特許 7508222 風力発電装置、制御方法、およびプログラム

(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】

(24)【登録日】2024-06-21

(45)【発行日】2024-07-01

(54)【発明の名称】風力発電装置、制御方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   F03D 7/04 20060101AFI20240624BHJP

   F03D 1/06 20060101ALI20240624BHJP

【ＦＩ】

F03D7/04 L

F03D1/06 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019234560

(22)【出願日】2019-12-25

(65)【公開番号】P2021102941

(43)【公開日】2021-07-15

【審査請求日】2022-11-25

(73)【特許権者】

【識別番号】503405689

【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(72)【発明者】

【氏名】児玉 晴夫

(72)【発明者】

【氏名】小森 啓史

【審査官】山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－００３８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０９６０７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００５１２２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－１２７５５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０３Ｄ ７／０４

Ｆ０３Ｄ １／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

風力発電装置に含まれる第１の構造体に対して第２の構造体を相対的に停止させるための制動力を発生する制動部であって供給される電力が高いほど高い制動力を発生する前記制動部と、前記第１の構造体に対して前記第２の構造体を相対的に移動させるための駆動力を発生する駆動部と、前記制動力および前記駆動力を前記第１の構造体に伝達する伝達部と、を備える複数の駆動装置と、
前記複数の駆動装置の前記制動部に第１電力を供給する第１電源部と、
前記複数の駆動装置の前記制動部に前記第１電力よりも高い第２電力を供給する第２電源部と、
前記複数の駆動装置に前記第１電源部から第１電力を供給する状態と、前記複数の駆動装置に前記第２電源部から第２電力を供給する状態と、の間で切り換える切換部と、
前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記第１の構造体と前記第２の構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得する取得部と、
前記複数の駆動装置のそれぞれに所定の電力を供給させるように前記第１電源部および前記第２電源部を制御することによって前記複数の駆動装置のそれぞれが所定の制動力を発生させるように前記複数の駆動装置を制御している状態において、前記取得部により取得した前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置に供給する電力を上昇させると共に前記第１の駆動装置以外の第２の駆動装置に供給する電力を低減させるように、前記切換部を制御することで、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の制動力を上昇させると共に前記第１の駆動装置以外の第２の駆動装置の制動力を低減させるように、前記複数の駆動装置を制御する制御部と、
を含む風力発電装置。

【請求項2】

風力発電装置に含まれる第１の構造体に対して第２の構造体を相対的に停止させるための制動力を発生する制動部であって供給される電力が高いほど高い制動力を発生する前記制動部と、前記第１の構造体に対して前記第２の構造体を相対的に移動させるための駆動力を発生する駆動部と、前記制動力および前記駆動力を前記第１の構造体に伝達する伝達部と、を備える複数の駆動装置と、
前記複数の駆動装置の前記制動部に第１電力を供給する第１電源部と、
前記複数の駆動装置の前記制動部に前記第１電力よりも高い第２電力を供給する第２電源部と、
前記複数の駆動装置に前記第１電源部から第１電力を供給する状態と、前記複数の駆動装置に前記第２電源部から第２電力を供給する状態と、の間で切り換える切換部と、を備える風力発電装置を制御する制御方法であって、
前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記第１の構造体と前記第２の構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得するステップと、
前記複数の駆動装置のそれぞれが所定の制動力を発生させるように前記第１電源部および前記第２電源部を制御することによって前記複数の駆動装置のそれぞれが所定の制動力を発生させるように前記複数の駆動装置を制御している状態において、前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の制動力を上昇させると共に前記第１の駆動装置以外の第２の駆動装置の制動力を低減させるように、前記切換部を制御することで、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の制動力を上昇させると共に前記第１の駆動装置以外の第２の駆動装置の制動力を低減させるように、前記複数の駆動装置を制御するステップと、を含む、制御方法。

【請求項3】

風力発電装置に含まれる第１の構造体に対して第２の構造体を相対的に停止させるための制動力を発生する制動部であって供給される電力が高いほど高い制動力を発生する前記制動部と、前記第１の構造体に対して前記第２の構造体を相対的に移動させるための駆動力を発生する駆動部と、前記制動力および前記駆動力を前記第１の構造体に伝達する伝達部と、を備える複数の駆動装置と、
前記複数の駆動装置の前記制動部に第１電力を供給する第１電源部と、
前記複数の駆動装置の前記制動部に前記第１電力よりも高い第２電力を供給する第２電源部と、
前記複数の駆動装置に前記第１電源部から第１電力を供給する状態と、前記複数の駆動装置に前記第２電源部から第２電力を供給する状態と、の間で切り換える切換部と、を備える風力発電装置のコンピュータに、
前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記第１の構造体と前記第２の構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得するステップと、
前記複数の駆動装置のそれぞれが所定の制動力を発生させるように前記第１電源部および前記第２電源部を制御することによって前記複数の駆動装置のそれぞれが所定の制動力を発生させるように前記複数の駆動装置を制御している状態において、前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の制動力を上昇させると共に前記第１の駆動装置以外の第２の駆動装置の制動力を低減させるように、前記切換部を制御することで、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の制動力を上昇させると共に前記第１の駆動装置以外の第２の駆動装置の制動力を低減させるように、前記複数の駆動装置を制御するステップと、を実行させる、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、風車用駆動制御装置、風車用電源装置、風力発電装置、制御方法、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、風向きに応じてブレードの方向を調整するヨー制御機能を備えた風力発電装置が知られている。この種の風力発電装置は、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された風力発電装置は、地上または洋上に設置され、発電機の支柱となるタワーと、タワー上に設けられ、発電機を内蔵するナセルと、ナセルの一端に設けられ、風を受けて回転エネルギーへ変換するハブおよびブレードからなるロータと、を有する風力発電装置である。この風力発電装置は、タワーとナセルの連結部に設けられ、タワーに対するナセルおよびロータの位置を制御するヨー駆動装置を有する。特許文献１には、ヨー駆動装置によりヨー駆動力の伝達を解除することによって、ヨー駆動装置の故障によるヨー制御トラブルの影響を最小限に抑え、利用可能率の高い風力発電装置を提供すると記載されている。

【0003】

上述した風力発電装置は、台風等の暴風によるギアの変形によるヨーベアリングギアとピニオンギアの固着が生じた場合に、ピニオンギアからヨーベアリングギアへのヨー駆動力の伝達を解除する。上述した風力発電装置は、ヨーインバータの電流が定格電流を超えた場合や所定のインターロック値を超えた場合に、ヨーベアリングギアとピニオンギアとの固着を検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１４０７７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

風力発電装置は、風車の大型化によりヨー駆動装置の設置台数が多くなる。ヨー駆動装置の設置台数が多くなった場合、ヨーベアリングギアとピニオンギアとの間に生ずる負荷がヨー駆動装置間でばらついてしまう場合がある。ヨー駆動装置で負荷のばらつきが大きくなった場合、特定のヨー駆動装置に過大な負荷が発生する可能性がある。

