目前广泛应用的H 型垂直轴风力发电机结构型式,支持翼连接方式主要有:
a)支持翼连接在叶片的两端(图2-2)。
图2-2 所示连接方式,优点在于外表美观,连接刚性较好。主要缺点在于随着功率的增加,叶片的受力简化为两端简支结构,造成叶片强度设计难度增加,材料支出增加。同时对作为细长构件的轴的稳定性设计极为不利。
b)支持翼垂直连接于叶片的中间(图2-3)。
图2-3 给出了几种支持翼垂直连接的实例。该连接方式属于结构受力型式和经济效益综合性能很好的连接方式,因此应用广泛。图(a)、(d)两种连接方式接近,叶片受力情况较好,轴的长度适中,法兰设计制造难度不大。图(b)连接方式主支持翼垂直连接,另外考虑到叶片的稳定性,在主支持翼上加了斜撑,同时设有拉索。对于该连接方式,轴的长度可以设计的很短,但是刚度设计是该类型垂直轴风力发电机的难点与重点。图(c)连接方式为了提高叶片的稳定性增加了一组支持翼,同时增加了轴的长度,这对于轴的稳定性是不利的。了支持翼材料的用量。对于法兰(用于支持翼和轴连接)也需要更高的刚度同时结构的整体稳定性差。
垂直轴风力发电机根据按风轮接受风能的功率调节方式又可分为:固定攻角和可变攻角两类。
固定攻角垂直轴风力发电机的叶片和支持翼的连接是固定的。当风速变化时,风轮的迎风角度不能随之变化(第2 节插图中除图2-3(d)外,均属于固定攻角)。由于固定攻角机组结构简单、性能可靠,在风能开发利用中一直占据主导地位。而可变攻角垂直轴风力发电机的叶片可以某一中心轴旋转,使叶片攻角可在一定范围内调节变化,其性能比固定攻角机型提高许多,但结构也趋于复杂。