(57)【要約】      （修正有）【課題】ギア及び周波数変換装置の使用を可能な限り排除しながら，回転数が低い風車によって電力系統の電気の周波数と一致した周波数の電気を発生することを可能にする。【解決手段】第１〜第ｎ風車ロータと，第１〜第ｎ多相交流電圧を出力する第１〜第ｎ発電機とを備えている。第ｉ発電機は，第ｉ−１発電機から第ｉ−１多相交流電圧を供給される固定子と，第ｉ風車ロータと同体に回転する回転子と，電圧出力機構とを備えている。固定子のそれぞれは，第ｉ−１多相交流電圧を用いて，回転子の回転方向と逆方向に回転する回転磁界を発生する固定子巻線を備えている。回転子７−ｉは，前記回転磁界が鎖交される回転子導体を備えている。回転子導体と固定子巻線とは，誘導機として機能する。【選択図】  図１
2004153915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１〜第ｎ風車ロータ（ｎは２以上の自然数）と，
第１〜第ｎ多相交流電圧をそれぞれ出力する第１〜第ｎ発電機
とを備え，
前記第１発電機は，前記第１風車ロータに駆動されて前記第１多相交流電圧を出力し，
前記第２〜第ｎ発電機のうちの前記第ｉ発電機（ｉは２以上ｎ以下の整数）は，
前記第（ｉ−１）発電機から前記第（ｉ−１）多相交流電圧を供給される固定子と，
前記第ｉ風車ロータと同体に回転する回転子と，
電圧出力機構
とを備え，
前記固定子のそれぞれは，前記第（ｉ−１）多相交流電圧を用いて，前記回転子の回転方向と逆方向に回転する回転磁界を発生する固定子巻線を備え，
前記回転子は，前記回転磁界が鎖交される回転子導体を備え，
前記回転子導体と前記固定子巻線とは，誘導機として機能し，
前記第ｉ発電機の前記電圧出力機構は，それぞれ，前記導体に誘起される電圧から前記第ｉ多相交流電圧を生成して出力する
風力発電プラント。
【請求項２】
請求項１に記載の風力発電プラントにおいて，
前記第ｉ発電機の前記電圧出力機構は，前記固定子に設けられ，前記回転子導体と電磁気的相互作用を行うことにより前記第ｉ多相交流電圧を生成して出力する他の固定子巻線を含む
風力発電プラント。
【請求項３】
請求項１に記載の風力発電プラントにおいて，
更に，
前記第ｎ多相交流電流の周波数に応答して，前記第１〜第ｎ風車ロータの回転数をそれぞれに制御する回転数制御機構を備えた
風力発電プラント。
【請求項４】
請求項３に記載の風力発電プラントにおいて，
前記回転数制御機構は，
前記周波数に応答して，前記第１〜第ｎ風車ロータそれぞれが有するブレードのピッチ角の指令値である第１〜第ｎピッチ角指令値を生成する演算装置と，
前記第１〜第ｎピッチ角指令値に応答して，前記第１〜第ｎ風車ロータの前記ブレードのピッチ角を制御するピッチ角制御装置を含む
風力発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，風力発電プラントに関し，特に，回転数が低い風車により，電力系統と適合した周波数を有する電力を発生する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クリーンなエネルギー源として風力発電プラントが知られている。風力発電プラントは，風車と，該風車に軸結合される発電機とから構成される。風車により，風力エネルギーが回転動力に変換され，該回転動力によって発電機が駆動されて電気が発生される。
【０００３】
