시스템(100)에 대하여 슬립링 구조를 적용하여 나셀(20)과 연결되는 케이블은 회전자(110)에 연결하고 타워(10)와 연결되는 케이블은 고정자(120)에 연결하여 케이블이 꼬임 없이 자유로이 회전하면서도 전력 전달, 제어 신호 전달, 제어 전원 전달 등이 원활히 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.
나셀(20)은 타워(10) 상부에 위치하면서 상부 제어기(21) 및 발전기(22)를 포함한다. 발전기(22)는 나셀(20)의 일단에 설치된 허브에 장착된 블레이드가 바람에 의해 회전하는 경우 그 회전력을 전기적 에너지로 변환한다. 상부 제어기(21)는 발전기(22)의 발전 동작, 블레이드의 피치 제어 등과 같이 나셀(20)에 포함되는 구성요소들의 동작을 제어한다.
상부 제어기(21)는 타워(10) 하부에 위치한 하부 제어기(11)로부터 나셀(20)의 각 구성요소의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하거나 나셀(20)의 상부에 설치된 각종 센서들(예를 들어, 풍향 센서, 풍속 센서 등)의 센싱 신호 등을 하부 제어기(11)로 전송한다. 이러한 제어 신호나 센싱 신호 등은 통신 및 제어선(31a, 31b)을 통해 상부 제어기(21)와 하부 제어기(11) 사이에서 송수신된다. 또한, 상부 제어기(21)는 통신 및 제어선(31a, 31b)을 통해 나셀(20)의 각 구성요소의 동작을 제어하기 위한 제어 전원도 같이 전달받을 수 있다.
발전기(22)에서 발전된 전력은 전력선(32a, 32b)을 통해 타워(10) 하부의 전력 변환 장치(12)로 전달된다. 전력 변환 장치(12)는 발전기(22)에 발생된 전력을 안정적으로 계통에 전달하는 기능을 수행한다. 풍력 발전 장치(1)에서 전력 변환 장치(12)는 발전기(22)에서 생성되는 랜덤 주파수의 교류 전력을 직류 전력으로 변환한 후 이를 계통에서 이용 가능한 소정 주파수의 교류 전력으로 변환한다.
본 실시예에 따른 요 시스템(100)은 회전자(110)와 고정자(120)를 포함하는 구조를 가진다. 내측에 고정자(120)가 위치하고 외측에 회전자(110)가 위치하고 있어, 외측 회전자(110)가 내측 고정자(120)에 대해 상대적으로 회전하는 구조이다. 외측에 고정자가 위치하고 내측에 회전자가 위치하여, 내측 회전자가 외측 고정자에 대해 상대적으로 회전하는 구조도 가능하다.
회전자(110)에는 상부 제어기(21)로부터의 제1 통신 및 제어선(31a)과 발전기(22)로부터의 제1 전력선(32a)이 결선되며, 고정자(120)에는 하부 제어기(11)로부터의 제2 통신 및 제어선(31b)과 전력 변환 장치(12)로부터의 제2 전력선(32b)이 결선된다.
회전자(110)와 고정자(120) 사이는 슬립링 구조로 되어 있어 제1 전력선(32a)에 의해 발전기(22)로부터 전달된 전력이 회전자(110) 및 고정자(120)를 거쳐 제2 전력선(32b)을 통해 전력 변환 장치(12)로 전달된다. 그리고 제1 통신 및 제어선(31a)과 회전자(110), 고정자(120)와 제2 통신 및 제어선(31b)이 연결되어 있어, 상부 제어기(21)와 하부 제어기(11) 사이의 각종 신호들(제어 신호, 센싱 신호 등) 및/또는 제어 전원이 송수신된다.
풍력 발전 장치(1)가 발전 효율을 높이기 위해 바람 방향으로 나셀(20)을 회전시킬 때 요 시스템(100)의 회전자(110) 역시 나셀(20)과 동일한 방향으로 동일한 각도만큼 회전함으로써 나셀(20)과 회전자(110) 사이의 케이블(제1 통신 및 제어선(31a) 및 제1 전력선(32a))에 꼬임이 발생하지 않게 된다. 이는 요 시스템(100)이 슬립링 구조를 가져 회전자(110)와 고정자(120) 사이에 전력 및 각종 신호들이 안정적으로 전달될 수 있기 때문이다.
이로 인해 케이블 꼬임이 발생하지 않아 케이블을 풀기 위한 발전 운전 정지 시간이 감소함으로써 발전 효율이 증가하고, 꼬임에 강한 특수 케이블을 사용할 필요가 없어 케이블 구매 비용이 감소하게 되며, 유지 보수 시간 역시 감소하게 되는 장점이 있다. 케이블 꼬임이 방지되는, 즉 케이블 회전이 자유로운 요 시스템의 구조를 관련 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 회전이 자유로운 풍력 발전 장치의 요 시스템의 내부 구조도이다.
