风车的间距角控制装置及其方法
阅读：661发布：2020-08-19
专利汇可以提供风车的间距角控制装置及其方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 风 车的间距 角 控制装置及其方法。目的是在风车停止时谋求减少空 气动 力 负载。在输入了风车停止指令的情况下，在使各风车翼(5-1、5-2、5-3)的间距角一致后，使各风车翼(5-1、5-2、5-3)的间距角向 顺桨 位置 移动。，下面是风车的间距角控制装置及其方法专利的具体信息内容。
1.一种风车的间距角控制装置，进行把多个风车翼的间距角分别独立控制的独立间距角控制，其中，
在输入了风车停止指令的情况下，在使各所述风车翼的间距角一致后，把各所述风车翼的间距角向顺桨位置移动。
2.如权利要求1所述的风车的间距角控制装置，其中，在输入了风车停止指令的情况下，从多个所述风车翼中，按照间距角而特别指定代表风车翼，在使代表风车翼的间距角与其他风车翼的间距角一致后，把所述风车翼的各个间距角向顺桨位置移动。
3.如权利要求2所述的风车的间距角控制装置，其中，把间距角最接近顺桨位置的风车翼特别指定作为所述代表风车翼。
4.如权利要求3所述的风车的间距角控制装置，其中，把所述代表风车翼间距角的移动速度设定成比所述代表风车翼以外的风车翼间距角移动速度慢，使所述风车翼以外的风车翼的间距角与所述代表风车翼的间距角一致。
5.如权利要求1到权利要求4任一项所述的风车的间距角控制装置，其中，把所述风车翼的间距角对齐后，由共同的间距角控制指令来控制各个所述风车翼，使所述各个风车翼向顺桨位置移动。
6.一种风车，其中，具备权利要求1到权利要求5所述的风车的间距角控制装置。
7.一种风车的间距角控制方法，进行把多个风车翼的间距角分别独立控制的独立间距角控制，其中，
在输入了风车停止指令的情况下，在使各所述风车翼的间距角一致后，把各所述风车翼的间距角向顺桨位置移动。
风车的间距角控制装置及其方法
技术领域
[0001] 本发明涉及独立控制风车翼间距角的风车的间距角控制装置及其方法。
背景技术
[0002] 现有的风车控制在风速成为停止运转的中断风速以上时和发生加速度和过输出等异常时等，使风车停止。在该风车停止时，使风车翼的间距角度进行从运转状态的位置向顺桨位置的运动(例如参照专利文献1)。
[0003] 专利文献1：特开2006-16984号公报
[0004] 在采用各别控制各风车翼间距角度的独立间距控制方式的情况下，在风车停止时，各风车翼的间距角度并不一定一致。因此，还要考虑使各风车翼分别从不同的间距角度向顺桨位置运动(参照图8)。在这样分别从不同的间距角度向顺桨位置移动时，由于各个风车翼的负载不平衡而有空气动力负载变大的问题。
发明内容
[0006] 为了解决上述课题，本发明采用以下的机构。
[0007] 本发明第一形态是风车的间距角控制装置，进行把多个风车翼的间距角分别独立控制的独立间距角控制，其中，在输入了风车停止指令的情况下，在使各所述风车翼的间距角一致后，把各所述风车翼的间距角向顺桨位置移动。
[0008] 通过这样控制，在输入了风车停止指令的情况下，并且在使各风车翼的间距角一致的状态下，能够使风车翼的间距角移动到顺桨位置。由此，能够减少由间距角的不平衡而引起产生的空气动力负载。
[0009] 在上述风车的间距角控制装置中，在输入了风车停止指令的情况下，也可以从多个所述风车翼中，按照它们的间距角而特别指定代表风车翼，在使代表风车翼的间距角与其他风车翼的间距角一致后，把所述风车翼的各个间距角向顺桨位置移动。
