(57)【要約】【課題】【解決手段】  低騒音、低コストで、制御に関する信頼性の問題点を低減させた、風速の範囲にわたりトリガー条件下でタービンを制御する、風力タービン用の制御構成である。風力タービン内の電気出力発生装置（例えば、交流発電機）により生成されるトルクを調整する制御電子装置により、制御を行う。正常動作時は、最適空気力学的性能と最大電力出力にトルクを調節する。定格出力より強い風では、所望の電力出力レベルを維持するために必要に応じて、制御回路はトルクを低い空気力学的性能に調節する。例えば、強烈な風の中で制御回路の故障と電気出力発生装置のある部分の損失が同時に起きるようなトリガー状態では、巻線を短絡させて電気出力発生装置からのトルク（例えば、別のコントローラにより）を増加させることにより、ブレードの回転を遅らせるように風力タービンを制御する。【選択図】    図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレードと、
動作可能なように前記ブレードに接続される、複数の巻線を有する電力出力装置であって、前記ブレードが回転すると発電をする電力出力装置と、
可変速度で前記電力出力装置を動作させ、かつ風力タービンからの電力出力を空気力学的失速により制御するコントローラと、を備える風力タービンであって、
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加により、前記風力タービンの動作を制御可能である。
【請求項２】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、パルス幅変調を前記電力出力装置の前記複数の巻線の少なくとも１つに加えることを含む請求項１に記載の風力タービン。
【請求項３】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、前記電力出力装置の前記複数の巻線の少なくとも１つを短絡することを含む請求項１に記載の風力タービン。
【請求項４】
前記風力タービンの動作は、停止スイッチを用いて短絡させることにより制御される請求項３に記載の風力タービン。
【請求項５】
前記停止スイッチは、リレーを備える請求項４に記載の風力タービン。
【請求項６】
前記リレーは、常時開である請求項５に記載の風力タービン。
【請求項７】
電流に基づくトルクの増加は、バックアップ回路により発生する請求項１に記載の風力タービン。
【請求項８】
前記バックアップ回路は停止コントローラを備える請求項７に記載の風力タービン。
【請求項９】
前記風力タービンの動作は、電圧源に接続される単一のリレーを用いて、短絡することにより制御される請求項３に記載の風力タービン。
【請求項１０】
前記電圧源は、コンデンサである請求項９に記載の風力タービン。
【請求項１１】
前記風力タービンの動作は、停止コントローラを用いて、短絡することにより制御され、かつ前記単一のリレーは、前記停止コントローラに連結される請求項１０に記載の風力タービン。
【請求項１２】
前記風力タービンは、少なくとも１つのトリガー装置をさらに備え、
前記風力タービンの動作は、少なくとも１つのトリガー装置から受信する信号に従う、電流に基づくトルクの増加により、制御される請求項１に記載の風力タービン。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのトリガー装置は、電圧トリガー装置を備える請求項１２に記載の風力タービン。
【請求項１４】
前記電圧トリガー装置は、ツェナーダイオードを備える請求項１３に記載の風力タービン。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのトリガー装置は、回転速度判断器を備える請求項１２に記載の風力タービン。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのトリガー装置は、前記電力出力装置の前記複数の巻線の少なくとも１つに連結する電流センサを備える請求項１２に記載の風力タービン。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのトリガー装置は、前記電力出力装置の前記複数の巻線の少なくとも１つ用のコネクタに連結する電流センサを備える請求項１６に記載の風力タービン。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのトリガー装置は、前記電力出力装置の前記複数の巻線の少なくとも１つまたは前記電力出力装置の前記複数の巻線の少なくとも１つ用のコネクタに連結する電圧センサを備える請求項１２に記載の風力タービン。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのトリガー装置は、コントローラ故障判定モジュールである請求項１２に記載の風力タービン。
【請求項２０】
前記風力タービンの動作は、前記コントローラから電気的に分離された回路部品を用いて、電流に基づくトルクの増加により、制御される請求項１に記載の風力タービン。
【請求項２１】
前記電力出力装置は、単相である請求項１に記載の風力タービン。
【請求項２２】
前記電力出力装置は、交流発電機である請求項１に記載の風力タービン。
【請求項２３】
前記電力出力装置は、発電機である請求項１に記載の風力タービン。
【請求項２４】
前記複数の巻線の少なくとも１つが故障すると、増加した前記電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクは発生可能である請求項２に記載の風力タービン。
【請求項２５】
前記複数の巻線の少なくとも１つが故障すると、増加した前記電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクは発生可能である請求項３に記載の風力タービン。
【請求項２６】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、パルス幅変調を前記電力出力装置の前記複数の巻線の少なくとも１つに加えることを含み、
前記複数の巻線の少なくとも１つが故障すると、増加した前記電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクは発生可能である請求項２０に記載の風力タービン。
【請求項２７】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、前記電力出力装置の前記複数の巻線の少なくとも１つを短絡することを含み、
前記複数の巻線の少なくとも１つが故障すると、増加した前記電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクは発生可能である請求項２０に記載の風力タービン。
【請求項２８】
前記風力タービンの動作を制御するために付加的な負荷は不要である請求項２６に記載の風力タービン。
