(57)【要約】【課題】発電機に過電流が流れるのを防止し、かつ発電機が過回転するのを防止することが可能な水力発電装置を提供する。【解決手段】水車１が、水によって回転する。発電機３は、水車１が回転したときに交流電力を発生させる。整流回路８は、発電機から発生した交流電力を直流電力を変換する。発電気制動装置５は、発電機３の出力側に直列に接続されたスイッチ７と抵抗６のセットを複数個を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水によって回転する水車と、
前記水車が回転したときに交流電力を発生させる発電機と、
前記発電機から発生した交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記発電機の出力側に直列に接続されたスイッチと抵抗のセットを複数個含む電気制動装置を備えた、水力発電装置。
【請求項２】
前記電気制動装置は、前記整流回路の出力線に接続される、請求項１記載の水力発電装置。
【請求項３】
前記複数個のセットは、前記整流回路の正の出力線と前記整流回路の負の出力線との間に並列に接続される、請求項２記載の水力発電装置。
【請求項４】
前記複数個のセットのうち半分は、前記整流回路の正の出力線と第１のノードの間に並列に接続され、前記複数個のセットの内残りの半分は、前記第１のノードと前記整流回路の負の出力線との間に並列に接続される、請求項２記載の水力発電装置。
【請求項５】
前記電気制動装置は、前記発電機の出力線に接続される、請求項１記載の水力発電装置。
【請求項６】
前記複数個のセットの中の第１のセットは、前記発電機のＵ相の出力線と第２のノードとの間に接続され、
前記複数個のセットの中の第２のセットは、前記発電機のＶ相の出力線と前記第２のノードとの間に接続され、
前記複数個のセットの中の第３のセットは、前記発電機のＷ相の出力線と前記第２のノードとの間に接続される、請求項５記載の水力発電装置。
【請求項７】
前記複数個のセットの中の第４のセットは、前記発電機のＵ相の出力線と第３のノードとの間に接続され、
前記複数個のセットの中の第５のセットは、前記発電機のＶ相の出力線と前記第３のノードとの間に接続され、
前記複数個のセットの中の第６のセットは、前記発電機のＷ相の出力線と前記第３のノードとの間に接続される、請求項６記載の水力発電装置。
【請求項８】
前記水力発電装置は、さらに、
前記発電機の出力する電圧または前記整流回路の出力する電圧の大きさを検出する電圧センサと、
前記複数個のセットに含まれるスイッチのオン／オフを制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記電圧センサで検出された電圧が第１の所定値以上となったときに、前記複数個のスイッチのうち、オンにするスイッチの数を時間とともに増加させる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の水力発電装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記電圧センサで検出された電圧が第２の所定値以下となったときに、前記複数個のスイッチのうち、オフにするスイッチの数を時間とともに増加させる、請求項８記載の水力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電装置に関し、特に、流れ等を用いて発電する小規模な発電装置において過電流または過回転を防止するための制動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水力発電装置は、水のエネルギーを回転エネルギーに変換する水車と、回転エネルギーを電気エネルギーに変える発電機と、必要に応じて、水車の回転速度を増速して発電機に伝達する増速機を備える。
【０００３】
小規模な水力発電機装置では、過電流または過回転による発電機等の破損を防止するために、過電流または過回転を防止する機構が必要となる。
【０００４】
この点に関して、たとえば、特許文献１には、風力発電装置において、過回転により発電機の出力周波数が上昇すると、これを周波数検出器により検知し、発電機の出力を短絡して風車の過回転を防止する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１９９４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
