JPS61240900A - 風車発電装置 - Google Patents
風車発電装置Info
- Publication number
- JPS61240900A JPS61240900A JP60080800A JP8080085A JPS61240900A JP S61240900 A JPS61240900 A JP S61240900A JP 60080800 A JP60080800 A JP 60080800A JP 8080085 A JP8080085 A JP 8080085A JP S61240900 A JPS61240900 A JP S61240900A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flywheel
- generator
- wind turbine
- power
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は風車発電装置に関し、[@車で得られたエネル
ギーを安価な手段で効率良く取出せるようにしたもので
ある。
ギーを安価な手段で効率良く取出せるようにしたもので
ある。
[発明の技術的背景]
従来の風車発電装置の一例を第2図に示す。この図にお
いて、風車21からのエネルギーは、クラッチ22を介
して減増速量(変速器)23を駆動し、その回転出力で
発電機24を働かせる。発電機24への駆動入力の回転
数は、回転数検出手段25にて検出される。その検出出
力は、速度変更信号発生器26に供給して同発生器26
の出力信号で減増速量23の速度を、段階的に切換制御
している。これにより、減増速量23は、風車21の回
転速度を、ある範囲内で数段階の一定速度に増速して次
段に伝達している。この動力を入力シャフトで受ける発
電1a24は、所定値の電力エネルギーを蓄電池27に
供給し蓄積する。そして、蓄電池27からの直流電圧は
、交流出力を得るためのインバータ28を介して負荷側
に導出される。
いて、風車21からのエネルギーは、クラッチ22を介
して減増速量(変速器)23を駆動し、その回転出力で
発電機24を働かせる。発電機24への駆動入力の回転
数は、回転数検出手段25にて検出される。その検出出
力は、速度変更信号発生器26に供給して同発生器26
の出力信号で減増速量23の速度を、段階的に切換制御
している。これにより、減増速量23は、風車21の回
転速度を、ある範囲内で数段階の一定速度に増速して次
段に伝達している。この動力を入力シャフトで受ける発
電1a24は、所定値の電力エネルギーを蓄電池27に
供給し蓄積する。そして、蓄電池27からの直流電圧は
、交流出力を得るためのインバータ28を介して負荷側
に導出される。
このような構成の風車発電装置は、起動時、蓄電池27
に予め蓄えられた直流電圧を利用して出力を発生させ、
風車21からの動力が発電機24に供給されると、逐次
蓄電池27へ充電が行なわれて安定した電力を得るもの
である。また、起動時、あるいは風力の急変時には、減
増連盟23の回転出力が、風車21の所定回転数範囲に
応じた数段階の一定速度に制御されることで、発電機2
4は、その入力シャフトの回転数変化にかかわらず、一
定の電力を発生する。
に予め蓄えられた直流電圧を利用して出力を発生させ、
風車21からの動力が発電機24に供給されると、逐次
蓄電池27へ充電が行なわれて安定した電力を得るもの
である。また、起動時、あるいは風力の急変時には、減
増連盟23の回転出力が、風車21の所定回転数範囲に
応じた数段階の一定速度に制御されることで、発電機2
4は、その入力シャフトの回転数変化にかかわらず、一
定の電力を発生する。
[背景技術の問題点コ
1)従来の装置は、他の風力発電方式がそうであるよう
に、無風時対策として電力を蓄積しておく手段、即ち、
蓄電池27が不可欠である。・この蓄電池27は非常に
高価で、この種の発電方式の最大の問題点であった。
に、無風時対策として電力を蓄積しておく手段、即ち、
蓄電池27が不可欠である。・この蓄電池27は非常に
高価で、この種の発電方式の最大の問題点であった。
2)また、従来の装置は、刻々変化する風向、ffi力
の変動によって、発電機24の変換効率が極端に変わる
ことのないように、発電機24の入力シャフトの回転数
を検出して減増連盟23にフィードバックする手段を設
けることで、減増連盟23の変速率を数段にわたって切
換え、特に微少な風力下でも所定レベルの駆動速度が発
電機24に伝達されるようにしている。したがって、発
電機24の入力シャフトには、風車21の広範囲な回転
数変化に応じて数段階に変化する回転数が伝達されるこ
