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JP2016010271A - Power generator - Google Patents

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JP2016010271A
JP2016010271A JP2014130723A JP2014130723A JP2016010271A JP 2016010271 A JP2016010271 A JP 2016010271A JP 2014130723 A JP2014130723 A JP 2014130723A JP 2014130723 A JP2014130723 A JP 2014130723A JP 2016010271 A JP2016010271 A JP 2016010271A
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JP
Japan
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power
power generation
stator
rotor
housing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2014130723A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
大野 誉洋
Yoshihiro Ono
誉洋 大野
柴田 由之
Yoshiyuki Shibata
由之 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
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Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2014130723A priority Critical patent/JP2016010271A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily remove a housing from a body part.SOLUTION: A power generation device 10 includes: a rotary body 13; a housing 12; a support post 11; and a generator 100 including a stator 17 for power generation and a rotor 14 for power generation, and feeds generated power to the outside via a power cable 102 connected to the stator 17 for power generation. The power generation device 10 also includes a power generation section 101 in addition to the generator 100. The power generation section 101 includes a rotor 15 for excitation, and a stator 18 for excitation which generates a rotary magnetic field for the rotor 15 for excitation on the basis of power supply from a power transmission station 103. In the housing 12, the rotor 14 for power generation and the rotor 15 for excitation are disposed side by side in an axial direction of the rotary body 13 and incorporated so as to be rotatable integrally with the rotary body 13. In the support post 11, the stator 17 for power generation and the stator 18 for excitation are disposed side by side oppositely to the corresponding rotors respectively.

Description

本発明は、発電装置に関する。   The present invention relates to a power generator.

近年、海流又は潮流を利用して発電する発電装置が注目されている。この種の発電装置として、例えば、特許文献1に記載の発電装置がある。特許文献1の発電装置は、海底設置型の発電装置であって、海流や潮流等により軸部を中心に回転する受流部としての翼と、翼の軸部に連結される発電機と、発電機を内部に収容するハウジングとしてのナセルを有している。ナセルは海底に固定された本体部としての支柱により支持されている。   In recent years, power generation devices that generate power using ocean currents or tidal currents have attracted attention. As this type of power generation device, for example, there is a power generation device described in Patent Document 1. The power generation device of Patent Document 1 is a submarine power generation device, a wing serving as a receiving portion that rotates around a shaft portion due to an ocean current or a tidal current, a generator coupled to the shaft portion of the wing, It has a nacelle as a housing that houses the generator inside. The nacelle is supported by a column as a main body fixed to the seabed.

特開2012−2203号公報JP 2012-2203 A

特許文献1の発電装置では、ナセルのメンテナンス、又はナセルに設けられる部品が故障した場合には、ナセルを支柱から取り外して海中から取り出す必要がある。ここで、発電機が発電した電力を外部へ送電するために有線送電を用いる仕様では、ナセルと支柱間を配線が通ることでナセルの支柱からの取り外しが困難である。もっとも、発電機が発電した電力を外部へ無線送電する仕様であればナセルと支柱間の配線をなくすことができるが、これだと発電した電力の損失の回避が困難である。この種の課題は、海流又は潮流を利用して発電する発電装置に限らず、風力を利用して発電する発電装置においても生じうる。   In the power generation device of Patent Literature 1, when the maintenance of the nacelle or a component provided in the nacelle fails, it is necessary to remove the nacelle from the support column and take it out from the sea. Here, in the specification using wired power transmission to transmit the electric power generated by the generator to the outside, it is difficult to remove the nacelle from the column because the wiring passes between the nacelle and the column. Of course, if the power generated by the generator is wirelessly transmitted to the outside, the wiring between the nacelle and the support can be eliminated, but this makes it difficult to avoid loss of the generated power. This type of problem can occur not only in power generation devices that generate power using ocean currents or tidal currents, but also in power generation devices that generate power using wind power.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウジングを本体部から容易に取り外すことができる発電装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to provide the electric power generating apparatus which can remove a housing easily from a main-body part.

上記課題を解決する発電装置は、流体の流れを受けることにより回転する受流部と、受流部が装着されるハウジングと、ハウジングが着脱される本体部と、1次側固定子と2次側回転子とを有する巻線型誘導機を用いた発電機とを備え、発電機が発電した電力を1次側固定子に接続される送電線を通じて外部へ送電する。また、発電装置は、発電機とは別に設けられる発電部を備えている。そして、発電部は、巻線型回転子と、所定の給電部からの給電に基づき巻線型回転子に対して回転磁界を発生させる巻線型固定子とを含んでいる。また、ハウジングには、2次側回転子と巻線型回転子とが受流部の軸方向に並べて配置されるとともに受流部の回転に伴って各回転子が一体回転可能に内蔵される。また、本体部には、1次側固定子と巻線型固定子とがそれぞれ対応する回転子に対向して並べて配置される。   A power generation device that solves the above problems includes a receiving portion that rotates by receiving a fluid flow, a housing to which the receiving portion is attached, a main body portion to which the housing is attached and detached, a primary side stator, and a secondary side. A generator using a winding induction machine having a side rotor, and transmits the electric power generated by the generator to the outside through a transmission line connected to the primary side stator. Further, the power generation device includes a power generation unit provided separately from the generator. The power generation unit includes a winding type rotor and a winding type stator that generates a rotating magnetic field for the winding type rotor based on power feeding from a predetermined power feeding unit. In addition, the housing includes a secondary rotor and a wound rotor arranged side by side in the axial direction of the receiving portion, and each rotor is incorporated so as to rotate integrally with the rotation of the receiving portion. In the main body, a primary side stator and a wound stator are arranged side by side so as to face the corresponding rotors.

上記構成によれば、巻線型誘導機を用いて発電された電力は、本体部に設けられた1次側固定子を通じて外部へと送電されるようになる。すなわち、発電について言えば、発電した電力を外部へ送電するためにハウジング及び本体部を通るような有線送電を用いる訳ではないので、ハウジングを本体部から取り外す際にハウジングと本体部間の配線の考慮が不要となる。当然、発電した電力を外部へ送電するために無線送電を用いる訳ではないので、発電した電力の損失も抑えられている。   According to the above configuration, the electric power generated using the winding induction machine is transmitted to the outside through the primary side stator provided in the main body. That is, when it comes to power generation, wired power transmission that passes through the housing and the main body is not used to transmit the generated power to the outside, so when removing the housing from the main body, the wiring between the housing and the main body No consideration is required. Naturally, since the wireless power transmission is not used to transmit the generated power to the outside, the loss of the generated power is also suppressed.

また、巻線型誘導機を用いた発電装置では、巻線型回転子及び巻線型固定子を有する発電部を別途設けることで、2次側回転子に対して回転磁界を発生させて励磁することができる。そして、こうした構成によれば、発電部については、巻線型回転子をハウジング側、巻線型固定子を本体部側にそれぞれ設けることができ、ハウジングを本体部から取り外す際にハウジングと本体部間の配線の考慮が不要となる。したがって、巻線型誘導機を用いた発電装置において、ハウジングを本体部から容易に取り外すことができる。   In addition, in a power generation apparatus using a wound induction machine, a power generation unit having a wound rotor and a wound stator can be separately provided to generate a rotating magnetic field for the secondary rotor to excite it. it can. And according to such a structure, about a power generation part, a winding type | mold rotor can be provided in a housing side and a winding type | mold stator can respectively be provided in a main body part side, When removing a housing from a main body part, between a housing and a main body part No need to consider wiring. Therefore, in the power generation device using the winding induction machine, the housing can be easily detached from the main body.

