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1.5MW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；塔筒偏航大齿圈 侧面轴承偏航刹车片（10个）偏航内齿圈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。
风力发电机组偏航系统详细介绍2012-12-15资讯频道偏航系统的主要作用有两偏航系统是水平轴式风力发电机组必不可少的组成系统之一。
使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态，其一是与风力发电机组的控制系统相互配合，个。
以保障风力发其二是提供必要的锁紧力矩，充分利用风能，提高风力发电机组的发电效率；被动风力发电机组的偏航系统一般分为主动偏航系统和被动偏航系统。
电机组的安全运行。
舵轮常见的有尾舵、偏航指的是依靠风力通过相关机构完成机组风轮对风动作的偏航方式，常见的有主动偏航指的是采用电力或液压拖动来完成对风动作的偏航方式，和下风向三种；通常都采用主动偏航的齿轮驱动对于并网型风力发电机组来说，齿轮驱动和滑动两种形式。
形式。
1．偏航系统的技术要求1.1. 环境条件在进行偏航系统的设计时，必须考虑的环境条件如下：1). 温度；2). 湿度；3). 阳光辐射；雨、冰雹、雪和冰；4).5). 化学活性物质；机械活动微粒；6).盐雾。
风电材料设备7).近海环境需要考虑附加特殊条件。
8).应根据典型值或可变条件的限制，确定设计用的气候条件。
选择设计值时，应考虑几气候条件的变化应在与年轮周期相对应的正常限制范围内，种气候条件同时出现的可能性。
不影响所设计的风力发电机组偏航系统的正常运行。
1.2. 电缆必须使电缆有足够为保证机组悬垂部分电缆不至于产生过度的纽绞而使电缆断裂失效，电缆悬垂量的多少是根据电缆所允许的扭转角度确定的悬垂量，在设计上要采用冗余设计。
的。
阻尼1.3.偏航系统在机组为避免风力发电机组在偏航过程中产生过大的振动而造成整机的共振，阻尼力矩的大小要根据机舱和风轮质量总和的惯性力矩来偏航时必须具有合适的阻尼力矩。
只有在其基本的确定原则为确保风力发电机组在偏航时应动作平稳顺畅不产生振动。
确定。
阻尼力矩的作用下，机组的风轮才能够定位准确，充分利用风能进行发电。
1.4. 解缆和纽缆保护偏航系统的偏航动解缆和纽缆保护是风力发电机组的偏航系统所必须具有的主要功能。
风力发电机组偏航系统详细介绍资讯频道 2012-12-15偏航系统是水平轴式风力发电机组必不可少的组成系统之一。
偏航系统的主要作用有两个。
其一是与风力发电机组的控制系统相互配合，使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高风力发电机组的发电效率；其二是提供必要的锁紧力矩，以保障风力发电机组的安全运行。
风力发电机组的偏航系统一般分为主动偏航系统和被动偏航系统。
被动偏航指的是依靠风力通过相关机构完成机组风轮对风动作的偏航方式，常见的有尾舵、舵轮和下风向三种；主动偏航指的是采用电力或液压拖动来完成对风动作的偏航方式，常见的有齿轮驱动和滑动两种形式。
对于并网型风力发电机组来说，通常都采用主动偏航的齿轮驱动形式。
1．偏航系统的技术要求1.1. 环境条件在进行偏航系统的设计时，必须考虑的环境条件如下：1). 温度；2). 湿度；3). 阳光辐射；4). 雨、冰雹、雪和冰；5). 化学活性物质；6). 机械活动微粒；7). 盐雾。
风电材料设备8). 近海环境需要考虑附加特殊条件。
应根据典型值或可变条件的限制，确定设计用的气候条件。
选择设计值时，应考虑几种气候条件同时出现的可能性。
