CN104518618A - 风力发电***、风力发电***的控制方法、旋转电机***和旋转电机的控制装置 - Google Patents

风力发电***、风力发电***的控制方法、旋转电机***和旋转电机的控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能不依靠加热器而使旋转电机的轴承部升温从而抑制轴承部的润滑性能下降的风力发电***、风力发电***的控制方法、旋转电机***和旋转电机的控制装置。实施方式的一个技术方案的风力发电***具有旋转电机和升温控制部。升温控制部使旋转电机的绕组通电，以使旋转电机的温度上升。

Description

风力发电***、风力发电***的控制方法、旋转电机***和旋转电机的控制装置
技术领域
本发明涉及一种风力发电***、风力发电***的控制方法、旋转电机***和旋转电机的控制装置。
背景技术
现在已知的风力发电***是通过风力使螺旋桨旋转，由螺旋桨的旋转来驱动旋转电机从而进行发电。另外，在风力发电***中，除了上述用于发电的旋转电机以外，还具有例如用于改变螺旋桨各叶片的桨距角的旋转电机、或用于使导流罩相对于塔体旋转驱动的旋转电机。
上述这样的风力发电***有时会设置于寒冷地区的室外。这时，在风力发电***启动时等，由于旋转电机的轴承部的温度因环境温度而下降，润滑脂的粘度增大，因此轴承部的润滑性能下降，有可能不能顺利地进行旋转电机的旋转。对此，提出了这样一种技术：当环境温度较低时，通过使用加热器使轴承部升温，来抑制轴承部的润滑性能下降(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-198167号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而，近年需要一种不依靠上述这样的加热器而使旋转电机的轴承部升温的技术。另外，所述技术并不限于上述的风力发电***的旋转电机，对设置于环境温度较低的场所的旋转电机，也需要这种技术。
实施方式的一个技术方案的目的是提供一种能够不依靠加热器而使旋转电机的轴承部升温，从而抑制轴承部的润滑性能下降的风力发电***、风力发电***的控制方法、旋转电机***和旋转电机的控制装置。
为解决技术问题的方法
实施方式的一个技术方案的风力发电***具有旋转电机和升温控制部。升温控制部使所述旋转电机的绕组通电，以使所述旋转电机的温度上升。
发明效果
采用实施方式的一个技术方案，能够不依靠加热器而使旋转电机的轴承部升温，从而能够抑制轴承部的润滑性能下降。
附图说明
图1是表示实施方式的风力发电***的结构的框图。
图2是感应电机的示意性剖视图。
图3是同步电机的示意性剖视图。
图4是表示电力转换部的结构例的图。
图5是表示图4所示的双向开关的结构例的图。
图6是表示当向同步电机供给交流电时，旋转电机产生的旋转转矩的曲线图。
图7是示意性地表示整个风力发电***的图。
图8是示意性地表示用于发电的旋转电机或用于桨距角的旋转电机等的结构的示意性侧视图。
图9是示意性地表示用于导流罩的旋转电机等的结构的示意性侧视图。
图10是表示使旋转电机的温度上升的升温动作的具体处理的流程图。
附图标记说明
1：风力发电***
10：旋转电机
10a：感应电机
10b：同步电机
11：框架
12：定子
12b：绕组
13：(感应电机的)转子
14：旋转轴
15：轴承部
16：(同步电机的)转子
20：制动器
30：温度传感器
40：加热器
50：旋转电机的控制装置
51：升温控制部
52：交流指令部
53：直流指令部
54：制动部
55：判定部
56：加热器控制部
60：电力转换部
70：交流电源
80：塔体
81：导流罩
82：螺旋桨
83：风车
具体实施方式
下面参照附图详细说明本申请的风力发电***、风力发电***的控制方法、旋转电机***和旋转电机的控制装置的实施方式。另外，本发明并不限于下面所示的实施方式。
[风力发电***的结构]