【請求項２９】
前記風力タービンの動作を制御するために付加的な負荷は不要である請求項２７に記載の風力タービン。
【請求項３０】
前記電力出力装置はスロットなし巻線部分を備え、
前記複数の巻線は、前記スロットなし巻線部分内に含まれ、
前記スロットなし巻線部分は一般に円形の断面形状を有し、前記スロットなし巻線部分は、前記円形の断面形状の半径方向で、複数の区域に分割され、前記スロットなし巻線部分の各区分は、複数の据え付けられた巻線セットを備え、かつ前記スロットなし巻線部分の区分間の接続を可能にするコネクタを有する請求項１に記載の風力タービン。
【請求項３１】
前記スロットなし巻線部分はコアを備え、
前記コアは複数の区域に分割されて、
分割された前記巻線部分の各区分は、複数の前記コア区分の１つを備える請求項３０に記載の風力タービン。
【請求項３２】
前記複数のコア区分のそれぞれは、成形区分に含まれる請求項３１に記載の風力タービン。
【請求項３３】
前記成形区分は、プラスチックからなる請求項３２に記載の風力タービン。
【請求項３４】
分割された前記巻線部分の区分は、少なくとも１つの連結部品により接続される請求項３０に記載の風力タービン。
【請求項３５】
前記少なくとも１つの連結部品は、回路基板である請求項３４に記載の風力タービン。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの連結部品の１つは、前記巻線部分から電力を出力するための少なくとも１つのリード線を備える請求項３４に記載の風力タービン。
【請求項３７】
前記装置は、複数の相を有し、
前記複数の据え付けられた巻線セットのそれぞれは、前記複数の相の１つに対応する請求項３０に記載の風力タービン。
【請求項３８】
前記複数の据え付けられた巻線セットのそれぞれは、前記複数の相の同じものに対応する少なくとも２つの据え付けられた巻線セットを備える請求項３７に記載の風力タービン。
【請求項３９】
前記複数の相の同じものに対応する前記少なくとも２つの据え付けられた巻線セットの連続対のそれぞれは、直列に接続される請求項３８に記載の風力タービン。
【請求項４０】
直列に接続される前記少なくとも２つの据え付けられた巻線セットの連続対のそれぞれの第１の据え付けられた巻線セットは、直列に接続される前記少なくとも２つの据え付けられた巻線セットの連続対のそれぞれの第２の据え付けられた巻線セットと反対の極性を有する請求項３９に記載の風力タービン。
【請求項４１】
直列に接続される前記少なくとも２つの据え付けられた巻線セットの連続対のそれぞれの第１の据え付けられた巻線セットは、直列に接続される前記少なくとも２つの据え付けられた巻線セットの連続対のそれぞれの第２の据え付けられた巻線セットと同じ極性を有する請求項３９に記載の風力タービン。
【請求項４２】
前記複数の巻線セットのそれぞれは、同じである請求項３０に記載の風力タービン。
【請求項４３】
前記電力出力装置を収容するハウジングをさらに備える請求項１に記載の風力タービン。
【請求項４４】
前記コントローラは、前記ハウジング内に収容される請求項４３に記載の風力タービン。
【請求項４５】
前記風力タービンは、無線装置により制御される請求項１に記載の風力タービン。
【請求項４６】
ブレードと、
動作可能なように前記ブレードに接続される、複数の巻線を有する電力出力装置であって、前記ブレードが回転すると発電をする電力出力装置と、
可変速度で前記電力出力装置を動作させ、かつ風力タービンからの電力出力を空気力学的失速により制御するコントローラと、を備える風力タービンであって、
前記コントローラは、電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加により、前記風力タービンの動作を制御する前記電力出力装置に接続される回路部品を備える。
【請求項４７】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、パルス幅変調を前記電力出力装置の前記複数の巻線の少なくとも１つに加えることを含む請求項４６に記載の風力タービン。
【請求項４８】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、前記電力出力装置の前記複数の巻線の少なくとも１つを短絡させることを含む請求項４６に記載の風力タービン。
【請求項４９】
前記電力出力装置は、単相である請求項４６に記載の風力タービン。
【請求項５０】
前記複数の巻線の少なくとも１つが故障すると、増加した前記電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクは発生可能である請求項４７に記載の風力タービン。
【請求項５１】
前記複数の巻線の少なくとも１つが故障すると、増加した前記電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクは発生可能である請求項４８に記載の風力タービン。
【請求項５２】
前記風力タービンの動作は、前記コントローラから電気的に分離された回路部品を用いて、電流に基づくトルクの増加により制御され、
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、パルス幅変調を前記電力出力装置の前記複数の巻線の少なくとも１つに加えることを含み、
前記複数の巻線の少なくとも１つが故障すると、増加した前記電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクは発生可能である請求項４６に記載の風力タービン。
【請求項５３】
前記風力タービンの動作は、前記コントローラから電気的に分離された回路部品を用いて、増加する電流に基づくトルクにより制御され、
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、前記電力出力装置の前記複数の巻線の少なくとも１つを短絡させることを含み、
前記複数の巻線の少なくとも１つが故障すると、増加した前記電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクは発生可能である請求項４６に記載の風力タービン。
【請求項５４】
前記風力タービンの動作を制御するために付加的な負荷は不要である請求項５２に記載の風力タービン。
【請求項５５】
前記風力タービンの動作を制御するために付加的な負荷は不要である請求項５３に記載の風力タービン。
【請求項５６】
前記電力出力装置はスロットなし巻線部分を備え、
前記複数の巻線は、前記スロットなし巻線部分内に含まれ、
前記スロットなし巻線部分は一般に円形の断面形状を有し、前記スロットなし巻線部分は、前記円形の断面形状の半径方向で、複数の区域に分割され、前記スロットなし巻線部分の各区分は、複数の据え付けられた巻線セットを備え、かつ前記スロットなし巻線部分の区分間の接続を可能にするコネクタを有する請求項４６に記載の風力タービン。
