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偏航系统的工作原理
偏航系统是飞机上的一个重要的导航和控制系统，它的主要作用是控制飞机的方向。
其工作原理主要是通过对飞机的航向进行监测和调整，使飞机能够沿着预定的飞行路线前进，并保持稳定的飞行状态。
偏航系统的主要组成部分包括惯性导航系统、GPS导航系统、气压高度计、磁罗盘等。
其中惯性导航系统是偏航系统的核心部分，它可以通过对飞机的加速度和转角等信息进行计算，来确定飞机的位置和航向。
而GPS导航系统则可以提供更为精确的位置和航向信息，气压高度计则可以提供飞机的高度信息，磁罗盘则可以用来检测飞机的方向和航向。
在实际飞行中，偏航系统还需要进行一系列的自动控制和校正。
例如，对GPS信号的误差进行校正，对飞机的姿态进行调整，对飞机的速度和高度进行控制等。
这些控制和校正需要依靠飞机上的电子设备和计算机系统来完成。
总的来说，偏航系统的工作原理是非常复杂的，需要多个部件协同工作，才能保证飞机在飞行过程中的准确性和安全性。
因此，对于飞行员而言，熟悉偏航系统的工作原理和操作方法是非常重要的，这可以帮助他们更好地控制飞机，保证飞行的顺利和安全。
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第十一章偏航系统安全注意事项！在进行偏航轴承连接螺栓力矩检查时，螺钉位置调整好后，必须关闭偏航才能进行操作，防止机组自动偏航造成人员、设备伤害！每三个月检查偏航轴承外齿圈润滑情况，防止因齿面缺少润滑导致重大设备损坏！1．偏航系统概述偏航系统位于塔筒与主机架之间，由三组偏航驱动装置、偏航轴承、偏航传感器、偏航扭缆开关等组成。
偏航轴承外齿圈与塔筒紧固在一起，偏航轴承内圈、偏航驱动装置与主机架紧固在一起。
偏航时驱动装置工作，驱动机舱与偏航轴承内圈绕着外齿圈转动，从而准确跟踪风向变化。
当风向改变时，风向标将信号传到主控系统，主控系统控制驱动装置工作，小齿轮在大齿圈上转动，从而带动机舱转动。
主控系统通过改变供给驱动电机的三相电源的相序，从而使得机舱可以顺时针、逆时针两个方向旋转，旋转方向和旋转角度由偏航传感器进行检测。
当机舱向同一方向偏航的角度达到一定值时，此时表明电缆扭曲一定达到一定程度，必须进行解缆，主控系统将控制机组快速停机并反方向偏航解缆。
机组通过偏航扭缆开关提供了电缆扭缆的冗余保护，当偏航传感器或主控系统出现异常导致机组过度扭缆时，到达一定角度后触发扭缆开关，机组停机保护。
2．偏航系统组成部件3．偏航电机检查与维护3.1 外观检查检查偏航电机表面是否有污染物，如有则及时用无纤维抹布和清洗剂进行清理。
检查偏航电机表面是否有油漆脱落，如有则按照相关技术要求及时补上。
3.2 噪音检查手动偏航，检查偏航电机噪音情况。
3.3 偏航电机制动器检查手动触发偏航电机制动器抱闸打开、关闭，检查抱闸打开、关闭声音是否正常。
3.4 偏航电机接线盒检查检查偏航电机接线盒内电缆接线是否紧固，如有松动则应进行紧固。
3.5 偏航电机与偏航齿轮箱连接螺栓力矩检查使用合适的力矩扳手按规定要求检查偏航电机与偏航齿轮箱连接螺栓力矩。
4．偏航齿轮箱检查与维护南京高传电气有限公司1500KW系列风电机组偏航齿轮箱通常采用四级行星传动，其基本传动结构如图所示：4.1 外观检查检查偏航齿轮箱表面是否有污染物，如有则及时用无纤维抹布和清洗剂进行清理。
偏航系统的工作原理
偏航系统是航空器上用于控制飞机方向的重要组成部分。