小規模な水力発電装置では、大きな制動力を制御しないで突然に作動させると、作動直後、発電機に過電流が流れる。また、大きな制動力を突然に解除した場合、発電機が過回転となる。過電流によって、発電機のコイル温度が上昇しコイルが断線するという問題が生じる。過回転によって、発電機、水車、および制御装置が破損するという問題が生じる。
【０００７】
それゆえに、本発明の目的は、発電機に過電流が流れるのを防止し、かつ発電機が過回転するのを防止することが可能な水力発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の水力発電装置は、水によって回転する水車と、水車が回転したときに交流電力を発生させる発電機と、発電機から発生した交流電力を直流電力に変換する整流回路と、発電機の出力側に直列に接続されたスイッチと抵抗のセットを複数個含む電気制動装置を備える。
【０００９】
好ましくは、電気制動装置は、整流回路の出力線に接続される。
好ましくは、複数個のセットは、整流回路の正の出力線と整流回路の負の出力線との間に並列に接続される。
【００１０】
好ましくは、複数個のセットのうち半分は、整流回路の正の出力線と第１のノードの間に並列に接続され、複数個のセットの内残りの半分は、第１のノードと整流回路の負の出力線との間に並列に接続される。
【００１１】
好ましくは、電気制動装置は、発電機の出力線に接続される。
好ましくは、複数個のセットの中の第１のセットは、発電機のＵ相の出力線と第２のノードとの間に接続され、複数個のセットの中の第２のセットは、発電機のＶ相の出力線と第２のノードとの間に接続され、複数個のセットの中の第３のセットは、発電機のＷ相の出力線と第２のノードとの間に接続される。
【００１２】
好ましくは、複数個のセットの中の第４のセットは、発電機のＵ相の出力線と第３のノードとの間に接続され、複数個のセットの中の第５のセットは、発電機のＶ相の出力線と第３のノードとの間に接続され、複数個のセットの中の第６のセットは、発電機のＷ相の出力線と第３のノードとの間に接続される。
【００１３】
好ましくは、水力発電装置は、発電機の出力する電圧または整流回路の出力する電圧の大きさを検出する電圧センサと、複数個のセットに含まれるスイッチのオン／オフを制御する制御装置とを備える。制御装置は、電圧センサで検出された電圧が第１の所定値以上となったときに、複数個のスイッチのうち、オンにするスイッチの数を時間とともに増加させる。
【００１４】
好ましくは、制御装置は、電圧センサで検出された電圧が第２の所定値以下となったときに、複数個のスイッチのうち、オフにするスイッチの数を時間とともに増加させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、水力発電機に過電流が流れるのを防止し、かつ発電機が過回転するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態の水力発電装置の構成を表わす図である。
【図２】第１の実施形態における水車の過回転および過電流の防止制御の手順を表わすフローチャートである。
【図３】第２の実施形態の電気制動装置の構成を表わす図である。
【図４】第２の実施形態における水車の過回転および過電流の防止制御の手順を表わすフローチャートである。
【図５】第３の実施形態の水力発電装置の構成を表わす図である。
【図６】第４の実施形態の水力発電装置の構成を表わす図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態の水力発電装置の構成を表わす図である。
【００１８】
水車１は、水路に流れる水によって回転する。水車１は、増速機２を介して発電機３に接続される。
【００１９】
増速機２は、水車の回転を増速させる。発電機３は、水車１が回転したときに交流電力を発生させる。また、発電機３は、制御装置４によって回転を制御される。
【００２０】
制御装置４は、整流回路８と、電気制動装置５と、コントローラ９と、電圧検出センサ１０とを備える。
【００２１】
整流回路８は、発電機３の交流発電出力を直流に変換する。
電圧検出センサ１０は、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の電圧を検出する。
【００２２】
電気制動装置５は、発電機３の出力側であって、整流回路８とコントローラ９との間に設けられる。