도 3을 참조하면, 요 시스템(100), 회전자(110), 고정자(120), 샤프트(121), 베어링(116), 통신 및 제어 전원 전달 모듈(111), 발전 전력 전달 모듈(112), 통신용 브러쉬(113), 통신용 슬라이드 웨이(Slide way)(122), 저압용 브러쉬(114), 저압용 슬라이드 웨이(123), 고압용 브러쉬(115), 고압용 슬라이드 웨이(124), 절연체(125), 마찰 잔여물 받이(126), 제1 통신 및 제어선(31a), 제1 전력선(32a), 제2 통신 및 제어선(31b), 제2 전력선(32b), 상부 제어기(21), 발전기(22)가 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 요 시스템(100)은 내측 고정자(120)와 외측 회전자(110)를 포함한다.
내측 고정자(120)의 중앙부에는 샤프트(121)가 돌설되어 있으며, 샤프트(121)의 외주면에는 통신용 슬라이드 웨이(122), 저압용 슬라이드 웨이(123), 고압용 슬라이드 웨이(124)가 형성되어 있다. 각 슬라이드 웨이(122, 123, 124) 사이에는 절연체(125)가 개재되어 있어 각 슬라이드 웨이(122, 123, 124)를 통해 전달되는 신호 혹은 전원 간에 간섭이 발생하지 않도록 하고 있다.
샤프트(121)의 최상단은 회전자(110)의 내측 중앙부에 설치된 베어링(116)과 결합하여 회전자(110)가 고정자(120)에 대하여 상대적인 회전이 가능하도록 하고 있다.
베어링(116)과의 결합부분을 제외한 샤프트(121)의 상부에는 통신용 슬라이드 웨이(122)가 형성되어 있다. 통신용 슬라이드 웨이(122)는 회전자(110)의 내주면의 일측에 설치되어 상부 제어기(21)와 전기적으로 연결되는 통신 및 제어 전원 전달 모듈(111)의 상부에 설치된 통신용 브러쉬(113)와 접촉하며, 제어 신호와 같은 각종 신호들이 상부 제어기(21)와 하부 제어기(11) 사이에서 통신용 브러쉬(113)와 통신용 슬라이드 웨이(122)를 거쳐 전송되도록 한다.
여기서, 통신용 브러쉬(113)과 통신용 슬라이드 웨이(122)는 2쌍으로 이루어질 수 있으며, 각 쌍은 상부 제어기(21)에서 하부 제어기(11)로의 제1 방향과 하부 제어기(11)에서 상부 제어기(21)로의 제2 방향으로의 신호 전달에 각각 이용될 수 있다.
샤프트(121)의 중부에는 저압용 슬라이드 웨이(123)가 형성되어 있다. 저압용 슬라이드 웨이(123)는 회전자(110)의 내주면에 설치된 통신 및 제어 전원 전달 모듈(111)의 중부에 설치된 저압용 브러쉬(114)와 접촉하며, 나셀(20)의 각 구성요소들을 제어하기 위한 제어 전원이 저압용 슬라이드 웨이(123)로부터 저압용 브러쉬(114)로 전달되어 최종적으로 상부 제어기(21)로 전달되도록 한다.
여기서, 저압용 브러쉬(114)와 저압용 슬라이드 웨이(123)는 3쌍으로 이루어질 수 있으며, 각 쌍은 3상 교류 전력의 각 상(R, S, T)에 해당하는 전원 전달에 각각 이용될 수 있다.
샤프트(121)의 하부에는 고압용 슬라이드 웨이(124)가 형성되어 있다. 고압용 슬라이드 웨이(124)는 회전자(110)의 내주면의 타측에 설치되어 발전기(22)와 전기적으로 연결되는 발전 전력 전달 모듈(112)에 설치된 고압용 브러쉬(115)와 접촉하며, 나셀(20)의 발전기(22)에서 생성된 발전 전력이 고압용 브러쉬(115)로부터 고압용 슬라이드 웨이(124)로 전달되어 최종적으로 전력 변환 장치(12)로 전달되도록 한다. 또한, 풍력 발전 시스템의 구동 전원 혹은 계통 전압이 고압용 슬라이드 웨이(124)로부터 고압용 브러쉬(115)로 전달되어 최종적으로 상부 제어기(21) 혹은 발전기(22)로 전달되도록 한다.
여기서, 고압용 브러쉬(115)와 고압용 슬라이드 웨이(124)는 3쌍으로 이루어질 수 있으며, 각 쌍은 3상 교류 전력의 각 상(R, S, T)에 해당하는 발전 전력 전달에 각각 이용될 수 있다.
