WO2026009394A1 - 発電装置 - Google Patents

Abstract

ステータコイルなどを含む発電機及び整流回路の対地電圧を抑えつつ高電圧直流を出力することが可能となる発電装置を提供する。当該発電装置は、複数の三相交流を出力する発電機６０と、複数の三相整流回路８２と、複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７とを備える。各三相整流回路８２は、三相交流入力端８４と直流出力端８５とを有し、各三相整流回路８２の三相交流入力端８４に１つの三相交流が入力される。各絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７のコンバータ入力端９３には複数の三相整流回路８２のうちの少なくとも１つの三相整流回路８２の直流出力端８５から出力される直流電力が入力される。各絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７のコンバータ出力端９４は、他のコンバータ出力端９４と直列接続されている。

Description

発電装置

　本発明は、発電装置に関し、より具体的には、風力や潮力などの流体力を利用して発電する比較的に大型な発電装置に関する。

　近年、風力や潮力を利用した発電装置における羽根は大型化が進んでいる。これに伴い、発電装置における発電機も１０ｍを超える大きさとなっており、出力も大きくなってきている。

　洋上に設置される風力発電装置や潮力発電装置は陸地から離れた沖合に設置されるため、通常はそれらにより発電された電力は海中を送電される。その場合、対地容量に起因する漏れ電流があることや、地上側設備での受電後に系統連係するときの都合により、高電圧高出力の直流送電であることが望ましい。

　例えば特許文献１に記載の風力発電装置は、風車により駆動される同期発電機からの三相交流を三相変圧器で昇圧した後に、ダイオードで構成されたＡＣ／ＤＣ整流器で整流している。そして、複数のＡＣ／ＤＣ整流器、すなわちダイオードを直列に接続して、生成した高圧直流をＨＶＤＣ（高圧直流）送電ケーブルで送電するようにしている。

　また特許文献２に記載の風力発電装置は、三相交流電流を出力する複数の発電機を備え、各発電機からの三相交流電流をダイオードで構成された三相整流回路により整流してからＤＣ／ＤＣ変換器でＤＣ／ＤＣ変換して、系統回路に出力するようにしている。なお、この風力発電装置では、各発電機の三相交流電流が互いに位相がずれて出力されるようになっている。これにより、発電機のトルク脈動を分散させて平坦化させることで、風車の機構部に生じる振動を低減するようにしている。

特表２００３－５１１９９７号公報 特開２００７－１７４７３３号公報

　特許文献１のような構成の場合、ＡＣ／ＤＣ整流器に高電圧がかかることになる。そうすると、整流器の対地電圧が高くなり整流器及びその端子部を高い絶縁性を有する構成とすることが必要となり、機器が大型化することになる。また、特許文献２のような構成で系統回路に例えば数十ｋＶ程度の高電圧直流を出力しようとした場合、ＤＣ／ＤＣ変圧器である程度の昇圧は可能であるとしても、ダイオードで構成された三相交流回路に少なくとも数ｋＶ程度の高電圧がかかることになり、また各発電機のステータコイルにも同程度の高電圧がかかることになる。そうすると、三相整流回路及びステータコイルの対地電圧が高くなり高い絶縁性を有する構成とすることが必要となって、機器が大型化することになる。

　そこで本発明は、ステータコイルなどを含む発電機及び整流回路の対地電圧を抑えつつ高電圧直流を出力することが可能となる発電装置を提供することを目的とする。

　すなわち本発明は、
　複数の多相交流を出力する発電機と、
　複数の多相整流回路であって、各多相整流回路が多相交流入力端と直流出力端とを有し、各多相整流回路の前記多相交流入力端に前記多相交流のうちの対応する１つの多相交流が入力される、複数の多相整流回路と、
　複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータであって、各絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータが前記複数の多相整流回路のうちの少なくとも１つの多相整流回路の前記直流出力端から出力される直流電力が入力されるコンバータ入力端、及びコンバータ出力端を有し、各コンバータ出力端が他のコンバータ出力端と直列接続された、複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータと、
　を備える、発電装置を提供する。

　当該発電装置においては、複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを直列接続しているため、高電圧直流を出力することができる。一方で、発電機や多相整流回路は、高電圧直流から電気的に絶縁されているため、それらの対地電圧を低く抑えることができる。これにより、発電機に含まれるコイルの端子部やコイルエンド部などの絶縁を簡易化して、小型化、低コスト化が図れるとともに、整流回路を汎用的な素子で構成することが可能となり、装置全体を安価にすることが可能となる。

　また、前記複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータのうちの少なくとも１つの絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータが、前記コンバータ入力端での電圧を制御可能とされ、前記発電機の出力が所定の閾値出力以下である場合に、前記少なくとも１つの絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータが前記コンバータ入力端での電圧を低下させるようにすることができる。

　また、
　前記複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータのうちの少なくとも１つが双方向型の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータであり、前記双方向型の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータのうちの少なくとも１つに接続された前記多相整流回路のうちの少なくとも１つが多相インバータであり、
　前記双方向型の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを介して供給される直流電力を前記多相インバータが多相交流に変換して前記発電機に供給することにより、前記発電機を駆動するようにすることができる。

　また、
　前記複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータのうちの最も低電圧となる位置に接続された絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータが双方向型の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータであり、前記最も低電圧となる位置に接続された絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータに接続された前記多相整流回路のうちの少なくとも１つが多相インバータであり、
　前記双方向型の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを介して供給される直流電力を前記多相インバータが多相交流に変換して前記発電機に供給することにより、前記発電機を駆動するようにすることができる。

　また、
　前記複数の多相整流回路が、２以上の多相整流回路を含む複数組の多相整流回路群を構成し、各組の多相整流回路群が、当該組の多相整流回路群に含まれる前記複数の多相整流回路の前記直流出力端が相互に接続されて形成された１つの合成直流出力端を有し、
　各絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータの前記コンバータ入力端が前記複数組の多相整流回路群のうちの対応する１組の多相整流回路群の前記合成直流出力端に接続されているようにすることができる。

