特許 6590943 風力発電装置のロータブレードの調整のための調整装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6590943

(24)【登録日】2019年9月27日

(45)【発行日】2019年10月16日

(54)【発明の名称】風力発電装置のロータブレードの調整のための調整装置

(51)【国際特許分類】

   F03D 7/04 20060101AFI20191007BHJP

【ＦＩ】

   F03D7/04 H

【請求項の数】11

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-552803(P2017-552803)

(86)(22)【出願日】2016年4月7日

(65)【公表番号】特表2018-510997(P2018-510997A)

(43)【公表日】2018年4月19日

(86)【国際出願番号】EP2016057619

(87)【国際公開番号】WO2016162421

(87)【国際公開日】20161013

【審査請求日】2017年11月22日

(31)【優先権主張番号】102015206488.3

(32)【優先日】2015年4月10日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】512197272

【氏名又は名称】ヴォッベン プロパティーズ ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】ＷＯＢＢＥＮ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100080816

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 朝道

(74)【代理人】

【識別番号】100098648

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 潔人

(74)【代理人】

【識別番号】100119415

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 充

(72)【発明者】

【氏名】エデン、ゲオルク

【審査官】 冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００６／１０５９０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特公昭１６−００１７９５（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０３Ｄ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

風力発電装置のロータブレードの迎角の調整のための調整装置であって、
該調整装置は、
・励磁巻線（３２４、３３４）と電機子巻線（３２２、３３２）を夫々備える電気的に直列に相互接続された少なくとも２つの直流モータ（３２０、３３０）を有し、
該少なくとも２つの直流モータ（３２０、３３０）は、
・少なくとも前記巻線の部分が電気的に直列に互いに相互接続されており、
該少なくとも２つの直流モータ（３２０、３３０）は夫々１つの第２励磁巻線（３２６、３３６）を有し、これらの第２励磁巻線（３２６、３３６）は互いに電気的に直列に相互接続されており、
該少なくとも２つの直流モータ（３２０、３３０）の第２励磁巻線（３２６、３３６）は該少なくとも２つの直流モータ（３２０、３３０）の電機子巻線（３２２、３３２）と電気的に直列に相互接続されている、
調整装置。

【請求項2】

請求項１に記載の調整装置において、
少なくとも２つの直流モータ（３２０、３３０）は機械的に連結されている、
調整装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の調整装置において、
少なくとも２つの直流モータ（３２０、３３０）の電機子巻線（３２２、３３２）は電気的に直列に相互接続されている、
調整装置。

【請求項4】

請求項１〜３の何れかに記載の調整装置において、
少なくとも２つの直流モータ（３２０、３３０）の励磁巻線（３２４、３３４）は電気的に直列に相互接続されている、
調整装置。

【請求項5】

請求項１又は２に記載の調整装置において、
少なくとも２つの直流モータ（３２０、３３０）の電機子巻線（３２２、３３２）と少なくとも２つの直流モータ（３２０、３３０）の励磁巻線（３２４、３３４）は一緒に電気的に直列に相互接続されている、
調整装置。

【請求項6】

請求項１に記載の調整装置において、
互いに電気的に直列に相互接続されている励磁巻線（３２４、３３４）は、他の巻線（３２６、３３６、３２２、３３２）と電気的に並列に、即ち、電機子巻線（３２２、３３２）と電気的に直列に相互接続されている第２励磁巻線（３２６、３３６）と電気的に並列に相互接続可能に構成されている、
調整装置。

【請求項7】

請求項１又は４に記載の調整装置において、
少なくとも２つの直流モータの第２励磁巻線（３２６、３３６）は少なくとも２つの直流モータ（３２０、３３０）の励磁巻線（３２４、３３４）に電気的に直列に相互接続されている、
調整装置。

【請求項8】

請求項１又は７に記載の調整装置において
第２励磁巻線は、当該第２励磁巻線がスイッチによって接続及び／又は分離されるよう切換え可能であるように、夫々接続切換え可能な巻線として構成されている、
調整装置。

【請求項9】

請求項１〜８の何れかに記載の調整装置において、
該調整装置は、少なくとも２つの直流モータ（３２０、３３０）の電機子電圧及び励磁電圧を制御するよう構成された電圧源（３１０）を有する、
調整装置。