【請求項５７】
前記スロットなし巻線部分はコアを備え、
前記コアは複数の区域に分割されて、
分割された巻線部分の各区分は、複数の前記コア区分の１つを備える請求項５６に記載の風力タービン。
【請求項５８】
前記複数のコア区分のそれぞれは、成形区分に含まれる請求項５７に記載の風力タービン。
【請求項５９】
前記成形区分は、プラスチックからなる請求項５８に記載の風力タービン。
【請求項６０】
分割された前記巻線部分の区分は、少なくとも１つの連結部品により接続される請求項５６に記載の風力タービン。
【請求項６１】
前記少なくとも１つの連結部品は、回路基板である請求項６０に記載の風力タービン。
【請求項６２】
前記少なくとも１つの連結部品の１つは、前記巻線部分から電力を出力するための少なくとも１つのリード線を備える請求項６０に記載の風力タービン。
【請求項６３】
前記装置は、複数の相を有し、
前記複数の据え付けられた巻線セットのそれぞれは、前記複数の相の１つに対応する請求項５６に記載の風力タービン。
【請求項６４】
前記複数の据え付けられた巻線セットのそれぞれは、前記複数の相の同じものに対応する少なくとも２つの据え付けられた巻線セットを備える請求項６３に記載の風力タービン。
【請求項６５】
前記複数の相の同じものに対応する前記少なくとも２つの据え付けられた巻線セットの連続対のそれぞれは、直列に接続される請求項６４に記載の風力タービン。
【請求項６６】
直列に接続される前記少なくとも２つの据え付けられた巻線セットの連続対のそれぞれの第１の据え付けられた巻線セットは、直列に接続される前記少なくとも２つの据え付けられた巻線セットの連続対のそれぞれの第２の据え付けられた巻線セットと反対の極性を有する請求項６５に記載の風力タービン。
【請求項６７】
直列に接続される前記少なくとも２つの据え付けられた巻線セットの連続対のそれぞれの第１の据え付けられた巻線セットは、直列に接続される前記少なくとも２つの据え付けられた巻線セットの連続対のそれぞれの第２の据え付けられた巻線セットと同じ極性を有する請求項６５に記載の風力タービン。
【請求項６８】
前記複数の巻線セットのそれぞれは、同じである請求項６６に記載の風力タービン。
【請求項６９】
前記電力出力装置を収容するハウジングをさらに備える請求項４６に記載の風力タービン。
【請求項７０】
前記コントローラは、前記ハウジング内に収容される請求項６９に記載の風力タービン。
【請求項７１】
前記風力タービンは、無線装置により制御される請求項４６に記載の風力タービン。
【請求項７２】
ブレードと、
動作可能なように前記ブレードに接続される、複数の巻線を有する電力出力装置であって、前記ブレードが回転すると発電をする電力出力装置と、
可変速度で前記電力出力装置を動作させ、かつ風力タービンからの電力出力を空気力学的失速により制御するコントローラと、
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加により、前記風力タービンの動作を制御する前記電力出力装置に連結されるバックアップ回路と、を備える風力タービン。
【請求項７３】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、パルス幅変調を前記電力出力装置の前記複数の巻線の少なくとも１つに加えることを含む請求項７２に記載の風力タービン。
【請求項７４】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、前記電力出力装置の前記複数の巻線の少なくとも１つを短絡させることを含む請求項７２に記載の風力タービン。
【請求項７５】
前記電力出力装置は、単相である請求項７２に記載の風力タービン。
【請求項７６】
風力タービン制御およびバックアップシステムであって、
風力タービンのための電気出力発生装置の複数の巻線に接続可能な制御回路であって、前記風力タービンからの出力を空気力学的失速により制御するために可変速度で前記電力出力発生装置を動作させる制御回路と、
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加により、緊急状態において前記風力タービンの動作を制御する前記電力出力発生装置に連結されるバックアップ回路と、を備えるシステム。
【請求項７７】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、パルス幅変調を前記電力出力発生装置の前記複数の巻線の少なくとも１つに加えることを含む請求項７６に記載の風力タービン。
【請求項７８】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、前記電気出力発生装置の前記複数の巻線の少なくとも１つを短絡させることを含む請求項７６に記載の風力タービン。
【請求項７９】
前記電気出力発生装置は、交流発電機である請求項７６に記載の風力タービン。
【請求項８０】
前記電力出力装置は、単相である請求項７６に記載の風力タービン。
【請求項８１】
風力タービンは、電気出力発生装置と、前記電気出力発生装置に連結される制御回路とを備え、前記電気出力発生装置は複数の巻線を有する、風力タービントリガー動作回路であって、
前記複数の巻線に連結される停止スイッチであって、電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクを増加可能な停止スイッチと、
前記停止スイッチに連結される停止制御モジュールであって、緊急状態が存在するトリガー装置から信号を受信すると、前記停止スイッチにより前記風力タービンを停止させる停止制御モジュールと、を備える風力タービントリガー動作回路。
【請求項８２】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、パルス幅変調を前記電力出力発生装置の前記複数の巻線の少なくとも１つに加えることを含む請求項８１に記載の風力タービン。
【請求項８３】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、前記電気出力発生装置の前記複数の巻線の少なくとも１つを短絡することを含む請求項８１に記載の風力タービン。
【請求項８４】
前記電力出力装置は、単相である請求項８１に記載の風力タービン。
【請求項８５】
風力タービンは、電気出力発生装置と、前記電気出力発生装置に連結される制御回路と、風力タービン速度判断器とを備え、電気出力発生装置は複数の巻線を有する、風力タービントリガー動作回路であって、
前記複数の巻線に連結される停止スイッチであって、電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクを増加可能な停止スイッチと、
前記停止スイッチの動作を制御する停止制御モジュールと、を備える風力タービントリガー動作回路において、