風力発電プラントにおける一つの課題は，風車ロータが回転する周波数が，電力系統周波数と適合しないことである。風車ロータは，翼端周速の限界によってその回転数が制限され，風車ロータの回転数は，数十ｒｐｍが上限である。一方，発電機が発生する電力をそのまま電力系統に供給する場合には，同期発電機であれば，回転子の回転数Ｎ（ｒｐｍ）は，発生される電力の周波数をｆ（Ｈｚ）とし，発電機の極数をｐとして，
Ｎ＝（６０・ｆ）／（ｐ／２），        …（１）
となる必要がある。例えば，６極の発電機が使用される場合には，発生される電気の周波数を６０Ｈｚとするためには，発電機の回転子は，１２００ｒｐｍで回転する必要がある。非同期発電機（誘導発電機）であれば，式（１）で求められる回転数よりも１％程度高い回転数が必要である。いずれの場合でも，風車ロータに求められる回転数は，風車ロータの許容最大回転数をはるかに上回る。
【０００４】
回転数が低い風車を使用して，電力系統の周波数と一致した周波数の電気を発生する方法が，３つ知られている。第１の方法は，発電機の極数ｐを多くすることである。上記の式（１）から理解されるように，極数ｐを多くすることにより，発電機の回転子の回転数Ｎを減少できる。第２の方法は，ギアのような増速装置を用いることである（特許文献１参照）。風車の回転軸と発電機の回転子とをギアを介して連結することにより，回転数が低い風車により回転子を高速に回転できる。第３の方法は，ＤＣリンク及びサイクロコンバータのような周波数変換装置を使用することである（特許文献２参照）。これらの方法は，組み合わされて使用され得る。
【０００５】
これらの３つの方法は，それぞれに難点がある。発電機の極数ｐを多くする第１の方法は，発電機の構造を複雑化させ，発電機のコストを増大させる。ギアを使用する第２の方法は，機械的部品であるギアの寿命が比較的に短いため，風力発電プラントのメンテナンスの頻度を増大させる。更に，ギアの使用は，風力発電プラントの騒音を増大させる。周波数変換装置は，そのコストが高く，更に，周波数変換装置に含まれる半導体スイッチング素子の高速スイッチングに起因して電磁ノイズを発生する。
【０００６】
発電機の極数を抑制し，ギア及び周波数変換装置の使用を可能な限り排除しながら，回転数が低い風車により，電力系統の電気の周波数と一致した周波数の電気を発生することが望まれる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３０４０９４号公報
【特許文献２】
特開２０００−３４５９５２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は，発電機の極数を抑制し，ギア及び周波数変換装置の使用を可能な限り排除しながら，回転数が低い風車によって電力系統の電気の周波数と一致した周波数の電気を発生することを可能にする技術を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下に，［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を用いて，課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は，［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されている。但し，付加された番号・符号は，［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１０】
