偏航是指机舱和风轮绕塔架垂直轴转动。通过偏航风轮可以就位,以保证风以直角进入风轮平面。偏航系统转动风力机,是保证风轮轴与风向对中的机构。如果出现不能对中,就会产生偏航误差。偏航误差或者偏航角定义成风向的水平投影与风轮轴线之间的夹角。
偏航系统可以是被动形式的,也可以是主动形式的。被动偏航系统是指利用风所产生的表面压力,产生绕偏航轴的恢复力矩,使风轮平面保持与风向垂直。
对于上风向风力机,通常会需要一个尾盘以保证正常工作。当然,转子的锥度可以帮助机舱的就位。注意被动式偏航系统,如果风力机长时间保持一个方向偏航,可能会出现电缆缠绕的问题。主动式偏航系统采用液压马达或者电气驱动电动机与齿轮箱来转动风力机,保持与风的对中。这样相对于风主动定位的风力机也被称为强制偏航。绝大多数大型水平轴风力机都使用强制偏航来对中风轮轴与风向。图6-25给出了主动偏航系统的例子。
用于主动偏航系统的机构包括几个电气驱动的与齿轮箱连接并激活塔架轴向偏航大齿圈的电动机。与偏航制动、偏航轴承一起,这些都是供应商交付的标准零件,供应商还应提供合适的设计文件。应该注意,用于偏航系统中的零件可能承受供应商没有考虑到的工况。下面将讨论主动偏航系统的各种部件,包括偏航齿圈、带偏航电动机的偏航驱动、偏航轴承及偏航制动。(www.xing528.com)
偏航误差通常是通过方向传感器来测量的,如一个或两个风向标,风向标通常放置在机舱顶部。风力机运行时,电子控制器检查风向标的取向并据此激活偏航机构。此外,对于自动偏航的风力机,应可以进行手动偏航。在起动、偏航系统维护、风力机测试时,需要进行手动偏航。
图6-25 典型的绕偏航轴承旋转的主动偏航系统
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