图1是表示实施方式的风力发电***的结构的框图。另外，为了容易理解说明，图1中的风力发电***的一部分结构未进行图示。关于所述未图示的结构，将参照图7在后面叙述。
如图1所示，实施方式的风力发电***1具有旋转电机10、制动器20、温度传感器30、加热器40、旋转电机的控制装置50和电力转换部60。
另外，如后面叙述的那样，风力发电***1中的旋转电机10具有多个，各旋转电机10根据用途不同而起到发电机或者电动机的功能。在图1中，为了方便理解，以多个旋转电机10中的一个旋转电机10为例进行说明。因此，图1中的旋转电机10可以是发电机和电动机中的任一种，另外还可以是具有发电机和电动机这两种功能的旋转电机。
制动器20对旋转电机10的旋转进行制动。温度传感器30输出表示旋转电机10的温度的信号。加热器40对旋转电机10加热。电力转换部60将来自交流电源70的电力进行转换并输出至旋转电机10。
旋转电机10的控制装置50具有升温控制部51、交流指令部52、直流指令部53、制动部54、判定部55和加热器控制部56。
升温控制部51使旋转电机10的绕组(在图1中未图示)通电，以使旋转电机10的温度上升。通过旋转电机10的温度上升，例如能够使旋转电机10上所设置的轴承部(后面叙述)不依靠加热器而升温。由此，轴承部的润滑脂的温度上升，润滑脂的粘度下降，从而能够抑制轴承部的润滑性能下降。
另外，当升温控制部51使旋转电机10的绕组通电时，交流指令部52对旋转电机10供给交流电。当升温控制部51使旋转电机10的绕组通电时，直流指令部53对旋转电机10供给直流电。制动部54对制动器20的动作进行控制。判定部55对旋转电机10的温度是否满足规定的条件(后面叙述)进行判定。加热器控制部56对加热器40的动作进行控制。
下面，详细说明关于上述的旋转电机10及旋转电机的控制装置50等的各要素。
[旋转电机的结构]
旋转电机10例如为鼠笼式感应电机。图2是作为旋转电机10的感应电机10a的示意性剖视图。如图2所示，感应电机10a具有框架11、定子12、转子13、旋转轴14和轴承部15。
框架11例如形成为具有内部空间11a的筒状，在内部空间11a中配置有定子12和转子13等。另外，框架11例如通过未图示的支柱被固定在风力发电***1的适当位置。
定子12被固定在框架11的内周。定子12具有定子铁心12a和绕组12b。转子13隔着空隙与该定子12的内周侧面对配置。
转子13具有转子铁心13a、转子导条13b和端环13c。转子铁心13a例如形成圆筒状，安装于旋转轴14的外周面。另外，在转子铁心13a的外周部附近埋设有多个转子导条13b。转子导条13b配置成两端部从转子铁心13a露出，其露出部分通过端环13c来连结。
旋转轴14通过固定于框架11的轴承部15以能够旋转的方式被轴支承。轴承部15被填充有未图示的润滑脂，通过润滑脂来润滑。另外，在上述中，感应电机10a是鼠笼式感应电机，然而并不限于此，例如也可以是绕线式感应电机。
并且，例如若交流指令部52向上述的旋转电机10(感应电机10a)的绕组12b供给交流电，定子12将产生旋转磁场，通过旋转磁场向转子13提供感应电流。
通过该感应电流，能够使旋转电机10的旋转轴14旋转，然而此时例如由制动部54使制动器20(在图2中未图示)动作，旋转轴14呈静止或者极低速的状态，使转差率S成为1或者比1稍微小的值。
这样，在旋转电机10中，应该用于使旋转轴14旋转的能量转换为热能，转子13自行发热。即，转子13通过来自绕组12b的电磁感应而发热。例如如图2的箭头A所示，转子13所产生的热通过热传导率较高的旋转轴14传递至轴承部15，由此使轴承部15升温。
另外，在上述中，由制动部54使旋转电机10静止或者极低速旋转，然而优选使其静止。相比使旋转电机10极低速旋转的情况，若使旋转电机10静止，将会使应该用于使旋转轴14旋转的能量更多地转换为热能，因此能够使转子13更进一步发热。
另外，被供给交流电的定子12也因绕组电阻而发热。如图2的箭头B所示，定子12所产生的热通过热传导率较高的框架11传递至轴承部15，而使轴承部15升温。