また、発電装置において、巻線型固定子は、送電線に接続されることが好ましい。
上記構成によれば、巻線型固定子が巻線型回転子に回転磁界を発生させるのに用いる電力は、送電線を流れる電力であって、発電装置が発電して外部へ送電する電力と言える。ようするに、送電線を介して巻線型固定子に給電される周波数は一定に保たれる。これにより、巻線型回転子は、その時の巻線型回転子の速度に対して、送電線から給電される電力を発生させるのに必要な回転磁界の速度との差分に応じた回転磁界を2次側回転子に発生させる。すると、2次側回転子では、1次側固定子に対する2次側回転子が発生させる回転磁界の速度が一定、すなわち送電線で要求される周波数に調整される。その結果、1次側固定子に対して2次側回転子が発生させる回転磁界の速度の変動が抑えられ、1次側固定子を通じて発電される電力の周波数の変動が抑えられるようになる。したがって、発電した電力の周波数を調整するための別途構成や処理、例えば、インバータやコンバータにかかる処理を省略することができる。
In the power generator, the wound stator is preferably connected to a power transmission line.
According to the above configuration, the power used by the wound stator to generate a rotating magnetic field in the wound rotor is the power that flows through the transmission line, and can be said to be the power that is generated by the power generator and transmitted to the outside. In this way, the frequency fed to the wound stator via the transmission line is kept constant. As a result, the wound rotor rotates the rotating magnetic field according to the difference between the speed of the wound rotor at that time and the speed of the rotating magnetic field necessary to generate the power fed from the transmission line. Generate on the side rotor. Then, in the secondary side rotor, the speed of the rotating magnetic field generated by the secondary side rotor with respect to the primary side stator is adjusted to a constant value, that is, a frequency required by the power transmission line. As a result, fluctuations in the speed of the rotating magnetic field generated by the secondary rotor with respect to the primary stator are suppressed, and fluctuations in the frequency of the electric power generated through the primary stator are suppressed. Therefore, a separate configuration or process for adjusting the frequency of the generated power, for example, a process related to an inverter or a converter can be omitted.

また、発電装置において、1次側固定子を通じて送電線に送電される電力の力率を調整する調整部を備えることが好ましい。
ところで、1次側固定子を通じて送電線に送電される電力については、その電流と電圧の位相がずれることで、力率が低下する可能性もある。そこで、上記構成のように、1次側固定子を通じて送電線に送電される電力の力率を調整可能に構成することで、送電の効率を向上させることができる。
Moreover, it is preferable to provide the adjustment part which adjusts the power factor of the electric power transmitted to a power transmission line through a primary side stator in a power generator.
By the way, about the electric power transmitted to a transmission line through a primary side stator, the power factor may fall because the phase of the electric current and voltage shifts. Therefore, as in the above configuration, the power transmission efficiency can be improved by configuring the power factor of the power transmitted to the transmission line through the primary stator so as to be adjustable.

こうした調整部を構成する手法には、本体部における1次側固定子及び巻線型固定子の何れかを周方向にずらすことが考えられる。この構成によれば、調整部の構成を本体部内で完結させることができ、ハウジングを本体部から容易に取り外すといった効果の妨げになることなく送電の効率を向上させることができる。   As a method for configuring such an adjustment unit, it is conceivable to shift either the primary side stator or the winding type stator in the main body portion in the circumferential direction. According to this configuration, the configuration of the adjustment unit can be completed within the main body, and the efficiency of power transmission can be improved without hindering the effect of easily removing the housing from the main body.

本発明によれば、ハウジングを本体部から容易に取り外すことができる。   According to the present invention, the housing can be easily detached from the main body.

発電装置の概略を示す図。The figure which shows the outline of a power generator. 図1の2−2線断面図であって特に発電機を示す図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1 and particularly shows a generator. 図1の3−3線断面図であって特に発電部を示す図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 1 and particularly shows a power generation unit. 励磁用ステータにおける調整部を示す図。The figure which shows the adjustment part in the stator for excitation. ハウジングの着脱の様子を示す図。The figure which shows the mode of attachment or detachment of a housing. 別例における発電装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the electric power generating apparatus in another example.

以下、発電装置の実施形態を説明する。
図1に示すように、本実施形態の発電装置10は、海底設置型の発電装置であって、底部11aが海底に固定される本体部としての柱状の支柱11を備える。支柱11は耐腐食性材料からなるとともに、その内部には後述する発電にかかる各種部品が収容される。支柱11の底部11aの反対側に位置する取付部11bには、ナセルやポッド等と呼ばれる円筒状のハウジング12が着脱可能に取り付けられる。ハウジング12は、樹脂材料からなるとともに、その内部には後述する発電にかかる各種部品が収容される。
Hereinafter, embodiments of the power generation device will be described.
As shown in FIG. 1, the power generation device 10 of the present embodiment is a submarine installation type power generation device, and includes a columnar column 11 as a main body with a bottom portion 11 a fixed to the seabed. The column 11 is made of a corrosion-resistant material, and various components related to power generation, which will be described later, are accommodated in the column 11. A cylindrical housing 12 called a nacelle or a pod is detachably attached to an attachment portion 11b located on the opposite side of the bottom 11a of the support column 11. The housing 12 is made of a resin material, and houses various components related to power generation described later.

発電装置10は、発電の中核をなす巻線型誘導機からなる発電機100と、発電機100が発電を行うために励磁する同じく巻線型誘導機からなる発電部101とを備える。また、発電部101は、発電機100における発電機出力、すなわちすべりに起因した容量(大きさ)で構成される。このため、発電部101は、発電機100が巻線型誘導機からなる以上は発電機100に対して少なくとも小さく構成される。例えば、発電機100がすべり10パーセント以内で発電する機能を有する場合、発電部101としては、発電機100に対して10分の1(1/10)程度の容量であればよい。なお、発電部101には、後述する電力ケーブル102から励磁に必要な電力が供給される。   The power generation apparatus 10 includes a generator 100 that is a winding induction machine that forms the core of power generation, and a power generation unit 101 that is also a winding induction machine that is excited to generate power. Further, the power generation unit 101 is configured with a generator output in the generator 100, that is, a capacity (size) due to slippage. For this reason, the power generation unit 101 is configured to be at least smaller than the power generator 100 as long as the power generator 100 is a winding induction machine. For example, when the generator 100 has a function of generating power within 10% of the slip, the power generation unit 101 may have a capacity of about 1/10 (1/10) that of the generator 100. The power generation unit 101 is supplied with power necessary for excitation from a power cable 102 described later.

こうした発電装置10で発電された電力(交流電力)は、支柱11内から海底を通って地上へと通じる電力ケーブル(送電線)102を介して地上にある給電部としての送電所103へと送電される。送電所103は、発電装置10から送電される電力を所定の供給先へと送電する。なお、送電所103は、所望の周波数の交流電力を要求するものであって、本実施形態では60Hz(ヘルツ)の交流電力を要求する。このため、本実施形態の発電装置10は、60Hzの交流電力を発電により発生可能に構成される。   The power (AC power) generated by such a power generation apparatus 10 is transmitted to a power transmission station 103 as a power feeding unit on the ground via a power cable (transmission line) 102 that leads from the inside of the support 11 to the ground through the seabed. Is done. The power transmission station 103 transmits the power transmitted from the power generation apparatus 10 to a predetermined supply destination. Note that the power transmission station 103 requests AC power having a desired frequency, and in this embodiment requests AC power of 60 Hz (Hertz). For this reason, the power generation device 10 of the present embodiment is configured to be able to generate 60 Hz AC power by power generation.