【００２３】
電気制動装置５は、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の複数の並列のパスＰ１，Ｐ２，Ｐ３を含む。パスＰ１は、直列に接続されたスイッチ７ａと抵抗６ａとを有する。パスＰ２は、直列に接続されたスイッチ７ｂと抵抗６ｂとを有する。パスＰ３は、直列に接続されたスイッチ７ｃと抵抗６ｃとを有する。抵抗６ａ，６ｂ，６ｃの抵抗値は、微小な値Ｒとする。
【００２４】
スイッチ７ａ〜７ｃをオンまたはオフにすることによって、発電機３の出力を短絡する抵抗の大きさを変えることができる。発電機３の出力である正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとが微小抵抗で接続されると、水車１に制動がかかり、水車１の回転数が低下するので、過回転を防止することができる。接続する微小抵抗の大きさが大きくなればなるほど、水車１への制動力が大きくなり、水車１の回転数がより大きく低下する。
【００２５】
したがって、短絡する抵抗の数を徐々に増加させることによって、水車１への制動力を徐々に増加させることができる。また、短絡する抵抗の数を徐々に減少させることによって、水車１への制動力を徐々に低下させることができる。
【００２６】
図２は、第１の実施形態における水車の過回転および過電流の防止制御の手順を表わすフローチャートである。
【００２７】
ステップＳ１０１において、水車１の回転数が増加し、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の電圧が閾値ＴＨ１以上に上昇すると、コントローラ９が電圧検出センサ１０からの信号によってこれを検知し、処理がステップＳ１０２に進む。正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の電圧が閾値ＴＨ１未満の場合には、処理がステップＳ１０８に進む。
【００２８】
ステップＳ１０２において、スイッチ７ａ，７ｂ，７ｃの全てが開いた状態の場合（この場合、水車１への制動力はない状態である）に、処理がステップＳ１０３に進む。
【００２９】
ステップＳ１０３において、コントローラ９は、スイッチ７ａを閉じる。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の抵抗値は、Ｒとなる。
【００３０】
ステップＳ１０４において、コントローラ９は、処理を一定時間ウエイトする。
次に、ステップＳ１０５において、コントローラ９は、スイッチ７ｂを閉じる。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬの間の抵抗値は、Ｒ／２となる。その結果、ステップＳ１０３の処理後よりも、水車１への制動力が増加し、水車１の回転数がより大きく低下する。
【００３１】
ステップＳ１０６において、コントローラ９は、処理を一定時間ウエイトする。
次に、ステップＳ１０７において、コントローラ９は、スイッチ７ｃを閉じる。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の抵抗値は、Ｒ／３となる。その結果、ステップＳ１０５の処理後よりも、水車１への制動力が増加し、水車１の回転数がより大きく低下する。
【００３２】
ステップＳ１０８において、水車１の回転数が低下し、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の電圧が閾値ＴＨ２以下まで下降し、コントローラ９が電圧検出センサ１０からの信号によってこれを検知し、処理がステップＳ１０９に進む。
【００３３】
ステップＳ１０９において、スイッチ７ａ，７ｂ，７ｃの全てが閉じた状態の場合（この場合に、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の抵抗値は、Ｒ／３）に、処理がステップＳ１１０に進む。
【００３４】
ステップＳ１１０において、コントローラ９は、スイッチ７ｃを開く。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の抵抗値は、Ｒ／２となる。その結果、水車１への制動力が減少し、水車１の回転数が増加する。
【００３５】
ステップＳ１１１において、コントローラ９は、処理を一定時間ウエイトする。