【請求項10】

少なくとも１つの調整可能なロータブレードを有する風力発電装置であって、
該風力発電装置は、少なくとも１つのロータブレードの迎角を調整するために請求項１〜９の何れかに記載の調整装置を少なくとも１つ有する、
風力発電装置。

【請求項11】

風力発電装置のロータブレードの迎角の調整のための調整装置の運転方法であって、
少なくとも２つの直流モータが使用されかつ調整のために制御され、請求項１〜９の何れかに記載の調整装置及び／又は請求項１０に記載の風力発電装置が使用される、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、風力発電装置のロータブレードの迎角（ピッチ角）の調整装置及び調整方法に関する。更に、本発明は、そのような調整装置を有する風力発電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

風から電流（電気）を生成し、これを電気供給ネットに供給する風力発電装置は一般的に知られている。そのような風力発電装置の一例は図１に模式的に示されている。

【0003】

通常、現代の風力発電装置はロータブレード調整装置即ちロータブレードの迎角（ピッチ角）の調整のための装置を有する。そのような調整装置は、ピッチ調整装置又は簡略化してピッチ装置とも称され得るが、迎角の調整によって、風力発電装置の放出出力（生成電力）を制御することも、風速が大きい場合に風力発電装置の負荷を制限することもできる。調整のために、この調整装置は、ピッチモータとも称される１又は複数のモータを有する。迎角の調整のための調整プロセスはピッチングとも称される。

【0004】

風力発電装置の出力の一層の増大に対する要求により、とりわけ、ロータブレードは大型化されている。そのため、ロータブレード調整装置に対する要求も大きくなっている。とりわけロータブレード調整装置のモータ出力は、ロータブレードのサイズと共に大きくなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】ＥＰ １ ３３７ ７５５ Ａ１

【特許文献2】ＤＥ １０ ２００４ ００５ １６９ Ｂ３

【特許文献3】ＤＥ １０ ２００７ ０５３ ６１３ Ａ１

【特許文献4】ＤＥ ２９７ ２２ １０９ Ｕ１

【特許文献5】ＤＥ ６９２ ２５ ９９５ Ｔ２

【特許文献6】ＤＥ ８９３ ９６２ Ｂ

【特許文献7】ＤＥ １９３７ ３０６ Ａ

【特許文献8】ＦＲ ９７２ ０２５ Ａ

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

文献ＥＰ １ ３３７ ７５５から、風力発電装置のロータブレードの迎角の調整のための複数のモータを有する調整装置が知られている。この目的のため、この文献は、とりわけ、複数のモータの電気的な相互接続を記載している。この方策の欠点は、とりわけ、複数のモータ間に不等な負荷が発生し得、これにより、モータの許容されない発熱や、更には不所望な磁界弱化（減衰：Feldschwaechung）が起こり得るという状況である。

【0007】

本願の優先権の基礎をなすドイツ特許出願について、ドイツ特許商標庁は以下の文献をサーチした：ＤＥ １０ ２００４ ００５ １６９ Ｂ３、ＤＥ １０ ２００７ ０５３ ６１３ Ａ１、ＤＥ ２９７ ２２ １０９ Ｕ１、ＤＥ ６９２ ２５ ９９５ Ｔ２、ＤＥ ８９３ ９６２ Ｂ、ＤＥ １９３７ ３０６ Ａ、ＦＲ ９７２ ０２５ Ａ及びＥＰ １ ３３７ ７５５ Ａ１。

【0008】

それゆえ、本発明の課題は、上述の問題の少なくとも１つに取り組むことである。とりわけ、従来技術の改善、及び、少なくとも２つの直流モータの均等な負荷を可能にする調整装置の提案が望まれる。少なくとも、既知の方策に対して、代替的な方策の提案が望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に応じ、請求項１に記載の調整装置が提案される。即ち、本発明の一視点により、風力発電装置のロータブレードの迎角の調整のための調整装置が提供される。該調整装置は、
・励磁巻線と電機子巻線を夫々備える電気的に直列に相互接続された少なくとも２つの直流モータを有し、
該少なくとも２つの直流モータは、
・少なくとも前記巻線の部分が電気的に直列に互いに相互接続されており、
該少なくとも２つの直流モータは夫々１つの第２励磁巻線を有し、これらの第２励磁巻線は互いに電気的に直列に相互接続されており、
該少なくとも２つの直流モータの第２励磁巻線は該少なくとも２つの直流モータの電機子巻線と電気的に直列に相互接続されている（形態１・基本構成）。

