KR102426858B1 - Wind Generator Using Pitch Control - Google Patents

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KR102426858B1
KR102426858B1 KR1020210011185A KR20210011185A KR102426858B1 KR 102426858 B1 KR102426858 B1 KR 102426858B1 KR 1020210011185 A KR1020210011185 A KR 1020210011185A KR 20210011185 A KR20210011185 A KR 20210011185A KR 102426858 B1 KR102426858 B1 KR 102426858B1
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이재형
김지원
이재환
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부산과학기술대학교 산학협력단
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

피치 제어 방식을 이용한 풍력 발전 장치를 개시한다.
본 실시예는 피치제어 방식의 소형풍력발전기는 회전속도의 제곱에 비례하는 원심력을 이용하여 구동전원이 필요없이 수동형으로 피치제어가 가능하며, 태풍으로 인한 과풍속시 시스템을 보호할 수 있도록 하는 피치 제어 방식을 이용한 풍력 발전 장치를 제공한다.Disclosed is a wind power generator using a pitch control method.
In this embodiment, the pitch control type small wind power generator uses a centrifugal force proportional to the square of the rotation speed to enable passive pitch control without the need for driving power, and to protect the system in case of excessive wind speed due to typhoon. A wind power generator using a control method is provided.

Description

피치 제어 방식을 이용한 풍력 발전 장치{Wind Generator Using Pitch Control}Wind Generator Using Pitch Control

본 발명의 일 실시예는 피치 제어 방식을 이용한 풍력 발전 장치에 관한 것이다. An embodiment of the present invention relates to a wind power generator using a pitch control method.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.The content described below merely provides background information related to the present embodiment and does not constitute the prior art.

풍력발전은 그 특성상 출력이 풍속의 3제곱에 비례하여 과풍속에서 매우 민감하게 작용하여 태풍, 돌풍 등 과풍속시에 출력제한의 어려움 있다.Due to the characteristics of wind power generation, the output is proportional to the third power of the wind speed, and it is very sensitive to the overwind speed, so there is a difficulty in limiting the output during overwind speed such as typhoons and gusts.

풍력발전은 크게 MW급 이상의 대형풍력과 kW급의 소형풍력을 나눌 수 있다. 소형풍력은 가정용이나, 계통전력이 공급되지 않는 지역에 독립전원으로 많이 이용되고 있다. 소형풍력은 출력제어로 대부분 펄링(Furling)시스템이나, 발전기의 단락제동을 이용하므로 과풍속에서 고장의 가능성이 높다. 소형풍력에서도 효율적이고 신뢰성 높은 피치제어 출력제어 시스템이 필요하다.Wind power generation can be divided into large-scale wind power of MW or higher and small-scale wind power of kW class. Small wind power is widely used as an independent power source for home use or in areas where grid power is not supplied. Most of the small wind power uses a furling system for output control, but the short-circuit braking of the generator is used, so there is a high possibility of failure at excessive wind speed. An efficient and reliable pitch control output control system is needed even for small wind power.

본 실시예는 피치제어 방식의 소형풍력발전기는 회전속도의 제곱에 비례하는 원심력을 이용하여 구동전원이 필요없이 수동형으로 피치제어가 가능하며, 태풍으로 인한 과풍속시 시스템을 보호할 수 있도록 하는 피치 제어 방식을 이용한 풍력 발전 장치를 제공하는 데 목적이 있다.In this embodiment, the pitch control type small wind power generator uses a centrifugal force proportional to the square of the rotation speed to enable passive pitch control without the need for driving power, and to protect the system in case of excessive wind speed due to typhoon. An object of the present invention is to provide a wind power generator using a control method.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 블레이드(Blade)와 체결되어 고정시키는 블레이드 체결부; 상기 블레이드 체결부와 연결되어 피치(Pitch)가 조절되도록 하는 상단 베어링; 상기 상단 베어링을 상단에 위치시키며, 상기 상단 베어링과 연결되어 이어지는 축을 내부에 포함하는 하우징 형태를 갖는 베어링 하우스; 상기 베어링 하우스의 하단에 위치하며, 상기 상단 베어링과 연결되어 이어지는 축과 연결되어 외부로 돌출되도록 하는 형태를 갖는 하단 베어링; 및 상기 상단 베어링과 연결되는 이어지는 축 형태로서, 상기 하단 베어링을 통과하여 외부로 돌출되는 형태를 갖는 피치축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치를 제공한다.According to one aspect of the present embodiment, the blade fastening portion for fastening and fixing the blade (Blade); an upper bearing connected to the blade fastening portion to adjust a pitch; a bearing house locating the upper bearing at an upper end, and having a housing shape including a shaft connected to the upper bearing therein; a lower bearing positioned at the lower end of the bearing house and connected to the shaft connected to the upper bearing to protrude to the outside; and a continuous shaft shape connected to the upper bearing, and a pitch shaft having a shape protruding to the outside through the lower bearing.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 피치제어 방식의 소형풍력발전기는 회전속도의 제곱에 비례하는 원심력을 이용하여 구동전원이 필요없이 수동형으로 피치제어가 가능하며, 태풍으로 인한 과풍속시 시스템을 보호할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present embodiment, the pitch control type small wind power generator uses a centrifugal force that is proportional to the square of the rotational speed to enable passive pitch control without the need for a driving power source. has the effect of protecting

도 1은 본 실시예에 따른 블레이드 결합모듈을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 블레이드 결합모듈 세트를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 원형 베이스에 결합된 블레이드 결합모듈을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 블레이드 결합모듈 간의 결합 방식을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 블레이드 결합모듈에 결합된 무게축을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 각 블레이드와 체결된 결합모듈을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 피치 제어 방법을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a blade coupling module according to the present embodiment.
2 is a view showing a blade coupling module set according to the present embodiment.
3 is a view showing a blade coupling module coupled to the circular base according to the present embodiment.
4 is a view showing a coupling method between the blade coupling module according to the present embodiment.
5 is a view showing a weight shaft coupled to the blade coupling module according to the present embodiment.
6 is a view showing a coupling module coupled to each blade according to the present embodiment.
7 is a diagram illustrating a pitch control method according to the present embodiment.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 실시예에 따른 블레이드 결합모듈을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a blade coupling module according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 제1 블레이드 결합모듈(100)은 일단이 제1 블레이드(610)에 결합되고, 타단이 결합부를 이용하여 제2 블레이드 결합모듈(200) 및 제3 블레이드 결합모듈(300)과 서로 연결된다.The first blade coupling module 100 according to this embodiment has one end coupled to the first blade 610 , and the second blade coupling module 200 and the third blade coupling module 300 using the coupling part at the other end. connected to each other

본 실시예에 따른 제1 블레이드 결합모듈(100)은 제1 블레이드 체결부(110), 제1 무게축 결합바(120), 제1 상단 베어링(130), 제1 베어링 하우스(140), 제1 하단 베어링(150), 제1 피치축(160)을 포함한다. 제1 블레이드 결합모듈(100)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The first blade coupling module 100 according to this embodiment includes a first blade coupling part 110 , a first weight shaft coupling bar 120 , a first upper bearing 130 , a first bearing house 140 , and a first 1 includes a lower bearing 150 , a first pitch axis 160 . Components included in the first blade coupling module 100 are not necessarily limited thereto.

제1 블레이드 체결부(110)는 내측에 제1 블레이드 체결홀(112)을 형성하고, 복수의 제1 블레이드 체결홀(112)을 이용하여 제1 블레이드(610)와 체결한다. 제1 블레이드 체결부(110)는 한쪽방향으로만 돌출된 제1 무게축 결합바(120)를 포함한다.The first blade fastening part 110 forms a first blade fastening hole 112 inside, and is fastened to the first blade 610 using a plurality of first blade fastening holes 112 . The first blade coupling part 110 includes a first weight shaft coupling bar 120 protruding only in one direction.