以下、発電装置10の構成について詳しく説明する。
図1及び図2に示すように、ハウジング12の外周の一部には、支柱11側(図1中、下側)に向かって開口する取付孔12aが形成される。取付孔12aには、ハウジング12を支柱11に取り付ける際、支柱11の取付部11bが嵌め込まれる。なお、取付部11bと取付孔12aの間は、これらの嵌め込みと所定のシール部材により防水される。
Hereinafter, the configuration of the power generation device 10 will be described in detail.
As shown in FIGS. 1 and 2, a mounting hole 12 a that opens toward the column 11 (downward in FIG. 1) is formed in a part of the outer periphery of the housing 12. When the housing 12 is attached to the support column 11, the attachment portion 11 b of the support column 11 is fitted into the installation hole 12 a. In addition, between the attachment part 11b and the attachment hole 12a is waterproofed by these fitting and a predetermined sealing member.

ハウジング12は、その前端12bが海流に対向するように設置され、海流の抵抗が小さくなるように、その外観が前端12bから後端12cに向かって流線型をなす。ハウジング12の内部には、受流部としての円筒状の回転体13がハウジング12に対して相対回転可能に組み付けられる。   The housing 12 is installed so that its front end 12b faces the ocean current, and its appearance is streamlined from the front end 12b to the rear end 12c so that the resistance of the ocean current is reduced. Inside the housing 12, a cylindrical rotating body 13 as a receiving portion is assembled so as to be rotatable relative to the housing 12.

また、回転体13は、ハウジング12の流線型の前から後に沿って肉薄に形成される円筒部13aを備える。円筒部13aはセラミックや繊維複合材料からなり、その外周の両端がハウジング12に固定される軸受13bにより回転可能に支持される。円筒部13aの内周には、その内側に向かって突出するように複数枚(本実施形態では、3枚)の羽根部(ブレード)13cが円筒部13aと一体回転可能に固定される。   The rotating body 13 includes a cylindrical portion 13 a that is formed thinly from the front to the rear of the streamline type of the housing 12. The cylindrical portion 13a is made of ceramic or fiber composite material, and both ends of the outer periphery thereof are rotatably supported by bearings 13b fixed to the housing 12. A plurality of (three in the present embodiment) blade portions (blades) 13c are fixed to the inner periphery of the cylindrical portion 13a so as to be integrally rotatable with the cylindrical portion 13a so as to protrude inward.

羽根部13cは、セラミックや繊維複合材料からなり、ハウジング12の流線型の前から後に沿って周方向の幅が肉厚に形成される。羽根部13cは、周方向の片側がハウジング12の軸方向と略平行に形成されるとともに、もう一方の片側がハウジング12の軸方向と斜交するように形成される。   The blade portion 13 c is made of ceramic or a fiber composite material, and has a circumferential width that is thick from the front to the rear of the streamline type of the housing 12. The blade portion 13 c is formed so that one side in the circumferential direction is substantially parallel to the axial direction of the housing 12, and the other side is oblique to the axial direction of the housing 12.

このため、羽根部13cは、ハウジング12の前端12bから海流を受けると、ハウジング12の周方向への推進力を得る。これにより、発電装置10では、ハウジング12の前端12bで海流を受けることで、羽根部13cが推進力を得て回転体13(円筒部13a)がR方向に回転する(流線型の前から後に向かって時計回り)。   For this reason, the blade | wing part 13c will acquire the thrust in the circumferential direction of the housing 12, if the ocean current is received from the front end 12b of the housing 12. FIG. As a result, in the power generation device 10, by receiving the ocean current at the front end 12 b of the housing 12, the blade portion 13 c obtains a propulsive force and the rotating body 13 (cylindrical portion 13 a) rotates in the R direction (from the streamlined front to the rear). And clockwise).

ハウジング12の内周と円筒部13aの外周の間には、円環状の収容部12dが形成される。収容部12dは、ハウジング12の軸方向に沿って形成され、その支柱11に対向する部分で取付孔12aに連通する。なお、収容部12dは、回転体13の円筒部13aを支持する両端の軸受13bの軸方向外側に設けられる所定のシール部材13dにより防水される。   An annular storage portion 12d is formed between the inner periphery of the housing 12 and the outer periphery of the cylindrical portion 13a. The accommodating portion 12 d is formed along the axial direction of the housing 12 and communicates with the mounting hole 12 a at a portion facing the support column 11. The accommodating portion 12d is waterproofed by a predetermined seal member 13d provided on the outer side in the axial direction of the bearings 13b at both ends that support the cylindrical portion 13a of the rotating body 13.

回転体13の円筒部13aの外周には、2次側回転子としての円環状の発電用ロータ14が回転体13と一体回転可能に固定される。発電用ロータ14は、その外径が収容部12dの外径とほぼ一致するように設定され、回転体13とともに回転する際、収容部12dの外周との間に摺動抵抗をほぼ発生しない外径に設定される。発電用ロータ14は、収容部12d、すなわちハウジング12に内蔵される。   An annular power generation rotor 14 as a secondary rotor is fixed to the outer periphery of the cylindrical portion 13 a of the rotating body 13 so as to be able to rotate integrally with the rotating body 13. The power generating rotor 14 is set so that the outer diameter thereof is substantially the same as the outer diameter of the housing portion 12d. When rotating together with the rotating body 13, the outer surface of the housing portion 12d does not generate any sliding resistance. Set to diameter. The power generation rotor 14 is built in the housing portion 12 d, that is, the housing 12.

また、発電用ロータ14は、円筒部13aを支持する両端の軸受13bの間(軸方向内側)であって、ハウジング12の前端12b寄りに位置するように固定される。発電用ロータ14は、径方向外方に向かって突出する複数のティースが形成されるロータコア部14aを備える。複数のティースは、ロータコア部14aの周方向に等間隔に形成される。ロータコア部14aの各ティースには、発電用2次コイル14bがそれぞれ巻回される。   Further, the power generation rotor 14 is fixed so as to be positioned between the bearings 13b at both ends supporting the cylindrical portion 13a (inward in the axial direction) and closer to the front end 12b of the housing 12. The power generation rotor 14 includes a rotor core portion 14a formed with a plurality of teeth protruding outward in the radial direction. The plurality of teeth are formed at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core portion 14a. A secondary coil 14b for power generation is wound around each tooth of the rotor core portion 14a.

図1に示すように、発電用ロータ14には、ロータコア部14aに巻回される発電用2次コイル14bのうち、ロータコア部14aからハウジング12の軸方向に突出する端部14c、所謂、コイルエンドが形成される。   As shown in FIG. 1, the power generation rotor 14 includes a power generation secondary coil 14 b wound around the rotor core portion 14 a, an end portion 14 c protruding from the rotor core portion 14 a in the axial direction of the housing 12, a so-called coil. An end is formed.

また、回転体13の円筒部13aの外周には、巻線型回転子としての円環状の励磁用ロータ15がスペーサ16を介して回転体13と一体回転可能に固定される。励磁用ロータ15は、スペーサ16を介したその外径が収容部12dの外径とほぼ一致するように設定され、回転体13とともに回転する際、収容部12dの外周との間に摺動抵抗をほぼ発生しない外径に設定される。励磁用ロータ15は、収容部12d、すなわちハウジング12に内蔵される。   An annular excitation rotor 15 as a winding type rotor is fixed to the outer periphery of the cylindrical portion 13 a of the rotating body 13 via a spacer 16 so as to be integrally rotatable with the rotating body 13. The excitation rotor 15 is set so that its outer diameter via the spacer 16 substantially coincides with the outer diameter of the accommodating portion 12d, and when it rotates with the rotating body 13, it slides between the outer periphery of the accommodating portion 12d. Is set to an outer diameter that does not substantially generate. The exciting rotor 15 is built in the housing portion 12 d, that is, the housing 12.