とになる。このため、発電機24は、回転数が変化して
も、これにかかわらず所定値の電力エネルギーに変換で
きる特殊機が要求され、高価な特殊発N機を使用しなけ
ればならないという欠点があった。
の変動によって、発電機24の変換効率が極端に変わる
ことのないように、発電機24の入力シャフトの回転数
を検出して減増連盟23にフィードバックする手段を設
けることで、減増連盟23の変速率を数段にわたって切
換え、特に微少な風力下でも所定レベルの駆動速度が発
電機24に伝達されるようにしている。したがって、発
電機24の入力シャフトには、風車21の広範囲な回転
数変化に応じて数段階に変化する回転数が伝達されるこ
とになる。このため、発電機24は、回転数が変化して
も、これにかかわらず所定値の電力エネルギーに変換で
きる特殊機が要求され、高価な特殊発N機を使用しなけ
ればならないという欠点があった。
3)また、従来の装置は、交流出力が必要な場合、直流
を交流に変換するインバータ28が必要であり、交流及
び直流発電機のいずれも使用できる手段の提供が望まれ
る。
を交流に変換するインバータ28が必要であり、交流及
び直流発電機のいずれも使用できる手段の提供が望まれ
る。
4)更に、従来の装置は、起動時あるいは風力の急変時
に、減増連盟23を段階的に切換制御しているので、起
動が困難であったり制動力が発生し易く、リンクに摩耗
を生じる等の欠点があった。
に、減増連盟23を段階的に切換制御しているので、起
動が困難であったり制動力が発生し易く、リンクに摩耗
を生じる等の欠点があった。
[発明の目的]
本発明は上述した点に鑑、み、起動及び風力の急変化に
あって円滑な運転を行い得ると共に、安価で効率の良い
風力発電手段を提供することを目的とする。
あって円滑な運転を行い得ると共に、安価で効率の良い
風力発電手段を提供することを目的とする。
[発明の概要]
上記目的を達成するため、本発明は1つのフライホイー
ルの両端面にそれぞれ近接される第1及び第2のコイル
装置を、互いにフライホイールに電磁結合させて成る無
段変速手段を設け、第1のコイル装置には風車からの回
転動力を伝達する一方、第2のコイル装置は発電機の入
力シャフトに取付け、風車の回転数とフライホイールの
回転数との差に応じてフライホイールと第1のコイル装
置との電磁結合度を制御し、且つ、発電機の入力シャフ
トの回転数に応じてフライホイールと第2のコイル装置
との電磁結合度を制御するように構成し、例えば、微弱
な風力下では第1のコイル装置を通して風車からのエネ
ルギーがフライホイールに伝達されるのを抑制し、発電
機の回転数が変動したときには、フライホイールに蓄積
したエネルギーが第2のコイル装置に伝達される量を制
御したものである。
ルの両端面にそれぞれ近接される第1及び第2のコイル
装置を、互いにフライホイールに電磁結合させて成る無
段変速手段を設け、第1のコイル装置には風車からの回
転動力を伝達する一方、第2のコイル装置は発電機の入
力シャフトに取付け、風車の回転数とフライホイールの
回転数との差に応じてフライホイールと第1のコイル装
置との電磁結合度を制御し、且つ、発電機の入力シャフ
トの回転数に応じてフライホイールと第2のコイル装置
との電磁結合度を制御するように構成し、例えば、微弱
な風力下では第1のコイル装置を通して風車からのエネ
ルギーがフライホイールに伝達されるのを抑制し、発電
機の回転数が変動したときには、フライホイールに蓄積
したエネルギーが第2のコイル装置に伝達される量を制
御したものである。
[発明の実施例]
以下、本発明を図示の実施例について説明する。
第1図は本発明に係る風車発電装置の一実施例を示す原
理構成図である。
理構成図である。
第1図において、符号1は風車、2は磁気カップリング
を利用した無段変速器、3は直流(又は交流)発電機で
あり、無段変速器2は、一つのフライホイール4の原動
側及び従動側端面にギャップを介してそれぞれ第1及び
第2のコイル5,6を電磁結合させた構造である。
を利用した無段変速器、3は直流(又は交流)発電機で
あり、無段変速器2は、一つのフライホイール4の原動
側及び従動側端面にギャップを介してそれぞれ第1及び
第2のコイル5,6を電磁結合させた構造である。
風車1からの回転動力は、歯車7を介して、一端に前記
第1のコイル装置5が巻回された第1の風力動力伝達シ
ャフト8の他端に伝達される。一方、第2のコイル装置
6は発電機3の入力シャフトである第2の風力動力伝達
シャフト9の一端に巻回され、このシャフト9の他端は
、発電機3内で回転子(不図示)を回転させるようにし
である。
第1のコイル装置5が巻回された第1の風力動力伝達シ
