风力发电机在设计上的基本原则是，能够捕获的空气动能带来的功率小于其额定功率时，尽可能得以高效率捕获风能，但不能超过一些约束，比如其额定转速。当能够捕获的空气动能大于其额定功率时，主动降低对风能的捕获并保持在额定功率。对其有进一步了解的朋友可能知道功率曲线这种东西，随着风速从切入风速（cut-in speed）逐渐增大，稳态的功率曲线可以基本地分为三段线：

1. 低于额定转速的部分载荷段，此时变桨角为最优，通过调节电机负载转矩来调整叶尖速比为最优，从而维持叶轮的捕获效率最优值。先进的低速型风机这一段的效率能达到50%+，很不错了，但输出功率也就是额定功率的一小半的样子。在这个范围内风力变大，转速线性增加，在某个风速下达到叶轮额定转速，接下来便是下一段：

2. 位于额定转速的部分载荷段，此时变桨角仍在0度附近，叶轮始终工作在额定转速（允许有波动但设定值就是额定转速），通过调节电机负载转矩来维持转速，叶尖速比不再是最优。随着风力变大，电机负载线性增大，在某个风速（即额定风速，rated/nominal wind speed）下达到满发功率。风速超过额定风速后继续来到下一段：

3. 满发功率段，电机负载转矩已经无法继续增大来降低叶轮转速，这时需要增大变桨角来降低对风能的捕获。随着风力变大变桨角逐步增大（非线性），最终达到切出风速（cut-off wind speed）时切出。

风力发电机在设计上的基本原则是，能够捕获的空气动能带来的功率小于其额定功率时，尽可能得以高效率捕获风能，但不能超过一些约束，比如其额定转速。当能够捕获的空气动能大于其额定功率时，主动降低对风能的捕获并保持在额定功率。对其有进一步了解的朋友可能知道功率曲线这种东西，随着风速从切入风速（cut-in speed）逐渐增大，稳态的功率曲线可以基本地分为三段线：

1. 低于额定转速的部分载荷段，此时变桨角为最优，通过调节电机负载转矩来调整叶尖速比为最优，从而维持叶轮的捕获效率最优值。先进的低速型风机这一段的效率能达到50%+，很不错了，但输出功率也就是额定功率的一小半的样子。在这个范围内风力变大，转速线性增加，在某个风速下达到叶轮额定转速，接下来便是下一段：

2. 位于额定转速的部分载荷段，此时变桨角仍在0度附近，叶轮始终工作在额定转速（允许有波动但设定值就是额定转速），通过调节电机负载转矩来维持转速，叶尖速比不再是最优。随着风力变大，电机负载线性增大，在某个风速（即额定风速，rated/nominal wind speed）下达到满发功率。风速超过额定风速后继续来到下一段：

3. 满发功率段，电机负载转矩已经无法继续增大来降低叶轮转速，这时需要增大变桨角来降低对风能的捕获。随着风力变大变桨角逐步增大（非线性），最终达到切出风速（cut-off wind speed）时切出。