また、励磁用ロータ15及びスペーサ16は、円筒部13aを支持する両端の軸受13bの間(軸方向内側)であって、発電用ロータ14よりもハウジング12の後端12c寄りに位置するように固定される。励磁用ロータ15は、径方向外方に向かって突出する複数のティースが形成されるロータコア部15aを備える。複数のティースは、ロータコア部15aの周方向に等間隔に形成される。ロータコア部15aの各ティースには、励磁用2次コイル15bがそれぞれ巻回される。また、励磁用2次コイル15bの各相は、発電用2次コイル14bの各相に接続される。   Further, the excitation rotor 15 and the spacer 16 are located between the bearings 13b at both ends supporting the cylindrical portion 13a (inward in the axial direction) and closer to the rear end 12c of the housing 12 than the power generation rotor 14 is. Fixed. The exciting rotor 15 includes a rotor core portion 15a formed with a plurality of teeth protruding outward in the radial direction. The plurality of teeth are formed at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core portion 15a. A secondary coil for excitation 15b is wound around each tooth of the rotor core portion 15a. Each phase of the excitation secondary coil 15b is connected to each phase of the power generation secondary coil 14b.

図1に示すように、励磁用ロータ15には、ロータコア部15aに巻回される励磁用2次コイル15bのうち、ロータコア部15aからハウジング12の軸方向に突出する端部15c、所謂、コイルエンドが形成される。   As shown in FIG. 1, the excitation rotor 15 includes an end portion 15c protruding from the rotor core portion 15a in the axial direction of the housing 12 out of the excitation secondary coil 15b wound around the rotor core portion 15a, a so-called coil. An end is formed.

また、収容部12dであって、円筒部13aを支持する両端の軸受13bの間(軸方向内側)であって、励磁用ロータ15よりもハウジング12の後端12c寄りには、ブレーキ部104が設けられる。ブレーキ部104は、回転体13の回転が停止するように制動力を発生させるとともに、回転を停止させた回転体13をハウジング12に対して一時的に固定させる機能を有する。   Also, the brake portion 104 is a housing portion 12d between the bearings 13b at both ends that support the cylindrical portion 13a (inner side in the axial direction) and closer to the rear end 12c of the housing 12 than the excitation rotor 15. Provided. The brake unit 104 has a function of generating a braking force so as to stop the rotation of the rotating body 13 and temporarily fixing the rotating body 13 whose rotation is stopped to the housing 12.

また、図1及び図2に示すように、ハウジング12の取付孔12aにおいて、発電用ロータ14に対向する位置には、支柱11の取付部11bが配置される。そして、取付部11bには、その表面に沿うように1次側固定子としての扇状の発電用ステータ17が配置される。なお、発電用ロータ14に対抗する発電用ステータ17の表面は、非磁性かつ非導電性の部材で覆われることで、防水が施されている。発電用ステータ17は、発電用ロータ14との間に若干の隙間(ギャップ)を有して配置される。発電用ステータ17は、取付部11b、すなわち支柱11に埋設される。   As shown in FIGS. 1 and 2, a mounting portion 11 b of the support column 11 is disposed at a position facing the power generation rotor 14 in the mounting hole 12 a of the housing 12. And the fan-shaped stator 17 for electric power generation as a primary side stator is arrange | positioned along the surface at the attaching part 11b. In addition, the surface of the power generation stator 17 that opposes the power generation rotor 14 is covered with a nonmagnetic and nonconductive member to be waterproofed. The power generation stator 17 is disposed with a slight gap (gap) between the power generation rotor 14 and the power generation rotor 14. The power generation stator 17 is embedded in the mounting portion 11 b, that is, the column 11.

図2に示すように、発電用ステータ17は、発電用ロータ14の周の半分以下の角度範囲Aに形成される。本実施形態の発電装置10は、三相交流で構成するものである。このため、上記角度範囲Aは、支柱11内に収まる範囲であって、各相に対応するコイルが同セットずつ巻回可能な範囲を少なくとも有する。なお、本実施形態の上記角度範囲Aは、U相、V相、W相のそれぞれに対応するコイルが2セットずつ巻回可能な範囲を有する。   As shown in FIG. 2, the power generation stator 17 is formed in an angle range A that is equal to or less than half of the circumference of the power generation rotor 14. The power generation device 10 of the present embodiment is configured by a three-phase alternating current. For this reason, the said angle range A is a range which is settled in the support | pillar 11, Comprising: It has at least the range which can wind the coil corresponding to each phase by the same set. The angle range A of the present embodiment has a range in which two sets of coils corresponding to each of the U phase, the V phase, and the W phase can be wound.

発電用ステータ17は、径方向内方に向かって突出する複数のティースが形成されるステータコア部17aを備える。複数のティースは、ステータコア部17aの周方向に等間隔に形成される。本実施形態では、上述したように、各相に対応するティースが2セットずつとなるように6つのティースが形成される。ステータコア部17aの各ティースには、発電用1次コイル17bとして、各相に対応するコイルが2セットずつそれぞれ巻回される。そして、各相に対応する発電用1次コイル17bは、電力ケーブル102に接続される。   The power generation stator 17 includes a stator core portion 17a formed with a plurality of teeth protruding inward in the radial direction. The plurality of teeth are formed at equal intervals in the circumferential direction of the stator core portion 17a. In the present embodiment, as described above, six teeth are formed so that there are two sets of teeth corresponding to each phase. Two sets of coils corresponding to each phase are wound around each tooth of the stator core portion 17a as the primary coil for power generation 17b. The power generation primary coil 17 b corresponding to each phase is connected to the power cable 102.

図1に示すように、発電用ステータ17には、ステータコア部17aに巻回される発電用1次コイル17bのうち、ステータコア部17aからハウジング12の軸方向に突出する端部17c、所謂、コイルエンドが形成される。   As shown in FIG. 1, the power generation stator 17 includes a power generation primary coil 17 b wound around the stator core portion 17 a, an end portion 17 c protruding from the stator core portion 17 a in the axial direction of the housing 12, a so-called coil. An end is formed.

また、図1及び図3に示すように、ハウジング12の取付孔12aにおいて、励磁用ロータ15に対向する位置に配置される取付部11bには、その表面に沿うように巻線型固定子としての扇状の励磁用ステータ18が配置される。励磁用ステータ18は、励磁用ロータ15との間に若干の隙間(ギャップ)を有して配置される。なお、励磁用ロータ15に対抗する励磁用ステータ18の表面は、非磁性かつ非導電性の部材で覆われることで、防水が施されている。励磁用ステータ18は、取付部11b、すなわち支柱11に埋設される。   As shown in FIGS. 1 and 3, the mounting portion 11 b disposed at a position facing the exciting rotor 15 in the mounting hole 12 a of the housing 12 has a winding-type stator along the surface thereof. A fan-shaped excitation stator 18 is arranged. The excitation stator 18 is arranged with a slight gap (gap) between the excitation rotor 15 and the excitation rotor 15. The surface of the exciting stator 18 that opposes the exciting rotor 15 is covered with a non-magnetic and non-conductive member to be waterproof. The exciting stator 18 is embedded in the mounting portion 11 b, that is, the column 11.