本発明による風力発電プラントは，第１〜第ｎ風車ロータ（１−１〜１−ｎ）と，第１〜第ｎ多相交流電圧（Ｖ１〜Ｖｎ）をそれぞれ出力する第１〜第ｎ発電機（２−１〜２−ｎ）とを備えている。ここでｎは２以上の自然数である。第１発電機（２−１）は，第１風車ロータ（１−１）に駆動されて第１多相交流電圧（Ｖ１）を出力する。第２〜第ｎ発電機（２−２〜２−ｎ）のうちの前記第ｉ発電機（２−ｉ）（ｉは２以上ｎ以下の整数）は，第（ｉ−１）発電機（２−（ｉ−１））から第（ｉ−１）多相交流電圧（Ｖｉ−１）を供給される固定子（８−ｉ）と，第ｉ風車ロータ（１−ｉ）と同体に回転する回転子（７−ｉ）と，電圧出力機構（１０−ｉ，１２−ｉ）とを備えている。固定子（８−ｉ）のそれぞれは，第（ｉ−１）多相交流電圧（Ｖｉ−１）を用いて，回転子（７−ｉ）の回転方向と逆方向に回転する回転磁界を発生する固定子巻線（１１−ｉ）を備えている。回転子（７−ｉ）は，前記回転磁界が鎖交される回転子導体（９−ｉ，１０−ｉ，１８−ｉ，２１−ｉ）を備えている。回転子導体（９−ｉ，１０−ｉ，１８−ｉ，２１−ｉ）と固定子巻線（１１−ｉ）とは，誘導機として機能する。第ｉ発電機（２−ｉ）の電圧出力機構（１０−ｉ，１２−ｉ）は，それぞれ，回転子導体（９−ｉ，１０−ｉ，１８−ｉ，２１−ｉ）に誘起される電圧（Ｖｉｉｎ）から前記第ｉ多相交流電圧（Ｖｉ）を生成して出力する。第ｉ発電機（２−ｉ）の回転子（７−ｉ）は，第ｉ風車ロータ（１−ｉ）によって駆動され，該第ｉ発電機（２−ｉ）は，外力によって回転子が回転されたときに誘導機が有する周波数変換作用を用いて，それに入力される電圧よりも高い周波数を有する電圧を生成する。このような発電機を含んで構成される当該風力発電プラントは，電力系統に適合した周波数を有する電力の生成が可能である。
【００１１】
第ｉ発電機（２−ｉ）の電圧出力機構（１０−ｉ，１２−ｉ）は，固定子（８−ｉ）に設けられ，前記回転子導体（９−ｉ，１０−ｉ，１８−ｉ，２１−ｉ）と電磁気的相互作用を行うことにより第ｉ多相交流電圧（Ｖｉ）を生成して出力する他の固定子巻線（１２−ｉ）を含むことが好適である。このような電圧出力機構（１０−ｉ，１２−ｉ）は，回転子導体（９−ｉ，１０−ｉ，１８−ｉ，２１−ｉ）に誘起される電圧（Ｖｉｉｎ）と同一の周波数を有する電力を，非接触的に取り出すことが可能である。
【００１２】
当該風力発電プラントは，更に，第ｎ多相交流電流（Ｖｎ）の周波数（ｆｎ）に応答して，第１〜第ｎ風車ロータ（１−１〜１−ｎ）の回転数をそれぞれに制御する回転数制御機構（１５，５−１〜５−ｎ）を備えていることが好適である。
【００１３】
より具体的には，回転数制御機構（１５，５−１〜５−ｎ）は，第ｎ多相交流電流（Ｖｎ）の周波数（ｆｎ）に応答して，前記第１〜第ｎ風車ロータ（１−１〜１−ｎ）それぞれが有するブレードのピッチ角の指令値である第１〜第ｎピッチ角指令値（Ｎ１＊〜Ｎｎ＊）を生成する演算装置（１７）と，第１〜第ｎピッチ角指令値（Ｎ１＊〜Ｎｎ＊）に応答して，第１〜第ｎ風車ロータ（１−１〜１−ｎ）の前記ブレードのピッチ角を制御するピッチ角制御装置（５−１〜５−ｎ）を含むことが好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下，添付図面を参照しながら，本発明による風力発電プラントの実施の一形態を説明する。
【００１５】