【0006】

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することに貢献することができる風車用駆動制御装置、風車用電源装置、風力発電装置、制御方法、およびプログラムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、風力発電装置に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数の駆動装置を制御する風車用駆動制御装置であって、前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記２つの構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得する取得部と、前記複数の駆動装置のそれぞれが所定の制動力を発生させるように前記複数の駆動装置を制御している状態において、前記取得部により取得した前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの駆動装置の制動力を上昇させるように、前記複数の駆動装置を制御する制御部と、を備えた風車用駆動制御装置である。
この構成によれば、複数の駆動装置のうち少なくとも一つの駆動装置の制動力を上昇させることができるので、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制するために、負荷が高い駆動装置の制動力を低減することができる。この結果、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することに貢献することができる。

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、風力発電装置に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数の駆動装置を制御する風車用駆動制御装置であって、前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記２つの構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得する取得部と、前記複数の駆動装置のそれぞれが所定の制動力を発生させるように前記複数の駆動装置を制御している状態において、前記取得部により取得した前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の制動力を上昇させると共に前記第１の駆動装置以外の第２の駆動装置の制動力を低減させるように、前記複数の駆動装置を制御する制御部と、を備えた風車用駆動制御装置である。
この構成によれば、複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の制動力を上昇させると共に第１の駆動装置以外の第２の駆動装置の制動力を低減させるので、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することができる。

【0009】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、風力発電装置に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数の駆動装置であって、供給される電力が高いほど高い制動力を発生する制動部を備える複数の駆動装置に電力を供給する風車用電源装置であって、前記複数の駆動装置のそれぞれに電力を供給する電源部と、前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記２つの構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得する取得部と、前記複数の駆動装置のそれぞれに所定の電力を供給させるように前記電源部を制御している状態において、前記取得部により取得した前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の前記制動部に供給する電力を上昇させるように、前記電源部を制御する制御部と、を備える、風車用電源装置である。
この構成によれば、複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の前記制動部に供給する電力を上昇させることができるので、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制するために、負荷が高い駆動装置の制動力を低減することができる。この結果、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することに貢献することができる。

【0010】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、風力発電装置に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数の駆動装置であって、供給される電力が高いほど高い制動力を発生する制動部を備える複数の駆動装置に電力を供給する風車用電源装置であって、前記複数の駆動装置のそれぞれに電力を供給する電源部と、前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記２つの構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得する取得部と、前記複数の駆動装置のそれぞれに所定の電力を供給させるように前記電源部を制御している状態において、前記取得部により取得した前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置に供給する電力を上昇させると共に前記第１の駆動装置以外の第２の駆動装置に供給する電力を低減させるように、前記電源部を制御する制御部と、を備える、風車用電源装置である。
この構成によれば、複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置に供給する電力を上昇させると共に第１の駆動装置以外の第２の駆動装置に供給する電力を低減させるので、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することができる。

【0011】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、風力発電装置に含まれる第１の構造体に対して第２の構造体を相対的に停止させるための制動力を発生する制動部であって供給される電力が高いほど高い制動力を発生する前記制動部と、前記第１の構造体に対して前記第２の構造体を相対的に移動させるための駆動力を発生する駆動部と、前記制動力および前記駆動力を前記第１の構造体に伝達する伝達部と、を備える複数の駆動装置と、前記複数の駆動装置の前記制動部に第１電力を供給する第１電源部と、前記複数の駆動装置の前記制動部に前記第１電力よりも高い第２電力を供給する第２電源部と、前記複数の駆動装置に前記第１電源部から第１電力を供給する状態と、前記複数の駆動装置に前記第２電源部から第２電力を供給する状態と、の間で切り換える切換部と、前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記２つの構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得する取得部と、前記複数の駆動装置のそれぞれに所定の電力を供給させるように前記電源部を制御することによって前記複数の駆動装置のそれぞれが所定の制動力を発生させるように前記複数の駆動装置を制御している状態において、前記取得部により取得した前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置に供給する電力を上昇させると共に前記第１の駆動装置以外の第２の駆動装置に供給する電力を低減させるように、前記切換部を制御することで、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の制動力を上昇させると共に前記第１の駆動装置以外の第２の駆動装置の制動力を低減させるように、前記複数の駆動装置を制御する制御部と、を含む風力発電装置である。
この構成によれば、複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置に供給する電力を上昇させると共に第１の駆動装置以外の第２の駆動装置に供給する電力を低減させるように、切換部を制御することで、複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の制動力を上昇させると共に第１の駆動装置以外の第２の駆動装置の制動力を低減させるように、複数の駆動装置を制御するので、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することができる。

【0012】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、風力発電装置に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数の駆動装置を制御する制御方法であって、前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記２つの構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得するステップと、前記複数の駆動装置のそれぞれが所定の制動力を発生させるように前記複数の駆動装置を制御している状態において、前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの駆動装置の制動力を上昇させるように、前記複数の駆動装置を制御するステップと、を含む制御方法である。
この方法によれば、複数の駆動装置のうち少なくとも一つの駆動装置の制動力を上昇させることができるので、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制するために、負荷が高い駆動装置の制動力を低減することができる。この結果、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することに貢献することができる。

【0013】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、風力発電装置に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数の駆動装置を制御する制御方法であって、前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記２つの構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得するステップと、前記複数の駆動装置のそれぞれが所定の制動力を発生させるように前記複数の駆動装置を制御している状態において、前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の制動力を上昇させると共に前記第１の駆動装置以外の第２の駆動装置の制動力を低減させるように、前記複数の駆動装置を制御するステップと、を含む制御方法である。
この方法によれば、複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の制動力を上昇させると共に第１の駆動装置以外の第２の駆動装置の制動力を低減させるので、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することができる。

【0014】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、風力発電装置に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数の駆動装置であって、供給される電力が高いほど高い制動力を発生する制動部を備える複数の駆動装置に電力を供給する制御方法であって、前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記２つの構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得するステップと、前記複数の駆動装置のそれぞれに所定の電力を供給させるように前記複数の駆動装置のそれぞれに電力を供給する電源部を制御している状態において、前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の前記制動部に供給する電力を上昇させるように、前記電源部を制御するステップと、を含む制御方法である。
この方法によれば、複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の前記制動部に供給する電力を上昇させることができるので、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制するために、負荷が高い駆動装置の制動力を低減することができる。この結果、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することに貢献することができる。

【0015】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、風力発電装置に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数の駆動装置であって、供給される電力が高いほど高い制動力を発生する制動部を備える複数の駆動装置に電力を供給する制御方法であって、前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記２つの構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得するステップと、前記複数の駆動装置のそれぞれに所定の電力を供給させるように前記複数の駆動装置のそれぞれに電力を供給する電源部を制御している状態において、前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置に供給する電力を上昇させると共に前記第１の駆動装置以外の第２の駆動装置に供給する電力を低減させるように、前記電源部を制御するステップと、を含む制御方法である。
この方法によれば、複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置に供給する電力を上昇させると共に第１の駆動装置以外の第２の駆動装置に供給する電力を低減させるので、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することができる。

【0016】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、風力発電装置に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数の駆動装置を備える風力発電装置のコンピュータに、前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記２つの構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得するステップと、前記複数の駆動装置のそれぞれが所定の制動力を発生させるように前記複数の駆動装置を制御している状態において、前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの駆動装置の制動力を上昇させるように、前記複数の駆動装置を制御するステップと、を実行させるプログラムである。
このプログラムによれば、複数の駆動装置のうち少なくとも一つの駆動装置の制動力を上昇させることができるので、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制するために、負荷が高い駆動装置の制動力を低減することができる。この結果、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することに貢献することができる。

