風(fēng)力發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)上的基本原則是，能夠捕獲的空氣動(dòng)能帶來(lái)的功率小于其額定功率時(shí)，盡可能得以高效率捕獲風(fēng)能，但不能超過(guò)一些約束，比如其額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)能夠捕獲的空氣動(dòng)能大于其額定功率時(shí)，主動(dòng)降低對(duì)風(fēng)能的捕獲并保持在額定功率。對(duì)其有進(jìn)一步了解的朋友可能知道功率曲線這種東西，隨著風(fēng)速?gòu)那腥腼L(fēng)速（cut-in speed）逐漸增大，穩(wěn)態(tài)的功率曲線可以基本地分為三段線：

1. 低于額定轉(zhuǎn)速的部分載荷段，此時(shí)變槳角為最優(yōu)，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩來(lái)調(diào)整葉尖速比為最優(yōu)，從而維持葉輪的捕獲效率最優(yōu)值。先進(jìn)的低速型風(fēng)機(jī)這一段的效率能達(dá)到50%+，很不錯(cuò)了，但輸出功率也就是額定功率的一小半的樣子。在這個(gè)范圍內(nèi)風(fēng)力變大，轉(zhuǎn)速線性增加，在某個(gè)風(fēng)速下達(dá)到葉輪額定轉(zhuǎn)速，接下來(lái)便是下一段：

2. 位于額定轉(zhuǎn)速的部分載荷段，此時(shí)變槳角仍在0度附近，葉輪始終工作在額定轉(zhuǎn)速（允許有波動(dòng)但設(shè)定值就是額定轉(zhuǎn)速），通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩來(lái)維持轉(zhuǎn)速，葉尖速比不再是最優(yōu)。隨著風(fēng)力變大，電機(jī)負(fù)載線性增大，在某個(gè)風(fēng)速（即額定風(fēng)速，rated/nominal wind speed）下達(dá)到滿發(fā)功率。風(fēng)速超過(guò)額定風(fēng)速后繼續(xù)來(lái)到下一段：

3. 滿發(fā)功率段，電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩已經(jīng)無(wú)法繼續(xù)增大來(lái)降低葉輪轉(zhuǎn)速，這時(shí)需要增大變槳角來(lái)降低對(duì)風(fēng)能的捕獲。隨著風(fēng)力變大變槳角逐步增大（非線性），最終達(dá)到切出風(fēng)速（cut-off wind speed）時(shí)切出。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)上的基本原則是，能夠捕獲的空氣動(dòng)能帶來(lái)的功率小于其額定功率時(shí)，盡可能得以高效率捕獲風(fēng)能，但不能超過(guò)一些約束，比如其額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)能夠捕獲的空氣動(dòng)能大于其額定功率時(shí)，主動(dòng)降低對(duì)風(fēng)能的捕獲并保持在額定功率。對(duì)其有進(jìn)一步了解的朋友可能知道功率曲線這種東西，隨著風(fēng)速?gòu)那腥腼L(fēng)速（cut-in speed）逐漸增大，穩(wěn)態(tài)的功率曲線可以基本地分為三段線：

1. 低于額定轉(zhuǎn)速的部分載荷段，此時(shí)變槳角為最優(yōu)，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩來(lái)調(diào)整葉尖速比為最優(yōu)，從而維持葉輪的捕獲效率最優(yōu)值。先進(jìn)的低速型風(fēng)機(jī)這一段的效率能達(dá)到50%+，很不錯(cuò)了，但輸出功率也就是額定功率的一小半的樣子。在這個(gè)范圍內(nèi)風(fēng)力變大，轉(zhuǎn)速線性增加，在某個(gè)風(fēng)速下達(dá)到葉輪額定轉(zhuǎn)速，接下來(lái)便是下一段：

2. 位于額定轉(zhuǎn)速的部分載荷段，此時(shí)變槳角仍在0度附近，葉輪始終工作在額定轉(zhuǎn)速（允許有波動(dòng)但設(shè)定值就是額定轉(zhuǎn)速），通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩來(lái)維持轉(zhuǎn)速，葉尖速比不再是最優(yōu)。隨著風(fēng)力變大，電機(jī)負(fù)載線性增大，在某個(gè)風(fēng)速（即額定風(fēng)速，rated/nominal wind speed）下達(dá)到滿發(fā)功率。風(fēng)速超過(guò)額定風(fēng)速后繼續(xù)來(lái)到下一段：

3. 滿發(fā)功率段，電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩已經(jīng)無(wú)法繼續(xù)增大來(lái)降低葉輪轉(zhuǎn)速，這時(shí)需要增大變槳角來(lái)降低對(duì)風(fēng)能的捕獲。隨著風(fēng)力變大變槳角逐步增大（非線性），最終達(dá)到切出風(fēng)速（cut-off wind speed）時(shí)切出。