　また、
　前記複数の多相交流が複数の三相交流であり、前記複数の多相整流回路が複数の三相整流回路であり、
　前記発電機が、環状に並べて配置された複数のステータコイルを有するステータ、及び前記ステータコイルに対向して環状に並べて配置された複数の磁極を有するロータ、を有し、
　前記複数のステータコイルが複数の三相コイルを構成し、前記複数の三相コイルがそれぞれ位相が同じ２つの三相コイルからなる複数の三相コイル対を構成し、それぞれ複数の三相コイル対を含む複数組の三相コイル群を構成し、各組の三相コイル群に含まれる複数の三相コイル対が、前記複数組の三相整流回路群のうちの１組の三相整流回路群に含まれる複数の三相整流回路にそれぞれ接続されており、前記複数の磁極が、各組の三相コイル群に含まれる複数の三相コイル対が互いに位相がずれた三相交流を出力するように配置されているようにできる。

　また、
　前記ステータコイルが集中巻で形成され、
　前記磁極と前記ステータコイルの数が、
　極：ステータコイル＝２Ｎ（（６ｎ±１）：６ｎ）（ここでＮは２以上の自然数、ｎは１を含む２のべき乗である）、
　とされ、
　前記複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータの数及び前記複数組の三相コイル群の組数がＮであり、各組の三相コイル群に含まれる前記三相コイル対の数が２ｎ個であるようにすることができる。

　また、前記発電機から各絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータの前記コンバータ入力端の間で生じる電圧が４００Ｖ以下であり、各絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータの前記コンバータ出力端で生じる電圧が１．２ｋＶ以上であるようにできる。

　また、
　前記発電機に連結されたシャフト基部と、
　前記シャフト基部に対して固定された回転風車と、
　を備え、
　前記回転風車が受ける風力で前記シャフト基部を回転させることにより、前記発電機による発電が行なわれるようにすることができる。

　以下、本発明に係る発電装置の実施形態を添付図面に基づき説明する。

本発明の第１の実施形態にかかる発電装置を示す全体構成説明図。 図１のII部拡大図。 軸受モジュールの一例を示す斜視図。 ロータの一例を示す斜視図。 図４のロータの詳細説明図。 ステータ（ステータモジュール）の一例を示す斜視図。 モジュール構成体の一例を示す斜視図。 （ａ）は磁極とステータコイルの位置関係を示す展開図、（ｂ）は各コイルの電気角位相を示す説明図、（ｃ）はコイルの電気的接続関係を示す説明図。 電力回路の構成を示す説明図。 三相ダイオードブリッジの構成を示す説明図。 絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す説明図。 三相整流回路の出力電圧を示すグラフ。 別の電力回路の構成を示す説明図。 三相インバータの構成を示す説明図。 本発明の第２の実施形態にかかる発電装置の磁極とステータコイルの構成説明図。 本発明の第３の実施形態にかかる発電装置を示す全体構成説明図。 （ａ）は図１６に示す発電機の部分詳細図、（ｂ）は励磁コアの一例を示す斜視図。 （ａ）は連結ユニットの一例を示す斜視図、（ｂ）は連結ユニットのエアギャップにロータが収まった状態の断面図。 発電機を多段に設置した場合の一例を示す説明図。 本発明の発電装置を水平軸風力発電装置に適用した場合の一例を示す説明図。 本発明の発電装置を垂直軸潮流発電装置に適用した場合の一例を示す説明図。

　（実施形態）
　本発明の発電装置の実施形態の例を、図面を参照して説明する。ここでは、発電装置が、浮体の先端部に垂直軸型風車が連結された浮体式風力発電装置の場合を一例として説明する。以下では、本実施形態の発電装置の構造、動作及び効果について説明し、その後に発電装置の変形例について説明する。

　＜本実施形態の発電装置の構造＞
　一例として図１に示す第１の実施形態にかかる浮体式風力発電装置は、浮体１０と、シャフト基部２０と、回転風車３０と、軸受支持体４０と、軸受モジュール５０と、発電機６０と、係留索７０を備えている。

　前記浮体１０は、洋上や湖上をはじめとする水上に浮遊する部材である。この実施形態の浮体１０は中空の円筒状であり、内部にはバランスを取るためのバラスト材が収容されている。バラスト材には、水や鉄材、岩、その他のものを用いることができる。

　図２に示すように、浮体１０の先端側（図示する例では上端側）には、シャフト基部２０が設けられている。シャフト基部２０の先端側（図示する例では上端側）には、回転風車３０が連結されている。

　シャフト基部２０は、発電機６０や軸受モジュール５０を実装する部分であり、必ずしも、それ自体が独立した部材である必要はない。例えば、浮体１０の一部や、回転風車３０のシャフト３１の一部をシャフト基部２０とすることもできる。

　前記回転風車３０は風を受けて回転する部材（受力回転体）である。この実施形態の回転風車３０は垂直軸型のものであり、シャフト３１と、シャフト３１から横向きに突設された複数本のアーム３２と、アーム３２の先端に設けられたブレード３３を備えている。

　前記シャフト基部２０の軸周り外側であって浮体１０寄りの位置には、軸受モジュール５０を支持する軸受支持体４０が設けられている。この実施形態の軸受支持体４０は円板状であり、その中心部にはシャフト基部２０が挿通可能な挿通孔が設けられている。

　軸受支持体４０は、挿通孔に挿通されたシャフト基部２０の軸周り外側に設けられている。軸受支持体４０は挿通孔の周縁がシャフト基部２０に固定され、シャフト基部２０の回転に伴ってシャフト基部２０と同方向に回転するようにしてある。

　前記軸受モジュール５０は、ステータ６２を支持する部材である。より広義には、軸受モジュール５０は、ステータ６２とロータ６１を含む発電機６０を支持する部材である。すなわち、軸受モジュール５０は、ステータ６２を直接的に、ロータ６１を軸受支持体４０及びシャフト基部２０を介して間接的に支持する部材である。図３に示すように、この実施形態の軸受モジュール５０は、軸受ベース５１と、第一荷重受け体５２と、第二荷重受け体５３を備えている。

　前記軸受ベース５１は、軸受モジュール５０の基体となる部材である。軸受ベース５１は、シャフト基部２０の軸周り外側に、シャフト基部２０と共に回転しないように配置されている。この実施形態の軸受ベース５１は平面視三角形状であり、各コーナーには外向きに突出する係留索取り付け部５１ａが設けられている。

　係留索取り付け部５１ａには係止孔５１ｂが設けられている。各係止孔５１ｂには、係留索７０の一端が取り付けられている。各係留索７０の他端には図示しないアンカーが設けられ、設置場所の海底や湖底等に固定されている。

