图3　水平轴风力机

　　这种风力机国内有比较成熟的技术，就其发电机的研究和生产而言其水平可以与其它国家比较。例如南京航空航天大学与该校江苏南航技术开发公司研制生产的FDS型风机，具有国际水平。

　　风力发电机组主要由风轮、传动与变速机构、发电机、塔架、迎风及限速机构组成。

　　(1)风轮

　　风轮是风力机的主体，受风的作用风轮旋转，将风能转化为机械能。它包括桨毂和叶片。桨毂的作用是将叶片和变速机构(或发电机)连接起来，叶片作用是接受风能。

　　(2)发电机

　　发电机是将旋转风轮的机械能转化为电能。

　　大型风力发电机大多为异步电机。

　　小型风力发电机主要是低速永磁发电机，这主要是因为小型风力发电机的风轮直接耦合在发电机轴上，省去了升速机构，这就要求发电机只有几百转/分，所以采用低速发电机。

　　(3)塔架、迎风机构和限速机构

　　大型风力发电机以前主要用三角钢制成塔架，现在则采用了大小头圆筒(象拉杆天线)，每节之间用法兰盘连接，这样运输时上节放在下节里，非常方便。钢管成架后，计算机、电缆、设备全部放在钢管内，又非常实用。

　　小型风力发电机就用几节相同的圆钢管以法兰盘连接起来，它可根据地形及风况决定使用几节，然后用四根钢索固定在地面上。

　　大型风力发电机组迎风及限速机构全部采用了传感器及计算机结合的自动调节系统，按设定的技术参数自动发电，并网、限速和调节。

　　小型风力发电机的迎风机构主要靠风尾，只要风尾设计得合理，其对风性能完全可以满足技术要求。小型风机的限速方法比较多，主要是偏转机构，仰头机构，离心机构等。目前使用较多的主要是偏转机构，在风速超过工作风速时，由于侧偏的作用，风轮受力超过额定要求，会自动偏离，使之不正常迎风。如图4b所示。南京航空航天大学研制了自动变桨距的风力发电机组，在风速超过工作风速范围时，它会自动改变叶片的迎风面，以减小风力机叶片的受风面，不致使之速度上升，而风速回复到工作风速范围时它会自动恢复正常状态。该型风机曾在海岛及热带风暴多发地区运行，经受了热带强风的考验。如图4a所示。

　　

 

　　图4　风力发电机结构图

　　(4)储能设备及逆变器

　　小型风力发电机不可能采用大型机的方法自动并网，而且使用小型风力发电机多是偏远地区。由于风速的多变，使得风力发电机的电压及频率变化，不可能直接被负载利用，这就出现了储能环节，以便从储能设备中提取能源。一般小型风力发电机使用蓄电池储能，先用整流器将发电机的交流电变成直流电向蓄电池充电，然后用逆变器将蓄电池的直流电变换成交流电，供给负载。整流器和逆变器可以做成两个装置，也可以合为一体。多年的风力发电机运行表明，风力发电机的逆变器所要着重解决的是可靠性及寿命，而不是技术性能指标。风力发电机用的逆变器所面临的负载不象一般通讯和计算机设备，它必须能保证常年不断的使用，又要承受风速、负载变化的冲击。目前小型风力发电机用逆变器虽已比较完善，但是在实际应用中仍然存在一些技术难题。