專利名稱：風力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用發(fā)電機將通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電力的風力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
受到近年來的環(huán)境意識的提高，對于親環(huán)境的綠色能源的需求也在高漲。作為代表這種綠色能源的能源之一有風力發(fā)電。風力發(fā)電中將風力轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩，并使用該轉(zhuǎn)矩來進行發(fā)電，因此對環(huán)境的負載較少(例如參考專利文獻I)。風力發(fā)電裝置通常設(shè)置于自然環(huán)境下，基本上將不規(guī)則的風能作為動力進行運轉(zhuǎn)，因此風力發(fā)電裝置的構(gòu)成要件上施加有較大變動的轉(zhuǎn)矩。這種轉(zhuǎn)矩的變動可能縮短風力發(fā)電裝置的構(gòu)成要件的壽命。因此一直以來，例如通過改變風車葉片的角度的漿距控制來實現(xiàn)沖擊的減輕。專利文獻1:日本特表2008-546948號公報然而，漿距控制在移動風車葉片的速度上有限制，很難減輕通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變動(例如，由急劇的風速變化弓I起的轉(zhuǎn)矩變動、或由風車葉片的旋轉(zhuǎn)引起的空氣動力性轉(zhuǎn)矩變動)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種狀況而完成的，其目的在于提供一種能夠降低由通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變動引起的對構(gòu)成要件的機械負載的風力發(fā)電裝置。本發(fā)明的一形態(tài)涉及風力發(fā)電裝置。該風力發(fā)電裝置是用發(fā)電機將通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電力的風力發(fā)電裝置，其具備:動力傳遞系統(tǒng)，其從風車葉片至發(fā)電機；第I減輕機構(gòu)，其減輕施加于動力傳遞系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩變動中由風切變而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變動；及第2減輕機構(gòu)，其減輕施加于動力傳遞系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩變動中非由風切變引起的轉(zhuǎn)矩變動。根據(jù)該形態(tài)，能夠減輕基于風切變而發(fā)生的轉(zhuǎn)矩變動及非起因于風切變的轉(zhuǎn)矩變動。本發(fā)明的另一形態(tài)涉及風力發(fā)電裝置。該風力發(fā)電裝置是用發(fā)電機將通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電力的風力發(fā)電裝置，其具備:增速器，其設(shè)置于從風車葉片向發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩傳遞路徑上；及支承部件，其支承增速器。支承部件的剛性設(shè)定成，從風車葉片至發(fā)電機的動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率偏離風車葉片的轉(zhuǎn)速與風車葉片的葉片片數(shù)之積的自然數(shù)倍及風車葉片的轉(zhuǎn)速。根據(jù)該形態(tài)，能夠減輕與轉(zhuǎn)速對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩變動。本發(fā)明的另一其他形態(tài)涉及風力發(fā)電裝置。該風力發(fā)電裝置具備:發(fā)電機，其將通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電力；及支承部件，其支承所述發(fā)電機，所述支承部件的剛性設(shè)定成，從所述風車葉片至所述發(fā)電機的動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率偏離所述風車葉片的轉(zhuǎn)速與所述風車葉片的葉片片數(shù)之積的自然數(shù)倍及所述風車葉片的轉(zhuǎn)速。本發(fā)明的另一其他形態(tài)涉及風力發(fā)電裝置。該風力發(fā)電裝置是用發(fā)電機將通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電力的風力發(fā)電裝置，其具備:增速器，其設(shè)置于從風車葉片向發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩傳遞路徑上，轉(zhuǎn)矩以輸入軸旋轉(zhuǎn)的形式輸入于該增速器；驅(qū)動器，其能夠控制增速器的姿勢；及控制部，其根據(jù)與通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小相關(guān)的信息，控制驅(qū)動器使增速器沿著輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。根據(jù)該形態(tài)，能夠減輕作用于增速器的構(gòu)成要件的轉(zhuǎn)矩的變動。本發(fā)明的另一其他形態(tài)涉及風力發(fā)電裝置。該風力發(fā)電裝置具備:發(fā)電機，其將通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電力，轉(zhuǎn)矩以輸入軸旋轉(zhuǎn)的形式輸入于該發(fā)電機；驅(qū)動器，其能夠控制所述發(fā)電機的姿勢；及控制部，其根據(jù)與通過所述風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小相關(guān)的信息來控制所述驅(qū)動器，以使所述發(fā)電機沿著所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。另外，以上要件的任意組合或者將本發(fā)明的要件或表達在裝置、方法、系統(tǒng)等之間相互替換的形態(tài)也作為本發(fā)明的形態(tài)是有效的。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠減輕由通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變動引起的對風力發(fā)電裝置的構(gòu)成要件的機械負載。