本発明による風力発電プラントの実施の一形態では，図１に示されているように，複数の風車ロータ１−１〜１−ｎが，発電機２−１〜２−ｎとともに設けられている。風車ロータ１−１〜１−ｎは，それぞれ，発電機２−１〜２−ｎに軸結合されている。風車ロータ１−ｉ（ｉは，ｎ以下の自然数）は，翼３−ｉとハブ４−ｉとを備えている。翼３−ｉはハブ４−ｉに接合されている。ハブ４−ｉには，翼３−ｉのピッチ角を調整するピッチ調整機構（図示されない）が内蔵され，該ピッチ調整機構は，ピッチ制御装置５−ｉに接続されている。ピッチ制御装置５−ｉには，風車ロータ１−ｉの回転数を指示する回転数指令値Ｎｉ＊が与えられ，ピッチ制御装置５−ｉは，回転数指令値Ｎｉ＊に応答して翼３−ｉのピッチ角を調整する。
【００１６】
風車ロータ１−ｉのハブ４−ｉは，ハブ軸６−ｉに接合されている。ハブ軸６−ｉは，図示されない軸受によって回転可能に支持されており，風車ロータ１−ｉと一体に回転する。ハブ軸６−ｉは，発電機２−ｉに結合されている。
【００１７】
発電機２−ｉは，回転子７−ｉと固定子８−ｉとを備えている。回転子７−ｉは，ハブ軸６−ｉと結合され，ハブ軸６−ｉと一体に回転する。回転子７−ｉは，固定子８−ｉに挿入され，半径方向において固定子８−ｉに対向する。
【００１８】
回転子７−ｉには，第１回転子巻線９−ｉと第２回転子巻線１０−ｉとが設けられている。第１回転子巻線９−ｉと第２回転子巻線１０−ｉとは，電気的に接続されている。第１回転子巻線９−ｉと第２回転子巻線１０−ｉとは，ｕ相，ｖ相，及びｗ相のそれぞれについて設けられている。
【００１９】
固定子８−ｉには，第１固定子巻線１１−ｉと第２固定子巻線１２−ｉとが設けられている。第１固定子巻線１１−ｉは，第１回転子巻線９−ｉに対向するように設けられ，第１固定子巻線１１−ｉと第１回転子巻線９−ｉとの間には電磁気的相互作用が働く。同様に，第２固定子巻線１２−ｉは，第２回転子巻線１０−ｉに対向するように設けられ，第２固定子巻線１２−ｉと第２回転子巻線１０−ｉとの間には電磁気的相互作用が働く。第１固定子巻線１１−ｉと第２固定子巻線１２−ｉとは，ｕ相，ｖ相，及びｗ相のそれぞれについて設けられている。
【００２０】
発電機２−１〜２−ｎは，直列に接続されている。初段である発電機２−１の第１固定子巻線１１−１には，直流電圧が供給される。第１固定子巻線１１−１の一の端子には，可変抵抗１３を介して直流電源１４の高電位端子が接続され，他の端子には，直流電源１４の低電位端子が接続され，これにより，励磁電流Ｉが第１固定子巻線１１−１に供給される。
【００２１】
第２段である発電機２−２の第１固定子巻線１１−２は，発電機２−１の第２固定子巻線１２−１に接続されている。以下同様に，ｉ’を２以上ｎ以下の整数として，発電機２−ｉ’の第１固定子巻線１１−ｉ’は，発電機２−（ｉ’−１）の第２固定子巻線１２−（ｉ’−１）に接続されている。
【００２２】
最終段である発電機２−ｎの第２固定子巻線１２−ｎは，電力系統に接続されている。発電機２−１〜２−ｎによって発生される電力は，発電機２−ｎの第２固定子巻線１２−ｎから電力系統に供給されることになる。
【００２３】
風車ロータ１−１〜１−ｎが，それぞれ発電機２−１〜２−ｎに回転動力を供給すると，発電機２−１〜２−ｎは，それぞれに入力される電圧よりも高い周波数を有する電圧を出力し，周波数を増幅する。これにより，回転数が低い風車ロータ１−１〜１−ｎを使用して，電力系統で使用される周波数と実質的に同一の周波数を有する電力が生成される。
【００２４】
周波数の増幅作用は，以下の過程によって得られる。初段である発電機２−１の第１固定子巻線１１−１と第１回転子巻線９−１とは，３相同期発電機として機能する。励磁電流Ｉが供給されると，第１固定子巻線１１−１は界磁を発生する。界磁が発生された状態で回転子７−１が回転されると，第１回転子巻線９−１には，電圧Ｖ１ｉｎが誘起される。電圧Ｖ１ｉｎの周波数ｆ１（Ｈｚ）は，