다시 말해, 제1 블레이드 체결부(110)는 제1 블레이드(610)와 체결되어 제1 블레이드(610)를 고정시킨다. 제1 블레이드 체결부(110)의 일단이 제1 블레이드(610)와 체결되어 고정시키며, 제1 블레이드 체결부(110)의 타단이 제1 상단 베어링(130)에 연결된다. 제1 블레이드 체결부(110)는 한쪽방향으로만 돌출되는 바형태의 제1 무게축 결합바(120)를 포함한다.In other words, the first blade coupling part 110 is coupled to the first blade 610 to fix the first blade 610 . One end of the first blade fastening part 110 is fastened to and fixed to the first blade 610 , and the other end of the first blade fastening part 110 is connected to the first upper bearing 130 . The first blade fastening part 110 includes a bar-shaped first weight shaft coupling bar 120 protruding only in one direction.

제1 블레이드 체결홀(112)은 제1 블레이드 체결부(110) 상에 형성되어 제1 블레이드(610)와 체결된다.The first blade fastening hole 112 is formed on the first blade fastening part 110 to be fastened to the first blade 610 .

제1 무게축 결합바(120)에는 제1 무게축 결합홀(122)이 형성되어 제1 무게축(512)이 체결된다. 제1 무게축 결합바(120) 상에는 제1 무게축(512)이 체결되는 제1 무게축 결합홀(122)이 형성된다. 제1 무게축 결합홀(122)은 제1 무게축 결합바(120) 상에 형성되어 제1 무게축(512)과 체결한다.A first weight shaft coupling hole 122 is formed in the first weight shaft coupling bar 120 , and the first weight shaft 512 is fastened thereto. A first weight shaft coupling hole 122 to which the first weight shaft 512 is fastened is formed on the first weight shaft coupling bar 120 . The first weight shaft coupling hole 122 is formed on the first weight shaft coupling bar 120 to be coupled to the first weight shaft 512 .

제1 상단 베어링(130)은 제1 블레이드 체결부(110)와 체결되어 제1 블레이드 체결부(110)의 피치를 조절한다. 제1 상단 베어링(130)은 제1 베어링 하우스(140) 내에 위치하는 제1 피치축(160)과 연결된다. 제1 상단 베어링(130)은 제1 블레이드 체결부(110)와 연결되어 피치(Pitch)가 조절되도록 한다.The first upper bearing 130 is fastened with the first blade fastening part 110 to adjust the pitch of the first blade fastening part 110 . The first upper bearing 130 is connected to the first pitch axis 160 positioned in the first bearing house 140 . The first upper bearing 130 is connected to the first blade coupling part 110 so that the pitch is adjusted.

제1 상단 베어링(130)의 일단이 제1 블레이드 체결부(110)와 연결되며, 제1 상단 베어링(130)의 타단이 제1 피치축(160)과 연결되어, 제1 피치축(160)의 회전에 따라 제1 블레이드 체결부(110)의 피치가 조절되도록 한다.One end of the first upper bearing 130 is connected to the first blade coupling part 110 , and the other end of the first upper bearing 130 is connected to the first pitch axis 160 , the first pitch axis 160 . The pitch of the first blade fastening part 110 is adjusted according to the rotation of the .

제1 베어링 하우스(140)는 제1 상단 베어링(130)을 상단에 위치시키며, 제1 상단 베어링(130)과 연결되어 이어지는 축을 내부에 포함하는 하우징 형태를 갖는다. 제1 베어링 하우스(140)의 상단에 제1 상단 베어링(130)이 위치하도록 하며, 제1 베어링 하우스(140)의 하단에 제1 하단 베어링(150)이 위치하도록 하며, 내부에 제1 피치축(160)이 이어지는 형태로 포함한다. 제1 베어링 하우스 체결홀(142)은 제1 베어링 하우스(140)의 끝단에 형성되어 원형 베이스(310)에 체결된다.The first bearing house 140 has the first upper bearing 130 positioned at the upper end, and has a housing shape including a shaft connected to the first upper bearing 130 therein. The first upper bearing 130 is positioned at the upper end of the first bearing house 140 , and the first lower bearing 150 is positioned at the lower end of the first bearing house 140 , and the first pitch axis therein (160) is included in the following form. The first bearing house fastening hole 142 is formed at the end of the first bearing house 140 and is fastened to the circular base 310 .

제1 하단 베어링(150)은 제1 베어링 하우스(140)의 하단에 위치하며, 제1 상단 베어링(130)과 연결되어 이어지는 축과 연결되어 외부로 돌출되도록 하는 형태를 갖는다. 제1 하단 베어링(150)은 제1 상단 베어링(130)에 연결된 제1 피치축(160)과 연결되며, 제1 상단 베어링(130)에 연결된 제1 피치축(160)이 통과하여 외부로 돌출되는 형태를 갖도록 한다.The first lower bearing 150 is located at the lower end of the first bearing house 140 , and has a shape such that it is connected to the shaft connected to the first upper bearing 130 to protrude to the outside. The first lower bearing 150 is connected to the first pitch shaft 160 connected to the first upper bearing 130 , and the first pitch axis 160 connected to the first upper bearing 130 passes through and protrudes to the outside. to have a form that becomes

제1 피치축(160)은 제1 베어링 하우스(140) 내에 삽입되어 제1 상단 베어링(130)과 연결된다. 제1 피치축(160)은 회전에 따라 제1 상단 베어링(130)과 연결된 제1 블레이드 체결부(110)의 피치가 조절되도록 한다. 제1 피치축(160)은 제1 상단 베어링과 연결되는 이어지는 축 형태로서, 제1 하단 베어링(150)을 통과하여 외부로 돌출되는 형태를 갖는다.The first pitch shaft 160 is inserted into the first bearing house 140 and is connected to the first upper bearing 130 . The first pitch axis 160 adjusts the pitch of the first blade coupling part 110 connected to the first upper bearing 130 according to the rotation. The first pitch shaft 160 is a continuous shaft connected to the first upper bearing, and has a shape that passes through the first lower bearing 150 and protrudes to the outside.

제1 피치축(160)의 일단이 제1 상단 베어링(130)에 연결되며, 제1 피치축(160)의 타단이 제1 하단 베어링(150)에 연결되며, 제1 하단 베어링(150)을 통과하여 외부로 돌출되는 형태로 이어진다.One end of the first pitch shaft 160 is connected to the first upper bearing 130 , the other end of the first pitch axis 160 is connected to the first lower bearing 150 , and the first lower bearing 150 is It passes through and leads to a form that protrudes outward.

제1 피치홀(162)은 제1 피치축(160) 상에 형성된다. 제1 피치홀(162)에는 제1 기둥(412)이 삽입되어 일단이 제1 결합바(422)와 제3 결합바(426)와 이어져서 제2 블레이드 결합모듈(200) 내의 제2 피치축과 제3 블레이드 결합모듈(300) 내의 제3 피치축과 연결된다.The first pitch hole 162 is formed on the first pitch axis 160 . A first pillar 412 is inserted into the first pitch hole 162 so that one end is connected to the first coupling bar 422 and the third coupling bar 426 so that the second pitch axis in the second blade coupling module 200 is inserted. And the third blade coupling module 300 is connected to the third pitch axis.

도 2는 본 실시예에 따른 블레이드 결합모듈 세트를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a blade coupling module set according to the present embodiment.

제1 블레이드 결합모듈(100), 제2 블레이드 결합모듈(200), 제3 블레이드 결합모듈(300) 3개가 한 세트로 구현된다.The first blade coupling module 100 , the second blade coupling module 200 , and the third blade coupling module 300 are implemented as a set.

제1 블레이드 결합모듈(100)은 제1 블레이드 체결부(110), 제1 상단 베어링(130), 제1 베어링 하우스(140), 제1 하단 베어링(150), 제1 피치축(160)을 포함한다. 제2 블레이드 결합모듈(200)은 제2 블레이드 체결부, 제2 상단 베어링, 제2 베어링 하우스, 제2 하단 베어링, 제2 피치축을 포함한다. 제3 블레이드 결합모듈(300)은 제3 블레이드 체결부, 제3 상단 베어링, 제3 베어링 하우스, 제3 하단 베어링, 제3 피치축을 포함한다. The first blade coupling module 100 includes a first blade coupling unit 110 , a first upper bearing 130 , a first bearing house 140 , a first lower bearing 150 , and a first pitch shaft 160 . include The second blade coupling module 200 includes a second blade coupling part, a second upper bearing, a second bearing house, a second lower bearing, and a second pitch axis. The third blade coupling module 300 includes a third blade coupling part, a third upper bearing, a third bearing house, a third lower bearing, and a third pitch axis.

