(57)【要約】【課題】流体の流速が変化した場合であっても発電機の回転を維持することのできる技術を提供する。【解決手段】流体を受けて発電する発電装置１０００は、流体を受けて回転する回転部材１９０と、回転部材１９０に機械的に連結され、発電機および電動機として動作する発電電動機１００と、発電電動機１００の回転速度を測定する回転速度測定部２０６と、発電電動機１００を制御する制御部２００と、を備える。制御部２００は、流体の流速に変化があっても回転部材１９０の回転を維持するように発電電動機１００を制御する。【選択図】図１
2013233083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を受けて発電する発電装置であって、
前記流体を受けて回転する回転部材と、
前記回転部材に機械的に連結され、発電機および電動機として動作する発電電動機と、
前記発電電動機の回転速度を測定する回転速度測定部と、
前記発電電動機を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記流体の流速に変化があっても前記回転部材の回転を維持するように前記発電電動機を制御する、発電装置。
【請求項２】
請求項１記載の発電装置であって、
前記発電電動機は、
（ｉ）駆動動作と発電動作を並行して行なう混在モードと、
（ｉｉ）駆動動作のみを行なう駆動モードと、
のうちの少なくとも一方と、
（ｉｉｉ）発電動作のみを行なう発電モードと、
を含む複数の動作モードで動作可能であり、
前記制御部は、前記流体の流速に変化があっても前記回転部材の回転を維持するように前記動作モードを選択して前記発電電動機の制御を実行する、発電装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の発電装置であって、
前記制御部は、前記回転部材の回転速度が所定の範囲に収まるように前記発電電動機の制御を実行する、発電装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の発電装置であって、
前記発電電動機は、複数の相のコイル列を有し、
前記制御部は、前記流体の流速に変化があっても前記回転部材の回転を維持するように、前記各コイル列の相ごとに、発電動作と駆動動作のいずれかを適用する、発電装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の発電装置であって、
前記制御部は、前記回転速度が所定の回転速度閾値を超える場合には、前記回転部材の回転している方向とは逆向きの方向に前記発電電動機を駆動させるように、前記発電電動機を制御する、発電装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の発電装置であって、
前記制御部は、前記流速が所定の流速閾値以下を示す期間が所定の閾値期間を超えた場合には、前記回転部材の回転を維持するための制御を停止する、発電装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の発電装置であって、
前記制御部は、所定の期間において前記発電装置によって発電される電力量から、前記所定の期間において前記発電装置によって消費される電力量を減算した値が、所定の閾値電力量を下回った場合には、前記回転部材の回転を維持するための制御を停止する、発電装置。
【請求項８】
請求項２ないし７のいずれかに記載の発電装置であって、
前記混在モードは、駆動期間を周期的に発生させることにより前記発電電動機を発電機として動作させ、駆動期間でない期間のうちの少なくとも一部の期間を発電期間とすることにより発電電動機を発電機として動作させるモードである、発電装置。
【請求項９】
電力回生機能を有する電動装置であって、
前記電動装置の電磁コイルと永久磁石との相対位置を示す位置信号を生成する位置信号生成部と、
前記電磁コイルの電圧印加期間を定める駆動信号を前記位置信号に基づいて生成する駆動信号生成部と、
前記電磁コイルの電力回生期間を定める回生信号を前記位置信号に基づいて生成する回生信号生成部と、
を備え、
前記電圧印加期間は、前記位置信号の半周期ごとに周期的に設定されており、
前記電力回生期間は、前記電圧印加期間以外の期間に対して設定されている、電動装置。
【請求項１０】
請求項９記載の電動装置であって、
前記回生信号生成部は、前記電力回生期間を、前記位置信号の最大点及び最小点を中心とする略対称な期間に設定可能である、電動装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の電動装置であって、
前記駆動信号生成部は、前記電圧印加期間の前記位置信号に対する時間的位置及び前記電圧印加期間の期間幅を任意に変化させることが可能であり、
前記回生信号生成部は、前記電力回生期間の前記位置信号に対する時間的位置及び前記電力回生期間の期間幅を任意に変化させることが可能である、電動装置。
【請求項１２】
請求項９ないし１１のいずれかに記載の電動装置であって、さらに、
前記電力回生期間において回生された電力を蓄える蓄電部を備える、電動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を受けて発電を行なう発電装置及び電力回生機能を有する電動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素の排出量削減という観点から、風力、水力、太陽光等の自然エネルギーを活用した発電が大きな注目を集めている。これらの発電効率を向上させることは、環境問題の解決にとって重要な課題となっている。
【０００３】
流体を利用した発電装置は、例えばブラシレスモータ構造を利用して実現することが可能である。ブラシレスモータとしては、例えば下記の特許文献１に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９８９８２号公報
【０００５】
流体を利用した発電装置としては、例えば、風力発電装置がある。従来の風力発電装置では、風力の低下によって回転が停止しないようにするために、また、風力の変動によって回転数が変動して発電効率が低下しないようにするために、ブレードの重量を大きくすることで回転の慣性力を高め、発電機の回転を維持させていた。
【０００６】
