風(fēng)力發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】風(fēng)力發(fā)電裝置包括：風(fēng)車；通過所述風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電部；將由所述發(fā)電部產(chǎn)生的電力轉(zhuǎn)換為用于對(duì)蓄電池充電的電力的充電用轉(zhuǎn)換器；對(duì)所述充電用轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制的轉(zhuǎn)換器控制部；向所述轉(zhuǎn)換器控制部供電的電力供給部；以及控制部電源開關(guān)部，在由所述發(fā)電部產(chǎn)生的發(fā)電電壓超過控制部激活電壓的情況下，該控制部電源開關(guān)部通過從所述電力供給部向所述轉(zhuǎn)換器控制部供電，來激活所述轉(zhuǎn)換器控制部。
【專利說明】風(fēng)力發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在風(fēng)力發(fā)電裝置中，為了提高發(fā)電效率而進(jìn)行各種控制。關(guān)于這種控制，通過微型計(jì)算機(jī)等運(yùn)算裝置實(shí)現(xiàn)，一直以來始終向運(yùn)算裝置供電。但是，在使用蓄電池作為電源給運(yùn)算裝置供電的情況下，若持續(xù)無風(fēng)的狀態(tài)，則由于長(zhǎng)時(shí)間無法進(jìn)行發(fā)電，因此持續(xù)從蓄電池消耗電力。
[0003]因此，例如在日本實(shí)開昭62-285636號(hào)公報(bào)中所公開的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，設(shè)置了太陽(yáng)能電池，并從太陽(yáng)能電池向控制器和磁場(chǎng)電流調(diào)整器供電，從而防止了因持續(xù)無風(fēng)而導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本實(shí)開昭62-285636號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0006]但是，在將太陽(yáng)能電池設(shè)置于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的情況下，系統(tǒng)會(huì)變得龐大，元件數(shù)量也大幅增加，導(dǎo)致發(fā)電成本增大。并且，在無風(fēng)期間持續(xù)向控制部供電，會(huì)不必要地消耗掉電力。
[0007]本發(fā)明的主要目的在于，在風(fēng)力發(fā)電裝置中，抑制消耗蓄積在蓄電池中的電力。
[0008]用于解決課題的手段
[0009]本發(fā)明所例示的一個(gè)方面所涉及的風(fēng)力發(fā)電裝置包括:風(fēng)車；發(fā)電部，其通過所述風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行發(fā)電；充電用轉(zhuǎn)換器，其將由所述發(fā)電部產(chǎn)生的電力轉(zhuǎn)換為用于給蓄電池充電的電力；轉(zhuǎn)換器控制部，其對(duì)所述充電用轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制；電力供給部，其向所述轉(zhuǎn)換器控制部供電；以及控制部電源開關(guān)部，在由所述發(fā)電部產(chǎn)生的發(fā)電電壓超過控制部激活電壓的情況下，所述控制部電源開關(guān)部通過從所述電力供給部向所述轉(zhuǎn)換器控制部供電，來激活所述轉(zhuǎn)換器控制部。
[0010]發(fā)明效果
[0011 ] 在本發(fā)明中，能夠抑制消耗蓄積在蓄電池中的電力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是示出第一實(shí)施方式所涉及的風(fēng)力發(fā)電裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0013]圖2是示出第一開關(guān)部的詳細(xì)內(nèi)容的電路圖。
[0014]圖3是示出第二開關(guān)部的詳細(xì)內(nèi)容的電路圖。
[0015]圖4是示出電路部的其他例子的一部分的圖。
[0016]圖5是示出電路部的另一其他例子的一部分的圖。
[0017]圖6是示出第二實(shí)施方式所涉及的風(fēng)力發(fā)電裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。[0018]圖7是示出第一開關(guān)部以及開關(guān)指示部的一部分的電路圖
[0019]圖8是示出第二開關(guān)部以及開關(guān)指示部的一部分的電路圖。
[0020]圖9是示出電路部的其他例子的一部分的圖。
[0021]圖10是示出第三實(shí)施方式所涉及的風(fēng)力發(fā)電裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0022]圖11是示出激活電壓檢測(cè)部的圖。
[0023]圖12是示出激活電壓檢測(cè)部的其他例子的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的風(fēng)力發(fā)電裝置I的整體結(jié)構(gòu)的圖。風(fēng)力發(fā)電裝置I包括風(fēng)車21、發(fā)電機(jī)22、電路部3以及蓄電池4。風(fēng)車21的旋轉(zhuǎn)軸直接或經(jīng)由增速齒輪與發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)部連接。若風(fēng)車21接受風(fēng)力而旋轉(zhuǎn)，則發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。由此，由風(fēng)車21產(chǎn)生的動(dòng)能通過發(fā)電機(jī)22被轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機(jī)22具有三相輸出線。在發(fā)電機(jī)22中，產(chǎn)生與風(fēng)車21的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的可變頻率的三相交流電。
[0025]電路部3包括AC-DC轉(zhuǎn)換器31、DC_DC轉(zhuǎn)換器32、電流/電壓檢測(cè)部33以及運(yùn)算裝置30。從發(fā)電機(jī)22輸出的交流電通過AC-DC轉(zhuǎn)換器31轉(zhuǎn)換為直流電。直流電的電壓通過為開關(guān)轉(zhuǎn)換器的DC-DC轉(zhuǎn)換器32轉(zhuǎn)換為固定的電壓。蓄電池4經(jīng)由電流/電壓檢測(cè)部33與DC-DC轉(zhuǎn)換器32連接，并通過來自DC-DC轉(zhuǎn)換器32的輸出電流進(jìn)行蓄電。
[0026]如此一來，由發(fā)電機(jī)22產(chǎn)生且從AC-DC轉(zhuǎn)換器31輸出的電力通過DC-DC轉(zhuǎn)換器32轉(zhuǎn)換為用于給蓄電池4充電的電力。DC-DC轉(zhuǎn)換器32為充電用轉(zhuǎn)換部。另外，在以下說明中，將發(fā)電機(jī)22和AC-DC轉(zhuǎn)換器31理解為產(chǎn)生直流電的部位，并將發(fā)電機(jī)22和AC-DC轉(zhuǎn)換器31稱作“發(fā)電部20”。
[0027]運(yùn)算裝置30的主要部分通過微型計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。通過運(yùn)算裝置30實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器控制部301和開關(guān)指示部302的功能。電流/電壓檢測(cè)部33以預(yù)定的采樣周期，對(duì)來自DC-DC轉(zhuǎn)換器32的輸出電流和輸出電壓進(jìn)行采樣。來自電流/電壓檢測(cè)部33的信號(hào)被輸入到轉(zhuǎn)換器控制部301。轉(zhuǎn)換器控制部301求出來自DC-DC轉(zhuǎn)換器32的輸出電力，并以脈寬調(diào)制(PWM =Pulse Width Modulation)方式對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)換器32進(jìn)行控制。由此，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)22的高發(fā)電效率。
[0028]電路部3還包括第一開關(guān)部34、調(diào)節(jié)器35、第二開關(guān)部36以及電壓檢測(cè)部38。電路部3設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)電路板上。第一開關(guān)部34與AC-DC轉(zhuǎn)換器31、開關(guān)指示部302以及調(diào)節(jié)器35連接。第一開關(guān)部34檢測(cè)由發(fā)電部20產(chǎn)生的電壓(以下稱為“發(fā)電電壓”)，若發(fā)電電壓超過預(yù)定的下限值(以下稱為“第一下限值”)，則將AC-DC轉(zhuǎn)換器31與調(diào)節(jié)器35進(jìn)行連接。
