(57)【要約】【課題】  正常運転時の回転羽根角度の最適な調節が、電気回路網故障などの各種の運転障害時に可能にした風力エネルギー設備を提供する。【解決手段】  調整可能な回転羽根１４を有するロータ１２と、ロータ及び電気回路網２５と連結できる発電機と、コンバータ２４を介して電気回路網と連結される直流電動機２３を有する羽根変位駆動系２０からなる回転羽根調節装置と、コンバータに連結される羽根変位駆動系の制御を行う制御装置３３と、電気回路網の故障時に羽根変位駆動系への電力供給を保障する直流電源３１とを有する風力エネルギー設備１０において、直流電源は羽根変位駆動系に直接又はコンバータを介して連結でき、優先的には直流電源はコンバータを介して羽根変位駆動系へ間接的に連結され、コンバータは電気回路網からの交流電圧又は直流電源からの直流電圧を変換するように構成されている。【選択図】        図  ２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角度調節可能な少なくとも１つの回転羽根（１４）を有するロータ（１２）と、電力生成のためロータ（１２）と直接に又は間接的に連結でき且つ電力の供給のため電気回路網（２５）と直接に又は間接的に連結できる発電機と、コンバータ（２４）を介して電気回路網（２５）と連結される少なくとも１の直流電動機（２３）を有する少なくとも１つの羽根変位駆動系（２０）からなり回転羽根（１４）の角度を調節する少なくとも１つの回転羽根調節装置と、コンバータ（２４）に連結され羽根変位駆動系（２０）の制御及び／又は調節を行う制御装置（３３）と、電気回路網（２５）の故障時に羽根変位駆動系（２０）への電力供給を保証する直流電源（３１）とを有する風力エネルギー設備（１０）において、直流電源（３１）が、羽根変位駆動系（２０）に直接に連結できるか、コンバータ（２４）を介して羽根変位駆動系（２０）に間接的に連結でき、直流電源（３１）が、優先的に、コンバータ（２４）を介して羽根変位駆動系（２０）に間接的に連結でき、コンバータ（２４）が、電気回路網（２５）から来る交流電圧及び直流電源（３１）から来る直流電圧を変換するように構成されていることを特徴とする風力エネルギー設備（１０）。
【請求項２】
コンバータ（２４）の故障時にのみ、直流電源（３１）を羽根変位駆動系（２０）に直接に連結することを特徴とする請求項１に係る風力エネルギー設備（１０）。
【請求項３】
直流電源（３１）を羽根変位駆動系（２０）と間接的に連結する場合、制御装置（３３）の後段に設置でき、制御装置（３３）において形成できるか制御装置（３３）に供給できる運転障害モードを使用する制御装置（３０）を介して羽根変位駆動系（２０）を制御できることを特徴とする請求項１に係る風力エネルギー設備（１０）。
【請求項４】
設備（１０）の停止時、同時に、電気回路網（２５）の故障時且つ直流電源（３１）を羽根変位駆動系（２０）と間接的に連結した場合、設備（１０）の始動のため、制御装置（３３）を介して羽根変位駆動系（２０）を制御できることを特徴とする請求項１に係る風力エネルギー設備（１０）。
【請求項５】
直流電源（３１）が、バッテリであることを特徴とする請求項１に係る風力エネルギー設備（１０）。
【請求項６】
コンバータ（２４）が、整流器（２７）と、直流電圧中間回路（２８）と、少なくとも１つの能動スイッチを含む直流調整器とを有することを特徴とする請求項１に係る風力エネルギー設備（１０）。
【請求項７】
能動スイッチが、ＩＧＢＴであることを特徴とする先行する請求項に係る風力エネルギー設備（１０）。
【請求項８】
直流電源（３１）を直流電圧中間回路（２８）に連結できることを特徴とする先行する請求項に係る風力エネルギー設備（１０）。
【請求項９】
回転羽根調節装置が、回転羽根（１４）の実角度を求め、制御装置（３３）に伝達する少なくとも１つの角度検知器（３７，３８）を有することを特徴とする請求項１に係る風力エネルギー設備（１０）。
【請求項１０】
回転羽根調節装置が、少なくとも２つの角度検知器（３７，３８）を有し、制御装置（３３）が、１つの角度検知器（３７，３８）の故障時に他の角度検知器（３７，３８）へ切り換えを行うように構成されていることを特徴とする請求項１に係る風力エネルギー設備（１０）。