しかし、この従来の技術では、重量の大きいブレードを支えるために、発電機全体の構成を大きくする必要があり、また、発電機のブレードを支える部材の強度を大きくする必要があるといった問題があった。なおこのような問題は、風力発電機に限らず、流体を受けて発電する発電装置全般に共通する問題であった。また、電動装置において効率よく電力を回生したいという要望もあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、流体の流速が変化した場合であっても発電機の回転を維持することのできる技術を提供することを目的とする。また、本発明は、従来とは異なる方法によって電力を回生することのできる電動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために、以下の形態または適用例を取ることが可能である。
【０００９】
[適用例１]
流体を受けて発電する発電装置であって、
前記流体を受けて回転する回転部材と、
前記回転部材に機械的に連結され、発電機および電動機として動作する発電電動機と、
前記発電電動機の回転速度を測定する回転速度測定部と、
前記発電電動機を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記流体の流速に変化があっても前記回転部材の回転を維持するように前記発電電動機を制御する、発電装置。
【００１０】
適用例１の発電装置では、発電機および電動機として動作する発電電動機を制御するので、流体の流速が変化した場合であっても発電装置の回転を維持することができる。
【００１１】
[適用例２]
適用例１記載の発電装置であって、
前記発電電動機は、
（ｉ）駆動動作と発電動作を並行して行なう混在モードと、
（ｉｉ）駆動動作のみを行なう駆動モードと、
のうちの少なくとも一方と、
（ｉｉｉ）発電動作のみを行なう発電モードと、
を含む複数の動作モードで動作可能であり、
前記制御部は、前記流体の流速に変化があっても前記回転部材の回転を維持するように前記動作モードを選択して前記発電電動機の制御を実行する、発電装置。
【００１２】
適用例２の発電装置によれば、発電電動機の動作モードを選択して制御を実行するので、流体の流速が変化した場合であっても発電装置の回転を維持することができる。
【００１３】
[適用例３]
適用例１または２記載の発電装置であって、
前記制御部は、前記回転部材の回転速度が所定の範囲に収まるように前記発電電動機の制御を実行する、発電装置。
【００１４】
適用例３の発電装置によれば、回転部材の回転速度が所定の範囲に収まるので、回転速度が広い範囲で変化することによる発電効率の低下を抑制することができる。
【００１５】
[適用例４]
適用例１ないし３のいずれかに記載の発電装置であって、
前記発電電動機は、複数の相のコイル列を有し、
前記制御部は、前記流体の流速に変化があっても前記回転部材の回転を維持するように、前記各コイル列の相ごとに、発電動作と駆動動作のいずれかを適用する、発電装置。
【００１６】
適用例４の発電装置によれば、各コイル列の相ごとに発電動作と駆動動作のいずれかを適用するので、発電電動機の回転速度の制御の精度を上げることができる。
【００１７】
［適用例５］
適用例１ないし４のいずれかに記載の発電装置であって、
前記制御部は、前記回転速度が所定の回転速度閾値を超える場合には、前記回転部材の回転している方向とは逆向きの方向に前記発電電動機を駆動させるように、前記発電電動機を制御する、発電装置。
【００１８】
適用例５の発電装置によれば、発電電動機の回転速度が所定の回転速度を超える場合には発電電動機を制動させるため、発電電動機の回転速度が異常に大きな回転速度となることを防ぐことが可能となる。したがって、発電電動機の内部の機構等が破損してしまうことを防ぐことが可能となる。
【００１９】
［適用例６］
適用例１ないし５のいずれかに記載の発電装置であって、
前記制御部は、前記流速が所定の流速閾値以下を示す期間が所定の閾値期間を超えた場合には、前記回転部材の回転を維持するための制御を停止する、発電装置。
【００２０】
［適用例７］
適用例１ないし６のいずれかに記載の発電装置であって、
前記制御部は、所定の期間において前記発電装置によって発電される電力量から、前記所定の期間において前記発電装置によって消費される電力量を減算した値が、所定の閾値電力量を下回った場合には、前記回転部材の回転を維持するための制御を停止する、発電装置。
【００２１】
適用例６および適用例７の発電装置によれば、所定の条件を満たした場合には、回転部材の回転の維持をするための制御を中止するので、駆動に電力を消費するという状態で、発電装置の運転が長期間継続されることを防ぐことができる。
【００２２】
［適用例８］
適用例２ないし７のいずれかに記載の発電装置であって、
前記混在モードは、駆動期間を周期的に発生させることにより前記発電電動機を発電機として動作させ、駆動期間でない期間のうちの少なくとも一部の期間を発電期間とすることにより発電電動機を発電機として動作させるモードである、発電装置。
【００２３】
適用例８の発電装置によれば、発電電動機を駆動させつつも、発電電動機が駆動には利用されていない期間において発電をすることができる。
【００２４】
［適用例９］
電力回生機能を有する電動装置であって、
前記電動装置の電磁コイルと永久磁石との相対位置を示す位置信号を生成する位置信号生成部と、
前記電磁コイルの電圧印加期間を定める駆動信号を前記位置信号に基づいて生成する駆動信号生成部と、
前記電磁コイルの電力回生期間を定める回生信号を前記位置信号に基づいて生成する回生信号生成部と、
を備え、
前記電圧印加期間は、前記位置信号の半周期ごとに周期的に設定されており、
前記電力回生期間は、前記電圧印加期間以外の期間に対して設定されている、電動装置。
【００２５】
適用例９によれば、電動装置を駆動しつつ、電磁コイルに電圧が印加されていない期間において電力を回生することができる。
【００２６】
［適用例１０］
請求項９記載の電動装置であって、
前記回生信号生成部は、前記電力回生期間を、前記位置信号の最大点及び最小点を中心とする略対称な期間に設定可能である、電動装置。
【００２７】
適用例１０の電動装置によれば、エネルギー変換効率の高い期間において電力を効率よく回生することができる。
【００２８】
［適用例１１］
請求項９または１０に記載の電動装置であって、
前記駆動信号生成部は、前記電圧印加期間の前記位置信号に対する時間的位置及び前記電圧印加期間の期間幅を任意に変化させることが可能であり、
前記回生信号生成部は、前記電力回生期間の前記位置信号に対する時間的位置及び前記電力回生期間の期間幅を任意に変化させることが可能である、電動装置。
【００２９】
適用例１１の電動装置によれば、電圧印加期間と電力回生期間を任意に変化させることができるので、駆動時に発生するトルクや回転速度及び回生される電力を精密に制御することができる。
【００３０】
［適用例１２］
請求項９ないし１１のいずれかに記載の電動装置であって、さらに、
