专利名称：风车用桨距控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风车用桨距控制装置，该风车用桨距控制装置具有能够对桨距驱动装置的马达施加电力的电池，利用电池的电力来控制叶片的桨距角，使其变更为叶片所承受的风压降低的方向，其中，上述桨距驱动装置对以可旋转的方式设置于风车的主轴部的风车的叶片的桨距角进行变更。
背景技术：
在风车中设置有控制以可旋转的方式设置于风车的主轴部的叶片的桨距角的风车用桨距控制装置。作为这种风车用桨距控制装置，已知如下的一种装置具有能够向对风车的叶片的桨距角进行变更的桨距驱动装置的马达施加电力的电池，利用该电池的电力来控制叶片的桨距角，使其变更为叶片所承受的风压降低的方向(参照专利文献1)。关于该专利文献1所公开的风车用桨距控制装置，在正常运转时，经由电力控制部(221)来接收来自外部电源的电力供给，由此对桨距驱动装置的马达进行驱动，该电力控制部(221)是通过控制针对桨距驱动装置的马达的电力供给来控制马达的运转的马达控制器。另一方面， 在发生停电时，通过电力控制部将对桨距驱动装置的马达进行电力供给的供给源从外部电源切换为电池(220)。并且，控制叶片的桨距角，使得变更为叶片所承受的风压降低的方向 (使得进行叶片的顺桨)。由此，目的在于防止由叶片和主轴部的转速的异常上升所引起的风车的破损。专利文献1 日本特开2003-222070号公报(第5页，第三图)
发明内容
发明要解决的问题专利文献1所公开的风车用桨距控制装置构成为在外部电源发生异常的情况下，通过由电池提供电力来进行将桨距角变更为叶片所承受的风压降低的方向的顺桨。然而，电池因使用频率不同而耐用年数也会发生大的变化，在与预期相反地电池的蓄电能力下降的状态下，担心发生无法进行顺桨而导致风车的破损的情况。另外，在对桨距驱动装置的马达进行控制的马达控制器发生故障的情况下，也担心发生无法进行顺桨而导致风车的破损的情况。本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种风车用桨距控制装置，该风车用桨距控制装置不仅在外部电源发生异常的情况下能够进行顺桨，而且在与预期相反地电池的蓄电能力下降、对桨距驱动装置的马达进行控制的马达控制器发生故障的情况下也能够进行顺桨。用于解决问题的方案用于达成上述目的的第一发明所涉及的风车用桨距控制装置具有能够对桨距驱动装置的马达施加电力的电池，该桨距驱动装置对以能够旋转的方式设置于风车的主轴部的风车的叶片的桨距角进行变更，该风车用桨距控制装置利用上述电池的电力来控制上述叶片的桨距角，使得将该叶片的桨距角变更为上述叶片所承受的风压降低的方向，该风车用桨距控制装置的特征在于，具备马达控制器，其控制上述电池的蓄电和放电，并且根据来自桨距控制器的控制信号来控制上述马达，上述桨距控制器输出用于改变上述叶片的桨距角的上述控制信号；设置作为上述马达的感应马达；切换箱，其能够进行切换，以将提供交流电源的外部电源与上述感应马达相连接或者将上述电池与上述感应马达相连接；第一异常检测部，其检测上述外部电源的异常；以及第二异常检测部， 其检测上述电池或上述马达控制器的异常；其中，上述风车用桨距控制装置进行控制，使得当上述第一异常检测部检测到上述外部电源的异常时，上述切换箱将上述感应马达与上述电池相连接，使上述叶片的桨距角变更为上述叶片所承受的风压降低的方向；当上述第二异常检测部检测到上述电池或上述马达控制器的异常时，上述切换箱将上述感应马达与上述外部电源相连接，使上述叶片的桨距角变更为上述叶片所承受的风压降低的方向。根据本发明，通过设置切换箱，构成为能够在外部电源与电池之间进行切换来对感应马达提供电力。并且，在控制桨距驱动装置的感应马达的马达控制器或电池发生异常的情况下，利用第二异常检测部来进行检测。并且，根据其检测结果，通过切换箱将感应马达与作为交流电源的外部电源相连接，从而进行将桨距角变更为叶片所承受的风压降低的方向的顺桨。另一方面，在外部电源发生异常的情况下，利用第一异常检测部来进行检测， 根据其检测结果，通过切换箱将感应马达与电池相连接，从而进行顺桨。