圖1是第I實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置的側(cè)視圖。圖2 (a)、(b)是表示通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變動的圖。圖3是表示第I實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置的短艙的內(nèi)部的示意圖。圖4是第I實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置的增速器的主視圖。圖5是圖4所示的增速器的右側(cè)的支承機構(gòu)的立體圖。圖6是圖4所示的增速器的右側(cè)的支承機構(gòu)的側(cè)視圖。圖7是表示圖4的控制部的功能及結(jié)構(gòu)的塊圖。圖8 (a)、(b)是第I實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置的增速器的示意主視圖。圖9是通過模擬實驗求出的表示動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率與轉(zhuǎn)矩臂的剛性的關(guān)系的曲線圖。圖10是關(guān)于風力發(fā)電裝置中的轉(zhuǎn)矩的例示性的坎貝爾線圖。圖11是第2實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置的增速器的左側(cè)的支承機構(gòu)的剖視圖。圖12是圖11的A-A線的剖視圖。圖13是第3變形例所涉及的風力發(fā)電裝置的增速器的左側(cè)的支承機構(gòu)的剖視圖。圖中:1-風力發(fā)電裝置,2_支柱,3_短艙,4_旋翼頭,5_風車葉片,6_基底，10-增速器，12-輸入軸，20-發(fā)電機，100-支承機構(gòu)，102-第I襯套，104-第I驅(qū)動器，106-第2襯套，108-第2驅(qū)動器，110-第I臂，112-第2臂，114-控制部。
具體實施方式
以下，對各附圖中所示的相同或等同的構(gòu)成要件、部件附加相同的符號，并適當省略重復說明。并且，為了便于理解，將各附圖中的部件的尺寸適當?shù)胤糯?、縮小而表示。另夕卜，在對各附圖中的實施方式進行說明時，對不重要的一部分部件省略表示。(第I實施方式)圖1是第I實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置I的側(cè)視圖。風力發(fā)電裝置I具備立設(shè)于基底6上的支柱2、設(shè)置于支柱2的上端的短艙3及相對該短艙3旋轉(zhuǎn)自如地組裝的旋翼頭4。旋翼頭4上安裝有多片(例如3片)風車葉片(也稱為風車翼)5。風力發(fā)電裝置I是所謂的恒速運行風車，構(gòu)成為風車葉片5的轉(zhuǎn)速達到預定的額定轉(zhuǎn)速后，風車葉片5以該額定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。圖2 (a)、(b)是表示通過風車葉片5受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變動的圖。圖2 (a)是轉(zhuǎn)矩的頻譜，圖2 (b)是轉(zhuǎn)矩的時序數(shù)據(jù)。本發(fā)明人通過分析圖2 (a)、(b)所代表的轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)，想到應(yīng)減輕的轉(zhuǎn)矩的變動大致有以下2種。(I)由風車葉片5的旋轉(zhuǎn)引起的轉(zhuǎn)矩變動該轉(zhuǎn)矩變動大多是穩(wěn)定的即頻率大致恒定的。例如圖2 (a)的頻譜中，可在與風車葉片5的額定轉(zhuǎn)速對應(yīng)的I次成分30、3次成分32、6次成分34看到峰值。I次成分30將額定轉(zhuǎn)速作為大致中心。3次成分32將額定轉(zhuǎn)速與片數(shù)(=3)之積作為大致中心，6次成分34將額定轉(zhuǎn)速與片數(shù)(=3)之積的2倍作為大致中心。另外，在2次成分或4次成分看不到峰值，這可理解為是由于風車葉片5大致對稱3次(即，使其旋轉(zhuǎn)120度則與其自身重疊)。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了風車葉片5的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩變動的以下關(guān)系。將風車葉片5的轉(zhuǎn)速設(shè)為N、風車葉片的葉片片數(shù)設(shè)為η、P設(shè)為自然數(shù)時，在轉(zhuǎn)矩的頻譜中，有在N及ηΝΡ出現(xiàn)峰值的傾向。這種峰值是因風切變而產(chǎn)生的。即，因在風力發(fā)電裝置I的受風面上風速不均勻而導致轉(zhuǎn)矩發(fā)生變動，這種轉(zhuǎn)矩的變動表現(xiàn)為N及ηΝΡ處的峰值。若轉(zhuǎn)矩變動與系統(tǒng)固有振動頻率重疊，則有發(fā)生共振而使對風力發(fā)電裝置I的構(gòu)成要件的機械負載進一步提高的可能性。(2)由陣風等引起的突發(fā)性轉(zhuǎn)矩變動例如在圖2 (b)的時序數(shù)據(jù)中，除了與上述的I次成分30或3次成分32或者6次成分34對應(yīng)的細微的轉(zhuǎn)矩變動之外，還可看到更長的時間跨度(TimeSpan)的轉(zhuǎn)矩變動。尤其在圖2 (b)中以虛線包圍的部分36、38、40中，在約10秒起至約20秒左右的上升時間內(nèi)轉(zhuǎn)矩增加。本實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置I中，為了有效地降低由上述2種轉(zhuǎn)矩變動引起的對增速器的構(gòu)成要件的機械負載而采用以下3種途徑。(甲)將驅(qū)動器導入于支撐增速器的轉(zhuǎn)矩臂，對應(yīng)轉(zhuǎn)矩而主動地控制驅(qū)動器。根據(jù)該途徑，可降低由主要通過陣風等而產(chǎn)生的突發(fā)性轉(zhuǎn)矩變動引起的機械負載。(乙)導入穩(wěn)定變動用及突發(fā)變動用這2種轉(zhuǎn)矩變動減輕機構(gòu)。根據(jù)該途徑，基于應(yīng)減輕的轉(zhuǎn)矩的變動有上述2種的本發(fā)明人的認知，能夠更精確地進行轉(zhuǎn)矩變動減輕控制。是一種必要時進行必要控制的構(gòu)思。(丙)在轉(zhuǎn)矩臂與短艙3之間設(shè)置彈性體來減輕由風車葉片5的旋轉(zhuǎn)引起的轉(zhuǎn)矩變動其本身。同時，以風車葉片5的旋轉(zhuǎn)與從風車葉片5到發(fā)電機的動力傳遞系統(tǒng)不產(chǎn)生共振的方式確定彈性體的剛性。彈性體的剛性設(shè)定成偏離動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率(A)風車葉片5的轉(zhuǎn)速(N)、及(B)風車葉片5的轉(zhuǎn)速與風車葉片5的葉片片數(shù)之積的自然數(shù)倍(ηΝΡ)。更具體地，在轉(zhuǎn)矩的頻譜中，以固有振動頻率不進入如下范圍的方式?jīng)Q定彈性體的剛性，即以額定轉(zhuǎn)速為大致中心的峰值所對應(yīng)的頻率范圍及以額定轉(zhuǎn)速和葉片片數(shù)之積的自然數(shù)倍為大致中心的峰值所對應(yīng)的頻率范圍。與峰值對應(yīng)的頻率范圍可以為峰值的半峰全寬(full width at half maximum, FffHM) 圖2 (a)的例子中，如下決定彈性體的剛性:動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率成為與I次成分30對應(yīng)的頻率范圍的下限以下；或者，動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率42成為與I次成分30對應(yīng)的頻率范圍的上限和與3次成分32對應(yīng)的頻率范圍的下限之間；或者，動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率44成為與3次成分32對應(yīng)的頻率范圍的上限和與6次成分34對應(yīng)的頻率范圍的下限之間。根據(jù)該途徑，可降低主要由通過風車葉片5的旋轉(zhuǎn)引起的穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩變動所導致的機械負載。

