大于感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20的額定輸出的功(輸出)，因此導(dǎo)致大量產(chǎn)生的熱量。
[0069]此外，通過(guò)電樞控制單元310執(zhí)行發(fā)電模式控制與發(fā)熱模式控制兩者，感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20還可作為發(fā)電機(jī)與發(fā)熱機(jī)兩者來(lái)操作。在此情況下，可通過(guò)供應(yīng)包含無(wú)功電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量的勵(lì)磁電流且調(diào)整無(wú)功電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量的比率來(lái)控制感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20的所產(chǎn)生的電力的量和所產(chǎn)生的熱的量。舉例來(lái)說(shuō)，如圖5所示，轉(zhuǎn)矩電流(直流電)可疊加在無(wú)功電流(三相交流電)上。假設(shè)額定電流值是10，圖5示出其中直流電1(在此圖中，“i +I”)疊加在U相和W相上的勵(lì)磁電流以及其中直流電-2(在此圖中，“1-2”)疊加在V相上的勵(lì)磁電流。隨著轉(zhuǎn)矩電流分量增加，感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20的所產(chǎn)生的熱的量的比率增加。
[°07°](熱介質(zhì)流通結(jié)構(gòu))
[0071]熱介質(zhì)流通結(jié)構(gòu)40使熱介質(zhì)400在隔熱容器250中流通以接收感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20所產(chǎn)生的熱(參見(jiàn)圖1和圖2)。在此實(shí)例中，熱介質(zhì)流通結(jié)構(gòu)40包含:供應(yīng)管41，其一端連接到隔熱容器250的入口部分251，且將熱介質(zhì)400供應(yīng)到隔熱容器250中；排放管42，其一端連接到隔熱容器250的出口部分252，且將熱介質(zhì)400排放到隔熱容器250外部；以及循環(huán)栗43，設(shè)置在供應(yīng)管41處。此外，供應(yīng)管41的另一端和排放管42的另一端中的每一個(gè)連接到蓄熱器50。熱介質(zhì)流通結(jié)構(gòu)40使用循環(huán)栗43以使熱介質(zhì)400在感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20(隔熱容器250)與蓄熱器50之間流通，進(jìn)而使熱介質(zhì)400在隔熱容器250中流通。此處，優(yōu)選的是，根據(jù)感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20所產(chǎn)生的熱所加熱的熱介質(zhì)400的溫度使用循環(huán)栗43來(lái)調(diào)整熱介質(zhì)400的流率。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)熱介質(zhì)400具有高于預(yù)定溫度的溫度時(shí)，熱介質(zhì)400的流率增大，而當(dāng)熱介質(zhì)400具有低于預(yù)定溫度的溫度時(shí)，流率減小。因此，可將感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20維持在使用溫度范圍中。
[0072]感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20所加熱的熱介質(zhì)400通過(guò)排放管42被提供到蓄熱器50。在此實(shí)例中，蓄熱器50被填充以集熱材料，且第一熱交換管51和第二熱交換管52設(shè)置在其中，以使得蓄熱器50具有熱交換功能。第一熱交換管51的一端連接到排放管42且已被加熱到預(yù)定溫度的熱介質(zhì)400(例如，油)在第一熱交換管51中流通以在熱介質(zhì)400與集熱材料之間獲得熱交換，結(jié)果是熱介質(zhì)400的熱在集熱材料中蓄積。另一方面，二次熱介質(zhì)(例如，水)在第二熱交換管52中流通以在集熱材料與二次熱介質(zhì)之間獲得熱交換，結(jié)果是在第二熱交換管52中流通的二次熱介質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?。因此產(chǎn)生的二次熱介質(zhì)的蒸汽(例如，高溫高壓蒸汽)經(jīng)由第二熱交換管52被提供到熱力發(fā)電機(jī)60。也就是說(shuō)，蓄熱器50還具有熱交換器的功能。對(duì)于集熱材料來(lái)說(shuō)，可使用潛伏集熱材料或敏感集熱材料，或可將兩者結(jié)合使用。通常，潛伏集熱材料涉及固體與液體之間的相變，且實(shí)現(xiàn)比敏感集熱材料高的集熱密度。此處，供應(yīng)管41連接到第一熱交換管51的另一端。因熱交換而冷卻的熱介質(zhì)400再次通過(guò)循環(huán)栗43經(jīng)由供應(yīng)管41被提供到感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20(隔熱容器250)。
[0073](熱力發(fā)電機(jī)、電力控制單元)
