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公開番号2025035629
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2023142801
出願日2023-09-04
発明の名称磁石温度推定装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類H02P 9/00 20060101AFI20250307BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】風力発電機の発電機のロータに設置された磁石の温度を推定することができる磁石温度推定装置を提供する。
【解決手段】磁石温度推定装置50は、処理装置51と、記憶装置52と、を備える。磁石温度推定装置50の記憶装置52は、ブレードが受けている風の風速及びブレードのピッチ角を説明変数として含む時系列データを入力すると、発電機のロータに設置された磁石の温度を出力するよう教師有り学習により学習した推定モデル53を記憶している。磁石温度推定装置50において、処理装置51は、時系列データを取得し推定モデル53に入力することで磁石の温度を推定する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
ブレードが受けた風によってシャフトが回転して発電機に伝わる風力発電機における磁石温度推定装置であり、
処理装置と、記憶装置と、を備え、
前記ブレードが受けている風の風速及び前記ブレードのピッチ角を説明変数として含む時系列データを入力すると、前記発電機のロータに設置された磁石の温度を出力するように教師有り学習によって学習した推定モデルが前記記憶装置に記憶されており、
前記処理装置が、
前記時系列データを取得し前記推定モデルに入力することで前記磁石の温度を推定する
磁石温度推定装置。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
前記説明変数として、外気温をさらに含む、
請求項１に記載の磁石温度推定装置。
【請求項３】
前記説明変数として、前記シャフトの回転数をさらに含む、
請求項１または請求項２に記載の磁石温度推定装置。
【請求項４】
前記風力発電機は、ドライブシャフト、トランスアクスル、モータジェネレータを備えるハイブリッド車両用のハイブリッドシステムを転用したものであり、
前記シャフトの回転を、前記ドライブシャフト、前記トランスアクスル、前記モータジェネレータの順に伝えて前記モータジェネレータの内部のロータを回転させて発電を行うことで前記モータジェネレータが前記発電機として機能し、
前記処理装置が、
前記説明変数の時系列データを取得し前記推定モデルに入力することで前記モータジェネレータのロータに設置された磁石の温度を推定する
請求項１または請求項２に記載の磁石温度推定装置。
【請求項５】
前記推定モデルに入力する前記説明変数として、前記モータジェネレータのトルクと、前記モータジェネレータの回転数と、前記モータジェネレータ内のオイル温度と、前記モータジェネレータのステータコイルの温度と、前記ドライブシャフトの回転数と、をさらに含む、
請求項４に記載の磁石温度推定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は磁石温度推定装置に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、磁石温度推定装置が開示されている。この磁石温度推定装置は、車両の電動モータの回転に関する時系列のセンサデータと磁石の温度のデータとを含む教師データを用いて教師有り学習した学習済みモデルを用いる。磁石温度推定装置は、学習済みモデルを用いて電動モータから受信した時系列のセンサデータを入力として電動モータにおけるロータの磁石の温度を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１６８４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
風力発電機はブレードが受けた風を動力として発電機を回転させて発電している。発電機は、電動モータと同様にステータと、磁石を備えたロータとからなる。磁石は温度が高くなると磁力が低下する。磁力が低下すると発電量が減少する。そのため、風力発電機を効率よく運用するためには、発電機の磁石の温度を把握する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための磁石温度推定装置は、ブレードが受けた風によってシャフトが回転して発電機に伝わる風力発電機における磁石温度推定装置である。磁石温度推定装置は、処理装置と、記憶装置と、を備える。磁石温度推定装置では、ブレードが受けている風の風速及びブレードのピッチ角を説明変数として含む時系列データを入力すると、発電機のロータに設置された磁石の温度を出力するように教師有り学習によって学習した推定モデルが記憶装置に記憶されている。この磁石温度推定装置では、処理装置が、前記時系列データを取得し推定モデルに入力することで磁石の温度を推定する。
【発明の効果】
【０００６】
磁石温度推定装置は、風力発電機の発電機のロータに設置された磁石の温度を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、一実施形態の磁石温度推定装置が搭載された風力発電機の構成を示す模式図である。
図２は、図１における２－２線に沿ったブレードの断面図である。
図３は、風力発電機の第２モータジェネレータの構成を示す模式図である。
図４は、実施形態の磁石温度推定装置の構成及び風力発電機の各部の接続を示す模式図である。
図５は、畳み込みニューラルネットワークの構造を示す模式図である。
図６は、実施形態の磁石温度推定装置が用いる推定モデルに入力する説明変数の時系列データを示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、磁石温度推定装置の一実施形態について、図１～図６を参照して説明する。
＜風力発電機１０の構成＞
図１は、磁石温度推定装置５０が搭載された風力発電機１０の構成を示している。図１に示すように、風力発電機１０は、ナセル１１と、ナセル１１の外側に設置された部材と、で構成されている。ナセル１１の外側に設置された部材は、ブレード１３と、ハブ１４と、ピッチ角制御装置１５と、シャフト１６と、ピッチ角制御機構１９と、である。
【０００９】
ブレード１３は、風力発電機１０に複数枚設置されている。それぞれのブレード１３は、ハブ１４と接続されている。ブレード１３が風力発電機１０の正面から吹いてくる風を受けることによってハブ１４が回転する。
【００１０】
ハブ１４にはピッチ角制御装置１５が設置されている。また、ブレード１３とハブ１４の間にはピッチ角制御機構１９が設置されている。ピッチ角制御装置１５及びピッチ角制御機構１９は、通信可能に接続されている。ピッチ角制御装置１５は、ピッチ角制御機構１９を通じてブレード１３のピッチ角を制御する。
（【００１１】以降は省略されています）

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