在与年轮周期相对应的正常限制范围内，气候条件的变化应不影响所设计的风力发电机组偏航系统的正常运行。
1.2. 电缆为保证机组悬垂部分电缆不至于产生过度的纽绞而使电缆断裂失效，必须使电缆有足够的悬垂量，在设计上要采用冗余设计。
电缆悬垂量的多少是根据电缆所允许的扭转角度确定的。
1.3. 阻尼为避免风力发电机组在偏航过程中产生过大的振动而造成整机的共振，偏航系统在机组偏航时必须具有合适的阻尼力矩。
阻尼力矩的大小要根据机舱和风轮质量总和的惯性力矩来确定。
其基本的确定原则为确保风力发电机组在偏航时应动作平稳顺畅不产生振动。
只有在阻尼力矩的作用下，机组的风轮才能够定位准确，充分利用风能进行发电。
1.4. 解缆和纽缆保护解缆和纽缆保护是风力发电机组的偏航系统所必须具有的主要功能。
摘要能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。
风力发电作为一种可持续发展的新能源，不仅可以节约常规能源，而且减少环境污染，具有较好的经济效益和社会效益，越来越受到各国的重视。
由于风能具有能量密度低、随机性和不稳定性等特点，风力发电机组是复杂多变量非线性不确定系统，因此，控制技术是机组安全高效运行的关键。
偏航控制系统成为水平轴风力发电机组控制系统的重要组成部分。
风力发电机组的偏航控制系统，主要分为两大类：被动迎风偏航系统和主动迎风系统。
前者多用于小型的独立风力发电系统，由尾舵控制，风向改变时，被动对风。
后者则多用大型并网型风力发电系统，由位于下风向的风向标发出的信号进行主动对风控制。
本文设计是大型风力发电机组根据风速仪、风向标等传感器数据，对风、制动、开闸并确定起动，达到同步转速一段时间后，进行并网操作，开始发电。
本文介绍了风力机的偏航控制机构、驱动机构的基础上，采用PLC作为主控单元，设计了风电机组的偏航控制系统。
系统根据风向、风速传感器采集的数据，采取逻辑控制主动对风，实现了对风过程可控。
论文给出了基于风向标、风速仪的偏航控制系统的软硬件设计结果。
关键词：风力发电机；风向标；偏航控制系统；驱动机构目录第1章绪论 (2)1.1 课题的背景和意义 (2)1.2 国内风力发电的发展 (3)第2章风力发电机组系统组成及功能简介 (5)2.1 风力机桨叶系统 (5)2.2 风力机齿轮箱系统 (6)2.3 发电机系统 (7)2.4 偏航系统 (8)2.6 刹车系统 (8)2.8 控制系统 (8)第3章偏航控制系统功能和原理 (10)3.1 偏航控制机构 (10)3.1.1 风向传感器 (10)3.1.2 偏航控制器 (12)3.1.3 解缆传感器 (12)3.2 偏航驱动机构 (13)3.2.2 偏航驱动装置 (15)3.2.3 偏航制动器 (16)第4章偏航控制系统设计及结果分析 (18)4.1 偏航系统控制过程分析 (18)4.1.1 自动偏航 (18)4.1.2 90度侧风控制 (19)4.1.3 人工偏航控制 (20)4.1.4 自动解缆 (20)4.1.5 阻尼刹车 (21)4.2 偏航控制系统总体设计结构与思想 (22)4.3 偏航控制系统设计各组成器件简介、选型及原理 (22)总结与展望 (23)参考文献 (24)致谢 (24)第1章绪论1.1 课题的背景和意义人类社会发展的历史与能源的开发和利用水平密切相关，每一次新型能源的开发都使人类经济的发展产生一次飞跃。
大型风力发电机组偏航系统的概述作者：王润来源：《科技视界》2015年第34期【摘要】偏航系统的控制技术是大型风力发电机组的研究的关键部分，直接影响整个机组的性能和风能利用效率。
本文介绍了偏航系统的基本构造和工作性能原理，并对目前大型风力发电机组偏航系统存在的的问题给出了建议。
【关键词】风力发电；偏航系统；偏航控制0 前言随着国际社会对全球气候变化问题的日益关注，风力发电得到了高度重视。