図3に示すように、励磁用ステータ18は、励磁用ロータ15の周の半分以下の角度範囲Bに形成される。上述したように、本実施形態の発電装置10は、三相交流で構成するものである。このため、上記角度範囲Bは、支柱11内に収まる範囲であって、各相に対応するコイルが同セットずつ巻回可能な範囲を少なくとも有する。なお、本実施形態の上記角度範囲Bは、U相、V相、W相のそれぞれに対応するコイルが2セットずつ巻回可能な範囲を有する。また、上記角度範囲Bは、支柱11内で励磁用ステータ18が角度範囲Cの間で周方向に沿って回動可能な余裕を有する。角度範囲Cは、力率を調整することができるとして経験的に導かれる最大範囲(例えば、後述するステータコア部18aのティース1つ分等)に設定される。   As shown in FIG. 3, the excitation stator 18 is formed in an angle range B that is less than half of the circumference of the excitation rotor 15. As described above, the power generation apparatus 10 of the present embodiment is configured with a three-phase alternating current. For this reason, the said angle range B is a range which is settled in the support | pillar 11, Comprising: It has at least the range which can wind the coil corresponding to each phase by the same set. The angle range B of the present embodiment has a range in which two sets of coils corresponding to each of the U phase, the V phase, and the W phase can be wound. Further, the angle range B has a margin in which the excitation stator 18 can rotate in the circumferential direction between the angle ranges C in the support column 11. The angle range C is set to a maximum range that is empirically derived that the power factor can be adjusted (for example, one tooth of a stator core portion 18a described later).

励磁用ステータ18は、径方向内方に向かって突出する複数のティースが形成されるステータコア部18aを備える。複数のティースは、ステータコア部18aの周方向に等間隔に形成される。本実施形態では、発電用ステータ17同様、6つのティースが形成される。ステータコア部18aの各ティースには、励磁用1次コイル18bとして、各相に対応するコイルが2セットずつそれぞれ巻回される。そして、各相に対応する励磁用1次コイル18bは、制御部19を介して電力ケーブル102に接続される。   The exciting stator 18 includes a stator core portion 18a formed with a plurality of teeth protruding inward in the radial direction. The plurality of teeth are formed at equal intervals in the circumferential direction of the stator core portion 18a. In the present embodiment, as with the power generation stator 17, six teeth are formed. Two sets of coils corresponding to each phase are wound around each tooth of the stator core portion 18a as the exciting primary coil 18b. The excitation primary coil 18 b corresponding to each phase is connected to the power cable 102 via the control unit 19.

制御部19は、電力ケーブル102から電力を引き出して、励磁用ステータ18が励磁用ロータ15に回転磁界を発生させるように各相の励磁用1次コイル18bへの電力供給を制御する。すなわち、制御部19は、発電装置10で発電した電力を用いて励磁用ロータ15に対して回転磁界を発生させる。なお、制御部19を通る電力は、励磁用ロータ15の回転速度が遅い場合、送電所103から電力を引き込んで励磁用ロータ15に対して回転磁界を発生させる。また、制御部19を通る電力は、励磁用ロータ15の回転速度が速い場合、送電所103側へ供給される。   The control unit 19 draws power from the power cable 102 and controls the power supply to the excitation primary coil 18 b of each phase so that the excitation stator 18 generates a rotating magnetic field in the excitation rotor 15. That is, the control unit 19 generates a rotating magnetic field for the excitation rotor 15 using the electric power generated by the power generation device 10. The electric power passing through the control unit 19 draws electric power from the power transmission station 103 and generates a rotating magnetic field for the excitation rotor 15 when the rotation speed of the excitation rotor 15 is slow. The electric power passing through the control unit 19 is supplied to the power transmission station 103 side when the rotation speed of the excitation rotor 15 is high.

図1に示すように、励磁用ステータ18には、ステータコア部18aに巻回される励磁用1次コイル18bのうち、ステータコア部18aからハウジング12の軸方向に突出する端部18c、所謂、コイルエンドが形成される。   As shown in FIG. 1, the exciting stator 18 includes an end portion 18c protruding from the stator core portion 18a in the axial direction of the housing 12 out of the exciting primary coil 18b wound around the stator core portion 18a, a so-called coil. An end is formed.

また、励磁用ステータ18には、該励磁用ステータ18を支柱11内で周方向に沿って回動させる動力を発生させる調整部20が機械的に連結される。調整部20は、励磁用ステータ18よりも支柱11の底部11a側の支柱11内に収容される。   The exciting stator 18 is mechanically connected to an adjusting unit 20 that generates power for rotating the exciting stator 18 in the column 11 along the circumferential direction. The adjustment unit 20 is accommodated in the column 11 on the bottom 11a side of the column 11 with respect to the excitation stator 18.

ここで、調整部20の構成について詳しく説明する。
図4に示すように、調整部20は、調整爪21と、駆動源となるモータ22と、ウォームギヤ23とを備える。調整爪21は、励磁用ステータ18における支柱11の底部11a側に一体移動可能に固定される。調整爪21の先端には、ねじ溝21aが形成される。モータ22には、例えば、三相のブラシ付きモータが採用される。ウォームギヤ23は、モータ22に対して出力軸22aを介して連結されるとともに、歯部23aとねじ溝21aとの噛合を通じて調整爪21に連結される。
Here, the configuration of the adjustment unit 20 will be described in detail.
As shown in FIG. 4, the adjustment unit 20 includes an adjustment claw 21, a motor 22 serving as a drive source, and a worm gear 23. The adjustment claw 21 is fixed to the bottom portion 11a side of the support column 11 in the excitation stator 18 so as to be movable together. A screw groove 21 a is formed at the tip of the adjustment claw 21. As the motor 22, for example, a three-phase motor with a brush is employed. The worm gear 23 is connected to the motor 22 via the output shaft 22a, and is connected to the adjustment claw 21 through meshing of the tooth portion 23a and the screw groove 21a.

そして、調整部20は、モータ22の回転をウォームギヤ23に伝達することによりそのモータトルクを動力として励磁用ステータ18に付与する。こうしたモータ22が付与する動力は、励磁用ステータ18をX方向に回動させる動力として作用する。   The adjusting unit 20 transmits the rotation of the motor 22 to the worm gear 23 to apply the motor torque to the excitation stator 18 as power. The power applied by the motor 22 acts as power for rotating the excitation stator 18 in the X direction.

こうした調整部20の動作は、制御部19が制御する。電力ケーブル102の途中には、電力ケーブル102に流れる電力の位相、すなわち電流と電圧の位相を検出する位相検出部24が設けられる。位相検出部24は、電力ケーブル102に流れる電力位相に応じた信号を制御部19に出力する。   The operation of the adjusting unit 20 is controlled by the control unit 19. In the middle of the power cable 102, a phase detection unit 24 that detects the phase of power flowing through the power cable 102, that is, the phase of current and voltage, is provided. The phase detection unit 24 outputs a signal corresponding to the power phase flowing through the power cable 102 to the control unit 19.

そして、制御部19は、位相検出部24からの信号に基づいてモータ22を駆動制御する。具体的に、制御部19は、電流と電圧の位相から力率を演算し、その演算結果に応じて、マップを用いてモータ制御信号Smを演算してモータ22の回転角度を制御する。そして、制御部19は、電流と電圧の位相の力率が所定の力率(本実施形態では「1」)となるように、フィードバック制御する。   Then, the control unit 19 drives and controls the motor 22 based on the signal from the phase detection unit 24. Specifically, the control unit 19 calculates a power factor from the phase of current and voltage, and calculates a motor control signal Sm using a map according to the calculation result to control the rotation angle of the motor 22. Then, the control unit 19 performs feedback control so that the power factor of the phase of the current and voltage becomes a predetermined power factor (“1” in the present embodiment).