【0017】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、風力発電装置に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数の駆動装置を備える風力発電装置のコンピュータに、前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記２つの構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得するステップと、前記複数の駆動装置のそれぞれが所定の制動力を発生させるように前記複数の駆動装置を制御している状態において、前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の制動力を上昇させると共に前記第１の駆動装置以外の第２の駆動装置の制動力を低減させるように、前記複数の駆動装置を制御するステップと、を実行させるプログラムである。
このプログラムによれば、複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の制動力を上昇させると共に第１の駆動装置以外の第２の駆動装置の制動力を低減させるので、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することができる。

【0018】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、風力発電装置に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数の駆動装置であって、供給される電力が高いほど高い制動力を発生する制動部を備える複数の駆動装置を備える風力発電装置のコンピュータに、前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記２つの構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得するステップと、前記複数の駆動装置のそれぞれに所定の電力を供給させるように前記複数の駆動装置のそれぞれに電力を供給する電源部を制御している状態において、前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の前記制動部に供給する電力を上昇させるように、前記電源部を制御するステップと、を実行させるプログラムである。
このプログラムによれば、複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置の前記制動部に供給する電力を上昇させることができるので、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制するために、負荷が高い駆動装置の制動力を低減することができる。この結果、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することに貢献することができる。

【0019】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、風力発電装置に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数の駆動装置であって、供給される電力が高いほど高い制動力を発生する制動部を備える複数の駆動装置を備える風力発電装置のコンピュータに、前記複数の駆動装置のそれぞれと、前記２つの構造体のうち前記複数の駆動装置により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得するステップと、前記複数の駆動装置のそれぞれに所定の電力を供給させるように前記複数の駆動装置のそれぞれに電力を供給する電源部を制御している状態において、前記複数の情報に基づいて、前記複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置に供給する電力を上昇させると共に前記第１の駆動装置以外の第２の駆動装置に供給する電力を低減させるように、前記電源部を制御するステップと、を実行させるプログラムである。
このプログラムによれば、複数の駆動装置のうち少なくとも一つの第１の駆動装置に供給する電力を上昇させると共に第１の駆動装置以外の第２の駆動装置に供給する電力を低減させるので、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明の一態様によれば、駆動装置間の負荷のばらつきを抑制することに貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態における風力発電装置の一例を示す斜視図である。

【図2】実施形態におけるタワーとヨー駆動装置との関係を示す上面図である。

【図3】実施形態におけるヨー駆動装置の一例を示す図である。

【図4】実施形態における風力発電装置の機能的な一例を示すブロック図である。

【図5】実施形態における電源回路の一例を示すブロック図である。

【図6】実施形態における制御の期間を示す図である。

【図7】実施形態における負荷を均一に近づける動作の一例を示すフローチャートである。

【図8】実施形態において制動力および電圧を制御する一例を示す図であり、（ａ）は負荷が閾値以上ではないヨー駆動装置の制動部１６０に供給する電圧の変化を示す図であり、（ｂ）は負荷が閾値以上ではないヨー駆動装置の制動力の変化を示す図であり、（ｃ）は負荷が閾値以上であるヨー駆動装置の制動部１６０に供給する電圧の変化を示す図であり、（ｄ）は負荷が閾値以上であるヨー駆動装置の制動力の変化を示す図である。

【図9】実施形態における複数のヨー駆動装置のそれぞれにおける負荷の変化を示す図である。

【図10】実施形態において４台の電磁ブレーキの制動力を制御する一例を示す図であり、（ａ）はヨー駆動装置１００－１の制動力の変化を示す図であり、（ｂ）はヨー駆動装置１００－２の制動力の変化を示す図であり、（ｃ）はヨー駆動装置１００－３の制動力の変化を示す図であり、（ｄ）はヨー駆動装置１００－４の制動力の変化を示す図である。

【図11】実施形態において４台の電磁ブレーキの制動力を制御する一例を示す図であり、（ａ）はヨー駆動装置１００－１の制動力の変化を示す図であり、（ｂ）はヨー駆動装置１００－２の制動力の変化を示す図であり、（ｃ）はヨー駆動装置１００－３の制動力の変化を示す図であり、（ｄ）はヨー駆動装置１００－４の制動力の変化を示す図であり、（ｅ）は油圧ブレーキの制動力の変化を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本実施形態に係る風車用駆動制御装置、風車用電源装置、風力発電装置、制御方法、およびプログラムを、図面を参照しつつ説明する。

【0023】

図１は、本発明の実施形態における風力発電装置の一例を示す斜視図である。風力発電装置１は、例えば、ナセル１０と、タワー２０と、ブレード３０と、ハブ４０とを備える。なお、タワー２０およびナセル１０は風力発電装置１に含まれる２つの構造体の一例であり、タワー２０およびナセル１０は駆動装置（ヨー駆動装置１００）からの力により相対的に移動する。また、タワー２０は、第１の構造体の一例であり、第１の構造体は固定的に備えられた風力発電装置１の一部であり、ナセル１０は、第２の構造体の一例であり、第２の構造体は、ヨー駆動装置１００からの駆動力により第１の構造体に対して相対的に移動し、ヨー駆動装置１００からの制動力により第１の構造体に対して相対的に停止する。

【0024】

ナセル１０は、タワー２０の上端（Ｚ方向端部）に取り付けられる。ナセル１０には、ハブ４０を介してブレード３０が取り付けられる。ナセル１０は、ブレード３０およびハブ４０の向きをヨー方向で調整するために旋回駆動する。ナセル１０には、当該ナセル１０をヨー方向に回転させるヨー駆動力を発生するヨー駆動機構が内蔵される。ヨー駆動装置は、駆動装置および風車用駆動装置の一例である。駆動装置および風車用駆動装置は、風向きに応じてブレード３０およびハブ４０の向き（風車の向き）を回転させる力を発生させる。ヨー駆動装置は、風向きに応じてブレード３０およびハブ４０の向き（風車の向き）を回転させるものである。なお、ナセル１０は、駆動装置により発生した力が与えられていない構造体の一例である。タワー２０は、駆動装置により発生した力が与えられている構造体の一例である。

【0025】

タワー２０は、地上または海上に埋め込まれる。タワー２０は、地上または海上から鉛直方向上向きに延在する形状を有する。タワー２０は、その上端にナセル１０が取り付けられる。タワー２０には、ナセル１０をヨー方向に旋回駆動させるためのリングギア２２が内蔵される。

【0026】

ブレード３０は、風力を受けて回転力を発生する羽である。本実施形態においてブレード３０は、三枚である。

【0027】

ハブ４０は、ナセル１０に取り付けられると共に、複数のブレード３０が取り付けられる。ハブ４０は、ブレード３０が受けた風力による回転力（動力）を回転軸に伝達する。ハブ４０は、回転軸を介してナセル１０に風力に基づく回転力を伝達する。

【0028】

ハブ４０には、各ブレード３０をピッチ方向に回転させるピッチ駆動力を発生するピッチ駆動機構が内蔵される。ピッチ駆動力を発生する駆動機構は、ブレード３０ごとに設けられる。ピッチ駆動機構は、風速に応じて各ブレード３０をピッチ方向に回転させることで各ブレード３０の角度を制御する。