　軸受ベース５１の中心部にはシャフト基部２０が挿通可能な挿通孔が設けられている。軸受ベース５１の挿通孔の周縁には、複数の第一荷重受け体５２が設けられている。第一荷重受け体５２は、シャフト基部２０から加わる第一方向（図示する例では水平方向）の荷重（ラジアル荷重）を受ける部材であり、複数の水平ローラ群で構成されている。

　前記第二荷重受け体５３は、軸受支持体４０から加わる第二方向（図示する例では垂直方向）の荷重（アキシャル荷重）を受ける部材であり、複数の垂直ローラ群で構成されている。具体的には、軸受ベース５１の三つの係留索取り付け部５１ａの根元付近の夫々に、一つずつ垂直ローラが設けられている。

　本実施形態の軸受モジュール５０は、浮体１０及びそれに連結されたシャフト基部２０や軸受支持体４０等が浮体１０の浮力で浮き上がろうとするのを第二荷重受け体５３を介して下方に押える（上から支持する）とともに、浮体１０やシャフト基部２０が水平方向に移動しないようにシャフト基部２０を第一荷重受け体５２を介して水平方向で保持している。

　また、軸受モジュール５０は、シャフト基部２０及びロータ６１の回転に伴いステータ６２に生じるトルクによってステータ６２が回転しないように、ステータ６２を保持している。回転風車３０が風を受けると、軸受モジュール５０には、回転風車３０に連結されたシャフト基部２０を介して水平方向への力が加わる。

　また、回転風車３０が回転すると、軸受モジュール５０には、ステータ６２を介してトルクが加わる。係留索７０は、これらの力を受ける軸受モジュール５０がその力によって移動するのを制限するために、軸受モジュール５０を海底に対して固定している。

　また、第一荷重受け体５２及び第二荷重受け体５３は、固定された軸受モジュール５０に対してシャフト基部２０及びそれに固定されている回転風車３０や浮体１０を回転可能に支持している。

　前記発電機６０は、回転風車３０によって生じる回転力によって発電する装置である。この発電機６０は、シャフト基部２０の軸方向に間隔をあけて設けられたロータ６１と、ステータ６２を備えている。

　ロータ６１は、磁界を発生させる界磁である。図４及び図５に示すように、この実施形態のロータ６１は、ロータベース６１ａと、ロータベース６１ａに取り付けられた永久磁石６１ｂを備えている。この実施形態のロータベース６１ａは円板状であり、その中心部にはシャフト基部２０が挿通可能な挿通孔が設けられている。

　ロータベース６１ａは、挿通孔に挿通されたシャフト基部２０の軸周り外側に設けられている。ロータベース６１ａは挿通孔の周縁がシャフト基部２０に固定され、シャフト基部２０の回転に伴ってシャフト基部２０と同方向に回転するようにしてある。

　この実施形態では、永久磁石６１ｂとして複数本の棒状磁石を用いている。複数本の棒状磁石は、シャフト基部２０の中心点から放射状に配置されている。永久磁石６１ｂには既存のネオジウム磁石等を用いることができる。複数の永久磁石６１ｂはロータベース６１ａに着脱可能に設けられている。

　前記ステータ６２は、永久磁石６１ｂの作り出す磁場内で電気を生成する電機子である。ステータ６２は、シャフト基部２０の軸周り外側であってロータ６１と対向する位置に設けられている。ステータ６２は、ロータ６１とシャフト基部２０の軸方向に間隔をあけて設けられている。

　図６に示すように、この実施形態のステータ６２は、環状に並べて配置された複数のステータモジュール６２ａを備えている。ここでいうステータモジュール６２ａとは、ステータ６２を構成する構成部品（個片）を意味する。

　ステータモジュール６２ａは、横並びに配置された複数のモジュール構成体６２ｂで構成されている。複数のモジュール構成体６２ｂで構成されたステータモジュール６２ａは直方体状の構造体であり、環状に並べて配置されたときに、隣合うステータモジュール６２ａ間に平面視略台形状の隙間ができるようにしてある。

　図７に示すように、ステータモジュール６２ａを構成する各モジュール構成体６２ｂは、ステータコア６２ｃとステータコア６２ｃに巻線された集中巻のステータコイル６２ｄを備えている。

　この実施形態では、ステータコア６２ｃとして端面視Ｔ字状の長尺の鉄心を、ステータコイル６２ｄとして銅巻線を用いている。ステータコア６２ｃやステータコイル６２ｄはこれ以外であってもよい。

　複数のステータモジュール６２ａは、ステータ保持体６３に着脱可能に保持されている。この実施形態のステータ保持体６３は、中心部にシャフト基部２０が挿通可能な挿通孔を備えた円板状の部材である。ステータ保持体６３は、挿通孔にシャフト基部２０が挿通された状態で、軸受モジュール５０に支持されている。

　この実施形態では、ステータモジュール６２ａをステータ保持体６３の径方向にスライドすることで、挿脱（着脱）できるようにしてある。前述のように、本実施形態では、ステータモジュール６２ａを環状に並べて配置した際に、隣合うステータモジュール６２ａ間に平面視略台形状の隙間ができる（寸法余裕ができる）ようにしてあるため、径方向への抜き出しを容易に行うことができる。

　－磁極とステータコイルの関係－
　磁極（永久磁石）６１ｂとステータコイル６２ｄの数は、以下の式に適合するように設定されている。
　　　式（１）　磁極：ステータコイル＝２Ｎ（（６ｎ±１）：６ｎ）
　　　ここで、Ｎは２以上の自然数、ｎは１を含む２のべき乗（１、２、４、８、１６、…）である。

　当該発電装置においては、磁極６１ｂの数を２Ｎ（６ｎ＋１）とし、Ｎ＝６、ｎ＝２としている。よって、磁極６１ｂの数が１５６個、ステータコイル６２ｄの数が１４４個となっている。ステータコア６２ｃ及びステータコイル６２ｄは、図６及び図７に示すように、２４個を１つのステータモジュール６２ａとして、６つのステータモジュール６２ａに分けられている。各ステータモジュール６２ａは、磁極６１ｂに対向して六角形状に配置されている。よって、磁極６１ｂが円環状に配置されているのに対して、ステータコイル６２ｄは六角形の環状に配置されている。

　このときの磁極６１ｂとステータコイル６２ｄの位置関係は図８（ａ）に示す展開図の通りとなる。図８においては、１つのステータモジュール６２ａに含まれるステータコイル６２ｄとそれらに対向する磁極６１ｂのみを示しているが、他のステータモジュール６２ａについても同様な位置関係となっている。上述の通り１つのステータモジュール６２ａには、第１コイルから第２４コイルまでの２４個のステータコイル６２ｄが含まれている。