次に、ステップＳ１１２において、コントローラ９は、スイッチ７ｂを開く。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の抵抗値は、Ｒとなる。その結果、ステップＳ２０２の処理後よりも、水車１への制動力が減少し、水車１の回転数が増加する。
【００３６】
ステップＳ１１３において、コントローラ９は、処理を一定時間ウエイトする。
次に、ステップＳ１１４において、コントローラ９は、スイッチ７ａを開く。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとが接続されず、水車１への制動力がなくなる。
【００３７】
以上のように、本実施の形態によれば、水車１への制動力を増加させるときには、整流回路６の正の出力線と整流回路６の負の出力線との間に並列に接続される抵抗の数を時間とともに増加するので、発電機３が過回転するのを防止できる。また、水車１への制動力を減少させるときには、整流回路６の正の出力線と整流回路６の負の出力線との間に並列に接続される抵抗の数を時間とともに減少するので、発電機３に過電流が流れるのを防止できる。
【００３８】
［第２の実施形態］
図３は、第２の実施形態の電気制動装置の構成を表わす図である。
【００３９】
電気制動装置１５は、正の電圧線ＰＬとノードＮＤ１との間の複数の並列のパスＰ１，Ｐ２，Ｐ３を含む。パスＰ１は、直列に接続されたスイッチ７ａと抵抗６ａとを有する。パスＰ２は、直列に接続されたスイッチ７ｂと抵抗６ｂとを有する。パスＰ３は、直列に接続されたスイッチ７ｃと抵抗６ｃとを有する。
【００４０】
電気制動装置５は、さらに、ノードＮＤ１と負の電圧線ＮＬとの間の複数の並列のパスＰ４，Ｐ５，Ｐ６を含む。パスＰ４は、直列に接続されたスイッチ７ｃと抵抗６ｃとを有する。パスＰ５は、直列に接続されたスイッチ７ｄと抵抗６ｄとを有する。パスＰ６は、直列に接続されたスイッチ７ｅと抵抗６ｅとを有する。抵抗６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆの抵抗値は、微小な値Ｒとする。
【００４１】
図４は、第２の実施形態における水車の過回転および過電流の防止制御の手順を表わすフローチャートである。
【００４２】
ステップＳ２０１において、水車１の回転数が増加し、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の電圧が閾値ＴＨ１以上に上昇すると、コントローラ９が電圧検出センサ１０からの信号によってこれを検知し、処理がステップＳ２０２に進む。正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の電圧が閾値ＴＨ１未満の場合には、処理がステップＳ２１２に進む。
【００４３】
ステップＳ２０２において、スイッチ７ａ〜７ｆの全てが開いた状態の場合（この場合、水車１への制動力はない状態である）に、処理がステップＳ２０３に進む。
【００４４】
ステップＳ２０３において、コントローラ９は、スイッチ７ａと７ｄを閉じる。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の抵抗値は、２Ｒとなる。
【００４５】
ステップＳ２０４において、コントローラ９は、処理を一定時間ウエイトする。
次に、ステップＳ２０５において、コントローラ９は、スイッチ７ｂを閉じる。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬの間の抵抗値は、３Ｒ／２となる。その結果、ステップＳ２０３の処理後よりも、水車１への制動力が増加し、水車１の回転数がより大きく低下する。
【００４６】
ステップＳ２０６において、コントローラ９は、処理を一定時間ウエイトする。
次に、ステップＳ２０７において、コントローラ９は、スイッチ７ｃを閉じる。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の抵抗値は、４Ｒ／３となる。その結果、ステップＳ２０５の処理後よりも、水車１への制動力が増加し、水車１の回転数がより大きく低下する。
【００４７】
ステップＳ２０８において、コントローラ９は、処理を一定時間ウエイトする。
次に、ステップＳ２０９において、コントローラ９は、スイッチ７ｅを閉じる。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬの間の抵抗値は、５Ｒ／６となる。その結果、ステップＳ２０７の処理後よりも、水車１への制動力が増加し、水車１の回転数がより大きく低下する。