【発明を実施するための形態】

【0010】

風力発電装置のロータブレードの迎角（ピッチ角）の調整のための調整装置が提案される。調整装置は少なくとも２つの直流モータを有し、少なくとも２つの直流モータは少なくとも部分的に（abschnittsweise）電気的に直列に（in Serie）互いに相互接続されている。

【0011】

直流モータは、直流によって駆動されかつ非可動部分即ちステータと可動部分即ちロータを有する回転型電気機械である。伝統的な直流モータは、ロータが直流機の内側部分を構成しかつ少なくとも１つの巻線即ち電機子巻線を有し、かつ、ステータが永久励磁される即ち永久磁石で励磁されるか又は少なくとも１つの巻線即ち励磁巻線を備えるよう、構成されている。

【0012】

提案に係る調整装置の少なくとも２つの直流モータは励磁及び界磁巻線ないし電機子巻線を有し、これらは完全に又は少なくとも部分的に（abschnittsweise）電気的に直列に相互接続されることができる。直列的電気的相互接続（Verschaltung）は直列接続（Reihenschaltung）と称することも可能である。少なくとも２つの直流モータの少なくとも部分的な相互接続のために、例えば、少なくとも２つの直流モータの励磁巻線及び／又は電機子巻線は電気的に直列に相互接続されることができる。巻線の夫々一部のみが直列に相互接続されることも考慮に値する（可能である）。少なくとも２つの直流モータの完全な相互接続のために、とりわけ、すべての電機子及び励磁巻線が互いに電気的に直列に相互接続される。更に、少なくとも２つの直流モータの電機子巻線及び／又は励磁巻線が複数の部分に、とりわけ複数の巻線部分に分割される（区分けされる：aufgeteilt）ことも考慮に値し得る。この場合、これらの巻線部分は、正確には電機子及び励磁巻線のように、とりわけ２端子回路網（Zweipol）として、電圧源によって駆動（制御）され、とりわけ電流（電気）が供給される。

【0013】

直列的電気的相互接続によって、同じ電流が強制的にそのような直列接続の巻線（複数）を流れさせられるが、これはキルヒホッフの節点（ノード）法則に基礎付けられている。従って、少なくとも、少なくとも２つの直流モータの電気的に直列に相互接続された巻線（複数）ないし巻線部分（複数）について、同じ電流がこれらを流れることが達成される。かくして、少なくとも２つの直流モータは、例えば少なくとも２つの直流モータの一方が例えば当該直流モータの発熱によって変化された内部抵抗を有するか否かに依存することなく、１つの直流モータの比例的な電流−トルク関係に基づき、同じ機械的トルク（モーメント）、とりわけ同じ駆動力を有する。並列接続の場合、少なくとも２つの直流モータの内部抵抗が不等であれば、不都合なことに、少なくとも２つの直流モータの内部の電流は互いに異なり、そのため、機械的トルクも互いに異なることになるであろう。このようなことは、今や（本発明により）、回避される。

【0014】

有利には、少なくとも２つの直流モータは機械的に連結（gekoppelt）されている。

【0015】

従って、少なくとも２つの直流モータは、直接的に又は間接的に、とりわけ互いに、連結されることができる。少なくとも２つの直流モータの直接的機械的連結の場合、ロータ（複数）は共通のシャフト（回転軸）に配設されること又はこの共通のシャフトを形成することができる。このために、例えば、少なくとも２つの直流モータの電機子（ロータ）巻線は同じシャフトに配され、運転時、これを駆動する。

【0016】

少なくとも２つの直流モータの間接的機械的連結の場合、これら（のモータ）は別々のロータを有する。従って、少なくとも２つの直流モータの電機子巻線は、それらが作用する異なるシャフトに配されている。ロータ間の機械的連結は、例えばリングギア（Zahnkranz）のような共通の連結要素を介して行うことができる。例えば、そのようなリングギアはロータブレード翼根に配設されることができ、そのため、これらの２つのロータはこのリングギアを介して機械的に連結されており、翼根に対し同時に共通に作用してロータブレードの迎角を調整することができる。