ｆ１＝ｐ１・Ｎ１／６０，      …（２）
で表される。ここでｐ１は，第１固定子巻線１１−１の極対数であり，Ｎ１は，回転子７−１の回転数（即ち，風車ロータ１−１の回転数）である。Ｎ１の単位はｒｐｍである。第１回転子巻線１１−１の極対数がｐ１であるということは，第１固定子巻線１１−１の極数が２ｐ１であることを意味している。第１回転子巻線９−１は，電圧Ｖ１ｉｎを第２回転子巻線１０−１に供給する。
【００２５】
発電機２−１の第２回転子巻線１０−１と第２固定子巻線１２−１とは，ロータリートランスとして機能し，周波数ｆ１を有する電圧を外部に取り出す役割を果たす。第２回転子巻線１０−１に電圧Ｖ１ｉｎが供給されると，第２固定子巻線１２−１は，電圧Ｖ１ｉｎと同一の周波数ｆ１を有する電圧Ｖ１を，第２段である発電機２−２に出力する。周波数ｆ１を有する電圧を外部に取り出す機構としては，第２回転子巻線１０−１と第２固定子巻線１２−１との代わりに，スリップリングが採用され得る。しかし，非接触的に電圧を取り出すことができる点で，第２回転子巻線１０−１と第２固定子巻線１２−１とを使用して周波数ｆ１を有する電圧を外部に取り出すことが好適である。
【００２６】
発電機２−２は，それに入力される電圧Ｖ１の周波数ｆ１よりも高い周波数ｆ２を有する電圧Ｖ２を出力する。発電機２−２は，第１固定子巻線１１−２により，周波数ｆ１を有する電圧Ｖ１を受電する。第１固定子巻線１１−２と第１回転子巻線９−２とは，誘導機の一種である誘導形周波数変換機として機能する。第１固定子巻線１１−２に電圧Ｖ１が供給されると，第１固定子巻線１１−２は，回転磁界を生成する。この回転磁界の回転方向は，回転子７−２の回転方向（即ち，風車ロータ１−２の回転方向）と逆にされる。回転子７−２が回転磁界と逆方向に回転されると，第１回転子巻線９−２には，電圧Ｖ２ｉｎが誘起される。第１回転子巻線９−２に誘起される電圧Ｖ２ｉｎの周波数ｆ２は，
ｆ２＝ｆ１＋ｐ２・Ｎ２／６０，      …（３）
と表される。ここでｐ２は，第１固定子巻線１１−２の極対数であり，Ｎ２は，回転子７−２の回転数（ｒｐｍ）である。第１回転子巻線９−２は，電圧Ｖ２ｉｎを第２回転子巻線１０−２に供給する。
【００２７】
発電機２−２の第２回転子巻線１０−２と第２固定子巻線１２−２とは，ロータリートランスとして機能する。第２回転子巻線１０−２に電圧Ｖ２ｉｎが供給されると，第２固定子巻線１２−１は，電圧Ｖ２ｉｎと同一の周波数ｆ２を有する電圧Ｖ２を，第２段である発電機２−２の第１固定子巻線１１−２に出力する。
【００２８】
他の発電機２−３〜２−ｎも，同様にして，それに入力される電圧よりも高い周波数を有する電圧を出力する。発電機２−ｉ’（ｉ’は２以上ｎ以下の自然数）は，第１固定子巻線１１−ｉ’により，周波数ｆｉ’−１を有する電圧Ｖｉ’−１を受電する。発電機２−ｉ’の第１固定子巻線１１−ｉ’と第１回転子巻線９−ｉ’（ｉ’は２以上ｎ以下の自然数）とは，誘導形周波数変換機として機能し，第１回転子巻線９−ｉ’には，電圧Ｖｉ’ｉｎが誘起される。第１回転子巻線９−ｉ’に誘起される電圧Ｖｉ’ｉｎの周波数ｆｉ’は，
ｆｉ’＝ｆ１＋．．．＋ｆｉ’−１＋ｐｉ’・Ｎｉ’／６０，      …（４）
と表される。ｐｉ’は，第１固定子巻線１１−ｉ’の極対数であり，Ｎｉ’は，回転子７−ｉ’の回転数（ｒｐｍ）である。第１回転子巻線９−ｉ’は，周波数ｆｉ’を有する電圧Ｖｉ’ｉｎを第２回転子巻線１０−ｉ’に供給する。第２回転子巻線１０−ｉ’と第２固定子巻線１２−ｉ’とは，３相ロータリートランスとして機能し，第２固定子巻線１２−ｉ’は，周波数ｆｉ’を有する電圧Ｖｉ’を出力する。