圖3是表示短艙3的內(nèi)部的示意圖。風力發(fā)電裝置I用發(fā)電機20將通過風車葉片5受風7而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩Qf轉(zhuǎn)換成電力。增速器10包含于動力傳遞系統(tǒng)，設(shè)置于從風車葉片5向發(fā)電機20的轉(zhuǎn)矩傳遞路徑上。旋翼頭4與增速器10通過輸入軸12機械連接，輸入轉(zhuǎn)矩Qin (=轉(zhuǎn)矩Qf)以輸入軸12的旋轉(zhuǎn)形式輸入于增速器10。增速器10與發(fā)電機20通過輸出軸14機械連接。增速器10使輸出軸14以低于經(jīng)輸入軸12輸入的輸入轉(zhuǎn)矩Qin的輸出轉(zhuǎn)矩Qout及高于輸入軸12的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機20利用輸出軸14的旋轉(zhuǎn)進行發(fā)電。輸入轉(zhuǎn)矩Qin與輸出轉(zhuǎn)矩Qout的差量(Qin-Qout)產(chǎn)生欲使增速器10的主體圍繞輸入軸12旋轉(zhuǎn)的主體轉(zhuǎn)矩Qb。因此，風力發(fā)電裝置I具有相對于短艙3機械支承增速器10的支承機構(gòu)100，該支承機構(gòu)100將克服主體轉(zhuǎn)矩Qb的即來自短艙3的反作用力傳遞至增速器10。支承機構(gòu)100包括:從輸入軸12側(cè)觀察增速器10時分別安裝于增速器10的左右的第I臂110及第2臂112 ;串聯(lián)設(shè)置于第I臂110與短艙3之間的第I襯套102及第I驅(qū)動器104 ;及串聯(lián)設(shè)置于第2臂112與短艙3之間的第2襯套106及第2驅(qū)動器108。第I襯套102及第2襯套106構(gòu)成減輕施加于動力傳遞系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩變動中基于風切變而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變動的減輕機構(gòu)。第I襯套102、第2襯套106均為了吸收沖擊而由橡膠等剛性比較低的材料形成。如上述，襯套的剛性設(shè)定成動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率偏離額定轉(zhuǎn)速與葉片片數(shù)之積的自然數(shù)倍及額定轉(zhuǎn)速。第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108構(gòu)成減輕施加于動力傳遞系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩變動中非由風切變導致的轉(zhuǎn)矩變動的減輕機構(gòu)。第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108構(gòu)成為能夠協(xié)同作用來控制增速器10相對于輸入軸12的姿勢。設(shè)置于風力發(fā)電裝置I的控制部114基于與轉(zhuǎn)矩Qf的大小相關(guān)的信息，控制第I驅(qū)動器104、第2驅(qū)動器108，使增速器10隨著輸入軸12的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。第I驅(qū)動器104、第2驅(qū)動器108均可以為液壓缸、氣缸等直線驅(qū)動器。圖4是增速器10的主視圖。圖5是圖4所示的增速器10的右側(cè)的支承機構(gòu)的立體圖。圖6是圖4所示的增速器10的右側(cè)的支承機構(gòu)的側(cè)視圖。
第I加速度計120安裝于第I臂110，第2加速度計122安裝于第2臂112。第I加速度計120、第2加速度計122分別測定第I臂110、第2臂112的加速度。用這些加速度計測定的加速度若除去來自第I驅(qū)動器104或第2驅(qū)動器108的提供量，則成為反映測定時的轉(zhuǎn)矩Qf的大小的值。即，基本上若轉(zhuǎn)矩Qf增大則測定出的加速度也增大，若轉(zhuǎn)矩Qf減小則測定出的加速度也減小。對于增速器10的右側(cè)的支承機構(gòu)，第I臂110的一端安裝于增速器10主體，另一端設(shè)置有沿著沿輸入軸12的方向(以下，稱為主軸方向)隔開的2個矩形環(huán)部110a、110b。2個矩形環(huán)部110a、I IOb各自的底邊部分110aa、I IOba插穿作為矩形環(huán)狀部件的第I襯套保持部116的內(nèi)周面116a側(cè)。在第I襯套保持部116的內(nèi)周面116a側(cè)，各底邊部分110aa、IlOba被上下2個第I襯套102夾住。2個第I襯套102安裝于第I襯套保持部116的內(nèi)周面116a。第I襯套保持部116保持總計4個第I襯套102。對于增速器10的左側(cè)的支承機構(gòu)也相同地設(shè)置保持總計4個第2襯套106的第2襯套保持部118。第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108配置成相對于輸入軸12實際對稱。第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108通過控制部114的控制，結(jié)果向相互反方向驅(qū)動。即，當?shù)贗驅(qū)動器104使第I襯套保持部116鉛垂向上移動時，第2驅(qū)動器108使第2襯套保持部118鉛垂向下移動。此時，增速器10從正面觀察時，以輸入軸12為中心向逆時針方向傾斜。增速器10究竟圍繞哪個方向傾斜這取決于輸入軸12的旋轉(zhuǎn)方向。即，輸入軸12從正面觀察時向順時針方向(逆時針方向)旋轉(zhuǎn)時，第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108使增速器10向順時針方向(逆時針方向)傾斜。參考圖5及圖6，第I驅(qū)動器104包括第I前方驅(qū)動器104a與第I后方驅(qū)動器104b，在沿主軸方向隔開的2個部位支承第I襯套保持部116。第I前方驅(qū)動器104a在增速器10的正面?zhèn)认鄬τ诙膛?支承第I襯套保持部116，第I后方驅(qū)動器104b在增速器10的背面?zhèn)认鄬τ诙膛?支承第I襯套保持部116。若將第I襯套保持部及第I襯套看作第I臂的一部分，則可以說第I臂的另一端安裝于第I驅(qū)動器104，第I驅(qū)動器104在沿著輸入軸12隔開的2個部位支承第I臂。第2驅(qū)動器108也具有相同的結(jié)構(gòu)。圖7是表示控制部114的功能及結(jié)構(gòu)的塊圖。這里示出的各塊，硬件方面，能夠用以微型計算機或計算機的CPU (central processing unit)為代表的元件或機械裝置來實現(xiàn)，軟件方面，能夠通過計算機程序等來實現(xiàn)，但在此，描繪出通過它們的聯(lián)合來實現(xiàn)的功能塊。因此，這些功能塊能夠通過硬件、軟件的組合以各種形式實現(xiàn)，這對接觸本說明書的本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是可以理解的?？刂撇?14包括測定結(jié)果獲取部130、風速獲取部132、模式選擇部134及傾斜驅(qū)動部136。測定結(jié)果獲取部130從第I加速度計120及第2加速度計122獲取加速度的測定結(jié)果。風速獲取部132獲取通過以網(wǎng)狀配置于風力發(fā)電裝置I的周圍的風速計測定的風速?