[0010] 从多个风车翼中特别指定代表风车翼，通过控制其他风车翼的间距角以使与该代表风车翼的间距角一致，能够有效地使各风车翼的间距角一致。
[0011] 更具体说就是，例如也可以把间距角最接近顺桨位置的风车翼特别指定作为代表风车翼。
[0012] 这样把间距角最接近顺桨位置的风车翼特别指定作为代表风车翼，使其他风车翼的间距角符合该代表风车翼的间距角，因此能够有效地把风车翼的间距角向顺桨位置移动。
[0013] 在上述风车的间距角控制装置中，也可以把所述代表风车翼间距角的移动速度设定成比所述代表风车翼以外的风车翼间距角移动速度慢，使所述风车翼以外的风车翼的间距角与所述代表风车翼的间距角一致。
[0014] 通过这样使代表风车翼间距角的移动速度比代表风车翼以外的风车翼间距角移动速度慢，则能够一边进行控制使代表风车翼的间距角向顺桨位置靠近，一边使其他风车翼的间距角符合代表风车翼的间距角。由此，与使代表风车翼的间距角停止移动的情况相比，能够缩短移动到顺桨位置所需要的时间。
[0015] 在上述风车的间距角控制装置中，也可以把所述风车翼的间距角对齐后由共同的间距角控制指令来控制各个所述风车翼，使所述各个风车翼向顺桨位置移动。
[0016] 由于把各风车翼的间距角对齐后按照共同的间距角指令来使各风车翼的间距角移动，所以能够使控制简单化，且能够减少对于各风车翼的风力负载。
[0017] 本发明第二形态是具备上述任何风车的间距角控制装置的风车。
[0018] 本发明第三形态是风车的间距角控制方法，进行把多个风车翼的间距角分别独立控制的独立间距角控制，其中，在输入了风车停止指令的情况下，在使各所述风车翼的间距角一致后，把各所述风车翼的间距角向顺桨位置移动。
[0020] 图1是表示本发明一实施例风车概略结构的图；
[0021] 图2是表示本发明一实施例风车的间距角控制装置周边结构的图；
[0022] 图3是表示本发明一实施例风车的间距角控制装置动作流程的图；
[0023] 图4是表示适用本发明一实施例的风车的间距角控制方法时的各风车翼间距角的时间序列变化一例的图；
[0024] 图5是表示适用本发明一实施例的风车的间距角控制方法时的各风车翼间距角的时间序列变化一例的图；
[0026] 图7是表示使各风车翼的间距角不一致而各别控制时的轮毂负载一例的图；
[0027] 图8是表示使各风车翼的间距角不一致而通过各别控制把各风车翼的间距角移动到顺桨位置时的各风车翼间距角的时间序列变化一例的图。
[0028] 符号说明
[0030] 10风车的间距角控制装置 11-1、11-2、11-3驱动装置
具体实施方式
[0031] 以下参照附图说明本发明风车翼的间距角控制方法及其装置以及风车的一实施例。
[0032] 图1是表示本实施例风车概略结构的块图。如图1所示，风车1具有：在基础6上竖立设置的支柱2、设置在该支柱2上端的机舱3、机舱3设置的能够围绕大致水平的轴线旋转的旋翼毂4。旋翼毂4围绕其旋转轴线放射状地安装有三个风车翼5-1、5-2、5-3。由此，从旋翼毂4的旋转轴线方向碰到风车翼5-1、5-2、5-3的风力就被变换成使旋翼毂4围绕旋转轴线旋转的动力。该动力被发电机变换成电能。
[0033] 本实施例的风车的间距角控制装置10(参照图2)例如被收容在机舱3内。间距角控制装置10例如具备：CPU(中央运算处理器)、RAM(RandomAccess Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard DiskDrive)等，CPU实行把被HDD等储存的控制程序由RAM等读出，以实现以下说明的风车翼的间距角控制方法。