【００２９】
以上の過程により発電機２−１〜２−ｎは，周波数の増幅を行う。最終段である発電機２−ｎは，
ｆｎ＝ｆ１＋ｆ２＋．．．＋ｆｎ−１＋ｐｎ・Ｎｎ／６０，
なる周波数ｆｎの電圧Ｖｎを，電力系統に出力する。電力系統に出力される周波数ｆｎは，一の発電機によって発生可能な周波数を上回る。
【００３０】
電力系統に出力されるｆｎを所望の周波数目標値ｆ＊に制御するために，風車ロータ１−１〜１−ｎの回転数Ｎ１〜Ｎｎが制御される。図２は，回転数Ｎ１〜Ｎｎを制御する制御装置１５を示している。制御装置１５は，減算器１６と演算器１７とを備えている。減算器１６は，発電機２−ｎの出力の周波数ｆｎから周波数目標値ｆ＊を減じ，差Δｆを算出する。演算器１７は，差Δｆから風車ロータ１−１〜１−ｎそれぞれの回転数指令値Ｎ１＊〜Ｎｎ＊，及び励磁電流Ｉの励磁電流指令値Ｉ＊を算出する。図１を参照して，ピッチ制御装置５−１〜５−ｎは，風車ロータ１−１〜１−ｎの回転数Ｎ１〜Ｎｎが，回転数指令値Ｎ１＊〜Ｎｎ＊に一致するように翼３−１〜３−ｎのピッチ角を制御する。更に，可変抵抗１３の抵抗値は，励磁電流Ｉが励磁電流指令値Ｉ＊に一致するように調整される。
【００３１】
以上に説明されているように，本実施の形態では，発電機２−１〜２−ｎによって周波数が徐々に増加され，発電機の極数を抑制しながら，ギア，及び周波数変換装置を使用することなく高い周波数ｆｎを有する電圧を電力系統に出力可能である。
【００３２】
本実施の形態において，初段の発電機２−１としては，多相交流を生成可能な他の発電機，例えば，同期発電機が採用され得る。
【００３３】
更に，図３に示されているように，発電機２−１に直流電圧を供給する直流電源１４に代えて，ハブ軸６−１の回転から直流電圧を発生する発電機構が採用され得る。この場合の発電機２−１の構成は以下の通りである。ハブ軸６−１には，永久磁石３１が接合される。永久磁石３１の近傍には，永久磁石３１に対向するように巻線３２が設けられる。巻線３２は，可変抵抗１３及び整流器３３を介して第１固定子巻線１１−１に接続される。ハブ軸６−１が回転すると，永久磁石３１と巻線３２との相互作用により，巻線３２に交流電圧が励起される。該交流電圧が，整流器３によって整流されて直流電圧が生成され，生成された直流電圧が第１固定子巻線１１−１に供給される。該直流電圧により第１固定子巻線１１−１に流れる励磁電流Ｉの大きさは，可変抵抗１３によって調整される。このような構成は，発電機２−１に直流電圧を供給する直流電源を別途に必要としない点で好適である。
【００３４】
更に本実施の形態において，図４（ａ）に示されているように，第１回転子巻線９−ｉと第２回転子巻線１０−ｉとが設けられた固定子７−ｉの代わりに，一の回転子巻線１８−ｉのみが設けられた固定子７−ｉ’が使用され得る。固定子７−ｉ’は，巻線形誘導電動機に使用される回転子と同一の構造を有しており，回転子巻線１８−ｉは，両端が短絡されている。回転子巻線１８−ｉは，第１固定子巻線１１−ｉ及び第２固定子巻線１２−ｉの両方に対向し，第１固定子巻線１１−ｉ及び第２固定子巻線１２−ｉの両方と電磁気的相互作用を作用する。図４（ｂ）に示されているように，回転子巻線１８−ｉは，回転子鉄心１９−ｉに設けられるスロットに挿入される。このような構造を有する固定子７−ｉ’を使用する場合にも，第１固定子巻線１１−ｉと回転子巻線１８−ｉとは，誘導形周波数変換機（又は同期発電機）として作用し，回転子巻線１８−ｉと第２固定子巻線１２−ｉとは，ロータリートランスとして作用する。従って，図４に示されている回転子７−ｉ’を使用しても，上述の周波数の増幅の効果が得られる。