因此，即使在外部电源、电池以及马达控制器中的任一个发生异常的情况下，也能够可靠地进行顺桨，防止因叶片和主轴部的转速的异常上升而引起风车的破损。因而，根据本发明，能够提供如下的一种风车用桨距控制装置不仅在外部电源发生异常的情况下能够进行顺桨，而且在与预期相反地电池的蓄电能力下降、对桨距驱动装置的马达进行控制的马达控制器发生故障的情况下也能够进行顺桨。第二发明所涉及的风车用桨距控制装置的特征在于，在第一发明的风车用桨距控制装置中，上述第二异常检测部具备CPU异常检测部，该CPU异常检测部监视上述马达控制器的CPU，当检测到异常时发送异常信号。根据本发明，作为第二异常检测部设置有CPU异常检测部，因此，在马达控制器中的CPU (Central Processing Unit:中央处理单元)发生异常的情况下，能够迅速且可靠地检测到该异常并进行顺桨。并且，在进行顺桨之后，通过更换发生异常的CPU等能够在不损坏风车的情况下快速实现风车的修复。第三发明所涉及的风车用桨距控制装置的特征在于，在第一发明或第二发明的风车用桨距控制装置中，上述第二异常检测部具备马达控制异常检测部，该马达控制异常检测部监视上述马达控制器对上述感应马达的输出信号，当检测到异常时发送异常信号。根据本发明，作为第二异常检测部设置有马达控制异常检测部，因此在马达控制器对感应马达的输出信号发生异常的情况下，能够迅速且可靠地检测到该异常并进行顺桨。并且，在进行顺桨之后，通过更换发生异常的马达控制器的整体或者一部分等，能够在不损坏风车的情况下快速实现风车的修复。第四发明所涉及的风车用桨距控制装置的特征在于，在第一发明至第三发明的任一个风车用桨距控制装置中，上述第二异常检测部具备功率异常检测部，该功率异常检测部监视对提供至上述感应马达的电力进行控制的功率模块部的温度，当检测到异常时发送异常信号。根据本发明，作为第二异常检测部设置有功率异常检测部，因此，在马达控制器的功率模块部变为高温而发生温度异常的情况下，能够迅速且可靠地检测到该异常并进行顺桨。另外，能够及时防止因来自高温的功率模块部的热而损坏其它设备。并且，在进行顺桨之后，通过更换发生异常的部分等能够在不损坏风车的情况下快速实现风车的修复。第五发明所涉及的风车用桨距控制装置的特征在于，在第一发明至第四发明的任一个风车用桨距控制装置中，上述第二异常检测部具备发送异常检测部，该发送异常检测部监视从上述桨距控制器发送到上述马达控制器的上述控制信号，当检测到异常时发送异常信号。根据本发明，作为第二异常检测部设置有发送异常检测部，因此，在从桨距控制器发送的、用马达控制器接收的控制信号发生异常的情况下，能够迅速且可靠地检测到该异常并进行顺桨。并且，在进行顺桨之后，通过更换发生异常的部分等能够在不损坏风车的情况下快速实现风车的修复。第六发明所涉及的风车用桨距控制装置的特征在于，在第一发明至第五发明的任一个风车用桨距控制装置中，上述第二异常检测部具备控制器自身异常检测部，该控制器自身异常检测部监视上述马达控制器的输出信号和上述感应马达的输出轴的位置，当该输出信号和该输出轴的位置的对应的偏差量的大小超过规定值时，检测到异常并发送异常信号。根据本发明，作为第二异常检测部设置有控制器自身异常检测部，因此，在马达控制器的输出信号与感应马达的输出轴位置之间的偏差变大的情况下，能够迅速且可靠地检测出异常并进行顺桨。并且，在进行顺桨之后，通过更换发生异常的部分等能够在不损坏风车的情况下快速实现风车的修复。第七发明所涉及的风车用桨距控制装置的特征在于，在第一发明至第六发明的任一个风车用桨距控制装置中，对于风车中设置的三片上述叶片分别设置上述马达控制器、 上述电池以及上述第二异常检测部。多个上述第二异常检测部中的至少一个具备控制器相互异常检测部，该控制器相互异常检测部将多个上述马达控制器的输出信号互相比较，当多个上述马达控制器之间的输出信号的偏差量的大小超过规定值时，检测到异常并发送异常信号。根据本发明，作为第二异常检测部设置有控制器相互异常检测部，因此在与三片叶片分别对应的各马达控制器的输出信号中的相互间的偏差变大的情况下，能够迅速且可靠地检测出异常并进行顺桨。并且，在进行顺桨之后，通过更换发生异常的部分等，能够在不损坏风车的情况下快速实现风车的修复。发明的效果根据本发明，能够提供一种风车用桨距控制装置，该风车用桨距控制装置不仅在外部电源发生异常的情况下能够进行顺桨，而且在电池的蓄电能力与预期相反地下降、对桨距驱动装置的马达进行控制的马达控制器发生故障的情况下，也能够进行顺桨。