前記停止制御モジュールは、少なくとも１つの所定状態が起きたと判断すると、前記停止スイッチにより前記風力タービンを停止させ、
前記少なくとも１つの所定状態は、前記複数の巻線の故障、前記制御回路の誤動作、および前記風力タービン速度判断器が風力タービン速度が所定の閾値に到達したと判断すること、から選択される。
【請求項８６】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、パルス幅変調を前記複数の巻線の少なくとも１つに加えることを含む請求項８５に記載の風力タービン。
【請求項８７】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、前記複数の巻線の少なくとも１つを短絡することを含む請求項８５に記載の風力タービン。
【請求項８８】
前記電力出力装置は、単相である請求項８５に記載の風力タービン。
【請求項８９】
風力タービンは、電気出力発生装置の複数の巻線に連結される制御回路を備え、前記風力タービンは、巻線センサおよび風力タービン速度判断器をさらに備える、トリガー状態の風力タービンを制御する方法であって、
前記巻線センサにより前記複数の巻線の状態を判断すること、
前記風力タービン速度判断器により前記風力タービンの回転速度を判断すること
前記制御回路の動作状態を判断すること、
前記複数の巻線の少なくとも１つのグループが動作不能であると判断されること、前記制御回路が誤動作したと判断されること、前記風力タービンの回転速度が所定の閾値に到達したと判断することから選択されるトリガー事象が発生すると、前記風力タービンの動作を遅らせるように、電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクを増加させること、からなる方法。
【請求項９０】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、パルス幅変調を前記複数の巻線の故障していない少なくとも１つに加えることを含む請求項８９に記載の方法。
【請求項９１】
電流に基づく前記風力タービンの動作に対抗するトルクの増加は、前記複数の巻線の故障していない少なくとも１つを短絡することを含む請求項８９に記載の方法。
【請求項９２】
前記巻線センサは、電流センサである請求項８９に記載の方法。
【請求項９３】
前記巻線センサは、電圧センサである請求項８９に記載の方法。
【請求項９４】
前記巻線センサは、電力センサである請求項８９に記載の方法。
【請求項９５】
前記巻線センサは、トルクセンサである請求項８９に記載の方法。
【請求項９６】
前記巻線センサは、前記複数の巻線のそれぞれの状態およびそれぞれの接続を感知する請求項８９に記載の方法。
【請求項９７】
前記電力出力装置は、単相である請求項８９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、ここのそのすべてを援用する、２００６年１月２０日付けで出願された「風力タービン用の失速コントローラおよびバックアップ」という名称の出願人の同時係属米国特許暫定出願番号第６０／７６０４０７号に基づく優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、一般に、交流発電機によりトルクを変えて、連結した風力タービンブレードに空気力学的な失速を発生またはトリガーさせることが可能な風力タービン用の失速制御構成に関する。特に、本発明の風力タービンコントローラは、交流発電機の巻線、それに接続するコネクタ、またはコントローラに接続するコネクタが故障した場合、交流発電機に十分なトルクが残り風力タービンを制御するように、通常状態およびあるトリガー状態が発生した場合の両方において失速トルクの発生を可能にする失速制御用の構成を備える。
【背景技術】
【０００３】
商用および住居用に小規模風力タービンを設けることが、当該技術分野で公知である。これら既存のタービンの問題点には、限定ではないが、特に風が弱いあるいは強い状態において電力を制御する必要、規制およびその他の要求条件に対処する構成を提供する必要、また制御システムの故障および／または交流発電機の巻線の少なくともある部分の故障が強い風と同時に発生した場合、あるトリガー条件下でタービンブレードの回転を停止または低下させる必要がある。
【０００４】
電力出力を制御する必要性を満たすために、異なる風の状態において交流発電機のトルクを調節する制御電子装置を用いて失速制御を行うことが公知である。そのような制御電子装置および動作は、個々にそのすべてを援用する、出願人の「風力タービンコントローラ」という名称の米国特許第６７０３７１８号にさらに詳しく記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
緊急状態のタービンブレードの回転を停止させる課題に対する従来技術の解決法としては、ブレードファーリングを用いて強烈な風の中でブレードの回転速度を低減させること、あるいは制御システム故障およびその他の緊急状態の場合に動作する機械的な制動や他の機械的なバックアップ装置を使用することなどがある。
【０００６】
そのような状態においてブレードの回転速度を停止あるいは低減させることに対する従来技術の機械的な取り組みの課題には、騒音の増加（例えば、ブレードの「フラッタ」やファーリングを用いるときの過度の騒音による）、あるいはそのような装置およびシステムの複雑化やコスト増加がある。これらの装置は、複雑になり、信頼性が低下する。
特に、そのようなトリガー状態において動作するシステム、方法、および装置に対して、騒音を最小にして、あまり複雑にせず、信頼性を損なわず、風力タービンのコストを増加させないが、規制およびその他のニーズおよび要求条件を満たすというニーズが、当該分野では残っている。そのようなトリガー状態の必要性を満たし、かつ風の状態の範囲にわたり効率的な動作を可能にする構成も備える風力タービンのさらなる需要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の風力タービン用制御構成は、例えば従来技術の騒音、コスト、ファーリングに関する信頼性の問題、ピッチ変動率、および空力弾性ねじり変動率なしに、風速の全範囲においてタービンの制御を可能にし、また、風力タービンのトルク発生発電機/交流発電機およびそれによる電子制御において多極故障が発生する状態を含むトリガー状態において、タービンの回転を下げるまたは停止させることも可能にする。本発明のこれらの制御構成は、複数の巻線を有する交流発電機またはその他の電気出力発生装置により生成されるトルクを調整する制御電子装置によって、達成される。通常の風の状態時には、最適空気力学的性能および／または風力タービンの最大出力にトルクを調節する。選択された電力より強い風では、所望の電力レベルを維持するために必要に応じて、制御回路はトルクを低い空気力学的性能に調節する。
