概　述：風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)輪系統(tǒng)是將氣象上的自然風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械能的轉(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)速上就是時而和風(fēng)習(xí)習(xí)，時而狂風(fēng)大作，要做到風(fēng)機輸出功率的恒定，既要保證風(fēng)力發(fā)電機盡可能地利用可用風(fēng)速，提高發(fā)電效率，同時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)速的大小而自動調(diào)整風(fēng)輪葉片的迎風(fēng)角度和，達到最佳的與發(fā)電風(fēng)速的匹配。達到這個基本的技術(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)角度的變槳機構(gòu)設(shè)計和配置。變漿系統(tǒng)的作用就是根據(jù)風(fēng)速的大小自動進行調(diào)整葉片與風(fēng)向之間的夾角實現(xiàn)風(fēng)輪對風(fēng)力發(fā)電機有一個恒定的輸入轉(zhuǎn)速，這個恒定轉(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，風(fēng)機停機，達到保護系統(tǒng)的制動作用。主流的變槳系統(tǒng)的所有部件都安裝在輪轂上，風(fēng)機的葉片（根部）通過變槳軸承與輪轂相連，每個葉片都要有自己的相對獨立的電控同步的變槳驅(qū)動系統(tǒng)。變槳驅(qū)動系統(tǒng)依靠液壓馬達驅(qū)動通過一個小齒輪與變槳軸承內(nèi)齒嚙合聯(lián)動，從而驅(qū)動風(fēng)葉調(diào)整迎風(fēng)角度。風(fēng)機正常運行時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、控制機構(gòu)復(fù)雜，占用空間較大，所以目前只有大型風(fēng)力發(fā)電機才有條件配置。
　　關(guān)鍵詞：彈簧扭力　被動變槳　能量釋放

　　1. 扭力彈簧在微型風(fēng)力發(fā)電機被動變漿型機構(gòu)上的應(yīng)用的技術(shù)及經(jīng)濟意義
　　由將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械能的風(fēng)葉經(jīng)過調(diào)速機構(gòu)驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機旋轉(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（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)電機在風(fēng)葉系統(tǒng)的設(shè)計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)電機風(fēng)葉系統(tǒng)中才有采用。由于微型風(fēng)力發(fā)電機（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)將變漿機構(gòu)裝置設(shè)計于微型風(fēng)力發(fā)電機的產(chǎn)品中。
　　微型風(fēng)力發(fā)電機將變漿型機構(gòu)應(yīng)用于風(fēng)輪設(shè)計上將對提升我國微型及小型風(fēng)力發(fā)電機的技術(shù)檔次，特別是提高普及風(fēng)力發(fā)電機（風(fēng)光互補）路燈的可靠性和安全性具有重大的意義。
　　被動變漿型風(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)，同時速度也可保持額定風(fēng)速，使機組保持了連續(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)輪那樣為保護機組安全，系統(tǒng)啟動側(cè)偏程序。本技術(shù)的實施和采用，將使微型風(fēng)力發(fā)電機在國內(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. 機構(gòu)特點
　　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)動轉(zhuǎn)動的風(fēng)輪輪轂徑向呈星形分布的傳動軸，傳動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，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)動后驅(qū)動彈簧、儲存轉(zhuǎn)動力矩能量，當(dāng)風(fēng)力減小，彈簧釋放能量，將轉(zhuǎn)動力矩反向回傳給風(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)。