[0029]調(diào)節(jié)器35為恒壓產(chǎn)生部，例如為串聯(lián)調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器35將來自AC-DC轉(zhuǎn)換器31的直流電變更為運(yùn)算裝置30用的固定的電壓(例如5V)的電力。由此，由發(fā)電部20產(chǎn)生的電力的一部分經(jīng)由調(diào)節(jié)器35提供給運(yùn)算裝置30，尤其提供給運(yùn)算裝置30所具有的微型計(jì)算機(jī)。其結(jié)果是，運(yùn)算裝置30啟動(dòng)，轉(zhuǎn)換器控制部301和開關(guān)指示部302被激活。如此一來，第一開關(guān)部34作為控制部的電源用的開關(guān)部(控制部電源開關(guān)部)發(fā)揮作用，其中，所述控制部為運(yùn)算裝置30。
[0030]第一下限值為控制部電源開關(guān)部使轉(zhuǎn)換器控制部301激活的控制部激活電壓。當(dāng)發(fā)電電壓為控制部激活電壓時(shí)，由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電力比風(fēng)力發(fā)電裝置I整體的消耗電力大。由此，防止了在發(fā)電過程中消耗電力，進(jìn)而提高了蓄電效率。
[0031]第二開關(guān)部36與蓄電池4、開關(guān)指示部302以及調(diào)節(jié)器35連接。電壓檢測(cè)部38測(cè)定從發(fā)電部20輸出的發(fā)電電壓，并將該測(cè)定的發(fā)電電壓輸入到運(yùn)算裝置30，尤其輸入到開關(guān)指示部302。開關(guān)指示部302始終監(jiān)控發(fā)電電壓是否超過比上述第一下限值大的上限值(以下稱為“第一上限值”)。
[0032]若由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓超過第一上限值，則開關(guān)指示部302向第二開關(guān)部36輸出高電平的信號(hào)，通過第二開關(guān)部36且經(jīng)由調(diào)節(jié)器35從蓄電池4向運(yùn)算裝置30供電。如此一來，第二開關(guān)部36作為控制部的電源用的開關(guān)部(其他控制部電源開關(guān)部)發(fā)揮作用，其中，所述控制部為運(yùn)算裝置30。并且，開關(guān)指示部302向第一開關(guān)部34輸出高電平的信號(hào)，通過第一開關(guān)部34停止從發(fā)電部20向運(yùn)算裝置30供電。由此，防止了因高電壓而導(dǎo)致調(diào)節(jié)器35或包括調(diào)節(jié)器35的分立電路損壞。
[0033]實(shí)際上，開關(guān)指示部302在向第二開關(guān)部36輸出信號(hào)之后，向第一開關(guān)部34輸出信號(hào)，因此第一上限值為互不相同的兩個(gè)上限值的組合。以下，將這些上限值稱作“下側(cè)第一上限值”和“上側(cè)第一上限值”。并且，若發(fā)電電壓超過下側(cè)第一上限值，則開關(guān)指示部302向第二開關(guān)部36輸出高電平的信號(hào),若發(fā)電電壓超過上側(cè)第一上限值,貝U開關(guān)指不部302向第一開關(guān)部34輸出高電平的信號(hào)。
[0034]若發(fā)電電壓從超過第一上限值的狀態(tài)變得低于第一上限值，則開關(guān)指示部302向第一開關(guān)部34輸出低電平的信號(hào)，通過第一開關(guān)部34且經(jīng)由調(diào)節(jié)器35從發(fā)電部20向運(yùn)算裝置30供電。而且，開關(guān)指示部302向第二開關(guān)部36輸出低電平的信號(hào)，通過第二開關(guān)部36停止從蓄電池4向運(yùn)算裝置30供電。正確而言，若發(fā)電電壓低于上側(cè)第一上限值，則開關(guān)指不部302向第一開關(guān)部34輸出低電平的信號(hào),若發(fā)電電壓低于下側(cè)第一上限值,貝丨J開關(guān)指示部302向第二開關(guān)部34輸出低電平的信號(hào)。
[0035]若發(fā)電電壓從超過第一下限值的狀態(tài)變得低于第一下限值，則通過第一開關(guān)部34停止從發(fā)電部20向運(yùn)算裝置30供電。由此，運(yùn)算裝置30的功能停止。第一下限值也為控制部電源開關(guān)部停止從為電力供給部的發(fā)電部20向轉(zhuǎn)換器控制部301供電的控制部停止電壓。另外，控制部激活電壓與控制部停止電壓也可以不同。
[0036]圖2是示出第一開關(guān)部34的詳細(xì)內(nèi)容的電路圖。第一開關(guān)部34包括兩個(gè)η溝道型金屬氧化物半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET:Metal-0xide-Semiconductor Field-EffectTransistor) 511,513以及一個(gè)p溝道型M0SFET512。首先，若風(fēng)車21開始旋轉(zhuǎn)，且由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓上升，則點(diǎn)51的電位根據(jù)由電阻521和電阻522產(chǎn)生的分壓而上升。若發(fā)電電壓超過第一下限值，則M0SFET511呈接通狀態(tài)，點(diǎn)52的電位下降。其結(jié)果是，M0SFET512呈接通狀態(tài)，且經(jīng)由調(diào)節(jié)器35從發(fā)電部20向運(yùn)算裝置30供電。
[0037]另一方面，在運(yùn)算裝置30被激活之前以及剛激活之后的狀態(tài)下，呈從開關(guān)指示部302經(jīng)由電阻523向M0SFET513輸入低電平的信號(hào)的狀態(tài)。若在該狀態(tài)下，從開關(guān)指示部302向第一開關(guān)部34輸入高電平的信號(hào)，則M0SFET513呈接通狀態(tài)，位置51的電位下降。其結(jié)果是，M0SFET511呈斷開狀態(tài)，點(diǎn)52的電位上升而M0SFET512也呈斷開狀態(tài)，從而停止從調(diào)節(jié)器35向運(yùn)算裝置30供電。
[0038]如上述，第一開關(guān)部34不接收來自運(yùn)算裝置30的指示而開始從發(fā)電部20向運(yùn)算裝置30供電，并根據(jù)來自開關(guān)指示部302的指示停止從發(fā)電部20向運(yùn)算裝置30供電。另外，關(guān)于在發(fā)電電壓上升時(shí)通過第一開關(guān)部34停止向運(yùn)算裝置30供電的動(dòng)作，也可以不接受來自開關(guān)指示部302的指示而通過第一開關(guān)部34自動(dòng)進(jìn)行。
[0039]圖3是示出第二開關(guān)部36的詳細(xì)內(nèi)容的電路圖。第二開關(guān)部36包括一個(gè)η溝道型M0SFET611和一個(gè)ρ溝道型M0SFET612。在通過第一開關(guān)部34使運(yùn)算裝置30剛激活之后的狀態(tài)下，經(jīng)由電阻621向M0SFET611輸入低電平的信號(hào)。并且，若從開關(guān)指示部302向M0SFET611輸入高電平的信號(hào)，則M0SFET611呈接通狀態(tài)。由此，點(diǎn)61的電位下降，M0SFET612呈接通狀態(tài)。其結(jié)果是，經(jīng)由調(diào)節(jié)器35從蓄電池4向運(yùn)算裝置30供電。
[0040]另一方面，若從開關(guān)指示部302向第二開關(guān)部36輸入低電平的信號(hào)，則M0SFET611呈斷開狀態(tài)，點(diǎn)61的電位上升。其結(jié)果是，M0SFET612呈斷開狀態(tài)，停止從調(diào)節(jié)器35向運(yùn)算裝置30供電。
[0041]如上述，第二開關(guān)部36根據(jù)來自開關(guān)指示部302的指示，對(duì)從蓄電池4向運(yùn)算裝置30的供電的接通/斷開進(jìn)行切換。另外，對(duì)從發(fā)電部20向運(yùn)算裝置30的供電與從蓄電池4向運(yùn)算裝置30的供電的切換過程設(shè)置短暫的重復(fù)期間，因此，通過第一開關(guān)部34和第二開關(guān)部36，經(jīng)由二極管531、631分別向調(diào)節(jié)器35供電。
[0042]在風(fēng)力發(fā)電裝置I中，在幾乎不通過發(fā)電部20進(jìn)行發(fā)電的狀態(tài)下，不會(huì)向運(yùn)算裝置30供電。由此，防止不必要地消耗掉電力。若發(fā)電部20通過風(fēng)車21的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行發(fā)電，則從發(fā)電部20向運(yùn)算裝置30供電，因此能夠抑制消耗蓄積在蓄電池4中的電力。其結(jié)果是，提高以電量來判斷時(shí)的發(fā)電效率。并且，也無需為了持續(xù)向運(yùn)算裝置30供電而追加太陽(yáng)能發(fā)電之類的大規(guī)模設(shè)備。