【0017】

少なくとも２つの直流モータの機械的連結によって、駆動力（複数）は機械的に一様に（均等に）少なくとも２つの直流モータに配分され（割り当てられ）、このために、直列接続によって、電気的に同じトルクの生成も達成される。

【0018】

夫々２つのモータが対をなして１つのリングギアに作用すること、とりわけ夫々２つの電気的に互いに列をなして（直列に）接続されたモータが１つのモータペアを形成しかつ空間的にも互いに隣接して配設されることが、一実施形態により提案される。有利には、２つ、３つ又は４つ以上のそのようなモータペアが１つのリングギアに配される。かくして、各モータペアは、直列接続の上記の利点を利用することができる。

【0019】

有利には、複数のモータはモータ収容部に収容され、そこからリングギアに作用する（噛合する）。この場合、モータ収容部は、ピッチモータ（複数）の位置が、とりわけ対をなして、変化可能であるように構成される。有利には、そのために、ピッチモータよりも多数の収容部が設けられる。これにより、その都度１つのピッチモータ又はモータペアが１つの収容部又は２つの収容部から取り出され、所望の位置の従前は空であった収容部に配されることにより、リングギアの噛合がより少ない他の部分に作用することができる。

【0020】

有利には、少なくとも２つの直流モータの電機子巻線は電気的に直列に相互接続されている。

【0021】

そのため、電機子巻線によるトルクの生成は、両者の、又は複数の、モータについて同じ程度で保証することができる。なぜなら、両者の電機子巻線には同じ電流が流れるからである。この場合、電気的に直列に相互接続される電機子巻線（複数）の電気的相互接続は、少なくとも２つの直流モータの励磁巻線に対し部分的に（teilweise）又は完全に電気的に直列に及び／又は電気的に並列に構成可能である。例えば、電機子巻線（複数）は互いに電気的に直列に相互接続され、他方、励磁巻線（複数）は互いに対し電気的に分離されかつ電機子巻線から電気的に分離されて相互接続されることができる。かくして、電気的に直列に相互接続された電機子巻線は励磁巻線から分離されて給電されることができる。従って、複数の異なる特性曲線群従ってトルク推移（複数）を、例えば停止時の大きなトルクを、制御によって達成することができる。同時に、複数のモータ間でトルクが相違することを回避することができる。

【0022】

少なくとも２つの直流モータの電機子巻線の電気的に直列な相互接続によって、少なくとも２つの直流モータの電機子巻線には同じ電流が流れる。かくして、少なくとも２つの直流モータは電機子側において同じ負荷を受ける。

【0023】

少なくとも２つの直流モータの励磁巻線を電気的に直列に相互接続することが、更なる一形態により提案される。

【0024】

励磁巻線（複数）は、少なくとも２つの直流モータの電機子巻線（複数）に対し部分的に（teilweise）又は完全に電気的に直列に及び／又は電気的に並列に構成可能である。例えば、電気的に直列に相互接続された励磁巻線は低い抵抗をもって構成され、かつ、少なくとも２つの直流モータの電機子巻線と電気的に直列に相互接続されることができる。これによって、そのように相互接続された直流モータは、直巻機的挙動（Reihenschlussverhalten）即ち回転数に強く依存する（回転数強依存性）トルク挙動（特性）を有する。ステータの鉄心を積層構造的に構成すること及び従って少なくとも２つの直流モータをユニバーサルモータとして、とりわけ交流電圧も利用可能な単相直巻モータとして構成することも考慮に値し得る。

【0025】

少なくとも２つの直流モータ励磁巻線の電気的に直列な相互接続によって、これらの直流モータの励磁巻線には同じ電流が流れる。かくして、少なくとも２つの直流モータは励磁側において同じ負荷を受ける。

【0026】

更に、本発明においては、少なくとも２つの直流モータの電機子巻線と少なくとも２つの直流モータの励磁巻線を一緒に（gemeinsam）電気的に直列に相互接続することも可能である。この場合、少なくとも２つの電機子巻線と少なくとも２つの励磁巻線からなる（１つの）直列接続が形成されるであろう。

