JP6875323B2 - 電磁石発電装置 - Google Patents
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Description
都市部などの一般生活環境下で用いられる、電磁石発電装置を使用した風力発電機は、通常の風量において、常時翼を回転させることが難しいという問題があった。また、このような風力発電機は、一旦翼の回転が停止した失速状態では、回転の再開を検出することが難しいという問題もあったこのため、回転の再開による発電のためには、比較的大きな励磁コイルへの電流供給が必要になっていた。
図1は、本発明の実施の形態1に係る電磁石発電装置の全体構成図である。図1に示した電磁石発電装置は、励磁コイル部21、発電コイル部22、P端子(発電波形出力端子)23、電源生成部24、回転検出部25、ウエイクアップ部26、制御部27、蓄電部28、励磁部29、および回転部30を備えて構成されている。
Va(v)=((R1+R2)/R2)×VFtr2 (1)
ここで、VFtr2(V)は、TR2のVFである。
本実施の形態2では、制御部27により、ウエイクアップ部26の制御を行う場合について、図1、図6を用いて説明する。先の実施の形態1では、制御部27のウエイクアップ後に励磁コイル部21の回転数が低下、あるいは回転が停止することで、電源生成部24の発生電圧Va(v)がTR2をOFFする電圧に低下すると、ウエイクアップ部26は、動作を停止し、蓄電部28から制御部27への通電は、遮断される。
本実施の形態3では、先の実施の形態1で使用していたウエイクアップ部26の代わりに、ウエイクアップ部26aを採用する場合について説明する。図7は、本発明の実施の形態3に係る電磁石発電装置の全体構成図である。先の図1に示したウエイクアップ部26は、蓄電部28と制御部27との間に存在し、制御部27の電力をON/OFFする必要がある。このため、図6に示したTR1には、大きめのスイッチング素子を使用する必要があった。
本実施の形態4では、電源生成部24のDC出力電圧を利用してウエイクアップ後に発電機の回転検出を行う場合について説明する。図8は、本発明の実施の形態4に係る電磁石発電装置の全体構成図である。先の図3に示したように、回転数に応じて発電コイル部22の多相電機子のいずれかの相に現れる電圧は、概ね回転数に比例する。このため、電源生成部24のDC出力電圧も、回転数に応じた電圧となる。
本実施の形態5では、発電コイル部22の多相電機子のいずれかの相に現れる電圧波形を利用して、回転数検出を行う回転検出部25aを有する場合について説明する。図9は、本発明の実施の形態5に係る電磁石発電装置の全体構成図である。先の実施の形態4では、制御部27内のA/D制御部のA/Dコンバータでアナログ電圧を取得し、その電圧をもとに回転数を検知する場合について説明した。しかしながら、このアナログ電圧は、固体ばらつきを含んでいる。このため、固定ばらつきがある分、回転数検出精度が低い場合があった。
周波数(Hz)=(N(rpm)×6)/60 (2)
Claims (2)
- 回転部に接続され、電流を流すことで磁力を発生する励磁コイル部と、
前記励磁コイル部に励磁電流を供給する励磁部と、
前記励磁コイル部に近接して配置され、発電のための多相電機子巻線からなる発電コイル部と、
前記励磁部を駆動する制御部と、
前記制御部への電源を供給する蓄電部と、
前記励磁コイル部の残留磁気によって前記発電コイル部の多相電機子のいずれかの相に現れる電圧を使用して、前記蓄電部から前記制御部へ前記電源が供給される回路を通電状態とするためのDC電源を生成する電源生成部と、
前記電源生成部により生成された前記DC電源をもとに前記通電状態に切り替わることで、前記蓄電部から前記制御部へ前記電源を供給するウエイクアップ部と、
を備え、
前記電源生成部と前記ウエイクアップ部との間に接続され、前記電源生成部によって生成された前記DC電源に基づいて前記回転部の回転数に応じた情報を前記ウエイクアップ部に対して出力する回転検出部をさらに備え、
前記回転検出部は、
前記電源生成部と前記ウエイクアップ部との間に接続された第1の抵抗と、
前記第1の抵抗と前記ウエイクアップ部との接続線に一端が接続され、他端がグランドに接続された第2の抵抗と
で構成され、
前記第1の抵抗および前記第2の抵抗のそれぞれは、所望の回転数で前記ウエイクアップ部が前記通電状態に切り替わるような抵抗値を有し、
前記ウエイクアップ部は、前記回転検出部から出力された前記情報をもとに前記通電状態に切り替わることで、前記蓄電部から前記制御部へ前記電源を供給する
電磁石発電装置。 - 前記制御部は、前記回転部の回転数が前記所望の回転数未満になった後において、前記蓄電部から前記制御部への通電の継続、通電の遮断を制御するための制御信号を出力することで、前記ウエイクアップ部を制御する
請求項1に記載の電磁石発電装置。
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