【0029】

風力発電装置１は、ブレード３０の回転による動力をハブ４０からナセル１０内の発電機（不図示）に伝達し、発電機により動力を電力に変換する。これにより、風力発電装置１は、風力発電を行う。

【0030】

図２は、実施形態におけるタワーとヨー駆動装置との関係を示す上面図である。
ナセル１０には、ヨー駆動力を発生させるヨー駆動装置１００が取り付けられる。本実施形態において、４台のヨー駆動装置１００－１、１００－２、１００－３、および１００－４がナセル１０に取り付けられる。以下、ヨー駆動装置を総称する場合には単に「ヨー駆動装置１００」と記載する。図２において、タワー２０の内壁には、リングギア２２が形成されている。リングギア２２は、ヨー駆動装置１００のピニオンギア１５０と噛み合う。ヨー駆動装置１００は、モータ駆動力により図２中のＲ方向に回転駆動する。なお、ヨー駆動装置１００は、Ｒ方向とは反対方向にも回転可能であってよい。

【0031】

リングギア２２とピニオンギア１５０とが噛み合っている状態で、ナセル１０、またはタワー２０等に突風等の力が与えられた場合、リングギア２２とピニオンギア１５０との間に接線力が発生する。接線力とは、リングギア２２のギア形成面の接線方向に生ずる力である。接線力は、ヨー駆動装置１００における減速部１６４に捻り応力を与える。また、接線力は、ヨー駆動装置１００における固定具に引っ張り応力および圧縮応力を与える。なお、実施形態においては、タワー２０にリングギア２２が設けられ、ナセル１０にヨー駆動装置１００が固定された一例を説明したが、これに限定されず、ナセル１０にリングギア２２に相当するギア部が設けられ、タワー２０にヨー駆動装置１００に相当するヨー駆動装置が設けられてよい。

【0032】

図３は、実施形態におけるヨー駆動装置の一例を示す図である。ヨー駆動装置１００は、例えば、ケース１１０と、フランジ１２０と、締結ボルト１３０と、出力軸１４０と、ピニオンギア１５０とを備える。ケース１１０には、フランジ１２０が取り付けられる。フランジ１２０は、締結ボルト１３０によりナセル１０と接続される。出力軸１４０の一方端はケース１１０およびフランジ１２０の内部に接続され、出力軸１４０の他方端にはピニオンギア１５０が設けられる。ピニオンギア１５０は、リングギア２２と噛み合うように配置される。ピニオンギア１５０は、出力軸１４０から出力された駆動力により回線し、ヨー駆動装置１００を旋回方向（装置移動方向、－Ｘ方向）に旋回させる。これにより、ヨー駆動装置１００は、タワー２０に対してナセル１０の方向を旋回させる。締結ボルト１３０は固定具の一例である。固定具は、ヨー駆動装置１００をナセル１０に固定する要素である。固定具は、締結ボルト１３０に限定されず、他の既知の部材であってよい。出力軸１４０およびピニオンギア１５０は伝達部の一例である。伝達部は、ヨー駆動装置１００からタワー２０に駆動力および制動力を伝達する要素である。なお、タワー２０に駆動装置が固定される場合、伝達部は、タワー２０からナセル１０に力を伝達する要素である。

【0033】

ヨー駆動装置１００は、制動部１６０と、モータ駆動部１６２と、減速部１６４とを備える。制動部１６０は、出力軸１４０に対して制動力を発生させる。なお、モータ制動部１６０は、出力軸１４０に直接的に制動力を与えているが、これに限定されず、出力軸１４０に間接的に制動力を与えてよい。例えば、モータ制動部１６０の力は、出力軸１４０とは異なる部材に与えられ、当該部材から出力軸１４０に伝達されてよい。モータ駆動部１６２は、出力軸１４０に対して駆動力を発生させる。制動部１６０は、外部から供給された制御信号に応じて電磁作用により制動力を発生する。制動部１６０は、電圧が供給された状態で制動力を発生させ、電圧が供給されていない状態では制動力を発生させない型の電磁ブレーキである。制動部１６０は、供給される電力が高いほど高い制動力を発生する電磁ブレーキとして機能する。モータ駆動部１６２は、外部から供給された制御信号に応じて電磁作用により駆動力を発生する。減速部１６４は、出力軸１４０により発生した駆動力に応じた回転速度を低減させ、駆動トルクを上昇させる。なお、本実施形態は、駆動力および制動力を発生させるが、これに限定されず、ナセル１０の回転させるための駆動力の方向から逆転した方向の駆動力を制動力として発生させてよい。この場合、ヨー駆動装置１００は、モータ制動部１６０を備えなくてもよい。

【0034】

さらに、ヨー駆動装置１００は、歪みセンサ１６６ａおよび歪みセンサ１６６ｂを備える。歪みセンサ１６６は、負荷に関する情報を取得する取得部の一例である。歪みセンサ１６６ａおよび歪みセンサ１６６ｂを総称する場合には単に「歪みセンサ１６６」と記載する。歪みセンサ１６６は、締結ボルト１３０に生ずる歪みに応じた信号を出力する。締結ボルト１３０に生ずる歪みは、接線力に応じて変化する値である。なお、本実施形態において負荷に関する情報として締結ボルト１３０の歪みを検出するが、これに限定されず、出力軸１４０とリングギア２２との間に生ずるトルクを検出してよい。ヨー駆動装置１００は、例えば、出力軸１４０に作用する力量を測定することによってトルクを検出する。さらに、ヨー駆動装置１００は、モータ駆動部１６２とモータ制動部１６０とを連結する出力軸１４０における捻れを検出するためのトルクメータを備え、トルクメータの出力信号を負荷に関する情報として取得してもよい。さらに、ヨー駆動装置１００は、ピニオンギア１５０等の駆動力または制動力を伝達するギアにおける歯車の根元に歪みゲージを備え、歪みゲージの出力信号を負荷に関する情報として取得してもよい。さらに、ヨー駆動装置１００は、出力軸１４０の出力ねじれ角と出力軸１４０の入力ねじれ角との差分を検出し、検出した差分を示す情報を負荷に関する情報として取得してもよい。出力軸１４０の出力ねじれ角は、モータ制動部１６０またはモータ駆動部１６２付近における出力軸１４０のねじれ角であり、入力ねじれ角は、ピニオンギア１５０付近における出力軸１４０のねじれ角である。

【0035】

風力発電装置１は、リングギア２２に制動力を与える油圧ブレーキを備える。油圧ブレーキは、例えば、キャリパーブレーキ機構である。油圧ブレーキは、油圧ブレーキ駆動部５２と、摩擦体５０とを備える。油圧ブレーキ駆動部５２は、外部から供給された制御信号に応じて摩擦体５０を図３中のＺ方向に移動させる。油圧ブレーキ駆動部５２は、摩擦体５０をリングギア２２に押し当てることでリングギア２２に制動力を与える。風力発電装置１は、リングギア２２に付与する制動力を調整することができることが望ましい。

