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概 述：风力发电机的风轮系统是将气象上的自然风能转换为机械能的转换组件，其直接承受风力的风轮叶片的迎风角度和曲面合理性将直接影响风机的效率和安全。但大自然的风力是不稳定的，表现在风速上就是时而和风习习，时而狂风大作，要做到风机输出功率的恒定，既要保证风力发电机尽可能地利用可用风速，提高发电效率，同时还要保证输变电及控制系统的安全，就要求风轮系统能随风速的大小而自动调整风轮叶片的迎风角度和，达到最佳的与发电风速的匹配。达到这个基本的技术要求，风轮系统就少不了可以调整风轮叶片迎风角度的变桨机构设计和配置。变浆系统的作用就是根据风速的大小自动进行调整叶片与风向之间的夹角实现风轮对风力发电机有一个恒定的输入转速，这个恒定转速就是风轮系统接受和利用的气象意义上的额定风速；当桨叶顺浆90°与风向平行时，风机停机，达到保护系统的制动作用。主流的变桨系统的所有部件都安装在轮毂上，风机的叶片（根部）通过变桨轴承与轮毂相连，每个叶片都要有自己的相对独立的电控同步的变桨驱动系统。变桨驱动系统依靠液压马达驱动通过一个小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动，从而驱动风叶调整迎风角度。风机正常运行时所有部件都随轮毂以一定的速度旋转。 由于前述的风轮上面的变桨系统传动、控制机构复杂，占用空间较大，所以目前只有大型风力发电机才有条件配置。
关键词：弹簧扭力 被动变桨 能量释放
1. 扭力弹簧在微型风力发电机被动变浆型机构上的应用的技术及经济意义
由将风能转换为机械能的风叶经过调速机构驱动风力发电机旋转形成发电，当前的风叶主流技术要求风叶能在低风速下就能启动（3s/m），能承受高于25s/m 狂风的破坏，能在高于额定风速的条件下，风叶有调整风轮转速的功能。风力发电机在风叶系统的设计上通常分为定浆型和变浆型两大系列，由于定浆型风叶系统结构简单，所以被普遍采纳，变浆型风叶系统由于结构复杂，仅在大型风力发电机风叶系统中才有采用。由于微型风力发电机（1000 瓦以下功率段）的体积及空间所限，到目前国内尚未发现将变浆机构装置设计于微型风力发电机的产品中。
微型风力发电机将变浆型机构应用于风轮设计上将对提升我国微型及小型风力发电机的技术档次，特别是提高普及风力发电机（风光互补）路灯的可靠性和安全性具有重大的意义。
被动变浆型风轮在超风速气象条件下，风叶可随风速的大小自动改变叶片的迎风角度，其迎风角度随风力的改变可成线性状态调整，测试证明：被动变浆型风轮的叶片不仅仅可以捕捉小风气候条件下的风能用来发电，而且可以在超风速气象条件下，随着风叶迎风角度的减小，风轮翼面受力投影面积因此随着减少，风轮不仅能继续保持迎风状态，同时速度也可保持额定风速，使机组保持了连续发电，风轮最大程度利用了风能，而无需像定浆型风轮那样为保护机组安全，系统启动侧偏程序。本技术的实施和采用，将使微型风力发电机在国内同类型的产品中，质量、技术水平处于领先水平。
2. 机构特点
不同于定浆型风叶的安装结构，变浆型风叶不是一次固定于风轮轮毂，而将风叶的叶柄安装连接于可联动转动的风轮轮毂径向呈星形分布的传动轴，传动系的末端连接弹簧确定转角位置（风叶的原始迎风角），弹簧另一端固定于轮毂。风叶受风翼面在超风速风力的作用下产生转动，从而改变风叶翼面的迎风角度。改变风叶翼面的迎风角度后，其受风投影翼面的面积减小，受风面减少后，其接受的风力转动力矩也相适应减小。风叶受风翼面在超风速风力的作用下产生转动后驱动弹簧、储存转动力矩能量，当风力减小，弹簧释放能量，将转动力矩反向回传给风叶，使风叶成比例的复位，直至回复到原始固定的状态。
