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偏航系統(tǒng)是水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組必不可少的組成系統(tǒng)之一。偏航系統(tǒng)的主要作用有兩個(gè)。其一是與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)相互配合，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪始終處于迎風(fēng)狀態(tài)，充分利用風(fēng)能，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率；其二是提供必要的鎖緊力矩，以保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)一般分為主動(dòng)偏航系統(tǒng)和被動(dòng)偏航系統(tǒng)。被動(dòng)偏航指的是依靠風(fēng)力通過(guò)相關(guān)機(jī)構(gòu)完成機(jī)組風(fēng)輪對(duì)風(fēng)動(dòng)作的偏航方式，常見的有尾舵、舵輪和下風(fēng)向三種；主動(dòng)偏航指的是采用電力或液壓拖動(dòng)來(lái)完成對(duì)風(fēng)動(dòng)作的偏航方式，常見的有齒輪驅(qū)動(dòng)和滑動(dòng)兩種形式。對(duì)于并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，通常都采用主動(dòng)偏航的齒輪驅(qū)動(dòng)形式。

　　1．偏航系統(tǒng)的技術(shù)要求

　　1.1. 環(huán)境條件
　　在進(jìn)行偏航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮的環(huán)境條件如下：

　　1). 溫度；

　　2). 濕度；

　　3). 陽(yáng)光輻射；
　　4). 雨、冰雹、雪和冰；
DADH摩擦片　　5). 化學(xué)活性物質(zhì)；
　　6). 機(jī)械活動(dòng)微粒；
　　7). 鹽霧。風(fēng)電材料設(shè)備DADH摩擦片
　　8). 近海環(huán)境需要考慮附加特殊條件。
 　　應(yīng)根據(jù)典型值或可變條件的限制，確定設(shè)計(jì)用的氣候條件。選擇設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)考慮幾種氣候條件同時(shí)出現(xiàn)的可能性。在與年輪周期相對(duì)應(yīng)的正常限制范圍內(nèi)，氣候條件的變化應(yīng)不影響所設(shè)計(jì)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
　　1.2. 電纜
　　為保證機(jī)組懸垂部分電纜不至于產(chǎn)生過(guò)度的紐絞而使電纜斷裂失效，必須使電纜有足夠的懸垂量，在設(shè)計(jì)上要采用冗余設(shè)計(jì)。電纜懸垂量的多少是根據(jù)電纜所允許的扭轉(zhuǎn)角度確定的。
　　1.3. 阻尼
　　為避免風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在偏航過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)而造成整機(jī)的共振，偏航系統(tǒng)在機(jī)組偏航時(shí)必須具有合適的阻尼力矩。阻尼力矩的大小要根據(jù)機(jī)艙和風(fēng)輪質(zhì)量總和的慣性力矩來(lái)確定。其基本的確定原則為確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在偏航時(shí)應(yīng)動(dòng)作平穩(wěn)順暢不產(chǎn)生振動(dòng)。只有在阻尼力矩的作用下，機(jī)組的風(fēng)輪才能夠定位準(zhǔn)確，充分利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電。
　　1.4. 解纜和紐纜保護(hù)
　　解纜和紐纜保護(hù)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)所必須具有的主要功能。偏航系統(tǒng)的偏航動(dòng)作會(huì)導(dǎo)致機(jī)艙和塔架之間的連接電纜發(fā)生紐絞，所以在偏航系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置與方向有關(guān)的計(jì)數(shù)裝置或類似的程序?qū)﹄娎|的紐絞程度進(jìn)行檢測(cè)。一般對(duì)于主動(dòng)偏航系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，檢測(cè)裝置或類似的程序應(yīng)在電纜達(dá)到規(guī)定的紐絞角度之前發(fā)解纜信號(hào)；對(duì)于被動(dòng)偏航系統(tǒng)檢測(cè)裝置或類似的程序應(yīng)在電纜達(dá)到危險(xiǎn)的紐絞角度之前禁止機(jī)艙繼續(xù)同向旋轉(zhuǎn)，并進(jìn)行人工解纜。偏航系統(tǒng)的解纜一般分為初級(jí)解纜和終極解纜。初級(jí)解纜是在一定的條件下進(jìn)行的，一般與偏航圈數(shù)和風(fēng)速相關(guān)。紐纜保護(hù)裝置是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)必須具有的裝置，這個(gè)裝置的控制邏輯應(yīng)具有最高級(jí)別的權(quán)限，一旦這個(gè)裝置被觸發(fā)，則風(fēng)力發(fā)電機(jī)組必須進(jìn)行緊急停機(jī)。
　　1.5. 偏航轉(zhuǎn)速
　　對(duì)于并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)說(shuō)，風(fēng)輪軸和葉片軸在機(jī)組的正常運(yùn)行時(shí)不可避免的產(chǎn)生陀螺力矩，這個(gè)力矩過(guò)大將對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的壽命和安全造成影響。為減少這個(gè)力矩對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的影響，偏航系統(tǒng)的偏航轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率的大小通過(guò)偏航系統(tǒng)力學(xué)分析來(lái)確定。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)和目前國(guó)內(nèi)已安裝的機(jī)型的實(shí)際狀況，偏航系統(tǒng)的偏航轉(zhuǎn)速的推薦值見表5。