；谕ㄟ^測定結(jié)果獲取部130獲取的加速度的測定結(jié)果及通過風速獲取部132獲取的風速中的至少一個，模式選擇部134選擇第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108的控制模式?？刂颇Ｊ桨▽?yīng)轉(zhuǎn)矩Qf的突發(fā)性增加的突發(fā)轉(zhuǎn)矩用控制模式和穩(wěn)定運行時的穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩用控制模式。尤其，模式選擇部134從測定出的加速度除去基于第I驅(qū)動器104或第2驅(qū)動器108的提供量。模式選擇部134將如此處理的加速度的大小與預定的加速度閾值進行比較。模式選擇部134在前者大于后者時選擇突發(fā)轉(zhuǎn)矩用控制模式，在并非如此時選擇穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩用控制模式。進行該比較時，模式選擇部134可以進行基于測定出的風速的校正。加速度閾值與轉(zhuǎn)矩Qf的轉(zhuǎn)矩閾值Qth對應(yīng)，除去基于驅(qū)動器的提供量后的加速度大小大于加速度閾值的情況與轉(zhuǎn)矩Qf的大小超過轉(zhuǎn)矩閾值Qth的情況對應(yīng)。當在模式選擇部134中選擇突發(fā)轉(zhuǎn)矩用控制模式時，傾斜驅(qū)動部136由通過第I加速度計120及第2加速度計122測定出的加速度方向指定輸入軸12的旋轉(zhuǎn)方向。傾斜驅(qū)動部136以使其沿特定的旋轉(zhuǎn)方向(“使增速器10向與輸入軸12的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向傾斜”，或者也可以換句話說成“向轉(zhuǎn)矩降低的方向”)的方式來確定第I驅(qū)動器104、第2驅(qū)動器108各自的驅(qū)動方向。例如，當特定的輸入軸12的旋轉(zhuǎn)方向從增速器10的正面觀察時為順時針方向(逆時針方向)時，將第I驅(qū)動器104的驅(qū)動方向確定為鉛垂向下(鉛垂向上)，將第2驅(qū)動器108的驅(qū)動方向確定為鉛垂向上(鉛垂向下)。傾斜驅(qū)動部136向已確定的方向以預定的速度驅(qū)動各驅(qū)動器。第I驅(qū)動器104的驅(qū)動速度設(shè)定成與第2驅(qū)動器108的驅(qū)動速度相同。另外，風車葉片5的旋轉(zhuǎn)方向已確定時，傾斜驅(qū)動部136無需每次都指定旋轉(zhuǎn)方向。此時，傾斜驅(qū)動部136可以確定第I驅(qū)動器104、第2驅(qū)動器108各自的驅(qū)動方向，以使傾斜驅(qū)動部136沿如上確定的旋轉(zhuǎn)方向。各驅(qū)動器中基于伸縮量的界限值設(shè)定有伸縮量的上限值。若第I驅(qū)動器104的伸縮量及第2驅(qū)動器108的伸縮量中的至少一方達到對應(yīng)的上限值，則傾斜驅(qū)動部136將第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108控制成維持這時的伸縮量。當在模式選擇部134中選擇穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩用控制模式時，傾斜驅(qū)動部136不控制第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108。即，傾斜驅(qū)動部136將第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108設(shè)為無控制狀態(tài)。在該無控制狀態(tài)下，第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108對于以輸入軸12為中心的增速器10主體的旋轉(zhuǎn)具有緩沖作用。例如，液壓缸或氣缸在未被控制的狀態(tài)下對于外力彈性響應(yīng)。第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108可利用這種缸的彈性來實現(xiàn)緩沖作用。并且，設(shè)為若從突發(fā)轉(zhuǎn)矩用控制模式切換成穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩用控制模式，則第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108欲回到平衡位置即伸縮量為零的位置。對于如上構(gòu)成的風力發(fā)電裝置I的動作進行說明。圖8 (a)、(b)是增速器10的示意主視圖。圖8 Ca)表示穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩用控制模式即轉(zhuǎn)矩Qf <轉(zhuǎn)矩閾值Qth時的增速器10的狀態(tài)，圖8 (b)表示突發(fā)轉(zhuǎn)矩用控制模式即轉(zhuǎn)矩Qf >轉(zhuǎn)矩閾值Qth時的增速器10的狀態(tài)。在穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩用控制模式下，第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108分別處于無控制狀態(tài)(固定為無法移動的狀態(tài))，并在平衡位置支承第I臂110及第2臂112。通過第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108的緩沖作用，主體轉(zhuǎn)矩Qb的變動得到緩和。換言之，無控制狀態(tài)的第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108作為對于主體轉(zhuǎn)矩Qb的低通濾波器發(fā)生作用。在突發(fā)轉(zhuǎn)矩用控制模式下，驅(qū)動第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108使增速器10隨著輸入軸12的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。圖8 (b)的例子中，輸入軸12向順時針方向旋轉(zhuǎn)，因此第I驅(qū)動器104以預定的速度收縮，第2驅(qū)動器108以相同的速度伸長。其結(jié)果，增速器10以輸入軸12為中心向順時針方向傾斜。根據(jù)本實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置1，若轉(zhuǎn)矩Qf變大，則增速器10隨著輸入軸12的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。由此，能夠抑制作用于增速器10的動力傳遞系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩因轉(zhuǎn)矩Qf的增大而增大。其結(jié)果，能夠延長增速器10的壽命。通常，有時會有“風速或風向發(fā)生變化的風”瞬間較強地施加于風力發(fā)電裝置的風車葉片。例如，若較強的陣風施加于風車葉片，則較強的加速轉(zhuǎn)矩瞬間施加于增速器的各要件。然而，增速器的前端連結(jié)有高速旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機作為負載，因此由于慣性，增速器的各要件無法瞬間追隨該加速轉(zhuǎn)矩來使旋轉(zhuǎn)速度增大。結(jié)果，當加速轉(zhuǎn)矩的上升急劇時，導致該急劇上升的加速轉(zhuǎn)矩(宛如施加于靜止的各要件那樣)瞬間全部施加于各要件。