【0036】

図４は、実施形態における風力発電装置の機能的な一例を示すブロック図である。なお、図４は、風力発電装置１においてヨー駆動力を制御するための機能的な一例を示している。ヨー駆動装置１００は、例えば、制御部１７０と、歪みセンサ１６６－１、１６６－２、１６６－３、１６６－４と、制動部１６０－１、１６０－２、１６０－３、１６０－４と、モータ駆動部１６２－１、１６２－２、１６２－３、１６２－４と、電源回路１８０－１、１８０－２、１８０－３、１８０－４と、油圧ブレーキ駆動部５２と、風センサ２００とを備える。なお、以下の説明において歪みセンサ１６６－１、１６６－２、１６６－３、１６６－４を総称する場合には単に「歪みセンサ１６６」と記載し、制動部１６０－１、１６０－２、１６０－３、１６０－４を総称する場合には単に「制動部１６０」と記載し、モータ駆動部１６２－１、１６２－２、１６２－３、１６２－４を総称する場合には単に「モータ駆動部１６２」と記載し、電源回路１８０－１、１８０－２、１８０－３、１８０－４を総称する場合には単に「電源回路１８０」と記載する。

【0037】

歪みセンサ１６６－１は、ヨー駆動装置１００－１における歪みセンサ１６６ａおよび歪みセンサ１６６ｂに相当する。歪みセンサ１６６－２は、ヨー駆動装置１００－２における歪みセンサ１６６ａおよび歪みセンサ１６６ｂに相当する。歪みセンサ１６６－３は、ヨー駆動装置１００－３における歪みセンサ１６６ａおよび歪みセンサ１６６ｂに相当する。歪みセンサ１６６－４は、ヨー駆動装置１００－４における歪みセンサ１６６ａおよび歪みセンサ１６６ｂに相当する。なお、歪みセンサ１６６は、１つのヨー駆動装置１００に対して２個より多く備えてよい。

【0038】

制動部１６０－１は、ヨー駆動装置１００－１における制動部１６０に相当する。制動部１６０－２は、ヨー駆動装置１００－２における制動部１６０に相当する。制動部１６０－３は、ヨー駆動装置１００－３におけるモータ駆動部１６２に相当する。制動部１６０－４は、ヨー駆動装置１００－４における制動部１６０に相当する。モータ駆動部１６２－１は、ヨー駆動装置１００－１におけるモータ駆動部１６２に相当する。モータ駆動部１６２－２は、ヨー駆動装置１００－２におけるモータ駆動部１６２に相当する。モータ駆動部１６２－３は、ヨー駆動装置１００－３におけるモータ駆動部１６２に相当する。モータ駆動部１６２－４は、ヨー駆動装置１００－４におけるモータ駆動部１６２に相当する。

【0039】

風センサ２００は、例えばナセル１０の上面に設けられる。風センサ２００は、風の強度、および風の向きを表す信号（風検出信号）を生成し、制御部１７０に供給する。

【0040】

制御部１７０は、複数のヨー駆動装置１００を統括的に制御する。制御部１７０は、電源コントローラ１７２を備える。制御部１７０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。制御部１７０は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ-Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアが協働することで実現されてもよい。制御部１７０は風車用駆動制御装置の一例であるが、制御部１７０および歪みセンサ１６６が風車用駆動制御装置の一例であってよい。制御部１７０、歪みセンサ１６６、および電源回路１８０が風車用淵源装置の一例であってよい。

【0041】

制御部１７０には、歪みセンサ１６６－１、１６６－２、１６６－３、および１６６－４のそれぞれから歪み検出信号が供給される。制御部１７０には、風センサ２００から風検出信号が供給される。制御部１７０は、歪み検出信号および風検出信号に基づいて、制動部１６０－１、１６０－２、１６０－３、１６０－４、モータ駆動部１６２－１、１６２－２、１６２－３、１６２－４、および油圧ブレーキ駆動部５２に制御信号を出力する。電源コントローラ１７２は、歪み検出信号に基づいて電源回路１８０－１、電源回路１８０－２、電源回路１８０－３、および電源回路１８０－４のそれぞれに制御信号を出力する。

【0042】

図５は、実施形態における電源回路１８０の一例を示すブロック図である。
電源回路１８０は、例えば、電源１８１と、リレー１８２と、ＳＳＲ（ソリッドステート・リレー（Solid State Relay））１８３と、ＳＳＲドライバ１８４と、ブースト電源１８５と、ブースト用ＳＳＲ１８６と、ブースト用ドライバ１８７とを備える。図５に示した電源回路１８０は、各ヨー駆動装置１００に対応する。すなわち電源回路１８０は、ヨー駆動装置１００の数だけ風力発電装置１に設けられる。複数の電源回路１８０は、一つの電源コントローラ１７２に接続される。

【0043】

電源１８１は、第１電力を各ヨー駆動装置１００に供給する第１電源部の一例である。第１電力は、ナセル１０をタワー２０に固定させる必要がある制動力をヨー駆動装置１００の個数で除算した所定の制動力を発生させるための電力である。電源１８１は、第１電力をヨー駆動装置１００に供給するため、例えば、ヨー駆動装置１００に２４ボルトの電圧を供給する。なお、第１電力は、ナセル１０をタワー２０に固定させる必要がある制動力をヨー駆動装置１００の個数で除算した制動力よりも高くてもよく、ナセル１０をタワー２０に固定させる必要がある制動力およびヨー駆動装置１００の個数に基づいて変化する。

【0044】

リレー１８２は、電源１８１とＳＳＲ１８３との接続状態を遮断と導通との間で切り換える開閉器である。リレー１８２は、電源コントローラ１７２からの制御信号、または図示しない制御部からの信号により開閉動作する。リレー１８２は、電源１８１からヨー駆動装置１００に電圧を供給する場合に導通（閉）状態に切り換えられ、電源１８１からヨー駆動装置１００に電圧を供給しない場合に遮断（開）状態に切り換えられる。

【0045】

ＳＳＲ１８３は、半導体素子を用いた電力スイッチの一例である。ＳＳＲドライバ１８４は、電源コントローラ１７２からの制御信号に基づいてＳＳＲ１８３の半導体素子を駆動する駆動信号を発生する。ＳＳＲ１８３は、ＳＳＲドライバ１８４から供給された駆動信号に基づいてリレー１８２とヨー駆動装置１００との接続状態を遮断と導通との間で切り換える。ＳＳＲ１８３は、ヨー駆動装置１００に通常の制動力を発生させる場合に導通（閉）状態に切り換えられ、ヨー駆動装置１００に通常の制動力を発生させない場合に遮断（開）状態に切り換えられる。

【0046】

ブースト電源１８５は、第１電力よりも高い第２電力を各ヨー駆動装置１００に供給する第２電源部の一例である。第２電力は、一部のヨー駆動装置１００の制動力を低減させた場合に、他のヨー駆動装置１００により発生させる必要がある制動力を、当該他のヨー駆動装置１００の個数で除算した制動力を発生させるための電力である。ブースト電源１８５は、第２電力をヨー駆動装置１００に供給するため、例えば、ヨー駆動装置１００に３５ボルトの電圧を供給する。

【0047】

ブースト用ＳＳＲ１８６は、半導体素子を用いた電力スイッチの一例である。ブースト用ドライバ１８７は、電源コントローラ１７２からの制御信号に基づいてブースト用ＳＳＲ１８６の半導体素子を駆動する駆動信号を発生する。ブースト用ＳＳＲ１８６は、ブースト用ドライバ１８７から供給された駆動信号に基づいてブースト電源１８５とヨー駆動装置１００との接続状態を遮断と導通との間で切り換える。