[0034] 如图2所示，风车的间距角控制装置10作为输入信息而取得各风车翼5-1、5-2、5-3的实际间距角，作为输出信息而输出各风车翼的间距角指令值θcom+Δθ1、θcom+Δθ2、θcom+Δθ3。
[0035] 上述的θcom是共同间距角，对各风车翼来说是共同的值。Δθ1、Δθ2、Δθ3是由各风车翼决定的调整量，例如按照对于各风车翼的负载和风速、风向等风车的运转环境等来决定。
[0036] 分别把间距角指令值θcom+Δθ1向驱动控制风车翼5-1间距角的驱动装置11-1供给、把间距角指令值θcom+Δθ2向驱动控制风车翼5-2间距角的驱动装置11-2供给、把间距角指令值θcom+Δθ3向驱动控制风车翼5-3间距角的驱动装置11-3供给。由此，各驱动装置11-1、11-2、11-3按照输入的间距角指令值来动作，以控制各风车翼5-1、5-2、5-3的间距角。各驱动装置11-1、11-2、11-3分别由具有流体压缸体等的驱动器等构成。
[0037] 该风车的间距角控制装置10中，在风速成为停止运转的中断风速以上时和发生加速度和过输出等异常时等，利用未图示的其他控制装置来生成风车停止指令，并向风车的间距角控制装置10输入。
[0038] 风车的间距角控制装置10当受到该风车停止指令时，计算为了使各风车翼5-1、5-2、5-3向顺桨位置移动而对于各风车翼5-1、5-2、5-3的间距角指令值。在此，所说的顺桨位置是指风车翼的翼面相对风向而成为大致平行的位置，通过这样而能够变成最不受风力影响的状态。顺桨位置例如能够在成为几乎不受风力影响状态的间距角范围内任意设定，本实施例作为一例是设定为110°。本实施例把风车翼的翼面相对风向大致垂直的位置，换言之，是把最受风的状态定义成的间距角20°。
[0039] 以下参照图3说明在输入了风车停止指令情况下的风车翼的间距角控制方法。
[0040] 首先当输入风车停止指令时，间距角控制装置10比较风车翼5-1、5-2、5-3的实际间距角，判断各风车翼的间距角是否大致一致(图3的步骤SA1)。具体说就是把风车翼的间距角两个两个地进行比较，计算间距角差的部分，判断该差的部分的最大值是否不到预先设定的基准值。
[0041] 该结果在各风车翼的间距角不是大致一致的情况下(图3的步骤SA1中“NO”)，接着，把实际间距角最接近顺桨位置的风车翼特别指定作为代表风车翼(图3的步骤SA2)。由此，把实际间距角最接近110°的风车翼特别指定作为代表风车翼。
[0042] 以下假想风车翼5-1作为代表风车翼被特别指定的情况进行说明。
[0043] 然后，对于代表风车翼即风车翼5-1的调整量Δθ1设定预先设定的最小调整量ΔθIOW，对于其他的风车翼5-2、5-3的调整量Δθ2、Δθ3则设定预先设定的最大调整量ΔθHIGH，这样来决定各风车翼的间距角指令值(图3的步骤SA3)。
[0044] 这时，把相对代表风车翼的间距角差的部分是规定值以下的风车翼，设定成调整量是最小调整量ΔθLOW。把代表风车翼的间距角作为基准，对于间距角处于某一定范围的风车翼，能够抑制间距角差的部分扩大。
[0045] ΔθHIGH，例如优选设定成各驱动装置能力的界限值，或接近界限值的值。通过设定成该值而能够有效且迅速地使代表风车翼以外的风车翼间距角与代表风车翼的间距角一致。最小调整量ΔθLOW，只要设定成比最大调整量小的值便可，例如也可以是零。但通过把最小调整量ΔθLOW设定成零以外的值，则能够一边进行使代表风车翼的间距角向顺桨位置靠近的控制，一边使其他风车翼的间距角符合代表风车翼的间距角，能够使各风车翼有效地移动到顺桨位置。