图1是表示应用本发明的一个实施方式所涉及的风车用桨距控制装置的风车的
5立体 图。图2是放大地示出图1所示的风车中叶片相对于轴毂的安装部分的截面图。图3是表示本发明的一个实施方式所涉及的风车用桨距控制装置的电源供给系统的框图。图4是表示图3所示的风车用桨距控制装置的通信系统的框图。图5是表示图4所示的风车用桨距控制装置的马达控制器单元的结构的框图。
具体实施例方式下面，参照附图来说明用于实施本发明的方式。本发明的实施方式能够广泛应用于如下的风车用桨距控制装置具有能够对桨距驱动装置的马达施加电力的电池，利用电池的电力来控制叶片的桨距角，使其变更为叶片所承受的风压降低的方向，其中，上述桨距驱动装置对以可旋转的方式设置于风车的主轴部的风车的叶片的桨距角进行变更。图1是表示应用本发明的一个实施方式所涉及的风车用桨距控制装置1(下面简称为“桨距控制装置1”)的风车101的立体图。如图1所示，风车101具备塔102、机舱103、 轴毂(主轴部)104以及叶片105等。塔102以从地面起朝铅垂上方延伸的方式进行设置。 机舱103以旋转自如的方式配置在塔102上，以利用未图示的偏航驱动装置在水平面内旋转的方式设置。机舱103的内部配置有未图示的传动轴、发电机等。另外，构成本实施方式的主轴部的轴毂104与上述传动轴相连接，以可旋转的方式设置在机舱103上。并且，设置多片(本实施方式为3片)叶片105，且该叶片105以均等角度、放射状地延伸的方式安装在轴毂104上。另外，叶片105由安装于轴毂104的中空圆筒状的轴部105a和用于迎风的翼部105b构成。图2是将放大地示出叶片105安装于轴毂104的部分的截面图与桨距驱动装置 108和作为该驱动用的马达的感应马达11 一起进行表示的图。在轴毂104上的叶片105的安装部分处形成有开口。各叶片105在其轴部105a的端部处以相向的方式配置于该开口。 并且，各叶片105在其轴部105a经由轴承106被支承在轴毂104上，且以可旋转的方式设置在轴毂104上。另外，轴部105a的被安装在轴毂104的一侧的端部上设置有环齿轮107， 该环齿轮107中设置有被配置在内周侧的内齿(另外，在图2中省略了环齿轮107的内齿的各齿的图示)。环齿轮107构成为以其轴心与轴部105a的轴心一致的方式进行配置，且与构成为减速器的桨距驱动装置108的输出用的小齿轮109啮合。另外，设置3个桨距驱动装置108，其分别与三片叶片105相应地设置，并通过托架110分别安装在轴毂104的安装有叶片105的开口部分的内侧。并且，桨距驱动装置108 与感应马达11相连接，将从感应马达11输入的驱动力减速之后输出到小齿轮109，使叶片 105以其轴心为中心，与啮合于该小齿轮109的环齿轮107 —起相对于轴毂104旋转。由此，桨距驱动装置108构成对叶片105的桨距角进行变更。接着，说明本发明的一个实施方式所涉及的桨距控制装置1。图3是表示桨距控制装置1的电源供给系统的框图。如该图3所示，桨距控制装置1配置在轴毂104内，并且， 桨距控制装置1构成为具备多个(本实施方式为3个)感应马达11 (lla、llb、llc)、多个 (本实施方式为3个)电池12(12a、12b、12c)、多个(本实施方式为3个)马达控制器单元 14(14a、14b、14c)以及第一异常检测部15等。
