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照片左邊為24槽的core,右邊為48槽的core

48槽的這組是採一般的跨槽的標準繞法

24槽的這組是採逐槽的繞法

所以24槽的這組雖然槽數少,但極數比48槽的多,其轉速可以比48槽的低.

不過另外還要看磁鐵的配置

在風力發電的領域裡,每個人都希望所做的風力發電機在很低的轉速下就能發出想要的電來

有人用增速齒輪,有人用提速馬達

其實多少的"功"能產生多少的"能"在地球上大致上就差不多是那個樣子

多裝一些機構上去只是增加機械耗損,增加成本,增加故障機會的捨本逐末,疊床架屋的做法而已

而還能再改變的就剩下"功"與"能"的轉換效率及工作點的問題

在此先排除掉風車葉片型式及設計的問題

單就永磁發電機及電力系統的部份來做分析

前篇文章有提到永磁發電機有兩大類

一.是有鐵芯的.

二.是無鐵芯的.

有鐵芯的發電機又分為有槽跟無槽兩種,有槽就是一般常見的發電機,它的優點就是因為有槽,其線圈容易安裝及固定於槽內,使之易於大量生產,但其缺點就是會有槽吸的現象,就是會有頓轉的感覺.

而無槽鐵芯的永磁發電機則比較沒有槽吸的現象,但是因為沒有槽來供線圈安置,所以不利於大量生產,因而較為少見.

而無鐵芯的永磁發電機在現在常見的就是所謂的盤式發電機,由於當中沒有鐵芯,靠兩邊的磁場掃過線圈來產生電力,由於沒有鐵芯所以也不太有槽吸現象,沒有鐵芯因此就沒有鐵損,而沒有鐵損相對效率就會比較高,但是既然效率比較高,為何在永磁發電機的領域中仍然是有鐵芯的永磁發電機為主流呢,其實原因很簡單,排除掉製造程序及成本問題,雖然盤式發電機轉起來很輕,但它所發的電應該無法像它那麼輕轉而無限制的發電下去,這個現象就如同同步馬達產生脫步現象的相反類似.

其實無鐵芯永磁發電機也有兩種

一種就我們常見的盤式發電機,它的磁鐵排列是採兩面相吸的佈局

而另一種就厲害了,它的磁鐵是採相斥的佈局,這就是傳說中的"磁浮發電機"...............

如何製作一顆適當的低速發電機

相信大家都知道計算馬達轉速的公式

其中有極數跟頻率這兩項跟轉速有關的關鍵因素

對一個既定極數的馬達而言,要改變其轉速,比較合理的方法就是改變輸入電源的頻率

而一定有人認為改變電壓也能改變轉速,沒錯雖然改變電壓可以改變轉速,但是會造成轉速不穩定及扭力儘失而造成效率低落,那這跟發電機有什麼關係呢?當然有

很多人為了要使發電機能在低轉速就能有電壓,所以就直接把線圈繞組的匝數增加

把匝數增加就等於是把額定電壓升高的意思是一樣的

但這樣會有什麼樣的後果呢?

在core的槽裡面,它的容量就代表了功率(佛來明左手定律)

要升高電壓就是要增加繞組的匝數,而在相同的槽中增加匝數就必須用較細的漆包線纏繞

而漆包線越細代表電流越小

也就是說在較低轉速時,也許電表可以量到滿意的電壓值

一但接上負載,則電壓迅速下降,若要強制加強動力去轉動它

此時空載時,雖電壓會昇得更高,但接上負載後又再度壓降

單純壓降也就算了,可是這個壓降是因為電流因線細而無法輸出而壓降的

這個時候就呈現了過載的現象,也就是超過了負荷,然後線圈發燙,再下去就是燒掉了

關於槽吸現像,就是所謂咬不咬的問題

其實也不用太在意,

因為有core的發電機,再加上線圈匝數多(想要低速就有電)本來就會咬咬緊緊的

所以本人才會說內行看門道,外行看熱鬧,內行看電流,外行看電壓

要解決這個問題很簡單,就是線圈的匝數不要那麼多,用多極數的方式來達成低轉速發電的目的

而極數夠多,槽吸現象自然就會更細而不明顯

低速要不要有電跟設計風力發電機的工作點是有關連的

前面說了,在低速就有電,那再上去會怎樣

這會像是改車一樣,在既定的條件下,要加速就沒尾速,要尾速就沒加速

尾速及加速達到的一個平衡點而妥協,這就是工作點

理想的工作點只有一個,主觀的工作點卻有無數個

要在某個位置時它的效率是最高的這樣才是正確的

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