它包括了多个部件，如指南针、陀螺仪、加速度计、计算机等。
偏航系统通过对这些部件的精密控制，实现了对飞机的方向控制。
首先，指南针是偏航系统的基础部件。
它通过感应地球的磁场来确定飞机的方向，提供了偏航系统的参考基准。
但是，由于地球磁场的不稳定性，指南针容易受到外界干扰，因此需要与其他部件配合使用。
其次，陀螺仪是偏航系统中重要的部件之一。
它能够感应飞机的旋转角度，并将这些信息传送给计算机。
在飞行过程中，陀螺仪能够稳定地保持飞机的方向，从而确保飞行的安全。
此外，加速度计也是偏航系统中的重要组成部分。
它能够感应飞机的加速度和速度，从而使得偏航系统更加精准地控制飞机方向。
在飞行过程中，加速度计能够快速地响应飞机的变化，从而保证了飞行的平稳。
最后，偏航系统中的计算机则是对上述部件进行整合和控制的核心。
它能够自动地计算飞机的位置、速度和方向等信息，并根据这些信息自动地调整偏航系统的控制。
同时，计算机也能够对飞行中的各种异常情况做出响应，保证了飞行的安全性。
总体来说，偏航系统是飞机上控制方向的重要组成部分。
它通过指南针、陀螺仪、加速度计和计算机等多个部件的协作，实现了对飞机方向的精准控制，保证了飞行的安全和稳定。
偏航系统的工作原理
偏航系统是飞机上的一个重要系统，用于保持航向稳定并防止飞机偏离预定航线。
它的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 航向感知：偏航系统首先需要感知飞机的实际航向。
这通常通过飞机上的磁罗盘或惯性导航系统（INS）来实现。
磁罗盘
通过感应地球的磁场并测量飞机相对于北向的角度来确定航向。
INS则使用加速度计和陀螺仪等传感器来计算和跟踪飞机的航向。
2. 目标航向设定：飞行员通过飞机的自动驾驶系统或驾驶舱中的控制面板设置目标航向。
这是飞机应该沿着的预定航线的方向。
3. 偏航检测：偏航系统会将实际航向与目标航向进行比较，以便检测飞机是否存在偏离。
如果实际航向与目标航向之间有明显差异，则偏航系统会触发下一步骤。
4. 偏航修正：一旦偏航系统检测到飞机偏离目标航向，它会采取相应措施来修正偏航。
这可以通过控制飞机的方向舵以调整飞机的航向，或者通过调整引擎的输出来施加侧向力，使飞机恢复到目标航向上。
5. 反馈控制：偏航系统会持续监测飞机的实际航向和修正的效果，并进行反馈控制以确保飞机保持在目标航向上。
如果飞机再次偏离，偏航系统会及时采取适当的措施进行修正。
通过上述步骤，偏航系统能够有效地保持飞机的航向稳定，并及时纠正任何可能的偏离，从而确保飞机顺利按照预定航线飞行。
风力发电机组偏航系统原理及维护UP77/82 风电机组偏航控制及维护目录1、偏航系统简介2、偏航系统工作原理3、偏航系统控制思想4、偏航系统故障5、偏航系统维护偏航系统简介偏航系统功能使机舱轴线能够跟踪变化稳定的风向；当机舱至塔底引出电缆到达设定的扭缆角度后自动解缆。
风向标风向标的接线包括四根线,分别是两根电源线,两个信号我们实际的线和两根加热线；目前每台机组上有两个风向标；风向标的N指向机尾；偏航取一分钟平均风向。
偏航系统结构4个偏航电机偏航刹车片10个偏航内齿圈塔筒偏航大齿圈侧面轴承偏航轴承内摩擦的滑动轴承系统；内齿圈设计。