　２４個のステータコイル６２ｄに対向して、２６個の磁極がＮ極とＳ極が交互になるように配置されている。図示の状態において、第１コイルに対向する位置にはＮ極である第１磁極が位置している。磁極６１ｂは、ステータコイル６２ｄに対して図で見て左方に移動するものとする。第１コイルと第１磁極の中心位置は整合している。このときに第１コイルにより誘起されている起電力の電気角位相を０度とする。第２コイルに対向する位置にはＳ極である第２磁極が位置しているが、第２コイルと第２磁極の中心位置はずれている。ここで、本実施形態では、極数：ステータコイル＝１５６：１４４であるため、磁極ピッチτ_ｍとコイルピッチτ_ｃは、τ_ｍ：τ_ｃ＝１４４：１５６の関係となる。よって、第２磁極の中心位置は、第２コイルの中心位置に対してτ_ｍ×（１５６－１４４）／１４４、すなわちτ_ｍ×１／１２だけずれている。これを電気角位相で表わすと、π×１／１２、すなわち１５度となる。なお、第１コイルがＮ極と対向しているのに対して第２コイルはＳ極と対向しているが、第１コイルが右巻きであるのに対して第２コイルは左巻きとなっているため、第２コイルで誘起される起電力は、第１コイルで誘起される起電力に対して位相が１５度ずれたものとなる。同様に第３コイルで誘起される起電力は、第１コイルで誘起される起電力に対して位相が３０度ずれる。また、第４コイルで誘起される起電力は、第１コイルで誘起される起電力に対して位相が４５度ずれる。第１コイルに対する他のコイルの電気角位相のずれ量は図８（ｂ）に示す通りである。

　図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第１コイル、第５コイル、及び第９コイルで第１の三相コイル（Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１）を形成している。同様に、第２コイル、第６コイル、及び第１０コイルで第２の三相コイル（Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２）を形成している。第３コイル、第７コイル、及び第１１コイルで第３の三相コイル（Ｕ３、Ｖ３、Ｗ３）を形成している。第４コイル、第８コイル、及び第１２コイルで第４の三相コイル（Ｕ４、Ｖ４、Ｗ４）を形成している。そして、第１３コイル、第１７コイル、及び第２１コイルで第５の三相コイル（Ｕ５、Ｖ５、Ｗ５）を形成している。第１４コイル、第１８コイル、及び第２２コイルで第６の三相コイル（Ｕ６、Ｖ６、Ｗ６）を形成している。第１５コイル、第１９コイル、及び第２３コイルで第７の三相コイル（Ｕ７、Ｖ７、Ｗ７）を形成している。第１６コイル、第２０コイル、及び第２４コイルで第８の三相コイル（Ｕ８、Ｖ８、Ｗ８）を形成している。

　第１の三相コイル（Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１）と第５の三相コイル（Ｕ５、Ｖ５、Ｗ５）は電気角位相が同じであり、同相の三相交流を出力する。これら第１の三相コイルと第５の三相コイルは図８（ｃ）に示すように、並列に接続されて、１つの三相コイル対を形成している。同様に、同位相である第２の三相コイル（Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２）と第６の三相コイル（Ｕ６、Ｖ６、Ｗ６）は並列に接続されて、１つの三相コイル対を形成している。同位相である第３の三相コイル（Ｕ３、Ｖ３、Ｗ３）と第７の三相コイル（Ｕ７、Ｖ７、Ｗ７）は並列に接続されて、１つの三相コイル対を形成している。同位相である第４の三相コイル（Ｕ４、Ｖ４、Ｗ４）と第８の三相コイル（Ｕ８、Ｖ８、Ｗ８）は並列に接続されて、１つの三相コイル対を形成している。各三相コイル対の中性線は他に対して独立している。なお、各三相コイル対を構成する三相コイルは直列に接続しても良い。

＜電力回路の構成＞
　当該発電装置は、図９に示す電力回路８０を備える。上述のように２４個のステータコイルから形成される４つの三相コイル対８１－１～８１－４は三相整流回路８２－１～８２－４を介して直流配電系統８３に電力を出力するようになっている。具体的には、第１の三相コイル対８１－１は第１の三相整流回路８２－１の三相交流入力端８４－１に接続され、第１の三相コイル対８１－１から出力される三相交流が第１の三相整流回路８２－１に入力されて整流される。整流された電流は第１の三相整流回路８２－１の直流出力端８５－１から出力される。第２乃至第４の三相コイル対８１－２～８１－４についても同様に、それぞれ第２乃至第４の三相整流回路８２－２～８２－４の三相交流入力端８４－２～８２－４に接続され、各三相整流回路８２－２～８２－４の直流出力端８５－２～８５－４から整流された電流が出力される。第１乃至第４の三相整流回路８２－１～８２－４の直流出力端８５－１～８５－４は並列に接続されて、１つの合成直流出力端８６を形成する。よって、第１乃至第４の三相整流回路８２－１～８２－４の直流出力端８５－１～８５－４から出力される電力は合成直流出力端８６において合成されている。なお、図９において、例えば第１の三相コイル対８１－１は、三相コイル（Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１）と三相コイル（Ｕ５、Ｖ５、Ｗ５）の三相交流が合成された三相交流を出力するが、両三相コイルの位相Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１）と（Ｕ５、Ｖ５、Ｗ５）は同じであるため、便宜上（Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１）と示している。他の三相コイル対８１－２～８１－４の三相交流についても同様である。

　各三相整流回路８２－１～８２－４は、図１０に示すように６個のダイオードをブリッジ接続したダイオードブリッジ回路であり、一つのパッケージとして形成された素子である。

　図９に示すように、合成直流出力端８６には絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７が接続されている。絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７は、例えば図１１に示すようなデュアル・アクティブ・ブリッジ（ＤＡＢ）回路で構成することができる。ＤＡＢ回路は、トランスの１次側と２次側にそれぞれブリッジを有し、１次側の位相と２次側の位相を制御することにより、１次側から２次側への電力変換だけではなく、２次側から１次側への電力変換も行える、双方向型の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータである。なお、絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７は、必ずしもＤＡＢ回路のような双方向型の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータとする必要ななく、当該技術分野で知られている種々のＤＣ／ＤＣコンバータとすることができる。