[0043]另一方面，在由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓變得過高的情況下，從蓄電池4向運(yùn)算裝置30供電，并停止從發(fā)電部20向運(yùn)算裝置30供電，因此防止了調(diào)節(jié)器35等損壞。作為調(diào)節(jié)器35，能夠利用耐壓低的廉價(jià)部件，從而能夠防止風(fēng)力發(fā)電裝置I的制造成本增大。
[0044]圖4是示出電路部3的其他例子的一部分的圖。在圖4中，對(duì)于與圖1所示的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同符號(hào)，未在圖1中示出的符號(hào)表示在圖1的電路部3中追加的構(gòu)成要素。另外，圖4的第一開關(guān)指示部302與圖1的開關(guān)指示部302相同，省略圖示其周邊的構(gòu)成要素。
[0045]雖然在圖1中省略了圖示，但作為DC-DC轉(zhuǎn)換器32的驅(qū)動(dòng)用電力，從蓄電池4供給電力。該供電是在激活運(yùn)算裝置30之后通過運(yùn)算裝置30的控制進(jìn)行的。在圖4的電路部3中，對(duì)從發(fā)電部20的供電和從蓄電池4的供電進(jìn)行切換，作為DC-DC轉(zhuǎn)換器32的驅(qū)動(dòng)用電力。
[0046]在圖4的電路部3中，在圖1的電路部3的基礎(chǔ)上追加了第三開關(guān)部71、調(diào)節(jié)器72以及第四開關(guān)部73。在運(yùn)算裝置30中，追加了第二開關(guān)指示部303的功能。第三開關(guān)部71以及第四開關(guān)部73的結(jié)構(gòu)與圖3所示的結(jié)構(gòu)相同，在第三開關(guān)部71中電源被替換為發(fā)電部20。
[0047]若從第二開關(guān)指示部303向第三開關(guān)部71輸入高電平的信號(hào)，則調(diào)節(jié)器72產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)DC-DC轉(zhuǎn)換器32的固定的電壓(例如12V)，從發(fā)電部20向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。若向第三開關(guān)部71輸入低電平的信號(hào)，則停止從發(fā)電部20向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。通過第三開關(guān)部71對(duì)從發(fā)電部20向DC-DC轉(zhuǎn)換器32的供電的接通/斷開進(jìn)行切換。如此一來，第三開關(guān)部71作為DC-DC轉(zhuǎn)換器32的電源用的開關(guān)部(轉(zhuǎn)換器電源開關(guān)部)發(fā)揮作用。
[0048]若從第二開關(guān)指示部303向第四開關(guān)部73輸入高電平的信號(hào)，則經(jīng)由調(diào)節(jié)器72從蓄電池4向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。若向第四開關(guān)部73輸入低電平的信號(hào),則停止從蓄電池4向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。通過第四開關(guān)部73對(duì)從蓄電池4向DC-DC轉(zhuǎn)換器32的供電的接通/斷開進(jìn)行切換。第四開關(guān)部73作為DC-DC轉(zhuǎn)換器32的電源用的其他開關(guān)部(其他轉(zhuǎn)換器電源開關(guān)部)發(fā)揮作用。
[0049]若風(fēng)車21開始旋轉(zhuǎn)而使運(yùn)算裝置30被激活，并且通過電壓檢測(cè)部38檢測(cè)到由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓上升而超過預(yù)定的下限值(以下稱為“第二下限值”)，則根據(jù)來自第二開關(guān)指示部303的信號(hào)且經(jīng)由第三開關(guān)部71和調(diào)節(jié)器72，向DC-DC轉(zhuǎn)換器32提供由發(fā)電部20產(chǎn)生的電力的一部分作為驅(qū)動(dòng)用電力。由此，激活DC-DC轉(zhuǎn)換器32。第二下限值是使作為充電用轉(zhuǎn)換器的DC-DC轉(zhuǎn)換器32激活時(shí)的電壓，即轉(zhuǎn)換器激活電壓。
[0050]若風(fēng)車21的轉(zhuǎn)速進(jìn)一步上升，且由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓超過預(yù)定的上限值(以下稱為“第二上限值”)，則根據(jù)來自第二開關(guān)指示部303的信號(hào)，經(jīng)由第四開關(guān)部73和調(diào)節(jié)器72，還從蓄電池4向DC-DC轉(zhuǎn)換器32提供驅(qū)動(dòng)用電力。并且，根據(jù)來自第二開關(guān)指示部303的信號(hào)，第三開關(guān)部71停止從發(fā)電部20向DC-DC轉(zhuǎn)換器32提供驅(qū)動(dòng)用電力。由此，防止了因向調(diào)節(jié)器72施加容許值以上的電壓而導(dǎo)致調(diào)節(jié)器72損壞。
[0051]實(shí)際上，第二開關(guān)指示部303在向第四開關(guān)部73輸出信號(hào)之后，向第三開關(guān)部71輸出信號(hào)，因此第二上限值為互不相同的兩個(gè)上限值的組合。以下，將這些上限值稱作“下側(cè)第二上限值”和“上側(cè)第二上限值”。并且，若發(fā)電電壓超過下側(cè)第二上限值，則第二開關(guān)指示部303向第四開關(guān)部73輸出高電平的信號(hào)，若發(fā)電電壓超過上側(cè)第二上限值，則第二開關(guān)指示部303向第三開關(guān)部71輸出低電平的信號(hào)。
[0052]若風(fēng)車21的轉(zhuǎn)速減小，由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓從超過第二上限值的狀態(tài)變得低于第二上限值，則根據(jù)來自第二開關(guān)指示部303的信號(hào)且經(jīng)由第三開關(guān)部73和調(diào)節(jié)器72，從發(fā)電部20向DC-DC轉(zhuǎn)換器32提供驅(qū)動(dòng)用電力。并且，根據(jù)來自第二開關(guān)指示部303的信號(hào)，第四開關(guān)部73停止從蓄電池4向DC-DC轉(zhuǎn)換器32提供驅(qū)動(dòng)用電力。正確而言，若發(fā)電電壓低于上側(cè)第二上限值，則第二開關(guān)指示部303向第三開關(guān)部71輸出高電平的信號(hào)，若發(fā)電電壓低于下側(cè)第二上限值，則第二開關(guān)指示部303向第四開關(guān)部73輸出低電平的信號(hào)。
[0053]若風(fēng)車21的轉(zhuǎn)速進(jìn)一步下降，則根據(jù)來自第二開關(guān)指示部303的信號(hào)，第三開關(guān)部71停止從發(fā)電部20向DC-DC轉(zhuǎn)換器32提供驅(qū)動(dòng)用電力。在本實(shí)施方式中，使DC-DC轉(zhuǎn)換器32停止時(shí)的轉(zhuǎn)換器停止電壓與轉(zhuǎn)換器激活電壓相等，但這兩者也可以不同。
[0054]通過以上動(dòng)作，能夠減少?gòu)男铍姵?向DC-DC轉(zhuǎn)換器32的供電量，從而能夠抑制消耗蓄積在蓄電池4中的電力。其結(jié)果是，提高了發(fā)電效率。并且，通過利用耐壓低的廉價(jià)的部件作為調(diào)節(jié)器72，能夠防止風(fēng)力發(fā)電裝置I的制造成本增大。
[0055]另外，當(dāng)即使在由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓低于第二下限值的情況下也能夠向蓄電池4進(jìn)行充電時(shí)，也可以根據(jù)來自第二開關(guān)指示部303的信號(hào)且經(jīng)由第四開關(guān)部73和調(diào)節(jié)器72，從蓄電池4向DC-DC轉(zhuǎn)換器32提供驅(qū)動(dòng)用電力。在該情況下，隨著風(fēng)車21的轉(zhuǎn)速上升，DC-DC轉(zhuǎn)換器32的電源從蓄電池4依次被切換為發(fā)電部20、蓄電池4，若風(fēng)車21的轉(zhuǎn)速下降，則從蓄電池4依次被切換為發(fā)電部20、蓄電池4。[0056]圖5是示出電路部3的另一其他例子的一部分的圖。除了再追加一個(gè)調(diào)節(jié)器35a這一點(diǎn)之外，電路部3與圖1的電路部3相同。在圖5的電路部3中，從調(diào)節(jié)器35例如以12V電壓向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。調(diào)節(jié)器35a與調(diào)節(jié)器35連接，將電壓例如轉(zhuǎn)換為5V，并向運(yùn)算裝置30供電。由此，能夠?qū)\(yùn)算裝置30和DC-DC轉(zhuǎn)換器32同時(shí)進(jìn)行與圖1的情況相同的電力供給源的切換。