偏航驱动电机：数量：4个对称布置,由电机驱动小齿轮带动整个机舱沿偏航轴承转动,实现机舱的偏航；内部有温度传感器,控制绕组温度偏航电子刹车装置,偏航齿轮箱：行星式减速齿轮箱偏航小齿轮偏航编码器绝对值编码器,记录偏航位置；偏航轴承齿数与编码器码盘齿数之比；左右限位开关,常开触点；左右安全链限位开关,常闭触点；偏航刹车片数量：10个液压系统偏航刹车控制；偏航系统未工作时刹车片全部抱闸,机舱不转动；机舱对风偏航时,所有刹车片半松开,设置足够的阻尼,保持机舱平稳偏航；自动解缆时,偏航刹车片全松开。
偏航润滑装置偏航轴承润滑150cc/周偏航齿轮润滑50cc /周用量3：1润滑周期16分钟/72小时偏航润滑油泵启动间隔时间：36H 偏航润滑油泵运行时间：960s偏航系统工作原理偏航系统原理由四个偏航电机与偏航内齿轮咬合,偏航内齿轮与塔筒固定在一起,四个偏航电机带动机舱转动。
偏航电机由软启动器控制。
偏航软启动器软启动器使偏航电机平稳启动；晶闸管控制偏航电机启动电压缓慢上升,启动过程结束时,晶闸管截止；限制电机起动电流。
偏航软起动器工作时序图1.主控给出软起使能EN命令；2.软起内部启动工作继电器READY接点闭合；3.启动初始电压30%Un；4.启动时间10s5.内部旁路继电器TOR接点闭合,晶闸管控制截止。
风力发电机偏航系统的工作原理风力发电机偏航系统是风力发电机的重要组成部分，它的主要作用是使风力发电机能够根据风向自动调整转向，使叶片始终对准风的方向，从而最大限度地捕捉到风能。
风力发电机偏航系统的工作原理可以简单地描述为以下几个步骤：1. 风向检测：风力发电机偏航系统首先需要准确地检测到风的方向。
通常，系统会使用一个或多个风向传感器来测量风的方向，并将这些信息传输给控制系统。
2. 信号处理：一旦风向传感器测量到风的方向，这些信号就会被传输到控制系统中进行处理。
控制系统会根据这些信号来确定风的方向，以便后续的调整。
3. 偏航控制：确定了风的方向后，控制系统会通过调整发电机的转向来使叶片对准风的方向。
通常，风力发电机偏航系统使用液压或电动机来实现转向的调整。
控制系统会根据风向信号来控制液压系统或电动机，使风力发电机转向。
4. 转向调整：一旦控制系统调整了风力发电机的转向，风力发电机就能够始终面向风的方向。
这样，风力发电机的叶片就能够最大限度地捕捉到风的能量，并将其转化为电能。
5. 反馈控制：风力发电机偏航系统通常还会包括反馈控制，以确保风力发电机能够稳定地对准风的方向。
反馈控制可以根据风向传感器的信号来实时调整风力发电机的转向，以保持其对准风的方向。
总结起来，风力发电机偏航系统的工作原理是通过风向传感器检测风的方向，控制系统根据这些信号来调整风力发电机的转向，使其始终面向风的方向。
这样，风力发电机就能够最大限度地捕捉到风的能量，并将其转化为电能。
风力发电机偏航系统的工作原理的实现离不开风向传感器、控制系统以及液压或电动机等关键组件的配合。
通过这些关键组件的协同工作，风力发电机偏航系统能够实现稳定的转向调整，从而提高风力发电机的发电效率。
风力发电机组偏航系统详细介绍一、引言随着可再生能源的快速发展，风力发电成为了新兴的清洁能源选择之一、风力发电机组的偏航系统是其核心组成部分之一，它能够使风力发电机组在不同风向下旋转，实现最大风能有效利用。
本文将详细介绍风力发电机组偏航系统的原理、构成和工作过程。
二、原理1.风向感知：通过风速传感器和风向传感器，实时感知风的强度和方向。
2.控制系统：根据风向传感器的反馈信息，计算出偏航控制参数，并传递给执行机构。
3.执行机构：根据控制系统的指令，调整风轮的朝向，使其与风向保持一致。
三、构成1.传感器：风力发电机组偏航系统中的传感器主要包括风速传感器和风向传感器。