【請求項１１】
羽根変位駆動系（２０）が、駆動側と、従動側又は回転羽根側とを有し、角度検知器（３７，３８）の１つが、羽根変位駆動系（２０）の駆動側に設けてあり、他の１つが、従動側又は回転羽根側に設けてあることを特徴とする先行する請求項に係る風力エネルギー設備（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロータを有する風力エネルギー設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の風力エネルギー設備は、一般に、３つの回転羽根を含むロータを有し、この場合、ロータは、電力形成のため、発電機に直接に又は間接的に連結されている。発電機は、更に、生成された電力を供給するため、配電機構の電気回路網（配電網）に連結させることができる。
【０００３】
この種の風力エネルギー設備の場合、回転羽根は、角度調節可能に構成されている。かくして、例えば、強風の発生時、回転羽根の配置位置を調節して、風からのエネルギー受容量を減少できる。この種の風力エネルギー設備は、回転羽根の調節のため、３つのすべての回転羽根について少なくとも１つの羽根調節系を設置できるように、構成されている。各回転羽根について少なくとも１つの回転羽根調節装置を設置できるように、公知の風力エネルギー設備を構成するのが好ましく、この場合、回転羽根調節装置は、特に、コンバータを介して電気回路網に連結された直流電動機を含む羽根変位駆動系を有する。一般に、駆動電動機の比較的高い回転数は、減速比の極めて大きい伝動機構を介して減速されて、回転羽根に直接に結合されたリングギヤと噛合い低速で回転する駆動ピニオンに伝達される。更に、回転羽根調節装置は、羽根変位駆動系の調節を行う制御装置を有する。
【０００４】
安全上の理由から且つ風力エネルギー設備の保護のため、任意の時点に且つすべての運転障害時に風力エネルギー設備の減速を実現できることを保証しなければならない。
【０００５】
一般に、公知の風力エネルギー設備は、回転羽根を、いわゆる、旗位置へ回転することによって減速される。旗位置によって、風とは無関係の回転羽根の回転が特徴づけられ、かくして、旗の場合と同様、風には、最少の作用面積が与えられるに過ぎず、すなわち、回転羽根の回転運動を維持するのに必要なエネルギーは、もはや、風からは受けることができず、かくして、設備は、停止されるか、少なくとも極めて低速の回転運動に移行される。
【０００６】
運転障害は、例えば、電気回路網の故障であり得る。このような場合、配電機構は、電気回路網の保護のため、所定の時間内に風力エネルギー設備を電気回路網から切り離さなければならないということが規定される。風力エネルギー設備を電気回路網から切り離すことによって、必然的に、生成された電力も、もはや、電気回路網に供給されることはなく、かくして、クリティカルな過回転数状態が、極めて迅速に誘起されることになる。したがって、電気回路網の故障時には特に、設備は、その保護のため、減速させなければならない。
【０００７】
しかしながら、電気回路網の故障の場合、電気的羽根駆動系も、もはや、電気回路網からエネルギーの供給を受けず、風力エネルギー設備を、回転羽根調節によっては、もはや減速できないという結果となる。しかしながら、旗位置の回転羽根の回転によって風力エネルギー設備の減速を保証できるように、公知の風力エネルギー設備の回転羽根調節装置には、更に、電気回路網故障時に羽根変位駆動系に直接に連結される直流電源が設けてあり、かくして、すべての時点において、羽根変位駆動系へのエネルギー供給を確保できる。
【０００８】
しかしながら、公知の風力エネルギー設備には、直流電源と羽根変位駆動系との直接的連結に基づき、回転羽根は、非規制状態で、一般に、旗位置の方向へ回転することが可能であるに過ぎないという欠点がある。運転障害時、所望の回転羽根角度又は、特に、回転羽根調節速度の正確な設定のための調節は、公知の風力エネルギー設備の場合、不可能である。
【０００９】