제1 블레이드 결합모듈(100), 제2 블레이드 결합모듈(200), 제3 블레이드 결합모듈(300)은 하나의 세트로 구현된다.The first blade coupling module 100, the second blade coupling module 200, and the third blade coupling module 300 are implemented as one set.

도 3은 본 실시예에 따른 원형 베이스에 결합된 블레이드 결합모듈을 나타낸 도면이다.3 is a view showing a blade coupling module coupled to the circular base according to the present embodiment.

제1 블레이드 결합모듈(100), 제2 블레이드 결합모듈(200), 제3 블레이드 결합모듈(300)은 서로 간에 결합부로 체결되어 원형 베이스(310)에 결합된다.The first blade coupling module 100 , the second blade coupling module 200 , and the third blade coupling module 300 are coupled to each other by a coupling part to be coupled to the circular base 310 .

원형 베이스(310)에 제1 블레이드 결합모듈(100)이 체결될 때, 제1 베어링 하우스(140), 제1 하단 베어링(150), 제1 피치축(160)이 원형 베이스(310) 내부에 위치한다. 원형 베이스(310)에 제1 블레이드 결합모듈(100)이 체결될 때, 제1 상단 베어링(130), 제1 블레이드 체결부(110)는 원형 베이스(310)를 벗어나는 형태로 체결된다. 제1 베어링 하우스(140)가 원형 베이스(310) 내부에 체결될 때, 제1 베어링 하우스(140)에 형성된 제1 베어링 하우스 체결홀(142)을 이용하여 원형 베이스(310)와 체결된다.When the first blade coupling module 100 is fastened to the circular base 310 , the first bearing house 140 , the first lower bearing 150 , and the first pitch axis 160 are inside the circular base 310 . Located. When the first blade coupling module 100 is fastened to the circular base 310 , the first upper bearing 130 and the first blade coupling part 110 are fastened in a form outside the circular base 310 . When the first bearing house 140 is fastened to the inside of the circular base 310 , it is fastened to the circular base 310 using the first bearing house fastening hole 142 formed in the first bearing house 140 .

원형 베이스(310)에 제2 블레이드 결합모듈(200)이 체결될 때, 제2 베어링 하우스, 제2 하단 베어링, 제2 피치축이 원형 베이스 내부에 위치한다. 원형 베이스(310)에 제2 블레이드 결합모듈(200)이 체결될 때, 제2 상단 베어링, 제2 블레이드 체결부는 원형 베이스(310)를 벗어나는 형태로 체결된다. 제2 베어링 하우스가 원형 베이스(310) 내부에 체결될 때, 제2 베어링 하우스에 형성된 제2 베어링 하우스 체결홀을 이용하여 원형 베이스(310)와 체결된다.When the second blade coupling module 200 is fastened to the circular base 310, the second bearing house, the second lower bearing, and the second pitch axis are positioned inside the circular base. When the second blade coupling module 200 is fastened to the circular base 310 , the second upper bearing and the second blade coupling part are fastened in a form outside the circular base 310 . When the second bearing house is fastened to the inside of the circular base 310 , it is fastened to the circular base 310 using the second bearing house fastening hole formed in the second bearing house.

원형 베이스(310)에 제3 블레이드 결합모듈(300)이 체결될 때, 제3 베어링 하우스, 제3 하단 베어링, 제3 피치축이 원형 베이스 내부에 위치한다. 원형 베이스(310)에 제3 블레이드 결합모듈(300)이 체결될 때, 제3 상단 베어링, 제3 블레이드 체결부는 원형 베이스(310)를 벗어나는 형태로 체결된다. 제3 베어링 하우스가 원형 베이스(310) 내부에 체결될 때, 제3 베어링 하우스에 형성된 제3 베어링 하우스 체결홀을 이용하여 원형 베이스(310)와 체결된다.When the third blade coupling module 300 is fastened to the circular base 310, the third bearing house, the third lower bearing, and the third pitch axis are located inside the circular base. When the third blade coupling module 300 is fastened to the circular base 310 , the third upper bearing and the third blade coupling part are fastened out of the circular base 310 . When the third bearing house is fastened to the inside of the circular base 310 , it is fastened to the circular base 310 using the third bearing house fastening hole formed in the third bearing house.

제1 블레이드 결합모듈(100), 제2 블레이드 결합모듈(200), 제3 블레이드 결합모듈(300)은 결합부를 이용하여 서로 간에 연결된다.The first blade coupling module 100 , the second blade coupling module 200 , and the third blade coupling module 300 are connected to each other using a coupling part.

도 4는 본 실시예에 따른 블레이드 결합모듈 간의 결합 방식을 나타낸 도면이다.4 is a view showing a coupling method between the blade coupling module according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 제1 블레이드 결합모듈(100), 제2 블레이드 결합모듈(200), 제3 블레이드 결합모듈(300)은 서로 간에 연결된 결합부는 제1 기둥(412), 제1 결합바(422), 제2 기둥(414), 제2 결합바(424), 제3 기둥(416), 제3 결합바(426)를 포함한다. 제1 블레이드 결합모듈(100)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The first blade coupling module 100 , the second blade coupling module 200 , and the third blade coupling module 300 according to this embodiment have a coupling portion connected to each other a first pillar 412 , a first coupling bar 422 . ), a second pillar 414 , a second coupling bar 424 , a third pillar 416 , and a third coupling bar 426 . Components included in the first blade coupling module 100 are not necessarily limited thereto.

제1 블레이드 결합모듈(100), 제2 블레이드 결합모듈(200), 제3 블레이드 결합모듈(300)은 결합부를 이용하여 서로 간에 연결된다.The first blade coupling module 100 , the second blade coupling module 200 , and the third blade coupling module 300 are connected to each other using a coupling part.

제1 피치축(160) 상에 형성된 제1 피치홀(162)에 제1 기둥(412)을 삽입한다. 제1 기둥(412)과 연결된 ㄱ자 형상의 제1 결합바(422)로 제1 블레이드 결합모듈(100)을 제2 블레이드 결합모듈(200)과 제3 블레이드 결합모듈(300)과 각각 연결한다.The first pillar 412 is inserted into the first pitch hole 162 formed on the first pitch axis 160 . The first blade coupling module 100 is connected to the second blade coupling module 200 and the third blade coupling module 300 by the first coupling bar 422 of the L-shape connected to the first pillar 412 , respectively.

제1 기둥(412)은 원형 기둥 형태로서, 제1 피치축(160) 내에 형성된 제1 피치홀(162)을 통과하는 형태로 체결된다. 제1 기둥(412)의 상단에 연결된 제1 결합바(422)는 ㄱ자로 꺽인 형상으로 제2 블레이드 결합모듈(200)의 제2 기둥(414)의 하단에 연결된다.The first pillar 412 has a circular pillar shape, and is fastened to pass through the first pitch hole 162 formed in the first pitch axis 160 . The first coupling bar 422 connected to the upper end of the first pillar 412 is connected to the lower end of the second pillar 414 of the second blade coupling module 200 in a bent shape.

제1 기둥(412)의 하단에 연결된 제1 결합바(422)는 ㄱ자로 꺽인 형상으로 제3 블레이드 결합모듈(300)의 제3 기둥(416)의 상단에 연결된다.The first coupling bar 422 connected to the lower end of the first pillar 412 is connected to the upper end of the third pillar 416 of the third blade coupling module 300 in a bent shape.

제1 피치축(160)이 회전하면 제1 피치홀(162)에 체결된 제1 기둥(412)이 함께 회전하면서 동력을 제2 블레이드 결합모듈(200)에 포함된 제2 피치축과 제3 블레이드 결합모듈(300)에 포함된 제3 피치축으로 전달한다.When the first pitch shaft 160 rotates, the first pillar 412 fastened to the first pitch hole 162 rotates together, and power is applied to the second pitch shaft and the third included in the second blade coupling module 200 . It is transferred to the third pitch axis included in the blade coupling module 300 .