风速传感器用于感知风的强度，而风向传感器则用于感知风的方向。
2.控制系统：控制系统是风力发电机组偏航系统的核心部分，主要包括控制算法和控制器。
控制算法根据风向传感器的反馈信息计算出偏航控制参数，而控制器则将这些参数传递给执行机构。
3.执行机构：执行机构负责调整风力发电机组的朝向，使其与风向保持一致。
常见的执行机构包括偏航控制器、偏航电机等。
四、工作过程1.感知风向：风力发电机组偏航系统通过风向传感器感知风的方向。
2.计算控制参数：根据风向传感器的反馈信息，控制算法计算出偏航控制参数。
3.传递控制参数：控制器将计算得到的偏航控制参数传递给执行机构。
4.调整朝向：执行机构根据控制参数的指令，调整风力发电机组的朝向，使其与风向保持一致。
5.持续监测：风力发电机组偏航系统持续监测风的方向，根据实时的风向信息进行调整，实现持续稳定的发电。
五、总结风力发电机组偏航系统是风力发电的关键技术之一，它能够在不同风向下实现最大风能有效利用。
本文详细介绍了风力发电机组偏航系统的原理、构成和工作过程。
通过合理的感知、计算和调整机制，风力发电机组能够始终面向风向，实现高效稳定的发电效果。
随着风力发电技术的不断发展，风力发电机组偏航系统也将不断完善，为可再生能源的发展做出更大的贡献。
偏航系统偏航系统偏航驱动马达与机舱底座永久性相连，并使机舱对准风向，使风能得到最大的利用，使风机取得最大功率。
偏航系统包括：马达、驱动、刹车、传感器、旋转枢轴轴承（Slewing ring ）、控制和润滑系统。
偏航三相马达传输扭矩给外部旋转枢轴轴承，这样机舱自动的对准风向。
风向跟踪系统：机舱对准风向就是说偏航驱动马达和轴承运行。
如果数据不准确或错误会产生两个后果：Yaw drive Slewing ring (yaw bearingring) between tower andnacelle1．转子叶片不会以最合适的角度方向来对准风向2．转子的运用负荷不明确所以错误的数据引起叶片不合适的角度从而导致机械金属疲劳GE1.5S风机一般有3个驱动器，GE1.5SL有4个偏航驱动器。
通过变速齿轮（变速率1：1220）将感应制动发电机的力矩传导到四接触点轴承的外齿上。
运行时，机舱持续运行和旋转方向是由风向仪（偏航传感器）提供数据，再经过PLC控制系统执行。
风向跟踪系统一般运行在风机切入风速之下也就是说在风电之前，风速大于或等于2.5米/秒偏航马达开始工作。
机舱偏航速度大约0.5度/秒，转一圈大约12分钟。
偏航驱动马达机舱一般安装3个偏航马达，马达直接安装在偏航驱动器上面偏航驱动由马达驱动变速器小齿轮组成偏航驱动马达有一个加热器（寒冷地区使用）偏航驱动变速器：偏航驱动轴承使用四级行星齿轮，三个电机必须一致，由三相刹车马达提供功率。
在变速器的底部安装了小齿轮偏航刹车系统：偏航刹车系统是为了使机舱对准风向防止空气动力学上的旋转摆动，这些摆动会导致偏航变速齿轮在较高负荷时磨损。
机械刹车（持续运行）由18个活塞组成。
它的分布是前后各有6个，左右各有3个。
如果机舱未对准风的方向，电动制动器便断电，驱动器因此缓慢下来。
如果持续和机械偏航可能提供一个充足刹车力，电器刹车必须确认机舱是在一个正确的位置。
Yaw drive motors在偏航时，刹车是释放的不工作的，这时偏航马达转动产生一个驱动力。
风力发电机偏航系统的组成一、引言风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置，风力发电机偏航系统是指控制风力发电机转向风向的系统。