すなわち、電気回路網の故障時、風力エネルギー設備の回転羽根は、必然的に、制動位置又は旗位置へ回転され、設備は、一般に、比較的急激に減速される。しかしながら、設備の極めて急激な停止は、常に、高負荷の出現を意味し、このような高負荷は、設備の設計時に考慮しなければならず、すなわち、必然的に、設備費の高騰がもたらされる。
【００１０】
更に、設備の必然的な減速は、常に、企業の経済的損失を意味する。上記損失は、例えば、電気回路網故障が極めて短時間である場合には特に、不都合である。なぜならば、設備の停止及び再始動は、一般に、電気回路網故障時間よりも本質的に長い時間を必要とするからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、正常運転時の回転羽根角度の最適な調節が、しかも、特に、各種の運転障害時（特に、電気回路網故障時）に可能であるように、公知の風力エネルギー設備を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
課題の各種のアスペクトは、請求項１及び請求項10に記載の風力エネルギー設備によって解決される。
【００１３】
請求項１に記載の風力エネルギー設備は、角度調節可能な少なくとも１つの回転羽根を含むロータを有する。この設備は、更に、電力生成のためロータと直接に又は間接的に連結でき、且つ電力の供給のため電気回路網と直接に又は間接的に連結できる発電機と、回転羽根の角度を調節する少なくとも１つの回転羽根調節装置とを含む。この場合、回転羽根が複数である場合は一般に、風力エネルギー設備毎に設置した３つの回転羽根に対して、回転羽根毎に回転羽根調節装置を設けることができる。
【００１４】
回転羽根調節装置は、特に、コンバータを介して電気回路網と連結される少なくとも１の直流電動機を有する少なくとも１つの羽根変位駆動系と、コンバータに連結され羽根変位駆動系の制御及び／又は調節を行う制御装置と、電気回路網の故障時に羽根変位駆動系へのエネルギー供給を保証する直流電源とからなる。
【００１５】
ここで注意するが、以下では、もはや、制御及び調節を区別しない。なぜならば、本発明によって、回転羽根調節装置の制御も調節も可能であるからである。すなわち、“制御装置”という表現は、常に、羽根角度の調節可能性も含む。
【００１６】
本発明に基づき、直流電源を羽根変位駆動系と直接に連結できるように、且つコンバータを介して羽根変位駆動系と間接的に連結できるように構成する。この場合、直流電源は、優先的に、コンバータを介して羽根変位駆動系に間接的に連結され、コンバータは、電気回路網から来る交流電圧及び直流電源から来る直流電圧を変換するように構成されている。
【００１７】
本発明に係る風力エネルギー設備は、電気回路網の故障時にも制御装置によって羽根変位駆動系を調節できるという利点を与える。電気回路網の故障時且つこれに伴い設備を停止する必要性がある場合、回転羽根が、遅滞なく又は非規制状態で旗位置へ回転されることはなく、回転羽根を、例えば、所与の低減位置調節でゆっくり旗位置へ回転する可能性が存在する。かくして、設備を急激に停止するのではなく、ゆっくり停止できるという利点が得られる。
【００１８】
直流電源と羽根変位駆動系との直接的連結という同じく可能な変更例によって、コンバータ故障の場合、安全上の理由から且つ設備の保護のため、旗位置への回転羽根の回転による風力エネルギー設備の減速を保証できるという利点が得られる。
【００１９】
羽根変位駆動系が直流電動機の代わりに交流電動機を有する形式の風力エネルギー設備の場合、直流電源をコンバータに連結することは公知である。しかしながら、異種のこの風力エネルギー設備には、コンバータの機能不全時、例えば、落雷により、同時に、回転羽根調節装置が故障し、かくして、緊急時に風力エネルギー設備を停止する可能性が得られないという欠点がある。
【００２０】
したがって、羽根変位駆動系における直流電動機の使用は、特に有利と見なされる。なぜならば、直流電動機は、コンバータの機能不全時にも、直流電源に直接に連結でき、したがって、風力エネルギー設備の停止のため、常に、回転羽根を旗位置へ回転できるからである。
【００２１】
