迴轉帶動往復機構改良

迴轉帶動往復機構改良

改善歷程

在風車的機構中，有清楚的「往復機構」(如圖1所示)。而現今剩下風力發電機(示意如圖2所示)取代風車，在構造中從風扇開始，將風能轉換成機械能，再將機械能轉圜成電能，為使風力發電效能提高，在設計中盡量讓葉片減少，且葉片減少，轉速越高，相對的噪音也越大。經過實驗我們發現，兩個葉片和三個葉片的風電機可以達到的轉化效率最高(如表1所示)，而三個葉片的設計由於可以顯著的降低噪音、啟動無死角、力學結構優勢明顯等超過了兩葉片設計的應用。

圖1  風車構造圖

表1  風扇多寡對轉速之影響

葉片表面積與選轉面積比	轉速	轉軸扭力	適用性
小	快	落	發電機
大	慢	強	壓縮機等大型轉矩

風力發電齒輪部分，選用滲碳研磨齒輪為最佳，因為它有較高的精密度及高承載之特性，且達到較安靜的運轉。在風車齒輪部分，可利用齒輪轉速比做轉速的改變，進一部讓石臼做不同速率的圓周往復運動。

在往復式的機構中，容易有磨損之部分，故在材料可選用耐磨的性質，如：高硬度鎢鋼。針對上述，也可使用耐磨耗複合塑膠，是將是將各種磨添加劑鐵氟龍 、石墨、矽利康、二硫化鉬及各種纖維等，加入熱可塑性塑膠進行複合改質，藉以提昇熱可塑性塑膠之耐磨耗特性。可添加感測器，當到達兩死點時，感測器動作(如圖3所示)，添加外力給A點，如馬達等。

圖2  直流同步發電機系統示意圖

圖3  往復機構改善示意圖