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永磁式變結構風力發電機

作者	許豐聖、謝旻甫
摘要	由於風速不穩定之特性，風力發電機在擷取風能時，必須具有調速功能以達到高輸出效率，從而衍生出最大功率追蹤之需求。然而當系統處於高風速狀態時，其風能極為可觀，若超過額定風速以上，系統須具備過載保護功能，以避兔元件損壞。本論文所提出之永磁式可變繞組發電機具高效率及高功率密度等優點，利用切換繞組改變發電機特性，無須藉由葉片旋角調整或電力控制，即可在額定風速以下達成率最大功率輸出、額定風速以上以定功率或定電壓輸出，故可用於系統之保護。基於容量及安全因素，一般風力發電機操作範圍有限，例如僅涵蓋最大功率控制區段，以及極小或無定功率控制區段。因此本論文利用變繞組調整發電機特性，在機械結構強度允許下，可延伸其定功率區段之範圍，且維持發電機於額定功率附近操作。本論文重點在於探討變繞組發電機之特性、適當之繞組匝數比、發電機感應電動勢常數計算法則，及繞組切換對輸出影響與特性。最後，透過實驗驗證變結構發電機之性能，包含準最大功率控制、定功率、定電壓輸出。
關鍵字	可變繞組發電機，再生能源，繞組切換，風力發電，準最大功率追蹤