前記電力回生期間において回生された電力を蓄える蓄電部を備える、電動装置。
【００３１】
適用例１２の電動装置によれば、回生される電力を蓄えることができる。
【００３２】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、発電方法発電システム及び電動装置、それらの方法またはシステムの機能を実現するための集積回路、コンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例としての発電装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】発電電動機の本体の構成を示す説明図である。
【図３】発電装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】駆動・発電信号生成部の内部構成を示す説明図である。
【図５】駆動・発電信号生成部によって生成される各種の信号を示すタイミングチャートの一例である。
【図６】駆動・発電信号生成部によって生成される各種の信号を示すタイミングチャートの他の例である。
【図７】Ａ相コイル列に用いられる駆動回路部と発電回路部の内部構成を示す回路図である。
【図８】第２実施例における電動装置１０００ｂの全体構成を示すブロック図である。
【図９】駆動・回生信号生成部によって生成される各種の信号を示すタイミングチャートの一例である。
【図１０】駆動・回生信号生成部によって生成される各種の信号を示すタイミングチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．第１実施例の変形例：
Ｃ．第２実施例：
【００３５】
Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の一実施例としての発電装置１０００の全体構成を示すブロック図である。この発電装置１０００は、発電電動機１００と、制御部２００と、風速測定部２０３と、基準回転速度記憶部２０４と、回転速度比較部２０５と、回転速度測定部２０６と、蓄電部７００と、を備えている。制御部２００は、ＣＰＵ２０２と、駆動・発電信号生成部３００と、駆動回路部４００と、発電回路部５００と、発電電流制御部６００と、を備えている。発電電動機１００には、風力を受けて回転するブレード１９０と、発電電動機１００のロータ位置を検出する２つの位置センサ１６Ａ，２６Ｂと、が取り付けられている。
【００３６】
発電電動機１００は、風力によって発電する発電機能と、モータとして駆動してブレード１９０を回転させる駆動機能と、ブレード１９０の回転方向とは逆向きにモータとして駆動してブレード１９０の回転を制動させる制動機能とを有している。また、発電電動機１００は、以下で詳述するように、２相のコイル列（Ａ相コイル列，Ｂ相コイル列）を有するステータ部と、永久磁石列を有するロータ部と、を備えている。
【００３７】
２つの回転センサ１６Ａ，２６Ｂは、それぞれＡ相，Ｂ相のコイル列に取り付けられている。回転センサ１６Ａ，２６Ｂとしては、例えば磁気センサを利用することができる。回転センサ１６Ａとして磁気センサを利用した場合では、回転センサ１６Ａは、ロータ部が有する永久磁石列の磁気を検出することにより、Ａ相コイル列に対するロータ部の位置を示すセンサ信号ＳＳＡを出力する。同様に、回転センサ２６Ｂは、Ｂ相コイル列に対するロータ部の位置を示すセンサ信号ＳＳＢを出力する。センサ信号ＳＳＡ，ＳＳＢの波形は、発電電動機１００が回転することによって、周期的な波形となる。したがって、このセンサ信号ＳＳＡ，ＳＳＢの周波数は、発電電動機１００の回転速度と相関がある。なお、センサ信号ＳＳＡ，ＳＳＢの波形は後に図示する（図５，図６）。
【００３８】
回転速度測定部２０６は、センサ信号ＳＳＡまたはセンサ信号ＳＳＢの周波数に基づいて、発電電動機１００の回転速度を測定する。基準回転速度記憶部２０４には、基準回転速度が記憶されている。ここで、「基準回転速度」とは、発電を適切に行なうことのできる回転速度の上限と下限を示す速度である。この基準回転速度の下限側を「最小基準回転速度」とも呼び、上限側を「最大基準回転速度」とも呼ぶ。最小基準回転速度は、回転を維持することのできる最低の回転速度である。なお、この２つの基準回転速度は、ＣＰＵ２０２によって任意に書き換えることも可能である。回転速度比較部２０５は、この最小基準回転速度及び最大基準回転速度と、回転速度測定部２０６から得られた発電電動機１００の実際の回転速度と、を比較し、これらの比較結果をＣＰＵ２０２に送る。
【００３９】
ＣＰＵ２０２は、回転速度比較部２０５から得られた比較結果に基づいて、発電電動機１００の実際の回転速度が最小基準回転速度から最大基準回転速度の範囲（以下では、「基準回転速度範囲」とも呼ぶ。）に収まるように、駆動・発電信号生成部３００に対して指令を送る。また、ＣＰＵ２０２は、風速測定部２０３で測定された風速Ｖｃに基づいて、駆動・発電信号生成部３００に対して指令を送ることもできる。ただし、ＣＰＵ２０２が風速Ｖｃを利用しない場合には、風速測定部２０３は省略可能である。なお、ＣＰＵ２０２は、発電電流制御部６００に対しても制御指令を送る。
【００４０】
駆動・発電信号生成部３００は、ＣＰＵ２０２からの指令と、センサ信号ＳＳＡ，ＳＳＢとに基づいて、発電信号ＲＥＧと、駆動信号ＤＲＶとを生成する。発電信号ＲＥＧは、発電電動機１００の発電機能を有効とする場合にＨレベルとなる信号である。一方、駆動信号ＤＲＶは、発電電動機１００の駆動機能および制動機能を有効とする場合にＨレベルとなる信号である。なお、図１では図示を省略しているが、実際の駆動信号ＤＲＶには、Ａ相コイル列の制御に用いられる２つのＡ相駆動信号ＤＲＶＡ１，２と、Ｂ相コイル列の制御に用いられる２つのＢ相駆動信号ＤＲＶＢ１，２との４つの信号が含まれる。発電信号ＲＥＧについても同様である。したがって、Ａ相コイル列とＢ相コイル列とを、独立して別々に制御することが可能である。
【００４１】
発電回路部５００は、発電信号ＲＥＧがＨレベルを示している場合に、発電電動機１００によって発電された電流を発電電流制御部６００に供給する。駆動回路部４００は、駆動信号ＤＲＶがＨレベルを示している場合に、発電電動機１００が備えるコイル列を励磁し、発電電動機１００をモータとして駆動させる。発電電流制御部６００は、発電回路部５００から供給される電流に応じて、蓄電部７００に送電する電流量を制御する。
【００４２】
図２（Ａ）は、発電電動機１００の本体の構成を示す断面図である。この発電電動機１００は、それぞれ略円盤状のステータ部１０及びロータ部３０を有している。ロータ部３０は、複数の磁石を有する磁石列３４Ｍを有しており、回転軸１１２に固定されている。磁石列３４Ｍの磁化方向は上下方向である。ステータ部１０は、ロータ部３０の上部に配置されたＡ相コイル列１４Ａと、ロータ部３０の下部に配置されたＢ相コイル列２４Ｂとを有している。
