靠風力直接推動葉片擺動,用擋杆限制擺動角度。在葉片長度方向有葉片轉軸,葉片轉軸位置在葉片的壓力中(zhōng)心前側(标準的常用翼型正常運行時壓力中(zhōng)心在離(lí)葉片前緣1/4葉片弦長位置),葉片通過葉片轉軸安裝在風輪的葉片支架上,葉片可繞軸轉動。葉片轉軸設在離(lí)葉片前緣1/4葉片弦長前的位置,可保證葉片在任何角度風對葉片的作用力合力的作用點在轉軸的後方,能使葉片随風擺動。在支架上還有擋杆限制葉片擺動的角度,圖4是其結構示意圖。
圖5是葉片受風力作用下(xià)葉片擺動的示意圖,葉片随風擺動可使風力機在較低的風速下(xià)也能較好的工(gōng)作,葉片旋轉至風輪向風側時,葉片向風輪内側偏擺,葉片旋轉至風輪背風側時,葉片向風輪外(wài)側偏擺,均能形成較大(dà)的轉矩力,圖中(zhōng)葉尖速比約爲2,左方是葉片旋轉至風輪向風側時受力狀況,右方是葉片旋轉至風輪背風側時受力狀況。
這種方式優點是風力機能夠自起動,而且在低風速到較高的風速下(xià)都能工(gōng)作。
缺點是葉片運行至90度或270度附近的區域時,葉片擺至兩側擋杆間的位置,處于順風位置,沒有升力僅有阻力。而且随葉尖速比的增加,葉片處于順風的區域加大(dà);如果葉片可擺動的範圍是±15度,葉片的最高葉尖速比就不會超過4,因爲葉尖速比超過4時,葉片在風輪旋轉整周都處于順風位置,沒有升力僅有阻力,即使沒有負荷,轉速也不會增加。 所以葉片可擺動的範圍若超過±15度時風力機風能利用效率會明顯降低,若葉片可擺動的範圍小(xiǎo)于±15度時風力機自起動能力會很差。
從結構上看優點是:結構簡單,運動副最少,加工(gōng)安裝維護容易。缺點是頻(pín)繁撞擊擋塊易造成構件損傷、噪聲也大(dà)。