到2008年底，全球风力发电总装机容量已达到1.20791 亿KW[1]。
风场中的风向随时会发生变化，所以需要风轮始终对准风向。
偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统，它是使风轮稳定的跟踪变化的风，保证捕获最大的风能。
因此，偏航系统的控制问题就显得尤为重要。
1 风力发电机组应用的偏航风力机应用的偏航系统大致分位常阻尼式和液压阻尼式偏航两种。
（1）常阻尼式偏航系统采用全部偏航卡块以额定力矩固定在偏航齿圈盘上，偏航时通过偏航电机的输出功率克服卡块与齿圈盘之间的摩擦力，使机舱按照某一方向转动，在机舱与风向角度一致时，电机电源被切断，机舱的固定由偏航卡块来保证。
采用常阻尼式偏航系统，因结构相对简单，减少了偏航液压系统，但要求偏航电机输出功率大、偏航卡块力矩均衡度高、摩擦垫片耐磨性能强，因而偏航系统维护量大。
若偏航卡块力矩均衡度较差，在偏航时机舱会产生较大的振动，根据测量数据振幅峰值为非偏航时的30倍以上；如果这种情况时间较长，更严重的会导致塔筒变形，可见产生的破坏性极为巨大的。
（2）液压阻尼方式采用一半数量的卡块以额定力矩固定在偏航齿圈盘上，另一半可由液压单元控制压紧或释放在卡块上。
需要偏航时，通过液压的压力使之释放，机舱可转动；对风后，通过液压对卡块的上下油路加压，使之压紧在齿盘上。
液压阻尼式偏航采用“需用才用”的设计思维，在机舱偏航时即释放液压卡块，这样对偏航的功率要求低，也就可相对减配偏航电机，其缺点为，增加了一套液压单元，也增加了风电机故障的可能性。
风力发电机偏航控制系统的研究一、本文概述随着全球对可再生能源需求的持续增长，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，已在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
风力发电机（Wind Turbine）作为风力发电系统的核心设备，其运行效率和稳定性对于整个系统的性能至关重要。
偏航控制系统作为风力发电机的重要组成部分，对于确保风电机组的安全运行和最大化能量捕获具有关键作用。
本文旨在深入研究风力发电机偏航控制系统的原理、设计及其在实际应用中的性能表现。
文章首先介绍了风力发电机的基本工作原理和偏航控制系统的基本构成，为后续的研究提供了理论基础。
接着，文章详细分析了偏航控制系统的关键技术和控制策略，包括传感器技术、执行机构、控制算法等，并探讨了这些技术和策略对风力发电机性能的影响。
在此基础上，文章通过实验和仿真研究，评估了不同偏航控制策略在实际应用中的效果，为优化风力发电机偏航控制系统提供了有益的参考。
文章还讨论了风力发电机偏航控制系统面临的挑战和未来的发展趋势，为相关领域的研究者和工程师提供了有价值的参考信息。
通过本文的研究，期望能够为风力发电机偏航控制系统的设计、优化和应用提供有益的指导，推动风力发电技术的发展，为实现全球能源转型和可持续发展做出贡献。
二、风力发电机概述风力发电机是一种利用风能转换为电能的装置，其工作原理基于风的动力学特性和电磁感应原理。
风力发电机通常由风轮（也称为风叶或转子）、发电机、塔筒和基础等部分组成。
风轮由多个风叶组成，当风吹过风叶时，风叶受到风力作用而旋转，进而带动发电机转动，发电机中的磁场与导体产生相对运动，根据电磁感应原理，导体中会产生感应电动势，从而产生电能。
风力发电机具有清洁、可再生、无污染等优点，是当前全球范围内大力推广的可再生能源发电方式之一。
风力发电机的装机容量和单机容量不断增大，技术也在不断进步，从最初的定桨距失速型发展到变桨距调节型，再到目前最先进的主动偏航控制系统，风力发电机的性能和稳定性得到了显著提升。
六门典型航理课程知识
航空理论课程通常涵盖以下六个典型领域的知识：