　この絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７は、三相整流回路８２からの出力を昇圧して直流配電系統８３に出力する。本実施形態の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７は４００Ｖを１．２ｋＶに昇圧して出力する。絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７の入力電圧と出力電圧は他の大きさとすることも当然に可能である。

　第１の三相整流回路８２－１の直流出力端８５－１から出力される電流８８－１は、図１２に示すように６０度周期で変動する整流リプルを伴う。第２の三相整流回路８２－２の直流出力端８５－２から出力される電流８８－２も同様に６０度周期で変動する整流リプルを伴う。ただし、第２の三相コイル対８１－２から出力される三相交流（Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２）は第１の三相コイル対８１－１から出力される三相交流（Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１）に対して位相が１５度ずれているため、第２の三相整流回路８２－２から出力される電流８８－２は第１の三相整流回路８２－１から出力される電流８８－１に対して１５度ずれて周期変動する整流リプルを有する。同様に第３の三相整流回路８２－３から出力される電流８８－３は３０度ずれて周期変動する整流リプルを有し、第４の三相整流回路８２－４から出力される電流８８－４は４５度ずれて変動する整流リプルを有する。このように互いに位相が１５度ずつずれた整流リプルを有する電流８８－１～８８－４を並列接続して合成すると、図１２に示すような合成直流８９となる。合成直流８９のリプルは大幅に低減されて、より直流に近い出力となる。また平均電圧も大きくなる。これにより、合成直流出力端８６での出力は、リプルが少なく平均出力が高い出力となる。なお、三相整流回路８２－１～８２－４の直流出力端８５－１～８５－４を直列に接続してもリプルを低減する効果は得られる。

　図９に示すように、合成直流出力端８６と絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７との間には平滑コンデンサ９０が配置されている。この平滑コンデンサ９０は、整流リプルにより変動する合成直流８９の電圧が高いときには充電し、その電圧が低いときには放電するように動作する。これにより、合成直流８９に残っているリプルをさらに抑えて、よりリプルの少ない平滑化された電流を絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７に入力することができる。この平滑コンデンサ９０は、一般に、電圧変動がより大きい場合にはより大きな容量のものが必要になる。当該発電装置においては、上述の通り、整流リプルの位相がずれた複数の電圧を接続して合成することにより整流リプルが大幅に低減されるため、比較的に小さな容量のコンデンサを使用することができる。これは装置全体の小型化に貢献する。

　本実施形態は、図９に示すように、互いに直列に接続された６個の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７を備える。また、１９２個のステータコイル６２ｄを有するが、１つのステータモジュール６２ａに含まれる２４個のステータコイル６２ｄが、４つの三相コイル対８１－１～８１－４で構成された１組の三相コイル群９１を構成する。この１組の三相コイル群９１に含まれる４つの三相コイル対８１－１～８１－４は、互いに位相が１５度ずつずれた三相交流を出力するようになっている。同様に、別の２４個のステータコイル６２ｄにより、４つの三相コイル対８１で構成された１組の三相コイル群（図９では省略している）が構成される。この組の三相コイル群に含まれる４つの三相コイルも、互いに位相が１５度ずつずれた三相交流を出力するようになっている。同様に、さらに４組の三相コイル群（図９では省略している）が構成されている。このようにして、合計で６組の三相コイル群９１（２４個の三相コイル対８１）が形成されている。なお、三相コイル群９１の組数は式（１）におけるＮと同数となり、各組に含まれる三相コイル対８１の数は２ｎと同数となる。

　１組の三相コイル群９１に含まれる４つの三相コイル対８１は、それぞれ三相整流回路８２に接続されている。したがって、電力回路８０には、三相コイル対８１と同数の、２４個の三相整流回路８２が設けられている。また、２４個の三相整流回路８２は、４個の三相整流回路８２で１組の三相整流回路群９２を構成し、合計で６組の三相整流回路群９２を構成している。

　各組の三相整流回路群９２は、その組の三相整流回路群９２に含まれる４個（２ｎ個）の三相整流回路８２の直流出力端８５が相互に接続されて形成された１つの合成直流出力端８６を有する。各組の三相整流回路群９２の４つの三相整流回路８２の直流出力端８５から出力される電力は、合成直流出力端８６において合成される。各合成直流出力端８６には、１つの絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７のコンバータ入力端９３が接続されている。また、合成直流出力端８６と絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７との間には平滑コンデンサ９０が配置されている。

　上述の通り、６個の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７のコンバータ出力端９４は相互に直列接続されている。本実施形態においては、通常動作時において、各絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７は４００Ｖを１．２ｋＶに昇圧するように設定されている。よって、直流配電系統８３には、１．２ｋＶの６倍である７．２ｋＶが出力されることになる。なお、絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７の数は、式（１）におけるＮと同数となる。

　絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７を配置することにより、三相コイル対８１、三相整流回路８２、及び平滑コンデンサ９０、並びにそれらの端子部を、直流配電系統８３から電気的に絶縁することができる。そのため、三相コイル対８１（ステータコア６２ｃ、ステータコイル６２ｄ）、三相整流回路８２、及び平滑コンデンサ９０等の対地電圧は、４００Ｖ以下の比較的に低電圧にすることできる。特に、複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７を直列接続した場合には、直流配電系統８３の電圧を高電圧（例えば、７．２ｋＶ）にすることができるが、直列接続する絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７の数に関わらず三相コイル対８１等の対地電圧は４００Ｖ以下のままにすることができる。そうすると、ステータコイル６２ｄの出力端子部やコイルエンド部などの絶縁を簡易化して、それらを小型化、低コスト化することが可能となる。また、三相整流回路８２として、一般産業用として流通している汎用の素子を使用することができるため、発電装置全体を安価にすることが可能となる。

　図１３に示す電力回路８０’のように、複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７のうちの１つに接続された三相整流回路群９２’に含まれる三相整流回路を、三相インバータ９５としてもよい。この三相インバータ９５は、図１４に示すような、一般的によく利用されている電圧型インバータ（ＶＳＩ）とすることができる。この三相インバータ９５は、６つのトランジスタを有し、各トランジスタのスイッチングタイミングを制御することにより、任意の三相交流を出力端９６から出力することができる。各三相インバータ９５から三相コイル群９１’の各三相コイル対８１に出力される三相交流は、相互に位相が１５度ずれたものとすることができる。具体的には、第１の三相インバータ９５－１が出力する三相交流を基準として、第２の三相インバータ９５－２が出力する三相交流は位相が１５度ずれており、第３の三相インバータ９５－３が出力する三相交流は位相が３０度ずれており、第４の三相インバータ９５－４が出力する三相交流は位相が４５度ずれているようにすることができる。この位相のずれは、発電時に各三相コイル対８１から出力される三相交流の位相のずれと同じである。このように位相をずらすことにより、各三相交流に起因するトルクリプルを相互に相殺又は平滑化できるため、回転風車３０やシャフト基部２０などに生じる振動を低減することができる。

