风力发电机的气动理论是由德国的贝兹(Betz)于1926年第一个建立的。贝兹假设风力发电机的风轮是理想的，即没有轮毂，具有无限多的叶片，气流通过风轮时没有阻力。另外，假定气流经过整个风轮时是均匀的，并且通过风轮前后的速度都是轴向的。在这种理想状态下，风力发电机的理论最大效率Cp=0.593。这说明风力发电机从自然风中所得到的能量是有限的，其功率损失部分可以解释为留在尾流中的旋转动能。因此，风力发电机的实际风能利用系数Cp0.593。风力发电机实际得到的有用功率输出为:

　　风能利用系数Cp的物理意义是：风力发电机的风轮能够从自然风中获得的能量与风轮扫掠面积内的未扰动气流所含风能的百分比。可用下式表示：

　　风力发电机的理论最大风能利用系数Cp为0.593，对实际使用的风力发电机来说，Cp越大，表示风力发电机的效率越高。Cp不是一个常数，它随风速、风力发电机转速以及风力发电机叶片参数如攻角、桨距角等而变化。

　　风力发电机的叶片有定桨距的，还有变桨距的。对于定桨距的，除了采用可控制的变速运行外，在额定风速以下的风速范围内，Cp常偏离其最佳值，使输出功率有所降低；超过额定风速后，通过采用偏航控制或失速控制等措施，使输出功率控制在额定值附近。对于变桨距的风力发电机，通过调节桨距可使Cp在额定风速下具有可能较大的值，从而得到较高的输出功率；超过额定风速后，通过改变桨距减少Cp，使输出功率保持在额定值附近。

　　叶尖速比，也叫周速比，是指风力发电机叶片叶尖速度与风速的比值，通常用表示，可用下式表示：

　　转矩系数Cr是表示风力发电机转矩的特征系数，推力系数Cf是表示风力发电机所受阻力的特征系数。为了便于把气流作用下风力发电机所产生的转矩和推力进行比较，常以为变量作为转矩和推力的变化曲线。因此，转矩和推力也要无因次化。Cr和Ct可用下式表示：