ャフト8の他端に伝達される。一方、第2のコイル装置
6は発電機3の入力シャフトである第2の風力動力伝達
シャフト9の一端に巻回され、このシャフト9の他端は
、発電機3内で回転子(不図示)を回転させるようにし
である。
また、本発明は第1のコイル装置5に励磁電流を供給す
る制御電源10を差動増幅器12の出力にて可変出来る
ようになっている。この差動増幅器12は一方の入力電
極12aに第1のシャフト8の回転数を検出する第1の
回転数検出手段13からの信号が供給されるようになっ
ている。また、差動増幅器12の他方の入力電極12b
にはフライホイール4の回転数を検出する第2の回転数
検出手段14からの信号が供給されるようになっている
。そして、本発明は更に、第2のシャフト9、即ち、発
電機3の回転数を検出する第3の回転数検出手段15を
備えている。この検出手段15はその出力を誤差増幅器
16に導入している。誤差増幅器16は予め内部に設定
しである基準の回転数対応電圧と第3の回転数検出手段
15からの信号とを比較し、その誤差信号を第2のコイ
ル装置6への励1電流を制御する制御電源17に供給し
てその出力電流を可変している。
る制御電源10を差動増幅器12の出力にて可変出来る
ようになっている。この差動増幅器12は一方の入力電
極12aに第1のシャフト8の回転数を検出する第1の
回転数検出手段13からの信号が供給されるようになっ
ている。また、差動増幅器12の他方の入力電極12b
にはフライホイール4の回転数を検出する第2の回転数
検出手段14からの信号が供給されるようになっている
。そして、本発明は更に、第2のシャフト9、即ち、発
電機3の回転数を検出する第3の回転数検出手段15を
備えている。この検出手段15はその出力を誤差増幅器
16に導入している。誤差増幅器16は予め内部に設定
しである基準の回転数対応電圧と第3の回転数検出手段
15からの信号とを比較し、その誤差信号を第2のコイ
ル装置6への励1電流を制御する制御電源17に供給し
てその出力電流を可変している。
上記構成からなる風力発電装置によれば、フライホイー
ル4、第1.第2コイル装置5.6からなる無段変速器
2は、第1及び、第2のコイル装置5,6の励磁電流が
互いに独立に可変されることで、フライホイール4との
電磁結合度が制御され、風車1の回転数にかかわらず第
2のシャフト9の回転数を一定の値にキープすることが
でき、起動時及び、風力の急変にあっても、動力を連続
的に発電′/a3に伝達して円滑な運転を行うことがで
きるものである。
ル4、第1.第2コイル装置5.6からなる無段変速器
2は、第1及び、第2のコイル装置5,6の励磁電流が
互いに独立に可変されることで、フライホイール4との
電磁結合度が制御され、風車1の回転数にかかわらず第
2のシャフト9の回転数を一定の値にキープすることが
でき、起動時及び、風力の急変にあっても、動力を連続
的に発電′/a3に伝達して円滑な運転を行うことがで
きるものである。
即ち、風車1からの回転動力は歯車7を介して第1のシ
ャフト8に伝達され、コイル装置5に所定値の励磁電流
を供給すると、コイル装置5とフライホイール4との間
に速度の差を生ずることからフライホイール4がコイル
装置5による磁束を切り、渦電流が発生する。こによっ
て発生する電磁力は、フライホイール4にトルクを与え
、風車1からの風力エネルギーがフライホイール4に蓄
積されて回転速度を増すと共に、第2のコイル装@6と
の端面にもうず電流が生じてシャフト9を回転駆動し、
発電機3より電力エネルギーが取出されるものである。
ャフト8に伝達され、コイル装置5に所定値の励磁電流
を供給すると、コイル装置5とフライホイール4との間
に速度の差を生ずることからフライホイール4がコイル
装置5による磁束を切り、渦電流が発生する。こによっ
て発生する電磁力は、フライホイール4にトルクを与え
、風車1からの風力エネルギーがフライホイール4に蓄
積されて回転速度を増すと共に、第2のコイル装@6と
の端面にもうず電流が生じてシャフト9を回転駆動し、
発電機3より電力エネルギーが取出されるものである。
また、起動時、及び風力の急変時には、風車1の回転数
が零に近くなるが、そのときのシャフト8及びフライホ
イール4の回転数を第1及び、第2の検出手段13で検
出することで、風車1の回転数とフライホイール4との
回転数が比較され、その差に応じた励磁電流が制御電源
1oより第1のコイル装置5に供給されて、コイル装置
5による磁束を小さくしてうず電流を少くなし、フライ
ホイール4には風車1からの動力が伝達されなくなる。
が零に近くなるが、そのときのシャフト8及びフライホ
イール4の回転数を第1及び、第2の検出手段13で検