既述の如く、先行技術の風力エネルギー設備は、電気回路網故障時、回転羽根を強制的に旗位置へ回転することによってのみ、停止できるに過ぎない。しかしながら、回転羽根の強制的回転に基づき、設備は比較的急激に停止されることになり、かくして、設備には、極めて大きい負荷が生ずる。
【００２２】
本発明に係る風力エネルギー設備を調節状態で停止する方式に基づき、上記の高負荷を減少でき、したがって、設備の設計時に、もはや、この問題を考慮する必要はなく、すなわち、設備を、有利な態様で、妥当なコストで製造できる。
【００２３】
更に、旗位置への回転時、上位に置かれた制御装置によって回転羽根の同期を保証できる。すなわち、回転羽根は、旗位置へ同期回転させることができ、かくして、再び、設備の負荷を減少できる。
【００２４】
本発明は、更に、電気回路網故障時に設備を強制的に減速する必要はなく、電気回路網故障時、本発明に係る風力エネルギー設備のロータ回転数を、更に調節可能な回転羽根角度によって、所定の時間にわたって一定に保持するか、異なる態様で所望の如く調節する可能性が創成されるという利点を与える。すなわち、短時間の電気回路網故障時には、有利な態様で、設備の運転を維持でき、かくして、さもなくして設備の即座の停止時に生ずる経済的損失を減少できる。
【００２５】
本発明の有利な構成に基づき、電気回路網故障時、運転障害モードを使用して制御装置によって本発明に係る風力エネルギー設備の回転羽根変位調節を行うことができる。
【００２６】
この場合、運転障害モードは、設備に与えておくことができる。しかしながら、運転障害の出現時に始めて、モードを形成するか、例えば、設備又は全ウインドパークの全運転管理を調節する運転管理コンピュータから、モードを制御装置に供給する方式も存在する。
【００２７】
運転障害モードを介して、運転障害時に羽根変位の調節がどのような状態にあるかを確認できる。この場合、各種の運転障害を区別でき、対応する調節方策を実施できるように、運転障害モードをプログラミングできる。例えば、電気回路網の１つ又は複数の段階の故障時に、所定時間にわたってロータ回転数を一定に保持し、上記時間の経過後に電気回路網故障が続く場合に始めて、風力エネルギー設備を停止するという作業を運転障害モードに与えておくことができる。
【００２８】
例えば、コンバータ故障時に、１つ又は複数のバッテリを羽根変位駆動系に直接に切り換える作業を運転障害モードに与えることもできる。更に、手動緊急オフ時の操作態様を運転障害モードに与えることもできる。なぜならば、この場合、人間の安全性の向上のため、設備を十分に無電圧状態に切り換えなければならないからである。このため、例えば、調節状態の羽根変位速度で、できる限り迅速に、しかも、設備に関してできる限り慎重に設備を停止する作業を運転障害モードに与えることができる。
【００２９】
本発明に係る風力エネルギー設備は、本発明の更なる構成に基づき、風力エネルギー設備の停止時且つ同時に電気回路網が欠如している場合、設備始動のため、制御装置を介して直流電源に間接的に連結することによって羽根変位駆動系を制御できるという利点を与える。この場合、電気回路網の欠如と共に、電気回路網故障も電気回路網の意図的なオフも理解される。
【００３０】
更なる有利な構成の場合、直流電源はバッテリである。バッテリは、直流電動機の運転に必要なエネルギーを供給できる慣用のエネルギー蓄積器であるという利点を与える。
【００３１】
しかしながら、いわゆる、ウルトラキャップ（Ｕltracaps）を直流電源として使用する可能性も存在する。この場合、直流電動機の駆動に必要なエネルギーを蓄積できる高エネルギー密度のコンパクトなコンデンサが対象となる。
【００３２】
しかしながら、好ましくは、ロータの回転運動によって、すなわち、その運動エネルギーによって駆動される直流発電機を設けることもできる。このため、発電機の１つの能動部分は、ウインドロータ（好ましくは、ロータボス）に回転連結され、他の能動部分は、マシンゴンドラに固定される。ロータが回転すると直ちに、回転数依存の直流電圧を発電機端子から取り出すことができ、上記直流電圧は、場合によっては必要な変換後（例えば、高圧設定調整器）、コンバータ中間回路に印加できるか、羽根変位駆動系に直接に印加できる。
