(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第１の固定子、第１の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第１の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第１の回転子から成る第１の回転電機と、第２の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第２の固定子、第２の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第２の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第２回転子から成る第２の回転電機と、前記第１及び第２の回転子巻線に電気的に接続されると共に、前記第１及び第２の回転子より内径側に設置され、かつ、前記第１及び第２の回転子と共に回転軸に機械的に接続されている電力変換器と、前記第１及び第２の回転電機の上方に設置され、前記第１及び第２の回転電機を冷却し終えた冷却風を外気と熱交換して冷却する熱交換器と、該熱交換器で冷却された冷却風を前記電力変換器に導く通路とを備え、
前記熱交換器で冷却された冷却風が前記通路を流れて前記電力変換器を最初に冷却することを特徴とする回転電機システム。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機システムにおいて、
前記第１及び第２の回転電機、電力変換器、熱交換器を内部に収納する回転電機フレームを備え、前記通路は、前記回転電機フレームと、前記第１の回転電機と第２の回転電機の軸方向外側で該第１及び第２の回転電機それぞれの固定子及び回転子を覆い、かつ、前記熱交換器からの冷却風を前記電力変換器に案内する第１の仕切り部材との間で少なくとも形成されていることを特徴とする回転電機システム。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機システムにおいて、
前記電力変換器には、径方向に伸延し、かつ、前記熱交換器で冷却され前記電力変換器へ流入した冷却風の軸方向への通風を妨げ、該電力変換器を冷却し終えた冷却風を前記第１の回転電機と第２の回転電機間に案内する第２の仕切り部材が設置されていることを特徴とする回転電機システム。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機システムにおいて、
前記第１の回転電機と第２の回転電機が軸方向に並設され、これら両者間で、かつ、前記第２の仕切り部材の延長線上に第３の仕切り部材が設置されていることを特徴とする回転電機システム。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の回転電機システムにおいて、
前記第１の仕切り部材には、前記第１及び第２の固定子に対応する位置付近に、前記熱交換器からの冷却風の一部を前記第１及び第２の回転電機に導く開口部が形成されていることを特徴とする回転電機システム。
【請求項６】
請求項５に記載の回転電機システムにおいて、
前記開口部は、軸方向に貫通し、かつ、周方向に所定の間隔をもって形成される複数の孔であることを特徴とする回転電機システム。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の回転電機システムにおいて、
前記電力変換器が前記第１及び第２の回転子より内径側で、かつ、前記第１及び第２の回転子の軸方向中間に設置されると共に、前記電力変換器の軸方向両端には、軸方向に伸延し、かつ、前記熱交換器で冷却され前記電力変換器へ流入しないで前記第１及び第２の回転子に流入しようとする冷却風の径方向への通風を妨げ、その冷却風を前記電力変換器へ導く第４の仕切り部材が設置されていることを特徴とする回転電機システム。
【請求項８】
請求項７に記載の回転電機システムにおいて、
前記第４の仕切り部材の周囲に、該第４の仕切り部材と所定の間隔をもって冷却風の第２の通路を形成する少なくとも１つの第５の仕切り部材を設け、前記電力変換器を冷却し終えた冷却風を、前記第２の通路を介して前記第１及び第２の回転電機内に導くことを特徴とする回転電機システム。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の回転電機システムにおいて、
前記第４の仕切り部材の前記第１及び第２の回転電機間に位置する部分が開いていることを特徴とする回転電機システム。
【請求項１０】
請求項４に記載の回転電機システムにおいて、