【００４３】
図２（Ｂ）〜（Ｄ）は、ステータ部１０のＡ相コイル列１４Ａと、ロータ部３０と、ステータ部１０のＢ相コイル列２４Ｂとを分離して示したものである。この例では、Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂは、それぞれ６つのコイルを有しており、磁石列３４Ｍも６つの磁石を有している。但し、コイルや磁石の数は任意の値に設定することが可能である。
【００４４】
図３は、発電装置１０００の制御方法の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１０では、風速測定部２０３が風速Ｖｃを測定する。ステップＳ２０では、ＣＰＵ２０２は、風速Ｖｃの含まれる範囲にしたがって、発電電動機１００が実行可能な５つの動作モードのうちから１つ又は複数の動作モードを組み合わせて実行する。５つの動作モードは、「駆動モード」と、「駆動・発電混在モード」と、「発電モード」と、「発電・制動混在モード」と、「制動モード」である。
【００４５】
「駆動モード」は、Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂが駆動機能のみを発揮するモードである。「発電モード」は、Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂが発電機能のみを発揮するモードである。「制動モード」は、Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂが制動機能のみを発揮するモードである。
【００４６】
「駆動・発電混在モード」は、発電電動機１００が駆動機能と発電機能の２つの機能を発揮するモードである。駆動・発電混在モードの例としては、Ａ相コイル列１４Ａが駆動機能を発揮し、Ｂ相コイル列２４Ｂが発電機能を発揮する場合である。また、Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂのうちの少なくとも一方が、センサ信号ＳＳＡ，ＳＳＢの一周期の間に、駆動機能と発電機能の２つの機能を切り替えて発揮する場合も「駆動・発電混在モード」と呼ぶ。同様に、「発電・制動混在モード」は、発電電動機１００が発電機能と制動機能の２つの機能を発揮するモードである。
【００４７】
ここで、コイル列が駆動機能を発揮すれば、発電電動機１００の回転速度は大きくなり、逆に、コイル列が発電機能を発揮すれば、発電電動機１００の回転速度は小さくなる。さらに、コイル列が制動機能を発揮すれば、発電電動機１００の回転速度はさらに小さくなる。したがって、コイル列が発揮する駆動機能と、発電機能と、制動機能とを制御すれば、発電電動機１００の回転速度を、その動作状況に応じて制御することができる。この制御方法としては、例えば、駆動信号ＤＲＶと発電信号ＲＥＧのデューティを変更し、それぞれのコイル列の駆動期間と、発電期間と、制動期間とを風速Ｖｃに応じて変更することによって、発電電動機１００の回転速度を制御する方法がある。
【００４８】
ステップＳ２０では、風速Ｖｃが４つの風速閾値Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ４と比較される。ここで、４つの風速閾値の関係は、Ｖｔｈ１＜Ｖｔｈ２＜Ｖｔｈ３＜Ｖｔｈ４である。
【００４９】
風速Ｖｃが第１の風速閾値Ｖｔｈ１未満である場合、及び、風速Ｖｃが第１の風速閾値Ｖｔｈ１以上で第２の風速閾値Ｖｔｈ２未満の場合には、ステップＳ２５において、発電電動機１００が停止状態か否かが判断される。
【００５０】
風速Ｖｃが第１の風速閾値Ｖｔｈ１未満で発電電動機１００が停止状態であり、発電電動機１００が風力のみで自力定常回転（最低風力で回転可能な回転数）は不可能だが、若干の駆動補助で定常回転を維持できる場合には、駆動モードと駆動・発電混在モードが選択される。すなわち、最初風力が弱く、発電電動機１００を駆動モードとして駆動機能を動作させ、定常回転に達した後駆動・発電混在モードに移行し、風力を補って駆動機能を動作させて定常回転を維持し、発電を維持継続させる。例えば、Ａ相コイル列１４Ａは駆動機能と発電機能を発揮し、Ｂ相コイル列２４Ｂは発電機能のみを発揮するように動作モードを利用可能である。なお、自力定常回転とは、風力が一定の場合に、風力のみで最小基準回転速度以上で回転することを意味する。
【００５１】
風速Ｖｃが第１の風速閾値Ｖｔｈ１以上であり、かつ、第２の風速閾値Ｖｔｈ２未満の場合（自力での始動は不可能だが、定常回転以上は維持できる風力がある）には、駆動モードと発電モードが選択される。すなわち、最初風力が少し弱く、発電電動機１００が風力のみを受けて回転を開始することは不可能であるため、発電電動機１００を駆動モードとし、駆動機能を動作させて定常回転（最低風力で回転可能な回転数）まで回転数をあげ、その後駆動を停止させて発電モードに移行し、風力による自力回転によりＡ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂの２相を用いて発電を行う。
【００５２】
ステップＳ２５において、発電電動機１００が停止状態ではないと判断された場合には、駆動モードは実行されず、風速Ｖｃの範囲に応じて、上述した駆動・発電混在モード又は発電モードが実行される。
【００５３】
風速Ｖｃが第２の風速閾値Ｖｔｈ２以上で第３の風速閾値Ｖｔｈ３未満の場合には、発電モードが実行される。すなわち、風力が発電に適切な強さであり、風力のみで回転の始動及び定常回転以上の速度での回転を維持することができる場合には、発電電動機１００を発電モードとし、Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂの２相を用いて発電を行なう。
【００５４】
風速Ｖｃが第３の風速閾値Ｖｔｈ３以上で第４の風速閾値Ｖｔｈ４未満の場合には、発電・制動混在モードが選択される。すなわち、風力が少し強く、発電電動機１００が風力を受けると最大の基準回転速度を超えてしまう場合には、発電電動機１００を発電・制動混在モードとし、発電電動機１００の回転速度を最大の基準回転速度に保ちながら、発電を行なう。例えば、Ａ相コイル列１４Ａは制動機能と発電機能を発揮し、Ｂ相コイル列２４Ｂは発電機能のみを発揮するようにする。
【００５５】