表5偏航轉(zhuǎn)速推薦值w

　　1.6. 偏航液壓系統(tǒng)

　　并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)一般都設(shè)有液壓裝置，液壓裝置的作用是拖動(dòng)偏航制動(dòng)器松開或鎖緊。一般液壓管路應(yīng)采用無(wú)縫鋼管制成，柔性管路連接部分應(yīng)采用合適的高壓軟管。螺接管路連接組件應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)保證偏航系統(tǒng)所要求的密封和承受工作中出現(xiàn)的動(dòng)載荷。液壓元器件的設(shè)計(jì)、選型和布置應(yīng)符合液壓裝置的有關(guān)具體規(guī)定和要求。液壓管路應(yīng)能夠保持清潔并具有良好的抗氧化性能。液壓系統(tǒng)在額定的工作壓力下不應(yīng)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

　　1.7. 偏航制動(dòng)器DADH摩擦片

　　采用齒輪驅(qū)動(dòng)的偏航系統(tǒng)時(shí)，為避免振蕩的風(fēng)向變化，引起偏航輪齒產(chǎn)生交變負(fù)荷，應(yīng)采用偏航制動(dòng)器（或稱偏航阻尼器）來(lái)吸收微小自由偏轉(zhuǎn)振蕩，防止偏航齒輪的交變應(yīng)力引起輪齒過(guò)早損傷。對(duì)于由風(fēng)向沖擊葉片或風(fēng)輪產(chǎn)生偏航力矩的裝置，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)其有效性。

　　1.8. 偏航計(jì)數(shù)器

　　偏航系統(tǒng)中都設(shè)有偏航計(jì)數(shù)器，偏航計(jì)數(shù)器的作用是用來(lái)記錄偏航系統(tǒng)所運(yùn)轉(zhuǎn)的圈數(shù)，當(dāng)偏航系統(tǒng)的偏航圈數(shù)達(dá)到計(jì)數(shù)器的設(shè)定條件時(shí)，則觸發(fā)自動(dòng)解纜動(dòng)作，機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)解纜并復(fù)位。計(jì)數(shù)器的設(shè)定條件是根據(jù)機(jī)組懸垂部分電纜的允許扭轉(zhuǎn)角度來(lái)確定的，其原則是要小于電纜所允許扭轉(zhuǎn)的角度。

　　1.9. 潤(rùn)滑

　　偏航系統(tǒng)必須設(shè)置潤(rùn)滑裝置，以保證驅(qū)動(dòng)齒輪和偏航齒圈的潤(rùn)滑。目前國(guó)內(nèi)的機(jī)組的偏航系統(tǒng)一般都采用潤(rùn)滑脂和潤(rùn)滑油相結(jié)合的潤(rùn)滑方式，定期更換潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂。

　　1.10. 密封

　　偏航系統(tǒng)必須采取密封措施，以保證系統(tǒng)內(nèi)的清結(jié)和相鄰部件之間的運(yùn)動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生有害的影響。

　　1.11. 表面防腐處理

　　偏航系統(tǒng)各組成部件的表面處理必須適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作環(huán)境。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組比較典型的工作環(huán)境除風(fēng)況之外，其他環(huán)境（氣候）條件如熱、光、腐蝕、機(jī)械、電或其他物理作用應(yīng)加以考慮。

　　2．偏航系統(tǒng)的組成

　　偏航系統(tǒng)一般由偏航軸承、偏航驅(qū)動(dòng)裝置、偏航制動(dòng)器、偏航計(jì)數(shù)器、紐纜保護(hù)裝置、偏航液壓回路等幾個(gè)部分組成。偏航系統(tǒng)的一般組成結(jié)構(gòu)見圖5。

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