例えば、１つ以上の制御回路の故障、電気出力発生装置の巻線のある部分の損失、あるいは強烈な風が存在する状態のようなトリガー状態では、巻線の短絡あるいは電流に基づくトルクの増加（例えば、パルス幅変調またはＰＭＷ）（一括して、以下同じ意味で「短絡」ともいう）により電気出力発生装置からのトルクを増加させて、電気出力発生装置をブレーキとしてあるいはタービンブレードの回転を遅らせるように機能させるように、風力タービンを制御する（例えば、風力タービンブレードを低速にする、あるいは停止する）。１つの実施形態において、一次制御は故障した場合、ブレードが失速するように二次制御を短絡させる、または交流発電機/発電機の電流を増加させ、それにより風力タービンを低速にするあるいは停止させる。
【０００８】
本発明のいくつかの実施形態のトリガー事象検知および／または制御構成は、風力タービン制御回路の故障に関する安全性の懸念を低減あるいはなくすように、風力タービン用の検知および／または制御回路の通常動作とは別の回路を備える。その他の実施形態は、そのようなトリガー事象制御構成を通常動作制御回路に内蔵する。トリガー事象制御構成は、例えば、トリガー事象発生の場合に制御構成が電気出力発生装置の巻線の少なくとも１つを短絡させるために自動的に動作する限り、常時開または常時閉であるリレーを備えてもよい。いくつかの実施形態において、常時開であるリレーを用いて、例えば緊急状態が発生した場合、電力を供給して（例えば、充電したコンデンサから）リレーを閉じるように、単一のリレーを作動させることにより、巻線を短絡させる。
いくつかの実施形態において、常時閉であるリレーを用いて、例えば緊急状態が発生した場合、リレーの開状態を維持する電源を除去することにより、リレーを常時閉状態に戻すことを可能にする。
【０００９】
例えば、タービンブレードの回転速度、交流発電機の出力、電気出力発生装置の巻線あるいはそれに接続されるコネクタが動作不可能化どうか、および通常の風力タービン制御電子装置が誤動作したかどうかをモニターする装置および方法により、トリガー事象が存在すると判断してもよい。１つ以上の本発明の風力タービンの制御電子装置あるいはその他の構成を無線により動作させてもよい。
【００１０】
本発明の付加的な優位性および新奇な特徴は、以下の説明においてある程度記述されており、また当該技術分野の技術者には、以下の調査あるいは本発明を実施して学習することにより明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
その典型的な変形例の部分を図１に示す、本発明の風力タービンコントローラは、交流発電機または発電機などの電気出力発生装置１０と、バックアップ制御を行うとともに風力タービンのブレード用のトリガー事象制御構成を設ける関連回路とを備える。装置１０は、通常動作制御用の回路（図１には示さず、例えば図６参照）を備えてもよい。典型的な回路は、整流ブリッジなどの交流−直流（ＡＣ−ＤＣ）変換器、ＤＣ−ＤＣ変換器、およびＤＣ−ＡＣ変換器を備える。さらに、図１に示すように、コントローラは、緊急事態などのトリガー事象が発生した時に、風力タービン動作を遅らせるために交流発電機巻線を短絡させる巻線短絡装置１１（例えば、ラッチングリレー）などのトリガー事象制御構成を備える。そのような巻線短絡装置１１は、例えば、一次回路が故障した後の強烈な風の状態において、動作してもよい。１つの実施形態において、交流発電機１０の巻線が少なくとも２つの分割可能に動作できる巻線区分を備えるように、（例えば、雷の直撃や「機械的な損傷の結果としてそのような巻線における断線の発生により、あるいは巻線に接続するコネクタの故障により）１つ以上（但しすべてではない）の当該区分が故障した場合に、また一次制御回路（例えば、図６参照）の故障などのトリガー事象が発生した場合に、巻線の故障していない最小数の区分が風力タービンブレードの回転を低速にするあるいは止めることが可能なように、さらに、暴走する回転状態あるいはその部品が損傷する状態から、短絡によりタービンを安全な状態にするように、交流発電機１０を設計する。
【００１２】
図１に示す特別な例において、トリガー事象制御構成は、最大安全分離用のその他の電子装置とは別のプリント回路基板（ＰＣＢ）またはその他のモジュールを構成する。
【００１３】
図１において、ＰＣＢは、ブリッジ整流器１５および電圧作動リレー１１を含む。この回路は、一次制御回路において故障が発生した場合に、タービンを停止させる。図１の実施形態において、２８０Ｖツェナーダイオードなどの電圧に基づくトリガー装置１６は、リレー１１を所定の電圧レベルで作動させる。例えば、図１において、ツェナーダイオードは、リレー１１中の１２Ｖコイル１１ａを約２９０Ｖで作動させる。１つの典型的なタービンにおいて、この電圧は、毎分約３８０回転（ＲＰＭ）における交流発電機の単一の巻線の出力に対応する。コイル１１ａが作動すると、リレー１１の接点１１ｂがタービンの出力を短絡させることにより、所定の条件下（例えば、開回路状態において、ある数の巻線またはそれに接続するコネクタ）で十分過ぎるトルクを発生させて、タービンを停止あるいは満足できる（例えば、安全な）レベルに速度を低下させる。作動させると、例えば、自発的なマイクロプロセッサおよび承認された利用者のみが、リレーを開けることができる。図１に示す別の構成は、瞬間的な電圧スパイクがリレー１１を不注意に作動させることを防止する２．３ｋＨｚフィルターである。
【００１４】
図１に示す安全リレーシステムは、安全リレーコイル１１ａを駆動させる単一のリレー１７も備える。充電したコンデンサ１８がリレーコイル１１ａをオンにすることにより、タービンのマイクロプロセッサからリレーコイルを効果的に分離させる。コントローラ１９が一次回路の動作状態を、例えば故障が発生した、および／または停止するようなその他のトリガー事象状態になった判断した後で、この動作を起こしてもよい。ラッチングリレー１１に作動パワーを供給する単一のリレー１７およびコンデンサ１８を用いることにより、一次回路故障の際の安全レベルが増加する。
【００１５】
図１に示すトリガー事象制御構成用の典型的な実施形態は、常時開ラッチングリレーを備える。所定の１つまたは複数のトリガー事象が発生すると、単一のリレーが動作して、それにより、コンデンサから供給された電圧がラッチングリレーを閉じるように作動させることが可能になる。その他の装置、システム、および方法と同様に、適切な条件下で巻線を短絡させるように、常時閉ラッチングリレーを用いてもよい。
【００１６】
図２は、本発明の実施形態において用いる典型的なラッチング回路の回路図を示す。図２に示す回路素子２００は、交流発電機または本発明の風力タービンに関連するその他の電気出力発生装置（例えば、図２の６相巻線装置２０１）の出力に関するすべての発電回路とは独立の回線経路を構成する停止部品を備える。さらに、図２に示す回路素子２００は、コンピュータチップやその他の処理素子や動作論理などの複雑な制御を備えない、あるいはそういった制御に頼らない。
