[發明專利]風力發電裝置

有效

• 申請號: 201080040464.5
• 申請日: 2010-09-14
• 公開（公告）號: CN102484444A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 伊藤瞭介;大久保隆典;近重唯章;山崎高士;松宮煇
• 申請（專利權）人: 輕風株式會社
• 主分類號: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00;F03D7/00;F03D7/04;F03D9/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及風力發電裝置。

背景技術

近來，伴隨地球溫室效應的異常氣象等頻繁發生。伴隨地球溫室效應，極地的冰河開始大規模溶解。預想這些異常氣象等會大幅度破壞或變更地球的生態系統。為了給后代保留安全且容易生活的環境，必須抑制這種地球溫室效應造成的環境破壞。地球溫室效應的主要原因是二氧化碳向大氣中的大量排放。這是由于現代文明主要通過燃燒煤炭或石油等化石燃料來得到能量。因此，為了抑制地球溫室效應，同時得到能量，需要不依賴以往的化石燃料的能源。

作為這種新能源，風力或太陽光備受關注。根據這種見解，各國積極研究開發了風力發電和太陽光發電。

但是，在風力發電和太陽光發電中，為了將所發出的電力作為商用電源，需要逆變器。但是，在風力發電和太陽光發電中，額定電壓不同，因此必須開發獨自專用的逆變器。這成為即使開發了新的風力發電機等，也延遲投入市場的原因，并且還成為降低風力發電機和太陽光發電機的互換性的原因。因此，要求想辦法來使得能夠將通用的逆變器應用到這些發電機，尤其是風力發電機中。

發明內容

發明所要解決的課題

本發明的課題在于提供可應用通用的逆變器的風力發電裝置。

用于解決課題的手段

本發明的風力發電裝置具有：發電機，其由磁鐵和電樞繞組構成，并具有風車旋翼；開關單元，其通過以被控制的占空比使該電樞繞組短路，控制該風車旋翼的旋轉速度；分路單元，其通過在該發電機的輸出上間歇地連接電阻，進行輸出電壓的控制；以及控制單元，其在連接有逆變器作為負載的情況下，在該逆變器啟動前，使用該開關單元將該風車旋翼的旋轉速度控制為預定值，并且使用該分路單元，以施加到該逆變器的電壓不會變得過大的方式，將該輸出電壓控制為預定值，在該逆變器啟動后，使用開關單元，以施加到該逆變器的電壓變為恒定值的方式，控制該風車旋翼的旋轉速度。

發明的效果

根據本發明，能夠提供可應用通用的逆變器的風力發電裝置。

附圖說明

圖1是示出本發明的實施方式的風力發電裝置的框圖。

圖2是示出圖1的開關電路40-1～40-3的控制的流程圖。

圖3是說明到啟動逆變器為止的逆變器和風力發電裝置的動作的流程圖。

圖4是說明本實施方式的風力發電裝置的動作的序列圖。

具體實施方式

在本實施方式中，以如下方式進行控制：在使用并網用逆變器，將風力發電裝置的輸出并網(Grid?tie)連接到商用電力時，使該逆變器預先具有恒壓輸入特性，使風力發電機的輸出電壓升壓至該逆變器的所需輸入電壓，并且風力發電裝置的輸出電壓維持不取決于風速變化的恒定的輸出電壓。此處，并網連接是指相互連接額定功率不同的發電機或負載。

此外，控制成在使用并網用逆變器將風力發電裝置的輸出并網連接到商用電力時，使風力發電裝置的翼轉速維持預先確定的恒定轉速。

并且，電壓升壓和轉速控制所需的電感使用發電機的電樞繞組。

此外，在使用并網用逆變器將風力發電裝置的輸出并網連接到商用電力時，在該逆變器的動作停止的情況下，將該風力發電機的轉速減少為預定的值，以使輸出電壓減少。

并且，在進行風力發電機的電磁制動動作的情況下，一邊參照轉速一邊階段性擴展占空比幅度。

圖1是示出本發明的實施方式的風力發電裝置的框圖。

在圖1中，控制器1構成通過控制風力發電機2來高效發電的風力發電裝置。

風力發電機2具有永磁鐵21和電樞的三相繞組22，通過整流器23將由于俯仰角固定的風車旋翼20的旋轉而產生的交流電流轉換為直流電流，并將電力提供給逆變器30。另外，風車旋翼20的俯仰角是固定的，因此與可使俯仰角變動的類型或翼變為可倒式的類型相比，其結構比較簡單且故障少，并且容易實現小型且輕量化。

控制器1具有電流A/D轉換部11、電壓A/D轉換部12、旋轉速度計數部13、rpm/power運算部14、計數控制部15、PWM調制部16、34以及控制部35。

電流A/D轉換部11經由電流檢測電路26檢測所述風力發電機2輸出的輸出電流值，并將模擬值轉換為數字值。所述電壓A/D轉換部12經由電壓檢測電路27檢測風力發電機2輸出的輸出電壓值，并將模擬值轉換為數字值。