[0074]熱力發(fā)電機(jī)60將感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20所加熱的熱介質(zhì)400的熱轉(zhuǎn)換為電力。在此實(shí)例中，蓄熱器50中所蓄積的熱被轉(zhuǎn)換為電力。圖1所示的熱力發(fā)電機(jī)60具有結(jié)合蒸汽渦輪機(jī)61和發(fā)電機(jī)62的構(gòu)造，由于蒸汽渦輪機(jī)61 (從蓄熱器50供應(yīng)的蒸汽使蒸汽渦輪機(jī)61旋轉(zhuǎn))驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)62可產(chǎn)生電力，且可將所產(chǎn)生的電力供應(yīng)到電力系統(tǒng)100。此外，電力控制單元80連接到熱力發(fā)電機(jī)60以便根據(jù)電力系統(tǒng)100的電力需求而控制將由熱力發(fā)電機(jī)60產(chǎn)生的電力。
[0075]從熱力發(fā)電機(jī)60(蒸汽渦輪機(jī)61)排放的二次熱介質(zhì)的蒸汽由蒸汽冷凝器71冷卻且轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，且接著通過(guò)循環(huán)栗72被供應(yīng)到蓄熱器50(第二熱交換管52)。因此，二次熱介質(zhì)在蓄熱器50與熱力發(fā)電機(jī)60之間流通。
[0076]〈風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的效果〉
[0077]如上所述的第一實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)I具有以下效果。
[0078](I)因?yàn)橥ㄟ^(guò)電樞控制單元310感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20可作為發(fā)電機(jī)、發(fā)熱機(jī)或兩者來(lái)操作，所以可根據(jù)電力需求來(lái)控制將產(chǎn)生的電力，進(jìn)而可最有效地利用風(fēng)能。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)電力系統(tǒng)100的電力需求處于峰值且風(fēng)車(chē)10旋轉(zhuǎn)時(shí)，感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20操作為具有高發(fā)電效率的發(fā)電機(jī)(發(fā)電模式控制)，進(jìn)而電力可從感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20供應(yīng)。另一方面，當(dāng)電力系統(tǒng)100的電力需求處于非峰值且風(fēng)車(chē)1旋轉(zhuǎn)時(shí)，感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20作為發(fā)熱機(jī)來(lái)操作(發(fā)熱模式控制)，進(jìn)而感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20所產(chǎn)生的熱可經(jīng)由熱介質(zhì)流通結(jié)構(gòu)40而蓄積在蓄熱器50中。此外，當(dāng)電力系統(tǒng)100的電力需求處于峰值但風(fēng)車(chē)10不旋轉(zhuǎn)時(shí)，熱力發(fā)電機(jī)60可使用蓄熱器50中所蓄積的熱而產(chǎn)生電力，進(jìn)而電力可從熱力發(fā)電機(jī)60供應(yīng)。因此，在沒(méi)有例如蓄電池或火力發(fā)電設(shè)施等備用系統(tǒng)的情況下，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)I可獲得穩(wěn)定電力供應(yīng)。
[0079](2)在感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20作為發(fā)電機(jī)與發(fā)熱機(jī)兩者來(lái)操作的情況下，還可控制感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20的所產(chǎn)生的電量和所產(chǎn)生的熱量。因此，當(dāng)不需要如此多的電力時(shí)，通過(guò)感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20，風(fēng)車(chē)10的旋轉(zhuǎn)能量的一部分可作為電能來(lái)獲得，且剩余部分可作為熱能來(lái)獲得。此外，通過(guò)在將感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20作為發(fā)電機(jī)來(lái)操作的同時(shí)，還將感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20作為發(fā)熱機(jī)來(lái)操作，在強(qiáng)風(fēng)的情況下，由感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20執(zhí)行電力的產(chǎn)生與熱量的產(chǎn)生，進(jìn)而獲得大于發(fā)電機(jī)的額定輸出的輸出。因此，可最大地回收能量，而不徒勞地錯(cuò)過(guò)風(fēng)能。此外，使用風(fēng)速范圍變寬，結(jié)果是還可提高安全風(fēng)速。
[0080](3)當(dāng)電力系統(tǒng)100的電力需求處于峰值且風(fēng)車(chē)10不旋轉(zhuǎn)時(shí)，電力從熱力發(fā)電機(jī)60供應(yīng)，而當(dāng)風(fēng)車(chē)10旋轉(zhuǎn)但需要產(chǎn)生較大電量時(shí)，電力可同時(shí)從感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20和熱力發(fā)電機(jī)60供應(yīng)。
