大（dà）功率（lǜ）發電機組機大體上可以分為以下幾個重要組成（chéng）部分：中心支架、固定（dìng）葉片輔助支架、風輪輪轂、葉（yè）片、齒輪變（biàn）速箱等。在世界上，普遍把（bǎ）發電機組（zǔ）分為兩（liǎng）大類：一是水平軸發電機組，二是（shì）垂直軸發電機組。

　　一、垂直軸發電機組的優點

　　1.總體性能指標高。在構造上（shàng）運用了直葉片和三角形雙（shuāng）支點設計，並且主要受力點集中於（yú）輪轂，解決了（le）葉片脫落、斷裂和葉片飛出等問題，垂直軸發電機組的葉片按相同的角度差形成圓（yuán）周，這樣設計的目的可以降低對中心支架的（de）壓（yā）力；另外，齒輪箱、減速箱和傳動裝置等一係列的輔助設備都可放置在離地麵（miàn）相對近的工作平台上，減輕了柴油機本身的重量，一定程度（dù）上（shàng）減（jiǎn）少了柴油機的構造和維護成本，並且垂直軸柴油機可利用於建築集成上（shàng），有利於城市建設。

　　2.降低噪音汙染。采用了水平麵旋轉以及葉片（piàn）應用飛機翼型原理（lǐ）設計，使得噪（zào）音降（jiàng）低到在自然環境下測（cè）量不到的程度。

　　3.不需要安裝輔助係統。垂直軸柴油機和（hé）水平軸柴油機相比，由於垂直軸柴油機的（de）葉（yè）片旋轉平麵平行於地麵，這樣使得對（duì）風能的獲取可以來自各個方向，不需要像水平軸（zhóu）柴油機那樣增加偏航裝置（zhì）來調（diào）節接受風能的方向，總（zǒng）體結構上（shàng）變的更加的（de）簡單，一定程（chéng）度上減小（xiǎo）了柴油機運行產生的振動，提升了（le）其可靠性。

　　4.抗（kàng）風能力強。水平旋轉和三角形雙支點設計原理，使得（dé）它受風的壓力小，可以抵抗每秒45米（mǐ）的台風。

　　5.葉片構造簡單。由於垂直軸柴油機葉片對風能的捕獲能力增強了，葉（yè）片受旋轉時（shí）隻受柴油機的壓力以及旋轉離心力對葉片的張力，所以對葉片材料的要求程度（dù）降低，選用的材料更加的通用（yòng），減少了購買葉片的成本。

　　6.轉速範圍變大。垂直軸發電機組相比於水平軸柴油機，其可以達到的大轉速要比水平軸柴油機（jī）高的多，在（zài）強風速下的運行穩定性比水平軸（zhóu）柴油（yóu）機好，大值可以承受 60m/s 的高強度風速。隻要控製策略和柴油機本身材料選擇合適，垂直軸柴油機對風能的利用要遠遠地大於水平軸柴油機。

　　同時，垂直軸發電機組具有以下缺點：一是垂直軸柴油機的啟動性能指標比（bǐ）水平（píng）軸柴油機差，二是葉片在旋轉一（yī）周中，在有些位置產生負力（lì）矩，導致柴油機輸出效率低；三是所有（yǒu）風電機組的共同問（wèn）題：抗震動問（wèn）題，尤其是大型柴油機的震動問題；四是由於風是（shì）一種不確定（dìng）的實時變化的因素，發電的輸出功率的穩定性不如傳統意義（yì）上的火力發電，導致波動大不容易並網。

　　二、垂直（zhí）軸發電機組（zǔ）的改進分析

　　搭建一個垂直軸發電機組平台需要軟件設計與硬件（jiàn）設計（jì）兩大方麵。在硬件設計中，主要包括柴油機的總體結構設計，零件的（de）材料選取，各部分結構的尺寸設（shè）計等內容（róng）。在軟件（jiàn）設計中主要包括對垂直軸柴油機的空氣動力學分析，對於柴油機大的控（kòng）製策略以及控（kòng）製軟（ruǎn）件的開（kāi）發（fā）等內容（róng）。軟硬件設計兩個方麵既是（shì）獨立的，又是聯係的，每個方麵都是建立在其他方麵的基礎上，後軟硬件結合形成一（yī）個統一的係統。由於軟（ruǎn）件的開發與應（yīng）用在研究中複雜繁瑣，這裏不過多的介（jiè）紹，下麵主（zhǔ）要介紹在硬件設計上對（duì）垂直軸發電機組有著重要影響（xiǎng）的硬件要求。對於垂直軸（zhóu）柴油機的開發與利用，不光要在控製策略等方麵進行深入研究，而且對於柴油機的硬件（jiàn）條件也不容忽視。終的目（mù）的是要使柴（chái）油機在（zài）各種條件對柴油機的各方麵進（jìn）行優化設計，使得柴油機能夠更好地利用（yòng）風能，確保柴油機的輸出功率（lǜ）達到高效率，並且對於柴油機本身而言，要使得它的使用壽命增加（jiā），維（wéi）護更方便，構造與（yǔ）維修成品更加地符合經濟性。