【００４８】
ステップＳ２１０において、コントローラ９は、処理を一定時間ウエイトする。
次に、ステップＳ２１１において、コントローラ９は、スイッチ７ｆを閉じる。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の抵抗値は、２Ｒ／３となる。その結果、ステップＳ２０９の処理後よりも、水車１への制動力が増加し、水車１の回転数がより大きく低下する。
【００４９】
ステップＳ２１２において、水車１の回転数が低下し、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の電圧が閾値ＴＨ２以下まで下降し、コントローラ９が電圧検出センサ１０からの信号によってこれを検知し、処理がステップＳ２１２に進む。
【００５０】
ステップＳ２１３において、スイッチ７ａ〜７ｆの全てが閉じた状態の場合（この場合に、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の抵抗値は、２Ｒ／３）に、処理がステップＳ２１４に進む。
【００５１】
ステップＳ２１４において、コントローラ９は、スイッチ７ｆを開く。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の抵抗値は、５Ｒ／６となる。その結果、水車１への制動力が減少し、水車１の回転数が増加する。
【００５２】
ステップＳ２１５において、コントローラ９は、処理を一定時間ウエイトする。
次に、ステップＳ２１６において、コントローラ９は、スイッチ７ｅを開く。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の抵抗値は、４Ｒ／３となる。その結果、ステップＳ２１４の処理後よりも、水車１への制動力が減少し、水車１の回転数が増加する。
【００５３】
ステップＳ２１７において、コントローラ９は、処理を一定時間ウエイトする。
ステップＳ２１８において、コントローラ９は、スイッチ７ｃを開く。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の抵抗値は、３Ｒ／２なる。その結果、ステップＳ２１６の処理後よりも、水車１への制動力が減少し、水車１の回転数が増加する。
【００５４】
ステップＳ２１９において、コントローラ９は、処理を一定時間ウエイトする。
次に、ステップＳ２２０において、コントローラ９は、スイッチ７ｂを開く。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の抵抗値は、２Ｒとなる。その結果、ステップＳ２１８の処理後よりも、水車１への制動力が減少し、水車１の回転数が増加する。
【００５５】
ステップＳ２２１において、コントローラ９は、処理を一定時間ウエイトする。
次に、ステップＳ２２２において、コントローラ９は、スイッチ７ａと７ｂとを開く。これによって、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとが接続されず、水車１への制動力がなくなる。
【００５６】
以上のように、本実施の形態によれば、第１の実施形態と同様に、水車１への制動力を増加させるときには、発電機３が過回転するのを防止できる。また、水車１への制動力を減少させるときには、発電機３に過電流が流れるのを防止できる。
【００５７】
［第３の実施形態］
図５は、第３の実施形態の水力発電装置の構成を表わす図である。
【００５８】
この水力発電装置の構成が、第１の実施形態の水力発電装置の構成と相違する点は、電気制動装置２５である。
【００５９】
電気制動装置２５は、発電機３と、整流回路８との間に設けられる。
電気制動装置２５は、Ｕ相の電圧線ＵＬとノードＮＤ２との間のパスＰＵと、Ｖ相の電圧線ＶＬとノードＮＤ２との間のパスＰＶと、Ｗ相の電圧線ＷＬとノードＮＤ２との間のパスＰＷとを含む。
【００６０】
パスＰＵは、直列に接続されたスイッチ７ｕと抵抗６ｕとを有する。パスＰＶは、直列に接続されたスイッチ７ｖと抵抗６ｖとを有する。パスＰＷは、直列に接続されたスイッチ７ｗと抵抗６ｗとを有する。抵抗６ｕ，６ｖ，６ｗの抵抗値は、微小な値Ｒとする。
【００６１】