제1 기둥(412)은 제1 피치축(160) 내에 형성된 제1 피치홀(162)을 통과하는 형태로 체결된다. 제1 기둥(412)은 원형 기둥 형태를 가진다.The first pillar 412 is fastened to pass through the first pitch hole 162 formed in the first pitch axis 160 . The first pillar 412 has a circular pillar shape.

제1 결합바(422)는 제1 기둥(412)과 제2 기둥(414) 사이에 연결된다. 제1 결합바(422)는 ㄱ자로 꺽인 형상을 갖는다. 제1 결합바(422)는 일단이 제1 기둥(412)의 상단에 연결된다. 제1 결합바(422)는 타단이 제2 기둥(414)의 하단에 연결된다. 제1 결합바(422)는 제1 피치축(160)이 회전하면 제1 피치홀(162)에 체결된 제1 기둥(412)이 함께 회전하면서 동력을 제2 블레이드 결합모듈(200)에 포함된 제2 피치축으로 전달되도록 한다.The first coupling bar 422 is connected between the first pillar 412 and the second pillar 414 . The first coupling bar 422 has a shape bent in a letter L. One end of the first coupling bar 422 is connected to the upper end of the first pillar 412 . The first coupling bar 422 has the other end connected to the lower end of the second pillar 414 . The first coupling bar 422 includes power to the second blade coupling module 200 while the first pillar 412 fastened to the first pitch hole 162 rotates when the first pitch shaft 160 rotates. to be transmitted to the second pitch axis.

제2 기둥(414)은 제2 블레이드 결합모듈(200)에 포함된 제2 피치축 내에 형성된 제2 피치홀을 통과하는 형태로 체결된다. 제2 기둥(414)은 원형 기둥 형태를 가진다.The second pillar 414 is fastened to pass through the second pitch hole formed in the second pitch axis included in the second blade coupling module 200 . The second pillar 414 has a circular pillar shape.

제2 결합바(424)는 제2 기둥(414)과 제3 기둥(416) 사이에 연결된다. 제2 결합바(424)는 ㄱ자로 꺽인 형상을 갖는다. 제2 결합바(424)는 일단이 제2 기둥(414)의 상단에 연결된다. 제2 결합바(424)는 타단이 제3 기둥(416)의 하단에 연결된다. 제2 결합바(424)는 제2 블레이드 결합모듈(200)에 포함된 제2 피치축이 회전하면, 제2 피치축에 형성된 제2 피치홀에 체결된 제2 기둥(414)이 함께 회전하면서 동력을 제3 블레이드 결합모듈(300)에 포함된 제3 피치축으로 전달되도록 한다.The second coupling bar 424 is connected between the second pillar 414 and the third pillar 416 . The second coupling bar 424 has a bent shape in a letter L. The second coupling bar 424 has one end connected to the upper end of the second pillar 414 . The second coupling bar 424 has the other end connected to the lower end of the third pillar 416 . The second coupling bar 424 rotates when the second pitch axis included in the second blade coupling module 200 rotates, while the second pillar 414 coupled to the second pitch hole formed on the second pitch axis rotates together. Power is transmitted to the third pitch axis included in the third blade coupling module 300 .

제3 기둥(416)은 제3 블레이드 결합모듈(300)에 포함된 제3 피치축 내에 형성된 제3 피치홀을 통과하는 형태로 체결된다. 제3 기둥(416)은 원형 기둥 형태를 가진다.The third pillar 416 is fastened to pass through the third pitch hole formed in the third pitch axis included in the third blade coupling module 300 . The third pillar 416 has a circular pillar shape.

제3 결합바(426)는 제3 기둥(416)과 제1 기둥(412) 사이에 연결된다. 제3 결합바(426)는 ㄱ자로 꺽인 형상을 갖는다. 제3 결합바(426)는 일단이 제3 기둥(416)의 상단에 연결된다. 제3 결합바(426)는 타단이 제1 기둥(412)의 하단에 연결된다. 제3 결합바(426)는 제3 블레이드 결합모듈(300)에 포함된 제3 피치축이 회전하면, 제3 피치축에 형성된 제3 피치홀에 체결된 제3 기둥(416)이 함께 회전하면서 동력을 제1 피치축(160)으로 전달되도록 한다.The third coupling bar 426 is connected between the third pillar 416 and the first pillar 412 . The third coupling bar 426 has a shape bent in a letter L. One end of the third coupling bar 426 is connected to the upper end of the third pillar 416 . The third coupling bar 426 has the other end connected to the lower end of the first pillar 412 . The third coupling bar 426 rotates when the third pitch axis included in the third blade coupling module 300 rotates, while the third pillar 416 coupled to the third pitch hole formed on the third pitch axis rotates together. Power is transmitted to the first pitch axis 160 .

도 5는 본 실시예에 따른 블레이드 결합모듈에 결합된 무게축을 나타낸 도면이다.5 is a view showing a weight shaft coupled to the blade coupling module according to the present embodiment.

제1 블레이드 체결부(110)는 한쪽방향으로만 돌출된 제1 무게축 결합바(120)를 포함한다. 제1 무게축 결합바(120)에는 제1 무게축 결합홀(122)이 형성된다. 제1 무게축 결합홀(122)에 제1 무게축(512)이 체결된다. The first blade coupling part 110 includes a first weight shaft coupling bar 120 protruding only in one direction. A first weight shaft coupling hole 122 is formed in the first weight shaft coupling bar 120 . The first weight shaft 512 is fastened to the first weight shaft coupling hole 122 .

제1 무게축(512)은 제1 블레이드 체결부(110)에 결합된 제1 블레이드(610)의 회전을 위해 제1 블레이드 체결부(110)의 한쪽에만 제1 무게축(512)이 결합된다. 제1 무게축(512)의 상단에는 무게를 담당하는 축가 형성된다. 제1 무게축(512)의 축 하단에는 원통 형상의 기둥이 제1 무게축 결합홀(122)에 체결된다.The first weight shaft 512 is coupled to only one side of the first blade coupling part 110 for rotation of the first blade 610 coupled to the first blade coupling part 110 . . A shaft responsible for weight is formed at the upper end of the first weight shaft 512 . At the lower end of the shaft of the first weight shaft 512 , a cylindrical column is fastened to the first weight shaft coupling hole 122 .

제1 무게축(512)이 제1 무게축 결합홀(122)에 체결되어 제1 블레이드 체결부(110)에 결합된 제1 블레이드(610)가 한쪽방향으로 회전되도록 한다. 제1 무게축(512)의 상단에는 무게를 담당하는 축이 형성되고, 축 하단에는 원통 형상의 기둥이 형성되어 제1 무게축 결합홀(122)에 체결된다.The first weight shaft 512 is fastened to the first weight shaft coupling hole 122 so that the first blade 610 coupled to the first blade coupling part 110 rotates in one direction. A weight bearing shaft is formed at the upper end of the first weight shaft 512 , and a cylindrical column is formed at the lower end of the shaft to be fastened to the first weight shaft coupling hole 122 .

도 6은 본 실시예에 따른 각 블레이드와 결합된 결합모듈을 나타낸 도면이다.6 is a view showing a coupling module coupled to each blade according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 풍력 발전 장치는 바람의 에너지를 이용하여 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)를 회전시켜 사용 가능한 전기 에너지로 변환하는 장치를 의미한다.The wind power generator according to the present embodiment refers to a device that converts the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 into usable electrical energy by using the energy of the wind.

풍력 발전 장치는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)와 결합되어 바람의 힘에 의해 회전하는 로터(Rotor), 로터에 연결된 메인 샤프트(Main Shaft)로부터 회전력을 전달받아 전기에너지로 변환하는 발전설비들을 포함하는 나셀 및 로터와 나셀을 지지하는 타워를 포함하여 구현될 수 있다.The wind power generator includes a first blade 610 , a second blade 620 , and a rotor that is coupled with the third blade 630 to rotate by the force of wind, and a rotational force from a main shaft connected to the rotor. It can be implemented including a tower supporting a nacelle and a rotor and a nacelle and a nacelle including power generation facilities that receive and convert the nacelle into electrical energy.