【0048】

なお、電源回路１８０は、電源１８１とブースト電源１８５との間で電圧供給元を切り換えることで各ヨー駆動装置１００に供給する電圧値を切り換えるが、これに限定されず、電力を切り換える構成であればよい。電源回路１８０は、例えば、ヨー駆動装置１００に供給する電圧のデューティ比を制御することで、電力を切り換えてよい。

【0049】

図６は、実施形態における制御の期間を示す図である。
制御部１７０は、例えば図６に示すように、予め駆動期間と停止期間とを設定する。駆動期間とは、風力発電装置１が受ける風の向きに基づいてナセル１０の向きを移動させる期間である。停止期間とは、ナセル１０の向きを固定させる期間である。制御部１７０は、駆動期間中にタワー２０に対してナセル１０を目標位置まで移動させる制御を行う。制御部１７０は、停止期間中にタワー２０に対してナセル１０を目標位置で停止させる制御を行う。タワー２０に対してナセル１０を目標位置で停止させる制御は、複数のヨー駆動装置１００のそれぞれに第１電力を供給させるように電源回路１８０を制御することである。目標位置とは、風の向きに基づいて決定されるタワー２０に対するナセル１０の最適な位置である。

【0050】

制御部１７０は、駆動期間の開始タイミングが到来した場合、タワー２０に対してナセル１０を目標位置まで移動させる制御を開始する。制御部１７０は、駆動期間の終了タイミングが到来するまでに、ナセル１０の位置を目標位置に位置決めする。制御部１７０は、停止期間中にナセル１０の位置を目標位置に固定するように制動力を発生させる。これにより、制御部１７０は、駆動期間と停止期間との間で制御を切り換える。なお、駆動期間は例えば数分であり、停止期間は例えば十数分であるが、望ましくは、より効率的に発電できるように風向の変化に追従して風力発電装置１の向きを変更することができることが望ましく、さらには、風力発電装置１が風向センサを備えている場合には風向の変化の累積値が所定の角度を超えた場合に停止期間を終了して駆動期間を開始してよい。さらに、駆動期間および停止期間は、風力発電装置１が設置されている土地の特性に合わせて調整できるようにしてもよい。さらに、一時的に電磁ブレーキの制動力を低減する期間は、負荷を確実に低減することができる期間であればよく、例えば、数マイクロ秒であり、電磁ブレーキの制動力を低減する期間に対応する電圧がオフになっている期間は、例えば、数マイクロ秒であってよく、さらには、歪みセンサ１６６の検出値に基づいて変更してもよい。

【0051】

以下、複数のヨー駆動装置１００間で負荷を均一に近づける動作について説明する。図７は、実施形態における負荷を均一に近づける動作の一例を示すフローチャートである。なお、図７に示した動作は、停止期間において所定期間ごとに実行される。

【0052】

制御部１７０は、まず、歪みセンサ１６６－１、１６６－２、１６６－３、および１６６－４のそれぞれから負荷に関する情報を取得する（ステップＳ１０）。制御部１７０は、負荷に関する情報のそれぞれについて、負荷が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。制御部１７０は、負荷が閾値以上であると判定しない場合（ステップＳ１２：NO）、ステップＳ１０の処理を繰り返す。制御部１７０は、負荷が閾値以上である場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、負荷が閾値以上ではないヨー駆動装置１００の制動力を上昇させ、負荷が閾値以上であるヨー駆動装置１００の制動力を低減する（ステップＳ１４）。なお、負荷が閾値以上ではないヨー駆動装置１００が、第１の駆動装置の一例であり、負荷が閾値以上であるヨー駆動装置１００が、第２の駆動装置の一例である。

【0053】

図８は、実施形態において電圧および制動力を制御する一例を示す図であり、（ａ）は負荷が閾値以上ではないヨー駆動装置１００の制動部１６０に供給する電圧の変化を示す図であり、（ｂ）は負荷が閾値以上ではないヨー駆動装置１００の制動力の変化を示す図であり、（ｃ）は負荷が閾値以上であるヨー駆動装置１００の制動部１６０に供給する電圧の変化を示す図であり、（ｄ）は負荷が閾値以上であるヨー駆動装置１００の制動力の変化を示す図である。

【0054】

風力発電装置１は、例えば停止期間において、制動部１６０（電磁ブレーキ）による制動力、および摩擦体５０による制動力を合計した制動力Ｆ１をリングギア２２に与えているとする。

【0055】

制御部１７０は、ヨー駆動装置１００－１の負荷が閾値以上であり、ヨー駆動装置１００－２～４の負荷が閾値以上ではないと判定された場合、図８（ａ）に示すようにヨー駆動装置１００－２～４に供給する電圧を上昇させることによって、図８（ｂ）に示すようにヨー駆動装置１００－２～４の電磁ブレーキの制動力を一時的に上昇し、図８（ｃ）に示すようにヨー駆動装置１００－１に供給する電圧を低減させることによって、図８（ｄ）に示すようにヨー駆動装置１００－１の電磁ブレーキの制動力を一時的に低減する。この結果、ヨー駆動装置１００－１の制動力がピニオンギア１５０とリングギア２２との間の力より低い場合、負荷が小さくなる方向にピニオンギア１５０が回転する。これにより、電磁ブレーキの制動力が低減される前の負荷よりも、ピニオンギア１５０が回転した後の負荷が小さくなる。なお、「制動力を低減させる」とは、電磁ブレーキの制動力を低減することに加え、制動力を０にすることを含む。

【0056】

図９は、実施形態における複数のヨー駆動装置１００のそれぞれにおける負荷の変化を示す図である。図９は、４台のヨー駆動装置１００における負荷が１００％である場合において４台のヨー駆動装置１００のそれぞれに分散されている負荷（Ｌ）を示している。

【0057】

図９（ａ）に示すように、ヨー駆動装置１００－１、１００－２、１００－３、および１００－４の負荷のそれぞれが２５％であるとする。この状態は、風力発電装置１全体の負荷が４台に均等に分散されている状態である。期間Ｔ１後、図９（ｂ）に示すように、ヨー駆動装置１００－４の負荷が０％に変化し、ヨー駆動装置１００－１の負荷が５０％に変化したものとする。この場合、制御部１７０は、ヨー駆動装置１００－１の負荷が閾値以上であると判定し、Ｔ１＋ｔ１のタイミングでヨー駆動装置１００－２～４の制動力を上昇させた後、ヨー駆動装置１００－１の制動力を低減する。なお、制御部１７０は、ヨー駆動装置１００－２～４の制動力を上昇させる動作と、ヨー駆動装置１００－１の制動力を低減する動作とを同時に実行させてよい。これにより、図９（ｃ）に示すように、ヨー駆動装置１００－１の負荷を０％に変化させ、他のヨー駆動装置１００－２、１００－３、１００－４の負荷を３３％に変化させる。これにより、期間Ｔ１後に、最も高い負荷が５０％であって、最も低い負荷が０％であった状態から、最も高い負荷を３３％、最も低い負荷を０％に変化させることで、ヨー駆動装置１００間の負荷のばらつきを抑制することができる。

