顾圣东 ，葛海明 ，王小龙

(1.河海大学港口海岸与近海工程学院，江苏 南京 210098;2.中国人民解放军92301部队，北京 100841;3.江苏省电力设计院，江苏 南京 211102)

垂直轴风力发电机的发展虽然比水平轴风力发电机晚，但是随着科学技术水平和人类认识水平的提高，关于垂直轴风力发电机的研究越来越多，垂直轴风力发电机将最终满足家用中小型风力发电的发展趋势[1-2].升阻互补型垂直轴风力发电机的研制思路就是把升力型和阻力型2种垂直轴风力发电机互相耦合并充分发挥各自的性能优点，使功率系数最大化.具有设计简单、容易起动、运行安静、抗风能力强、发电功率上升平缓、安装与维修的周期与成本低，以及在最大限度利用风能资源的同时，获得更大的发电量等优势[3].

风力发电机的风轮长期承受旋转产生的周期性荷载以及风力荷载[2]，因此作为风力发电机组中最重要的组成部分之一，风轮结构设计是否合理，直接影响着机组的性能[4]，关系到风能的转化效率、叶片的使用寿命、材料使用的经济性，以及制造工艺的可行性等[2].

本文以10kW升阻互补型垂直轴风力发电机的风轮为例，计算并分析了叶片支撑和升力型叶片的结构特性.

1 风轮结构与材料

本文分析的10kW升阻互补型垂直轴风力发电机的设计风速为10m/s;叶片尖速比为0.55;叶片密实度取0.2.风轮由三叶片H型风轮与三叶片直筒式阻力型风轮组成，升力型叶片翼型为NACA0018，旋转半径为3m，高8m;阻力型叶片为直筒……