こうしてモータ22が発生させるモータトルクによりウォームギヤ23がY方向に回転し、その回転を受けた調整爪21がZ方向に移動する。この調整爪21の移動に伴って励磁用ステータ18がX方向に回動することで、発電装置10が発電する電力の力率を調整可能にしている。   Thus, the worm gear 23 is rotated in the Y direction by the motor torque generated by the motor 22, and the adjustment pawl 21 that receives the rotation moves in the Z direction. As the adjustment claw 21 moves, the excitation stator 18 rotates in the X direction, so that the power factor of the electric power generated by the power generation apparatus 10 can be adjusted.

このように構成された発電装置10は、以下のようにして発電する。
発電装置10において、海流を受けることで回転体13が回転すると、発電用ロータ14及び励磁用ロータ15が回転体13とともに回転する。一方、励磁用ステータ18は、制御部19が常時、60Hzの電力を供給することに基づく回転磁界を励磁用ロータ15に発生させる。これにより、励磁用ロータ15には、その時の励磁用ロータ15の回転速度と、励磁用ステータ18が発生させる回転磁界の速度との差分に応じた周波数の電圧が誘起される。
The power generation apparatus 10 configured as described above generates power as follows.
In the power generation apparatus 10, when the rotating body 13 rotates by receiving the ocean current, the power generation rotor 14 and the excitation rotor 15 rotate together with the rotating body 13. On the other hand, the exciting stator 18 causes the exciting rotor 15 to generate a rotating magnetic field based on the controller 19 constantly supplying 60 Hz power. As a result, a voltage having a frequency corresponding to the difference between the rotational speed of the exciting rotor 15 at that time and the speed of the rotating magnetic field generated by the exciting stator 18 is induced in the exciting rotor 15.

続いて、励磁用ロータ15は、励磁用ステータ18により電流が誘導されることで、回転磁界を発生させることになり、この回転磁界が、ハウジング12の軸方向に沿って並べて配置される発電用ロータ14に電流を流す。すなわち、励磁用ロータ15(発電部101)が発電用ロータ14(発電機100)を励磁する。これにより、発電用ステータ17には、発電用ロータ14が発生させる回転磁界の速度に応じた周波数の電圧が誘起される。その結果、発電装置10では、発電用ステータ17に誘起される電圧に基づく電力が発電される。   Subsequently, the exciting rotor 15 generates a rotating magnetic field when current is induced by the exciting stator 18, and this rotating magnetic field is arranged side by side along the axial direction of the housing 12. An electric current is passed through the rotor 14. That is, the excitation rotor 15 (power generation unit 101) excites the power generation rotor 14 (generator 100). As a result, a voltage having a frequency corresponding to the speed of the rotating magnetic field generated by the power generation rotor 14 is induced in the power generation stator 17. As a result, the power generation apparatus 10 generates power based on the voltage induced in the power generation stator 17.

また、本実施形態において、励磁用ロータ15の回転速度と、励磁用ステータ18が発生させる回転磁界の速度との差分に応じて誘起される周波数の電圧は、発電用ロータ14及び励磁用ロータ15の実際の回転に基づき発電部101で回生して得られた電力と言える。   In the present embodiment, the voltage of the frequency induced according to the difference between the rotation speed of the excitation rotor 15 and the speed of the rotating magnetic field generated by the excitation stator 18 is the power generation rotor 14 and the excitation rotor 15. It can be said that the electric power is regenerated by the power generation unit 101 based on the actual rotation.

例えば、図2に示す矢印S3は送電所103が要求する60Hzの電力を発電可能な回転磁界の速度を意味し、矢印S1は実際の発電用ロータ14及び励磁用ロータ15の回転速度による回転磁界の速度を意味する。この場合、励磁用ロータ15には、矢印S3と矢印S1との差分に応じた周波数の電圧が誘起され、矢印S0に相当する電力が発電部101で回生される。この矢印S0に相当する電力に基づく電流が励磁用ロータ15を通じて発電用ロータ14に回転磁界を発生させることで、矢印S1の速度の回転磁界に矢印S2分の回転磁界が重畳される。その結果、発電用ロータ14は、実際の発電用ロータ14の回転による矢印S1の速度と、励磁用ロータ15(発電部101)が発生させる回転磁界による矢印S2の速度とを足し合わせた矢印S3の速度、すなわち60Hzの電力を発電可能な速度の回転磁界を発生させる。   For example, the arrow S3 shown in FIG. 2 means the speed of the rotating magnetic field capable of generating the 60 Hz power required by the power transmission station 103, and the arrow S1 indicates the rotating magnetic field depending on the actual rotating speed of the power generation rotor 14 and the excitation rotor 15. Means speed. In this case, a voltage having a frequency corresponding to the difference between the arrow S3 and the arrow S1 is induced in the excitation rotor 15, and electric power corresponding to the arrow S0 is regenerated by the power generation unit 101. The current based on the electric power corresponding to the arrow S0 generates a rotating magnetic field in the power generating rotor 14 through the exciting rotor 15, so that the rotating magnetic field for the arrow S2 is superimposed on the rotating magnetic field at the speed indicated by the arrow S1. As a result, the power generation rotor 14 adds the speed of the arrow S1 due to the actual rotation of the power generation rotor 14 and the speed of the arrow S2 due to the rotating magnetic field generated by the excitation rotor 15 (power generation unit 101). , That is, a rotating magnetic field having a speed capable of generating electric power of 60 Hz.

以上に説明した発電装置10によれば、以下の(1)〜(6)に示す作用及び効果を奏する。
(1)本実施形態によれば発電機100については、発電用ロータ14をハウジング12側、発電用ステータ17を支柱11側にそれぞれ設けるようにしている。そして、発電装置10で発電された電力は、支柱11に設けられた発電用ステータ17から電力ケーブル102を通じて送電所103へと送電される。すなわち、発電について言えば、発電した電力を送電所103へ送電するためにハウジング12及び支柱11を通るような有線送電を用いる訳ではないので、ハウジング12を支柱11から取り外す際にハウジング12と支柱11間の配線の考慮が不要となる。当然、発電した電力を外部へ送電するために無線送電を用いる訳ではないので、発電した電力の損失も抑えられている。
According to the electric power generating apparatus 10 demonstrated above, there exists an effect | action and effect shown to the following (1)-(6).
(1) According to the present embodiment, the generator 100 is provided with the generator rotor 14 on the housing 12 side and the generator stator 17 on the column 11 side. The electric power generated by the power generation device 10 is transmitted from the power generation stator 17 provided on the support 11 to the power transmission station 103 through the power cable 102. That is, when it comes to power generation, wired power transmission that passes through the housing 12 and the column 11 is not used to transmit the generated power to the power transmission station 103, so the housing 12 and the column are removed when the housing 12 is removed from the column 11. It is not necessary to consider the wiring between 11. Naturally, since the wireless power transmission is not used to transmit the generated power to the outside, the loss of the generated power is also suppressed.

また、本実施形態の発電装置10では、励磁用ロータ15及び励磁用ステータ18を有する発電部101を別途設けることで、発電用ロータ14に対して回転磁界を発生させて励磁することができる。そして、本実施形態によれば、発電部101については、励磁用ロータ15をハウジング12側、励磁用ステータ18を支柱11側にそれぞれ設けることができ、ハウジング12を支柱11から取り外す際にハウジング12と支柱11間の配線の考慮が不要となる。   Further, in the power generation apparatus 10 of the present embodiment, the power generation rotor 101 can be excited by generating a rotating magnetic field by separately providing the power generation unit 101 having the excitation rotor 15 and the excitation stator 18. According to the present embodiment, with respect to the power generation unit 101, the excitation rotor 15 can be provided on the housing 12 side and the excitation stator 18 can be provided on the support 11 side, and the housing 12 is removed when the housing 12 is removed from the support 11. And the wiring between the support columns 11 need not be considered.