它的主要作用是保持风力发电机转子始终朝向风的方向，以最大化风能的捕捉效率。
1. 偏航控制器：偏航控制器是风力发电机偏航系统的核心部件。
它负责监测风向和风速，并根据设定的参数来控制偏航动作。
通常采用微处理器或PLC来实现控制逻辑，具备高精度和高可靠性。
2. 风向传感器：风向传感器用于测量风的方向，通常采用风向风速传感器。
它能够快速准确地感知风的方向，并将信号传输给偏航控制器，以便偏航控制器做出相应的调整。
3. 偏航驱动装置：偏航驱动装置是将偏航控制器的指令转化为实际的偏航动作的装置。
常见的偏航驱动装置有液压驱动装置和电动驱动装置两种。
液压驱动装置通过控制液压缸的伸缩来实现偏航动作，而电动驱动装置则通过电机驱动来实现。
4. 偏航传动系统：偏航传动系统用于传递偏航动作到风力发电机的转向机构。
它通常由传动轴、传动链条或传动皮带等组成，能够将偏航驱动装置产生的动力传递给转向机构，使风力发电机实现转向。
5. 转向机构：转向机构是风力发电机偏航系统的关键部件，它承担着将偏航动作传递给风力发电机转子的任务。
常见的转向机构有齿轮转向机构、液压转向机构和电动转向机构等。
它能够将来自偏航传动系统的动力转化为适合风力发电机转子转向的动力。
6. 控制信号传输系统：控制信号传输系统用于将偏航控制器发出的控制信号传输给偏航驱动装置。
常见的控制信号传输系统有导线传输系统、无线传输系统和光纤传输系统等。
它能够实现远程控制和监测，提高风力发电机的可靠性和安全性。
三、总结风力发电机偏航系统是风力发电机的重要组成部分，它通过偏航控制器、风向传感器、偏航驱动装置、偏航传动系统、转向机构和控制信号传输系统等组件的相互配合，实现风力发电机转向风向的功能。
只有保持风力发电机始终朝向风的方向，才能最大化地捕捉风能，提高发电效率。
偏航系统的作用偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统。
它主要有两个功能：一是使风轮跟踪变化稳定的风向;二是当风力发电机组由于偏航作用，机舱内引出的电缆发生缠绕时，自动解缆。
偏航控制系统偏航系统是一个随动系统，风向仪将采集的信号传送给机舱柜的PLC的I/O板，计算10分钟平均风向，与偏航角度绝对值编码器比较，输出指令驱动四台偏航电机（带失电制动），将机头朝正对风的方向调整，并记录当前调整的角度，调整完毕电机停转并启动偏航制动。
偏航控制系统框图如下图所示：下文将对偏航控制系统的各机构进行分析：1、风速仪风力发电机组应有两个可加热式风速计。
在正常运行或风速大于最小极限风速时，风速计程序连续检查和监视所有风速计的同步运行。
计算机每秒采集一次来自于风速仪的风速数据；每10min计算一次平均值，用于判别起动风速和停机风速。
测量数据的差值应在差值极限1.5m/s以内。
如果所有风速计发送的都是合理信号，控制系统将取一个平均值。
2、风向标风向标安装在机舱顶部两侧，主要测量风向与机舱中心线的偏差角。
一般采用两个风向标，以便互相校验，排除可能产生的误信号。
控制器根据风向信号，起动偏航系统。
当两个风向标不一致时，偏航会自动中断。
当风速低于3m/s时，偏航系统不会起动。
3、扭揽开关扭缆开关是通过齿轮咬合机械装置将信号传递PLC进行处理和发出指令进行工作的。
除了在控制软件上编入调向记数程序外，一般在电缆处安装行程开关，当其触点与电缆束连接，当电缆束随机舱转动到一定程度即启动开关。