被设置为3个的感应马达ll(lla、llb、llc)按照如下方式设置分别与改变三片叶片105的各自的桨距角的各桨距驱动装置108相连接，且能够输出用于改变各叶片105 的桨距角的驱动力。被设置为3个的各电池12以能够经由各马达控制器单元14对各感应马达11施加电力的方式进行设置。即，构成为电池12a能够对感应马达1 Ia施加电力、电池12b能够对感应马达lib施加电力、电池12c能够对感应马达Ilc施加电力。另外，经由各马达控制器单元14将经由从机舱103至轴毂104布设的布线50而提供交流电源的外部电源的电力提供至各电池12，由此各电池12进行蓄电。图4是表示桨距控制装置1的通信系统的框图。在此，说明对后述的马达控制器 16输出控制信号的桨距控制器13。图3和图4示出的桨距控制器13构成为具备未图示的CPU(Central Processing Unit 中央处理单元)、存储器等，且与构成为总线的通信线路53相连接，能够经由该通信线路53与后述的马达控制器16进行通信。并且，桨距控制器13根据未图示的风压传感器的风压检测结果来确定用于使叶片105与所承受的风压相应地进行适当旋转的叶片105的目标桨距角。桨距控制器13根据该目标桨距角向通信线路53输出用于改变叶片105的桨距角的控制信号。如上所述地设置3个马达控制器单元14(Ha、14b、Hc)，分别与各感应马达 Il(IlaUlbUlc)相对应地设置。并且，如图5的框图所示，各马达控制器单元14 (Ha、14b、 14c)中分别设置有马达控制器16、切换箱17以及第二异常检测部单元18。图3至图5示出的马达控制器16 (16a、16b、16c)构成为具备CPU (Central Processing Unit :中央处理单元)20、接口电路(I/F电路)21、功率模块部22以及存储器 23等。并且，各马达控制器16以可发送接收的方式与通信线路53相连接，并且还以可通信的方式与感应马达11和电池12相连接(另外，在图4中省略了马达控制器16与电池12 相连接的图示)。马达控制器16进行以下控制来自经由布线50提供的外部电源的电力对电池12 进行蓄电和电池12中蓄积的电力向感应马达11进行放电。即，马达控制器16a控制电池 12a的蓄电和放电，马达控制器16b控制电池12b的蓄电和放电，马达控制器16c控制电池 12c的蓄电和放电。另外，马达控制器16经由通信线路53接收从桨距控制器13输出(发送)的上述控制信号，且根据该控制信号来控制感应马达11的运转。即，根据来自桨距控制器13的控制信号，马达控制器16a控制感应马达11a、马达控制器16b控制感应马达lib、 马达控制器16c控制感应马达11c。另外，通过接口电路21来进行来自桨距控制器13的控制信号的输入、向感应马达 11和电池12的指令信号的输出。另外，存储器23中存储有作为马达控制器16进行处理的程序，并由CPU 20读出并执行该程序，上述马达控制器16控制电池12的蓄电和放电、感应马达11的运转。另外，功率模块部22构成为被设置为功率晶体管模块，控制提供给感应马达11的电力。 图3至图5示出的切换箱17 (17a、17b、17c)被设置为切换外部电源、电池12以及感应马达11之间的连接状态的切换机构，且与提供来自外部电源的电力的布线50、连接电池12的布线51以及连接感应马达11的布线52相连接。由此，构成为能够切换外部电源和电池I2与感应马达11相连接。即切换箱17a构成为能够切换外部电源或电池1 连接于感应马达11a，切换箱17b构成为能够切换外部电源或电池12b连接于感应马达11b，切换箱17c构成为能够切换外部电源或电池12c连接于感应马达11c。另外，各切换箱17以可接收信号的方式与通信线路53相连接。另外，当后述第一异常检测部15、第二异常检测部没有检测到异常而正常运转时，各切换箱17为将外部电源与各感应马达11经由各马达控制器16相连接的状态。图3和图4示出的第一异常检测部15与布线50电连接，并且以能够发送接收信号的方式与通信线路53相连接。并且，第一异常检测部15被设置为检测经由布线50的外部电源的电力供应停止等异常的电路基板。当该第一异常检测部15检测到外部电源的异常时，发送外部电源异常信号并输出到通信线路53。如上所述，当第一异常检 测部15检测到外部电源的异常且发送外部电源异常信号时，经由通信线路53利用各切换箱17来接收该外部电源异常信号。然后，各切换箱17将各感应马达11与电池12相连接(即、将布线51与布线52相连接)。