[0081](4)此外，感應(yīng)電機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)可用于感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，且因此可便宜地且簡(jiǎn)單地構(gòu)造感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)。
[0082]【第二實(shí)施例:場(chǎng)磁體=轉(zhuǎn)子(內(nèi)側(cè))，電樞=定子(外側(cè))】
[0083]在第一實(shí)施例中，描述在發(fā)熱模式控制中，電樞控制單元310將直流電作為轉(zhuǎn)矩電流施加到感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20(電樞線(xiàn)圈225)。在第二實(shí)施例中，將描述在發(fā)熱模式控制中，具有實(shí)現(xiàn)額定轉(zhuǎn)矩到停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的頻率的交流電作為轉(zhuǎn)矩電流施加到感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20(電樞線(xiàn)圈225)。此處，作為特定實(shí)例，下文描述將轉(zhuǎn)矩電流作為具有實(shí)現(xiàn)停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的頻率的交流電來(lái)控制的情況。應(yīng)注意，第二實(shí)施例的構(gòu)造與第一實(shí)施例的構(gòu)造相同，不同之處在于電樞控制單元310進(jìn)行的感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20的勵(lì)磁方法不同于第一實(shí)施例，且因此下文主要描述不同之處。
[0084]具體來(lái)說(shuō)，在發(fā)熱模式控制中，電樞控制單元310被構(gòu)造成控制具有實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的滑移的預(yù)定頻率的三相交流電，且將此作為轉(zhuǎn)矩電流施加到電樞線(xiàn)圈225。
[0085]下文描述感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20在此情況下作為發(fā)熱機(jī)操作的原理。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)場(chǎng)磁體(轉(zhuǎn)子)210根據(jù)風(fēng)車(chē)10的旋轉(zhuǎn)而以額定旋轉(zhuǎn)速度(額定旋轉(zhuǎn)次數(shù))旋轉(zhuǎn)的同時(shí)通過(guò)電樞控制單元310將具有實(shí)現(xiàn)停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的頻率的交流電從電力轉(zhuǎn)換裝置30施加時(shí)，獲得與停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩一樣大的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。接著，所誘發(fā)的電流在場(chǎng)磁體210的場(chǎng)導(dǎo)體215中流動(dòng)，且其功(輸出)隨著場(chǎng)導(dǎo)體215中的熱的產(chǎn)生而被消耗。此處，如上文關(guān)于圖7所述，停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩通常遠(yuǎn)大于額定轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以使得可獲得遠(yuǎn)大于感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20的額定輸出的功(輸出)，因此導(dǎo)致大量的所產(chǎn)生的熱。
[0086]【變型例1:場(chǎng)磁體=定子(外側(cè))，電樞=轉(zhuǎn)子(內(nèi)側(cè))】
[0087]第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中的每一個(gè)所描述的是在感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20中場(chǎng)磁體210充當(dāng)轉(zhuǎn)子且電樞220充當(dāng)定子的構(gòu)造(旋轉(zhuǎn)場(chǎng)磁體型)。感應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)20可被進(jìn)一步修改以具有如下構(gòu)造，即場(chǎng)磁體210與電樞220之間的位置關(guān)系被顛倒、場(chǎng)磁體210充當(dāng)定子且電樞220充當(dāng)轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)電樞型)。
[0088]舉例來(lái)說(shuō)，如圖6所示，在場(chǎng)磁體(定子)中，導(dǎo)體按鼠籠的形式設(shè)置在具有圓柱形的場(chǎng)核心211的內(nèi)圓周處，且此鼠籠形導(dǎo)體可充當(dāng)場(chǎng)導(dǎo)體215。此鼠籠形導(dǎo)體(場(chǎng)導(dǎo)體215)按以下形式形成:導(dǎo)體條215b設(shè)置在場(chǎng)核心211的內(nèi)圓周處所設(shè)置的多個(gè)狹縫中，其中在導(dǎo)體條215b與狹縫之間具有間隔;且導(dǎo)體端環(huán)215r設(shè)置在場(chǎng)核心211的兩端處，以使這些導(dǎo)體條215b短路。另一方面，電樞(轉(zhuǎn)子)設(shè)置在場(chǎng)磁體210內(nèi)部，其中在電樞(轉(zhuǎn)子)與場(chǎng)磁體