통신용 슬라이드 웨이(122), 저압용 슬라이드 웨이(123), 고압용 슬라이드 웨이(124) 각각은 소정 폭을 가지면서 샤프트(121)의 외주면을 둘러싸고 있어, 회전자(110)가 회전하더라도 통신용 브러쉬(113), 저압용 브러쉬(114), 고압용 브러쉬(115)와 각각 그 접촉 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
고압용 브러쉬(115)의 경우, 저압용 브러쉬(114) 혹은 통신용 브러쉬(113)와 동일한 재질을 이용할 경우 브러쉬 내전압을 견딜 수 없는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 고압 전원 전달 이외에도 다른 기능을 동시에 사용할 수 있도록 고압용 브러쉬(115)에 대해서는 탄소 브러쉬를 적용하고 저압용 브러쉬(114) 및 통신용 브러쉬(113)에는 일반 브러쉬를 적용함으로써, 고정자(120)와 회전자(110) 사이에서 고압, 저압 및 통신의 기능이 동시에 수행될 수 있도록 하고 있다. 이 경우 고압용 브러쉬(115) 및 고압용 슬라이드 웨이(124) 사이에는 예를 들어 660V ~ 3.3kV의 고압 전원이 안정적으로 전달될 수 있게 된다.
본 실시예에서 고압용 브러쉬(115) 및 고압용 슬라이드 웨이(124)는 최하부에 설치되어 있어 고압 전원 전달에 사용되는 탄소 브러쉬의 마찰로 인해 발생하는 잔여물이 아래쪽으로 떨어지는 경우에도 통신용 브러쉬(113) 및 통신용 슬라이드 웨이(122), 저압용 브러쉬(114) 및 저압용 슬라이드 웨이(123) 사이의 신호 전달 및/또는 제어 전원 전달 기능을 방해하지 않게 된다.
또한, 탄소 브러쉬의 마찰로 인해 발생하는 잔여물은 샤프트(121)의 외주면 최하부에 설치된 마찰 잔여물 받이(126) 내로 집진되어 수거됨으로써 요 시스템(100) 내에서 잔여물로 인한 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.
통신용 슬라이드 웨이(122) 및 저압용 슬라이드 웨이(123)는 샤프트(121) 내부의 케이블을 통해 제2 통신 및 제어선(31b)에 결선되어 하부 제어기(11)와 전기적으로 연결된다. 고압용 슬라이드 웨이(124)는 샤프트(121) 내부의 케이블을 통해 제2 전력선(32b)에 결선되어 전력 변환 장치(12)와 전기적으로 연결된다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 풍력 발전 장치 10: 타워
11: 하부 제어기 12: 전력 변환 장치
20: 나셀 21: 상부 제어기
22: 발전기 31, 31a, 31b: 통신 및 제어선
32, 32a, 32b: 전력선 100: 요 시스템
110: 회전자 120: 고정자
111: 통신 및 제어 전원 전달 모듈 112: 발전 전력 전달 모듈
113: 통신용 브러쉬 114: 저압용 브러쉬
115: 고압용 브러쉬 116: 베어링
121: 샤프트 122: 통신용 슬라이드 웨이
123: 저압용 슬라이드 웨이 124: 고압용 슬라이드 웨이
125: 절연체 126: 마찰 잔여물 받이

Claims (6)

  1. 풍력 발전 장치의 타워 상단에 설치되어 나셀의 회전을 제어하는 요 시스템에 있어서,
    중앙부에 샤프트가 돌설되고, 상기 샤프트의 외주면에 통신용 슬라이드 웨이, 저압용 슬라이드 웨이 및 고압용 슬라이드 웨이가 형성되어 있는 고정자; 및
    상기 고정자의 외측에 회전 가능하게 설치되며, 상기 통신용 슬라이드 웨이, 상기 저압용 슬라이드 웨이, 상기 고압용 슬라이드 웨이와 각각 접촉하는 통신용 브러쉬, 저압용 브러쉬, 고압용 브러쉬가 내주면에 설치되어 있는 회전자를 포함하되,
    상기 고압용 브러쉬는 브러쉬 내전압을 견디기 위한 탄소 브러쉬가 적용되어 있으며,
    상기 샤프트에는 상부에서부터 하부까지 상기 통신용 슬라이드 웨이, 상기 저압용 슬라이드 웨이 및 상기 고압용 슬라이드 웨이의 순서로 설치되어 있고,
    상기 고압용 브러쉬와 상기 고압용 슬라이드 웨이의 마찰에 의해 발생되는 잔여물을 집진하는 마찰 잔여물 받이가 상기 샤프트의 최하부 외주면에 설치되는 요 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신용 브러쉬 및 상기 저압용 브러쉬는 상기 나셀의 상부 제어기와 전기적으로 연결되고, 상기 고압용 브러쉬는 상기 나셀의 발전기와 전기적으로 연결되는 요 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 통신용 슬라이드 웨이 및 상기 저압용 슬라이드 웨이는 상기 타워 하단에 설치된 하부 제어기와 전기적으로 연결되고,
    상기 고압용 슬라이드 웨이는 상기 타워 하단에 설치된 전력 변환 장치와 전기적으로 연결되는 요 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 통신용 브러쉬 및 상기 통신용 슬라이드 웨이는 접촉에 의해 상기 나셀에 제어 신호를 전달하고, 상기 저압용 브러쉬 및 상기 저압용 슬라이드 웨이는 접촉에 의해 상기 나셀에 제어 전원을 전달하며, 상기 고압용 브러쉬 및 상기 고압용 슬라이드 웨이는 접촉에 의해 계통에 발전 전력을 전달하는 요 시스템.
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