[0057]正確而言，在調(diào)節(jié)器35與調(diào)節(jié)器35a之間的分支點(diǎn)同DC-DC轉(zhuǎn)換器32之間以及該分支點(diǎn)與調(diào)節(jié)器35a之間分別配置有反向截止用的二極管。
[0058]圖6是示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的風(fēng)力發(fā)電裝置I的整體結(jié)構(gòu)的圖。在風(fēng)力發(fā)電裝置I中，開關(guān)指示部302被設(shè)置為專用電路。通過運(yùn)算裝置30實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器控制部301的功能。開關(guān)指示部302與發(fā)電部20連接。其他構(gòu)成要素與圖1的風(fēng)力發(fā)電裝置I相同，標(biāo)注相同的符號(hào)。
[0059]圖7是示出第一開關(guān)部34以及開關(guān)指示部302的一部分的電路圖。電路部3包括分壓電路81作為開關(guān)指示部302的一部分。分壓電路81包括與發(fā)電部20串聯(lián)的兩個(gè)電阻811、812。在分壓電路81中，從電阻811與電阻812之間獲得輸出。輸出被輸入到第一開關(guān)部34。S卩，電阻811與電阻812之間的位置經(jīng)由電阻523與M0SFET513的柵極連接。
[0060]與第一實(shí)施方式相同，若發(fā)電電壓超過第一下限值，則M0SFET511呈接通狀態(tài)，M0SFET512也呈接通狀態(tài)，且經(jīng)由調(diào)節(jié)器35從發(fā)電部20向運(yùn)算裝置30供電。若由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓進(jìn)一步上升而超過第一上限值，則呈從分壓電路81向M0SFET513輸入高電平的信號(hào)的狀態(tài)，通過與第一實(shí)施方式相同的動(dòng)作，停止從發(fā)電部20向運(yùn)算裝置30的轉(zhuǎn)換器控制部301供電。換言之，第一開關(guān)部34利用來自分壓電路81的輸出停止從發(fā)電部20向轉(zhuǎn)換器控制部301供電。
[0061]并且，在由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓低于第一上限值的情況下,從分壓電路81向M0SFET513輸入低電平的信號(hào)，重新開始從發(fā)電部20向轉(zhuǎn)換器控制部301供電。換言之，第一開關(guān)部34利用來自分壓電路81的輸出，開始從發(fā)電部20向轉(zhuǎn)換器控制部301供電。
[0062]如上述，即使利用分壓電路81，也能夠使第一開關(guān)部34進(jìn)行與第一實(shí)施方式相同的動(dòng)作。
[0063]圖8是示出第二開關(guān)部36以及開關(guān)指示部302的一部分的電路圖。電路部3包括分壓電路82作為開關(guān)指示部302的一部分。分壓電路82包括與發(fā)電部20串聯(lián)的兩個(gè)電阻821、822。在分壓電路82中，從電阻821與電阻822之間獲得輸出。輸出被輸入到第二開關(guān)部36。S卩，電阻821與電阻822之間的位置經(jīng)由電阻621與M0SFET611的柵極連接。
[0064]若發(fā)電電壓超過第一上限值，則與第一實(shí)施方式相同，通過分壓電路82使M0SFET611呈接通狀態(tài)，M0SFET612也呈接通狀態(tài)，且經(jīng)由調(diào)節(jié)器35從蓄電池4向運(yùn)算裝置30供電。換言之，第二開關(guān)部36利用來自分壓電路82的輸出，開始從蓄電池4向運(yùn)算裝置30的轉(zhuǎn)換器控制部301供電。
[0065]并且,在由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓低于第一上限值的情況下,從分壓電路82向M0SFET611輸入低電平的信號(hào)，停止從蓄電池4向轉(zhuǎn)換器控制部301供電。換言之，第二開關(guān)部36利用來自分壓電路82的輸出停止從蓄電池4向轉(zhuǎn)換器控制部301供電。
[0066]如上述，即使利用分壓電路82，也能夠使第二開關(guān)部36進(jìn)行與第一實(shí)施方式相同的動(dòng)作。通過使第一開關(guān)部34和第二開關(guān)部36進(jìn)行與第一實(shí)施方式相同的動(dòng)作，防止不必要地消耗掉電力。并且，防止了在發(fā)電電壓變得過高時(shí)調(diào)節(jié)器35等損壞。作為調(diào)節(jié)器35，能夠利用耐壓低的廉價(jià)的部件。通過由利用電阻的簡(jiǎn)單的分壓電路實(shí)現(xiàn)開關(guān)指示部302，提高了電路部3的動(dòng)作的可靠性。
[0067]另外，在將分壓電路81理解為第一開關(guān)部34的一部分，且將分壓電路82理解為第二開關(guān)部36的一部分時(shí)，第二實(shí)施方式成為從第一實(shí)施方式省略開關(guān)指示部302的結(jié)構(gòu)。
[0068]實(shí)際上，與第一實(shí)施方式相同，通過分壓電路81進(jìn)行開關(guān)的第一上限值比通過分壓電路82進(jìn)行開關(guān)的第一上限值稍微大，以免在開關(guān)時(shí)中斷向包括轉(zhuǎn)換器控制部301的運(yùn)算裝置30供電。S卩，通過分壓電路81獲取上側(cè)第一上限值，通過分壓電路82獲取下側(cè)第
一上限值。
[0069]圖9是示出電路圖3的其他例子的一部分的圖，其與圖4對(duì)應(yīng)。在圖9中，對(duì)于與圖6所不的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同符號(hào)，圖6中未圖不的符號(hào)表不在圖6的電路部3中追加的構(gòu)成要素。與圖6的開關(guān)指示部302相同，省略圖示第一開關(guān)指示部302的周邊的構(gòu)成要素。與圖4相同，在圖9的電路部3中，對(duì)從發(fā)電部20向DC-DC轉(zhuǎn)換器32的供電和從蓄電池4向DC-DC轉(zhuǎn)換器32的供電進(jìn)行切換。
[0070]第二開關(guān)指示部303是從運(yùn)算裝置30獨(dú)立出來的構(gòu)成要素。在第三開關(guān)部71、第四開關(guān)部73以及第二開關(guān)指示部303的結(jié)構(gòu)中，開關(guān)部經(jīng)由調(diào)節(jié)器72與DC-DC轉(zhuǎn)換器32連接，除了這一點(diǎn)以外，其余與圖7和圖8相同。當(dāng)然，可以適當(dāng)?shù)刈兏謮弘娐返膬蓚€(gè)電阻值的比。以下，參考圖7和圖8的符號(hào)，對(duì)第三開關(guān)部71、第四開關(guān)部73以及第二開關(guān)指示部303進(jìn)行說明。
[0071]與第三開關(guān)部71連接的分壓電路81包括與發(fā)電部20串聯(lián)的兩個(gè)電阻811、812。在分壓電路81中，從電阻811與電阻812之間獲得輸出。輸出被輸入到第三開關(guān)部71。若發(fā)電電壓超過第二下限值，則M0SFET511呈接通狀態(tài)，M0SFET512也呈接通狀態(tài)，且經(jīng)由調(diào)節(jié)器72從發(fā)電部20向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。若由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓進(jìn)一步上升而超過第二上限值，則呈向M0SFET513輸入高電平的信號(hào)的狀態(tài)，停止從發(fā)電部20向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。換言之，第三開關(guān)部71利用來自分壓電路81的輸出，停止從發(fā)電部20向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。
[0072]并且，在由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓低于第二上限值的情況下，向M0SFET513輸入低電平的信號(hào)，重新開始從發(fā)電部20向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。換言之，第三開關(guān)部71利用來自分壓電路81的輸出開始從發(fā)電部20向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。
[0073]如上述，即使利用分壓電路81，也能夠使第三開關(guān)部71進(jìn)行與圖4所示的動(dòng)作相同的動(dòng)作。