因此，本實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置I基于第I加速度計120、第2加速度計122的測定結(jié)果，從突發(fā)轉(zhuǎn)矩用控制模式及穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩用控制模式中選擇應(yīng)使用的控制模式。若發(fā)生如上所述的加速轉(zhuǎn)矩的上升，則風力發(fā)電裝置I選擇突發(fā)轉(zhuǎn)矩用控制模式。在突發(fā)轉(zhuǎn)矩用控制模式下，增速器10主體配合輸入軸12的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。因而，如此與增速器10主體傾斜相應(yīng)地能夠降低施加于增速器10的各要件的加速轉(zhuǎn)矩。并且，本實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置I中，基于通過設(shè)置于風力發(fā)電裝置I的周圍的風速計測定的風速來控制第I驅(qū)動器104、第2驅(qū)動器108。因此，能夠更加準確地控制驅(qū)動器。并且，本實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置I中，各驅(qū)動器在沿著輸入軸12隔開的2個部位支承對應(yīng)的襯套保持部。因此，相對于輸入軸12的彎曲，尤其是相對于欲使輸入軸12沿鉛垂面擺動的外力的耐性提高。并且，本實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置I中，在突發(fā)轉(zhuǎn)矩用控制模式下伸長或收縮的驅(qū)動器在穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩用控制模式下欲回到原來的平衡位置。因此，在驅(qū)動器的伸縮量有限的狀況下，能夠更加有效地抑制突發(fā)性轉(zhuǎn)矩變動。并且，本實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置I中，襯套的剛性設(shè)定成動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率不進入與轉(zhuǎn)矩頻譜的峰值對應(yīng)的頻率范圍內(nèi)。因此，能夠抑制風車葉片5的旋轉(zhuǎn)與動力傳遞系統(tǒng)的共振。其結(jié)果，能夠降低施加于動力傳遞系統(tǒng)的機械負載從而延長動力傳遞系統(tǒng)的壽命。并且，本實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置I具備減輕施加于動力傳遞系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩變動中由于風切變而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變動的機構(gòu)、以及減輕施加于動力傳遞系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩變動中非由風切變引起的轉(zhuǎn)矩變動的機構(gòu)兩方。因此，能夠適當?shù)貙?yīng)轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定變動及突發(fā)變動雙方。并且，通過適當?shù)貐^(qū)分使用兩者，能夠更精確地進行轉(zhuǎn)矩變動減輕控制。(第2實施方式)第I實施方式中，對風力發(fā)電裝置I為恒速運行風車的情況進行了說明。第2實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置為所謂的可變速運行風車，構(gòu)成為風車葉片5的轉(zhuǎn)速在一般運行中因風速等而發(fā)生變化。圖9是通過模擬試驗求出的表示動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率與轉(zhuǎn)矩臂的剛性的關(guān)系的曲線圖。如圖9所示，動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率較大地依賴于轉(zhuǎn)矩臂的剛性。因此，通過改變轉(zhuǎn)矩臂的剛性，能夠比較精確地控制固有振動頻率。圖10是關(guān)于風力發(fā)電裝置中的轉(zhuǎn)矩的例示性的坎貝爾線圖。圖10尤其是關(guān)于3片翼的風力發(fā)電裝置的圖。當為如第I實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置I的恒速運行風車時，在風力發(fā)電裝置起動時，風車葉片的轉(zhuǎn)速從O起較快地上升至額定轉(zhuǎn)速Na (箭頭302 )。之后，轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速Na附近穩(wěn)定(箭頭304)。此時，轉(zhuǎn)矩臂的剛性設(shè)定成動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率fd成為額定轉(zhuǎn)速Na和葉片片數(shù)之積(3Na)與該積的2倍(6Na)之間的值f3o即使在轉(zhuǎn)速上升中固有振動頻率fd與高次成分(6N或12N)重疊，也由于轉(zhuǎn)速的上升速度較大，因此由共振產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變動的增大是比較有限的。因此，根據(jù)轉(zhuǎn)速而積極地改變轉(zhuǎn)矩臂的剛性的必要性較低，能夠?qū)⒐逃姓駝宇l率fd設(shè)定成不依賴于轉(zhuǎn)速的值。由此，能夠使減輕基于風切變而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變動的機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單化。當為如第2實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置的可變速運行風車時，一般運行中轉(zhuǎn)速可能較大地變動(箭頭306)。因此，若將固有振動頻率不依賴于轉(zhuǎn)速而設(shè)為恒定，則根據(jù)情況，固有振動頻率與高次成分重疊的狀態(tài)能夠較長地持續(xù)。因此，第2實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置計量風車葉片5的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)矩臂的剛性控制成動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率fv偏離計量出的轉(zhuǎn)速與葉片片數(shù)之積的自然數(shù)倍及計量出的轉(zhuǎn)速。圖10的例子中，轉(zhuǎn)速在O至Nb的范圍內(nèi)時，將固有振動頻率fv設(shè)為f I。此時，Π> 12Nb。轉(zhuǎn)速在Nb至Ne的范圍內(nèi)時，將固有振動頻率fv設(shè)為f2。此時，fl > f2 > 6Nc。轉(zhuǎn)速在Ne至Na的范圍內(nèi)時，將固有振動頻率fv設(shè)為f3。圖11是第2實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置的增速器的左側(cè)的支承機構(gòu)的剖視圖。