本研究主要在探討具雙輸入軸風機傳動機構設計在具時變風能負載下動力流傳動與齒輪組負載變化情形。文中利用雙並聯行星齒輪機構設計彙整雙不同速、不同功率之輸入軸動力，導入單一發電機組。文中將就不同輸入條件，分析各齒對承擔之動力負載變化。除驗證此雙輸入傳動設計之適用性外，並進一步分析額定負載下各齒對之安全係數與設計。
文中首先建立風機動態負載模擬模式，藉由風場輸入條件，配合雙並聯行星齒輪系及輸出端發電機之負載參數，進而推導出相對應之風機系統非線性運動方程式，配合四階藍日庫達數值運算法，進行此雙並聯行星齒輪傳遞機構的時域動態響應分析其動力流變化。文中亦分析不同系統參數，如：風速效應、變磁通密度同步發電機效應、可變慣性矩飛輪效應等，對整體風力發電輸出電功率之影響。並經由齒系強度分析及動力流變化下，進行風力發電機組系統中各齒輪的參數之設計。

Two parallel planetary gear trains design are proposed to construct a dual input transmission mechanism system used in small power wind turbine systems. The time varied input wind powers are applied in the system with specified speed and torque. The Dynamic power flow variation in gear pairs are modeled and simulated in this work. Results indicate the proposed planetary gear train system is feasible in wind turbine system. The effect of gear train parameters on the operation safety and life will also be studied.
The dynamic torque equilibrium equations between meshed gear pairs are employed to model the dynamic torque flow in this proposed dual input gear system. The nonlinear behavior of a synchronous generator has also included in the modeling. The dynamic responses of the dual input transmission mechanism system are simulated by using the 4th order Runge-Kutta method. The effect of system parameters used in this wind turbine system, i.e. the wind speed, the magnetic flux synchronous generator, the inertia flywheels, on the output electrical power variation have investigated in this study. The strength analyses of gear pairs with the bending fatigue and surface durability consideration have also studied in this work.

目錄 i
圖目錄 iii
表目錄 vi
符號說明 vii
摘要 xvi
Abstract xvii
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2 文獻回顧 3
1.3 組織章節 5
第二章 研究理論與方法 7
2.1風能模式 7
2.2同步發電機模式 11
2.3 可靠度模式 18
2.3.1 齒輪破壞模式 18
2.3.2 路易士方程式(Lewis Equation) 21
2.3.3 表面耐久性(Surface Durability) 23
2.3.4 AGMA準則 26
第三章 研究模式導引 34
3.1 雙輸入型齒輪傳遞機構 34
3.1.1 轉速分析 34
3.1.2轉矩分析 36
3.2 雙輸入型齒輪傳遞機構動態分析 38
3.2.1 齒輪系統速度方程式 38
3.2.2 齒輪系統受力方程式 40
3.3 可變慣性矩飛輪 44
3.3.1 可變慣性矩飛輪結構 44
3.3.2 可變慣性矩飛輪動態分析 46
第四章 動力流分析結果與討論 50
4.1 風速變異效應 50
4.2 變磁通密度效應 68
4.3可變慣性矩飛輪效應 75
4.3.1 輸入風速差異分析 79
4.3.2 極限輸入風速效應 89
第五章 結論與未來工作 94
5.1 結論 94
5.2 未來工作 95
參考文獻 96
附錄A AGMA準則使用之參數 99
附錄B 4th Runge-Kutta Method 103

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