[0074]與第四開關(guān)部73連接的分壓電路82包括與發(fā)電部20串聯(lián)的兩個(gè)電阻821、822。在分壓電路82中，獲得來自電阻821與電阻822之間的輸出。輸出被輸入到第四開關(guān)部73。若發(fā)電電壓超過第二上限值，則M0SFET611呈接通狀態(tài)，M0SFET612也呈接通狀態(tài)，且經(jīng)由調(diào)節(jié)器72從蓄電池4向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。換言之，第四開關(guān)部73利用來自分壓電路82的輸出，開始從蓄電池4向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。
[0075]并且，在由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓低于第二上限值的情況下，向M0SFET611輸入低電平的信號(hào)，停止從蓄電池4向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。換言之，第四開關(guān)部73利用來自分壓電路82的輸出停止從蓄電池4向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。
[0076]如上述，即使利用分壓電路82，也能夠使第四開關(guān)部73進(jìn)行與圖4所示的動(dòng)作相同的動(dòng)作。通過使第三開關(guān)部71和第四開關(guān)部73進(jìn)行與圖4所示的動(dòng)作相同的動(dòng)作，防止不必要地消耗掉電力。并且，防止了在發(fā)電電壓變得過高時(shí)調(diào)節(jié)器72等損壞。作為調(diào)節(jié)器72，能夠利用耐壓低的廉價(jià)的部件。通過由利用電阻的簡(jiǎn)單的分壓電路實(shí)現(xiàn)第二開關(guān)指示部303，提高了電路部3的動(dòng)作的可靠性。
[0077]另外，在將分壓電路81理解為第三開關(guān)部71的一部分，并將分壓電路82理解為第四開關(guān)部73的一部分的情況下，圖9所示的結(jié)構(gòu)成為從圖4所示的結(jié)構(gòu)省略第二開關(guān)指示部303的結(jié)構(gòu)。
[0078]實(shí)際上，通過分壓電路81進(jìn)行開關(guān)的第二上限值比通過分壓電路82進(jìn)行開關(guān)的第二上限值稍微大，以免在開關(guān)時(shí)中斷向DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電。S卩，通過分壓電路81獲取上側(cè)第二上限值，通過分壓電路82獲取下側(cè)第二上限值。
[0079]另外，根據(jù)電路部3的設(shè)計(jì)，第一下限值既可以小于第二下限值，又可以大于第二下限值，還可以與第二下限值相同。第一上限值也既可以小于第二上限值，又可以大于第二上限值，還可以與第二上限值相同。在第一下限值也可以與第二下限值相等的情況下，只設(shè)計(jì)一個(gè)分壓電路81，分壓電路81能夠與第一開關(guān)部34以及第三開關(guān)部71連接。同樣地，在第一上限值也可以與第二上限值相等的情況下，只設(shè)計(jì)一個(gè)分壓電路82，分壓電路82能夠與第二開關(guān)部36以及第四開關(guān)部73連接。
[0080]圖10是示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的風(fēng)力發(fā)電裝置Ia的整體結(jié)構(gòu)的圖。風(fēng)力發(fā)電裝置Ia包括風(fēng)車21、發(fā)電機(jī)22、電路部3以及蓄電池4。風(fēng)車21、發(fā)電機(jī)22以及蓄電池4與第一實(shí)施方式相同。在圖10中，用虛線示出一部分線。
[0081]電路部3包括AC-DC轉(zhuǎn)換器31、DC-DC轉(zhuǎn)換器32、電流/電壓檢測(cè)部33、運(yùn)算裝置30、調(diào)節(jié)器75、激活電壓檢測(cè)部761以及電壓降壓部762。AC-DC轉(zhuǎn)換器31、DC-DC轉(zhuǎn)換器32以及電流/電壓檢測(cè)部33與第一實(shí)施方式相同。電路部3還包括充電開關(guān)部741和短路繼電器部742。充電開關(guān)部741配置在發(fā)電機(jī)22與短路繼電器742之間。短路繼電器部742配置在充電開關(guān)部741與AC-DC轉(zhuǎn)換器31之間。在以下說明中，與第一實(shí)施方式相同，將發(fā)電機(jī)22和AC-DC轉(zhuǎn)換器31稱作“發(fā)電部20”。與第一實(shí)施方式相同，電路部3設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)電路板上。
[0082]充電開關(guān)部741為分別配置于發(fā)電機(jī)22的三相輸出線的繼電器開關(guān)的集合。通過充電開關(guān)部741，對(duì)從發(fā)電部20向?yàn)槌潆娪棉D(zhuǎn)換部的DC-DC轉(zhuǎn)換器32的輸出的接通/斷開進(jìn)行切換。短路繼電器部742是使三相輸出線中的兩個(gè)輸出線短路的繼電器開關(guān)。
[0083]運(yùn)算裝置30包括轉(zhuǎn)換器控制部301、開關(guān)指示部304、短路繼電器指示部305以及電壓值獲取部306。轉(zhuǎn)換器控制部301與第一實(shí)施方式相同。開關(guān)指示部304向充電開關(guān)部741輸入控制信號(hào)。短路繼電器指示部305向短路繼電器部742輸入控制信號(hào)。
[0084]調(diào)節(jié)器75包括繼電器用電壓轉(zhuǎn)換部751和控制部用電壓轉(zhuǎn)換部752。正確而言，繼電器用電壓轉(zhuǎn)換部751和控制部用電壓轉(zhuǎn)換部752分別是作為開關(guān)調(diào)節(jié)器發(fā)揮作用的要素，調(diào)節(jié)器75為調(diào)節(jié)器要素組。從蓄電池4向調(diào)節(jié)器75輸入電力。繼電器用電壓轉(zhuǎn)換部751將蓄電池4的電壓轉(zhuǎn)換為適于充電開關(guān)部741和短路繼電器部742的電壓。例如，將來自蓄電池4的24V電壓轉(zhuǎn)換為12V。由此，繼電器用電壓轉(zhuǎn)換部751利用來自蓄電池4的電力向充電開關(guān)部741以及短路繼電器部742提供開關(guān)用電力。
[0085]如后文所述，激活電壓檢測(cè)部761檢測(cè)發(fā)電電壓是否超過激活運(yùn)算裝置30時(shí)的電壓。以下，將該電壓稱作“控制部激活電壓”。雖然省略圖示，但在激活電壓檢測(cè)部761以及電壓降壓部762這兩者與發(fā)電機(jī)22之間設(shè)置有其他AC-DC轉(zhuǎn)換器。若激活電壓檢測(cè)部761檢測(cè)到發(fā)電電壓超過控制部激活電壓，則調(diào)節(jié)器75的控制部用電壓轉(zhuǎn)換部752接收來自激活電壓檢測(cè)部761的信號(hào)而被激活。
[0086]控制部用電壓轉(zhuǎn)換部752將從蓄電池4獲得的電壓轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換器控制部301用即運(yùn)算裝置30用的電壓，同時(shí)從蓄電池4向包括轉(zhuǎn)換器控制部301的運(yùn)算裝置30供電。例如，控制部用電壓轉(zhuǎn)換部752將來自蓄電池4的24V電壓轉(zhuǎn)換為運(yùn)算裝置30用的5V電壓。若運(yùn)算裝置30被激活，則轉(zhuǎn)換器控制部301也被激活。如此一來，激活電壓檢測(cè)部761以及控制部用電壓轉(zhuǎn)換部752作為轉(zhuǎn)換器控制部301的電源的開關(guān)部發(fā)揮作用，在圖10中，將激活電壓檢測(cè)部761以及控制部用電壓轉(zhuǎn)換部752作為“控制部電源開關(guān)部763”示出。
[0087]另外，通過設(shè)置控制部用電壓轉(zhuǎn)換部752，即使在因設(shè)計(jì)變更而使來自蓄電池4的電壓發(fā)生變化的情況下，也能夠只通過控制部用電壓轉(zhuǎn)換部752的變更進(jìn)行對(duì)應(yīng)。
[0088]電壓降壓部762產(chǎn)生與發(fā)電電壓成比例且比該發(fā)電電壓低的電壓。來自電壓降壓部762的電壓為能夠在運(yùn)算裝置30中處理的電壓。該電壓被輸入到電壓值獲取部306。電壓值獲取部306將模擬電壓的大小轉(zhuǎn)換為能夠在運(yùn)算裝置30內(nèi)處理的數(shù)字電壓值。實(shí)際表示發(fā)電電壓的轉(zhuǎn)換后的數(shù)值被輸入到開關(guān)指示部304以及短路繼電器指示部305。如此一來，電壓降壓部762和電壓值獲取部306作為對(duì)由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓進(jìn)行檢測(cè)的發(fā)電電壓檢測(cè)部764發(fā)揮作用。
[0089]接著，對(duì)風(fēng)力發(fā)電裝置Ia的詳細(xì)部位的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作進(jìn)行說明。圖11是示出激活電壓檢測(cè)部761的圖。激活電壓檢測(cè)部761包括穩(wěn)壓二極管765、電容器766以及激活電壓轉(zhuǎn)換部767。以下，將穩(wěn)壓二極管765簡(jiǎn)稱為“二極管765”。若從發(fā)電機(jī)22經(jīng)由省略圖示的AC-DC轉(zhuǎn)換器向激活電壓檢測(cè)部761輸入發(fā)電電壓，則通過二極管765獲取上限被限制成控制部激活電壓的電壓。該電壓被輸入到激活電壓轉(zhuǎn)換部767。