　特に大型の風力発電装置では、回転風車３０が一定以上の速度で回転するまでは、風力の力を上手く回転力に変換することができず、効率の良い発電を行えないことがある。そのような場合に、双方向型の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７を介して三相インバータ９５に直流電力を供給し、各三相インバータ９５がその直流電力を三相交流に変換して各三相コイル対８１に供給することにより、ロータ６１に回転トルクを与えてロータ６１を回転駆動させることができる。この回転力によりロータ６１に接続されたシャフト基部２０及び回転風車３０の回転を補助することができる。回転風車３０の回転が一定以上になったら、三相インバータ９５から三相コイル対８１への電力供給を停止する。それ以降は、各三相インバータ９５は、トランジスタのスイッチングを停止し、ダイオードブリッジからなる三相整流回路８２と同様に整流回路として機能する。よって、三相インバータ９５に接続された三相コイル対８１で発電された三相交流は、三相インバータ９５によって整流されて絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７’に出力される。

　三相インバータ９５は、直列接続された複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７のうちの最も低電圧となる位置に接続された絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７’に接続されている。上記実施形態においては、この絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７’に接続されている三相整流回路群９２’を構成する４つの三相整流回路の全てを三相インバータ９５としている。しかしながら、各三相インバータ９５による駆動能力に余裕が有る場合には、３つ、２つ、又は１つの三相整流回路８２のみを三相インバータ９５としてもよい。又は、４つの三相インバータ９５のみでは駆動能力が十分でない場合には、他の三相整流回路群９２に含まれる三相整流回路８２も三相インバータ９５としてもよい。いくつの三相整流回路８２を三相インバータ９５とするかは、回転風車３０の大きさや、三相インバータ９５に供給される電力の大きさなどの種々の条件を考慮して適宜決めることができる。また、必ずしも最も低電圧となる位置に接続された絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７’に接続された三相整流回路８２を三相インバータ９５とする必要はなく、他の位置に接続された絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７に接続された三相整流回路８２を三相インバータ９５で構成するようにしてもよい。

　絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７は、通常動作時においては４００Ｖを１．２ｋＶに昇圧するようになっているが、そのコンバータ入力端９３での電圧を制御することが可能となっている。例えば、風力が十分でないなどの理由により、発電機６０の出力が所定の閾値出力以下である場合には、各三相コイル対８１から出力される三相交流の電圧が、平滑コンデンサ９０の電圧よりも小さくなることがある。そうすると、三相整流回路８２のダイオードがオン状態にならず、電力が絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７にまで供給されない。そのような場合に、絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７がそのコンバータ入力端９３での電圧を低下させることにより三相整流回路８２のダイオードがオン状態となり、電力が絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７にまで供給されるようになる。なお、このとき、絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７はコンバータ出力端９４での１．２ｋＶを維持できるように昇圧を増加させる。

　本発明の第２の実施形態にかかる発電装置は、図１５に示すように、１４４個のステータコア６２ｃ及びステータコイル６２ｄが、磁極６１ｂに対向して円環状に配置されている。これは式（１）において、Ｎ＝６、ｎ＝２の場合に相当する。この配置では、磁極６１ｂとステータコア６２ｃ及びステータコイル６２ｄとの位置関係が一定であるため、三相コイル対８１から出力される三相交流に乱れが少なく、位相差を除き同一な出力を得られる。

　図１６に示す本発明の第３の実施形態にかかる発電装置は、永久磁石に代えて、励磁コア６５ａ及び界磁コイル６５ｂによって励磁される磁極コア６１ｃにより磁極を形成している。

　この実施形態のステータ６２は、支持基体６７上に環状に並べて配置された複数（この実施形態では、２４個）のステータパーツ６２ａを備えている。ここでいうステータパーツ６２ａとは、ステータ６２を構成する構成部品（個片）を意味する。図１７に示すように、ステータパーツ６２ａは、ステータコア６２ｃとステータコア６２ｃに巻線された集中巻のステータコイル６２ｄを備えている。この実施形態では、ステータコア６２ｃとしてＥ型コアを、ステータコイル６２ｄとして銅巻線を用いている。

　環状に配置された複数の励磁コア６５ａと界磁コイル６５ｂとによって、磁極コア６１ｃを励磁するための励磁体６５を構成している。この実施形態の励磁コア６５ａは、電磁鋼板を積層した積層鋼板からなる直方体状の部材である。励磁コア６５ａの上面には、界磁コイル６５ｂが収まる凹陥状のコイル配置部６５ｃが設けられている。界磁コイル６５ｂは、環状に並べて配置された複数の励磁コア６５ａのコイル配置部６５ｃに跨る位置に配置されている。界磁コイル６５ｂは回転せず、複数の励磁コア６５ａのコイル配置部６５ｃ内で静止している。

　図１８に示すように、この実施形態のステータコア６２ｃと励磁コア６５ａは、両者の長手方向一端側が非磁性体からなる連結部材（以下「非磁性連結部材」という）６６で連結されて連結ユニットＵを構成している。非磁性連結部材６６は、ステータコア６２ｃ及び励磁コア６５ａに着脱できるよう、ボルト等の固定具で固定することができる。

　連結されたステータパーツ６２ａと励磁コア６５ａの間には、ロータベース６１ａと磁極コア６１ｃからなるロータ６１の厚さ分が収まる広さの空間Ｇが確保されている。また、図１８（ｂ）のように、この空間Ｇにロータ６１が収まったときに、ロータ６１とステータ６２の間に第一エアギャップＧ１が形成され、ロータ６１と励磁体６５の間に第二エアギャップＧ２が確保されるようにしてある。