【００３３】
エネルギー供給のため、羽根変位駆動系の直流電動機は、正常運転時、コンバータを介して配電機構の交流回路網に接続されており、この場合、コンバータは、電気回路網から供給される交流エネルギーを直流エネルギーに変換する。本発明に基づき、コンバータは、更に、直流電動機をコンバータを介して調節状態で運転できるように、供給された直流電圧エネルギーを変換できる。
【００３４】
本発明の有利な構成に基づき、コンバータは、電気回路網から供給された交流電圧を脈動直流電圧に変換する整流器と、整流器と直流電動機との間の電圧を平滑化するという役割を有する直流電圧中間回路とを有するように、構成できる。直流電圧中間回路は、実質的に、過度的負荷要求（電圧急落）を補償する緩衝器として役立つ。
【００３５】
しかしながら、直流電動機の調節状態の運転のため、電流値可変及び電圧値可変の直流エネルギーが必要であるので、コンバータは、更に、能動スイッチを含む直流調節器を含み、この場合、能動スイッチは、制御装置を介して切り換えることができる。かくして、能動スイッチの対応する制御によって、中間回路のエネルギーを可変の直流エネルギーに変換でき、この場合、上記直流電圧は、直流電動機によって回転羽根が所望の変位速度で所望の角度位置へ回転されるように、構成されている。
【００３６】
更なる有利な構成に基づき、直流調節器の能動スイッチは、ＩＧＢＴパワトランジスタであってよい。ＩＧＢＴパワトランジスタは、必要に応じて該トランジスタをオン・オフできるという利点を与える。この利点に基づき、コンバータが電気回路網に連結されているか直流電源に連結されているかに関係なく、コンバータを介して直流電動機を調節状態で運転する可能性が創成される。
【００３７】
本発明の更なる有利な構成に基づき、直流電源は、直流中間回路を介してコンバータに連結する。連結は、例えば、ダイオードを介して行うことができ、この場合、各コンポーネントの負荷を避けるため、直流電源と直流電圧中間回路との間の電圧差を整合させなければならない。この構成は、一方では、直流電源が、電気回路網故障時、直流電圧中間回路を支援するという利点を与える。他方、かくして、電気回路網故障にも拘わらず、直流電動機の調節状態の運転のため必要なエネルギーが、コンバータに供給される。
【００３８】
更なる構成に基づき、回転羽根調節装置は、回転羽根の実角度を求め、求めた実際値を制御装置に伝達する角度検知器を有する。かくして、制御装置又は制御装置に連結された運転管理コンピュータが、求めた数値を参照して、更に、他の運転パラメータを考慮して、最適な運転を実現でき且つこれに関連して最適なエネルギー収率を実現できる回転羽根角度を求めることができるという利点が得られる。
【００３９】
更に、角度検知器を設けたことによって、制御装置を介して所与の角度を監視し、場合によっては、修正する可能性が与えられる。
【００４０】
上述の方策は、回転羽根調節装置の給電時に現れることがある運転障害の解決法に関する。目的は、例えば、電気回路網の故障時に、回転羽根の調節された変位を実現することにある。かくして、風力エネルギー設備の運転時に現れることがある本質的問題が考慮される。
【００４１】
もちろん、回転羽根変位の調節装置は、比較的複雑である。回転羽根の調節された変位を損なう他の障害も考えられ、したがって、基本的に、常に、最適化の必要性が存在する。
【００４２】
以下に、回転羽根の調節状態の変位を最適化し、特に、電気系とは無関係に現れる他の障害の場合に保証できる他の解決法群を示す。
【００４３】
本発明の枠内において記載した双方の解決法群は、個々に又は更に組み合わせて、設備の最適な制御及び／又は調節を実現でき、各種の運転障害の出現時に運転可能状態を保持できる。運転障害の出現を補償し、実際に重大な運転障害の場合にのみ設備を減速すればよいように風力エネルギー設備を構成するという本質的目的は、かくして、簡単に達成される。
【００４４】
他の解決法群に基づき、回転羽根調節装置は、少なくとも２つの角度検知器を有し、この場合、制御装置は、１つの角度検知器の故障時には他の角度検知器に切り換えられるように構成されている。
