Yaw System
在“水平軸風力機組成與形式”一節(jié)中曾介紹水平軸風力機的對風方式，這里再介紹一下尾舵對風與側(cè)風輪對風，然后重點介紹偏航系統(tǒng)。
尾舵對風
在小型風力機普遍采用尾舵來對風，圖1是一臺采用尾舵對風的小型風力機。
圖1 尾舵對風小型風力機
下面是這臺采用尾舵對風的小型風力機運行的3D動畫
尾舵對風小型風力機3D動畫
許多農(nóng)用的多葉風輪風力機也采用尾舵對風，有些尾舵是兩葉張開的樣式，對風有較大的阻力，以抗衡多葉風輪的阻力，保證穩(wěn)定的對風，見圖2。
圖2 多葉風輪風力機也采用尾舵對風
側(cè)風輪對風
側(cè)風輪對風結(jié)構(gòu)在機艙后部兩側(cè)有兩個側(cè)風輪（舵輪），兩個側(cè)風輪一般在同一個轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸水平并與風力機風輪主軸垂直。在風力機準確對風時兩側(cè)風輪面與風向平行，側(cè)風輪不會旋轉(zhuǎn)；當風力機未對風時側(cè)風輪與風有夾角就會旋轉(zhuǎn)，并通過齒輪、蝸桿蝸輪推動機艙轉(zhuǎn)動直至風力機風輪對風后停止。圖3左面是側(cè)風輪對風風力機側(cè)視圖，右面是側(cè)風輪對風風力機透視圖
圖3 側(cè)風輪對風示意圖
側(cè)風輪對風結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，優(yōu)點是沒有電時也能對風。
測風系統(tǒng)
風力機要能最大的捕獲風能必須準確的對風，控制風力機準確對風必須知道風向，所以測量風向是第一件事。什么時候達切入風速啟動風力機工作、什么時候進入額定轉(zhuǎn)速、什么時候達切出風速停止風力機，最大功率與漿距角的調(diào)整都需要知道風速，所以測量風速也是必不可少的。一般風力機的切入風速約3m/s至4m/s；額定風速根據(jù)風電場的具體情況定，多數(shù)在12m/s至14m/s；切出風速多數(shù)為25m/s。
在“風力與風的測量”一節(jié)中已介紹過風向標、三杯風速儀、漿葉式風速風向儀與超聲波風速風向儀。機械式風速風向儀由于造價低、易維護，在目前風力機對風中仍在廣泛應(yīng)用，圖4就是一臺風向風速儀（風向風速傳感器）。
圖4 風力機的風向風力傳感器
測風儀安裝在機艙后部頂上，左右兩套相互校驗。
偏航系統(tǒng)
偏航系統(tǒng)是使風力機自動朝向風向的一套裝置，包括驅(qū)動電動機、齒輪組合、控制系統(tǒng)裝置與測風裝置等。圖5是一種常用的偏航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，在塔架上有偏航齒輪，齒輪內(nèi)側(cè)是偏航軸承，機艙底盤通過偏航軸承與塔架連接，機艙可在塔架上旋轉(zhuǎn)。在機艙底盤上安裝有偏航驅(qū)動電動機，通過減速箱連接小齒輪并與偏航齒輪嚙合，偏航驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)時即可推動機艙底盤在塔架上旋轉(zhuǎn)。偏航驅(qū)動電動機一般有兩臺至四臺。
圖5 水平軸風力機偏航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
風向風速儀把信號傳送到控制柜，通過微處理器處理輸出控制信號，該信號控制偏航驅(qū)動電動機的運行，當風輪軸與風向有一定偏差時就啟動偏航驅(qū)動電動機進行對風。
下面是該偏航系統(tǒng)相關(guān)裝置運行的3D動畫
水平軸風力機偏航系統(tǒng)3D動畫
偏航也有剎車系統(tǒng)，也稱偏航制動器，主要為避免偏向的陣風、振蕩風對齒輪造成的沖擊損傷，也使偏航穩(wěn)定，在故障時也會立即剎車。偏航制動器的剎車盤與剎車夾鉗等相關(guān)驅(qū)動裝置都在偏航軸承下面，剎車夾鉗一般至少2個，都為常閉式，有關(guān)機構(gòu)這里就不再圖示了。
發(fā)電機輸出電纜與信號電纜是從機艙通過塔架到地面，如果機艙在對風時過多朝一個方向旋轉(zhuǎn)，會扭壞電纜。為避免這種情況發(fā)生，還要對偏航轉(zhuǎn)數(shù)進行測量，防止單向過轉(zhuǎn)。
對于尾舵對風、側(cè)風輪對風、順風式對風等小型風力發(fā)電機采用滑環(huán)傳輸電能，無需防單向過轉(zhuǎn)裝置。
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