这样，当由制动部54使旋转电机10静止或者极低速旋转时，若交流指令部52向感应电机10a的绕组12b供给交流电，则转子13和定子12双方均发热，因此能够及早使旋转电机10的轴承部15升温。
另外，如果采用旋转电机的一部分被加热的结构，旋转电机的各部位的热膨胀量会产生差异，因此有可能会降低旋转电机的寿命。然而，本实施方式中，由于框架11内所配置的转子13和定子12发热，因此能够使包含轴承部15在内的整个旋转电机10升温。由此，旋转电机10的各部位难以产生热膨胀量差异，其结果，能够抑制旋转电机10的寿命下降。
在上述中，以旋转电机10为感应电机10a的情况为例进行了说明，然而旋转电机10并不限于此，例如也可以为同步电机。图3是用于以旋转电机10为同步电机10b的情况为例进行说明的、同步电机10b的示意性剖视图。在图3中，对于与感应电机10a大致相同的结构，标注同一附图标记而省略其说明。
如图3所示，同步电机10b的转子16具有设置于旋转轴14的外周面的圆筒状的转子铁心16a与在转子铁心16a的外周侧所埋设的多个永磁铁16b。即，同步电机10b是IPM(Interior Permanent Magnet：内置式永磁)同步电机。另外，同步电机10b并不限于IPM式同步电机，例如也可以是SPM(Surface PermanentMagnet：贴面式永磁)同步电机。
例如交流指令部52向上述的旋转电机10(同步电机10b)的绕组12b供给交流电的同时，由制动部54使制动器20(在图3中未图示)动作，使旋转轴14成为静止或者极低速的状态。由此，定子12因绕组电阻而发热。如图3的箭头C所示，定子12所产生的热通过热传导率较高的框架11等传递至轴承部15，由此使轴承部15升温。
另外，在上述中，使旋转电机10的绕组12b中流动交流电，然而也可以由直流指令部53使其中流动直流电。即使绕组12b中流动直流电时，定子12也能够因绕组电阻而发热，定子12的热通过箭头B或箭头C所示的路径传递至轴承部15，而使轴承部15升温。
另外，供给直流电时，定子12不产生旋转磁场，转子13和旋转轴14也不产生旋转转矩，因此制动部54不是必须使制动器20动作而使旋转轴14呈静止等的状态。
返回图1的说明，制动器20连接于旋转电机10的旋转轴14，对旋转轴14进行制动。作为制动器20可以使用电磁式或者液压式的盘式制动器，然而不限于此，例如也可以使用圆筒式制动器等其他种类的制动器。
温度传感器30例如配置于旋转电机10的附近，用于输出表示旋转电机10的温度的信号。加热器40例如安装于旋转电机10的框架11上，当通过加热器控制部56使其通电时，对旋转电机10加热。作为加热器40例如可以使用电加热器。
[电力转换部的结构]
电力转换部60在旋转电机10与交流电源70之间进行双向电力转换。作为电力转换部60例如可以使用矩阵变换器。关于所述电力转换部60的结构例，使用图4进行说明。图4是表示电力转换部60的结构例的图。
电力转换部60是包含配置于交流电源70的各相与旋转电机10的各相之间的多个双向开关Sru、Ssu、Stu、Srv、Ssv、Stv、Srw、Ssw、Stw(下面有时统称为双向开关Sw)的矩阵变换器。
双向开关Sru、Ssu、Stu对交流电源70的R相、S相、T相与旋转电机10的U相分别进行连接。双向开关Srv、Ssv、Stv对交流电源70的R相、S相、T相与旋转电机10的V相分别进行连接。双向开关Srw、Ssw、Stw对交流电源70的R相、S相、T相与旋转电机10的W相分别进行连接。
例如，如图5所示，双向开关Sw可以由二极管D1、D2与单向开关元件Sw1、Sw2构成。图5是表示图4所示的双向开关Sw的结构例的图。单向开关元件Sw1、Sw2例如是MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)或IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管)等半导体开关元件。
另外，双向开关Sw并不限于图5所示的结构。例如，双向开关Sw也可以采用将单向开关元件与二极管的串联连接体反向并联连接的结构。另外，双向开关Sw例如也可以采用将由反向阻断式开关元件构成的单向开关元件相互反向并联连接的结构。