【００４５】
本発明の有利な構成に基づき、第１角度検知器は、例えば、羽根変位駆動系の直流電動機のシャフトに設置でき、この場合、電動機シャフトは、特に、回転羽根調節装置の駆動側または、いわゆる、“高速”側（より大きい回転速度に基づく）を形成する。
【００４６】
第２角度検知器を回転羽根軸又は羽根軸受の歯列と噛み合うピニオンに設けるのが有利である。すなわち、第２角度検知器は、回転羽根調節装置の、いわゆる、従動側又は回転羽根側又は“低速”側に設置される。
【００４７】
更に、少なくとも１つの角度検知器を設ければ、測定した羽根角度を相互に比較でき、かくして、測定値相互の大きい偏差がある場合、センサの場合における欠陥又は、例えば、羽根駆動系の場合における故障（破損）を検知できるという利点が得られる。このような場合、任意の時点に実際の羽根角度を求め得るように、制御装置を第２角度検知器に切り換えることができる。
【００４８】
双方の解決法群を組み合わせれば特に有利である。かくして、安定度が高く、正常運転においても最適に調整された設備が得られる。
【００４９】
しかしながら、最後に挙げた解決法は、別個にも、すなわち、直流駆動装置を含む回転羽根調節装置を有する請求の風力エネルギー設備以外においても実現できる。１つ又は複数の角度検知器の使用は、他の、例えば、交流駆動装置を有する回転羽根調節装置においても容易に実現できる。
【００５０】
本発明の他の特徴、アスペクト及び利点は、一部については、以下の説明によって開示されており、一部については、以下の説明によって類推されるか、本発明の実際の適用時に得られる。以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。もちろん、関連の請求項によって定義された如き発明の範囲を逸脱することなく、他の実施例を適用でき、変更を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例】
【００５２】
本発明に係る風力エネルギー設備の実施例を、図面を参照して説明する。図１は、上端にロータ１２を設けた塔１１を有する風力エネルギー設備１０を示している。ロータ１２は、ロータボス１３と、ボス１３に設けた３つの回転羽根１４とからなる。
【００５３】
回転羽根１４は、ロータボス１３に回転自在に結合されており、風からのロータ１２のエネルギー受容量の調節のため、縦軸のまわりに個々に変位させることができる。回転羽根１４とロータボス１３との結合は、軸受（例えば、４点軸受）又は玉回転継手を介して行い、この場合、軸受コンポーネントは、回転羽根に固定され、雌ネジを有する。
【００５４】
回転羽根１４の調節は、羽根変位駆動系を有する回転羽根調節装置（図示してない）を介して行う。この場合、羽根変位駆動系は、軸受の雌ネジと噛み合うよう配置された駆動ピニオンを有する。更に、羽根変位駆動系は、伝動装置を介して駆動ピニオンに連結された駆動電動機を有し、かくして、駆動電動機を介して駆動ピニオンを回転運動させることができる。駆動ピニオンは、回転羽根を固定した軸受コンポーネントの雌ネジと噛み合うので、かくして、駆動電動機によって回転羽根を変位させることができる。
【００５５】
図２に、羽根変位駆動系２０を有する回転羽根調節装置を模式的に示した。図示の羽根変位駆動系２０は、駆動ピニオン２１と、伝動装置２２と、駆動電動機２３（図示の実施例の場合は直流電動機）とを有する。
【００５６】
直流電動機２３は、コンバータ２４を介して配電機構の電気回路網２５に連結させることができる。この場合、電気回路網２５は、３相交流エネルギーを供給する。コンバータ２４と電気回路網２５との間には、更に、スイッチ素子２６が設けてあり、かくして、コンバータ２４及び回転羽根調節装置を電気回路網２５から切り離す可能性が得られる。
【００５７】
コンバータ２４は、電気回路網から供給された交流エネルギを、直流電動機の運転を実現できる直流エネルギーに変換するという役割を有する。この目的のために、コンバータ２４は、整流器２７と、直流電圧中間回路２８と、直流調整器３０とからなる。