スイッチ７ｕとスイッチ７ｖがオンとなると、Ｕ相の電圧線ＵＬとＶ相の電圧線ＶＬとが抵抗値２Ｒで接続される。スイッチ７ｖとスイッチ７ｗがオンとなると、Ｖ相の電圧線ＶＬとＷ相の電圧線ＷＬとが抵抗値２Ｒで接続される。スイッチ７ｕとスイッチ７ｗがオンとなると、Ｕ相の電圧線ＵＬとＷ相の電圧線ＷＬとが抵抗値２Ｒで接続される。以上のように、電気制動装置２５内の２つのスイッチがオンとなると、水車１に制動がかかり、水車１の回転数が低下するので、過回転を防止することができる。
【００６２】
スイッチ７ｕとスイッチ７ｖとスイッチ７ｗがオンとなると、Ｕ相の電圧線ＵＬとＶ相の電圧線ＶＬとが抵抗値２Ｒで接続され、Ｖ相の電圧線ＶＬとＷ相の電圧線ＷＬとが抵抗値２Ｒで接続され、Ｕ相の電圧線ＵＬとＷ相の電圧線ＷＬとが抵抗値２Ｒで接続される。これによって、電気制動装置２５内の２つのスイッチをオンにするときに比べて、水車１に、より大きな制動がかかり、水車１の回転数をより大きく低下させることができる。
【００６３】
したがって、コントローラ９は、スイッチ７ｕ、７ｖ、７ｗのすべてがオフのときに、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の電圧が閾値ＴＨ１以上に上昇したら、まず、スイッチ７ｕ、７ｖ、７ｗのうちの２個のスイッチをオンにする。その後一定時間経過してから、コントローラ９は、スイッチ７ｕ、７ｖ、７ｗのすべてをオンにする。
【００６４】
また、コントローラ９は、スイッチ７ｕ、７ｖ、７ｗのすべてがオンのときに、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の電圧が閾値ＴＨ２以下に下降したら、スイッチ７ｕ、７ｖ、７ｗのうちの１個のスイッチをオフにする。その後一定時間経過してから、コントローラ９は、スイッチ７ｕ、７ｖ、７ｗのすべてをオフにする。
【００６５】
以上のように、本実施の形態によれば、水車１への制動力を増加させるときには、発電機３の１組の２相の出力線と抵抗と接続させ、その後、発電機３の３組の２相の出力線と抵抗とを接続させるので、発電機３が過回転するのを防止できる。また、水車１への制動力を減少させるときには、発電機３の２組の２相の出力線と抵抗とを非接続にし、その後、発電機３の３組の２相の出力線と抵抗とを非接続にするので、発電機３に過電流が流れるのを防止できる。
【００６６】
［第４の実施形態］
図６は、第４の実施形態の水力発電装置の構成を表わす図である。
【００６７】
この水力発電装置の構成が、第３の実施形態の水力発電装置の構成と相違する点は、電気制動装置２５に加えて、電気制動装置３５を備える点である。
【００６８】
電気制動装置３５は、発電機３と、整流回路８との間に設けられる。
電気制動装置３５は、Ｕ相の電圧線ＵＬとノードＮＤ３との間のパスＰＵ２と、Ｖ相の電圧線ＶＬとノードＮＤ３との間のパスＰＶ２と、Ｗ相の電圧線ＷＬとノードＮＤ３との間のパスＰＷ３とを含む。
【００６９】
パスＰＵ２は、直列に接続されたスイッチ３７ｕと抵抗３６ｕとを有する。パスＰＶ２は、直列に接続されたスイッチ３７ｖと抵抗３６ｖとを有する。パスＰＷ２は、直列に接続されたスイッチ３７ｗと抵抗３６ｗとを有する。抵抗３６ｕ，３６ｖ，３６ｗの抵抗値は、微小な値Ｒとする。
【００７０】
スイッチ３７ｕとスイッチ３７ｖがオンとなると、Ｕ相の電圧線ＵＬとＶ相の電圧線ＶＬとが抵抗値２Ｒで接続される。スイッチ３７ｖとスイッチ３７ｗがオンとなると、Ｖ相の電圧線ＶＬとＷ相の電圧線ＷＬとが抵抗値２Ｒで接続される。スイッチ３７ｕとスイッチ３７ｗがオンとなると、Ｕ相の電圧線ＵＬとＷ相の電圧線ＷＬとが抵抗値２Ｒで接続される。以上のように、電気制動装置３５内の２つのスイッチがオンとなると、水車１に制動がかかり、水車１の回転数が低下するので、過回転を防止することができる。
【００７１】
スイッチ３７ｕとスイッチ３７ｖとスイッチ３７ｗがオンとなると、Ｕ相の電圧線ＵＬとＶ相の電圧線ＶＬとが抵抗値２Ｒで接続され、Ｖ相の電圧線ＶＬとＷ相の電圧線ＷＬとが抵抗値２Ｒで接続され、Ｕ相の電圧線ＵＬとＷ相の電圧線ＷＬとが抵抗値２Ｒで接続される。これによって、電気制動装置３５内２つのスイッチをオンにするときに比べて、水車１に、より大きな制動がかかり、水車１の回転数をより大きく低下させることができる。
【００７２】