[0046] 本实施例例如把最小调整量ΔθLOW设定成1(°/s)，把最大调整量ΔθHIGH设定成7(°/s)。
[0047] 然后，把这样设定的各风车翼5-1、5-2、5-3的间距角指令值向各个驱动装置11-1、11-2、11-3输出(图3的步骤SA4)。由此，各驱动装置11-1、11-2、11-3进行根据这些间距角指令值的间距角控制，其结果是各风车翼5-1、5-2、5-3的实际间距角变化。
[0048] 通过反复进行上述处理，各风车翼5-1、5-2、5-3的间距角变成大致一致(步骤SA1中的“YES”)，然后通过对各风车翼5-1、5-2、5-3的调整量Δθ1～Δθ3设定最大调整量ΔθHIGH，而把对于各风车翼5-1、5-2、5-3的间距角指令值设定成共同的值(图3的步骤SA5)。由此，在把各风车翼5-1、5-2、5-3的间距角对齐后，就能够使各风车翼的间距角同步，并且向顺桨位置移动。这时的间距角指令值由于被设定成与驱动装置11-1、11-2、11-3的界限值接近的值，所以有效且迅速地使各风车翼的间距角移动到顺桨位置。
[0049] 在各风车翼5-1、5-2、5-3的间距角在顺桨位置(110°)一致时(图3的步骤SA6中的“YES”)，则本处理完成。
[0050] 如以上说明的那样，根据本实施例的风车的间距角控制装置及其方法，在输入了风车停止指令的情况下，把最接近顺桨位置的(最细微调整侧)风车翼特别指定作为代表风车翼，通过把该代表风车翼的间距角指令值设定成比其他风车翼的间距角指令值小的值，而能够如图4所示那样，使代表风车翼的间距角缓慢移动并且使其他风车翼的间距角迅速移动，而与代表风车翼的间距角一致。在把三个风车翼的间距角对齐后则如图5所示那样，按照共同的间距角指令值来控制各风车翼的间距角，能够使三个风车翼同步地移动到顺桨位置。
[0051] 图6表示按照上述本实施例的风车的间距角控制装置及其方法来控制风车翼的间距角时的轮毂的负载。图7表示例如如图8所示那样使各风车翼的间距角不一致地各别地移动到顺桨位置时的轮毂的负载。图6和图7中，横轴是时间、纵轴是轮毂的负载。图6中的轮毂负载最大值是5458kNm，图7中的轮毂负载最大值是5958kNm。从该结果，通过采用本实施例的风车的间距角控制装置及其方法能够得到减少9％负载的效果。
[0052] 以上，参照附图详述了本发明的实施例，但具体结构并不限定于该实施例，不脱离本发明要旨范围的设计变更等也被包含。
[0053] 例如在本实施例中，在输入了风车停止指令的情况下，也可以把各风车翼的共同间距角θcom设定成零。通过把共同间距角θcom设定成零，而能够把各风车翼由最大调整量ΔθHIGH或最小调整量ΔθLOW来控制。由此，由于能够使代表风车翼的移动速度更缓慢，所以能够更快地使各风车翼的间距角一致。
[0054] 本实施例中把间距角最接近顺桨位置的风车翼决定为代表风车翼，但代替之也可以把其他风车翼决定为代表风车翼，把其他风车翼的间距角与该代表风车翼的对齐。
[0055] 本实施例把代表风车翼的调整量设定为最小调整量，把其他风车翼的调整量设定为最大调整量，但并不限定于该例，在其他风车翼中也可以按照距离顺桨位置远的顺序把调整量阶段性地设定大。即本发明在使风车翼的间距角向顺桨位置移动时，各风车翼的间距角在到达顺桨位置之前、使各风车翼的间距角一致、使一致之后，只要使各风车翼的间距角能够同步地移动便可，关于使风车翼的间距角一致的方法等则能够任意选择。
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