圖11的截面與主軸方向正交。圖12是圖11的A-A線的剖視圖。雖然未示于圖11及圖12，但風力發(fā)電裝置具備計量風車葉片5的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計。轉(zhuǎn)速計例如可以安裝于增速器的輸入軸或輸出軸。轉(zhuǎn)速計可以使用公知的旋轉(zhuǎn)計量技術(shù)來構(gòu)成。第2臂212的一端安裝于增速器主體，另一端設(shè)置有矩形環(huán)部212a。矩形環(huán)部212a的底邊部分212aa插穿第2襯套保持部218的內(nèi)周面?zhèn)取Ｔ诘?襯套保持部218的內(nèi)周面?zhèn)?，底邊部?12aa通過支承部件而被支承。支承部件分割成多個例如6個部分支承部，各部分支承部構(gòu)成為并列地(或個別地)支承底邊部分212aa。第I部分支承部248包括分割襯套230、及設(shè)置于分割襯套230與底邊部分212aa之間的狀態(tài)切換部246。狀態(tài)切換部246通過來自控制部(未圖示)的指令，將第I部分支承部248的狀態(tài)在參與增速器的支承的支承狀態(tài)與并非如此即不參與增速器的支承的非支承狀態(tài)之間進行切換。狀態(tài)切換部246具有相對于分割襯套230固定的固定部242、設(shè)置于固定部242與底邊部分212aa之間的可動部244、及通過來自控制部的指令取出放入可動部244的剛性切換驅(qū)動器250。通過剛性切換驅(qū)動器250拔出可動部244時，分割襯套230并不將力從第2臂212向短艙3進行傳遞。通過剛性切換驅(qū)動器250插入可動部244時，分割襯套230將力從第2臂212向短艙3進行傳遞，分割襯套230的剛性有助于第2臂212的剛性。其他5個部分支承部與第I部分支承部248相同地構(gòu)成。風力發(fā)電裝置的增速器的右側(cè)的支承機構(gòu)與左側(cè)的支承機構(gòu)相同地構(gòu)成。即，第2實施方式中存在總計12的部分支承部。控制部將支承部件的剛性控制成動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率fv偏離通過轉(zhuǎn)速計計量出的轉(zhuǎn)速與風車葉片5的葉片片數(shù)之積的自然數(shù)倍及通過轉(zhuǎn)速計計量出的轉(zhuǎn)速。尤其，控制部通過控制成為支承狀態(tài)的部分支承部的個數(shù)來離散性地控制支承部件的剛性。例如為了實現(xiàn)如圖10所示的固有振動頻率fv的相對于轉(zhuǎn)速的變化，在通過轉(zhuǎn)速計計量出的轉(zhuǎn)速在O至Nb的范圍內(nèi)時，控制部將所有的12個部分支承部設(shè)為支承狀態(tài)。在計量出的轉(zhuǎn)速在從Nb至Ne的范圍內(nèi)時，控制部將2個部分支承部的可動部拔出并設(shè)為非支承狀態(tài)，將處于支承狀態(tài)的部分支承部的數(shù)量設(shè)為10個。在計量出的轉(zhuǎn)速在Ne至Na的范圍內(nèi)時，控制部將6個部分支承部的可動部拔出并設(shè)為非支承狀態(tài)，將處于支承狀態(tài)的部分支承部的數(shù)量設(shè)為6個。本實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置中，將支承部件的剛性積極地設(shè)定成動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率fv不進入與轉(zhuǎn)矩頻譜的峰值對應(yīng)的頻率范圍。因此，尤其對于可變速運行風車，能夠抑制風車葉片5的旋轉(zhuǎn)與動力傳遞系統(tǒng)的共振。其結(jié)果，能夠降低施加于動力傳遞系統(tǒng)的機械負載來延長動力傳遞系統(tǒng)的壽命。以上，對于實施方式所涉及的風力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)及動作進行了說明。這些實施方式為例示，能夠?qū)λ鼈兊母鳂?gòu)成要件的組合實施各種變形例，并且這些變形例也在本發(fā)明范圍內(nèi)這對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是可以理解的。并且，實施方式彼此的組合也是可能的。即，在第2實施方式中的第2襯套保持部218與短艙3之間可以設(shè)置第I實施方式中的第2驅(qū)動器108。此時，設(shè)置減輕由于風切變而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變動的主動性減輕機構(gòu)及減輕非由于風切變而引起的轉(zhuǎn)矩變動的主動性減輕機構(gòu)。第I實施方式中，對在模式選擇部134中選擇穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩用控制模式時傾斜驅(qū)動部136不對第I驅(qū)動器104及第2驅(qū)動器108進行控制的情況進行了說明，但不限于此。例如，也可在模式選擇部134中選擇穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩用控制模式時，傾斜驅(qū)動部控制第I驅(qū)動器104、第2驅(qū)動器108使增速器10沿著輸入軸12的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。此時，傾斜驅(qū)動部136可以以比在突發(fā)轉(zhuǎn)矩用控制模式下對驅(qū)動器進行驅(qū)動的速度小的速度對驅(qū)動器進行驅(qū)動。即，模式差異可以為驅(qū)動驅(qū)動器的速度差異。第I實施方式中，對將驅(qū)動器導入于增速器10的支承機構(gòu)100的情況進行了說明，但不限于此。例如，當為所謂的無齒風力發(fā)電裝置時，旋翼頭與發(fā)電機以輸入軸直接連結(jié)。這種風力發(fā)電裝置中也能夠適用本實施方式的技術(shù)構(gòu)思。第I變形例所涉及的風力發(fā)電裝置具備:發(fā)電機，其將通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電力，轉(zhuǎn)矩以輸入軸的旋轉(zhuǎn)形式輸入于其中；驅(qū)動器，其能夠控制發(fā)電機相對于輸入軸的姿勢；及控制部，其基于與通過風車受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小相關(guān)的信息，將驅(qū)動器控制成發(fā)電機沿著輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。根據(jù)本變形例，能夠抑制由于轉(zhuǎn)矩Qf的增大而導致作用于發(fā)電機的動力傳遞系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩的增大。其結(jié)果，能夠延長發(fā)電機的壽命。第2變形例所涉及的無齒風力發(fā)電裝置具備將通過風車受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電力的發(fā)電機、及支承發(fā)電機的支承部件。支承部件的剛性設(shè)定成從風車葉片到發(fā)電機的動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率偏離風車葉片的轉(zhuǎn)速與風車葉片的葉片片數(shù)之積的自然數(shù)倍及風車葉片的轉(zhuǎn)速。此時，能夠抑制風車葉片的旋轉(zhuǎn)與動力傳遞系統(tǒng)的共振。另外，可以將第2實施方式的技術(shù)構(gòu)思適用于無齒風力發(fā)電裝置。