这样，由于电力转换部60是矩阵变换器，相比现有的变频器，不需高次谐波滤波器或电解电容器等，因此能够简化风力发电***1的结构。另外，由于不需要电解电容器等，因此能够实现风力发电***1的小型化以及提高保养性能。
[旋转电机的控制装置的结构]
返回图1的说明，旋转电机的控制装置50的升温控制部51通过转矩控制使旋转电机10的绕组12b通电。具体地说，例如升温控制部51向交流指令部52和直流指令部53输出用于指示旋转电机10的旋转转矩的转矩指令。另外，升温控制部51向制动部54输出使制动器20动作的动作指令。
另外，上述的转矩指令例如设定成使旋转电机10的旋转转矩成为规定值，具体地说，例如设定成比制动器20的制动转矩还低的值。
由于升温控制部51进行转矩控制，使向旋转电机10的绕组12b通电所产生的旋转转矩相比制动器20的制动转矩还低，因此制动部54通过使制动器20动作，能够容易地使旋转电机10静止或者极低速旋转。由此，能够切实使旋转电机10的转子13和定子12发热。
另外，升温控制部51通过转矩控制使旋转电机10的绕组12b通电，从而能够避免由未图示的异常判定部判定为旋转电机10的旋转异常的情况出现。即，例如假设在制动器动作的状态下，当升温控制部通过速度控制或位置控制使旋转电机的绕组通电时，尽管处于通电的状态，旋转轴也不会达到被指令的速度或位置，因此有时异常判定部会判定为旋转电机的旋转异常。对此，在本实施方式中，由于升温控制部51通过转矩控制使旋转电机10的绕组12b通电，因此即使在制动器20动作的状态下，旋转电机10也产生被指令的旋转转矩，从而能够避免由异常判定部判定为旋转电机10的旋转异常的情况出现。
若从升温控制部51输出转矩指令，则交流指令部52控制电力转换部60的动作，以使其根据转矩指令向旋转电机10供给交流电。相比通直流电的情况，当这样通交流电时，例如能够减小对电力转换部60的双向开关Sw的开关元件的负担。
若从升温控制部51输出转矩指令，则直流指令部53控制电力转换部60的动作，以使其根据转矩指令供给直流电。
具体地说，例如交流指令部52和直流指令部53根据转矩指令生成电压指令，并且控制电力转换部60的动作，以使其通过矩阵变换器的PWM控制方法向旋转电机10输出对应于电压指令的电压。
另外，对于风力发电***1而言，能够在向旋转电机10供给交流电的交流模式与向旋转电机10供给直流电的直流模式之间自由切换。具体地说，当选择交流模式时，交流指令部52控制电力转换部60的动作，另外当选择直流模式时，直流指令部53控制电力转换部60的动作。
上述的交流模式和直流模式的选择是预先设定的，然而并不限于此。即，例如也可以由用户通过未图示的外部设备进行交流模式和直流模式的选择。
制动部54连接于制动器20，若从升温控制部51输出动作指令，则对制动器20的动作进行控制，对旋转电机10的旋转轴14进行制动。如上所述，制动部54通过使制动器20进行动作而使旋转电机10静止或者极低速旋转。在此，所谓极低速旋转，意思是指达不到正常运转的低速旋转，相比正常运转时的旋转电机10的旋转，以极其低的速度旋转。
另外，在上述中，制动部54根据来自升温控制部51的动作指令使制动器20动作，然而并不限于此，例如也可以根据旋转轴14的旋转状态适当地使制动器20动作。
判定部55根据从温度传感器30输出的信号对旋转电机10的温度进行检测，并且判定所检测出的旋转电机10的温度是否满足规定的条件。具体地说，例如当旋转电机10的温度为较低值，并且是需要使轴承部15升温的值时，判定部55判定为满足规定的条件。
详细而言，若旋转电机10的温度较低，则轴承部15的温度也下降而润滑脂的粘度增大。若润滑脂的粘度增大，则轴承部15的润滑性能有可能会下降。对此，当旋转电机10的温度较低时，使判定部55判定为满足规定的条件并且判定为需要使轴承部15升温。当判定部55判定为旋转电机10的温度满足规定的条件时，向升温控制部51输出许可进行使旋转电机10升温的动作的升温许可信号。