【0027】

少なくとも２つの直流モータの電機子巻線（複数）と励磁巻線（複数）の完全（全部）かつ一緒の相互接続によって、少なくとも２つの直流モータの電機子巻線にも励磁巻線にも同じ電流が流れる。従って、少なくとも２つの直流モータは完全に互いに電気的に連結され、かつ、共通の直巻機的挙動（特性）を有する。とりわけ、そのような相互接続のために、励磁巻線を低抵抗的に構成しかつ直流モータを機械的に連結することが提案される。これによって、少なくとも２つの直流モータが回転数強依存性トルク挙動（特性）を有することが達成される。このことは、ロータブレード調整の場合のように大きな起動トルクが必要とされる場合、とりわけ有利である。

【0028】

好ましい一実施形態によれば、少なくとも２つの直流モータは夫々１つの第２励磁巻線を有し、これらの第２励磁巻線は互いに電気的に直列に相互接続されている。

【0029】

第２励磁巻線は第２の励磁磁界を生成し、第２励磁磁界は例えばそれ以外のないし第１励磁磁界と同じ方向及び同じ向き（Richtungssinn）を有する。

【0030】

例えば、夫々第２の又は夫々第１の励磁巻線を夫々の電機子巻線に対する他励巻線として構成し、かつ、電機子巻線と夫々の励磁巻線を電気的に直列に相互接続することが提案される。これにより、少なくとも２つの直流モータはロータブレードの迎角の調整のためのとりわけ有利な運転挙動を有する。なぜなら、この直列的相互接続はすべてのモータに同じ電流が流れることを保証すること及び他励（式励磁）によって目標を定めて影響を及ぼす（制御する）ことができるからである。第２励磁巻線を、減速装置として、とりわけモータブレーキとして、作用（機能）するよう構成することも考慮に値し得る。

【0031】

格別に好ましい一実施形態によれば、少なくとも２つの直流モータは夫々１つのないし第２の励磁巻線を有し、第２励磁巻線は、少なくとも２つの直流モータの電機子巻線及び／又はそれ（第２励磁巻線）以外の励磁巻線に電気的に互いに直列に相互接続される。

【0032】

代替的に、互いに電気的に直列に相互接続される第１励磁巻線（複数）は、それ以外の巻線（複数）に対し電気的に並列に相互接続されることが可能であり、これは一実施形態により提案される。これにより少なくとも２つの直流モータは直巻機的挙動（特性）（Reihenschlussverhalten）と分巻機的挙動（特性）（Nebenschlussverhalten）を併せ持ち、かくして、マルチプルモータのように、とりわけダブルモータのように、構成され、この場合、各直流モータはとりわけ複巻モータ（Mehrfachmotor）のように構成される。したがって、複巻モータ（compound-wound motor）の利点を利用することができるが、この場合、これらのモータが完全には同じ挙動を有しないという危険はあり得る。

【0033】

更に、第２励磁巻線（複数）が夫々スイッチによって接続及び／又は分離するよう切換え可能であるように、第２励磁巻線を夫々接続（・分離）切換え可能な（zuschaltbar）巻線として構成することが提案される。とりわけロータブレードの緊急時調整の場合、第２励磁巻線は夫々電機子巻線に直列に接続するよう切換えられることができる。第２励磁巻線を直列に接続するよう切換えることによって、直流モータ（複数）はこの場合直巻機的挙動（特性）、即ち、ロータブレードの調整のために格別に大きな起動トルクを生成できる挙動（特性）、を有する。電機子巻線に第２励磁巻線を直列接続することによって、この第２励磁巻線は、１つの方向（向き）にのみ補完的に（補償的に）作用する。この方向は、ロータブレードの緊急時調整のための方向に対応するよう選択される。

