靠風力直接推動葉片擺動,用擋桿限制擺動角度。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心前側(標準的常用翼型正常運行時壓力中心在離葉片前緣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后方,能使葉片隨風擺動。在支架上還有擋桿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葉片擺動的示意圖,葉片隨風擺動可使風力機在較低的風速下也能較好的工作,葉片旋轉至風輪向風側時,葉片向風輪內側偏擺,葉片旋轉至風輪背風側時,葉片向風輪外側偏擺,均能形成較大的轉矩力,圖中葉尖速比約為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(yōu)點是風力機能夠自起動,而且在低風速到較高的風速下都能工作。
缺點是葉片運行至90度或270度附近的區(qū)域時,葉片擺至兩側擋桿間的位置,處于順風位置,沒有升力僅有阻力。而且隨葉尖速比的增加,葉片處于順風的區(qū)域加大;如果葉片可擺動的范圍是±15度,葉片的最高葉尖速比就不會超過4,因為葉尖速比超過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。?所以葉片可擺動的范圍若超過±15度時風力機風能利用效率會明顯降低,若葉片可擺動的范圍小于±15度時風力機自起動能力會很差。
從結構上看優(yōu)點是:結構簡單,運動副最少,加工安裝維護容易。缺點是頻繁撞擊擋塊易造成構件損傷、噪聲也大。