前記電力変換器が前記第１及び第２の回転子より内径側で、かつ、前記第１の回転電機側若しくは前記第２の回転電機側のいずれかに設置されていることを特徴とする回転電機システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の回転電機システムにおいて、
前記電力変換器が設置されていない前記第１の回転電機側若しくは前記第２の回転電機側の空間は、冷却風が流れる通路を形成していることを特徴とする回転電機システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の回転電機システムにおいて、
前記回転軸に接続され、前記熱交換器からの冷却風を機内に循環させるファンを備えていることを特徴とする回転電機システム。
【請求項１３】
風を受けて回転するロータと、該ロータに主軸を介して接続される請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の回転電機システムと、該回転電機システムを内部に収納するナセルと、該ナセルを支持するタワーとを備え、
前記第１及び第２の回転電機は、前記ロータの回転力により回転すると共に、前記第１及び第２の回転電機の固定子巻線は、電力系統側に接続されていることを特徴とする風力発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機システム及び風力発電システムに係り、特に、第１の回転電機と第２の回転電機、及びこれらのいずれかに設置されて回転子と共に回転する電力変換器を備えているものに好適な回転電機システム及び風力発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化、燃料価格高騰、電力危機などから、風力発電或いは太陽光発電等のような自然エネルギーに対する注目が高まっている。この中で、風力を利用した風力発電システムでは、発電装置として多様な回転電機が使用されているが、交流励磁式回転電機を使用する例が多い。【０００３】
風力発電システムの発電装置として交流励磁式回転電機を使用する場合、運転中は、回転している回転子内の回転子巻線に励磁電力を供給する必要がある。通常は、回転子巻線に電力を供給するために、スリップリング及びブラシを設け、回転するスリップリングにブラシを接触させ通電するようにしている。【０００４】
しかし、風力発電システムにおいて発電運転を行うためのエネルギーは大きく、発電運転を行う上での励磁電力供給用にスリップリング及びブラシを設けると、ブラシの摩耗が進んでしまうため、定期的なメンテナンスが必要となる。【０００５】
ところが、風力発電システムでは、交流励磁式回転電機は、風車のタワー上にあるナセル内に設置されており、定期的なメンテナンスは、ナセル内という限られた空間内で行う必要があり、ブラシレス化などのメンテナンス軽減が求められていた。【０００６】
ブラシレスの交流励磁同期回転電機として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１には、主回転電機の二次巻線側が、励磁用の補助回転電機の二次巻線に直接電気的に接続されており、両回転電機の回転子は同軸に設置されていると共に、励磁用の巻線形回転電機の一次巻線は、回転電機外に配置される電力変換器に接続されているものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３３９９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１は、回転励磁機を設置したことで、交流励磁同期発電機をブラシレス化している。【０００９】
しかしながら、補助回転電機は直流を出力できないため、主回転電機の同期速度近傍を制御することができない。また、主回転電機及び補助回転電機が、互いに冷却ガスの流れを阻害するため、主回転電機及び補助回転電機間の冷却が不十分になる恐れがあり、特に、主回転電機と補助回転電機が並設して設置された場合には、両者間の冷却が難しいという課題がある。【００１０】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、回転電機の制御範囲が広く、かつ、第１の回転電機（主回転電機）及び第２の回転電機（補助回転電機）の冷却が十分に行え、高い冷却性能が得られる回転電機システム及び風力発電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の回転電機システムは、上記目的を達成するために、第１の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第１の固定子、第１の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第１の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第