加热器控制部56连接于加热器40，对加热器40的动作进行控制。加热器控制部56还采用能够检测加热器40有无断线等故障的结构。加热器控制部56当检测出加热器40的故障时，向升温控制部51输出故障信号。升温控制部51接受来自判定部55的升温许可信号和来自加热器控制部56的故障信号，并使绕组12b通电，以使旋转电机10的温度上升。
在此，分别以向感应电机10a供给交流电、向同步电机10b供给交流电、向同步电机10b供给直流电的三种情况为例来分别说明其结构。
[向感应电机供给交流电的情况]
在上述的实施方式中，如果旋转电机10是感应电机10a，并且是向旋转电机10供给交流电的结构时，升温控制部51首先向制动部51输出动作指令。若从升温控制部51输出动作指令，则制动部54使制动器20动作，使旋转电机10呈静止等的状态。另外，升温控制部51向交流指令部52输出转矩指令。交流指令部52接受转矩指令，对电力转换部60的动作进行控制，以使其根据转矩指令向旋转电机10供给交流电。
[向同步电机供给交流电的情况]
另外，在上述的实施方式中，如果旋转电机10是同步电机10b，并且是向旋转电机10供给交流电的结构时，升温控制部51向制动部51输出动作指令。若输出动作指令，则制动部54使制动器20动作，使旋转电机10呈静止等的状态。另外，升温控制部51向交流指令部52输出转矩指令。交流指令部52控制电力转换部60的动作，以使其根据所输出的转矩指令向旋转电机10供给交流电。
另外，当向同步电机10b供给交流电时，同步电机10b将产生如图6所示的正弦波的旋转转矩。图6是表示当向同步电机10b供给交流电时，同步电机10b产生的旋转转矩的曲线图。
同步电机10b因上述的正弦波的旋转转矩的转矩脉动而产生振动。为了抑制该振动的产生，需要使定子12的旋转磁场速度下降，使旋转轴14也以低速旋转。另外，还需要通过升温控制部51进行通电控制，以使正弦波的旋转转矩不超过制动器20的制动转矩，其结果，有可能使同步电机10b的温度不能有效地上升。因此，如果旋转电机10是同步电机10b时，优选从电力转换部60向旋转电机10供给直流电。
但是，假设例如电力转换部是变频器时，有可能电流集中于特定的开关元件而增大其负担，从而成为电力转换部的可靠性下降的主要原因。
[向同步电机供给直流电的情况]
对此，本实施方式中，如果旋转电机10是同步电机10b，并且是向旋转电机10供给直流电的结构时，将矩阵变换器用作电力转换部60。
具体地说，升温控制部51向直流指令部53输出转矩指令。直流指令部53接受转矩指令控制包含矩阵变换器在内的电力转换部60的动作，使其根据转矩指令向旋转电机10供给直流电。
这样，例如如图4的箭头所示，直流指令部53当生成从U相流入而从V相、W相流出的直流电时，只要使双向开关Sru、Ssu、Stu适当地进行开关动作即可。因此，由于能够避免电流集中于特定的开关元件，所以能够减轻对开关元件的负担，从而能够抑制电力转换部60的可靠性下降。
[风力发电***的旋转电机的结构]
风力发电***1根据用途不同而具有多个旋转电机10。上述的使旋转电机10的温度上升的结构能够分别适用于多个旋转电机10。关于所适用的旋转电机10，参照图7及之后的图进行说明。
图7是示意性地表示整个风力发电***1的图。另外，在图7及之后的图中，为了简化图示，省略了温度传感器30和加热器40等的图示。
如图7所示，风力发电***1具有多个旋转电机10、塔体80以及具有导流罩81和螺旋桨82的风车83。导流罩81以能自由旋转的方式被支承于塔体80上。另外，螺旋桨82具有枢毂82a与分别安装于枢毂82a的不同位置的多个(例如三个)叶片82b。多个叶片82b能够改变桨距角。
具体地说，多个旋转电机10是连接于螺旋桨82并且通过螺旋桨82的旋转来发电的用于发电的旋转电机101、改变叶片82b的桨距角的用于桨距角的旋转电机102、使导流罩81旋转的用于导流罩的旋转电机103。
