风力发电装置制造方法及图纸

一种带有起动辅助功能的旋翼角度固定升力型水平轴风力发电装置，其特征在于，具有：　　　　永磁铁式发电机，通过与借助风力向正方向旋转的旋转翼的旋转轴连动来进行发电；　　　　起动辅助单元，通过把该发电机转换成电动机，来实施使上述旋转轴向正方向旋转的起动辅助旋转；　　　　发电机还原单元，在停止了由该起动辅助单元实施的上述起动辅助旋转后，将上述电动机还原成发电机。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风力发电装置
本专利技术涉及风力发电装置。
技术介绍
以往，风力发电装置有各种各样的形式，并且各种形式分别具有不同的特性。例如，如果按支撑风车的轴的安装方向来分类的话，可分为轴的安装方向是垂直的垂直轴型、和轴的安装方向是水平的水平轴型。在垂直轴型中有savonius型、darius型等，在水平轴型中有螺旋桨型等。此外，如果按照以作为使风车旋转的转矩的阻力或者升力中的哪一种起主导作用来进行分类的话，可以将风车装置分为：形状上是以阻力为主的阻力型、形状上是以升力为主的升力型、在形状上阻力和升力产生大体同样作用的阻力/升力两用型。例如，上述的savonius型就属于阻力型，上述的darius型、螺旋桨型属于升力型。阻力型风车具有的优点是，例如，即使在称为微风的低速风中，风车也可良好地进行旋转，由此即使风速很低也可以发电，但是其也具有明显的缺点，即，如果要进行大功率发电，则在结构上要求装置的大型化，所以不具有经济性。此外，阻力型风车会导致以下的问题：即，如果为了使风车能够在低风速中开始旋转而增大旋翼面积，则在有强风时，从旋翼的旋转方向吹来的风力就会成为减速阻力，而且该减速阻力与旋翼的增加面积成正比，由此发电效率会降低。对此，升力型风车具有的优点是，在结构上不仅适用于小功率发电，而且也容易适用于大功率发电，不仅如此，例如，根据不同情况，即使是小型的升力型风车，在12.5米/秒的风速下也可发出功率为400W的电力。-->然而，升力型风车具有如下的问题，作为能够使风车为了发电而开始旋转的风速的旋转起始风速必须是高速的风力，由于风车具有这样的特性，所以升力型风车在低速风中是不能旋转的，因此不能够取得良好的发电效率。此外，升力型风车与阻力型风车一样，如果为了在低风速的条件下能够开始旋转而加大相对风向的旋翼的仰角角度，则在强风时阻力作用会加强，对风车的旋转形成阻力，从而导致风车的旋转效率降低。但是，为了解决上述升力型风车的问题而公开了如下方法(例如，参考专利文献1)，在风车上设置旋翼角度的调节功能，利用该调节功能，与以往的旋翼角度固定型的风车相比，即使在低的风速的情况下也可以开始旋转。[专利文献1]特开8-322297号「风力发电装置」(摘要、摘要附图)然而，近年来从保护地球环境的观点来看，对小型的风力发电装置的期望正在不断升高，在那样的小型风力发电装置中，由于装有旋翼角度调节功能而会导致装置成本升高，而与本来所期望的通过实现小型化来降低成本的出发点背道而驰，因此不能认为是一种最佳的风力发电装置。
技术实现思路
本专利技术的第一课题是提供一种可以抑制强风时的噪音或振动的风力发电装置。本专利技术的第二课题是提供一种既可以在强风时控制转速，还可以维持发电的风力发电装置。本专利技术的第三课题是提供一种既可以在强风时控制转速，同时还可以维持发电，并且可以将蓄电池的充放电电流的变化抑制到最小的风力发电装置。本专利技术的第四课题是提供一种带有起动辅助功能的风力发电装置，即使风速很低也可以开始旋转，该起动辅助功能可适用于小型化，并且能进一步节省起动辅助旋转时的电源电力。-->本专利技术的风力发电装置之一，其特征在于，具有：永磁铁式发电机，通过与借助风力向正方向旋转的旋转翼的旋转轴连动来进行发电；起动辅助单元，通过把该发电机转换成电动机，来实施使上述旋转轴向正方向旋转的起动辅助旋转；发电机还原单元，在停止了由该起动辅助单元实施的上述起动辅助旋转后，将上述电动机还原成发电机。