　　對於柴油機葉片數量的選擇，一要看設計（jì）初衷裏想要柴（chái）油機達到的輸出功率是多少；二是需要考慮葉片與柴油機（jī）的齒輪箱變速箱之間（jiān）的配合問題；三是考慮到柴油機對環境的噪聲汙染；四是考慮（lǜ）柴油機的構建與維護（hù）費用。現（xiàn）今，常見的H軸柴油機大多都是4葉片、6葉片和8葉片柴油機（jī）。

　　葉片數量在一定程度上影響著柴油機的整體性（xìng）能。不管柴油（yóu）機葉片的（de）材（cái）料成分以及外形尺寸，對兩葉（yè）片柴油機和三葉（yè）片柴油機進行比較，兩者的輸出功率（lǜ）相差（chà）不多，但是兩葉片柴油機可以（yǐ）有（yǒu）較高的葉尖（jiān）速比，當（dāng）風速過大時，兩葉片（piàn）柴油（yóu）機會比三葉片柴（chái）油機實用。

　　風輪的葉片數對機負載有一定影響（xiǎng），葉片數量多（duō）時，會增加柴油機的噪聲，同時增大了對風輪的振動，對機器硬件的抗壓（yā）抗震條件增加了（le）硬性（xìng）指標。但是（shì）從外觀上考慮，三葉片柴油機由於其對稱性等原因，更能被（bèi）大眾所接受。

　　兩葉片柴油機由於葉片數量減少後（hòu），構造柴油機的（de）成本以及維護成本會相（xiàng）應地（dì）減少，但也伴隨著（zhe）一些不利因素，因此，對柴油機葉片數（shù）量的選擇要視具體情況而定，要（yào）確定構（gòu）建柴油機的目的。比如家用（yòng）柴油機、大型柴油機並網以及（jí）用於教學的實驗柴油（yóu）機，這些柴油機的葉片數都是不確定的。

　　三、發電機（jī）組（zǔ）的轉速控製

　　當柴油機達到額（é）定功率後，此時的柴油機轉速被稱為柴油機的額（é）定轉速。額定轉速是（shì）一個重要的標量，尤（yóu）其是（shì）在變槳距柴油機中，控製係統控製對槳距角的變化，目的主要在（zài）於將柴油機控製在（zài）額定轉速範圍內，保證柴油機的輸出（chū）功率一直在額定功率下，這樣就使得柴（chái）油機（jī）的輸出（chū）功率穩定，而且這個穩定值跟柴油機大限度利用風能後的理想值相差小。變槳距控製的終目的就是要使得柴油機保持（chí）在這個佳的額定轉速下運行。

　　葉尖（jiān）速比在柴油機整體運行過程中影響著柴（chái）油機各（gè）硬件的（de）整體性能。當風速不變時，葉尖速比大說明此（cǐ）時柴油機的轉速快，轉速快一是說明接收到的風能多，二是轉速快可（kě）以使得葉片產生較大的上（shàng）升（shēng）浮力，一（yī）定程（chéng）度上減輕了風輪支架對主軸的重（chóng）量（liàng），對有利於柴油機的使（shǐ）用壽命。所以在設計柴油機（jī）時，都會讓柴油機具有較大的葉尖速比。另外（wài），較高（gāo）的葉尖速比減小了對葉片材料上的要求（qiú），降低了構造柴油機的成本。但是，如果（guǒ）當葉尖速比（bǐ）過高時，也會引發一些問題：比如首先會造成噪聲汙染，不利於人們的生活，其次（cì）會造（zào）成柴油機的振動問題（tí），如果產生共（gòng）振的話會直接威（wēi）脅柴油機的（de）使用壽命（mìng），如果該柴油機在城市中應用的話，甚至會威脅人類的（de）生命安全。所以（yǐ）對柴油機的葉尖速比要選擇合適的值。

(http://www.leadermold.com/)