スイッチ７ｕとスイッチ７ｖとスイッチ３７ｕとスイッチ３７ｖがオンとなると、Ｕ相の電圧線ＵＬとＶ相の電圧線ＶＬとが抵抗値Ｒで接続される。スイッチ７ｖとスイッチ７ｗと３７ｖとスイッチ３７ｗがオンとなると、Ｖ相の電圧線ＶＬとＷ相の電圧線ＷＬとが抵抗値Ｒで接続される。スイッチ７ｕとスイッチ７ｗとスイッチ３７ｕとスイッチ３７ｗがオンとなると、Ｕ相の電圧線ＵＬとＷ相の電圧線ＷＬとが抵抗値Ｒで接続される。これにより、２つの相の電圧線の間の電気制動装置３５内の２つのスイッチ、および電気制動装置２５内の２つのスイッチのいずれか一方がオンになるときに比べて、短絡する抵抗値を小さくすることができ、水車１の回転数をより低下させることができる。
【００７３】
スイッチ７ｕとスイッチ７ｖとスイッチ７ｗとスイッチ３７ｕとスイッチ３７ｖとスイッチ３７ｗがオンとなると、Ｕ相の電圧線ＵＬとＶ相の電圧線ＶＬとが抵抗値Ｒで接続され、Ｖ相の電圧線ＶＬとＷ相の電圧線ＷＬとが抵抗値Ｒで接続され、Ｕ相の電圧線ＵＬとＷ相の電圧線ＷＬとが抵抗値Ｒで接続される。これによって、これにより、電気制動装置３５内の３つのスイッチ、および電気制動装置２５内の３つのスイッチのいずれか一方がオンになるときに比べて、短絡する抵抗値を小さくすることができ、水車１の回転数をより低下させることができる。
【００７４】
したがって、コントローラ９は、スイッチ７ｕ、７ｖ、７ｗ、３７ｕ，３７ｖ，３７ｗのすべてがオフのときに、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の電圧が閾値ＴＨ１以上に上昇したら、まず、スイッチ７ｕ、７ｖ、７ｗのうちの２個のスイッチをオンにする。その後一定時間経過してから、コントローラ９は、スイッチ７ｕ、７ｖ、７ｗのすべてをオンにする。その後一定時間経過してから、コントローラ９は、スイッチ３７ｕ、３７ｖ、３７ｗのうちの２個のスイッチをオンにする。その後一定時間経過してから、コントローラ９は、スイッチ３７ｕ、３７ｖ、３７ｗのすべてをオンにする。
【００７５】
また、コントローラ９は、スイッチ７ｕ、７ｖ、７ｗ、３７ｕ、３７ｖ、３７ｗのすべてがオンのときに、正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の電圧が閾値ＴＨ２以下に加工したら、スイッチ３７ｕ、３７ｖ、３７ｗのうちの１個のスイッチをオフにする。その後一定時間経過してから、コントローラ９は、スイッチ３７ｕ、３７ｖ、３７ｗのすべてをオフにする。その後一定時間経過してから、スイッチ７ｕ、７ｖ、７ｗのうちの１個のスイッチをオフにする。その後一定時間経過してから、コントローラ９は、スイッチ７ｕ、７ｖ、７ｗのすべてをオフにする。
【００７６】
以上のように、本実施の形態によれば、水車１への制動力を増加させるときには、発電機３の１組の２相の出力線と抵抗と接続させ、その後、発電機３の３組の２相の出力線と抵抗とを接続させ、その後、発電機３の１組の２相の出力線と別の抵抗と接続させ、その後、発電機３の３組の２相の出力線と別の抵抗とを接続させるので、発電機３が過回転するのを防止できる。また、水車１への制動力を減少させるときには、発電機３の２組の２相の出力線と抵抗とを非接続にし、その後、発電機３の３組の２相の出力線と抵抗とを非接続にし、発電機３の２組の２相の出力線と別の抵抗とを非接続にし、その後、発電機３の３組の２相の出力線と別の抵抗とを非接続にするので、発電機３に過電流が流れるのを防止できる。
【００７７】
［変形例］
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。電圧検出センサ１０は、整流回路８が出力する電圧である正の電圧線ＰＬと負の電圧線ＮＬとの間の直流電圧を検出するものとしたが、これに限定されるものではない。電圧検出センサ１０は、発電機３が出力する交流電圧を検出するものとしてもよい。
【００７８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７９】
１  水車、２  増速機、３  発電機、４，２４，３４  制御装置、５，１５，２５，３５  電気制動装置、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｕ，６ｖ，６ｗ，３６ｕ，３６ｖ，３６ｗ  抵抗、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｕ，７ｖ，７ｗ，３７ｕ，３７ｖ，３７ｗ  スイッチ、８  整流回路、９  コントローラ、１０  電圧検出センサ。
【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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