風速Ｖｃが第４の風速閾値Ｖｔｈ４以上の場合には、制動モードが選択される。すなわち、風力がさらに強く、発電電動機１００の回転速度が最大基準回転速度を大きく超えてしまう場合には、発電電動機１００を制動モードとし、Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂの２相を用いて制動を行う。こうすれば、発電電動機１００が最大基準回転速度を超える異常に大きな回転速度となることを防ぐことが可能となり、発電電動機１００の内部の機構等が破損してしまうことを防ぐことが可能となる。
【００５６】
ステップＳ２０において風速閾値に応じた各動作方法が実行された後は、上述したように、それぞれの動作において、発電電動機１００の回転速度は風力に応じてその基準回転速度範囲内となるように制御を行なう（ステップＳ３０，Ｓ３２，Ｓ３５）。この制御の例としては、上述したように、それぞれのコイル列の駆動期間と、発電期間と、制動期間とを風速Ｖｃに応じて制御する方法がある。また、ステップＳ２０において発電モードまたは発電・制動混在モードが選択された場合には、蓄電部７００に送電される電流量を発電電流制御部６００（図１）によって制御することにより、発電電動機１００の回転速度が基準回転速度範囲内となるように制御することもできる（ステップＳ３２）。
【００５７】
ステップＳ２０において、駆動・発電混在モードが選択された場合には、ステップＳ４０において、発電電動機１００の制御を継続するか否かを判断する。この判断としては、例えば、以下のいずれか一方又は両方を採用可能である。
（１）風速Ｖｃが所定の風速閾値以下を示す期間が所定の閾値期間を超えた場合には、発電電動機１００の定常回転（最低風力で回転可能な回転数）を維持するための制御を停止する。
（２）所定の期間において発電電動機１００の発電機能によって発電される電力量から、その所定の期間において発電電動機１００の駆動機能によって消費される電力量を減算した値が、所定の閾値電力量を下回った場合には、発電電動機１００の定常回転（最低風力で回転可能な回転数）を維持するための制御を停止する。
【００５８】
ステップＳ４０において、発電電動機１００の定常回転（最低風力で回転可能な回転数）を維持するための制御を停止すると判断した場合には、ステップＳ５０において、発電電動機１００の制御を停止する。こうすれば、駆動に電力を消費するという状態（駆動・発電モード）で、発電装置１０００の運転が長期間継続されることを防ぐことができる。
【００５９】
ステップＳ３０と、ステップＳ３２と、ステップＳ３５において、風力に応じた回転速度の制御を行なった後、所定期間経過後には（ステップＳ６０）、ステップＳ１０に戻り、風速Ｖｃを測定した後、ステップＳ２０において再び５つのモードのうちから１つ又は複数の動作モードを組み合わせて実行する。なお、ステップＳ２０において駆動・発電混在モードが選択された場合であっても、ステップＳ４０における判断を省略し、ステップＳ６０に進むこととしてもよい。
【００６０】
図４は、駆動・発電信号生成部３００の内部構成を示す説明図である。駆動・発電信号生成部３００は、信号制御部３０２と、ヒステリシスレベル設定部３０８と、中間電圧値出力部３１０と、Ａ相駆動信号生成回路３１２と、Ａ相発電信号生成回路３１４と、Ｂ相駆動信号生成回路３１６と、Ｂ相発電信号生成回路３１８と、を備えている。
【００６１】
信号制御部３０２は、デューティ設定部３０４と、基礎信号生成部３０６と、を備えている。ヒステリシスレベル設定部３０８は、抵抗器３２０，３２４と、電子可変抵抗器３２２と、を備えている。中間電圧値出力部３１０は、抵抗器３２６，３３０と、電子可変抵抗器３２８と、を備えている。
【００６２】
Ａ相駆動信号生成回路３１２は、コンパレータ３３２，３３４と、ＡＮＤゲート３３６，３３８と、を備えている。Ａ相発電信号生成回路３１４は、コンパレータ３４０と、インバータ３４２と、負論理のＡＮＤゲート３４４，３４６と、ＮＡＮＤゲート３４８，３５０と、を備えている。Ｂ相駆動信号生成回路３１６は、コンパレータ３５２，３５４と、ＡＮＤゲート３５６，３５８と、を備えている。Ｂ相発電信号生成回路３１８は、インバータ３６０，３６２を備えている。
【００６３】
信号制御部３０２内のデューティ設定部３０４は、ＣＰＵ２０２（図１）からの指令に応じて、電子可変抵抗器３２２の抵抗値Ｒｖを設定する。基礎信号生成部３０６は、ＣＰＵ２０２からの指令に応じて、Ａ相基礎信号ＦＳＡと、Ｂ相基礎信号ＦＳＢを生成する。Ａ相基礎信号ＦＳＡは、Ａ相コイル列１４Ａの駆動機能と発電機能を有効とする場合にはＨレベルを示し、Ａ相コイル列１４Ａの発電機能のみを有効とする場合にはＬレベルを示す信号である。一方、Ｂ相基礎信号ＦＳＢは、Ｂ相コイル列２４Ｂの駆動機能のみを有効とする場合にはＨレベルを示し、Ｂ相コイル列２４Ｂの発電機能のみを有効とする場合にはＬレベルを示す信号である。
【００６４】
Ａ相駆動信号生成回路３１２内のコンパレータ３３２は、抵抗器３２０と電子可変抵抗器３２２との間の電圧値Ｖ１と、Ａ相センサ信号ＳＳＡと、を比較し、その比較結果を示す信号Ｑ３３２を出力する。コンパレータ３３４は、電子可変抵抗器３２２と抵抗器３２４との間の電圧値Ｖ２と、Ａ相センサ信号ＳＳＡと、を比較し、その比較結果を示す信号Ｑ３３４を出力する。ＡＮＤゲート３３６は、Ａ相基礎信号ＦＳＡと、信号Ｑ３３２との論理積を取って、第１のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ１を生成する。ＡＮＤゲート３３８は、Ａ相基礎信号ＦＳＡと、信号Ｑ３３４との論理積を取って、第２のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ２を生成する。
【００６５】
Ａ相発電信号生成回路３１４内のコンパレータ３４０は、センサ信号ＳＳＡと、Ａ相センサ信号ＳＳＡの振幅の中間値を示す電圧値（以下、中間電圧値とも呼ぶ。）と、を比較し、その比較結果を示す切替信号Ｑ３４０を出力する。中間電圧値は、電子可変抵抗器３２８から得ることができる。インバータ３４２は、切替信号Ｑ３４０の反転信号である信号Ｑ３４２を出力する。ＯＲゲート３４４は、負論理のＡＮＤゲートとして機能しており、信号Ｑ３３２と、信号Ｑ３４２とを入力とし、信号Ｑ３４４を出力する。ＯＲゲート３４６は、負論理のＡＮＤゲートとして機能しており、信号Ｑ３３４と、切替信号Ｑ３４０とを入力とし、信号Ｑ３４６を出力する。ＮＡＮＤゲート３４８は、Ａ相基礎信号ＦＳＡと、信号Ｑ３４４と、の論理積を取り、その反転出力として、第１のＡ相発電信号ＲＥＧＡ１を生成する。ＮＡＮＤゲート３５０は、Ａ相基礎信号ＦＳＡと、信号Ｑ３４６と、の論理積を取り、その反転出力として、第２のＡ相発電信号ＲＥＧＡ２を生成する。
【００６６】