제1 블레이드(610)는 제1 블레이드 결합모듈(100)과 체결된다. 제1 블레이드 결합모듈(100)의 한쪽으로 제1 무게축(512)이 체결된다. 제1 블레이드 결합모듈(100)은 일단이 제1 블레이드(610)에 결합되고, 타단이 결합부를 이용하여 제2 블레이드 결합모듈(200) 및 제3 블레이드 결합모듈(300)과 서로 연결된다.The first blade 610 is fastened to the first blade coupling module 100 . The first weight shaft 512 is fastened to one side of the first blade coupling module 100 . One end of the first blade coupling module 100 is coupled to the first blade 610 , and the other end is connected to the second blade coupling module 200 and the third blade coupling module 300 using a coupling part.

제2 블레이드(620)는 제2 블레이드 결합모듈(200)과 체결된다. 제2 블레이드 결합모듈(200)의 한쪽으로 제2 무게축(514)이 체결된다. 제2 블레이드 결합모듈(200)은 일단이 제2 블레이드(620)에 결합되고, 타단이 결합부를 이용하여 제3 블레이드 결합모듈(300) 및 제1 블레이드 결합모듈(100)과 서로 연결된다.The second blade 620 is coupled to the second blade coupling module 200 . A second weight shaft 514 is fastened to one side of the second blade coupling module 200 . The second blade coupling module 200 has one end coupled to the second blade 620 , and the other end connected to the third blade coupling module 300 and the first blade coupling module 100 using a coupling part.

제3 블레이드(630)는 제3 블레이드 결합모듈(300)과 체결된다. 제3 블레이드 결합모듈(300)의 한쪽으로 제3 무게축(516)이 체결된다. 제3 블레이드 결합모듈(300)은 일단이 제3 블레이드(630)에 결합되고, 타단이 결합부를 이용하여 제2 블레이드 결합모듈(200) 및 제1 블레이드 결합모듈(100)과 서로 연결된다.The third blade 630 is coupled to the third blade coupling module 300 . A third weight shaft 516 is fastened to one side of the third blade coupling module 300 . The third blade coupling module 300 has one end coupled to the third blade 630 , and the other end connected to the second blade coupling module 200 and the first blade coupling module 100 using a coupling part.

도 7은 본 실시예에 따른 피치 제어 방법을 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a pitch control method according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 풍력 발전 장치는 메인 제어부(710), 피치 제어부(720), 제1 피치 모터(732), 제2 피치 모터(734), 제3 피치 모터(736)를 포함한다. 풍력 발전 장치에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The wind power generator according to this embodiment includes a main control unit 710 , a pitch control unit 720 , a first pitch motor 732 , a second pitch motor 734 , and a third pitch motor 736 . Components included in the wind power generator are not necessarily limited thereto.

메인 제어부(710)는 전력안정상태에서 피치 제어부(720)로부터 전력과 회전명령을 받은 각각의 블레이드를 일정각도로 운전하여 바람에너지를 회전에너지로 변환시키고 안정적인 전력을 공급하도록 한다.The main control unit 710 operates each blade receiving power and rotation commands from the pitch control unit 720 at a predetermined angle in a stable power state to convert wind energy into rotational energy and supply stable power.

메인 제어부(710)는 피치 제어부(720)로 명령을 전송하여 지락이나 단락 등의 계통에 이상 발생시 주 전원과의 연결이 단절되는 비상 상황 발생시 전력라인으로부터 전력을 받을 수 없는 경우, 배터리의 비상 전원을 이용하여 블레이드를 위치를 조절하여 공기역학적 브레이크로서 역할을 하도록 제어한다.When the main control unit 710 transmits a command to the pitch control unit 720 and cannot receive power from the power line in an emergency situation in which the connection to the main power is cut off when an abnormality occurs in the system such as a ground fault or a short circuit, emergency power of the battery Control the blade to act as an aerodynamic brake by adjusting the position of the blade.

메인 제어부(710)는 미리 지정된 멀티 드룹 제어 곡선을 이용하여 주파수의 변동량에 상응하는 터빈 출력을 결정한다. 메인 제어부(710)는 결정된 터빈 출력을 발생시키는 피치 제어 신호를 피치 제어부(720)로 출력한다. 메인 제어부(710)는 풍력 발전 장치 내의 동기기(synchronous machine)의 회전수는 일정하게 유지하고 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각의 피치 조절을 통해 터빈 출력을 변동하도록 제어한다.The main control unit 710 determines the turbine output corresponding to the amount of change in the frequency by using a pre-designated multi-droop control curve. The main control unit 710 outputs a pitch control signal generating the determined turbine output to the pitch control unit 720 . The main control unit 710 maintains a constant number of rotations of a synchronous machine in the wind power generator and controls the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 through each pitch adjustment. Control the output to fluctuate.

메인 제어부(710)는 풍속에 따라 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각의 피치를 독립적으로 제어하기 위한 명령을 피치 제어부(720)로 인가한다.The main control unit 710 applies a command for independently controlling the pitch of each of the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 according to the wind speed to the pitch control unit 720 .

메인 제어부(710)는 주파수 측정값을 이용하여 전력계통 주파수의 변동량을 산출한다. 메인 제어부(710)는 기 설정된 멀티 드룹 제어 곡선을 이용하여 전력계통 주파수의 변동량에 상응하는 터빈 출력을 결정한다. 메인 제어부(710)는 결정된 터빈 출력을 발생시키기 위한 피치 제어 신호를 상응하는 피치 제어부(720)로 출력한다.The main control unit 710 calculates the amount of change in the power system frequency by using the frequency measurement value. The main control unit 710 determines the turbine output corresponding to the amount of change in the power system frequency by using a preset multi-droop control curve. The main control unit 710 outputs a pitch control signal for generating the determined turbine output to the corresponding pitch control unit 720 .

메인 제어부(710)는 풍속계로부터 수집된 현재 풍속이 기 설정된 과풍속을 초과하는 지의 여부를 확인한다. 메인 제어부(710)는 풍속이 기 설정된 과풍속을 초과하는 경우 풍속 정보를 포함하는 제어 명령을 피치 제어부(720)로 출력한다.The main control unit 710 checks whether the current wind speed collected from the anemometer exceeds a preset overwind speed. The main controller 710 outputs a control command including wind speed information to the pitch controller 720 when the wind speed exceeds a preset overwind speed.

메인 제어부(710)는 풍력 발전 장치의 운용 중 풍속에 따라 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각의 피치를 독립적으로 제어하기 위한 명령을 피치 제어부(720)로 출력한다.The main control unit 710 transmits a command for independently controlling the pitch of each of the first blade 610, the second blade 620, and the third blade 630 according to the wind speed during operation of the wind power generator, the pitch control unit 720 ) is output.

풍속에 따라 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각의 피치를 독립적으로 제어하기 위한 명령에는 피치 제어부(720)의 선택적인 동작 제어를 위해 현재 풍속 정보, 과풍속 정보가 포함될 수 있다.The command for independently controlling the pitch of each of the first blade 610, the second blade 620, and the third blade 630 according to the wind speed includes current wind speed information for selective operation control of the pitch control unit 720, Overwind speed information may be included.

피치 제어부(720)는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각에 대응되어 개별 피치각을 조절하는 피치 인버터와 주 전원이 차단되었을 때 긴급 운전을 위해 비상 전원을 공급하는 배터리, 슬립링을 통해 전달되는 전력을 각 피치 인버터로 공급하거나 배터리를 충전하고 이들의 전반적인 동작을 제어한다. 피치 제어부(720)는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)의 피치를 조절하는 액츄에이터의 작동을 제어한다.The pitch control unit 720 corresponds to each of the first blade 610, the second blade 620, and the third blade 630, and a pitch inverter for adjusting individual pitch angles and an emergency for emergency operation when the main power is cut off. A battery that supplies power, supplies power delivered through the slip ring to each pitch inverter, or charges the battery and controls their overall operation. The pitch control unit 720 controls the operation of an actuator that adjusts the pitch of the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 .

