臺灣博碩士論文加值系統

全球能源進入逐漸減少的危機，替代能源的開發儼然成為國際間的發展重點，尤其以風力發電(wind power)最為廣泛，風力發電機(wind turbine)其中主要機構又以翼片(blade)為發電效率的影響為最大。
液壓系統(hydraulic power system)已經被廣泛的運用在各種機構上，其體積小且可以容易輸出較大的力量等優點，使得液壓系統成為工業界、運輸界等不可或缺的要素。本研究將使用液壓系統來測試翼片，透過開發電腦介面來連線可程式控制器(Programmable Logic Controller)，進而控制液壓系統的各種閥門以及液壓缸(cylinder)，達到壓力、速度、位置的各項設定，並且架設實驗用的測試架來作翼片的強度測試。

The reserve of petroleum decreases gradually. The development of alternative energies is the most important topic internationally. Among alternative energies, the wind power is the most promising one. The power generating efficiency of a wind turbine depends on aerodynamic characteristics of its blades. Also, the serve life of blades affects the overall cost of power generated. Therefore, structure tests of blades to understand their behavior under loads become necessary.
Hydraulic system has been used on lots of kinds of equipments generally. It has many advantages; such as it can provide greater strength and has smaller volume compared to other actuator systems. These advantages make the system become an essential part in industrial applications. In this study, we used a hydraulic system to provide loadings to a blade that simulate the actual wind loading on the blade during operations of a wind turbine. We developed a computer interface to the programmable logic controller that controls the hydraulic system, and then control several valves and hydraulic cylinders of the hydraulic power system to apply loadings to the blade. In the interface, we can control the hydraulic pressure, flow speed, cylinder position of the hydraulic system. An experimental setup for blade test of a 25 kW wind turbine system was designed and installed. Some limit load cases of the blade were also tested in this study.

封面內頁
簽名頁
授權書 iii
中文摘要 iv
英文摘要 v
誌謝 vi
目錄 vii
圖目錄 ix
表目錄 xi

第一章 緒論
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
第二章 液壓測試系統架構
2.1 液壓的起源 3
2.2 液壓的作動 3
2.3 液壓的特性與應用 6
2.3.1 液壓的特性 6
2.3.2 液壓的各種應用 8
2.4 翼片測試用液壓系統架構 9
2.4.1 液壓設備系統 9
2.4.2 翼片測試架 17
第三章 液壓測試系統之控制研製
3.1 可程式控制器 21
3.1.1 可程式控制器的發展與特色 21
3.1.2 可程式控制器的架構 26
3.1.3 可程式控制器的作動原理 28
3.1.4 可程式控制器的控制語言 30
3.2 電腦介面的開發 34
3.2.1 VB簡介 35
3.2.2 電腦與可程式控制器之通訊架構 36
3.2.3 電腦與可程式控制器之通訊參數設定 37
3.2.4 電腦與可程式控制器連線介面 39
第四章 實驗架設與結果 42
第五章 結論
5.1 結論 49
5.2 未來研究發展 49
參考文獻 50
附錄 51
圖目錄

圖2.1 巴斯卡(Pascal)原理(一) 4
圖2.2 巴斯卡(Pascal)原理(二) 5
圖2.3 巴斯卡(Pascal)原理(三) 5
圖2.4 液壓幫浦 10
圖2.5 電磁閥 11
圖2.6 比例控制閥 12
圖2.7 液壓缸 13
圖2.8 油槽及馬達 14
圖2.9 壓力錶及開關 15
圖2.10 管線以及接頭 16
圖2.11 液壓設備構成示意圖 17
圖2.12 風力發電翼片 18
圖2.13 翼片底座 19
圖2.14 翼片夾具 20
圖3.1 可程式控制器基本架構 26
圖3.2 可程式控制器運作流程圖 29
圖3.3 階梯圖 31
圖3.4 指令集 31
圖3.5 功能方塊圖 32
圖3.6 順序流程圖 33
圖3.7 流程圖 34
圖3.8 通訊架構圖 37
圖3.9 液壓控制系統流程圖 40
圖4.1 實驗架設圖 42
圖4.2 應變曲線圖 43
圖4.3 翼片施加負載圖 44
圖4.4 應變分析結果 45
圖4.5 應變曲線比較結果 48
表目錄

表3.1 可程式控制器的特色與優點 24
表3.2 傳統電驛控制與可程式控制器比較 25
表4.1 實驗結果數據表 46
表4.2 模擬分析結果數據表 47

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