出することで、風車1の回転数とフライホイール4との
回転数が比較され、その差に応じた励磁電流が制御電源
1oより第1のコイル装置5に供給されて、コイル装置
5による磁束を小さくしてうず電流を少くなし、フライ
ホイール4には風車1からの動力が伝達されなくなる。
このため、フライホイール4は、自己が蓄積している回
転エネルギーで回転を持続しコイル装置6による磁束に
よって生ずるうず電流でシャフト9を回転駆動する。ま
た、風車1が充分に回転を伝えているとき、シャフト9
の回転数が変化しても、この回転数を第3の検出手段1
5にて検出し、その出力を誤差増幅器16に導入して基
準回転数との差に応じた信号で制御電源17より所定値
の励11電流を発生するようにしているので、コイル装
置6による磁束が抑制されて発電機3はフライホイール
4の持つ回転エネルギーの影響を受けなくなる。このた
め、シャフト9は自然に速度が低下するが、再び制御電
源17からの励11電流が変ることで、回転数は常時一
定に保たれることになる。
転エネルギーで回転を持続しコイル装置6による磁束に
よって生ずるうず電流でシャフト9を回転駆動する。ま
た、風車1が充分に回転を伝えているとき、シャフト9
の回転数が変化しても、この回転数を第3の検出手段1
5にて検出し、その出力を誤差増幅器16に導入して基
準回転数との差に応じた信号で制御電源17より所定値
の励11電流を発生するようにしているので、コイル装
置6による磁束が抑制されて発電機3はフライホイール
4の持つ回転エネルギーの影響を受けなくなる。このた
め、シャフト9は自然に速度が低下するが、再び制御電
源17からの励11電流が変ることで、回転数は常時一
定に保たれることになる。
この様に本発明は、回転エネルギーを保持するフライホ
イール4に二つのコイル装置をN磁的に結合させた無段
変速器を利用して風車のエネルギーを発電機に伝達し、
この電磁結合の結合度を原動側及び、従動側の状況に応
じて制御するようにしたので以下のような利点がある。
イール4に二つのコイル装置をN磁的に結合させた無段
変速器を利用して風車のエネルギーを発電機に伝達し、
この電磁結合の結合度を原動側及び、従動側の状況に応
じて制御するようにしたので以下のような利点がある。
1)エネルギーの蓄積をフライホイールにて行うため、
蓄電池を使用する従来の構成より安価である。
蓄電池を使用する従来の構成より安価である。
2)無段変速のため、広範囲な風車の回転に対して、発
電機の回転数をほぼ一定に保つことができるので、標準
の発電機を使用することができる。
電機の回転数をほぼ一定に保つことができるので、標準
の発電機を使用することができる。
3)出力が交流なら交流発電機を、直流なら直流発電機
を使用できるのでインバータが不要となり、場合に応じ
て種類を選択すればよい。
を使用できるのでインバータが不要となり、場合に応じ
て種類を選択すればよい。
4)風車とフライホイールとの回転数を検出し、風車が
零近くに急変しても両者の回転数の差に応じて無段変速
器で素早く結合を切り離せるようにしたので制動力が加
わらずエネルギーの無駄な消費が無い。
零近くに急変しても両者の回転数の差に応じて無段変速
器で素早く結合を切り離せるようにしたので制動力が加
わらずエネルギーの無駄な消費が無い。
尚、無段変速器の構造は図では簡略化しているが通常の
誘導発電機の構造にしたり、フライホイール4を断面H
状の円筒形に構成し、各対応する凹所内にコイル装置5
.6を設けた構造にしてもよい。
誘導発電機の構造にしたり、フライホイール4を断面H
状の円筒形に構成し、各対応する凹所内にコイル装置5
.6を設けた構造にしてもよい。
[発明の効果1
以上説明したように、本発明によれば風車からのエネル
ギーの蓄積機能を果すフライホイールにそれぞれコイル
装置を電磁結合して無段変速器を構成し、その結合度を
風車及び、負荷側の状況に応じて制御するようにしたの
で、風車からの動力を連続的に発電機に伝達でき、起動
時や風力の急変があっても円滑な運転が行え、極めて安
価で効率の良い発電手段を提供することができる。
ギーの蓄積機能を果すフライホイールにそれぞれコイル
装置を電磁結合して無段変速器を構成し、その結合度を
風車及び、負荷側の状況に応じて制御するようにしたの
で、風車からの動力を連続的に発電機に伝達でき、起動
時や風力の急変があっても円滑な運転が行え、極めて安
価で効率の良い発電手段を提供することができる。
第1図は本発明に係る風車発電装置の一実施例を示す原
理構成図、第2図は従来の装置を示す概略図である。 1・・・風車、 2・・・無段変速器、3・
・・発電機、 4・・・フライホイール、5.