피치 제어부(720)는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)를 각기 다른 피치 각도로 조절하는 독립 피치 제어를 한다. 피치 제어부(720)는 제어 명령이 인가되면 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각의 서로 다른 피치 각도 차이를 로터 임발란스를 발생시키지 않는 일정한 제1 피치 각도 범위 내로 조절한다. 피치 제어부(720)는 피치 제어시 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 간의 피치 각도 차이를 조절된 제1 피치 각도 범위 내로 유지시키면서 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각을 독립적으로 제어한다.The pitch control unit 720 performs independent pitch control by adjusting the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 to different pitch angles. The pitch control unit 720, when a control command is applied, the first blade 610, the second blade 620, the third blade 630, each of the different pitch angle difference, a constant first pitch that does not generate rotor imbalance Adjust within the angle range. The pitch control unit 720 is the first blade 610 while maintaining the pitch angle difference between the first blade 610, the second blade 620, the third blade 630 within the adjusted first pitch angle range during the pitch control. , the second blade 620, the third blade 630 each independently controls.

피치 제어부(720)는 메인 제어부(710)로부터 실시간으로 업데이트되는 로터 스피드 설정정보에 따라 제1 피치 모터(732), 제2 피치 모터(734), 제3 피치 모터(736) 각각에 토크 제어 신호를 인가하여 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)의 각도를 독립적으로 제어한다.The pitch control unit 720 provides a torque control signal to each of the first pitch motor 732 , the second pitch motor 734 , and the third pitch motor 736 according to the rotor speed setting information updated in real time from the main control unit 710 . to independently control the angles of the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 .

피치 제어부(720)는 각각 다른 피치 각도로 제어되는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 중 상대적 피치 각도의 차이가 가장 적은 중간 피치 각도에 있는 제1 블레이드(610)의 피치 각도를 기준으로 나머지 제2 블레이드(620) 및 제3 블레이드(630)의 피치 각도 차이를 피치 각도 범위 내로 줄인다.The pitch control unit 720 is the first blade 610, the second blade 620, the third blade 630, each of which is controlled at a different pitch angle, the first blade at an intermediate pitch angle having the smallest difference in the relative pitch angle. Based on the pitch angle of 610, the difference between the pitch angles of the remaining second blades 620 and the third blade 630 is reduced within the pitch angle range.

피치 제어부(720)는 메인 제어부(710)로부터 수신된 명령을 분석한다. 피치 제어부(720)는 풍속정보가 과풍속을 초과하거나 전력계통 관련 이벤트인 것으로 판단되면, 제1 피치 모터(732), 제2 피치 모터(734), 제3 피치 모터(736) 각각을 제어한다.The pitch control unit 720 analyzes the command received from the main control unit 710 . The pitch control unit 720 controls each of the first pitch motor 732 , the second pitch motor 734 , and the third pitch motor 736 when the wind speed information exceeds the wind speed or it is determined that the event is related to the power system. .

피치 제어부(720)는 서로 다른 피치 각도에 있는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)들의 피치 각도를 로터 임발란스를 발생시키지 않는 피치각도 범위(0.1˚~2˚) 내로 조절한다.The pitch control unit 720 sets the pitch angles of the first blades 610, the second blades 620, and the third blades 630 at different pitch angles in a pitch angle range that does not cause rotor imbalance (0.1˚ to 2˚) to be adjusted.

피치 제어부(720)는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)가 피치각도 범위(0.1˚~2˚)에 들어오면, 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)를 피치각도 범위(0.1˚~2˚)로 일정하게 유지시키면서 기 설정된 위치로 제어한다.The pitch control unit 720 is the first blade 610, the second blade 620, when the third blade 630 is in the pitch angle range (0.1 ° ~ 2 °), the first blade 610, the second The blade 620 and the third blade 630 are controlled to a preset position while constantly maintaining the pitch angle range (0.1˚ to 2˚).

피치 제어부(720)는 풍속정보가 과풍속을 초과하는 이벤트인 것으로 판단되면, 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각의 위치에 따른 풍속차가 크기 때문에 독립적으로 피치를 제어한다.When it is determined that the wind speed information is an event exceeding the wind speed, the pitch control unit 720 is independent because the wind speed difference according to the positions of the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 is large. to control the pitch.

피치 제어부(720)는 서로 다른 피치 각도에 있는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)들의 피치 각도를 로터 임발란스를 발생시키지 않는 피치각도 범위(0.1˚~2˚)로 조절한다.The pitch control unit 720 sets the pitch angles of the first blades 610, the second blades 620, and the third blades 630 at different pitch angles in a pitch angle range that does not cause rotor imbalance (0.1˚ to 2˚).

피치 제어부(720)는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각이 피치각도 범위(0.1˚~2˚)에 들어오면, 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)를 피치각도 범위(0.1˚~2˚)로 유지시키면서 독립적으로 피치 제어를 수행하여 기 설정된 위치로 이동시킨다.The pitch control unit 720 is the first blade 610, the second blade 620, the third blade 630 when each of the pitch angle range (0.1 ° ~ 2 °), the first blade 610, the second While maintaining the second blade 620 and the third blade 630 in the pitch angle range (0.1˚ to 2˚), the pitch control is performed independently to move them to a preset position.

피치 제어부(720)는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각의 동작이 완료되면, 로터락 장비를 통해 로터가 임의로 회전하지 않도록 고정함으로써 풍력 발전 장치를 안전하게 운영한다.When the first blade 610, the second blade 620, and the third blade 630 each operation is completed, the pitch control unit 720 fixes the rotor so that the rotor does not rotate arbitrarily through the rotor lock device to control the wind power generation device. operate safely.

피치 제어부(720)는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각이 서로 다른 각도로 독립 제어되는 블레이드를 최소한의 각도 차이를 유지하는 각도로 동작하여 로터 임발란스로부터 발생되는 하중을 최소화할 수 있다.The pitch control unit 720 is a rotor by operating the first blade 610, the second blade 620, and the third blade 630 at an angle that maintains a minimum angular difference between the blades independently controlled at different angles. The load generated from the balance can be minimized.

피치 제어부(720)는 독립적으로 피치를 제어하여 갑작스런 돌풍뿐만아니라 로터의 상하 풍속차에 의한 하중 발생을 예방하고, 불안전한 로터 거동을 줄임으로써 보다 안정적으로 동작할 수 있도록 한다.The pitch control unit 720 independently controls the pitch to prevent not only sudden gusts but also loads due to the vertical wind speed difference of the rotor, and reduce unstable rotor behavior so that it can operate more stably.

피치 제어부(720)는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)를 각각 서로 다른 피치 각도로 독립적으로 조절한다.The pitch control unit 720 independently adjusts the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 to different pitch angles, respectively.

피치 제어부(720)는 메인 제어부(710)로부터 수신된 명령에 근거하여 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각의 서로 다른 피치 각도 차이를 로터 임발란스를 발생시키지 않는 일정한 제1 피치 각도 범위 또는 제2 피치 각도 범위 내로 조절한다.The pitch control unit 720 is based on the command received from the main control unit 710, the first blade 610, the second blade 620, the third blade 630 each different pitch angle difference between the rotor imbalance It is adjusted within a constant first pitch angle range or a second pitch angle range that does not occur.

피치 제어부(720)는 피치 각도 제어시 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 간의 피치 각도 차이를 조절된 제1 피치 각도 범위 또는 제2 피치 각도 범위 내로 유지시킨다.The pitch control unit 720 maintains the pitch angle difference between the first blade 610, the second blade 620, and the third blade 630 when the pitch angle is controlled within the adjusted first pitch angle range or the second pitch angle range. make it

피치 제어부(720)는 메인 제어부(710)로부터 실시간으로 업데이트되는 로터 스피드 설정정보에 따라 각 피치모터에 토크 제어 신호를 인가하여 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각의 각도를 독립적으로 제어한다.The pitch control unit 720 applies a torque control signal to each pitch motor according to the rotor speed setting information updated in real time from the main control unit 710, so that the first blade 610, the second blade 620, the third blade ( 630) Each angle is controlled independently.

피치 제어부(720)는 각각 서로 다른 피치 각도로 제어되는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 중에서 상대적 피치 각도의 차이가 가장 적은 중간 피치 각도에 있는 블레이드의 피치 각도를 기준으로 나머지 블레이드의 피치 각도 차이를 피치 각도 범위 내로 줄이도록 제어한다.The pitch control unit 720 is the first blade 610, the second blade 620, the third blade 630, each of which is controlled at different pitch angles of the blades at an intermediate pitch angle with the smallest difference in relative pitch angle. Controlled to reduce the pitch angle difference of the remaining blades within the pitch angle range based on the pitch angle.