【0034】

格別に好ましい一実施形態では、第２励磁巻線は機械的に第１励磁巻線に配され、とりわけ夫々ステータの同じスロット（溝）に配されることができる。

【0035】

電圧源は調整装置を管理（制御）し、提案に係る直列的相互接続によって関連するモータのために夫々同じ電流が生成される。かくして、調整ユニット（装置）のモータ（複数）は、従って調整ユニットそれ自体は、簡単かつ同時に同じ態様で制御されることができる。少なくとも２つの直流モータの制御の格別に好ましい一例は、直列に相互接続された電機子巻線（複数）によって行われる。このために、少なくとも２つの直流モータの第１及び第２励磁巻線（複数）は直列に相互接続され、一定の電圧が与えられる。少なくとも２つの直流モータの電機子巻線（複数）は、同様に直列に相互接続され、（フィードバック）制御可能な可変の電圧によって制御される。そのような制御では格別に有利なことに、両モータのトルクを対称化する電子的（フィードバック）制御は必要でない。

【0036】

更に、上記の実施形態の１つに応じた調整装置を少なくとも備えた風力発電装置が提案される。従って、調整装置の利点は風力発電装置に役立つ。この場合、とりわけ冗長性を達成するために及び／又は必要な出力を分配（分割割り当て）するために、複数のピッチモータを設けることができる。提案に係る相互接続によって、そのような複数のピッチモータは一様な（等しい）、その際単純かつ信頼性のある態様で運転されることができる。

【0037】

風力発電装置のロータブレードの迎角（ピッチ角）の調整のための調整装置の（提案に係る）運転方法においては、少なくとも２つの直流モータが使用されかつ調整のために制御され、上記の実施形態の少なくとも１つに応じた調整装置及び／又は上記の風力発電装置が使用される。有利には、少なくとも２つの直流モータは、とりわけ調整装置の上記の実施形態の少なくとも１つに関連して上述したように制御される。

【0038】

ここに、本発明の好ましい形態を示す。
（形態１）上記基本構成参照。
（形態２）形態１の調整装置において、少なくとも２つの直流モータは機械的に連結されていることが好ましい。
（形態３）形態１又は２の調整装置において、少なくとも２つの直流モータの電機子巻線は電気的に直列に相互接続されていることが好ましい。
（形態４）形態１〜３の何れかの調整装置において、少なくとも２つの直流モータの励磁巻線は電気的に直列に相互接続されていることが好ましい。
（形態５）形態１又は２の調整装置において、少なくとも２つの直流モータの電機子巻線と少なくとも２つの直流モータの励磁巻線は一緒に電気的に直列に相互接続されていることが好ましい。
（形態６）形態１の調整装置において、互いに電気的に直列に相互接続されている励磁巻線は、他の巻線と電気的に並列に、即ち、電機子巻線と電気的に直列に相互接続されている第２励磁巻線と電気的に並列に相互接続可能に構成されていることが好ましい。
（形態７）形態１又は４の調整装置において、少なくとも２つの直流モータの第２励磁巻線は少なくとも２つの直流モータの励磁巻線に電気的に直列に相互接続されていることが好ましい。
（形態８）形態１又は７の調整装置において、第２励磁巻線は、当該第２励磁巻線がスイッチによって接続及び／又は分離されるよう切換え可能であるように、夫々接続切換え可能な巻線として構成されていることが好ましい。
（形態９）形態１〜８の何れかの調整装置において、該調整装置は、少なくとも２つの直流モータの電機子電圧及び励磁電圧を制御するよう構成された電圧源を有することが好ましい。
（形態１０）少なくとも１つの調整可能なロータブレードを有する風力発電装置であって、該風力発電装置は、少なくとも１つのロータブレードの迎角を調整するために形態１〜９の何れかの調整装置を少なくとも１つ有することが好ましい。
（形態１１）風力発電装置のロータブレードの迎角の調整のための調整装置の運転方法であって、該方法において、少なくとも２つの直流モータが使用されかつ調整のために制御され、形態１〜９の何れかの調整装置及び／又は形態１０の風力発電装置が使用されることが好ましい。
本発明は以下において例示的に実施例を用い添付の図面を参照して詳細に説明する。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は専ら発明の理解を助けるためのものであり、本発明を図示の態様に限定することは意図しない。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】風力発電装置の一例の模式図。

【図2】ピッチモータ（複数）を伴ったロータブレード翼根のリングギア（歯付ホイール：Zahnkranz）の一例の模式図。

【図3】２つのピッチモータの電気的に直列での接続の一例の模式図。

【図4】ピッチモータの好ましい一例の模式図。

【実施例】

【0040】

図１は、タワー１０２とナセル（ゴンドラ）１０４を有する風力発電装置１００の一例を示す。ナセル１０４には、３つのロータブレード１０８とスピナ１１０を有するロータ１０６が配設されている。ロータ１０６は、運転時、風によって回転運動し、それによって、ナセル１０４内の発電機を駆動する。