由此，利用电池12的电力来使各感应马达11旋转，以进行将桨距角变更为叶片105所承受的风压降低的方向的顺桨。然后，各感应马达11在成为顺桨状态的规定的旋转角度位置(水平位置)处停止。 另外，在进行了该顺桨的状态(感应马达11在水平位置处停止的状态)下，以叶片105的翼部105b的翼面与风向平行的状态来固定叶片105的桨距角，使得叶片105几乎不承受风压。图3至图5示出的各第二异常检测部单元18 (18a、18b、18c)构成为具备多个电路基板，该多个电路基板分别构成检测电池12或马达控制器16的异常的多个第二异常检测部(24 29)。各第二异常检测部(24 29)以能够发送接收信号的方式与通信线路53相连接。另外，在桨距控制装置1中，作为独立于第二异常检测部单元18而设置的第二异常检测部，还具备图4所示的控制器自身异常检测部19(19a、19b、19c)。另外，如图3至图5 所示，在桨距控制装置1中，分别与风车101中的设置为3片的叶片105相应地具备马达控制器16、电池12以及第二异常检测部(19,24 29)。各第二异常检测部单元18的CPU异常检测部24监视各马达控制器16的CPU 20 的动作状态，当检测到与动作状态有关的异常时，发送CPU异常信号并输出到通信线路53。 另外，例如周期性地对通信线路53输出规定的信号，并由CPU异常检测部24检测该信号是否被恰当地输出，由此进行该CPU异常检测部24对CPU 20的动作状态的监视。各第二异常检测部单元18的马达控制异常检测部25监视各马达控制器16针对各感应马达11的输出信号，当检测到该输出信号的异常时，发送马达控制异常信号并输出到通信线路53。另外，例如从马达控制器16向通信线路53周期性地输出与对感应马达11 输出的输出信号相同的规定的信号，并由马达控制异常检测部25检测该信号是否被恰当地输出，由此进行该马达控制异常检测部25的监视。各第二异常检测部单元18的功率异常检测部26中设置有能够测量各马达控制器 16的功率模块部22的温度的温度传感器(未图示)，来监视功率模块部22的温度。当所测量出的温度超过规定的温度时，该功率异常检测部26检测到功率模块部22的温度异常。 并且，当检测到这种温度异常时，功率异常检测部26发送功率异常信号并输出到通信线路 53。各第二异常检测部单元18的发送异常检测部27监视从桨距控制器13发送到各马达控制器16的控制信号(即、各马达控制器16所接收到的控制信号)，当检测到该控制信号的异常时，发送该发送异常信号并输出到通信线路53。另外，例如以错开时间(附加时差)的方式多次从桨距控制器13发送相同的控制信号，利用发送异常检测部27来比较所接收到的这些控制信号是否相同，由此，进行该发送异常检测部27的监视。另外，除了以错开时间方式多次对一条通信线路53输出相同的控制信号并进行比较的方法之外，还可以实施以下的方法设置多个通信线路，从桨距控制器13分别对这些多个通信线路输出相同的控制信号，利用发送异常检测部27从多个通信线路接收这些控制信号并进行比较。各第二异常检测部单元18的控制器相互异常检测部观构成为分别将多个马达控制器16的输出信号进行互相比较。即，第二异常检测部单元18a的控制器相互异常检测部 28互相比较马达控制器16a的输出信号、马达控制器16b的输出信号以及马达控制器16c 的输出信号。此时，例如利用第二异常检测部单元18a的控制器相互异常检测部观分别进行以下处理马达控制器16a的输出信号与马达控制器16b的输出信号的比较处理、马达控制器16b的输出信号与马达控制器16c的输出信号的比较处理以及马达控制器16c的输出信号与马达控制器16a的输出信号的比较处理。另外，还利用第二异常检测部单元18b和第二异常检测部单元18c的各控制器相互异常检测部28进行与第二异常检测部单元18a的控制器相互异常检测部28的上述比较处理相同的处理。另外，各马达控制器16周期性地对通信线路53输出针对各感应马达11 的输出信号，使得能够利用各控制器相互异常检测部28进行接收。并且，在各控制器相互异常检测部观中进行上述比较处理后、多个马达控制器16之间的输出信号的偏差量的大小超过了规定值时，检测到异常，发送控制器相互异常信号并输出到通信线路53。