随着风电机组的运行时间不断增长,各类故障也开始密集的出现在运行的风电机组上。其中,叶片、齿轮箱等部件的故障造成的影响较为严重,出现时不仅会造成机组停机,而且会导致严重的安全事故。研究发现叶片、齿轮箱、发电机等主要传动结构的故障率占风电机组总故障率的约30%。这部分部件一旦损坏,其维修费用高、周期长、难度大,通常会给风电场造成巨大的经济损失。目前在波浪浪涌发电领域中,大量使用直线电机。其具有结构简单、无接触、无磨损、低噪声等诸多优点,将直线电机应用于风电机组中,可以降低风电机组故障率。设计出一款包含直线电机的新型风电机组,主要工作如下:(1)利用柱体的流致振动现象,设计出一种使用直线电机的单叶片风电机组,其主要构成包括椭圆柱形叶片、万向联轴器传动机构、支撑基座、机组底座、直线发电机、底部电磁线圈组;(2)分别基于动力学原理和直线电机发电原理,推导出新型机组运行时的数学模型,得到了设计机组理论发电量和风能利用系数等相关数学模型;(3)使用Ansys软件群中的Fluent和Transient Structure软件对所设计风电机组的叶片结构与流场间的双向流固耦合进行了仿真,得到了叶片的振幅特性及振动频率,并基于仿真计算结果与数学模型对机组的发电功率和风能利用系数进行了计算预估。来流风向为90°,风速为12m/s时,叶片最大振幅为20.8cm,叶片振动频率为13.9Hz,机组发电功率约为4.1kW,风能转换率约为13.8%。