　界磁コイル６５ｂによって生成される磁束が、励磁コア６５ａを通り、さら磁極コア６１ｃを通ることにより、磁極コア６１ｃは励磁される。環状に配置された２６個の磁極コア６１ｃは、クローポールを構成しており、ステータコア６２ｃに近接する位置での極性が隣接する磁極コア６１ｃとは異なるように構成されている。すなわち、励磁体６５（励磁コア６５ａ、界磁コイル６５ｂ）により励磁された磁極コア６１ｃの極性は、ステータ６２に対して、Ｎ極とＳ極が周方向に交互に入れ替わるようになっている。磁極コア６１ｃはロータベース６１ａとともにステータ６２に対して回転するが、各磁極コア６１ｃの極性は維持される。

　このように当該実施形態では磁極を、界磁コイル６５ｂと、界磁コイル６５ｂに界磁電流を供給したときに励磁される磁極コア６１ｃにより形成している。この場合には、発電機６０の出力が所定の閾値以下である場合に、界磁コイル６５ｂに供給する界磁電流を停止してもよい。界磁電流が停止することにより、磁極コア６１ｃが励磁されず、磁極によるコギングトルクや鉄損が低減するため、ロータ６１が回転しやすくなり、比較的に弱い風でも回転風車３０が回転するようになる。風速が上昇してカットイン風速に達したら界磁コイル６５ｂへの界磁電流の供給を開始して発電を開始する。ここまで界磁電流を停止していたため界磁コイル６５ｂの温度は低く保たれている。そのため、短時間であれば界磁コイル６５ｂに大電流を通電することが可能である。そこで、低速の発電開始時には界磁電流を通常動作時よりも大きくして発電電圧をできるだけ上昇させるようにする。それと同時に、絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７の昇圧比を高めてコンバータ入力端での電圧を低減する。このようにすることにより、三相整流回路のダイオードがよりオン状態になりやすくなり、より回転風車３０の回転がより低速である状態から発電することが可能となる。

　当該実施形態の発電装置は、上述の通り、２６個の磁極と２４個のステータコイルを備える。これは、上記式（１）において、Ｎ＝２、ｎ＝１の場合に相当する。この発電装置も、図８乃至図１４に示した電力回路８０、８０’と同様な電力回路を備えている。ただし、１組の三相コイル群９１に含まれる三相コイル対８１の数及び１組の三相整流回路群９２に含まれる三相整流回路８２の数はともに２であり、絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７の数は２となる。電力回路の他の構成および特性については、電力回路８０、８０’と同様である。

　前記実施形態の構成は単なる例示であり、本願の発電装置の構成は前記実施形態の構成に限定されるものではない。本願の発電装置は、所期の目的を達成できる範囲で、構成の省略、入替え、追加等の変更を加えることができ、例えば、次のような変形例が想定される。

　磁極（永久磁石６１ｂ、磁極コア６１ｃ）とステータコイル６２ｄの数は、式（１）に従って、適宜変更することが出来る。１組の三相コイル群９１に含まれる三相コイル対８１の数は２ｎとなり、それら三相コイル対８１間の位相差は３０／ｎで与えられる。そのため、ｎが大きいほど、１組の三相コイル群９１に含まれる三相コイル対８１の数が増えて位相差は小さくなり、三相整流回路８２で整流されて合成された出力電力に含まれる整流リプルの振幅は小さくなる。また、三相コイル群９１の組数、したがって絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７の数は、Ｎとなる。そのため、Ｎが大きいほど、直列に接続される絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ８７の数が大きくなり、最終的な直流配電系統８３への出力電圧は大きくなる。このような性質を考慮して、式（１）におけるＮとｎの値は任意に変更することができる。また、上記実施形態では何れも、式（１）における磁極６１ｂの数を２Ｎ（６ｎ＋１）とし、磁極６１ｂの数がステータコイル６２ｄの数よりも多くなるようにしているが、磁極６１ｂの数を２Ｎ（６ｎ－１）として、磁極６１ｂの数がステータコイル６２ｄの数よりも少なくなるようにすることもできる。

　磁極６１ｂとステータコイル６２ｄの数を式（１）に従って決定することにより、整流リプルを低減させてトルクリプルによる振動を抑制したり、平滑コンデンサ９０の容量を小さくしたりすることが可能となるが、必ずしも式（１）に従う必要はない。また、１つの絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータに対して必ずしも複数の三相整流回路及び三相コイルを接続する構成とする必要もない。

　発電機６０は、三相以上の五相や七相などの三相以外の多相交流を出力するようにしてもよい。すなわち、三相コイルに代えて三相以外の多相コイルを採用してもよい。その場合、整流回路もそれに合わせた多相整流回路（多相ダイオードブリッジ、多相インバータ）とすることができる。

　前記実施形態では、受力回転体が回転風車３０の場合を一例としているが、受力回転体は流体（気体又は流体）の力、具体的には、風力や水力（潮力を含む）等の自然エネルギーを受けて回転するものであれば、回転風車３０以外であっても良い。

　前記実施形態では、発電機６０が一台の場合を一例としているが、図１９に示すように、発電機６０は、シャフト基部２０の軸方向に二以上設けることもできる。この場合、二以上の発電機６０は、隣接する発電機６０のロータ６１の磁力を相殺するように配置するのが好ましい。

　発電機６０を二以上設ける場合、各発電機６０の向きは同じ向きとすることも反対向きとすることもできる。また、発電機６０を二以上設ける場合、発電機６０毎に軸受支持体４０及び軸受モジュール５０を設けることもできるが、最下段の発電機６０のみ軸受支持体４０及び軸受モジュール５０を設け、二段目以降はこれらを省略することもできる。

　前記実施形態では、回転風車３０が垂直軸型のものである場合を一例としているが、図２０に示すように、回転風車３０は、水平軸型のものであってもよい。また、回転風車３０は、揚力形のものでも抗力形のものでもよい。

　前記実施形態では、発電装置が洋上に浮遊する浮体式の風力発電装置の場合を一例としているが、本発明の発電装置は、海上や湖上等の水上に設置される水上発電装置として構成することも、陸上に設置される陸上発電装置として構成することもできる。

　前記実施形態では、発電装置が浮遊式垂直軸タイプの風力発電装置の場合を一例としているが、発電装置は、図２１に示すような浮遊式垂直軸タイプの潮流発電機として構成することもできる。

　本願で開示した実施形態はいずれも例示であり、本発明の発電装置の技術的範囲を限定的に解釈する根拠となるものではない。本発明の発電装置の技術的範囲は、請求の範囲の記載に基づいて特定される。また、本発明の技術的範囲には、請求の範囲と均等の範囲のものが含まれる。