另外，并不一定要在每个第二异常检测部单元18中分别设置控制器相互异常检测部观，只要在至少一个第二异常检测部单元18中设置控制器相互异常检测部观，就能够检测与多个马达控制器16间的输出信号的偏差有关的异常并发送控制器相互异常信号。各第二异常检测部单元18的电池异常检测部四监视与各电池12中蓄积的电力量或电量的剩余量有关的信号，根据该信号检测各电池12的蓄电能力的异常。另外，上述信号经由各马达控制器16从各电池12周期性地输出到通信线路53。并且，当各电池异常检测部四检测到各电池12的蓄电能力的异常时，发送电池异常信号并输出到通信线路53。图4所示的各控制器自身异常检测部19 (19a、19b、19c)与设置在第二异常检测部单元18中的各第二异常检测部(对 四)同样地被设置为第二异常检测部，但被设置为独立于第二异常检测部单元18而设置的电路基板。该各控制器自身异常检测部19分别与各马达控制器16和旋转位置传感器(未图示)相连接，所述旋转位置传感器安装在各感应马达11上来检测感应马达11的输出轴的旋转位置。并且，各控制器自身异常检测部19监视各马达控制器16的输出信号和各感应马达11的输出轴的位置，当该输出信号和输出轴的位置的对应的偏差量的大小超过规定值时，检测到异常并发送控制器自身异常信号。该控制器自身异常信号经由各马达控制器16输出到通信线路53。如上所述，当利用各第二异常检测部(19J4 四)中的任一个检测到异常时，发送异常信号并输出到通信线路53。即，将CPU异常信号、马达控制异常信号、功率异常信号、 发送异常信号、控制器相互异常信号、电池异常信号以及控制器自身异常信号中的任一异常信号输出到通信线路53。然后，当发送上述任一个异常信号时，经由通信线路53利用各切换箱17接收该异常信号，各切换箱17不经由马达控制器16而直接将各感应马达11与外部电源相连接(即，将布线50与布线52相连接)。由此，利用外部电源的电力使各感应马达11旋转，使得进行将桨距角变更为叶片105所承受的风压降低的方向的顺桨。然后，各感应马达11在成为顺桨的状态的规定的旋转角度位置(水平位置)处停止，并以叶片105 的翼部105b的翼面与风向平行的状态来固定叶片105的桨距角。另外，当切换箱17根据从各第二异常检测部(19、24 29)中的任一个发送来的异常信号直接将感应马达11与外部电源相连接从而使感应马达11旋转时，直到限制开关 (未图示)检测出旋转到规定的旋转角度位置为止，该感应马达11 一直旋转。然后，当利用限制开关进行检测时，感应马达11的制动器(未图示)进行动作，使感应马达11的旋转停止，以叶片105的翼面与风向平行的顺桨状态来固定叶片105的桨距角。
接着，说明通过上述桨距控制装置1进行顺桨时的动作。在外部电源、电池12以及马达控制器16都没有发生异常而正常运转时，根据来自桨距控制器13的控制信号，各马达控制器16控制各感应马达11的运转，驱动各桨距驱动装置108。由此，通过桨距控制装置1来控制各叶片105的桨距角，使得成为与各叶片105所承受的风压相应的桨距角。并且，在外部电源发生异常的情况下，通过第一异常检测部15来检测该异常并发送外部电源异常信号，接收到该外部电源异常信号的各切换箱17将各电池12与各感应马达11相连接，控制各叶片105的桨距角，使得成为顺桨的状态。另外，在各电池12、各马达控制器16发生异常的情况下，由各第二异常检测部(19、24 29)中的任一个检测到该异常并发送异常信号，接收到该异常信号的各切换箱17直接将外部电源与各感应马达11相连接，控制各叶片105的桨距角，使得成为顺桨的状态。这样，即使在外部电源、电池12以及马达控制器16中的任一个发生异常的情况下，都能够可靠地进行顺桨，并防止由叶片105 和轴毂104的转速的异常上升所引起的风车101的破损。如上述说明，根据风车用桨距控制装置1，不仅在外部电源发生异常的情况下能够进行顺桨，而且在与预期相反地电池12的蓄电能力下降、控制桨距驱动装置108的感应马达11的马达控制器16发生故障的情况下，也能够进行顺桨。