Ｂ相駆動信号生成回路３１６内のコンパレータ３５２は、電圧値Ｖ１と、Ｂ相センサ信号ＳＳＢと、を比較し、その比較結果を示す信号Ｑ３５２を出力する。コンパレータ３５４は、電圧値Ｖ２と、Ｂ相センサ信号ＳＳＢと、を比較し、その比較結果を示す信号Ｑ３５４を出力する。ＡＮＤゲート３５６は、Ｂ相基礎信号ＦＳＢと、信号Ｑ３５２との論理積を取って、第１のＢ相駆動信号ＤＲＶＢ１を生成する。ＡＮＤゲート３５８は、Ｂ相基礎信号ＦＳＢと、信号Ｑ３５４との論理積を取り、第２のＢ相駆動信号ＤＲＶＢ２を生成する。
【００６７】
Ｂ相発電信号生成回路３１８内のインバータ３６０，３６２は、Ｂ相基礎信号ＦＳＢを反転して、第１と第２のＢ相発電信号ＲＥＧＢ１，ＲＥＧＢ２を出力する。
【００６８】
図５は、駆動・発電信号生成部３００によって生成される各種の信号を示すタイミングチャートの一例である。なお、この図５には、コイルの両端の信号であるＡ相コイル両端信号と、Ｂ相コイル両端信号の波形が描かれている。後に示す図６においても同様である。この図５の例では、Ａ相基礎信号ＦＳＡとＢ相基礎信号ＦＳＢはＨレベルである（図示せず）。したがって、Ａ相コイル列１４Ａは、駆動機能と発電機能を発揮しており、Ｂ相コイル列２４Ｂは、駆動機能のみを発揮している。すなわち、この図５においては、発電装置１０００は、駆動を主として制御されている。
【００６９】
デューティ設定部３０４（図４）は、ＣＰＵ２０２（図１）からの指令により、電子可変抵抗器３２２の抵抗値Ｒｖを設定する。抵抗値Ｒｖが設定されると、電圧値Ｖ１，Ｖ２が定まり、ヒステリシスレベル（図５）が設定される。なお、「ヒステリシスレベル」とは、電圧値Ｖ１から電圧値Ｖ２までの間に含まれる電圧値の範囲を意味している。
【００７０】
Ａ相駆動信号生成回路３１２（図４）は、このヒステリシスレベルに従い、第１のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ１（図５）と、第２のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ２（図５）とを生成する。第１のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ１は、Ａ相センサ信号ＳＳＡが電圧値Ｖ１より大きい値を示す場合にＨレベルとなる信号である。一方、第２のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ２は、Ａ相センサ信号ＳＳＡが電圧値Ｖ２より小さい値を示す場合にＨレベルとなる信号である。
【００７１】
Ａ相発電信号生成回路３１４は（図４）は、第１のＡ相発電信号ＲＥＧＡ１（図５）と、第２のＡ相発電信号ＲＥＧＡ２（図５）とを生成する。第１のＡ相発電信号ＲＥＧＡ１は、切替信号Ｑ３４０がＨレベルを示し、かつ、第１のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ１がＬレベルを示す場合に、Ｈレベルとなる信号である。第２のＡ相発電信号ＲＥＧＡ２は、切替信号Ｑ３４０がＬレベルを示し、かつ、第２のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ２がＬレベルを示す場合に、Ｈレベルとなる信号である。
【００７２】
Ｂ相駆動信号生成回路３１６（図４）は、上述したヒステリシスレベルに従い、第１のＢ相駆動信号ＤＲＶＢ１（図５）と、第２のＢ相駆動信号ＤＲＶＢ２（図５）とを生成する。第１のＢ相駆動信号ＤＲＶＢ１は、Ｂ相センサ信号ＳＳＢが電圧値Ｖ１より大きい値を示す場合にＨレベルとなる信号である。一方、第２のＢ相駆動信号ＤＲＶＢ２は、Ｂ相センサ信号ＳＳＢが電圧値Ｖ２より小さい値を示す場合にＨレベルとなる信号である。
【００７３】
Ｂ相発電信号生成回路３１８（図４）は、第１のＢ相発電信号ＲＥＧＢ１と第２のＢ相発電信号ＲＥＧＢ２とを生成する。この図５の例ではＢ相基礎信号ＦＳＢがＨレベルとなっているため、第１のＢ相発電信号ＲＥＧＢ１および第２のＢ相発電信号ＲＥＧＢ２は、全期間でＬレベルを示している（図５）。したがって、Ｂ相においては、駆動機能のみが発揮され、発電は行なわれていない。
【００７４】
なお、前述したように、発電電動機１００の回転速度の制御は、風速測定部２０３によって測定された風速Ｖｃに応じて抵抗値Ｒｖを変更し、駆動信号や発電信号のデューティ比を変更することによって実現することができる。さらに、発電電動機１００の回転速度の制御は、風速測定部２０３によって測定された風速Ｖｃに応じてＡ相およびＢ相の基礎信号のレベルを変更し、相ごとに、発電と駆動とを変更することによっても実現することができる。
【００７５】
図６は、駆動・発電信号生成部３００によって生成される各種の信号を示すタイミングチャートの他の例である。この図６の例では、Ａ相基礎信号ＦＳＡはＨレベルであり、Ｂ相基礎信号ＦＳＢはＬレベルである。したがって、Ａ相コイル列１４Ａは、駆動機能と発電機能を発揮しており、Ｂ相コイル列２４Ｂは、発電機能のみを発揮している。また、図５の場合に比べてヒステリシスレベルは大きいため、第１と第２のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ１，２のデューティは、図５の場合に比べて小さくなっている。一方、第１と第２のＡ相発電信号ＲＥＧＡ１，２のデューティは、図５の場合に比べて大きくなっている。すなわち、この図６では、風力が弱い場合の各種の信号が示されており、発電装置１０００は、Ａ相コイル列１４Ａに短い駆動期間を設定することによって発電電動機１００の回転を補助しつつ、Ａ相の発電期間とＢ相の全期間において発電を行なっている。
【００７６】
このように、駆動信号がＬレベルを示す期間において発電信号がＨレベルとなるようにすれば、Ａ相コイル列１４Ａを駆動信号ＤＲＶＡ１，２で駆動させつつも、Ａ相コイル列１４Ａが駆動には利用されていない期間において発電をすることが可能となり、発電効率を上げることが可能となる。
【００７７】