【００１７】
図２において、６相巻線装置２０１の各端部の出力は、３相ブリッジ整流器２０２に接続される。３相ブリッジ整流器２０２の正の出力は、コンデンサ、誘電体、および／またはインダクタなどのフィルター２０３と、あるいはフィルター電流または電圧スパイクまたは整流器２０２の他の瞬間的な高出力をろ過する他の装置と、直列に接続される。フィルター２０３は、ツェナーダイオードなどのダイオード２０４と直列に接続される。次に、ダイオード２０４は、常時開であり電気的にラッチを外すことが不可能なラッチングリレー２１０と直列に接続される。ダイオード２０４は、例えば、リレー２１０内のコイルまたは他のインダクタと接続される。図２に示すように、リレー２１０内の単極双投スイッチを、どちらの端子にもラッチしていない状態で示す。
【００１８】
ラッチングリレー２１０は、トリガーされると、ラッチを外すことができない。従って、例えば、停止状態（例えば、高電圧または高電流事象の発生により単極双投スイッチが端子の１つにラッチする）においてラッチングリレーがトリガーされると、トリガー事象の終了後（例えば、高電圧または高電流事象の終了）にリレー２１０はラッチが外れる状態にならない。従って、例えば、風力タービンの連続して動作させる前に、装置を製造業者や他の評価団体に戻して風力タービンの損傷に対処する必要がある。フィルター２０３およびダイオード２０４は、故障状態を反映しない整流器２０２の瞬間的な電流または電圧スパイクまたは他の瞬間的な高出力がリレー２１０をラッチして風力タービンの動作を不適切に妨げないように動作する。
【００１９】
例えば、常時閉である第２のリレー２２０を設計して回路２００内に接続する。インバータ２１１からの通常入力（例えば、風力タービンを動作させるコンピュータまたは他のプロセッサまたは類似の装置からの制御または動力信号を反映する、図２に示す＋１２Ｖ）により、通常動作条件下ではリレー２２０は閉じることができず、また停止状態が発生した後にインバータ２１１からの入力が連続して存在する場合、あるいは入力が復旧した後では、リレー２２０は開くことができない。
【００２０】
図３は、図２の典型的なラッチング回路用の付加的な構成の回路図を示し、図３の回路３００は、図２の回路２００と動作において同様である。図３において、回路素子３０５は、図２のラッチングリレー２１０と同様なラッチングリレーを示す。３つのリレー３１０、３１１、および３１２は、電気出力発生装置３０５の各端部の出力（例えば、交流発電機の６相巻線の各端部）と接続される。発生装置３０５の巻線対のそれぞれに３つのリレー３１０、３１１、３１２の１つを用いることにより、発生装置３０１の巻線のいずれか１つ（または２つ以上）あるいは常時閉リレー３１０、３１１、３１２のいずれか１つ（または２つ）で起きる故障の種類に関らず（例えば、断線や短絡）、停止制御の冗長性をもたらすことが可能となる。
【００２１】
図４Ａ〜４Ｄは、本発明において使用可能な６巻線の交流発電機の変形例を示す。図４Ａは、６相で７つの接続点を有する６巻線の典型的な交流発電機を示す。図４Ａの交流発電機において、６相のそれぞれは、互いに異なった相である。図４Ａの交流発電機において、多数の接続点または巻線が故障しても（例えば、交流発電機が雷の直撃を受けるなどの壊滅的な事象の結果として、接続点または巻線が断線する）、巻線短絡装置を用いて残りの巻線（例えば、６巻線のうちの２つが機能する状態にある）を短絡させて、交流発電機を停止させることができる。
【００２２】
図４Ｂの典型的な交流発電機も６巻線を備えるが、３相巻線の２対は平行に動作する。すなわち、この典型的な交流発電機においては、３相出力のみが生成される。別法として、この交流発電機における分離した中心接続点Ｃ２とＣ３に対して、中心接続点Ｃ２とＣ３とが単一の中心接続点のみを事実上構成するように接続されてもよい。図４Ａの交流発電機と同様に、図４Ｂの実施形態において、例えば４つの多数の巻線が故障しても、巻線短絡装置を用いて残りの巻線を短絡させて、交流発電機を停止させることができる。
【００２３】
図４Ｂと同様に、図４Ｃの典型的な交流発電機は、３相の６巻線を備える。この変形例では、各巻線レッグの中心点が巻線を６つの区分に分割する。図４Ａと４Ｂの交流発電機と同様に、図４Ｃの実施形態において、例えば４つの多数の巻線が故障しても、巻線短絡装置を用いて残りの巻線を短絡させて、交流発電機を停止させることができる。
【００２４】
図４Ｄは、本発明の実施形態による、図４Ｃと同様ではあるが、中心点接続を有する典型的な交流発電機を示す。
【００２５】
図５は、本発明の実施形態による、使用可能な典型的な風力タービンの種々の部品の断面図を示す。図５に示すように、風力タービン５２０は、交流発電機５３２により発電する。いくつかの実施形態の交流発電機５３２は、図５に示すように、磁石ロータ５３４およびスロットなしステータ５３６を備える。例えば、ステータ５３６は、銅巻線および／または巻線用の別の好適な導電性材料とともに、鋼または他の好適なコア材料により構成され、ハウジング５２２に取付けられる。ロータ５３４は、ブレード５２４の回転とともに、回転する。ロータ５３４は、ロータ５３４に内蔵または取付けられた永久磁石や他の磁界発生源の回転により、変動磁界を発生させる。これらの実施形態において永久磁石を用いると、電池の充電や住宅電力用途などの小規模風力タービンにおいて特に有益である。この取り組みは、巻きつけた電磁界などの磁界励起回路に冗長性を負荷する必要性をなくす。図５に示すタービン５２０のステータ５３６は、スロットなしであり、組み立てた際には鋼（または他の好適な材料）の積層物またはセグメントからなる円筒形である。ステータ５３６の巻線に対してロータ５３４が回転し、ロータに関する磁界がステータ巻線のループを通過することによる磁束の変化の結果として巻線中に電流が励起される。本発明のステータのこの変形例はスロットなし設計であるが、本発明は、その他のステータ設計を用いることができる。いくつかの一般的なステータ設計では、多数の巻線が３相出力用に３つのインダクタ部分を通常構成する。この説明から明らかなように、本発明のいくつかの態様は、ロータ磁界に対して永久磁石を用いる発電機の代わりに、誘導発電機などの他の種類の発電機を同様に良好に機能させることができる。電磁界を用いる場合には、例えば、電磁界にエネルギーを与えるバックアップ回路が必要になることがある。
【００２６】