메인 제어부(710)는 풍속에 따라 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각의 피치를 독립적으로 제어하기 위한 명령을 출력한다. 피치 제어부(720)는 메인 제어부(710)로부터 명령이 인가되면 현재 풍속정보가 기 설정된 과풍속을 초과하는지의 여부를 판단한다.The main controller 710 outputs a command for independently controlling the pitch of each of the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 according to the wind speed. The pitch control unit 720 determines whether the current wind speed information exceeds a preset excessive wind speed when a command is applied from the main control unit 710 .

피치 제어부(720)는 현재 풍속정보가 과풍속 이하인 경우, 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)의 서로 다른 피치 각도 차이를 일정한 제2 피치 각도 범위 내로 조절한다. 피치 제어부(720)는 제1 피치 모터(732), 제2 피치 모터(734), 제3 피치 모터(736) 제어시 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 간의 피치 각도 차이를 조절된 제2 피치 각도 범위 내로 유지시키면서 독립적으로 피치 제어를 수행한다.When the current wind speed information is less than or equal to the overwind speed, the pitch control unit 720 adjusts the difference between different pitch angles of the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 within a constant second pitch angle range. do. The pitch control unit 720 controls the first pitch motor 732 , the second pitch motor 734 , and the third pitch motor 736 when the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 are controlled. ), while maintaining the pitch angle difference between the ) within the adjusted second pitch angle range, the pitch control is performed independently.

피치 제어부(720)는 서로 다른 피치 각도에 있는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)들의 피치각도를 제2 피치각도 범위(2˚ 이내)로 조절한다.The pitch control unit 720 adjusts the pitch angles of the first blades 610 , the second blades 620 , and the third blades 630 at different pitch angles to a second pitch angle range (within 2°).

피치 제어부(720)는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)가 제2 피치각도 범위(2˚ 이내)에 들어오면, 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)를 제2 피치각도 범위(2˚ 이내)로 유지시킴과 동시에 독립적으로 피치를 제어한다.The pitch control unit 720 is the first blade 610, the second blade 620, the third blade 630 when the second pitch angle range (within 2 °), the first blade 610, the second While maintaining the blade 620 and the third blade 630 within the second pitch angle range (within 2˚), the pitch is independently controlled.

피치 제어부(720)는 현재 풍속정보가 과풍속을 초과하면, 안전한 운용을 위해 각 블레이드의 서로 다른 피치 각도 차이를 로터 임발란스를 발생시키지 않는 일정한 제1 피치 각도 범위 내로 조절한다. 피치 제어부(720)는 피치 제어시 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 간의 피치 각도 차이를 조절된 제1 피치 각도 범위 내로 유지시킨다.When the current wind speed information exceeds the overwind speed, the pitch control unit 720 adjusts the difference between different pitch angles of each blade within a predetermined first pitch angle range that does not cause rotor imbalance for safe operation. The pitch control unit 720 maintains the pitch angle difference between the first blade 610, the second blade 620, and the third blade 630 during the pitch control within the adjusted first pitch angle range.

피치 제어부(720)는 서로 다른 피치 각도에 있는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)의 피치 각도를 제1 피치각도 범위(0.1˚~ 1˚) 내로 조절한다. 피치 제어부(720)는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)가 제1 피치각도 범위(0.1˚ ~ 1˚)에 들어오면, 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각을 제1 피치 각도 범위(0.1˚ ~ 1˚)로 일정하게 유지시킨다.The pitch control unit 720 adjusts the pitch angles of the first blades 610, the second blades 620, and the third blades 630 at different pitch angles within the first pitch angle range (0.1˚ to 1˚). do. The pitch control unit 720 is the first blade 610, the second blade 620, when the third blade 630 is in the first pitch angle range (0.1 ° ~ 1 °), the first blade 610, Each of the second blade 620 and the third blade 630 is constantly maintained in the first pitch angle range (0.1° to 1°).

메인 제어부(710)는 과풍속 상황 발생시 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각의 피치를 독립적으로 제어하기 위한 명령을 출력한다.The main controller 710 outputs a command for independently controlling the pitch of each of the first blade 610, the second blade 620, and the third blade 630 when an overwind speed situation occurs.

피치 제어부(720)는 메인 제어부(710)로부터 수신된 명령을 분석하여 현재 풍속정보가 과풍속을 초과하는 지의 여부에 따라 복수의 블레이드의 각도를 각각 독립적으로 각각 제어하도록 한다.The pitch control unit 720 analyzes the command received from the main control unit 710 to independently control the angles of the plurality of blades according to whether the current wind speed information exceeds the overwind speed.

제1 피치 모터(732), 제2 피치 모터(734), 제3 피치 모터(736)는 피치 제어부(720)의 제어에 따라 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)와 연결되어, 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)의 각도를 제어한다. 피치 제어부(720)는 현재 풍속정보가 과풍속을 초과하는 경우, 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)의 각도를 제1 피치 각도 범위(0.1˚ ~ 1˚)로 각각 조절한다.The first pitch motor 732 , the second pitch motor 734 , and the third pitch motor 736 are the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade according to the control of the pitch control unit 720 . It is connected to the 630 to control the angles of the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 . When the current wind speed information exceeds the overwind speed, the pitch control unit 720 sets the angles of the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 to the first pitch angle range (0.1° to 1). ˚) respectively.

피치 제어부(720)는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 간의 피치 각도 차이를 조절된 제1 피치 각도 범위 내로 유지시킨다. 피치 제어부(720)는 현재 풍속정보가 과풍속 이하인 경우, 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630)의 각도를 제2 피치 각도 범위(2˚이내)로 각각 조절한다. 피치 제어부(720)는 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 간의 피치 각도 차이를 조절된 제2 피치 각도 범위 내로 유지시킨다.The pitch control unit 720 maintains the difference in pitch angle between the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 within the adjusted first pitch angle range. When the current wind speed information is less than or equal to the overwind speed, the pitch control unit 720 sets the angles of the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 to a second pitch angle range (within 2˚), respectively. Adjust. The pitch control unit 720 maintains the difference in pitch angle between the first blade 610 , the second blade 620 , and the third blade 630 within the adjusted second pitch angle range.

피치 제어부(720)는 제1 피치 모터(732), 제2 피치 모터(734), 제3 피치 모터(736)를 각각 독립적으로 제어하여 제1 피치 각도 범위 및 제2 피치 각도 범위로 피치를 고정시킨다.The pitch control unit 720 independently controls each of the first pitch motor 732 , the second pitch motor 734 , and the third pitch motor 736 to fix the pitch in the first pitch angle range and the second pitch angle range. make it

제1 피치 모터(732), 제2 피치 모터(734), 제3 피치 모터(736) 각각은 피치 제어부(720)의 제어에 따라 제1 블레이드(610), 제2 블레이드(620), 제3 블레이드(630) 각각에 대응되어 개별 피치 각도를 조절한다.Each of the first pitch motor 732 , the second pitch motor 734 , and the third pitch motor 736 is a first blade 610 , a second blade 620 , and a third according to the control of the pitch control unit 720 . It corresponds to each of the blades 630 to adjust the individual pitch angle.

제1 피치 모터(732)는 제1 피치축(160)에 연결되어 피치 제어부(720)의 명령을 근거로 풍속에 따라 제1 블레이드(610)의 각도를 회전시킨다. 제2 피치 모터(734)는 제2 블레이드 결합모듈(200)에 포함된 제2 피치축에 연결되어 피치 제어부(720)의 명령을 근거로 풍속에 따라 제2 블레이드(620)의 각도를 회전시킨다. 제3 피치 모터(736)는 제3 블레이드 결합모듈(300)에 포함된 제3 피치축에 연결되어 피치 제어부(720)의 명령을 근거로 풍속에 따라 제3 블레이드 결합모듈(300)에 결합된 제3 블레이드(630)의 각도를 회전시킨다.The first pitch motor 732 is connected to the first pitch axis 160 to rotate the angle of the first blade 610 according to the wind speed based on the command of the pitch control unit 720 . The second pitch motor 734 is connected to the second pitch axis included in the second blade coupling module 200 to rotate the angle of the second blade 620 according to the wind speed based on the command of the pitch control unit 720 . . The third pitch motor 736 is connected to the third pitch axis included in the third blade coupling module 300 and coupled to the third blade coupling module 300 according to the wind speed based on the command of the pitch control unit 720 . Rotate the angle of the third blade (630).