すなわち、図5に示すように、例えば、ハウジング12のメンテナンス又はハウジング12内の部品の故障の際に、ハウジング12を支柱11から取り外す作業が行われる。こうした取り外しには、まず作業の安全性確保のため、ブレーキ部104により回転体13をハウジング12に対して固定することで、ハウジング12に対する回転体13の相対回転を不能にする。そして、ハウジング12を支柱11から引き離すように引き抜くことで、支柱11の取付部11bがハウジング12の取付孔12aから抜き出されてハウジング12が支柱11から取り外される。したがって、巻線型誘導機を用いた発電装置10において、ハウジング12を支柱11から容易に取り外すことができる。   That is, as shown in FIG. 5, for example, when the housing 12 is maintained or a component in the housing 12 is broken, an operation of removing the housing 12 from the column 11 is performed. For such removal, first, the rotating body 13 is fixed to the housing 12 by the brake unit 104 to ensure the safety of the work, thereby making the relative rotation of the rotating body 13 with respect to the housing 12 impossible. Then, by pulling the housing 12 away from the support column 11, the mounting portion 11 b of the support column 11 is extracted from the mounting hole 12 a of the housing 12 and the housing 12 is removed from the support column 11. Therefore, in the power generation apparatus 10 using the winding induction machine, the housing 12 can be easily detached from the support column 11.

一方、ハウジング12のメンテナンス完了後又はハウジング12の修理完了の際に、ハウジング12を支柱11に取り付ける作業が行われる。こうした取付には、取り外しと同様、ブレーキ部104により回転体13をハウジング12に対して固定して作業の安全性を確保する。そして、ハウジング12を支柱11に嵌め込むことで、支柱11の取付部11bがハウジング12の取付孔12aに嵌め込まれてハウジング12が支柱11に取り付けられる。したがって、巻線型誘導機を用いた発電装置10において、ハウジング12を支柱11に容易に取り付けることができる。   On the other hand, after the maintenance of the housing 12 is completed or when the repair of the housing 12 is completed, an operation of attaching the housing 12 to the column 11 is performed. In such attachment, as in the case of removal, the rotating body 13 is fixed to the housing 12 by the brake portion 104 to ensure work safety. Then, by fitting the housing 12 into the column 11, the mounting portion 11 b of the column 11 is fitted into the mounting hole 12 a of the housing 12, and the housing 12 is attached to the column 11. Therefore, the housing 12 can be easily attached to the column 11 in the power generation apparatus 10 using the winding induction machine.

(2)また、本実施形態の発電部101については、励磁用ロータ15をハウジング12側、励磁用ステータ18を支柱11側にそれぞれ設けるといった、所謂、トランス結線方式の回路と等価な構成をなしている。このため、本実施形態では、励磁用ロータ15(発電部101)を励磁するために、インバータやコンバータ、その他、スリップリング等の構成が不要になる。したがって、発電装置10の構成部品の削減に寄与し、発電装置10のメンテナンスの観点でも有利となる。   (2) Further, the power generation unit 101 of the present embodiment has a configuration equivalent to a so-called transformer connection type circuit in which the excitation rotor 15 is provided on the housing 12 side and the excitation stator 18 is provided on the support column 11 side. ing. For this reason, in this embodiment, in order to excite the excitation rotor 15 (electric power generation part 101), configurations, such as an inverter, a converter, and a slip ring, become unnecessary. Therefore, it contributes to the reduction of the components of the power generation device 10 and is advantageous from the viewpoint of maintenance of the power generation device 10.

(3)本実施形態の発電装置10のように、海流に依存する回転体13の回転は、風力等に比べて変動が少ないものの一定とは言えず、刻一刻と変化する。一方、電力ケーブル102を介して励磁用ステータ18に供給される周波数は一定に保たれる。   (3) Like the power generation apparatus 10 of the present embodiment, the rotation of the rotating body 13 that depends on the ocean current is less constant than that of wind power or the like, but is not constant and changes every moment. On the other hand, the frequency supplied to the exciting stator 18 via the power cable 102 is kept constant.

このため、図2に示すように、矢印S1が増減すれば、矢印S0、すなわち矢印S2が矢印S1の増減に応じた増減をする。すると、励磁用ステータ18により励磁用ロータ15に対して発生させる回転磁界は一定に保たれる。その結果、発電用ステータ17に対する発電用ロータ14が発生させる回転磁界の速度の変動が抑えられ、発電用ステータ17に誘起される電圧の周波数の変動が抑えられるようになる。したがって、発電した電力の周波数を調整するための別途構成や処理、例えば、インバータやコンバータにかかる処理を省略することができる。   Therefore, as shown in FIG. 2, if the arrow S1 increases or decreases, the arrow S0, that is, the arrow S2 increases or decreases according to the increase or decrease of the arrow S1. Then, the rotating magnetic field generated with respect to the exciting rotor 15 by the exciting stator 18 is kept constant. As a result, fluctuations in the speed of the rotating magnetic field generated by the power generation rotor 14 with respect to the power generation stator 17 are suppressed, and fluctuations in the frequency of the voltage induced in the power generation stator 17 are suppressed. Therefore, a separate configuration or process for adjusting the frequency of the generated power, for example, a process related to an inverter or a converter can be omitted.

(4)ところで、発電用ステータ17を通じて電力ケーブル102に送電される電力については、その電流と電圧の位相がずれることで、力率が低下する可能性もある。そこで、調整部20を設けて発電用ステータ17を通じて電力ケーブル102に送電される電力の力率を調整可能に構成することで、送電の効率を向上させることができる。   (4) By the way, as for the power transmitted to the power cable 102 through the power generation stator 17, the power factor may be lowered due to the phase of the current and the voltage being shifted. Therefore, the power transmission efficiency can be improved by providing the adjustment unit 20 so that the power factor of the power transmitted to the power cable 102 through the power generation stator 17 can be adjusted.

(5)本実施形態の調整部20は、支柱11における励磁用ステータ18を周方向にずらすように構成される。これにより、調整部20の構成を支柱11内で完結させることができ、ハウジング12を支柱11から容易に取り外すといった効果の妨げになることなく送電の効率を向上させることができる。   (5) The adjustment unit 20 of the present embodiment is configured to shift the excitation stator 18 in the column 11 in the circumferential direction. Thereby, the structure of the adjustment part 20 can be completed within the support | pillar 11, and the efficiency of power transmission can be improved, without interfering with the effect that the housing 12 is easily removed from the support | pillar 11.

(6)特に、励磁用ステータ18を含む発電部101は、発電機100に比べて小さい構成である。すなわち、調整部20については比較的に小さい構成とされる発電部101の要素をずらせばよいので、これにかかる構成の大型化を抑えることができる。   (6) In particular, the power generation unit 101 including the excitation stator 18 has a smaller configuration than the generator 100. That is, since the adjustment unit 20 has only to shift the elements of the power generation unit 101 having a relatively small configuration, an increase in the size of the configuration according to this can be suppressed.

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・調整部20では、発電用ステータ17及び励磁用ステータ18の何れかを対象にずらすことができればよく、例えば、発電用ステータ17をずらすようにしてもよい。なお、仮に発電装置10の仕様や発電する電力の条件により発電機100が発電部101よりも小さく構成されるのであれば、調整部20にて発電機100を構成する発電用ステータ17を対象にずらすことでより効果的になる。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
The adjustment unit 20 only needs to be able to shift either the power generation stator 17 or the excitation stator 18. For example, the power generation stator 17 may be shifted. If the generator 100 is configured to be smaller than the power generation unit 101 according to the specifications of the power generation device 10 and the conditions of the power to be generated, the adjustment unit 20 targets the power generation stator 17 that constitutes the generator 100. More effective by shifting.