【００５８】
直流調整器３０は、能動スイッチを有する。図示の実施例の場合、このスイッチは、制御装置３３を介してオン・オフできるＩＧＢＴパワトランジスタである。この場合、制御装置３３は、風力エネルギー設備の全運転を監視、調節する運転管理コンピュータ３４に連結されている。能動スイッチの使用に基づき、電気回路網２５から供給された交流エネルギーを、能動スイッチのオン・オフによるパルス幅変調法によって制御装置３３を介して変調し、かくして、所定の位置への回転羽根の変位のため直流電動機２３を適切に駆動する所定のパラメータを有する直流エネルギーが形成されるという利点が得られる。
【００５９】
電気回路網２５の故障時、又はスイッチ素子２６の開路によって意図的に電気回路網２５を風力エネルギー設備１０から切り離した場合において、直流電動機２３とバッテリ３１との連結が行われ、かくして、直流電動機２３へのエネルギー供給が保証される。
【００６０】
バッテリ３１と直流電動機２３との連結は、２つの方式で行うことができる。
【００６１】
１つの方式の場合、直流電動機２３を、スイッチ素子３５を介して、バッテリ３１に直接に接続できる。しかしながら、更に、バッテリ３１を、コンバータ２４を介して、直流電動機２３に間接的に連結することもできる。このため、スイッチ素子３５の切り換えを行い、かくして、直流電動機２３をコンバータ２４と連結する。同時に、スイッチ３６の閉路によって、直流電圧中間回路２８をバッテリ３１と連結し、かくして、コンバータ２４を介する直流電動機２３へのエネルギー供給を維持する。
【００６２】
バッテリ３１の間接的連結に基づき、バッテリ３１から供給された直流エネルギーを、コンバータ２４によって変調でき、かくして、直流電動機２３を調節状態で運転でき、したがって、調節状態の羽根変位も可能である。
【００６３】
バッテリ３１と直流電動機２３との直接連結の場合、例えば、風とは無関係なように、旗位置への回転羽根の非規制の回転のみが可能であり、かくして、風力エネルギー設備は、必然的に減速される。例えば、コンバータ２４が機能不可能となって、コンバータ２４を介する回転羽根変位が不可能である場合に限り、直接連結方式を適用する。バッテリ３１と直流電動機２４との直接連結は、安全上の理由からのみ、すなわち、コンバータの故障時にも、常に、旗位置への回転羽根の回転によって風力エネルギー設備を減速する可能性が与えられることを保証するために行う。
【００６４】
しかしながら、無電流状態において直流電動機２３に対するバッテリ３１の直接連結が切り換えられるように、スイッチ素子３５を構成するが好ましい。この、いわゆる、フェールセーフ構成によって、例えば、給電系もコンバータも破壊する落雷後も、装置の確実な始動が保証される。
【００６５】
更に、図２に、第１角度検知器３７及び第２角度検知器３８を模式的に示している。この場合、第１角度検知器３７は、羽根変位駆動系２０の直流電動機２３のシャフトに設けてあり、第２角度検知器３８は、羽根基部に設けたリングギヤ（図示してない）と噛み合うピニオンとして構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る風力エネルギー設備の正面図である。
【図２】風力エネルギー設備における回転羽根調節装置の略図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  風力エネルギー設備
１２  ロータ
１３  ロータボス
１４  回転羽根
２０  羽根変位駆動系
２１  駆動ピニオン
２２  伝動装置
２３  直流電動機
２４  コンバータ
２５  電気回路網
２６  スイッチ素子
２７  整流器
２８  直流電圧中間回路
３０  直流調整器
３１  バッテリ
３３  制御装置
３４  運転管理コンピュータ
３５，３６  スイッチ素子
３７  第１角度検知器
３８  第２角度検知器
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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