以国内某知名公司生产的1.5MW风机为例，当机身在同一方向己旋转2转(720度)，且风力机不处在工作区域(即10分钟平均风速低于切入风速) 系统进入解缆程序。
解缆过程中，当风力机回到工作区域(即10分钟平均风速高于切入风速)，系统停止解缆程序，进入发电程序，但当机身在同一方向己旋转2.5转(900度)偏航限位动作扭缆保护，系统强行进入解缆程序，此时系统停止全部工作，直至解缆完成。
4.3 偏航系统偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统，是风力发电机组电控系统必不可少的重要组成部分。
它的功能有两个：一是要控制风轮跟踪变化稳定的风向；二是当风力发电机组由于偏航作用，机舱内引出的电缆发生缠绕时，自动解除缠绕。
风力机偏航的原理是通过风传感器检测风向、风速，并将检测到的风向信号送到微处理器，微处理器计算出风向信号与机舱位置的夹角，从而确定是否需要调整机舱方向以及朝哪个方向调整能尽快对准风向。
当需要调整方向时，微处理器发出一定的信号给偏航驱动机构，以调整机舱的方向，达到对准风向的目的。
风力机发电机组的偏航系统是否动作，受到风向信号的影响，而偏航系统及其部件的运行工况和受力情况也受到地形状况影响。
本章主要阐述偏航控制系统的功能、原理、以及影响偏航系统工作的一些确定的和不确定的因素。
4.3.1 偏航系统的工作原理偏航系统的原理框图如图4-11 所示，工作原理为：通过风传感器将风向的变化传递到偏航电机控制回路的处理器里，判断后决定偏航方向和偏航角度，最终达到对风目的。
为减少偏航时的陀螺力矩，电机转速将通过同轴联接的减速器减速后，将偏航力矩作用在回转体大齿轮上，带动风轮偏航对风。
当对风结束后，风传感器失去电信号，电机停止工作，偏航过程结束。
图4-11 偏航系统硬件设计框图4.3.1 偏航控制系统的功能偏航控制系统主要具备以下几个功能：（1）风向标控制的自动偏航；（2）人工偏航，按其优先级别由高到低依次为：顶部机舱控制偏航、面板控制偏航、远程控制偏航；（3）风向标控制的90°侧风；（4）自动解缆；4.3.2 偏航系统控制原理风能普密度函数为：432222||1K i W i W S S V ωφωππφ=⎡⎤⎛⎫⎢⎥+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦（1） 其中，1()2i i ωω=-⋅∆，风波动频率；ω∆—积分步长；K S —表面张力因数； φ—风波动范围因数；W V —平均风速。
平均风速W V 附近的瞬时风速()Wv t 为：1()2co s()n W i i i v t t ωφ==⋅+∑（2）对于时变量i 而言，i φ为自由独立变量，0<i φ<2π，n 为积分步长数量。
又式（1）、（2）定义实际风速为：()()W W V t V v t =+（3）假设平均风速W V ＝5m/s ，在风况稳定的情况下，我们在仿真时间取为600s的情况下，仿真的实际风况如图4-12所示。
图4-12 W V ＝5m/s 时的风况仿真风力机输出的机械功率为：2312m P P R C v πρ=（4）其中：ρ—空气密度； R —桨叶半径；v —风速；PC —功率系数。
P C 为风力机叶尖速比λ的函数，通常用下式表达：Rv ωλ=（5）转矩系数：3212t T T R v C πρ=⋅⋅⋅⋅ （6）T C —风轮转矩系数，与叶尖速比λ的关系：P T C C λ= （7）偏航角：e W T θθθ=- （8）其中：W θ—风向角度；Tθ—风力机叶轮角度。
