馬達智財聯盟 Motor Intellectual Property Alliance

穩速調控模組應用於健身車發電系統

作者	黃健堯、蔡明祺
摘要	本論文針對健身車結合發電功能之需求，提出一創新動力傳動模組及其輔助動力控制策略，使踩踏者進行不同騎乘行為時，輸出端發電機可維持穩定的轉速，進而達到輸出固定電氣頻率之目的。有別於傳統架構中電力系統調控電氣頻率的方法，藉由本論文所提出的動力傳動模組，便能使發電機直接輸出穩定的電氣頻率，利於後端的電能利用。在此創新的動力傳動模組，以行星齒輪系為主要傳動元件，透過其雙輸入單輸出的傳動結構特性，搭配一組動力輔助馬達實現所設計的穩速控制策略，依據輸入變動踩踏轉速，藉由調控馬達的輔助動力進行速度耦合，使輸出端維持固定轉速。考量真實發電系統中的負載變動影響，本論文採用了全閉環迴路的穩速控制架構，確保輸出響應可達到理想的轉速值，亦因應真實的騎乘情況與控制迴路運行時的安全性，加入動力輔助策略以修正輔助馬達轉速命令。透過所建立的擬真健身車實驗平台，並以輸出端的負載馬達模擬發電系統的動態電氣負載，驗證本論文所提穩速控制架構設計的可行性。
關鍵字	健身車發電系統、全閉環位置迴路穩速控制、行星齒輪、動力輔助策略、激磁式同步發電機