[0090]激活電壓轉(zhuǎn)換部767在所輸入的電壓小于控制部激活電壓的情況下輸出0V，在為控制部激活電壓以上的情況下，例如為IOV以上的情況下，作為適于調(diào)節(jié)器75的電壓，例如輸出2V。即，激活電壓轉(zhuǎn)換部767將由二極管765獲得的電壓轉(zhuǎn)換成作為使控制部用電壓轉(zhuǎn)換部752激活的信號(hào)的電壓。在本實(shí)施方式中，利用復(fù)位IC作為激活電壓轉(zhuǎn)換部767。
[0091]通過設(shè)置激活電壓轉(zhuǎn)換部767，向調(diào)節(jié)器72輸入固定的電壓。因此，能夠防止由于接地噪聲或電容器的待機(jī)電流而導(dǎo)致運(yùn)算裝置30進(jìn)行錯(cuò)誤動(dòng)作。其結(jié)果是，能夠穩(wěn)定地激活運(yùn)算裝置30，從而能夠減少施加于運(yùn)算裝置30的負(fù)荷。并且，能夠?qū)⒖刂撇考せ铍妷号c使調(diào)節(jié)器75激活的電壓設(shè)為不同的電壓。
[0092]在調(diào)節(jié)器75能夠根據(jù)從激活電壓檢測(cè)部761輸入的電壓是否超過預(yù)先規(guī)定的閾值進(jìn)行接通/斷開控制時(shí)，也可以如圖12所示，通過分壓電路實(shí)現(xiàn)激活電壓檢測(cè)部761。例如，作用于串聯(lián)連接的電阻768、769中的一個(gè)電阻769的電壓、即來自兩個(gè)電阻之間的輸出被輸入到調(diào)節(jié)器75。由此，激活電壓檢測(cè)部761對(duì)發(fā)電電壓進(jìn)行分壓并輸入到包括控制部用電壓轉(zhuǎn)換部752的調(diào)節(jié)器75。
[0093]通過激活電壓檢測(cè)部761，在無風(fēng)或微風(fēng)狀態(tài)下，發(fā)電電壓低于控制部激活電壓，不從激活電壓檢測(cè)部761輸入使調(diào)節(jié)器75激活的電壓。因此，雖然通過蓄電池4向調(diào)節(jié)器75施加電壓，但是調(diào)節(jié)器75并不被激活。電力不會(huì)從控制部用電壓轉(zhuǎn)換部752供給至運(yùn)算裝置30。由此，防止了在無風(fēng)或微風(fēng)狀態(tài)下消耗蓄積于蓄電池4中的電力。
[0094]由于不向運(yùn)算裝置30供電，因此使繼電器開關(guān)成為接通狀態(tài)的信號(hào)不會(huì)從開關(guān)指示部304輸入至充電開關(guān)部741。由于發(fā)電機(jī)22與AC-DC轉(zhuǎn)換器31不連接，風(fēng)車21呈無負(fù)荷狀態(tài)，因此即使是非常小的風(fēng)，風(fēng)車21也會(huì)開始旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果是，能夠容易地開始后述的蓄電。
[0095]若由于風(fēng)車21的旋轉(zhuǎn)而使由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓超過控制部激活電壓，則調(diào)節(jié)器75被激活電壓檢測(cè)部761激活。由此，調(diào)節(jié)器75的繼電器用電壓轉(zhuǎn)換部751將來自蓄電池4的電壓轉(zhuǎn)換為繼電器開關(guān)用電壓，并提供給充電開關(guān)部741以及短路繼電器部742。包括控制部用電壓轉(zhuǎn)換部752的控制部電源開關(guān)部763將來自蓄電池4的電壓轉(zhuǎn)換為運(yùn)算裝置30用電壓，并從蓄電池4向運(yùn)算裝置30供電。其結(jié)果是，轉(zhuǎn)換器控制部301、開關(guān)指示部304、短路繼電器指示部305以及電壓值獲取部306被激活。
[0096]如以上所述，電壓值獲取部306參考來自電壓降壓部762的電壓將發(fā)電電壓進(jìn)行數(shù)值化，并輸入到開關(guān)指示部304以及短路繼電器指示部305。若風(fēng)車21的轉(zhuǎn)速上升，且發(fā)電電壓超過比控制部激活電壓高的充電開始電壓，則開關(guān)指示部304向充電開關(guān)部741發(fā)送信號(hào)。由此，充電開關(guān)部741連接發(fā)電機(jī)22與AC-DC轉(zhuǎn)換器31。其結(jié)果是，與第一實(shí)施方式相同，轉(zhuǎn)換器控制部301根據(jù)來自電流/電壓檢測(cè)部33的信號(hào)對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)換器32進(jìn)行控制，并向蓄電池4進(jìn)行發(fā)電電力的充電。如此一來，開關(guān)指示部304根據(jù)由發(fā)電電壓檢測(cè)部764檢測(cè)出的發(fā)電電壓對(duì)充電開關(guān)部741進(jìn)行控制。
[0097]當(dāng)發(fā)電電壓為充電開始電壓時(shí)，優(yōu)選由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電力為風(fēng)力發(fā)電裝置Ia的電路部3的消耗電力以上。由此，盡管開始充電，也能夠防止在整個(gè)風(fēng)力發(fā)電裝置Ia中消耗蓄電池4的電力。并且，為了可靠防止在充電開始電壓時(shí)消耗電力，更優(yōu)選在發(fā)電電壓為控制部激活電壓時(shí)，由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電力比風(fēng)力發(fā)電裝置Ia整體內(nèi)的消耗電力大。由此，能夠抑制消耗蓄電池4的電力，從而能夠提高蓄電效率。
[0098]尤其是與本實(shí)施方式不同，在未設(shè)置充電開關(guān)部741的情況下，在發(fā)電電壓超過控制部激活電壓的同時(shí)，開始進(jìn)行充電，因此優(yōu)選在控制部激活電壓時(shí)發(fā)電電力超過風(fēng)力發(fā)電裝置Ia的消耗電力。
[0099]若風(fēng)速下降，且由發(fā)電部20產(chǎn)生的發(fā)電電壓低于充電開始電壓，則開關(guān)指示部304停止向充電開關(guān)部741提供電壓，充電開關(guān)部741呈斷開狀態(tài)。由此，停止充電。若風(fēng)速進(jìn)一步下降，且發(fā)電電壓低于控制部激活電壓，則不會(huì)從激活電壓檢測(cè)部761向調(diào)節(jié)器75輸入電壓，調(diào)節(jié)器75的功能停止。停止從控制部用電壓轉(zhuǎn)換部752向運(yùn)算裝置30供電，從而運(yùn)算裝置30停止。
[0100]若將用于停止向運(yùn)算裝置30供電的發(fā)電電壓表述為“控制部停止電壓”，則在本實(shí)施方式中控制部激活電壓與控制部停止電壓相等。但是，控制部激活電壓也可以與控制部停止電壓不同。例如，為了防止轉(zhuǎn)換器控制部301暫時(shí)被激活之后馬上停止，控制部停止電壓也可以比控制部激活電壓低。當(dāng)希望在風(fēng)速下降時(shí)提早停止轉(zhuǎn)換器控制部301的情況下，控制部停止電壓設(shè)定為比控制部激活電壓高。在任何情況下，在發(fā)電電壓從超過控制部激活電壓的狀態(tài)變得低于控制部停止電壓時(shí)，控制部電源開關(guān)部763都停止從蓄電池4向轉(zhuǎn)換器控制部301供電。第一實(shí)施方式也相同。
[0101]若發(fā)電電壓超過比充電開始電壓高的發(fā)電上限電壓，則短路繼電器指示部305向短路繼電器部742輸出成為信號(hào)的電壓。短路繼電器部742與發(fā)電機(jī)22的三相輸出線中的兩相輸出線連接。根據(jù)來自短路繼電器指示部305的信號(hào)，短路繼電器部742與兩相輸出線連接并使該兩相輸出線短路。通過短路，為較大的電阻的短路制動(dòng)器作用于發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)。由此，能夠防止在因疾風(fēng)等而使風(fēng)過于猛烈時(shí)，發(fā)電電壓過于增大而對(duì)電子元件施加過大的負(fù)荷，由此保護(hù)電路部3。
[0102]另一方面，在通過短路繼電器部742而使兩相輸出線短路的狀態(tài)期間，只通過未被短路的剩余的一相輸出線，獲取由AC-DC轉(zhuǎn)換器31轉(zhuǎn)換的直流電，從而向蓄電池4進(jìn)行充電。如此一來，即使在短路制動(dòng)器工作的狀態(tài)下，也會(huì)繼續(xù)充電。其結(jié)果是，即使在風(fēng)量較大的區(qū)域中，也能夠穩(wěn)定地進(jìn)行發(fā)電以及充電。
[0103]若發(fā)電電壓低于發(fā)電上限電壓，則停止從短路繼電器指示部305向短路繼電器部742輸入電壓，解除短路制動(dòng)器，恢復(fù)通過三相交流進(jìn)行發(fā)電。如上述，短路繼電器指示部305根據(jù)由發(fā)電電壓檢測(cè)部764檢測(cè)出的電壓對(duì)短路繼電器部742的接通/斷開進(jìn)行控制。
[0104]以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，可以是各種變形。