図５に示す本発明の変形例において、ＡＣ−ＤＣ変換器、ＤＣ−ＤＣ変換器、およびＤＣ−ＡＣ変換器および／またはその他の部品５４０をハウジング５２２内の一端に配置し、取り外し可能なハッチカバー５３０に取付けて、ハウジング５２２にぶつかるあるいは接する空気や他の流体の冷却効果を最大にし、コストを最小にし、特に無線周波数（ＲＦ）波から部品を遮断する。風がハウジング５２２を通過すると、風力タービン５２０のハッチカバー部品５４０から発生する熱が引き離される。いくつかの実施形態において、ハッチカバー５３０は、アルミニウムなどの高熱伝導性材料により構成され、ハッチカバー部品５４０はハッチカバー５３０と直接接して配置されて熱伝導を容易にする。図５の典型的な実施形態のハッチカバー部品５４０は、冷却効果を最大にするためにハウジング５２２の端部に配置されるが、ハッチカバー部品５４０をハウジング５２２内のその他の場所に配置して十分な冷却効果を得てもよい。
【００２７】
ハブ５３８をブレード５２４に取付ける。本発明において、ブレード５２４は、効率および失速特性を最大化しかつ騒音を最小化するように、先細、ねじれ、および曲面設計である。１つの実施形態ではこの設計を用いるが、本発明はその他のブレード設計でも動作する。
【００２８】
図６は、本発明の実施形態による風力タービンにおいて用いる典型的出力変換構成の代表的な図である。図６において、風力タービンの交流発電機６４２は、変動周波数および電圧で、ＡＣ出力を発生する
交流発電機６４２からのＡＣ出力は、１つ以上のダイオードを備える整流器などのＡＣ−ＤＣ変換器６４３を通過する。図示された典型的なＡＣ−ＤＣ変換器は、ダイオードに基づく受動型の整流器であるが、ブリッジや能動型の整流などのその他の整流器あるいはその他の回路を本発明に用いて同様の機能を果たすことができることを理解すべきである。
【００２９】
図６に示す構成のいくつかは、ここにそのすべてを援用する、「風力タービンコントローラ」という名称のＣａｌｌｅｙらの米国特許第６７０３７１８号に記載されたものと同様である。また、２００５年７月１５日付けで出願された「風力タービン」という名称のＤａｖｉｄ  Ｃａｌｌｅｙの同時係属米国特許暫定出願番号第６０／６９９９４０号、およびこれと共に出願された「風力タービンおよび製造方法」という名称の同時係属米国特許暫定出願番号第＿号も、ここに援用される。図６の風力タービンからの出力は、インバータなどのＤＣ−ＡＣ変換器６７０を通過して、選択された電圧および周波数において出力をＡＣに変換する。インバータは、すべての適切な設計のものを用いることができる。図６は、接合トランジスタ（例えば、ＮＰＮトランジスタ）などの４つのスイッチ装置を備えたその一例を示す。電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、ゲートターンオフシリコン制御整流器（ＧＴＯ）、その他のトランジスタ回路、その他の装置、あるいはそれらの組合せなどのその他のスイッチ装置を同様に用いてもよい。スイッチ装置は、適切に制御されて、適切な電圧と周波数において正弦波出力の近似値を発生する。
【００３０】
図６に示す典型的な実施形態において、ＤＣ−ＡＣ変換器は、単相電気システムとともに用いる単相インバータ、または３相システムなどのその他の電気システム用の多相ＤＣ−ＡＣ変換器である。ＤＣ−ＡＣ変換器は、インダクタやその他の装置を備えて変換器からの出力を平滑化してもよい。スイッチ装置を十分に高速で動作させれば、結果として得られる出力の高調波成分は、フィルターリングやその他の出力平滑化装置を省略することが可能なほど十分に低下する。
【００３１】
ＤＣ−ＡＣ変換器６７０中のスイッチ装置は、コントローラ６５４により制御される。コントローラ６５４は、ＤＣ−ＡＣ変換器６７０中のスイッチの動作を調整して、ＡＣ線６５８または他の出力電力受信装置または風力タービンを接続したシステムに対して、適切な電圧および周波数であるＡＣ出力を生成する。随意的に、電圧および周波数モニター６５６は、妥当な場合に、ＡＣ線６５８または他の出力電力受信装置または風力タービンを接続したシステムの電圧および周波数を測定する。
【００３２】
最初に本発明による風力タービンをＡＣ線６５８または他の出力電力受信装置またはシステムに接続すると、例えば、コントローラ６５４は、受信装置またはシステムの電圧、周波数および位相角を最初に測定する。コントローラ６５４は、風力タービンの出力が線６５８または他の出力電力受信装置またはシステム上のＡＣ電力に適応するように、測定値を用いてＤＣ−ＡＣ変換器６７０中のスイッチ装置の動作を制御する。コントローラ６５４は、ＡＣ線６５８または他の出力電力受信装置または電力を伝導すべきシステムの電圧、周波数および位相角を確実に測定するので、図６の風力タービンが最初に動作するとき（例えば、適用される安全基準を順守するための必要事項として）数分までの遅延が発生する。
【００３３】
図７は、本発明の別の実施形態による、典型的な風力タービンの種々の部品の概略図を示し、その典型的な動作を以下に説明する。図７に示すように、タービン制御システムとともに無線周波数通信リンク７００が設けられる。このリンク７００により、利用者は、ＲＦ表示部７０１などにおいて、タービン動作および出力に関する情報にアクセスでき、またタービン動作を制御するための情報を入力できる。例えば、利用者は、タービンによりどのくらいの電力が出力されているかを判断でき、また前の出力情報を見直すことができる（例えば、前年または先月の出力）。１つの実施形態において、交流発電機出力を制御してフル電池充電が完了しているものにさらに充電することを避けるように、ＲＦリンクを用いて電池充電状態情報をコントローラ（例えば、塔の上のＲＦ基板上に置かれたまたは連結された）に送信する。新しいプログラムのアップリンク（例えば、タービン中のプロセッサの動作用の更新ソフトウェアコードをインストールすべきとき）など、ＲＦリンクをその他の目的に用いてもよい。
【００３４】
タービン動作の制御に関しては、法律や基準の要求条件から外れた動作を防ぐように、利用者は制御機能が制限されてもよい。例えば、入力要件および制限（例えば、送電系統への入力する際に必要な電圧および周波数からの最小偏差）のあるＡＣ送電系統にタービンの出力を接続すると、システムはそれらの要件から外れた出力を供給することができない。そのような要件を満足させるために、１つの実施形態においてタービンの初期値を、送電系統に接続することを想定する。基準が適用されない場合には（例えば、利用者が定義した制限ある閉鎖システムに出力を接続する場合）、そのような制限は不適当である。
【００３５】
利用者が選択してもよい一般的な操作には、動作モード（例えば、夜間の動作時の騒音を低減するように若干の電力出力低減）がある。
【００３６】