【0041】

図２は、機械的連結要素としてリングギア２１０を有する機械的連結２００の一例を示す。リングギア２１０には、２つのピッチモータ２２０及び２３０が作用するが、これらのモータはリングギア２１０を介して（互いに）機械的に連結されている。そのような直流モータはこの場合ピッチモータ２２０及び２３０として使用可能であり、その際、少なくとも１つの実施形態に応じた直列的相互接続が使用される。機械的連結要素２１０は、そのため、外側歯列（外歯）を有するリングギア２１０として構成されており、ロータブレード翼根に固定的に結合されているため、両ピッチモータ２２０及び２３０によるリングギア２１０の駆動によって、関連するロータブレードは回転されることができる。これらの２つのピッチモータ２２０及び２３０は、同じ間隔でリングギア２１０の周に配されており、ピッチモータ２２０ないし２３０のロータシャフトに夫々結合されている相応のピニオンを介して、リングギアの外側歯列（外歯）に噛合する。伝統的な直流モータの場合、直流モータの回転可能に軸受支持される部材即ちロータは電機子とも称され、内部においてシャフトに配されている。直流モータをアウターロータ型として構成すること及び／又はロータブレードを内側歯列（内歯）を有するよう構成すること及び直流モータを内側歯列（内歯）の内側に配設することも考慮に値し得る（可能である）。

【0042】

図３は、第１及び第２直流モータ３２０及び３３０の電気的相互接続３００の特別に好ましい一例を示す。これらの直流モータ３２０及び３３０は夫々図２に示したような第１及び第２ピッチモータ２２０及び２３０として使用可能である。更に、電気的相互接続３００は電圧源３１０を有し、電圧源３１０は３つの電圧供給出力端３１２、３１４及び３１６を有する。直流モータ３２０及び３３０は夫々電機子巻線３２２及び３３２、第１励磁巻線３２４及び３３４及び第２励磁巻線３２６及び３３６を有する。直流モータ３２０の電機子巻線３２２及び第２励磁巻線３２６は、直流モータ３３０の電機子巻線３３２及び第２励磁巻線３３６と同様に電気的に直列に相互接続されている。そのように相互接続された電機子及び励磁巻線３２２及び３２６並びに３３２及び３３６は、同様に、互いに電気的に直列に相互接続されており、電圧源３１０の電圧供給出力端３１２に接続されているため、これらの４つの巻線は一緒に共通の直列接続で相互接続されている。直流モータ３２０及び３３０の第１励磁巻線３２４及び３３４は、同様に、電気的に直列に相互接続され、電圧源３１０の電圧供給出力端３１４に接続されている。直列に相互接続された電機子巻線及び第２励磁巻線（３２２及び３２６）並びに（３３２及び３３６）は、直列に相互接続された第１励磁巻線３２４及び３３４に対し共通に並列をなして相互接続されている。

【0043】

有利には、これらの２つの第２励磁巻線３２６及び３３６は夫々スイッチによって接続又は分離（するよう）切換え（zu- oder wegschaltet）可能に構成される。有利には、それに依存して異なる複数の電圧源が使用されるが、これらは電流コントローラ（Stromsteller）とも称され得る。その限りにおいて、図３に示した実施例では、電圧源３１０は、第２励磁巻線３２６及び３３６を用いた運転のための、とりわけ緊急時調整のための、電流コントローラを構成する。

【0044】

かくして、２つの直流モータ３２０及び３３０は部分的に電気的に直列に相互接続されかつ複合機（Verbundmaschine）として構成されており、そのように相互接続された２つの直流モータは分巻モータ（Nebenschlussmotor）と直巻モータの性質を併せ持っている、即ち複合的巻線方式にされている（複巻モータとして機能する：kompoundiert）。巻線の構成及び電圧源３１０によるそれらの制御に応じて、２つの直流モータ３２０及び３３０は異なる運転挙動を有する。電気的相互接続３００が例えばオーバ（高次）複巻化（ueberkompoundiert）されて構成されていれば、２つの直流モータ３２０及び３３０は主として直巻機的挙動を有する、即ち大きな起動トルク（Anzugsmoment）を有する。これに対し、電気的相互接続３００が例えばアンダ（低次）複巻化（unterkompoundiert）されて構成されていれば、２つの直流モータ３２０及び３３０は主として分巻機的挙動を有する、即ち大きな回転数安定性を有する。