図７は、Ａ相コイル列に用いられる駆動回路部４００と発電回路部５００の内部構成を示す回路図である。なお、図示は省略するが、Ｂ相コイル列についても同じ回路が存在する。駆動回路部４００は、４つのトランジスタＴＲ１〜ＴＲ４を備えている。第１のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ１は、トランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ４を駆動する。一方、第２のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ２は、トランジスタＴＲ２とトランジスタＴＲ３を駆動する。第１のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ１がＨレベルを示し、トランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ４が駆動された場合には、Ａ相コイル＋からＡ相コイル−の方向に電流が流れる。一方、第２のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ２がＨレベルを示し、トランジスタＴＲ２とトランジスタＴＲ３が駆動された場合には、Ａ相コイル−からＡ相コイル＋の方向に電流が流れる。このように、コイル列に流れる電流方向を逆転させることによって、発電電動機１００を回転させることができる。なお、風力が強く、発電電動機１００を制動させたい場合には、トランジスタＴＲ１〜４に入力される第１のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ１と第２のＡ相駆動信号ＤＲＶＡ２とを入れ替えればよい。そうすれば、コイル列に流れる電流の方向が、発電電動機１００を駆動させる場合とは逆になり、発電電動機１００を制動させることができる。
【００７８】
発電回路部５００は、４つのトランジスタＴＲ５〜ＴＲ８と、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４と、コンデンサＣ１とを備えている。第１のＡ相発電信号ＲＥＧＡ１は、トランジスタＴＲ５とトランジスタＴＲ８を駆動する。一方、第２のＡ相発電信号ＲＥＧＡ２は、トランジスタＴＲ６とトランジスタＴＲ７を駆動する。第１のＡ相発電信号ＲＥＧＡ１がＨレベルを示し、トランジスタＴＲ５とトランジスタＴＲ８が駆動された場合には、Ａ相コイル列に誘起したエネルギーは、Ａ相コイル＋からダイオードＤ１、トランジスタＴＲ５へと流れて、コンデンサＣ１にチャージされ、トランジスタＴＲ８、ダイオードＤ４、Ａ相コイル−へと戻る。一方、第２のＡ相発電信号ＲＥＧＡ２がＨレベルを示し、トランジスタＴＲ６とトランジスタＴＲ７が駆動された場合には、Ａ相コイル列に誘起したエネルギーは、Ａ相コイル−からダイオードＤ２、トランジスタＴＲ６へと流れて、コンデンサＣ１にチャージされ、トランジスタＴＲ７、ダイオードＤ３、Ａ相コイル＋へと戻る。
【００７９】
ここで、例えば、風力が発電に適切な強さであり、発電モードが選択された場合には、駆動回路部４００のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ４は全て常時オフとなる。一方、発電回路部５００のトランジスタＴＲ５〜ＴＲ８は全て常時オンとなり、発電のみが行なわれる。
【００８０】
以上のように、本実施例では、風速Ｖｃに応じて動作モードを選択し、発電電動機１００の発電期間及び駆動期間を適宜制御するので、風速Ｖｃが変化した場合であってもその状況に応じて発電電動機の回転速度を適切に制御することが可能である。
【００８１】
Ｂ．第１実施例の変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００８２】
Ｂ１．変形例１：
上記実施例では、５つの動作モードの選択・実行に、風速Ｖｃを用いていたが、この代わりに、発電電動機１００の現在の回転速度に基づいて、５つのモードを選択・実行することとしてもよい。また、風速Ｖｃと回転速度の両方に基づいて、５つのモードの選択・実行をすることとしてもよい。
【００８３】
Ｂ２．変形例２：
上記実施例では、発電電動機１００は５つの動作モードを有しているが、発電電動機１００は上記５つの動作モード以外のモードを有していてもよい。また、発電電動機１００は、発電モードのみを有し、発電モードで回転速度をその時の風力に応じて制御を行なうこととしてもよい。
【００８４】
Ｂ３．変形例３：
上記実施例では、発電電動機１００はＡ相とＢ相の２相で構成されていたが（図２）、この代わりに、単相で発電電動機１００を構成することや、３相以上の複数相で発電電動機１００を構成することも可能である。
【００８５】
Ｂ４．変形例４：
上記実施例では、風力発電装置として発電装置１０００を記載したが、本発明は、水力発電装置等の、流体力を受けて発電することのできる発電装置に適用することができる。
【００８６】
Ｂ５．変形例５：
上記実施例の発電電動機１００は、発電装置１０００に適用する以外に、単独でも利用することが可能である。例えば、発電電動機１００を移動体の動力源として用いた場合には、電動機として駆動をしつつ、駆動期間以外においては発電機として発電をすることが可能である。また、発電期間と駆動期間とを制御することにより、移動体の速度を制御することも可能である。
【００８７】
Ｂ６．変形例６：
上記実施例の駆動・発電信号生成部３００（図４）は、駆動信号が立ち下がった瞬間に発電信号が立ち上がるように設計されているが（図５，図６）、この代わりに、駆動信号の立ち下がりから所定の期間を経過後に発電信号が立ち上がるように、駆動・発電信号生成部３００を設計することも可能である。
【００８８】
Ｂ７．変形例７：
上記実施例では、駆動モードは、発電電動機１００が停止状態の場合に実行されるようになっているが、発電電動機１００が停止状態ではなくても、風速Ｖｃや回転速度が小さい場合に駆動モードが実行されることとしてもよい。
【００８９】
Ｃ．第２実施例：
図８は、第２実施例における電動装置１０００ｂの全体構成を示すブロック図である。図１に示した第１実施例との違いは、ブレード１９０及び風速測定部２０３が省略されている点と、電動機１００ｂが電力回生機能を有した電動機であるという点だけであり、他の構成は第１実施例と同じである。なお、第２実施例では、第１実施例における駆動・発電信号生成部３００と、発電回路部５００と、発電電流制御部６００の名称がそれぞれ、駆動・回生信号生成部３００ｂ、回生回路部５００ｂ、回生電流制御部６００ｂに置き換わっているが、内部構成や動作は第１実施例のものと同じである。
【００９０】
この電動装置１０００ｂは、上述した第１実施例における発電装置１０００とほぼ同様の構成であり、図５又は図６に示すような駆動信号ＤＲＶ及び回生信号（発電信号）ＲＥＧによって電動機１００ｂを動作させることによって、駆動トルクや回転速度を制御しつつ、回生信号ＲＥＧがＨレベルを示している期間において電力を回生することができる。回生された電力は、蓄電部７００に蓄えられる。また、回生電流制御部６００ｂは、回生される電流を制御することができるため、電動機１００ｂの制動力を制御することもできる。
【００９１】