[0105]上述第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式中的第一下限值也可以在發(fā)電電壓上升時(shí)與下降時(shí)使用不同的值。關(guān)于第一上限值、第二下限值以及第二上限值也相同。即，這些值不限定于一個(gè)值。例如，通過使發(fā)電電壓上升時(shí)的第一上限值低于發(fā)電電壓下降時(shí)的第一上限值，能夠更加可靠地防止調(diào)節(jié)器35因發(fā)電電壓的急劇上升而損壞。
[0106]在第一開關(guān)部至第四開關(guān)部中，既可以使用絕緣柵雙極晶體管(IGBT JnsulatedGate Bipolar Transistor),又可以使用其他開關(guān)電路來代替MOSFET。
[0107]在上述實(shí)施方式中，運(yùn)算裝置30的一部分功能或全部功能可以是不利用微型計(jì)算機(jī)的專用電路。相反，專用電路的一部分或全部也可以通過運(yùn)算裝置30來實(shí)現(xiàn)。AC-DC轉(zhuǎn)換器31也可以設(shè)置在發(fā)電機(jī)22，而不是設(shè)置在電路部3。并且，發(fā)電機(jī)22本身也可以為產(chǎn)生直流電的發(fā)電部。發(fā)電機(jī)22也可以產(chǎn)生除三相交流電以外的多層交流電。
[0108]來自DC-DC轉(zhuǎn)換器32的電力當(dāng)然沒有必要全部蓄電至蓄電池4中。一部分電力也可輸出到外部的電力線。
[0109]圖4的第三開關(guān)部71也可以設(shè)置為以圖2為基準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)輸入至運(yùn)算裝置30的驅(qū)動(dòng)用電力的電壓與輸入至DC-DC轉(zhuǎn)換器32的驅(qū)動(dòng)用電力的電壓相同時(shí)，也可以設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)器作為調(diào)節(jié)器35、72。在該情況下，第一開關(guān)部34和第三開關(guān)部71可以設(shè)置為一個(gè)開關(guān)部，且第二開關(guān)部36和第四開關(guān)部73也可以設(shè)置為一個(gè)開關(guān)部。
[0110]在上述第一實(shí)施方式以及第二實(shí)施方式中，在將向運(yùn)算裝置30或DC-DC轉(zhuǎn)換器32供電的電力源在發(fā)電部20與蓄電池4之間進(jìn)行切換時(shí)，也可以通過利用計(jì)時(shí)器確保從發(fā)電部20和蓄電池4這兩者供電的短暫的時(shí)間。即，也可以在開始從一個(gè)電力源供電之后，稍微經(jīng)過一定時(shí)間后，再停止從另一個(gè)電力源供電。在該情況下，第一上限值或第二上限值無需設(shè)置為上側(cè)上限值與下側(cè)上限值的組合。
[0111]分壓電路81、82或圖12的電壓降壓部762通過使用電阻來實(shí)現(xiàn)低成本，但是也可以使用除電阻以外的元件來實(shí)現(xiàn)低成本。[0112]也可以只有第一開關(guān)指示部302以及第二開關(guān)指示部303中的一方使用分壓電路來實(shí)現(xiàn)。并且，開關(guān)指示部302 (或者第一開關(guān)指示部302)也可以只有與第一開關(guān)部34連接的部位以及與第二開關(guān)部36連接的部位中的一方通過分壓電路來實(shí)現(xiàn)，而通過運(yùn)算裝置30來實(shí)現(xiàn)該兩個(gè)部位中的另一方。同樣地，第二開關(guān)指示部303也可以只有與第三開關(guān)部71連接的部位以及與第四開關(guān)部73連接的部位中的一方通過分壓電路來實(shí)現(xiàn)，而通過運(yùn)算裝置30來實(shí)現(xiàn)該兩個(gè)部位中的另一方。
[0113]在第三實(shí)施方式中，只要短路繼電器部742在接通狀態(tài)期間不進(jìn)行充電，則短路繼電器部742也可以與三相輸出線連接，從而使三相輸出線相互短路。短路繼電器部742使至少兩相輸出線短路。
[0114]在上述第一實(shí)施方式以及第二實(shí)施方式中，在發(fā)電電壓超過控制部激活電壓時(shí)向轉(zhuǎn)換器控制部301供電的電力供給部為發(fā)電部20。在第三實(shí)施方式中，電力供給部為蓄電池4。電力供給部也可以是發(fā)電部20或蓄電池4以外的電力源。
[0115]上述實(shí)施方式以及各變形例的結(jié)構(gòu)在不相互矛盾的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M
八
口 ο
[0116]工業(yè)上的可利用性
[0117]本發(fā)明能夠應(yīng)用在利用風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電裝置中。
[0118]符號(hào)說明
[0119]Ula風(fēng)力發(fā)電裝置；
[0120]4蓄電池；
[0121]20發(fā)電部；
[0122]21 風(fēng)車；
[0123]22發(fā)電機(jī)；
[0124]30運(yùn)算裝置；
[0125]31 AC-DC 轉(zhuǎn)換器；
[0126]32 DC-DC 轉(zhuǎn)換器；
[0127]34第一開關(guān)部；
[0128]35調(diào)節(jié)器；
[0129]36第二開關(guān)部；
[0130]71第三開關(guān)部；
[0131]73第四開關(guān)部；
[0132]81,82分壓電路；
[0133]301轉(zhuǎn)換器控制部；
[0134]302開關(guān)指示部；
[0135]303第二開關(guān)指示部；
[0136]304開關(guān)指示部；
[0137]305短路繼電器指示部；
[0138]306電壓值獲取部；
[0139]741充電開關(guān)部；
[0140]742短路繼電器部；[0141]752控制部用電壓轉(zhuǎn)換部；
[0142]761激活電壓檢測(cè)部；
[0143]762電壓降壓部；
[0144]763控制部電源開關(guān)部；
[0145]764發(fā)電電壓檢測(cè)部；
[0146]765二極管；
[0147]767激活電壓轉(zhuǎn)換部；
[0148]768、769、 811、812、821、822 電阻。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電裝置，其包括: 風(fēng)車； 發(fā)電部，其通過所述風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行發(fā)電； 充電用轉(zhuǎn)換器，其將由所述發(fā)電部產(chǎn)生的電力轉(zhuǎn)換為用于給蓄電池充電的電力； 轉(zhuǎn)換器控制部，其對(duì)所述充電用轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制； 電力供給部，其向所述轉(zhuǎn)換器控制部供電；以及 控制部電源開關(guān)部，在由所述發(fā)電部產(chǎn)生的發(fā)電電壓超過控制部激活電壓的情況下，所述控制部電源開關(guān)部通過從所述電力供給部向所述轉(zhuǎn)換器控制部供電，來激活所述轉(zhuǎn)換器控制部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 當(dāng)所述發(fā)電電壓為所述控制部激活電壓時(shí)，由所述發(fā)電部產(chǎn)生的發(fā)電電力比所述風(fēng)力發(fā)電裝置整體的消耗電力大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 在所述發(fā)電電壓從超過所述控制部激活電壓的狀態(tài)變得低于控制部停止電壓的情況下，所述控制部電源開關(guān)部停止從所述電力供給部向所述轉(zhuǎn)換器控制部供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述控制部激活電壓與所述控制部停止電壓相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4`中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述電力供給部為所述蓄電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述風(fēng)力發(fā)電裝置還包括: 發(fā)電電壓檢測(cè)部，其對(duì)由所述發(fā)電部產(chǎn)生的發(fā)電電壓進(jìn)行檢測(cè)； 充電開關(guān)部，其對(duì)從所述發(fā)電部向所述充電用轉(zhuǎn)換部的輸出的接通/斷開進(jìn)行切換；以及 開關(guān)指示部，其根據(jù)由所述發(fā)電電壓檢測(cè)部檢測(cè)到的發(fā)電電壓，對(duì)所述充電開關(guān)部進(jìn)行控制， 在發(fā)電電壓超過比所述控制部激活電壓高的充電開始電壓的情況下，所述充電開關(guān)部根據(jù)所述開關(guān)指示部的指示，連接所述發(fā)電部與所述充電用轉(zhuǎn)換部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述發(fā)電電壓檢測(cè)部包括: 電壓降壓部，其產(chǎn)生與發(fā)電電壓成比例且比該發(fā)電電壓低的電壓；以及電壓值獲取部，其將來自所述電壓降壓部的電壓轉(zhuǎn)換為表示發(fā)電電壓的數(shù)值，并輸入到所述開關(guān)指示部。