另外，根据风车用桨距控制装置1，作为第二异常检测部设置CPU异常检测部24， 因此，在马达控制器16的CPU 20发生异常的情况下，能够迅速且可靠地检测该异常并进行顺桨。并且，在进行顺桨之后，通过更换发生异常的CPU 20等，能够在不损坏风车101的情况下快速实现风车的修复。另外，根据风车用桨距控制装置1，作为第二异常检测部设置马达控制异常检测部 25，因此，在针对马达控制器16的感应马达11的输出信号发生异常的情况下，能够迅速且可靠地检测该异常并进行顺桨。并且，在进行顺桨之后，通过更换发生异常的马达控制器16 的整体或者一部分等，能够在不损坏风车101的情况下快速实现风车的修复。另外，根据风车用桨距控制装置1，作为第二异常检测部设置功率异常检测部26， 因此，在马达控制器16的功率模块部22变为高温而发生温度异常的情况下，能够迅速且可靠地检测该异常并进行顺桨。另外，能够及时防止因来自高温的功率模块部22的热而损坏其它设备。另外，根据风车用桨距控制装置1，作为第二异常检测部设置有发送异常检测部 27，因此，在从桨距控制器13发送并用马达控制器16接收的控制信号发生异常的情况下， 能够迅速且可靠地检测该异常并进行顺桨。
另外，根据风车用桨距控制装置1，作为第二异常检测部设置有控制器自身异常检测部19，因此，在马达控制器16的输出信号与感应马达11的输出轴位置之间的偏差变大的情况下，能够迅速且可靠地检测出并进行顺桨。另外，根据风车用桨距控制装置1，作为第二异常检测部设置有控制器相互异常检测部28，因此，在与三片叶片105分别对应的各马达控制器16的输出信号的相互间的偏差变大的情况下，能够迅速且可靠地检测出并进行顺桨。另外，风车用桨距控制装置1构成为使用感应马达11来作为桨距驱动装置108的马达，但在构成为使用直流马达来作为桨距驱动装置108的马达的情况下，会导致马达自身的维护性降低、外径大型化、响应性能劣化之类的问题。另外，在构成为使用无刷马达作为桨距驱动装置108的马达的情况下，存在以下问题虽然马达的维护性良好，但还需要驱动用的控制器。以上，说明了本发明的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，能够在专利的权利要求所述的范围内实施各种变更。例如，能够变更为如下那样来实施。(1)在本实施方式中，以将第一异常检测部独立地设置的结构为例进行了说明，但也可以不按照这种方式。例如，第一异常检测部也可以构成为一体地单元化地设置于桨距控制器，另外，也可以设置于某一个或全部的马达控制器单元。(2)在本实施方式中，以具备多种第二异常检测部的结构为例进行了说明，但也可以不按照该方式，也可以是具备本实施方式所例示的第二异常检测部中的一部分种类的第二异常检测部的结构。另外，在本实施方式中，以将第二异常检测部设置于马达控制器单元的结构和将第二异常检测部独立地设置的结构为例进行了说明，但也可以不按照该方式， 可以将第二异常检测部一体地单元化地设置于桨距控制器。产业上的可利用性本发明能够广泛应用于如下的风车用桨距控制装置具有能够对桨距驱动装置的马达施加电力的电池，利用电池的电力来控制叶片的桨距角，使其变更为叶片所承受的风压降低的方向，上述桨距驱动装置对以可旋转的方式设置于风车的主轴部的风车的叶片的桨距角进行变更。附图标记说明1 风车用桨距控制装置；ll、lla、llb、llc 感应马达；12、12a、12b、12c 电池； 13 桨距控制器；15 第一异常检测部；16、16a、16b、16c 马达控制器；17、17a、17b、17c 切换箱；19、1如、1%、19(3:控制器自身异常检测部(第二异常检测部)；24:CPU异常检测部 (第二异常检测部)；25 马达控制异常检测部(第二异常检测部)；26 功率控制异常检测部(第二异常检测部)；27 发送异常检测部(第二异常检测部)；28 控制器相互异常检测部(第二异常检测部)；29 电池异常检测部(第二异常检测部)；101 风车；104 轴毂(主轴部)；105 叶片；108 桨距驱动装置
权利要求