１の回転子から成る第１の回転電機と、第２の固定子巻線及び固定子鉄心を有する第２の固定子、第２の回転子巻線及び回転子鉄心を有すると共に、前記第２の固定子の内径側に所定の間隙を介して配置されている第２回転子から成る第２の回転電機と、前記第１及び第２の回転子巻線に電気的に接続されると共に、前記第１及び第２の回転子より内径側に設置され、かつ、前記第１及び第２の回転子と共に回転軸に機械的に接続されている電力変換器と、前記第１及び第２の回転電機の上方に設置され、前記第１及び第２の回転電機を冷却し終えた冷却風を外気と熱交換して冷却する熱交換器と、該熱交換器で冷却された冷却風を前記電力変換器に導く通路とを備え、前記熱交換器で冷却された冷却風が前記通路を流れて前記電力変換器を最初に冷却することを特徴とする。【００１２】
また、前記第１及び第２の回転電機、電力変換器、熱交換器を内部に収納する回転電機フレームを備え、前記通路は、前記回転電機フレームと、前記第１の回転電機と第２の回転電機の軸方向外側で該第１及び第２の回転電機それぞれの固定子及び回転子を覆い、かつ、前記熱交換器からの冷却風を前記電力変換器に案内する第１の仕切り部材との間で少なくとも形成されていることを特徴とする。【００１３】
また、前記電力変換器には、径方向に伸延し、かつ、前記熱交換器で冷却され前記電力変換器へ流入した冷却風の軸方向への通風を妨げ、該電力変換器を冷却し終えた冷却風を前記第１の回転電機と第２の回転電機間に案内する第２の仕切り部材が設置されていることを特徴とする。【００１４】
また、前記第１の回転電機と第２の回転電機が軸方向に並設され、これら両者間で、かつ、前記第２の仕切り部材の延長線上に第３の仕切り部材が設置されていることを特徴とする。【００１５】
また、前記第１の仕切り部材には、前記第１及び第２の固定子に対応する位置付近に、前記熱交換器からの冷却風の一部を前記第１及び第２の回転電機に導く開口部が形成されていることを特徴とする。【００１６】
また、前記開口部は、軸方向に貫通し、かつ、周方向に所定の間隔をもって形成される複数の孔であることを特徴とする。【００１７】
また、前記電力変換器が前記第１及び第２の回転子より内径側で、かつ、前記第１及び第２の回転子の軸方向中間に設置されると共に、前記電力変換器の軸方向両端には、軸方向に伸延し、かつ、前記熱交換器で冷却され前記電力変換器へ流入しないで前記第１及び第２の回転子に流入しようとする冷却風の径方向への通風を妨げ、その冷却風を前記電力変換器へ導く第４の仕切り部材が設置されていることを特徴とする。【００１８】
また、前記第４の仕切り部材の周囲に、該第４の仕切り部材と所定の間隔をもって冷却風の第２の通路を形成する少なくとも１つの第５の仕切り部材を設け、前記電力変換器を冷却し終えた冷却風を、前記第２の通路を介して前記第１及び第２の回転電機内に導くことを特徴とする。【００１９】
また、前記第４の仕切り部材の前記第１及び第２の回転電機間に位置する部分が開いていることを特徴とする。【００２０】
前記電力変換器が前記第１及び第２の回転子より内径側で、かつ、前記第１の回転電機側若しくは前記第２の回転電機側のいずれかに設置されていることを特徴とする。【００２１】
また、前記電力変換器が設置されていない前記第１の回転電機側若しくは前記第２の回転電機側の空間は、冷却風が流れる通路を形成していることを特徴とする。【００２２】
また、前記回転軸に接続され、前記熱交換器からの冷却風を機内に循環させるファンを備えていることを特徴とする。【００２３】
更に、本発明の回転電機システムは、上記目的を達成するために、風を受けて回転するロータと、該ロータに主軸を介して接続される上記構成の回転電機システムと、該回転電機システムを内部に収納するナセルと、該ナセルを支持するタワーとを備え、前記第１及び第２の回転電機は、前記ロータの回転力により回転すると共に、前記第１及び第２の回転電機の固定子巻線は、電力系統側に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、回転電機の制御範囲が広く、かつ、第１の回転電機（主回転電機）及び第２の回転電機（補助回転電機）の冷却が十分に行え、高い冷却性能が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の回転電機システムの実施例１を示す軸方向断面図である。
【図２】本発明の回転電機システムの実施例２を示す軸方向断面図である。
【図３】本発明の回転電機システムの実施例３を示す軸方向断面図である。
【図４】本発明の回転電機システムの実施例４を示す軸方向断面図である。
【図５】本発明の回転電機システムの実施例５を示す軸方向断面図である。
【図６】本発明の回転電機システムの実施例６を示す軸方向断面図である。