本专利技术的风力发电装置之二，其特征在于，具有：与产生交流电压的风力发电机连接的整流电路；与上述整流电路连接、且包括至少一个开关元件，在上述开关元件的接通、断开的控制下，转换上述整流电路的直流输出电压水平的直流-直流转换电路；检测上述风力发电机转速的转速检测单元；产生表示上述风力发电机的限制转速的信号的限制转速信号产生单元；将表示从上述转速检测单元所得到的检测速度的信号与表示从上述限制转速信号产生单元所得到的限制转速的信号进行比较的比较单元；开关控制电路，其对上述开关元件进行控制，以使上述直流-直流转换电路的输出段的电压达到规定值，并且还对上述开关元件进行控制，响应表示上述检测速度高于上述限制转速的上述比较单元的输出，使上述直流-直流转换电路的输出电压上升；实施通过将该风力发电机转换成电动机而使上述旋转轴向正方向旋转的起动辅助旋转的起动辅助单元；和当该起动辅助单元的上述起动辅助旋转停止后，将上述风力电动机还原成上述发电机的发电机还原单元。本专利技术的风力发电装置之三，其特征在于，具有：与产生交流电压的风力发电机连接的整流电路；与上述整流电路连接、且包括至少一个开关元件，在上述开关元件的接通、关闭的控制下，转换上述整流电路的直流输出电压水平的直流-直流转换电路；与上述直流-直流转换电路连接的直流-交流转换电路；检测上述风力发电机的转速的转速检测单元；产生表示上述风力发电机的限制转速的信号的限制转速信号产生单元；将表示从上述转速检测单元所得到的检测速度的信号与表示从上述限制转速信号产生单元所得到的限制转速的信号进行比较的比较单元；控制电路，用于控制上述直流-交流转换电路，并且，对上述直流-交流转换电路进行控制，使其响应表示上述检测速度高于上述限制转速的情况的-->上述比较单元的输出，使上述直流-交流转换电路的输出电压上升；实施通过将该风力发电机转换成电动机而使上述旋转轴向正方向旋转的起动辅助旋转的起动辅助单元；和当该起动辅助单元的上述起动辅助旋转停止后，将上述风力电动机还原成上述发电机的发电机还原单元。本专利技术的风力发电装置之四，其特征在于，包括：风车；具有由上述风车驱动旋转的转子的交流发电机；与上述交流发电机连接的整流电路；与上述整流电路连接的电力转换电路；与上述电力转换电路连接的蓄电池或电容器；用来检测上述风车转速的旋转检测器；用来设定上述风车的基准转速的基准转速设定器；控制电路，与上述旋转检测器、上述基准转速设定器和上述电力转换电路连接，且当从上述旋转检测器所得到的检测转速超过上述基准转速时，控制上述电力转换电路，使其增大上述电力转换电路的输入电压与输出电压之比；实施通过将该交流发电机转换成电动机而使上述旋转轴向正方向旋转的起动辅助旋转的起动辅助单元；和当该起动辅助单元的上述起动辅助旋转停止后，将上述交流电动机还原成上述发电机的发电机还原单元。附图说明图1是表示本专利技术第一实施方式的风力发电装置的方框图。图2是表示本专利技术第二实施方式的风力发电装置的方框图。图3至图6是对本专利技术第一以及第二实施方式的转速检测电路进行说明的图。图7是具有本专利技术第三实施方式中的起动辅助功能的风力发电装置的电路方框图。图8是表示风力发电装置中的起动辅助功能的动作的流程。图9是表示作为第四实施方式的通过把定时装置作成独立电路而能够进一步节省自身消耗电力的风力发电装置的电路方框图。图10是表示利用风速传感器来监视起动辅助功能的动作开始时刻的一例的电路方框图。图11至图13是对基于停止时的短路电流的风速测定进行说明的图。-->图14是对针对无电源以及开路故障的辅助停止电路进行说明的图。图15是用于说明额定功率控制的图。具体实施方式下面，结合附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示本专利技术第一实施方式的风力发电功率控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种带有起动辅助功能的旋翼角度固定升力型水平轴风力发电装置，其特征在于，具有：永磁铁式发电机，通过与借助风力向正方向旋转的旋转翼的旋转轴连动来进行发电；起动辅助单元，通过把该发电机转换成电动机，来实施使上述旋转轴向正方向旋转的起动辅助旋转；发电机还原单元，在停止了由该起动辅助单元实施的上述起动辅助旋转后，将上述电动机还原成发电机。