图8是示意性地表示旋转电机101、102等的结构的示意性侧视图。如图8所示，旋转电机101被收装于导流罩81内，经螺旋桨轴84连接于螺旋桨82。另外，旋转电机101和螺旋桨82连接成使旋转轴14和螺旋桨轴84同轴。具体地说，旋转电机101是发电机，也可以是能作为电动机而使用的旋转电机。
另外，在导流罩81内，除了上述的旋转电机101以外，还设有制动器201、增速器85。制动器201与图1所示的制动器20相对应，对旋转电机101的旋转轴14和螺旋桨轴84进行制动。
增速器85连接于螺旋桨轴84，对螺旋桨82的旋转进行增速并输出至旋转电机101。旋转电机101将因被增速器85增速的旋转而产生的动能转换为电能而进行发电。
旋转电机102被收装于枢毂82a内，并且经旋转轴14连接于叶片82b。这样，叶片82b通过旋转电机102的旋转而旋转，由此来改变叶片82b的桨距角。
另外，在图8中，为了简化图示，仅表示了多个叶片82b中的一个叶片82b，并且仅表示了连接于所述叶片82b的旋转电机102，但实际上对应于多个叶片82b的多个旋转电机102被收装于枢毂82a内。
在枢毂82a内，除了旋转电机102以外还设有制动器202。制动器202也与图1所示的制动器20相对应，对旋转电机102的旋转轴14进行制动。
返回图7的说明，与旋转电机101相同，旋转电机103也配置于导流罩81内。图9是示意性地表示旋转电机103等的结构的示意性侧视图。如图9所示，旋转电机103固定于导流罩81的底板81a上，并且旋转轴14以向塔体80一侧突出的方式配置。在旋转电机103的旋转轴14的前端安装有第一齿轮90。
另外，在塔体80的与导流罩81接近的上端位置上固定有齿圈91，与第一齿轮90啮合的第二齿轮91a形成在该齿圈91的内周侧。另外，导流罩81经轴承部92以能够旋转的方式支承于齿圈91上。因此，若旋转电机103旋转，第一齿轮90随着旋转电机103的旋转在与第二齿轮91a啮合的同时相对于第二齿轮91a进行相对变位，由此导流罩81相对于塔体80旋转。
另外，在导流罩81的底板81a的塔体80一侧配置有制动器203。制动器203与图1所示的制动器20相对应，具体地说是盘式制动器。制动器203的主体部203a固定于导流罩81上，盘部203b固定于齿圈91上。因此，使制动器203动作，由主体部203a的衬垫部203c来夹住盘部203b，从而使导流罩81不能相对于塔体80旋转。
另外，若使制动器203动作，导流罩81不能相对于塔体80旋转，因此使第一齿轮90不能相对于第二齿轮91a进行相对变位，旋转电机103的旋转轴14被制动。由此也可以说由制动器203对旋转电机103的旋转轴14进行制动。
使旋转电机101、102、103的温度上升的结构可分别适用于上述的旋转电机101、102、103。
[使旋转电机的温度上升的升温动作]
接着，对使旋转电机10的温度上升的升温动作的具体处理进行说明。图10是表示该升温动作的处理的流程图。另外，通过旋转电机的控制装置50来执行图10所示的处理。另外，图10所示的处理在风力发电***1的启动时执行，然而并不限于此，例如也可以在风力发电***1的通常运转中的适当时刻进行。
首先，旋转电机的控制装置50的判定部55根据从温度传感器30输出的信号对旋转电机10的温度进行检测(步骤S1)。接着，判定部55对检测出的旋转电机10的温度是否满足规定的条件进行判定(步骤S2)。换言之，步骤S2的处理是用于判定轴承部15是否需要升温的处理，具体地说，判定旋转电机10的温度是否不足第一规定温度。
当判定为旋转电机10的温度在第一规定温度以上时，即，当判定为旋转电机10的温度不满足规定的条件而轴承部15不需要升温时(步骤S2的判定结果为否)，直接结束处理。相反，当判定为旋转电机10的温度不足第一规定温度，即，当判定为旋转电机10的温度满足规定的条件，轴承部15需要升温时(步骤S2的判定结果为是)，加热器控制部56判定加热器40是否处于故障状态(步骤S3)。
当判定为加热器40处于故障状态时(步骤S3，是)，控制部54使制动器20动作，使旋转电机10静止或者极低速旋转(步骤S4)。