図８は、本発明の種々の部品の典型的な図を概略的に示す。６巻線８００ａを有する交流発電機８００のアーマチャを示すが、その他の巻線数および限定ではないが図４Ｄに示す交流発電機の巻線回路を備えるその他の回路パターンを用いることも可能である。巻線のそれぞれは、それに関する固有の抵抗とインダクタンスを有する。図８のアーマチャの出力は、交流電力の６相である。ＲＰＭセンサなどの回転速度判断器８０１が、交流発電機８００の回転速度を測定して、その情報を制御モジュール８０２へ随意に供給する。例えば、このＲＰＭ情報を用いて電力および／またはタービンのＲＰＭを制御してもよい。ＲＰＭセンサは、巻線により生成される電流または電圧を単に観測してＲＰＭ信号（例えば、利用者に表示するために）を供給するだけでよい。ＡＣ／ＤＣ変換器（ＡＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＤＣおよびＤＣ／ＡＣ変換器電子装置モジュール８０４中の）は、アーマチャからの交流電流を受けて、出力をＡＣ送電系統や電力用途などに供給する。また、交流発電機からの出力の種々の電気特性（例えば、電流および電圧）を測定するセンサなどの交流発電機出力判断器８０３を設けて、その情報を制御モジュール８０２に送信する。次に、制御モジュール８０２は、ＡＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＤＣおよびＤＣ／ＡＣ変換器電子装置モジュール８０４に情報を供給して、タービンからの出力およびタービンの動作を制御する。
【００３７】
図８にさらに示すように、ラッチングリレーなどの短絡用装置８０６も、ＡＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＤＣおよびＤＣ／ＡＣ変換器電子装置モジュール８０４および停止制御モジュール８０７に連結する。ある所定のトリガー事象（例えば、強烈な風と主回路の故障が同時に発生する）が起きるなどのような、短絡用装置８０６が起動する場合には、短絡用装置８０６は、交流発電機８００の巻線８００ａの全域を短絡させる。交流発電機巻線８００ａの短絡は、次に、交流発電機８００により風力タービンブレードの回転を低下あるいは停止させるのに十分なトルクを発生する。本発明の実施形態において、巻線８００ａの短絡により生成されるトルクは、巻線８００ａの重要部分が故障しても（例えば、巻線の断線や１つ以上の巻線用コネクタのために）、風力タービンブレードの回転を低下あるいは停止させるほど十分に高い。いくつかの実施形態において、停止回路（短絡用装置８０６と停止制御モジュール８０７を備える）は、風力タービンの他の電子装置から最大限に分離されるプリント回路基板または他のモジュールを構成する（例えば、図１その関連説明参照）。
【００３８】
図８の装置において、巻線８００ａの電流または電圧の変化があると判断されると、これは、例えば、完全な故障、部分的な故障、または交流発電機８００中の異常を示す。接続をモニターした結果として、巻線８００ａのいずれかまたは一次回路（例えば、ＡＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＤＣおよびＤＣ／ＡＣ変換器電子装置モジュール８０４）に問題があることが検出でき、例えば、トリガー事象が発生した後に、信号を短絡用装置８０６に送信してブレードの回転を遅らせることができる。
【００３９】
図８に示すタービンの例において、交流発電機巻線８００ａに対して７つの接続点８００ｂをモニターする。７つの接続のいずれかに異常があると判断されると、マイクロプロセッサに基づく停止制御モジュール８０７が、例えば、交流発電機８００の巻線８００ａを短絡させることにより、風力タービンを無能力化にする。
【００４０】
巻線８００ａを短絡させることの一例において、停止制御モジュール８０７は、スイッチやトランジスタなどの短絡用装置８０６に、一次回路の一部を閉じさせる（例えば、図１参照）。短絡用装置８０６は、ＡＣ−ＤＣ変換器（例えば、図１に示すように、ブリッジ整流器１５に近接する回路において）の後に配置することができる。短絡用装置８０６を、例えば、ＡＣ−ＤＣ変換器と交流発電機との間に配置することもできる。
【００４１】
本発明の１つの実施形態において、残りの巻線８００ａを短絡することにより発生させて風力タービンブレードの回転を減少または停止させることが可能な、あるいは約１４０ｍｐｈ以上の風の時にＲＰＭを有効に制御可能な、十分なトルクの残りにより、交流発電機８００のトルクの６０％以上を減らすことが可能である（例えば、６巻線８００ａのうちの４つが故障）。
【００４２】
本発明のトリガー事象制御構成の結果として、その他の大型（例えば、約１００〜約２００ボルトの高電力出力）風力タービンにおいて可変ピッチを与えるために一般的に必要なものや、緊急状態において用いる一般的な小型（例えば、約０〜約５０ボルトの低電力出力）風力タービンのファーリングやフラッタに必要なものなどの冗長性制御用に追加の機械部品が不要である。それゆえ、その他の優位性の中では特に、個別の冗長性停止機構を備えるために、本発明の風力タービンのコスト、複雑さ、および必要なメンテナンスが増加しない。さらに、従来技術のファーリングや空力弾性ねじりと異なり、本発明のトリガー事象制御構成ではさらなる騒音が発生しない。
【００４３】
本発明を好適な実施形態により説明したが、当該分野の技術者には上記好適な実施形態の種々の変形例や変更が本発明の範囲内において実施可能であることが理解されるであろう。その他の実施形態も、明細書の考察からあるいはここに開示された本発明の実施から、当該分野の技術者には明らかであろう。明細書および説明された例は例示目的のみであり、本発明の真の範囲は、次の特許請求の範囲により示されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明の実施形態による、典型的な風力タービンのバックアップ制御回路用バックアップ素子の代表的な図を示す。
【図２】図２は、本発明の実施形態による、バックアップ制御に用いる典型的なラッチング回路の回路図を示す。
【図３】図３は、図２の典型的なラッチング回路に関する付加的な詳細を含む回路図を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明において使用可能な６巻線の交流発電機の典型的な変形例を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明において使用可能な６巻線の交流発電機の典型的な変形例を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明において使用可能な６巻線の交流発電機の典型的な変形例を示す。
【図４Ｄ】図４Ｄは、本発明において使用可能な６巻線の交流発電機の典型的な変形例を示す。
【図５】図５は、本発明の実施形態による、典型的な風力タービンを示す。
【図６】図６は、本発明の実施形態において使用可能な典型的なインバータのブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態による、典型的な風力タービンの種々の部品の概略を示す。
【図８】図８は、本発明の別の実施形態による、典型的な風力タービンの種々の部品の代表的な図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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