【0058】

その後の４台のヨー駆動装置１００の制動力を均等に制御する。なお、制御部１７０は、まず、風力発電装置１全体で必要な制動力の１／４分の制動力をヨー駆動装置１００－１で発生させた後に、ヨー駆動装置１００－２、１００－３、１００－４の制動力を風力発電装置１全体で必要な制動力の１／４分の制動力に制御してよい。また、制御部１７０は、４台のヨー駆動装置１００のそれぞれの制動力を、同時に風力発電装置１で必要な制動力の１／４分の制動力に制御してよい。これにより、図９（ｄ）に示すように、Ｔ１＋ｔ１＋ｔ２のタイミングでヨー駆動装置１００－１、１００－２、１００－３、および１００－４の負荷のそれぞれを２５％に近づけることができる。この結果、さらに、ヨー駆動装置１００間の負荷のばらつきを抑制することができる。

【0059】

図１０は、実施形態において４台の電磁ブレーキの制動力を制御する一例を示す図である。（ａ）はヨー駆動装置１００－１の制動力の変化を示す図であり、（ｂ）はヨー駆動装置１００－２の制動力の変化を示す図であり、（ｃ）はヨー駆動装置１００－３の制動力の変化を示す図であり、（ｄ）はヨー駆動装置１００－４の制動力の変化を示す図である。

【0060】

例えば時刻ｔ１０において停止期間が開始した場合、４台のヨー駆動装置１００はそれぞれ、電磁ブレーキにより制動力ＢＦ１を発生させる。その後、ヨー駆動装置１００－１における負荷が閾値以上であることが検出された場合、時刻ｔ１１において、ヨー駆動装置１００－２、１００－３、および１００－４の電磁ブレーキの制動力をＢＦ１からＢＦ２に上昇させる。その後、時刻ｔ１２においてヨー駆動装置１００－１の電磁ブレーキの制動力を低減し、所定期間後の時刻ｔ１３においてヨー駆動装置１００－１の電磁ブレーキの制動力をＢＦ１に回復する。所定期間とは、ヨー駆動装置１００－１の負荷を低減させるために十分な期間であればよい。その後、時刻ｔ１４において、ヨー駆動装置１００－２、１００－３、および１００－４の電磁ブレーキの制動力をＢＦ２からＢＦ１に低下させる。時刻ｔ１５において停止期間が終了した場合、４台のヨー駆動装置１００はそれぞれ、電磁ブレーキにより制動力を０に低減する。なお、第１の駆動装置としてのヨー駆動装置１００－２、１００－３、および１００－４の電磁ブレーキの制動力を上昇させたが、例えば、ヨー駆動装置１００－２および１００－３だけのように、ヨー駆動装置１００－１以外の少なくとも一つの第１の駆動装置の制動力を上昇させればよい。

【0061】

図１１は、実施形態において４台の電磁ブレーキの制動力を制御する一例を示す図である。（ａ）はヨー駆動装置１００－１の制動力の変化を示す図であり、（ｂ）はヨー駆動装置１００－２の制動力の変化を示す図であり、（ｃ）はヨー駆動装置１００－３の制動力の変化を示す図であり、（ｄ）はヨー駆動装置１００－４の制動力の変化を示す図であり、（ｅ）は油圧ブレーキの制動力の変化を示す図である。

【0062】

時刻ｔ１０において停止期間が開始した場合、油圧ブレーキによる制動力ＢＦ３、および４台のヨー駆動装置１００のそれぞれの電磁ブレーキにより制動力ＢＦ１を発生させる。その後、ヨー駆動装置１００－１における負荷が閾値以上であることが検出された場合、時刻ｔ１１において、油圧ブレーキの制動力をＢＦ３からＢＦ４に上昇させ、ヨー駆動装置１００－２、１００－３、および１００－４の電磁ブレーキの制動力をＢＦ１からＢＦ２に上昇させる。その後、時刻ｔ１２においてヨー駆動装置１００－１の電磁ブレーキの制動力を低減し、所定期間後の時刻ｔ１３においてヨー駆動装置１００－１の電磁ブレーキの制動力をＢＦ１に回復する。その後、時刻ｔ１４において、油圧ブレーキの制動力をＢＦ４からＢＦ３に低減させ、ヨー駆動装置１００－２、１００－３、および１００－４の電磁ブレーキの制動力をＢＦ２からＢＦ１に低減させる。時刻ｔ１５において停止期間が終了した場合、油圧ブレーキは制動力を０に低減し、４台のヨー駆動装置１００はそれぞれ、電磁ブレーキにより制動力を０に低減する。

【0063】

（実施形態の効果）
以上説明した実施形態によれば、風力発電装置１に含まれる２つの構造体（ナセル１０およびタワー２０）を相対的に移動させる複数のヨー駆動装置１００を制御する風車用駆動制御装置であって、複数のヨー駆動装置１００のそれぞれと、２つの構造体のうち複数のヨー駆動装置１００により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得する取得部と、複数のヨー駆動装置１００のそれぞれが所定の制動力を発生させるように複数のヨー駆動装置１００を制御している状態において、取得部により取得した複数の情報に基づいて、複数のヨー駆動装置１００のうち少なくとも一つのヨー駆動装置１００の制動力を上昇させるように、複数のヨー駆動装置１００を制御する制御部１７０とを備える。この実施形態によれば、複数のヨー駆動装置１００のうち少なくとも一つのヨー駆動装置１００の制動力を上昇させることができるので、ヨー駆動装置１００間の負荷のばらつきを抑制するために、負荷が高いヨー駆動装置１００の制動力を低減することができる。この結果、ヨー駆動装置１００間の負荷のばらつきを抑制することに貢献することができる。すなわち、この実施形態によれば、ヨー駆動装置１００の制動力を上昇させることができるので、ヨー駆動装置１００間の負荷のばらつきを抑制するためにあるヨー駆動装置１００の制動力を低減しても風力発電装置１の全体で制動力が不足することを抑制することができる。

【0064】

実施形態の風力発電装置１は、風力発電装置１の寿命の観点より、タワー２０に対するナセル１０の位置を固定する際に複数のヨー駆動装置１００にかかる負荷を均一にすることが望ましい。しかし、ヨー駆動装置１００における出力軸１４０やピニオンギア１５０など、リングギア２２の機械的な精度や剛性に起因してヨー駆動装置１００間で負荷の不均一が発生する場合がある。また、実施形態の風力発電装置１は、ナセル１０の旋回軸に対して複数個のヨー駆動装置１００を配置することで負荷を分担する構造を採用している。しかし、ヨー駆動装置１００等の部品形状や部品取付精度の関係により、実際のヨー駆動装置１００間の負荷は均一にならない場合がある。さらに、近年の風力発電装置１の大型化に伴ってヨー駆動装置１００の設置台数が多くなる。これにより、ヨー駆動装置１００における過大負荷の抑制と、ヨー駆動装置１００間の負荷均一の重要性が高まっている。実施形態によれば、このような課題を解決するため、ヨー駆動装置１００の制動力を上昇させることにより他のヨー駆動装置１００の制動力を低減した時に過大な負荷を分散し、複数のヨー駆動装置１００間で負荷を均一に近づけることができる。