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述發(fā)電部包括: 發(fā)電機(jī)，其具有三相輸出線；以及 AC-DC轉(zhuǎn)換器，其將從所述發(fā)電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電， 所述風(fēng)力發(fā)電裝置還包括: 短路繼電器部，其與所述三相輸出線中的至少兩相輸出線連接；以及短路繼電器指示部，其根據(jù)由所述發(fā)電電壓檢測(cè)部檢測(cè)到的發(fā)電電壓，對(duì)所述短路繼電器部進(jìn)行控制， 在發(fā)電電壓超過比所述充電開始電壓高的發(fā)電上限電壓的情況下，所述短路繼電器指示部通過所述短路繼電器部使所述至少兩相輸出線短路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述至少兩相輸出線是兩相輸出線， 在所述兩相輸出線短路的狀態(tài)下，通過剩余的一相輸出線向所述蓄電池進(jìn)行充電。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述控制部電源開關(guān)部包括: 激活電壓檢測(cè)部，其檢測(cè)發(fā)電電壓是否超過所述控制部激活電壓；以及控制部用電壓轉(zhuǎn)換部，其接收來自所述激活電壓檢測(cè)部的信號(hào)而被激活，并且將從所述蓄電池獲得的電壓轉(zhuǎn)換為所述轉(zhuǎn)換器控制部用的電壓，同時(shí)從所述蓄電池向所述轉(zhuǎn)換器控制部供電。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述激活電壓檢測(cè)部包括: 二極管，其從發(fā)電電壓獲取上限被限制成所述控制部激活電壓的電壓；以及激活電壓轉(zhuǎn)換部，其將由所述二極管獲得的電壓轉(zhuǎn)換為使所述控制部用電壓轉(zhuǎn)換部激活的信號(hào)的電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述激活電壓檢測(cè)部包括分壓電路，所述分壓電路對(duì)發(fā)電電壓進(jìn)行分壓，并輸入到所述控制部用電壓轉(zhuǎn)換部。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述轉(zhuǎn)換器控制部通過運(yùn)算裝置來實(shí)現(xiàn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述電力供給部為所述發(fā)電部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述風(fēng)力發(fā)電裝置還包括: 其他控制部電源開關(guān)部，其對(duì)從所述蓄電池向所述轉(zhuǎn)換器控制部的供電的接通/斷開進(jìn)行切換； 開關(guān)指示部，在由所述發(fā)電部產(chǎn)生的發(fā)電電壓超過預(yù)定的上限值的情況下，所述開關(guān)指示部通過所述其他控制部電源開關(guān)部從所述蓄電池向所述轉(zhuǎn)換器控制部供電，并且停止通過所述控制部電源開關(guān)部從所述發(fā)電部向所述轉(zhuǎn)換器控制部供電。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 在由所述發(fā)電部產(chǎn)生的發(fā)電電壓從超過所述上限值的狀態(tài)變?yōu)榈陀谒錾舷拗档那闆r下，所述開關(guān)指示部通過所述控制部電源開關(guān)部從所述發(fā)電部向所述轉(zhuǎn)換器控制部供電，并且停止通過所述其他控制部電源開關(guān)部從所述蓄電池向所述轉(zhuǎn)換器控制部供電。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述發(fā)電部包括: 發(fā)電機(jī)；以及AC-DC轉(zhuǎn)換器，其將從所述發(fā)電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電， 所述轉(zhuǎn)換器控制部和所述開關(guān)指示部通過運(yùn)算裝置來實(shí)現(xiàn)， 所述風(fēng)力發(fā)電裝置還包括恒壓產(chǎn)生部，所述恒壓產(chǎn)生部將來自所述AC-DC轉(zhuǎn)換器的所述直流電的電壓變更為固定的電壓，并向所述運(yùn)算裝置供電。
18.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述開關(guān)指示部包括分壓電路，所述分壓電路從與所述發(fā)電部串聯(lián)的電阻之間獲得輸出， 在由所述發(fā)電部產(chǎn)生的發(fā)電電壓超過所述上限值的情況下，所述控制部電源開關(guān)部利用來自所述分壓電路的輸出，停止從所述發(fā)電部向所述轉(zhuǎn)換器控制部供電。
19.根據(jù)權(quán)利要求15、16以及18中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述開關(guān)指示部包括其他分壓電路，所述其他分壓電路從與所述發(fā)電部串聯(lián)的電阻之間獲得輸出， 在由所述發(fā)電部產(chǎn)生的發(fā)電電壓超過所述上限值的情況下，所述其他控制部電源開關(guān)部利用來自所述其他分壓電路的輸出，從所述蓄電池向所述轉(zhuǎn)換器控制部供電。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述發(fā)電部包括: 發(fā)電機(jī)；以及 AC-DC轉(zhuǎn)換器，其將從所述發(fā)電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電， 所述轉(zhuǎn)換器控制部通過運(yùn)算裝置來實(shí)現(xiàn)， 所述風(fēng)力發(fā)電裝置還包括恒壓產(chǎn)生部，所述恒壓產(chǎn)生部將來自所述AC-DC轉(zhuǎn)換器的所述直流電的電壓變更為固定的電壓，并向所述運(yùn)算裝置供電。
21.根據(jù)權(quán)利要求14至20中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述風(fēng)力發(fā)電裝置還包括轉(zhuǎn)換器電源開關(guān)部，在由所述發(fā)電部產(chǎn)生的發(fā)電電壓超過預(yù)定的轉(zhuǎn)換器激活電壓的情況下，所述轉(zhuǎn)換器電源開關(guān)部通過向所述充電用轉(zhuǎn)換器供給由所述發(fā)電部產(chǎn)生的電力，來激活所述充電用轉(zhuǎn)換器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述風(fēng)力發(fā)電裝置還包括: 其他轉(zhuǎn)換器電源開關(guān)部，其對(duì)從所述蓄電池向所述充電用轉(zhuǎn)換器的供電的接通/斷開進(jìn)行切換；以及 其他開關(guān)指示部，在由所述發(fā)電部產(chǎn)生的發(fā)電電壓超過預(yù)定的其他上限值的情況下，所述其他開關(guān)指示部通過所述其他轉(zhuǎn)換器電源開關(guān)部從所述蓄電器向所述充電用轉(zhuǎn)換器供電，并且停止通過所述轉(zhuǎn)換器電源開關(guān)部從所述發(fā)電部向所述充電用轉(zhuǎn)換器供電。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述其他開關(guān)指示部包括分壓電路，所述分壓電路從與所述發(fā)電部串聯(lián)的電阻之間獲得輸出， 在由所述發(fā)電部產(chǎn)生的發(fā)電電壓超過所述其他上限值的情況下，所述轉(zhuǎn)換器電源開關(guān)部利用來自所述分壓電路的輸出，停止從所述發(fā)電部向所述充電用轉(zhuǎn)換器供電。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其中， 所述其他開關(guān)指示部包括其他分壓電路，所述其他分壓電路從與所述發(fā)電部串聯(lián)的電阻之間獲得輸出， 在由所述發(fā)電部產(chǎn)生的發(fā)電電壓超過所述其他上限值的情況下，所述其他轉(zhuǎn)換器電源開關(guān)部利用來自所述其他 分壓電路的輸出，從所述蓄電池向所述充電用轉(zhuǎn)換器供電。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103733468SQ201280039422
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月19日
【發(fā)明者】望月雄一, 芹澤和彥, 山田真弘, 野田學(xué), 藤田淳, 梶信藤 申請(qǐng)人:日本電產(chǎn)株式會(huì)社