6・・・コイル装置、 7・・・歯車、8.9・・・シ
ャフト、 10.17・・・制御電源、12・・・差動増幅器、1
3.14.15・・・回転数検出手段、16・・・誤差
増幅器。 第1図 第2図
理構成図、第2図は従来の装置を示す概略図である。 1・・・風車、 2・・・無段変速器、3・
・・発電機、 4・・・フライホイール、5.
6・・・コイル装置、 7・・・歯車、8.9・・・シ
ャフト、 10.17・・・制御電源、12・・・差動増幅器、1
3.14.15・・・回転数検出手段、16・・・誤差
増幅器。 第1図 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 風車からの回転動力を伝達する原動側シャフトに第1の
コイル装置を取付け、このコイル装置に、フライホイー
ルの相対応する端面の一方をギャップを介して相互に電
磁結合させる一方、前記フライホイールの他方の端面に
従動側シャフトに取付けた第2のコイル装置を相互に電
磁結合して成る無段変速手段と、 この変速手段からの回転動力が前記従動側シャフトを介
して供給され、上記動力に基く出力電力を発生する発電
機と、 前記原動側シャフトの回転数と、フライホイールの回転
数との差を検出し、この検出出力で第1のコイルの励磁
電流を制御してフライホイールへの風車からの動力伝達
量を調整する第1の制御手段と、 前記従動側シャフトの回転数を検出し、この検出出力で
第2のコイルの励磁電流を制御して発電機へのフライホ
イールからの動力を一定にキープする第2の制御手段と
を具備して成る風車発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60080800A JPS61240900A (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 風車発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60080800A JPS61240900A (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 風車発電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61240900A true JPS61240900A (ja) | 1986-10-27 |
Family
ID=13728536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60080800A Pending JPS61240900A (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 風車発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61240900A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011038406A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 風力発電装置、風力発電装置の制御方法、風力発電システム及び風力発電システムの制御方法 |
US8178991B2 (en) | 2009-10-15 | 2012-05-15 | Airgenesis Llc | Wind power generation system |
US8253268B1 (en) | 2009-10-15 | 2012-08-28 | Airgenesis, LLC | Wind power generation system |
US8710694B2 (en) | 2012-04-06 | 2014-04-29 | Airgenesis, LLC | RPM Controlled Wind Power Generation System |
US9617979B2 (en) | 2013-10-30 | 2017-04-11 | Airgenesis, LLC | Motor assisted power generation system |
-
1985
- 1985-04-15 JP JP60080800A patent/JPS61240900A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011038406A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 風力発電装置、風力発電装置の制御方法、風力発電システム及び風力発電システムの制御方法 |
US8178991B2 (en) | 2009-10-15 | 2012-05-15 | Airgenesis Llc | Wind power generation system |
US8247918B2 (en) | 2009-10-15 | 2012-08-21 | Airgenesis Llc | Power generation coupler |
US8253268B1 (en) | 2009-10-15 | 2012-08-28 | Airgenesis, LLC | Wind power generation system |
US8482150B2 (en) | 2009-10-15 | 2013-07-09 | Airgenesis Llc | Method of power generation |
US8710694B2 (en) | 2012-04-06 | 2014-04-29 | Airgenesis, LLC | RPM Controlled Wind Power Generation System |
US9617979B2 (en) | 2013-10-30 | 2017-04-11 | Airgenesis, LLC | Motor assisted power generation system |
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