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of this embodiment, and a person skilled in the art to which this embodiment belongs may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present embodiments are intended to explain rather than limit the technical spirit of the present embodiment, and the scope of the technical spirit of the present embodiment is not limited by these embodiments. The protection scope of this embodiment should be interpreted by the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present embodiment.

100: 제1 블레이드 결합모듈
110: 제1 블레이드 체결부
120: 제1 무게축 결합바
130: 제1 상단 베어링
140: 제1 베어링 하우스
150: 제1 하단 베어링
160: 제1 피치축100: first blade coupling module
110: first blade fastening part
120: first weight shaft coupling bar
130: first upper bearing
140: first bearing house
150: first lower bearing
160: first pitch axis

Claims (5)

블레이드(Blade)와 체결되어 고정시키는 블레이드 체결부;
상기 블레이드 체결부와 연결되어 피치(Pitch)가 조절되도록 하는 상단 베어링;
상기 상단 베어링을 상단에 위치시키며, 상기 상단 베어링과 연결되어 이어지는 축을 내부에 포함하는 하우징 형태를 갖는 베어링 하우스;
상기 베어링 하우스의 하단에 위치하며, 상기 상단 베어링과 연결되어 이어지는 축과 연결되어 외부로 돌출되도록 하는 형태를 갖는 하단 베어링; 및
상기 상단 베어링과 연결되는 이어지는 축 형태로서, 상기 하단 베어링을 통과하여 외부로 돌출되는 형태를 갖는 피치축;
을 포함하되, 상기 블레이드 체결부, 상기 상단 베어링, 상기 베어링 하우스, 상기 하단 베어링, 상기 피치축을 포함하는 블레이드 결합모듈은 세 개가 하나의 세트로 구현되며, 세 개의 상기 블레이드 결합모듈이 원형 베이스에 체결될 때, 상기 베어링 하우스, 상기 하단 베어링, 상기 피치축이 상기 원형 베이스 내부에 위치하고, 상기 상단 베어링, 상기 블레이드 체결부가 상기 원형 베이스를 벗어나는 형태로 체결되며, 상기 베어링 하우스가 상기 원형 베이스 내부에 체결될 때, 상기 베어링 하우스에 형성된 베어링 하우스 체결홀을 이용하여 상기 원형 베이스와 체결되며,
과풍속 상황 발생시 풍속에 따라 상기 블레이드에 포함된 제1 블레이드, 제2 블레이드, 제3 블레이드 각각의 피치를 독립적으로 제어하기 위한 명령을 출력하는 메인 제어부;
상기 명령을 분석하여 현재 풍속정보가 과풍속을 초과하는 지의 여부에 따라 상기 제1 블레이드, 상기 제2 블레이드, 상기 제3 블레이드의 각도를 각각 독립적으로 제어하는 피치 제어부; 및
상기 피치 제어부의 제어에 따라 상기 제1 블레이드, 상기 제2 블레이드, 상기 제3 블레이드와 연결되어 상기 제1 블레이드, 상기 제2 블레이드, 상기 제3 블레이드의 각도를 조절하는 피치 모터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.a blade fastening unit which is fastened to and fixed to a blade;
an upper bearing connected to the blade fastening portion to adjust a pitch;
a bearing house locating the upper bearing at an upper end and having a housing shape including a shaft connected to the upper bearing therein;
a lower bearing located at the lower end of the bearing house, connected to the upper bearing and connected to a continuous shaft, and having a shape to protrude to the outside; and
A continuous shaft shape connected to the upper bearing, a pitch shaft having a shape protruding to the outside through the lower bearing;
Including, the blade coupling unit, the upper bearing, the bearing house, the lower bearing, and three blade coupling modules including the pitch shaft are implemented as a set, and the three blade coupling modules are fastened to the circular base when the bearing house, the lower bearing, and the pitch axis are located inside the circular base, the upper bearing and the blade coupling part are fastened in a form that deviates from the circular base, and the bearing house is fastened inside the circular base When it becomes, it is fastened to the circular base using a bearing house fastening hole formed in the bearing house,
a main control unit for outputting a command for independently controlling the pitch of each of the first blade, the second blade, and the third blade included in the blade according to the wind speed when an overwind speed situation occurs;
a pitch control unit for independently controlling the angles of the first blade, the second blade, and the third blade according to whether the current wind speed information exceeds the overwind speed by analyzing the command; and
A pitch motor connected to the first blade, the second blade, and the third blade according to the control of the pitch controller to adjust the angles of the first blade, the second blade, and the third blade
Wind power generator comprising a. 제1항에 있어서,
상기 블레이드 체결부의 일단이 상기 블레이드(Blade)와 체결되어 고정시키며, 상기 블레이드 체결부의 타단이 상기 상단 베어링에 연결되며,
상기 상단 베어링의 일단이 상기 블레이드 체결부와 연결되며, 상기 상단 베어링의 타단이 상기 피치축과 연결되어, 상기 피치축의 회전에 따라 상기 블레이드 체결부의 피치가 조절되도록 하며,
상기 베어링 하우스의 상단에 상기 상단 베어링이 위치하도록 하며, 상기 베어링 하우스의 하단에 상기 하단 베어링이 위치하도록 하며, 내부에 상기 피치축이 이어지는 형태로 포함하며,
상기 하단 베어링은 상기 상단 베어링에 연결된 상기 피치축과 연결되며, 상기 상단 베어링에 연결된 상기 피치축이 통과하여 외부로 돌출되는 형태를 갖도록 하며,
상기 피치축의 일단이 상기 상단 베어링에 연결되며, 상기 피치축의 타단이 상기 하단 베어링에 연결되며, 상기 하단 베어링을 통과하여 외부로 돌출되는 형태로 이어지는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.According to claim 1,
One end of the blade fastening part is fastened to and fixed to the blade, and the other end of the blade fastening part is connected to the upper bearing,
One end of the upper bearing is connected to the blade fastening part, and the other end of the upper bearing is connected to the pitch axis, so that the pitch of the blade fastening part is adjusted according to the rotation of the pitch axis,
The upper bearing is positioned at the upper end of the bearing house, the lower bearing is positioned at the lower end of the bearing house, and the pitch axis is connected therein,
The lower bearing is connected to the pitch axis connected to the upper bearing, and the pitch axis connected to the upper bearing passes through and protrudes to the outside,
One end of the pitch shaft is connected to the upper bearing, the other end of the pitch axis is connected to the lower bearing, and the wind power generation device, characterized in that it continues to protrude to the outside through the lower bearing. 제1항에 있어서,
상기 블레이드 체결부는,
한쪽방향으로만 돌출되는 바형태의 무게축 결합바를 포함하며,
상기 무게축 결합바 상에는 무게축이 체결되는 무게축 결합홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.According to claim 1,
The blade fastening portion,
It includes a bar-shaped weight shaft coupling bar that protrudes in only one direction,
A wind power generator, characterized in that a weight shaft coupling hole to which a weight shaft is fastened is formed on the weight shaft coupling bar. 제3항에 있어서,
상기 무게축이 상기 무게축 결합홀에 체결되어 상기 블레이드 체결부에 결합된 상기 블레이드가 한쪽방향으로 회전되도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.4. The method of claim 3,
Wind power generator, characterized in that the weight shaft is fastened to the weight shaft coupling hole so that the blade coupled to the blade coupling part rotates in one direction. 제4항에 있어서,
상기 무게축의 상단에는 무게를 담당하는 축이 형성되고,
상기 축 하단에는 원통 형상의 기둥이 형성되어 상기 무게축 결합홀에 체결되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.5. The method of claim 4,
A shaft responsible for weight is formed on the upper end of the weight shaft,
A cylindrical column is formed at the lower end of the shaft, and the wind power generator is characterized in that it is fastened to the weight shaft coupling hole.
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