直線葉型立軸風輪與新型風力發電機的合理匹配

　　圖3所示為，以風速為參數，受風面積5m2的SW-VAWT功率特性，以及整流方式下的功率特性。穩定風速下各個風速的風輪輸出與發電機輸入的交點，為風輪的工作點。圖中，用實線連接的各個風速的最大輸出點為三次（立）方曲線，也即，風輪具有的最大功率。

　　　　　　　　　　　　　　
　　由此，如果忽略齒輪傳動等的機械損耗，風輪的輸出=發電機的輸入。為了經常從風中獲得最大的功率，對應于風輪轉速的發電機輸入功率特性，若能跟蹤風輪最大功率的立方曲線，則十分理想。
　　2.2 原來的發電裝置
　　對原來的小型風力發電裝置而言，有變頻方式和整流方式。變頻方式中，通過發電機轉矩控制的可變速運轉，能取得風輪的最大輸出功率，但變頻控制回路的操控電源所需的待機功率，以及因PWM變換器的開關損耗，總的消耗功率比低風速時從風輪得到的最大功率還多，故存在年凈發電量少的問題。
　　一般在風力發電系統中，發電裝置向容易用作負荷的直流電源輸出，采用這一形式較好。此時，將整流器接到永磁發電機的輸出，該整流方式的發電機輸入功率，如圖3的虛線所示。當風速在出現頻度高的5m/s風速以下時，風輪的轉速即為該風速下的最高轉速。發電機的輸出電壓，比作為負荷的直流電源的電壓還低，因此存在的問題是不能獲取功率。
　　3 無CC方式的發電裝置
　　3.1 無CC方式的原理   
　　為了獲得風輪的最大功率，按照式(4)，發電機功率，能跟蹤對應于風輪轉速而具有的立方特性（即風輪最大的功率曲線），并考慮電氣損耗的基礎上，所能取出的發電機功率是最理想的。無CC方式中，只有勿需操控電源的無源元件，圖3中的實線與虛線重疊，對這種方式進行了開發。
　　3.2 無CC方式的主電路結構 
　　所謂“無CC”，即“無控制電路”或者“無變換器電路”。這是由內裝多個線圈并產生不同感應電壓有效值的永磁發電機，帶分接抽頭的電抗器，以及僅由無源元件構成的整流器所組成。這樣一種CPU和未使用開關器件等有源元件，是無CC方式的一大特點。圖4為無CC的永磁發電機，內部裝有兩種線卷時的主電路結構實例。圖5所示，為圖4的無CC方式下，向作為負荷的恒定直流電源輸出時的輸入/輸出特性曲線。