【図７】本発明の実施例７である風力発電システムを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の回転電機システム及び風力発電システムを説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。
【実施例１】
【００２７】
図１に，本実施例１の回転電機システム１の軸方向断面図を示す。【００２８】
該図に示す如く、本実施例の回転電機システム１００は、電力系統に発電電力を送るための発電機として働く第１の回転電機である主発電機２と、この主発電機２の軸方向に並設され、励磁機または発電機の２つの働きをする第２の回転電機である補助発電機３と、主発電機２及び補助発電機３と電気的に接続され、交流信号を直流信号に変換若しくは直流信号を交流信号に変換する電力変換器４と、主発電機２及び補助発電機３の上方に設置され、電力変換器４と主発電機２及び補助発電機３を冷却し終えた冷却風を外気と熱交換して冷却する熱交換器２２と、回転軸１３に接続され、熱交換器２２からの冷却風を機内に循環させるアキシャルファン１４を備え、これらは同一の回転電機フレーム１５内に設置されている。【００２９】
主発電機２は、主発電機固定子５、この主発電機固定子５の内径側に所定の間隙を設けて配置される主発電機回転子６と、主発電機固定子５に設けられているスロット内に二層に巻回される三相の主発電機固定子巻線９と、主発電機回転子６内に設けられているスロット内に二層に巻回される三相の主発電機回転子巻線１０とから構成されている。なお、三相の主発電機固定子巻線９及び三相の主発電機回転子巻線１０は、電気的に１２０°間隔で各相が配置されている。【００３０】
また、補助発電機３も同様に、補助発電機固定子７と、この補助発電機固定子７の内径側に所定の間隙を設けて配置される補助発電機回転子８と、補助発電機固定子７に設けられているスロット内に二層に巻回される三相の補助発電機固定子巻線１１と、補助発電機回転子８内に設けられているスロット内に二層に巻回される三相の補助発電機回転子巻線１２とを備えている。なお、三相の補助発電機固定子巻線１１及び三相の補助発電機回転子巻線１２は、電気的に１２０°間隔で各相が配置されている。【００３１】
上述した電力変換器４は、主発電機回転子６及び補助発電機回転子８より内径側で、かつ、主発電機回転子６と補助発電機回転子８の軸方向中間に設置されている。【００３２】
そして、本実施例では、主発電機２と補助発電機３の軸方向外側に、主発電機固定子５と主発電機回転子６及び補助発電機固定子７と補助発電機回転子８を覆う第１の仕切り部材である断面逆Ｌ字状の発電機仕切り部材１９Ａ、１９Ｂを設け、この発電機仕切り部材１９Ａ、１９Ｂと回転電機フレーム１５の軸方向端部との間で、熱交換器２２で冷却された冷却風を電力変換器４に導く第１の通路４０Ａ、４０Ｂを形成している。【００３３】
また、電力変換器４内には、径方向に伸延し、かつ、熱交換器２２で冷却され電力変換器４へ流入した冷却風の軸方向への通風を妨げ、この電力変換器４を冷却し終えた冷却風を主発電機２と補助発電機３の間に案内する第２の仕切り部材である断面Ｉ字状の電力変換器仕切り部材１７が設置され、更に、主発電機２と補助発電機３の間で、かつ、電力変換器仕切り部材１７の径方向延長線上に第３の仕切り部材である断面Ｔ字状の発電機仕切り部材１８が設置されている。【００３４】
次に、上述した本実施例の回転電機システム１００による冷却について、以下に説明する。【００３５】
本実施例の回転電機システム１００の冷却は、熱交換器２２で冷却された冷却風を、アキシャルファン１４により機内を循環させて冷却している。この冷却風の流れを矢印で示す。即ち、通常は、熱交換器２２で冷却された冷却風（矢印（イ））が、アキシャルファン１４により主発電機２及び補助発電機３の内側（矢印（ロ））を通り、主発電機回転子６及び補助発電機回転子８の径方向ダクト２３（矢印（ハ））から主発電機固定子５及び補助発電機固定子７の径方向ダクト２４（矢印（ニ））を通り、熱交換器２２へ戻る（矢印（ホ））順番で冷却風は流れる。【００３６】
しかし、本実施例では、電力変換器４の内部に電力変換器仕切り部材１７を、主発電機２と補助発電機３間に発電機仕切り部材１８を、主発電機２と補助発電機３の外側に発電機仕切り部材１９Ａ、１９Ｂをそれぞれ設置しているので、熱交換器２２を出た低温の冷却風（矢印（イ））は、発電機仕切り部材１９Ａ、１９Ｂに案内されて第１の通路４０Ａ、４０Ｂを通り、アキシャルファン１４により電力変換器４に最初に導かれ、電力変換器４が最初に冷却されることになる。【００３７】
また、発電機仕切り部材１９Ａ、１９Ｂが設置されていることにより、熱交換器２２を出た電力変換器４を冷却する冷たい冷却風は、主発電機回転子６及び補助発電機回転子８と主発電機固定子５及び補助発電機固定子７の側面及び主発電機固定子巻線９と主発電機回転子巻線１０及び補助発電機固定子巻線１１と補助発電機回転子巻線１２のエンド部を冷却した高温の冷却風と混合することを防ぐことができ、電力変換器４を低温の冷却風で冷却することができる。これにより、電力変換器４の冷却性能が向上する。【００３８】