接着，升温控制部51从电力转换部60对旋转电机10的绕组12b通电(步骤S5)。另外，在步骤S5中，当选择交流模式时，由交流指令部52从电力转换部60向旋转电机10供给交流电，当选择直流模式时，由直流指令部53从电力转换部60向旋转电机10供给直流电。如上所述，通过上述的步骤S4和步骤S5的处理，能使旋转电机10的温度上升，从而使轴承部15升温。
接着，判定部55根据从温度传感器30输出的信号再对旋转电机10的温度进行检测(步骤S6)。然后，判定部55对步骤S6所检测出的温度是否满足规定的条件进行判定(步骤S7)。具体地说，在步骤S7中，判定旋转电机10的温度是否不足第二规定温度，该第二规定温度设定为与第一规定温度相同的值或者比第一规定温度还大的值。
当判定为旋转电机10的温度满足规定的条件时，即，当判定为旋转电机10的温度不足第二规定温度时(步骤S7的判定结果为是)，返回步骤S6的处理。相反，当判定为旋转电机10的温度变为不满足规定的条件，即，当旋转电机10的温度到达第二规定温度时(步骤S7的判定结果为否)，估计为轴承部15已被充分升温，升温控制部51停止向旋转电机10的绕组12b的通电，制动部54解除通过制动器20实现的制动(步骤S8)。
这样，当旋转电机10的温度处于规定的条件时，向旋转电机10的绕组12b通电以使旋转电机10的温度上升，由此能在轴承部15在需要升温的适当时刻向绕组12b通电，从而使轴承部15升温。
另外，当加热器40产生故障时，向旋转电机10的绕组12b通电而使轴承部15升温，因此即使在加热器40产生故障时，也可以切实地使轴承部15升温。
继续说明图10的流程图，当判定为加热器40不处于故障状态时(步骤S3的判定结果为否)，加热器控制部56使加热器40通电而对旋转电机10进行加热(步骤S9)。由此，能使旋转电机10的温度上升，随之能够使轴承部15升温。
接着，执行步骤S10、S11的处理，然而步骤S10、S11与上述的步骤S6、S7的处理相同，因此省略其说明。然后，当判定为旋转电机10的温度变为不满足规定的条件时(步骤S11的判定结果为否)，加热器控制部56停止向加热器40的通电(步骤S12)。
另外，在上述的步骤S7中，根据旋转电机10的温度来判定停止向旋转电机10通电的时刻，然而并不限于此。即，也可以采用以下结构：根据步骤S1检测出的旋转电机10的温度，估计例如旋转电机10的温度上升至第二规定温度所需的时间，向旋转电机10的绕组12b通电、或者向加热器40通电，直至经过所估计的时间。
另外，在上述中，在加热器40产生故障时向旋转电机10通电，然而并不限于此。即，也可以采用在旋转电机10的温度满足规定的条件时，向旋转电机10与加热器40双方进行通电的构成。具体地说，也可以在图10的流程图中，在去除步骤S3的同时，当在步骤S2中判定为旋转电机10的温度满足规定的条件时，进行步骤S4和步骤S9的处理。由此，能够及早使旋转电机10的温度上升，从而及早使轴承部15升温。
另外，也可以采用去除加热器40和加热器控制部56，通过仅向旋转电机10通电而使轴承部15升温的构成。此时，在图10的流程图中，去除步骤S3、S9～S12的同时，当在步骤S2中判定为旋转电机10的温度满足规定的条件时，进行步骤S4的处理。由此，通过去除加热器40和加热器控制部56，能够简化风力发电***1的结构，并且由于无需对加热器40进行保养，因此还能够提高风力发电***1的保养性能。
另外，当选择直流模式向旋转电机10(同步电机10b)供给直流电时，定子12不产生旋转磁场，转子13和旋转轴14也不产生旋转转矩。因此，当供给直流电时，也可以采用去除制动器20和制动部54的结构。此时，在图10的流程图中，去除步骤S4，当在步骤S3中判定为加热器40处于故障状态时，进行步骤S5的处理。这样，通过去除制动器20和制动部54，能够简化风力发电***1的结构。
如上所述，本实施方式的风力发电***1具有旋转电机10和升温控制部51。升温控制部51使旋转电机10的绕组12b通电以使旋转电机10的温度上升。由此，能够不依赖于加热器40而使旋转电机10的轴承部15升温，能够抑制轴承部15的润滑性能下降。