【0045】

図３に示した電気的相互接続において格別に有利なことは、２つの直流モータ３２０及び３３０を電圧源３１０を介して制御する可能性である。これにより、良好な運転挙動を達成することができる。提案に係る直列接続によって、２つのピッチモータ３２０及び３３０の同じトルクを生成することができ、そのため、図２に示した連結（カップリング）も良好に運転することができ、２つのピッチモータ（図３の３２０及び３３０ないし図２の２２０及び２３０）の一方が小さな例えば熱的に引き起こされる不正確性（エラー）によって調整作業の大部分を担うという危険は生じない。更に、有利なことに、ロータブレードのサイズの増大に応じて、調整装置は１つの直流モータ又は更なる複数の直流モータの分だけ拡大されることができる。この場合、すべての直流モータが同じタイプであることが、とりわけ提案される。

【0046】

図４は、図２のピッチモータ２２０ないし２３０として使用可能な直流モータ４３０の好ましい一例を示す。励磁巻線４３４及び４３６並びに電機子巻線４３２に加えて、ピッチモータ４３０は電気ブレーキ４３８及び電気ファン４４０を有する。界磁ブレーキ（Feldblemse）として構成されている電気ブレーキ４３８及び電気ファン４４０は電圧源４１０によって制御される。この場合、界磁ブレーキ４３８は、直流モータの電機子を制動する方式で直流モータ４３０の励磁磁界を弱める（減殺する）ことができるように構成されている。界磁ブレーキ４３８の制御は電圧供給出力端４１６及び４１８を介して行われる。直流モータ４３０の電気ファン４４０は電圧源４１０によって制御され、そのため、直流モータ４３０は、停止している場合でも、ファン４４０によって引き続き冷却されることができる。電気ファン４４０の制御は電圧供給出力端４２０及び４２２を介して行われる。

【0047】

以下に本発明の態様を付記する。
［付記１］風力発電装置のロータブレードの迎角の調整のための調整装置。
該調整装置は、少なくとも２つの直流モータを有し、
該少なくとも２つの直流モータは、少なくとも部分的に電気的に直列に互いに相互接続されている。
［付記２］上記の調整装置において、少なくとも２つの直流モータは機械的に連結されている。
［付記３］上記の調整装置において、少なくとも２つの直流モータの電機子巻線は電気的に直列に相互接続されている。
［付記４］上記の調整装置において、少なくとも２つの直流モータの励磁巻線は電気的に直列に相互接続されている。
［付記５］上記の調整装置において、少なくとも２つの直流モータの電機子巻線と少なくとも２つの直流モータの励磁巻線は一緒に電気的に直列に相互接続されている。
［付記６］上記の調整装置において、少なくとも２つの直流モータは夫々１つの第２励磁巻線を有し、これらの第２励磁巻線は互いに電気的に直列に相互接続されている。
［付記７］上記の調整装置において、少なくとも２つの直流モータの第２励磁巻線は少なくとも２つの直流モータの電機子巻線及び／又は励磁巻線に電気的に直列に相互接続されている。
［付記８］上記の調整装置において、第２励磁巻線は夫々接続切換え可能な巻線として構成されている。
［付記９］上記の調整装置において、該調整装置は、少なくとも２つの直流モータの電機子電圧及び励磁電圧を制御するよう構成された電圧源を有する。
［付記１０］少なくとも１つの調整可能なロータブレードを有する風力発電装置。該風力発電装置は、少なくとも１つのロータブレードの迎角を調整するために付記１〜９の何れかに記載の調整装置を少なくとも１つ有する。
［付記１１］風力発電装置のロータブレードの迎角の調整のための調整装置の運転方法。該方法においては、少なくとも２つの直流モータが使用されかつ調整のために制御され、付記１〜９の何れかに記載の調整装置及び／又は付記１０に記載の風力発電装置が使用される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】