1.一种风车用桨距控制装置，其具有能够对桨距驱动装置的马达施加电力的电池，该桨距驱动装置对以能够旋转的方式设置于风车的主轴部的风车的叶片的桨距角进行变更， 该风车用桨距控制装置利用上述电池的电力来控制上述叶片的桨距角，使得将该叶片的桨距角变更为上述叶片所承受的风压降低的方向，该风车用桨距控制装置的特征在于，具备马达控制器，其控制上述电池的蓄电和放电，并且根据来自桨距控制器的控制信号来控制上述马达，上述桨距控制器输出用于改变上述叶片的桨距角的上述控制信号；设置作为上述马达的感应马达；切换箱，其能够进行切换，以将提供交流电源的外部电源与上述感应马达相连接或者将上述电池与上述感应马达相连接；第一异常检测部，其检测上述外部电源的异常；以及第二异常检测部，其检测上述电池或上述马达控制器的异常；其中，上述风车用桨距控制装置进行控制，使得当上述第一异常检测部检测到上述外部电源的异常时，上述切换箱将上述感应马达与上述电池相连接，使上述叶片的桨距角变更为上述叶片所承受的风压降低的方向；当上述第二异常检测部检测到上述电池或上述马达控制器的异常时，上述切换箱将上述感应马达与上述外部电源相连接，使上述叶片的桨距角变更为上述叶片所承受的风压降低的方向。
2.根据权利要求1所述的风车用桨距控制装置，其特征在于，上述第二异常检测部具备CPU异常检测部，该CPU异常检测部监视上述马达控制器的 CPU,当检测到异常时发送异常信号。
3.根据权利要求1或2所述的风车用桨距控制装置，其特征在于，上述第二异常检测部具备马达控制异常检测部，该马达控制异常检测部监视上述马达控制器对上述感应马达的输出信号，当检测到异常时发送异常信号。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的风车用桨距控制装置，其特征在于，上述第二异常检测部具备功率异常检测部，该功率异常检测部监视对提供至上述感应马达的电力进行控制的功率模块部的温度，当检测到异常时发送异常信号。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的风车用桨距控制装置，其特征在于，上述第二异常检测部具备发送异常检测部，该发送异常检测部监视从上述桨距控制器发送到上述马达控制器的上述控制信号，当检测到异常时发送异常信号。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的风车用桨距控制装置，其特征在于，上述第二异常检测部具备控制器自身异常检测部，该控制器自身异常检测部监视上述马达控制器的输出信号和上述感应马达的输出轴的位置，当该输出信号和该输出轴的位置的对应的偏差量的大小超过规定值时，检测到异常并发送异常信号。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的风车用桨距控制装置，其特征在于，对于风车中设置的三片上述叶片分别设置上述马达控制器、上述电池以及上述第二异常检测部，多个上述第二异常检测部中的至少一个具备控制器相互异常检测部，该控制器相互异常检测部将多个上述马达控制器的输出信号互相比较，当多个上述马达控制器之间的输出信号的偏差量的大小超过规定值时，检测到异常并发送异常信号。
全文摘要
提供一种风车用桨距控制装置，能够在外部电源异常时、电池蓄电能力下降时、对桨距驱动装置的马达进行控制的马达控制器发生故障时进行顺桨。马达控制器(16)控制电池(12)的蓄电和放电，根据桨距控制器(13)所输出的桨距角变更的控制信号来控制感应马达(11)。切换箱(17)切换作为交流电源而提供的外部电源和电池(12)与感应马达(11)相连接。第一异常检测部(15)检测外部电源的异常，第二异常检测部(19、24～29)检测电池(12)或马达控制器(16)的异常。当第一异常检测部15检测到异常时，将感应马达(11)与电池(12)相连接，当第二异常检测部(19、24～29)检测到异常时，将感应马达(11)与外部电源相连接，从而进行顺桨。
文档编号F03D7/04GK102378860SQ20108001485
公开日2012年3月14日 申请日期2010年3月29日 优先权日2009年4月6日
发明者儿玉晴夫 申请人:纳博特斯克株式会社