第I實施方式中，對各驅(qū)動器在沿主軸方向隔開的2個部位支承對應(yīng)的襯套保持部的情況進行了說明，但不限于此，也可以是I個部位，驅(qū)動器也可在沿主軸方向隔開的3個部位以上支承對應(yīng)的襯套保持部。第I實施方式中，對使用第I加速度計120、第2加速度計122測定加速度的情況進行了說明，但不限于此，也可以測定與轉(zhuǎn)矩Qf的大小相關(guān)的信息。例如，可以設(shè)置變位計來代替加速計，或者也可以設(shè)置測力傳感器等荷載傳感器?；蛘哌€可以在輸入軸12上安裝例如摩擦型轉(zhuǎn)矩計。通過該轉(zhuǎn)矩計測定出的輸入轉(zhuǎn)矩Qin為轉(zhuǎn)矩Qf其本身或與轉(zhuǎn)矩Qf的相關(guān)性較高的量。第I實施方式中，對模式選擇部134將測定出的風速用于加速度比較時的校正的情況進行了說明，但不限于此。例如，模式選擇部也可以由測定出的風速來預測轉(zhuǎn)矩Qf。模式選擇部也可以將預測出的轉(zhuǎn)矩Qf與轉(zhuǎn)矩閾值Qth進行比較，當前者大于后者時選擇突發(fā)轉(zhuǎn)矩用控制模式，并非如此時選擇穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩用控制模式。第I實施方式中，對控制部114基于加速度的大小與加速度閾值的大小關(guān)系控制第I驅(qū)動器104、第2驅(qū)動器108的情況進行了說明，但不限于此。例如，控制部可以根據(jù)轉(zhuǎn)矩Qf的大小來決定驅(qū)動器的伸縮量或驅(qū)動速度。第I實施方式中，對第I加速度計120安裝于第I臂110、第2加速度計122安裝于第2臂112的情況進行了說明，但不限于此，加速度計可以安裝于支承機構(gòu)的任意部位。第I實施方式中，對襯套及驅(qū)動器串聯(lián)設(shè)置于臂與短艙之間的情況進行了說明，但不限于此，例如可以不設(shè)置襯套，或者襯套及驅(qū)動器也可以并聯(lián)設(shè)置于臂與短艙之間。圖13是第3變形例所涉及的風力發(fā)電裝置的增速器的左側(cè)的支承機構(gòu)的剖視圖。圖13的截面與主軸方向正交。左側(cè)的支承機構(gòu)包括并聯(lián)設(shè)置于第2臂412與短艙3之間的第2襯套406及第2驅(qū)動器408。第2襯套保持部418保持第2襯套406，且設(shè)置于第2襯套406與短艙3之間。在第2實施方式中，對剛性切換驅(qū)動器250將可動部244取出放入的情況進行了說明，但不限于此，剛性切換驅(qū)動器也可以將分割襯套取出放入。本申請主張基于2012年03月01日申請的日本專利申請第2012-045053號的優(yōu)先權(quán)、2012年02月29日申請的日本專利申請第2012-044377號的優(yōu)先權(quán)、2012年01月16日申請的日本專利申請第2012-006444號的優(yōu)先權(quán)。該申請的全部內(nèi)容通過參考援用于本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種風力發(fā)電裝置，其用發(fā)電機將通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電力，其特征在于，具備: 動力傳遞系統(tǒng)，其從所述風車葉片至所述發(fā)電機； 第I減輕機構(gòu)，其減輕施加于所述動力傳遞系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩變動中由風切變而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變動；及 第2減輕機構(gòu)，其減輕施加于所述動力傳遞系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩變動中非由風切變引起的轉(zhuǎn)矩變動。
2.如權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述第I減輕機構(gòu)包括參與所述動力傳遞系統(tǒng)的支承的支承部件，所述第2減輕機構(gòu)包括驅(qū)動器。
3.如權(quán)利要求2所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述動力傳遞系統(tǒng)包括增速器，所述支承部件支承所述增速器， 所述支承部件的剛性設(shè)定成，所述動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率偏離所述風車葉片的轉(zhuǎn)速與所述風車葉片的葉片片數(shù)之積的自然數(shù)倍及所述風車葉片的轉(zhuǎn)速。
4.如權(quán)利要求2所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述支承部件支承所述發(fā)電機， 所述支承部件的剛性設(shè)定成，所述動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率偏離所述風車葉片的轉(zhuǎn)速與所述風車葉片的葉片片數(shù)之積的自然數(shù)倍及所述風車葉片的轉(zhuǎn)速。
5.如權(quán)利要求2所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述動力傳遞系統(tǒng)包括增速器，轉(zhuǎn)矩以輸入軸旋轉(zhuǎn)的形式輸入于該增速器，所述驅(qū)動器控制所述增速器的姿勢， 所述第2減輕機構(gòu)進一步包括控制部， 該控制部根據(jù)與通過所述風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小相關(guān)的信息來控制所述驅(qū)動器，以使所述增速器沿著所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。
6.如權(quán)利要求2所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于， 轉(zhuǎn)矩以輸入軸旋轉(zhuǎn)的形式輸入于所述發(fā)電機，所述驅(qū)動器控制所述發(fā)電機的姿勢， 所述第2減輕機構(gòu)進一步包括控制部， 該控制部根據(jù)與通過所述風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小相關(guān)的信息來控制所述驅(qū)動器，以使所述發(fā)電機沿著所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。
7.一種風力發(fā)電裝置，其用發(fā)電機將通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電力，其特征在于，具備: 增速器，其設(shè)置于從所述風車葉片向所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩傳遞路徑上；及 支承部件，其支承所述增速器， 所述支承部件的剛性設(shè)定成，從所述風車葉片至所述發(fā)電機的動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率偏離所述風車葉片的轉(zhuǎn)速與所述風車葉片的葉片片數(shù)之積的自然數(shù)倍及所述風車葉片的轉(zhuǎn)速。