　本願で開示した発電装置は、各種発電装置に適用することができ、特に、海上や湖上等の洋上に浮遊させる浮遊式垂直軸タイプの風力発電装置として、好適に用いることができる。

　１０　　浮体
　２０　　シャフト基部
　３０　　回転風車（受力回転体）
　３１　　シャフト
　３２　　アーム
　３３　　ブレード
　４０　　軸受支持体
　５０　　軸受モジュール
　５１　　軸受ベース
　５１ａ　係留索取り付け部
　５１ｂ　係止孔
　５２　　第一荷重受け体
　５３　　第二荷重受け体
　６０　　発電機
　６１　　ロータ
　６１ａ　ロータベース
　６１ｂ　永久磁石（磁極）
　６１ｃ　磁極コア（磁極）
　６２　　ステータ
　６２ａ　ステータモジュール、ステータパーツ
　６２ｂ　モジュール構成体
　６２ｃ　ステータコア
　６２ｄ　ステータコイル
　６３　　ステータ保持体
　６５　　励磁体
　６５ａ　励磁コア
　６５ｂ　界磁コイル
　６５ｃ　コイル配置部
　６６　　非磁性連結部材（連結部材）
　６７　　支持基体
　７０　　係留索
　８０、８０’　電力回路
　８１（８１－１～８１－４）　三相コイル対
　８２（８２－１～８２－４）　三相整流回路
　８３　直流配電系統
　８４（８４－１～８４－４）　三相交流入力端
　８５（８５－１～８５－４）　直流出力端
　８６　合成直流出力端
　８７、８７’　絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ
　８８－１～８８－４　電流
　８９　合成直流
　９０　平滑コンデンサ
　９１、９１’　三相コイル群
　９２、９２’　三相整流回路群
　９３　コンバータ入力端
　９４　コンバータ出力端
　９５（９５－１～９５－４）　三相インバータ
　９６　出力端
　Ｇ　　　空間
　Ｇ１　　第一エアギャップ
　Ｇ２　　第二エアギャップ
　τ_ｃ　コイルピッチ
　τ_ｍ　磁極ピッチ

Claims (9)

1. 　複数の多相交流を出力する発電機と、
   　複数の多相整流回路であって、各多相整流回路が多相交流入力端と直流出力端とを有し、各多相整流回路の前記多相交流入力端に前記多相交流のうちの対応する１つの多相交流が入力される、複数の多相整流回路と、
   　複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータであって、各絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータが前記複数の多相整流回路のうちの少なくとも１つの多相整流回路の前記直流出力端から出力される直流電力が入力されるコンバータ入力端、及びコンバータ出力端を有し、各コンバータ出力端が他のコンバータ出力端と直列接続された、複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータと、
   　を備える、発電装置。
2. 　前記複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータのうちの少なくとも１つの絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータが、前記コンバータ入力端での電圧を制御可能とされ、前記発電機の出力が所定の閾値出力以下である場合に、前記少なくとも１つの絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータが前記コンバータ入力端での電圧を低下させるようにした、請求項１に記載の発電装置。
3. 　前記複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータのうちの少なくとも１つが双方向型の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータであり、前記双方向型の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータのうちの少なくとも１つに接続された前記多相整流回路のうちの少なくとも１つが多相インバータであり、
   　前記双方向型の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを介して供給される直流電力を前記多相インバータが多相交流に変換して前記発電機に供給することにより、前記発電機を駆動するようにした、請求項１に記載の発電装置。
4. 　前記複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータのうちの最も低電圧となる位置に接続された絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータが双方向型の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータであり、前記最も低電圧となる位置に接続された絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータに接続された前記多相整流回路のうちの少なくとも１つが多相インバータであり、
   　前記双方向型の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを介して供給される直流電力を前記多相インバータが多相交流に変換して前記発電機に供給することにより、前記発電機を駆動するようにした、請求項１に記載の発電装置。
5. 　前記複数の多相整流回路が、２以上の多相整流回路を含む複数組の多相整流回路群を構成し、各組の多相整流回路群が、当該組の多相整流回路群に含まれる前記複数の多相整流回路の前記直流出力端が相互に接続されて形成された１つの合成直流出力端を有し、
   　各絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータの前記コンバータ入力端が前記複数組の多相整流回路群のうちの対応する１組の多相整流回路群の前記合成直流出力端に接続されている、請求項１に記載の発電装置。
6. 　前記複数の多相交流が複数の三相交流であり、前記複数の多相整流回路が複数の三相整流回路であり、
   　前記発電機が、環状に並べて配置された複数のステータコイルを有するステータ、及び前記ステータコイルに対向して環状に並べて配置された複数の磁極を有するロータ、を有し、
   　前記複数のステータコイルが複数の三相コイルを構成し、前記複数の三相コイルがそれぞれ位相が同じ２つの三相コイルからなる複数の三相コイル対を構成し、それぞれ複数の三相コイル対を含む複数組の三相コイル群を構成し、各組の三相コイル群に含まれる複数の三相コイル対が、前記複数組の三相整流回路群のうちの１組の三相整流回路群に含まれる複数の三相整流回路にそれぞれ接続されており、前記複数の磁極が、各組の三相コイル群に含まれる複数の三相コイル対が互いに位相がずれた三相交流を出力するように配置された、請求項５に記載の発電装置。
7. 　前記ステータコイルが集中巻で形成され、
   　前記磁極と前記ステータコイルの数が、
   　極：ステータコイル＝２Ｎ（（６ｎ±１）：６ｎ）（ここでＮは２以上の自然数、ｎは１を含む２のべき乗である）、
   　とされ、
   　前記複数の絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータの数及び前記複数組の三相コイル群の組数がＮであり、各組の三相コイル群に含まれる前記三相コイル対の数が２ｎ個である、請求項６に記載の発電装置。
8. 　前記発電機から各絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータの前記コンバータ入力端の間で生じる電圧が４００Ｖ以下であり、各絶縁昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータの前記コンバータ出力端で生じる電圧が１．２ｋＶ以上である、請求項１に記載の発電装置。
9. 　前記発電機に連結されたシャフト基部と、
   　前記シャフト基部に対して固定された回転風車と、
   　を備え、
   　前記回転風車が受ける風力で前記シャフト基部を回転させることにより、前記発電機による発電が行なわれるようにした、請求項１に記載の発電装置。