概　述：風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪系統(tǒng)是將氣象上的自然風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)換組件，其直接承受風(fēng)力的風(fēng)輪葉片的迎風(fēng)角度和曲面合理性將直接影響風(fēng)機(jī)的效率和安全。但大自然的風(fēng)力是不穩(wěn)定的，表現(xiàn)在風(fēng)速上就是時(shí)而和風(fēng)習(xí)習(xí)，時(shí)而狂風(fēng)大作，要做到風(fēng)機(jī)輸出功率的恒定，既要保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)盡可能地利用可用風(fēng)速，提高發(fā)電效率，同時(shí)還要保證輸變電及控制系統(tǒng)的安全，就要求風(fēng)輪系統(tǒng)能隨風(fēng)速的大小而自動(dòng)調(diào)整風(fēng)輪葉片的迎風(fēng)角度和，達(dá)到最佳的與發(fā)電風(fēng)速的匹配。達(dá)到這個(gè)基本的技術(shù)要求，風(fēng)輪系統(tǒng)就少不了可以調(diào)整風(fēng)輪葉片迎風(fēng)角度的變槳機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和配置。變漿系統(tǒng)的作用就是根據(jù)風(fēng)速的大小自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整葉片與風(fēng)向之間的夾角實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)有一個(gè)恒定的輸入轉(zhuǎn)速，這個(gè)恒定轉(zhuǎn)速就是風(fēng)輪系統(tǒng)接受和利用的氣象意義上的額定風(fēng)速；當(dāng)槳葉順漿90°與風(fēng)向平行時(shí)，風(fēng)機(jī)停機(jī)，達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)的制動(dòng)作用。主流的變槳系統(tǒng)的所有部件都安裝在輪轂上，風(fēng)機(jī)的葉片（根部）通過變槳軸承與輪轂相連，每個(gè)葉片都要有自己的相對(duì)獨(dú)立的電控同步的變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)依靠液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)通過一個(gè)小齒輪與變槳軸承內(nèi)齒嚙合聯(lián)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉調(diào)整迎風(fēng)角度。風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)所有部件都隨輪轂以一定的速度旋轉(zhuǎn)。 由于前述的風(fēng)輪上面的變槳系統(tǒng)傳動(dòng)、控制機(jī)構(gòu)復(fù)雜，占用空間較大，所以目前只有大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)才有條件配置。
　　關(guān)鍵詞：彈簧扭力　被動(dòng)變槳　能量釋放

　　1. 扭力彈簧在微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)被動(dòng)變漿型機(jī)構(gòu)上的應(yīng)用的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)意義
　　由將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的風(fēng)葉經(jīng)過調(diào)速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)形成發(fā)電，當(dāng)前的風(fēng)葉主流技術(shù)要求風(fēng)葉能在低風(fēng)速下就能啟動(dòng)（3s/m），能承受高于25s/m 狂風(fēng)的破壞，能在高于額定風(fēng)速的條件下，風(fēng)葉有調(diào)整風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的功能。風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)葉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上通常分為定漿型和變漿型兩大系列，由于定漿型風(fēng)葉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，所以被普遍采納，變漿型風(fēng)葉系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，僅在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉系統(tǒng)中才有采用。由于微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)（1000 瓦以下功率段）的體積及空間所限，到目前國內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)將變漿機(jī)構(gòu)裝置設(shè)計(jì)于微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的產(chǎn)品中。
　　微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)將變漿型機(jī)構(gòu)應(yīng)用于風(fēng)輪設(shè)計(jì)上將對(duì)提升我國微型及小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的技術(shù)檔次，特別是提高普及風(fēng)力發(fā)電機(jī)（風(fēng)光互補(bǔ)）路燈的可靠性和安全性具有重大的意義。
　　被動(dòng)變漿型風(fēng)輪在超風(fēng)速氣象條件下，風(fēng)葉可隨風(fēng)速的大小自動(dòng)改變?nèi)~片的迎風(fēng)角度，其迎風(fēng)角度隨風(fēng)力的改變可成線性狀態(tài)調(diào)整，測試證明：被動(dòng)變漿型風(fēng)輪的葉片不僅僅可以捕捉小風(fēng)氣候條件下的風(fēng)能用來發(fā)電，而且可以在超風(fēng)速氣象條件下，隨著風(fēng)葉迎風(fēng)角度的減小，風(fēng)輪翼面受力投影面積因此隨著減少，風(fēng)輪不僅能繼續(xù)保持迎風(fēng)狀態(tài)，同時(shí)速度也可保持額定風(fēng)速，使機(jī)組保持了連續(xù)發(fā)電，風(fēng)輪最大程度利用了風(fēng)能，而無需像定漿型風(fēng)輪那樣為保護(hù)機(jī)組安全，系統(tǒng)啟動(dòng)側(cè)偏程序。本技術(shù)的實(shí)施和采用，將使微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)在國內(nèi)同類型的產(chǎn)品中，質(zhì)量、技術(shù)水平處于領(lǐng)先水平。
　　2. 機(jī)構(gòu)特點(diǎn)
　　不同于定漿型風(fēng)葉的安裝結(jié)構(gòu)，變漿型風(fēng)葉不是一次固定于風(fēng)輪輪轂，而將風(fēng)葉的葉柄安裝連接于可聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)輪輪轂徑向呈星形分布的傳動(dòng)軸，傳動(dòng)系的末端連接彈簧確定轉(zhuǎn)角位置（風(fēng)葉的原始迎風(fēng)角），彈簧另一端固定于輪轂。風(fēng)葉受風(fēng)翼面在超風(fēng)速風(fēng)力的作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變風(fēng)葉翼面的迎風(fēng)角度。改變風(fēng)葉翼面的迎風(fēng)角度后，其受風(fēng)投影翼面的面積減小，受風(fēng)面減少后，其接受的風(fēng)力轉(zhuǎn)動(dòng)力矩也相適應(yīng)減小。風(fēng)葉受風(fēng)翼面在超風(fēng)速風(fēng)力的作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)后驅(qū)動(dòng)彈簧、儲(chǔ)存轉(zhuǎn)動(dòng)力矩能量，當(dāng)風(fēng)力減小，彈簧釋放能量，將轉(zhuǎn)動(dòng)力矩反向回傳給風(fēng)葉，使風(fēng)葉成比例的復(fù)位，直至回復(fù)到原始固定的狀態(tài)。