8.如權(quán)利要求7所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于， 該風力發(fā)電裝置構(gòu)成為，在所述風車葉片的轉(zhuǎn)速達到預定的額定轉(zhuǎn)速后，所述風車葉片以該額定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所述支承部件的剛性設(shè)定成，所述動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率偏離額定轉(zhuǎn)速與所述風車葉片的葉片片數(shù)之積的自然數(shù)倍及額定轉(zhuǎn)速。
9.如權(quán)利要求7所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于，進一步具備: 計量部，其計量所述風車葉片的轉(zhuǎn)速；及 剛性控制部，其將所述支承部件的剛性控制成所述動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率偏離通過所述計量部計量出的轉(zhuǎn)速與所述風車葉片的葉片片數(shù)之積的自然數(shù)倍及通過所述計量部計量出的轉(zhuǎn)速。
10.如權(quán)利要求9所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述支承部件包括多個部分支承部，且該部分支承部構(gòu)成為形成參與所述增速器的支承的第I狀態(tài)及不參與所述增速器的支承的第2狀態(tài)， 所述剛性控制部通過控制形成第I狀態(tài)的部分支承部的個數(shù)來控制所述支承部件的剛性。
11.如權(quán)利要求7 10中任一項所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述支承部件的剛性設(shè)定成所述動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率處于所述風車葉片的轉(zhuǎn)速與所述風車葉片的葉片片數(shù)之積與該積的2倍之間。
12.—種風力發(fā)電裝置，其 特征在于，具備: 發(fā)電機，其將通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電力 '及 支承部件，其支承所述發(fā)電機， 所述支承部件的剛性設(shè)定成，從所述風車葉片至所述發(fā)電機的動力傳遞系統(tǒng)的固有振動頻率偏離所述風車葉片的轉(zhuǎn)速與所述風車葉片的葉片片數(shù)之積的自然數(shù)倍及所述風車葉片的轉(zhuǎn)速。
13.一種風力發(fā)電裝置，其用發(fā)電機將通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電力，其特征在于，具備: 增速器，其設(shè)置于從所述風車葉片向所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩傳遞路徑上，轉(zhuǎn)矩以輸入軸旋轉(zhuǎn)的形式輸入于該增速器； 驅(qū)動器，其能夠控制所述增速器的姿勢 '及 控制部，其根據(jù)與通過所述風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小相關(guān)的信息來控制所述驅(qū)動器，以使所述增速器沿著所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。
14.如權(quán)利要求13所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述控制部根據(jù)設(shè)置在包括所述驅(qū)動器的所述增速器的支承機構(gòu)上的加速度計或變位儀的計量值來控制所述驅(qū)動器。
15.如權(quán)利要求13或14所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述控制部根據(jù)通過設(shè)置于該風力發(fā)電裝置的周圍的風速計測定得到的風速來控制所述驅(qū)動器。
16.如權(quán)利要求13 15中任一項所述的風力發(fā)電裝置,其特征在于， 該風力發(fā)電裝置進一步具備臂，且該臂的一端安裝于所述增速器，該臂的另一端安裝于所述驅(qū)動器， 所述驅(qū)動器在沿著所述輸入軸隔開的至少2個部位支承所述臂。
17.如權(quán)利要求13 16中任一項所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于，所述控制部以如下方式控制所述驅(qū)動器，即當與通過所述風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小相關(guān)的信息超過閾值時，所述增速器沿著所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向傾斜， 在所述控制部不控制所述驅(qū)動器時，所述驅(qū)動器對于所述增速器圍繞所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)具有緩沖作用。
18.如權(quán)利要求13 17中任一項所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述驅(qū)動器包括設(shè)置在關(guān)于所述輸入軸實際對稱的2個部位處的第I直線驅(qū)動器與第2直線驅(qū)動器， 所述控制部通過將所述第I直線驅(qū)動器與所述第2直線驅(qū)動器向相互反方向驅(qū)動，從而使所述增速器傾斜。
19.一種風力發(fā)電裝置，其特征在于，具備: 發(fā)電機，其將通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電力，轉(zhuǎn)矩以輸入軸旋轉(zhuǎn)的形式輸入于該發(fā)電機； 驅(qū)動器，其能夠控制所述發(fā)電機的姿勢；及 控制部，其根據(jù)與通過所述風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小相關(guān)的信息來控制所述驅(qū)動器，以使所述發(fā)電機沿著所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種風力發(fā)電裝置，其降低由通過風車葉片受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變動引起的對構(gòu)成要件的機械負載。本發(fā)明的風力發(fā)電裝置用發(fā)電機(20)將通過風車葉片(5)受風而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電力。風力發(fā)電裝置具備動力傳遞系統(tǒng)，其從風車葉片(5)到發(fā)電機(20)；第1減輕機構(gòu)，其減輕施加于動力傳遞系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩變動中由于風切變而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變動；及第2減輕機構(gòu)，其減輕施加于動力傳遞系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩變動中非由風切變而引起的轉(zhuǎn)矩變動。
文檔編號F03D9/00GK103206347SQ201310013689
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者岡田真三, 杉山文乃, 佐藤泰正 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社