更に、電力変換器仕切り部材１７、発電機仕切り部材１８が設置されていることにより、主発電機２と補助発電機３が、互いに冷却風の流れを阻害することがなくなり、電力変換器仕切り部材１７を案内にして、主発電機２と補助発電機３の間に効率的に冷却風を導くことが可能になり、主発電機２と補助発電機３の間の冷却が十分に行え、冷却性能が向上する。【００３９】
また、本実施例では、主発電機２と補助発電機３は、それぞれ異なる磁極数にして、互いに異なる同期速度にする。主発電機２、補助発電機３、電力変換器４は、回転軸１３に機械的に接続されており、回転軸１３の回転に伴って、同時に同回転数で回転するため、主発電機２、電力変換器４、補助発電機３間を繋ぐ配線によじれ等を避けられる。【００４０】
しかも、主発電機２、補助発電機３は電力系統に接続されており、電力系統は、商用周波数を持つ交流電流が流れていることから、回転軸１３の回転に伴い、補助発電機回転子８に誘導電流が流れる。また、電力変換器４は、ＡＣ→ＤＣ→ＡＣの電力変換器を備えているため、電力変換器４を介して、補助発電機回転子８に流れる誘導電流を、主発電機回転子６に励磁電流として供給することができる。また、回転軸１３の回転速度が主発電機２の同期速度近傍の場合、電力変換器４で直流に変換、供給することで、主発電機２の制御が可能である。従って、同期速度近傍でも制御可能なブラシレス交流励磁回転電機となる。【００４１】
このような本実施例とすることにより、制御範囲が広く、かつ、主発電機と補助発電機及び電力変換器の冷却が十分に行え、高い冷却性能が得られる効果がある。
【実施例２】
【００４２】
図２に、本発明の回転電機システムの実施例２を示す。【００４３】
該図に示す本実施例の回転電機システム２００は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、発電機仕切り部材１９Ａ、１９Ｂには、主発電機固定子５及び補助発電機固定子７の軸方向外側に対応する位置付近に、熱交換器２２からの冷却風の一部を主発電機２及び補助発電機３の内部に導く開口部２０Ａ、２０Ｂが形成されている。この開口部２０Ａ、２０Ｂは、軸方向に貫通し、かつ、周方向に所定の間隔をもって形成される複数の孔であっても良い。【００４４】
また、電力変換器４の軸方向両端には、軸方向に伸延し、かつ、熱交換器２２で冷却され、電力変換器４へ流入しないで主発電機固定子５及び補助発電機固定子７に流入しようとする冷却風の径方向への通風を妨げ、その冷却風を電力変換器４へ導く第４の仕切り部材である発電機仕切り部材１９Ｃ、１９Ｄが設置されている。この発電機仕切り部材１９Ｃ、１９Ｄは、発電機仕切り部材１９Ａ、１９Ｂと一体に形成されている。【００４５】
このような本実施例とすることにより、熱交換器２２を出た冷却ガスの一部は、開口部２０Ａ、２０Ｂから主発電機２と補助発電機３の外側に分流し、低温の冷却ガスで主発電機２と補助発電機３を冷却することができる。更に、電力変換器４を冷却した後の冷却ガスが、主発電機２と補助発電機３の内側から径方向に供給されるので、主発電機２と補助発電機３は、軸方向外側と径方向内側の両側から冷却風が流れて冷却されることになる。その結果、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、主発電機２と補助発電機３の温度分布を平準化でき、冷却性能を更に向上することができる。
【実施例３】
【００４６】
図３に、本発明の回転電機システムの実施例３を示す。【００４７】
該図に示す本実施例の回転電機システム３００は、図２で説明した実施例２と略同様な構成であるが、実施例２と異なるのは、図２に示した開口部２０Ａ、２０Ｂがなく、発電機仕切り部材１９Ａ、１９Ｂと発電機仕切り部材１９Ｃ、１９Ｄが一体ではなく、発電機仕切り部材１９Ａ、１９Ｂと発電機仕切り部材１９Ｃ、１９Ｄの間に、僅かな隙間が開いている点である。【００４８】
このような本実施例とすることにより、熱交換器２２を出た殆どの低温の冷却風が電力変換器に４に導かれることになり、熱交換器２２を出た殆どの冷却風により電力変換器４を冷却することができる。これにより、電力変換器４の冷却性能が更に向上する。
【実施例４】
【００４９】
図４に、本発明の回転電機システムの実施例４を示す。【００５０】