図９は、駆動・回生信号生成部によって生成される各種の信号を示すタイミングチャートの一例である。駆動・回生信号生成部３００ｂ（図８）は、図４に示した駆動・発電信号生成部３００と同様の構成である。駆動・回生信号生成部３００ｂは、駆動信号ＤＲＶＡ１，２がＨレベルを示す期間（すなわち電圧印加期間または駆動期間）を、センサ信号ＳＳＡの最大点Ｐ１及び最小点Ｐ２を中心とした略対称な期間に設定している。また、駆動・回生信号生成部３００ｂは、デューティ設定部３０４（図４）によって、電圧印加期間の期間幅（デューティ）を任意に変更することも可能である。一方、駆動・回生信号生成部３００ｂは、回生信号ＲＥＧＡ１，２がＨレベルを示す期間（すなわち電力回生期間）を、電圧印加期間以外の期間に設定している。また、駆動・回生信号生成部３００ｂは、電力回生期間の期間幅（デューティ）を任意に変更することも可能である。
【００９２】
図１０は、駆動・回生信号生成部によって生成される各種の信号を示すタイミングチャートの一例である。この図１０の例では、駆動信号ＤＲＶＡ１，２の波形と、回生信号ＲＥＧＡ１，２の波形とが図９から入れ替わっている。すなわち、電力回生期間がセンサ信号ＳＳＡの最大点Ｐ１及び最小点Ｐ２を中心とした略対称な期間に設定されている。このようにすれば、エネルギー変換効率の高い期間において電力回生を行なうことができるため、蓄電部７００を急速に充電することができる。このように、駆動・回生信号生成部３００ｂは、電力回生期間及び電圧印加期間のセンサ信号ＳＳＡに対する時間的位置を任意に変更することができる。
【００９３】
以上より、この電動装置１０００ｂによれば、駆動・回生信号生成部３００ｂが、センサ信号ＳＳＡの一周期の期間における電圧印加期間及び電力回生期間の時間的位置及び期間幅を制御するので、電動機１００ｂが発生させるトルクや回転速度、及び回生電力を精密に制御することが可能である。なお、ここではＡ相について説明したが、Ｂ相においても同様であり、Ａ相とＢ相とを独立して制御することも可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１０…ステータ部
１４Ａ…Ａ相コイル列
１６Ａ…Ａ相回転センサ
２４Ｂ…Ｂ相コイル列
２６Ｂ…Ｂ相回転センサ
３０…ロータ部
３４Ｍ…磁石列
１００…発電電動機
１１２…回転軸
１９０…ブレード
２００…制御部
２０２…ＣＰＵ
２０３…風速測定部
２０４…基準回転速度記憶部
２０５…回転速度比較部
２０６…回転速度測定部
３００…駆動・発電信号生成部
３０２…信号制御部
３０４…デューティ設定部
３０６…基礎信号生成部
３０８…ヒステリシスレベル設定部
３１０…中間電圧値出力部
３１２…Ａ相駆動信号生成回路
３１４…Ａ相発電信号生成回路
３１６…Ｂ相駆動信号生成回路
３１８…Ｂ相発電信号生成回路
３２０…抵抗器
３２２…電子可変抵抗器
３２４…抵抗器
３２６…抵抗器
３２８…電子可変抵抗器
３３０…抵抗器
３３２…コンパレータ
３３４…コンパレータ
３３６…ＡＮＤゲート
３３８…ＡＮＤゲート
３４０…コンパレータ
３４２…インバータ
３４４…ＯＲゲート
３４６…ＯＲゲート
３４８…ＮＡＮＤゲート
３５０…ＮＡＮＤゲート
３５２…コンパレータ
３５４…コンパレータ
３５６…ＡＮＤゲート
３５８…ＡＮＤゲート
３６０…インバータ
３６２…インバータ
４００…駆動回路部
５００…発電回路部
６００…発電電流制御部
７００…蓄電部
１０００…発電装置
Ｖｔｈ１…第１の風速閾値
Ｖｔｈ２…第２の風速閾値
Ｖｔｈ３…第３の風速閾値
Ｖｔｈ４…第４の風速閾値
Ｑ３３２…信号
Ｑ３３４…信号
Ｑ３４０…切替信号
Ｑ３４２…信号
Ｑ３４４…信号
Ｑ３４６…信号
Ｑ３５２…信号
Ｑ３５４…信号
Ｖ１…電圧値
Ｖ２…電圧値
Ｃ１…コンデンサ
Ｄ１…ダイオード
Ｄ２…ダイオード
Ｄ３…ダイオード
Ｄ４…ダイオード
Ｖｃ…風速
Ｒｖ…抵抗値
ＴＲ１…トランジスタ
ＴＲ２…トランジスタ
ＴＲ３…トランジスタ
ＴＲ４…トランジスタ
ＴＲ５…トランジスタ
ＴＲ６…トランジスタ
ＴＲ７…トランジスタ
ＴＲ８…トランジスタ
ＳＳＡ…Ａ相センサ信号
ＳＳＢ…Ｂ相センサ信号
ＦＳＡ…Ａ相基礎信号
ＦＳＢ…Ｂ相基礎信号
ＲＥＧ…発電信号
ＲＥＧＡ１…第１のＡ相発電信号
ＲＥＧＡ２…第２のＡ相発電信号
ＲＥＧＢ１…第１のＢ相発電信号
ＲＥＧＢ２…第２のＢ相発電信号
ＤＲＶ…駆動信号
ＤＲＶＡ１…第１のＡ相駆動信号
ＤＲＶＡ２…第２のＡ相駆動信号
ＤＲＶＢ１…第１のＢ相駆動信号
ＤＲＶＢ２…第２のＢ相駆動信号
１０００ｂ…電動装置
１００ｂ…電動機
３００ｂ…駆動・回生信号生成部
５００ｂ…回生回路部
６００ｂ…回生電流制御部
【図１】
2013233083.tif 000003
【図２】
2013233083.tif 000004
【図３】
2013233083.tif 000005
【図４】
2013233083.tif 000006
【図５】
2013233083.tif 000007
【図６】
2013233083.tif 000008
【図７】
2013233083.tif 000009
【図８】
2013233083.tif 000010
【図９】
2013233083.tif 000011
【図１０】
2013233083.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月17日(2013.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力回生機能を有する電動装置であって、
前記電動装置の電磁コイルと永久磁石との相対位置を示す位置信号を生成する位置信号生成部と、
前記電磁コイルの電圧印加期間を定める駆動信号を前記位置信号に基づいて生成する駆動信号生成部と、
前記電磁コイルの電力回生期間を定める回生信号を前記位置信号に基づいて生成する回生信号生成部と、
を備え、
前記電圧印加期間は、前記位置信号の半周期ごとに周期的に設定されており、
前記電力回生期間は、前記電圧印加期間以外の期間に対して設定されている、電動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動装置であって、
前記回生信号生成部は、前記電力回生期間を、前記位置信号の最大点及び最小点を中心とする略対称な期間に設定可能である、電動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電動装置であって、
前記駆動信号生成部は、前記電圧印加期間の前記位置信号に対する時間的位置及び前記電圧印加期間の期間幅を任意に変化させることが可能であり、
前記回生信号生成部は、前記電力回生期間の前記位置信号に対する時間的位置及び前記電力回生期間の期間幅を任意に変化させることが可能である、電動装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電動装置であって、さらに、
前記電力回生期間において回生された電力を蓄える蓄電部を備える、電動装置。