风向标作为感应元件将风向变化信号转换为电信号传递到偏航电机控制回路的处理器中，处理器经过比较后给偏航电机发出顺时针或逆时针的偏航指令。
为了减少偏航时的陀螺力矩，电机转速将通过同轴连接的减速器减速后，将偏航力矩作用在回转体大齿轮上，带动风轮偏航对风，当对风结束后，风向标失去电信号，电机停止转动，偏航过程结束。
在偏航过程中，风力机总是按最短路径将机舱转过相应角度，才能够提高发电效率，这样就需要解决电机的起动和转向问题。
为了确定电机的转向使风力机转过最小路径，即偏航时间最短，需要弄清偏航角eθ与风向角度和风力机叶轮角度（也就是机舱角度）之间的相对关系。
就水平轴风力机而言，风向和风力机叶轮迎风面法线方向的夹角有以下两种情况（以下角度都是相对的）：（1） 当风向与风力机叶轮迎风面法线方向角度差小于180︒时，偏航角为：e θ=W T θθ- （9）通常，风向角度W θ是相对于叶轮迎风面法线方向角度，故取T θ＝0，偏航角度为：e θ=W θ （10）如图4-13所示（叶轮迎风面以粗实线表示，虚线表示风力机处于迎风位置），电机正转，风力机机舱顺时针调向。
叶轮图4-13 W θ<180︒时e θ=W θ机舱顺时针调向（2） 当风向与风力机叶轮迎风面法线方向角度差大于180︒时，偏航角为：eθ=360︒-W T θθ-=360︒-W θ （11） 如图4-14所示（叶轮迎风面以粗实线表示，虚线表示风力机处于迎风位置），电机反转，风力机机舱逆时针调向。
叶轮 叶轮图4-14 W θ>180︒时e θ=360︒-W θ机舱逆时针调向4.4 偏航传动系统设计4.4.1 偏航操作装置概述偏航系统是水平轴风电机组的重要组成部分。
根据风向的变化，偏航操作装置按系统控制单元发出的指令，使风轮处于迎风状态，同时还应提供必要的锁紧力矩，以保证风电机组的安全运行和停机状态的需要。
偏航操作装置主要由偏航轴承、传动、驱动与制动等功能部件或机构组成。
偏航系统要求的运行速度较低，且机构设计所允许的安装空间、承受的载荷更大，因而有更多的技术解决方案可供选择。
图4-15所示是一种采用滑动轴承支撑的主动偏航装置装配设计方案，以下结合此种方案讨论相关的结构设计问题。
图4-15 一种采用滑动轴承的偏航装置装配设计方案如图4-15所示，偏航操作装置安装于塔架与主机架之间，采用滑动轴承实现主机架轴向和径向的定位与支撑，用四组偏航操作装置实现偏航的操作。
该方案的设计中，大齿圈5与塔架10固定连接，在齿圈的上、下和内圆表面装有复合材料制作的滑动垫片，通过固定齿圈与主机架运动部位的配合，构成主机架的轴向和径向支撑（即偏向轴承）。
在主机架上安装主传动链部件和偏航驱动装置，通过偏航滑动轴承实现与大齿圈的连接和偏航传动。
当需要随风向改变风轮位置时，通过安装在驱动部件上的小齿轮与大齿圈啮合，带动主机架和机舱旋转使风轮对准风向。
图4-16所示是实现上述方案的偏航装置与主机架结构。
图 4-16 偏航装置与主机架结构为保证风电机组运行的稳定性，偏航系统一般需要设置制动器，多采用液压钳盘式制动器，制动器的环状制动盘通常装于塔架（或塔架与主机架的适配环节）。
制动盘的材质应具有足够的强度和韧性，如采用焊接连接，材质还具有比较好的可焊性。
一般要求风电机组寿命期内，制动盘主体不出现疲劳等形式的失效损坏。
制动钳一般由制动钳体和制动衬块组成，钳体通过高强度螺栓连接与主机架上，制动衬块应有专用的耐磨材料（如铜基和铁基粉末冶金）制成。
对偏航制动器的基本设计要求，是保证风电机组额定负载下的制动转矩稳定，所提供的阻尼转矩平稳（与设计值的偏差小于5%），且制动过程没有异常噪声。
