最近兩天,在實驗一組有CE認證之100W小型風力發電機,於中型風洞反覆變頻運轉下探討發電機燒毀之主因。風洞經由變頻器控制出口處之風速,並搭配風速計量測實際測得之風速,可建立風洞之風速與頻率關係圖,作為出口風速控制之方式。量測溫度之設備,使用Fluke 2640 NetDAQ。此款機型可自訂IP和Port,透過Hub與擷取數據之電腦建立連線,以取得其量測溫度之數據。量測方式是自Fluke拉出一條條銀白色細線(Thermocouple K Type),每條細線皆帶有橘黃色之雙線頭,而雙線頭交叉點即可透過接觸點電阻差反算溫度。電阻差與溫度之關係,乃經由擷取數據之軟體進行反算作業程序。發電機選定之溫度測定點,包括發電機外殼、漆包線圈、煞車電路上之MOS電晶體及橋式整流器。
在低風速、設計風速及略低於煞車風速之運轉下,並持續運轉一段時間至熱平衡狀態,溫度量測結果顯示漆包線圈溫度偏高。在高於煞車風速運轉下,發電機煞車電路產生效用。在持續煞車數十次後失速,打開發電機發現破壞處為煞車電路之控制線纏繞,其中一條線路並有摩擦後之黑色燒焦狀。漆包線圈、MOS電晶體及橋式整流器未燒燬,三者之溫度都相對於一般狀態高出許多,尤以橋式整流器之溫度最高,但皆非發電機燒毀之主要原因。經過討論後認為燒毀之主因,即是發電機內部控制線纏繞生熱所致。控制線之所以會纏繞,為發電機殼之公差未達緊配合,致使漆包線圈在煞車時得以轉動,從而造成控制線連帶產生扭轉並相互纏繞。公差相當容易被忽視,卻往往扮演舉足輕重之角色。
在低風速、設計風速及略低於煞車風速之運轉下,並持續運轉一段時間至熱平衡狀態,溫度量測結果顯示漆包線圈溫度偏高。在高於煞車風速運轉下,發電機煞車電路產生效用。在持續煞車數十次後失速,打開發電機發現破壞處為煞車電路之控制線纏繞,其中一條線路並有摩擦後之黑色燒焦狀。漆包線圈、MOS電晶體及橋式整流器未燒燬,三者之溫度都相對於一般狀態高出許多,尤以橋式整流器之溫度最高,但皆非發電機燒毀之主要原因。經過討論後認為燒毀之主因,即是發電機內部控制線纏繞生熱所致。控制線之所以會纏繞,為發電機殼之公差未達緊配合,致使漆包線圈在煞車時得以轉動,從而造成控制線連帶產生扭轉並相互纏繞。公差相當容易被忽視,卻往往扮演舉足輕重之角色。