最靈活的功率獲取與控制能力來自于變速運行，因為渦輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子可以理想地以最大輪葉葉尖速度比運行。人們早期進行的用一個自動齒輪箱代替固定轉(zhuǎn)速步進行星齒輪箱的種種嘗試，都因成本問題和可靠性問題而失敗。由于滑差控制方法只能為感應(yīng)發(fā)電機提供有限的速度控制，所以當今的許多渦輪發(fā)電機都采用 
了另一種替代方法，即80年代3MW的 Growian風(fēng)力渦輪發(fā)電機試驗率先使用的DFIG（雙饋感應(yīng)式發(fā)電機）。Growian結(jié)構(gòu)包括一個同步發(fā)電機，這一發(fā)電機有一個三相滑圈饋電的轉(zhuǎn)子，用以產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)子繞組式感應(yīng)發(fā)電機。這種裝置能使循環(huán)換流器將交流電流注入轉(zhuǎn)子（圖4a）。循環(huán)換流器是一種用可控硅陣列制造的交流-交流變頻器，它對三相線路頻率進行采樣，產(chǎn)生一個低頻控制波形（圖4b）。將這一控制波形疊加在轉(zhuǎn)子的電場上，就有助于穩(wěn)定發(fā)電機的輸出頻率；控制這一控制波形的波幅和相位，就可控制發(fā)電機的功率系數(shù)，從而模擬同步發(fā)電機提供有效功率和無功功率的能力。這種結(jié)構(gòu)還存在一些問題，如其中之一就是它比其他結(jié)構(gòu)更容易受到電網(wǎng)故障的影響。  

       
　　有一種相對簡單的變速技術(shù)使用一個交流－直流－交流鏈路作為變頻器，它先將發(fā)電機的“雜亂交流” 輸出整流，然后再以線路頻率換向。這一技術(shù)使發(fā)電機與負載分離，從而可使用更高效的同步發(fā)電機，并通過改變直流鏈路狀態(tài)來保持發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩控制。Vestas 公司V90-3 MW 風(fēng)力渦輪發(fā)電機是一個產(chǎn)品例子，它采用全輪葉斜角控制和該公司的OptiSpeed 技術(shù)來控制轉(zhuǎn)子6362m2的掃過面積。OptiSpeed系統(tǒng)可使轉(zhuǎn)子和發(fā)電機的轉(zhuǎn)速改變60% 那么大，從而將輸出至電網(wǎng)的電力變化減少到最低程度，并降低結(jié)構(gòu)應(yīng)力。這一系統(tǒng)的核心是該公司的VMP-Top控制器和變頻器，它們構(gòu)成功率電子電路，用來控制發(fā)電機及其送至電網(wǎng)變壓器的輸出。該風(fēng)力渦輪發(fā)電機在其他方面已無特別之處，并保留一個齒輪箱來提高發(fā)電機轉(zhuǎn)速（發(fā)電機的原轉(zhuǎn)速范圍為 9rpm~19 rpm）。
　　但是，在一種概念上最簡單的方法中， Enercon公司開創(chuàng)了一系列無齒輪直驅(qū)式風(fēng)力渦輪發(fā)電機，其額定發(fā)電量現(xiàn)在可達到4.5MW 。在這種設(shè)計中，將轉(zhuǎn)子直接裝在發(fā)電機上，就可將傳動輪系軸承的數(shù)量減少到只有兩個低速旋轉(zhuǎn)部件。問題在于如何在低轉(zhuǎn)速時產(chǎn)生足夠的電力，以及如何用最好的方法將其轉(zhuǎn)換為電網(wǎng)頻率。Enercon公司解決發(fā)電機問題的方法是使用一個有大量電極的電激同步發(fā)電機，例如該公司的E-40機型600kW風(fēng)力渦輪發(fā)電機中的直徑為4.8m的84極電激勵同步發(fā)電機。在這里，轉(zhuǎn)子的速度從18rpm~34 rpm不等，掃過面積為1521m2。由于在工業(yè)變頻驅(qū)動設(shè)計領(lǐng)域深厚的功底，Enercon公司 采用自己的電子電路。與之相比，Zephyros 公司剛推出的  Z72 型2MW風(fēng)力渦輪發(fā)電機雖然同樣具有直驅(qū)發(fā)電機，但卻采用ABB 公司的改進型ACS 1000 變速電動機傳動控制器。一個驅(qū)動軸軸承支承也是由 ABB 公司制造的永磁發(fā)電機。Zyphyros公司在 列舉發(fā)電機損耗降低、部分負載效率出色、故障機率較低等優(yōu)點時，突出了永磁發(fā)電機的好處。永磁發(fā)電機的不足之處是它因使用高導(dǎo)磁率的磁性材料（如釹鐵硼和釤鈷）而成本很高。永磁發(fā)電機的另一個缺點是功率因數(shù)特性差，必須由變頻電路來進行補償。
　　但許多專家認為，永磁發(fā)電機是發(fā)展方向，對大型直驅(qū)設(shè)計來說尤其是這樣。英國 NaREC（新能源與再生能源中心）的電氣技術(shù)專家Adrian Wilson說,這種方法是當今一個以減輕重量為主要目標的研究項目的核心。由于風(fēng)力渦輪發(fā)電機理論上電力輸出是按它獲得的空氣體積的三次方增加的，所以結(jié)構(gòu)件也會成比例地增加重量。Wilson說，現(xiàn)在的設(shè)計方法不能簡單地按比例增大到10MW量級——更不用說未來需要的20MW或 30MW，所以他所在的部門正在調(diào)查一種可節(jié)省齒輪箱質(zhì)量的直驅(qū)設(shè)計。這種方法同樣也需要一個大直徑的發(fā)電機。在該項目涉及到的尺度上，有一種可能違背常規(guī)的方法，即采用自行車輪似的結(jié)構(gòu)，其輻條支持發(fā)電機的電極對。電網(wǎng)輸出連接需要一條滿功率的 交流－直流－交流 變頻器鏈路，而變頻器鏈路則需要多個并行的變頻器。