2.根据权利要求1所述的旋翼角度固定升力型水平轴风力发电装置，其特征在于，上述起动辅助单元，作为用来实施上述起动辅助旋转的电源，具有蓄电池、太阳能电池、或辅助式风力发电机。3.根据权利要求1或2所述的旋翼角度固定升力型水平轴风力发电装置，其特征在于，还具有起动辅助旋转时期决定单元，其用来决定上述起动辅助单元实施上述起动辅助旋转的时期。4.根据权利要求3所述的旋翼角度固定升力型水平轴风力发电装置，其特征在于，上述起动辅助开始时期决定单元具有风速计测单元以及第一计时单元，当上述风速计测单元所计测的风速在规定风速以下时，只在上述第一计时单元的计时期间，使上述起动辅助单元动作。5.根据权利要求4所述的旋翼角度固定升力型水平轴风力发电装置，其特征在于，上述起动辅助开始时期决定单元还具有第二计时单元，在上述第一计时单元的计时期间结束后，开始进行上述第二计时单元的计时，在该第二计时单元的计时期间结束后，开始进行上述风速计测单元的风速计测。6.根据权利要求5所述的旋翼角度固定升力型水平轴风力发电装置，其特征在于，上述第一计时单元的计时期间比上述第二计时单元的计时期间短。7.根据权利要求1所述的旋翼角度固定升力型水平轴风力发电装置，其特征在于，在风速弱时，使用发电机的输出电压的脉动电流来计测风车的转速，而在风速强时，使用充电电流的脉动电流来计测风车的转速。8.一种使旋翼角度固定升力型水平轴风力发电装置进行发电动作的方法，该旋翼角度固定升力型水平轴风力发电装置具有：通过与借助风力向正方向旋转的旋转翼的旋转轴连动来进行发电的永磁铁式发电机、对该发电机在电动机与发电机之间进行切换的切换装置、风速计测装置、第一计时单元以及具有比该第一计时单元的计时期间长的第二计时单元，该方法的特征在于，包括：当上述风速计测装置检测出规定值以下的风速时，使起动辅助功能工作的工序；只在上述第一计时单元的计时期间继续进行上述起动辅助功能的动作的起动辅助驱动工序；只在上述第二计时单元的计时期间，停止上述起动辅助功能的动作，并且通过上述开关装置将上述电动机转换成上述发电机的可发电还原工序；重复进行上述起动辅助驱动工序和上述可发电返回工序的重复工序；在该重复工序中，监视上述发电机的绕组定子的输出电压是否是大于等于规定值的电压的电压监视工序；和当通过该电压监视工序检测出大于等于规定值的电压时，利用上述发电机的输出电压对电池进行充电的充电工序。9.一种风力发电装置，其特征在于，具有：与产生交流电压的风力发电机连接的整流电路；与上述整流电路连接、且包括至少一个开关元件，在上述开关元件的接通、断开的控制下，转换上述整流电路的直流输出电压水平的直流-直流转换电路；检测上述风力发电机转速的转速检测单元；产生表示上述风力发电机的限制转速的信号的限制转速信号产生单元；将表示从上述转速检测单元所得到的检测速度的信号与表示从上述限制转速信号产生单元所得到的限制转速的信号进行比较的比较单元；开关控制电路，其对上述开关元件进行控制，以使上述直流-直流转换电路的输出段的电压达到规定值，并且还对上述开关元件进行控制，响应表示上述检测速度高于上述限制转速的上述比较单元的输出，使上述直流-直流转换电路的输出电压上升；实施通过将该风力发电机转换成电动机而使上述旋转轴向正方向旋转的起动辅助旋转的起动辅助单元；和当该起动辅助单元的上述起动辅助旋转停止后，将上述风力电动机还原成上述发电机的发电机还原单元。10.一种风力发电装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤瞭介，佐藤清，田村秀章，川上胜史，
申请(专利权)人：轻风株式会社，
类型：发明
国别省市：