制动器在额定负载下闭合时，制动衬垫和制动盘的贴合面积应不小于设计面积的50%，制动衬垫周边与制动钳体的配合间隙应不大于0.5mm。
制动器应设有自动补偿机构，以便在制动衬块磨损时进行间隙的自动补偿，保证制动转矩和偏航阻尼转矩的要求。
偏航制动器可采用常闭和常开两种结构形式。
其中，常闭式制动器是指在有驱动力作用的条件下制动器处于松开状态，常开式制动器则是在驱动力作用时处于锁紧状态。
考虑制动器的失效保护，偏航制动器多采用常闭式制动结构形式。
4.4.2 偏航驱动机构图4-17 变桨距风力机控制系统图4-17显示了一个变桨距风力机控制系统中的各组成部分，偏航驱动机构包括偏航轴承，偏航驱动装置和偏航制动器。
1.偏航驱动部件如图4-18所示，采用电力拖动的偏航驱动部件一般由电动机、大速比减速器和开始齿轮传动副组成，通过法兰连接安装在主机架上。
（1）设计要求若不考虑电动机的选型问题，驱动部件的设计任务主要与大速比减速器有关。
由于设计空间有限，驱动部件一般选用转速较高的电动机，以尽可能减小设计结构的体积。
但由于偏航驱动所要求的输出转速又很低，必须采用紧凑型的大速比减速器，以满足偏航执行机构的要求。
表1所示为一种偏航减速器产品的设计技术指标。
表1 某风电机组偏航减速器技术指标根据实际要求，偏航减速器可选择立式或其他形式安装，采用多级行星轮系传动，以实现大速比、紧凑型传动的要求。
偏航减速器多采用硬齿面啮合设计，齿轮传动设计可参照附录A的有关介绍并依据前面给出的相关标准进行。
对齿轮传动精度方面的要求，一般外啮合为6级、内啮合为7级。
减速器中主要传动构件，可采用低碳合金钢材料，如17CrNiMo6、42CrMoA等制造，齿面热处理状态一般为渗碳淬硬（一般硬度大于HRC58）。
对于减速器齿轮等构件的疲劳强度设计，表面接触载荷安全系数SH>0.8~0.9，弯曲强度安全系数SF>2。
（2）偏航减速器结构设计中需注意的问题根据传动比要求，偏航减速器通常需要采用3~4级行星轮传动方案，而大速比行星齿轮的功率分流和均载是其结构设计的关键。
同时，若考虑立式安装条件，设计也需要特别关注轮系构件的重力对均载问题的影响。
为此，此种行星齿轮传动装置的前三级行星轮的系杆构件以及除一级传动的太阳轮轴意外都需要采用浮动连接方案。
为解决各级行星传动轮系构件的干涉与装配问题，各传动级间的构件连接多采用渐开线花键连接。
为最大限度的减小摩擦磨损，对轮系构件的轴向限位需要特别注意。
一些减速器采用复合材料制造的球面接触结构设计，取得了较好的效果。
偏航减速器箱体等结合面间需要设计良好的密封，并严格要求结合面间形位与配合精度，以防止润滑油的渗漏。
图4-18 偏航驱动装置2. 偏航轴承常用的偏航轴承有滑动轴承和回转支承两种类型。
滑动轴承常用工程塑料做轴瓦，这种材料即使在缺少润滑的情况下也能正常工作。
轴瓦分为轴向上推力瓦、径向推力瓦和轴向下推力瓦三种类型，分别用来承受机舱和叶片重量产生的平行于塔筒方向的轴向力，叶片传递给机舱的垂直于塔筒方向的径向力和机舱的倾覆力矩。
从而将机舱受到的各种力和力矩通过这三种轴瓦传递到塔架（Nordtank 和Vestas机组均采用这种偏航轴承）。
回转支承是一种特殊结构的大型轴承，它除了能够承受径向力、轴向力外，还能承受倾覆力矩。
这种轴承已成为标准件大批量生产。
回转支承通常有带内齿轮或外齿轮的结构类型，用于偏航驱动。
目前使用的大多数风力机都采用这种偏航轴承。