該図に示す本実施例の回転電機システム４００は、図２で説明した実施例２を改良したものであるが、実施例２と異なるのは、発電機仕切り部材１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄの周囲に、この発電機仕切り部材１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄを囲むように所定の間隔をもって冷却風の第２の通路４１Ａ、４１Ｂを形成する第５の仕切り部材である電力変換器仕切り部材２１Ａ、２１Ｂを設け、熱交換器２２を出た冷たい冷却風は、第１の通路４０Ａ、４０Ｂを通り電力変換器４に導かれて冷却し、電力変換器４を冷却し終えた冷却風が第２の通路４１Ａ、４１Ｂを介して、開口部２０Ａ、２０Ｂから主発電機２と補助発電機３内に導くようにしたものである。【００５１】
このような本実施例とすることにより、主発電機２と補助発電機３の外側から冷却風を供給できるため、主発電機２と補助発電機３の外側の冷却性能を向上することができる。
【実施例５】
【００５２】
図５に、本発明の回転電機システムの実施例５を示す。【００５３】
該図に示す本実施例の回転電機システム５００は、図４で説明した実施例４を改良したものであるが、実施例４と異なるのは、発電機仕切り部材１９Ｃ、１９Ｄの主発電機２と補助発電機３の間に位置する部分が開いており、ここから電力変換器４を冷却した冷却風の一部を、主発電機２と補助発電機３間へ流すことができるようにしたものである。【００５４】
このような本実施例とすることにより、主発電機２と補助発電機３の両側から冷却風を流すことができるため、主発電機２と補助発電機３の温度分布を平準化でき、冷却性能が更に向上する。
【実施例６】
【００５５】
図６に、本発明の回転電機システムの実施例６を示す。【００５６】
該図に示す本実施例の回転電機システム６００は、図１で説明した実施例１を改良したものであるが、実施例１と異なるのは、発電機仕切り部材１８の内径を補助発電機回転子８の内径より大きくし、電力変換器４を主発電機回転子６の内側（内径側）に設置した点である。【００５７】
このような本実施例とすることにより、補助発電機回転子８の内側は、電力変換器４が設置されていないので、第１の通路４０Ｂを流れる冷却風の流路抵抗が低くなり、主発電機２と補助発電機３の間へ冷却風を流しやすくなる。これにより、主発電機２と補助発電機３の冷却性能が更に向上する。【００５８】
なお、発電機仕切り部材１８の内径を主発電機回転子６の内径より大きくし、電力変換器４を補助発電機回転子８の内側（内径側）に設置しても同様である。
【実施例７】
【００５９】
図７に、本発明の回転電機システムを風力発電システムに適応した実施例７を示す。【００６０】
該図に示す如く、本実施例の風力発電システムは、ナセル３１内に、例えば、実施例１で説明した本発明の回転電機システム１００（実施例２乃至６で説明した回転電機システム２００乃至６００のいずれかでも良い）が設置されており、ナセル３１はタワー３２で支えられている。また、ロータ３３と回転軸（主軸）はハブ３４で接続され、風をロータ３３で受け回転軸に接続されている回転電機システム１００が回転することで、風のエネルギーが回転エネルギーに変換される。増速機３５で回転を発電に適した回転速度に増速し、回転電機システム１００で電気エネルギーに変換し、電力系統に送電するものである。【００６１】
即ち、本発明の回転電機システム１００の主発電機２と補助発電機３は、ロータ３３の回転力により回転すると共に、主発電機固定子巻線９と補助発電機固定子巻線１１は、電力系統側に接続されており、ロータ３３が受けた風のエネルギーを回転電機システム１００が電気エネルギーに変換し、電力系統に送電することができる。【００６２】
このような本実施例によれば、上述した回転電機システムを採用しているので、装置の大型化が防止でき、ナセルの小型化に寄与することができる。【００６３】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１…回転電機システム、２…主発電機、３…補助発電機、４…電力変換器、５…主発電機固定子、６…主発電機回転子、７…補助発電機固定子、８…補助発電機回転子、９…主発電機固定子巻線、１０…主発電機回転子巻線、１１…補助発電機固定子巻線、１２…補助発電機回転子巻線、１３…回転軸、１４…アキシャルファン、１５…回転電機フレーム、１７、２１Ａ、２１Ｂ…電力変換器仕切り部材、１８、１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄ…発電機仕切り部材、２０Ａ、２０Ｂ…開口部、２２…熱交換器、２３、２４…径方向ダクト、３１…ナセル、３２…タワー、３３…ロータ、３４…ハブ、３５…増速機、４０Ａ、４０Ｂ…第１の通路、４１Ａ、４１Ｂ…第２の通路、１００、２００、３００、４００、５００、６００…回転電機システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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