外罩式風力發電機利用風門控制發電量的研究

Abstract

小型風力發電機的限速保護是安全操作很重要的一環，過去常用的方法包含電磁短路煞車、偏航、離心錘變矩、失速保護等，但各有其優缺點。本研究的目的是在探討一個有外罩設計的風力發電機，利用其獨特外罩導管，設計風門結構控制流量，量測比對發電?率的差異，使風力發電機能夠有效的在高風速下達到限速保護作用。試驗方法是將風力發電機置放在風洞中測試，分別在風力發電機入風口位置及出風口位置設計安裝風門結構，風門角度動作控制係利用步進馬達與程式搭配控制調整，使步進馬達能夠保持在最大扭力輸出及精準度範圍下，進行風門角度由小至大的動作變換。 　　本研究分別針對入風口及出風口風門開關的情況下風力發電機的輸出做量化的探討，實驗中將風機額定?率輸出的風速作為設定風速，分別為入風口及出風口位置風門角度調整，角度變換設定由90度至0度遞減，量測輸出電壓、電流後，統計數據轉換成?率來比對差異。試驗結果發現風門確實可以針對外罩式風力發電機限速保護達到一定的?效，且入風口的風門控制效果優於出風口的風門限制，本研究的機構設計上較為單純，無須考慮變矩機構中的離心力或是尾舵偏航偏心力矩計算，單純的風門角度控制，即可以達到有效的限速保護作用。

Date of Award	2016 Sept 5
Original language	Chinese
Supervisor	Shih-Hsiung Chen (Supervisor)