【0065】

この結果、実施形態によれば、風力発電装置１の寿命の短縮を抑制することができる。さらに、実施形態によれば、ヨー駆動装置１００の破損による稼働期間の短縮を抑制することができる。

【0066】

実施形態によれば、風力発電装置１に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数のヨー駆動装置１００を制御する風車用駆動制御装置であって、複数のヨー駆動装置１００のそれぞれと、２つの構造体のうち複数のヨー駆動装置１００により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得する取得部と、複数のヨー駆動装置１００のそれぞれが所定の制動力を発生させるように複数のヨー駆動装置１００を制御している状態において、取得部により取得した複数の情報に基づいて、複数のヨー駆動装置１００のうち少なくとも一つのヨー駆動装置１００の制動力を上昇させると共に当該ヨー駆動装置１００以外のヨー駆動装置１００の制動力を低減させるように、複数のヨー駆動装置１００を制御する制御部１７０と、を備える。この実施形態によれば、複数のヨー駆動装置１００のうち少なくとも一つのヨー駆動装置１００の制動力を上昇させると共に当該ヨー駆動装置１００以外のヨー駆動装置１００の制動力を低減させるので、ヨー駆動装置１００間の負荷のばらつきを抑制することができる。

【0067】

実施形態によれば、風力発電装置１に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数のヨー駆動装置１００であって、供給される電力が高いほど高い制動力を発生するモータ制動部１６０を備える複数のヨー駆動装置１００に電力を供給する風車用電源装置であって、複数のヨー駆動装置１００のそれぞれに電力を供給する電源回路１８０と、複数のヨー駆動装置１００のそれぞれと、２つの構造体のうち複数のヨー駆動装置１００により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得する取得部と、複数のヨー駆動装置１００のそれぞれに所定の電力を供給させるように電源回路１８０を制御している状態において、取得部により取得した複数の情報に基づいて、複数のヨー駆動装置１００のうち少なくとも一つのヨー駆動装置１００のモータ制動部１６０に供給する電力を上昇させるように、電源回路１８０を制御する電源コントローラ１７２と、を備える。この実施形態によれば、複数のヨー駆動装置１００のうち少なくとも一つのヨー駆動装置１００のモータ制動部１６０に供給する電力を上昇させることができるので、ヨー駆動装置１００間の負荷のばらつきを抑制するために、負荷が高いヨー駆動装置１００の制動力を低減することができる。この結果、ヨー駆動装置１００間の負荷のばらつきを抑制することに貢献することができる。すなわち、この実施形態によれば、ヨー駆動装置１００の制動力を上昇させることができるので、ヨー駆動装置１００間の負荷のばらつきを抑制するためにあるヨー駆動装置１００の制動力を低減しても風力発電装置１の全体で制動力が不足することを抑制することができる。

【0068】

実施形態によれば、風力発電装置１に含まれる２つの構造体を相対的に移動させる複数のヨー駆動装置１００であって、供給される電力が高いほど高い制動力を発生するモータ制動部１６０を備える複数のヨー駆動装置１００に電力を供給する風車用電源装置であって、複数のヨー駆動装置１００のそれぞれに電力を供給する電源回路１８０と、複数のヨー駆動装置１００のそれぞれと、２つの構造体のうち複数のヨー駆動装置１００により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得する取得部と、複数のヨー駆動装置１００のそれぞれに所定の電力を供給させるように電源回路１８０を制御している状態において、取得部により取得した複数の情報に基づいて、複数のヨー駆動装置１００のうち少なくとも一つの第１の駆動装置に供給する電力を上昇させると共に第１の駆動装置以外の第２の駆動装置に供給する電力を低減させるように、電源回路１８０を制御する電源コントローラ１７２と、を備える。この実施形態によれば、複数のヨー駆動装置１００のうち少なくとも一つのヨー駆動装置１００の制動力を上昇させると共に当該ヨー駆動装置１００以外のヨー駆動装置１００の制動力を低減させることができるので、ヨー駆動装置１００間の負荷のばらつきを抑制することができる。

【0069】

実施形態によれば、風力発電装置１に含まれる第１の構造体に対して第２の構造体を相対的に停止させるための制動力を発生するモータ制動部１６０であって供給される電力が高いほど高い制動力を発生するモータ制動部１６０と、第１の構造体に対して第２の構造体を相対的に移動させるための駆動力を発生するモータ駆動部１６２と、制動力および駆動力を第１の構造体に伝達する出力軸１４０およびピニオンギア１５０と、を備える複数のヨー駆動装置１００と、複数のヨー駆動装置１００のモータ制動部１６０に第１電力を供給する電源１８１と、複数のヨー駆動装置１００のモータ制動部１６０に第１電力よりも高い第２電力を供給するブースト電源１８５と、複数のヨー駆動装置１００に電源１８１から第１電力を供給する状態と、複数のヨー駆動装置１００にブースト電源１８５から第２電力を供給する状態と、の間で切り換える切換部（１８３，１８６）と、複数のヨー駆動装置１００のそれぞれと、２つの構造体のうち複数のヨー駆動装置１００により発生した力が与えられている構造体との間に生じる負荷に関する複数の情報を取得する歪みセンサ１６６と、複数のヨー駆動装置１００のそれぞれに所定の電力を供給させるように電源回路１８０を制御することによって複数のヨー駆動装置１００のそれぞれが所定の制動力を発生させるように複数のヨー駆動装置１００を制御している状態において、歪みセンサ１６６により取得した複数の情報に基づいて、複数のヨー駆動装置１００のうち少なくとも一つの第１のヨー駆動装置１００に供給する電力を上昇させると共に第１のヨー駆動装置１００以外の第２のヨー駆動装置１００に供給する電力を低減させるように、切換部を制御することで、複数のヨー駆動装置１００のうち少なくとも一つの第１のヨー駆動装置１００の制動力を上昇させると共に第１のヨー駆動装置１００以外の第２のヨー駆動装置１００の制動力を低減させるように、複数のヨー駆動装置１００を制御する制御部１７２と、を含む風力発電装置１を実現することができる。この実施形態によれば、複数のヨー駆動装置１００のうち少なくとも一つのヨー駆動装置１００に供給する電力を上昇させると共に当該ヨー駆動装置１００以外のヨー駆動装置１００に供給する電力を低減させるので、ヨー駆動装置１００間の負荷のばらつきを抑制することができる。

【0070】

以上に示した実施形態に係る制御部１７０の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、処理を行ってもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティングシステム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）あるいは周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

【0071】

さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合の情報処理装置やクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）あるいは電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【符号の説明】

【0072】

１…風力発電装置１、１０…ナセル、２０…タワー、３０…ブレード、４０…ハブ、５０…摩擦体、５２…油圧ブレーキ駆動部、１００…ヨー駆動装置、１１０…ケース、１２０…フランジ、１３０…締結ボルト、１５０…ピニオンギア、１６０…制動部、１６２…モータ駆動部、１６４…減速部、１６６…歪みセンサ、１７０…制御部、１７２…電源コントローラ、１８０…電源回路、１８１…電源、１８２…リレー、１８３…ＳＳＲ、１８４…ＳＳＲドライバ、１８５…ブースト電源、１８６…ブースト用ＳＳＲ、１８７…ブースト用ドライバ、２００…風センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】