另外，在上述的风力发电***1中，采用了旋转电机10被应用于风力发电的结构，然而旋转电机10的用途并不限于风力发电。即，例如上述的旋转电机10也能够适用于水力发电***或用于室外的泵等环境温度较低的场所而设置的旋转电机。此时，上述的旋转电机10、制动器20、旋转电机的控制装置50等起到“旋转电机***”的功能。
另外，在风力发电***1中，具有制动器20，然而并不限于此，只要能够对旋转轴14进行制动，任何类型的制动机构均可。即，例如也可以是如下制动机构：在旋转轴14上贯穿设置孔，通过使锁定销嵌合于贯穿设置的孔中而对旋转轴14进行制动。
另外，分别对应多个旋转电机10而配置温度传感器30，然而并不限于此。即，例如可以在导流罩81内或者室外配置一个温度传感器，由判定部55判定由这一个温度传感器检测出的导流罩81内的温度或者室外的环境温度是否满足规定的条件。
另外，作为电力转换部60的例子，例举了矩阵变换器，然而并不限于此，例如也可以是变频器。另外，在图1中，例示了旋转电机的控制装置50与电力转换部60分体设置的情况，然而也可以采用旋转电机的控制装置50与电力转换部60形成一体的结构。
对于本领域的技术人员而言，还可以得出进一步的效果以及其他变形例。因而，本发明的范围并不限于上面详细说明的特定的、具有代表性的实施方式。所以在不脱离权利要求书及其等同物所定义的发明的总括性精神或者范围内，可以进行各种变更。

Claims (12)

1.一种风力发电***，其特征在于，具有：
旋转电机；以及
升温控制部，其使所述旋转电机的绕组通电，以使所述旋转电机的温度上升。
2.根据权利要求1所述的风力发电***，其特征在于，
还具有矩阵变换器，其包含配置在交流电源与所述旋转电机之间的多个双向开关，在所述升温控制部使所述旋转电机的绕组通电时，所述矩阵变换器向所述旋转电机供电。
3.根据权利要求1或2所述的风力发电***，其特征在于，
还具有使所述旋转电机静止或者极低速旋转的制动部，
在所述制动部使所述旋转电机静止或者极低速旋转时，所述升温控制部使所述旋转电机的绕组通电。
4.根据权利要求3所述的风力发电***，其特征在于，
在所述制动部使所述旋转电机静止或者极低速旋转时，所述升温控制部通过转矩控制使所述旋转电机的绕组通电。
5.根据权利要求2所述的风力发电***，其特征在于，
还具有直流指令部，在所述升温控制部使所述旋转电机的绕组通电时，所述直流指令部利用所述矩阵变换器向所述旋转电机供给直流电。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的风力发电***，其特征在于，
所述旋转电机是感应电机，
所述风力发电***还具有交流指令部，在所述升温控制部使所述旋转电机的绕组通电时，所述交流指令部向所述旋转电机供给交流电。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的风力发电***，其特征在于，
还具有判定部，其对所述旋转电机的温度是否满足规定的条件进行判定，
当由所述判定部判定为所述旋转电机的温度满足所述规定的条件时，所述升温控制部使所述旋转电机的绕组通电。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的风力发电***，其特征在于，
还具有安装于所述旋转电机上的加热器。
9.根据权利要求8所述的风力发电***，其特征在于，
当所述加热器产生故障时，所述升温控制部使所述旋转电机的绕组通电。
10.一种风力发电***的控制方法，其特征在于，包含：
对用于轴支承旋转电机的旋转轴的轴承部是否需要升温进行判定的步骤；以及
使所述旋转电机的绕组通电，以使所述旋转电机的温度上升的步骤。
11.一种旋转电机***，其特征在于，具有：
旋转电机；以及
升温控制部，其使所述旋转电机的绕组通电，以使所述旋转电机的温度上升。
12.一种旋转电机的控制装置，其特征在于，具有：
升温控制部，其使旋转电机的绕组通电，以使所述旋转电机的温度上升。
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