・上記実施形態では、調整部20を機械的な構成で実現を図ったが、可変容量コンデンサを用いて電流と電圧の位相を変化させて力率を調整するといった電気的な構成で実現を図ることもできる。   In the above embodiment, the adjustment unit 20 is realized with a mechanical configuration. However, the adjustment unit 20 is realized with an electrical configuration in which a variable capacitor is used to change the phase of current and voltage to adjust the power factor. You can also.

・力率を無視してもよい状況で用いるような発電装置では、調整部20を省略することもできる。
・励磁用ステータ18への給電方法は、送電所103とは別に設けられる送電所や電源から給電されていてもよい。
In the power generation apparatus used in a situation where the power factor may be ignored, the adjustment unit 20 can be omitted.
As a method for supplying power to the excitation stator 18, power may be supplied from a power transmission station or a power source provided separately from the power transmission station 103.

・支柱11は、ハウジング12の周方向の半分以上を囲むように構成されてもよい。この場合には、ハウジング12を囲む範囲で発電用ステータ17及び励磁用ステータ18のティースの形成数を増やすことができるようになり、発電の体積効率向上を図ることができる。なお、支柱11がハウジング12を1周囲むように構成する場合には、ハウジング12を支柱11から着脱する際、軸方向にスライドさせたりできるように構成すればよい。   -The support | pillar 11 may be comprised so that the half or more of the circumferential direction of the housing 12 may be enclosed. In this case, the number of teeth formed in the power generation stator 17 and the excitation stator 18 can be increased within the range surrounding the housing 12, and the volumetric efficiency of power generation can be improved. In the case where the support column 11 is configured so as to surround the housing 12, the support column 12 may be configured to be slid in the axial direction when the housing 12 is detached from the support column 11.

・上記実施形態は、海流を用いて発電するものであったが、その他、潮流や風力等のように流体を用いて発電するものへ適用可能である。この場合でも、上記実施形態同様、ハウジングを支柱から容易に取り外すことができる等の効果を奏する。   -Although the above-mentioned embodiment generated electricity using a sea current, it is applicable to what generates electricity using a fluid like a tidal current or a wind power. Even in this case, there is an effect that the housing can be easily detached from the support column as in the above embodiment.

・図6に示すように、発電用ステータ17は、直線状のステータコア部17aから発電用ロータ14に向かって複数本のティースを平行に延ばした櫛状に形成してもよい。この場合でも、上記実施形態同様、ハウジングを支柱から容易に取り外すことができる等の効果を奏する。なお、本別例では、発電用1次コイル17bを巻回するスペースに関して言えば、外側のティース程、コイルの巻幅を細くすることができ、支柱11の幅の縮小化を図ることができる。   As shown in FIG. 6, the power generation stator 17 may be formed in a comb shape in which a plurality of teeth are extended in parallel from the linear stator core portion 17 a toward the power generation rotor 14. Even in this case, there is an effect that the housing can be easily detached from the support column as in the above embodiment. In addition, in this another example, regarding the space for winding the primary coil for power generation 17b, the winding width of the coil can be made thinner as the outer teeth, and the width of the column 11 can be reduced. .

次に、上記実施形態及び別例(変形例)から把握できる技術的思想について以下に追記する。
(イ)前記発電部は、前記発電機に比べて小さい構成であって、前記調整部は、前記本体部における前記巻線型固定子を周方向にずらす構成を有する。この構成によれば、調整部については比較的に小さい構成とされる発電部の要素をずらせばよいので、これにかかる構成の大型化を抑えることができる。
Next, a technical idea that can be grasped from the above-described embodiment and another example (modification) will be additionally described below.
(A) The power generation unit has a configuration smaller than that of the generator, and the adjustment unit has a configuration in which the wound stator in the main body is shifted in the circumferential direction. According to this configuration, it is only necessary to shift the elements of the power generation unit having a relatively small configuration with respect to the adjustment unit, and thus it is possible to suppress an increase in the size of the configuration related to this.

10…発電装置、11…支柱(本体部)、12…ハウジング、13…回転体(受流部)、14…発電用ロータ(2次側回転子)、15…発電用ステータ(1次側回転子)、17…励磁用ロータ(巻線型回転子)、18…励磁用ステータ(巻線型固定子)、20…調整部、100…発電機、101…発電部、102…電力ケーブル(送電線)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric power generating apparatus, 11 ... Support | pillar (body part), 12 ... Housing, 13 ... Rotating body (receiving part), 14 ... Rotor for electric power generation (secondary side rotor), 15 ... Stator for electric power generation (primary side rotation) ), 17 ... Excitation rotor (winding rotor), 18 ... Excitation stator (winding stator), 20 ... Adjustment unit, 100 ... Generator, 101 ... Power generation unit, 102 ... Power cable (transmission line) .

Claims (4)

流体の流れを受けることにより回転する受流部と、前記受流部が装着されるハウジングと、前記ハウジングが着脱される本体部と、1次側固定子と2次側回転子とを有する巻線型誘導機を用いた発電機とを備え、発電した電力を前記1次側固定子に接続される送電線を通じて外部へ送電する発電装置において、
前記発電機とは別に設けられる発電部を備え、
前記発電部は、巻線型回転子と、所定の給電部からの給電に基づき前記巻線型回転子に対して回転磁界を発生させる巻線型固定子とを含み、
前記ハウジングには、前記2次側回転子と前記巻線型回転子とが前記受流部の軸方向に並べて配置されるとともに前記受流部の回転に伴って各回転子が一体回転可能に内蔵され、
前記本体部には、前記1次側固定子と前記巻線型固定子とがそれぞれ対応する回転子に対向して並べて配置されることを特徴とする発電装置。
A winding having a receiving portion that rotates by receiving a fluid flow, a housing to which the receiving portion is mounted, a main body portion to which the housing is attached and detached, a primary side stator, and a secondary side rotor. A generator using a linear induction machine, wherein the generated power is transmitted to the outside through a transmission line connected to the primary stator,
A power generation unit provided separately from the generator,
The power generation unit includes a winding rotor, and a winding stator that generates a rotating magnetic field for the winding rotor based on power feeding from a predetermined power feeding unit,
In the housing, the secondary rotor and the winding rotor are arranged side by side in the axial direction of the receiving portion, and the respective rotors are incorporated so as to rotate together with the rotation of the receiving portion. And
The power generator according to claim 1, wherein the primary side stator and the winding type stator are arranged side by side facing the corresponding rotor in the main body portion.
前記巻線型固定子は、前記送電線に接続される請求項1に記載の発電装置。   The power generator according to claim 1, wherein the wound stator is connected to the power transmission line. 前記1次側固定子を通じて前記送電線に送電される電力の力率を調整する調整部を備える請求項1又は請求項2に記載の発電装置。   The power generation device according to claim 1, further comprising an adjustment unit that adjusts a power factor of electric power transmitted to the transmission line through the primary side stator. 前記調整部は、前記本体部における前記1次側固定子及び前記巻線型固定子の何れかを周方向にずらす構成を有する請求項3に記載の発電装置。   4. The power generation device according to claim 3, wherein the adjustment unit has a configuration in which one of the primary side stator and the winding type stator in the main body portion is shifted in a circumferential direction.
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