【００３５】
更に本実施の形態において，図５（ａ）〜（ｃ）に示されているように，固定子７−ｉの代わりに，かご形誘導電動機に使用される回転子と同一の構造を有する回転子７−ｉ”が使用され得る。回転子７−ｉ”は，図５（ａ）に示されているように，回転子鉄心２０−ｉとかご形導体２１−ｉとを含む。回転子鉄心２０−ｉは，ハブ軸６−ｉに接合されている。図５（ｂ）に示されているように，回転子鉄心２０−ｉには，軸方向に延伸するスロット２２−ｉが設けられている。図５（ｃ）に示されているようにかご形導体２１−ｉは，２つの端絡環２３−ｉと，２つの端絡環２３−ｉを連結する複数の銅棒２４−ｉが設けられている。銅棒２４−ｉは，互いに平行である。銅棒２４−ｉは，スロット２２−ｉに挿入される。かご形導体２１−ｉは，第１固定子巻線１１−ｉ及び第２固定子巻線１２−ｉの両方に対向し，第１固定子巻線１１−ｉ及び第２固定子巻線１２−ｉの両方と電磁気的相互作用を作用する。このような構造を有する固定子７−ｉ”を使用する場合にも，第１固定子巻線１１−ｉとかご形導体２１−ｉとは，誘導形周波数変換機（又は同期発電機）として作用し，かご形導体２１−ｉと第２固定子巻線１２−ｉとは，ロータリートランスとして作用する。従って，図５（ａ）〜（ｃ）に示されている回転子７−ｉ”を使用しても，上述の周波数の増幅の効果が得られる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明により，発電機の極数を抑制し，ギア及び周波数変換装置の使用を可能な限り排除しながら，回転数が低い風車によって電力系統の電気の周波数と一致した周波数の電気を発生することを可能にする技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は，本発明による風力発電プラントの実施の一形態を示す。
【図２】図２は，風車ロータ１−１〜１−ｎの回転数Ｎ１〜Ｎｎを制御する制御装置１５を示す。
【図３】図３は，本実施の形態の風力発電プラントの変形例を示す。
【図４】図４は，本実施の形態の風力発電プラントの他の変形例を示す。
【図５】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は，本実施の形態の風力発電プラントの更に他の変形例を示す。
【符号の説明】
１−１〜１−ｎ：風車ロータ
２−１〜２−ｎ：発電機
３−１〜３−ｎ：ブレード
４−１〜４−ｎ：ハブ
５−１〜５−ｎ：ピッチ制御装置
６−１〜６−ｎ：ハブ軸
７−１〜７−ｎ：回転子
８−１〜８−ｎ：  固定子
９−１〜９−ｎ：第１回転子巻線
１０−１〜１０−ｎ：第２回転子巻線
１１−１〜１１−ｎ：第１固定子巻線
１２−１〜１２−ｎ：第２固定子巻線
１３：可変抵抗
１４：直流電源
１５：制御装置
１６：減算器
１７：演算器
１８−ｉ：回転子巻線
１９−ｉ：回転子鉄心
２０−ｉ：回転子鉄心
２１−ｉ：かご形導体
２２−ｉ：スロット
２３−ｉ：端絡環
２４−ｉ：銅棒
３１：永久磁石
３２：巻線
３３：整流器
【図１】
2004153915.tif 000003
【図２】
2004153915.tif 000004
【図３】
2004153915.tif 000005
【図４】
2004153915.tif 000006
【図５】
2004153915.tif 000007