1. 飞行力学，飞行力学是航空理论课程中的重要组成部分，涉
及飞机在大气中的运动原理、飞行稳定性和操纵性等内容。
学生将
学习飞机的各种运动状态，如滚转、俯仰和偏航，以及相关的控制
理论和技术。
2. 航空气动力学，航空气动力学研究空气对飞机的作用，包括
气动力和气动力矩的产生机理，翼型和机身的气动特性，以及飞机
在不同飞行状态下的气动性能。
3. 航空结构，航空结构课程涵盖飞机结构设计原理、材料力学、受力分析和结构强度计算等内容。
学生将学习飞机各个部件的设计
和制造原理，以及飞机结构在受力情况下的性能。
4. 航空推进，航空推进课程主要涉及飞机发动机的工作原理、
燃烧室热力学、推进系统设计和性能分析等内容。
学生将学习不同
类型的发动机，如涡轮喷气发动机和螺旋桨发动机，以及相关的推
进系统技术。
5. 航空导航，航空导航课程包括航空导航原理、导航设备和导
航系统的原理和应用等内容。
学生将学习航空导航的基本概念、导
航设备的使用方法，以及航空导航系统的设计和应用。
6. 航空气象，航空气象课程主要涵盖大气环境、天气现象、气
象观测和预报技术等内容。
学生将学习航空气象对飞行安全的影响，以及如何获取和解读气象信息，做出飞行决策。
这些典型的航空理论课程知识涵盖了飞行原理、飞机结构、动
力系统、导航技术和气象因素等多个方面，对于学习航空领域知识
和从事相关职业的人员都具有重要的意义。
偏航气动理论及偏航结构风力发电机偏航状态的空气动力学基础由于风向的不断变化，风轮不能时刻保持其轴向与风向平行，这种状态称之为偏航状态。
偏航状态的风力发电机运行效率低于非偏航状态。
为了提高风力发电机的发电效率，水平轴风力发电机都配有偏航装置，用以改变风轮的方向，时刻保持风轮轴向与风向平行，使风力发电机达到最佳的工作状态。
传统的叶素-动量理论只考虑了风向与风轮平行使的情况，并不适用于偏航状态，因此需要对其修正以达到准确效果。
偏航时的动量定理动量定理通常用来研究风速与风作用在叶片上的力之间的关系，用以表现风轮对风能的转换效率问题，为了便于该问题的研究，现做出以下假设1 风轮为一平面圆盘，不考虑倾斜角。
2 空气无摩擦、无粘性3流过风轮的气流均匀4空气不可压缩，即空气密度不变。
将动量定理直接应用于处于偏航状态的风轮时是存在一定问题的。
对于未处于偏航状态的风力发电机风轮来说，实际上叶片在空间的诱导速度是不同的，在径向方向上是有一定变化的，而动量定理只能计算出平均的诱导速度。
对于处于偏航状态的风力发电机而言（见图），由于叶轮与风向间存在夹角，诱导速度将会在径向角与方位角间产生变化，难以对叶轮的特性进行估价。
现假设风速大小稳定，方向无变化（见下图），由于风向与叶轮间存在夹角r，随着叶片的旋转，每个叶片的攻角不断发生变化。
攻角的时刻变化会在风轮叶片产生轴向推力的同时还附带径向力引起偏航倾斜力矩。
当风向固定时，由动量定理可知轴向的动量变化率等于通过圆盘（致动盘）的质量变化率乘以垂直于风轮的速度变化率。
其质量变化率为ρAv∞cosγ−a，速度变化率为2av∞风力发电机偏航状态见图风中带有的动能为E=12mv2=12ρAv3由上式可知风流过叶轮时带来的机械能为E=1ρAv3=1ρAv∞3叶片作用在圆盘上的力为F=P a−P b A=2ρAv∞cosα−a av∞FRF式中，P a和P b分别为风轮迎风面与背风面的压力；A为风轮的扫略面积；v∞为风在无穷远处的速度；ρ为空气的密度；a为轴向诱导速度；α为轴向平均诱导因数。
由上式可知，令C T=F12ρAv∞2=4a cosγ−a我们称C T为风轮的推力系数，则风轮产生的功率为P=Fv∞cosγ−a=2ρaAv∞3cosγ−a2现定义风轮的风能利用系数C p为C p=PE=2ρaAv∞3cosγ−a212ρAv∞3=4a cosγ−a2现要使风能系数达到最大，对上式轴向平均诱导系数a求导，令其一阶导数为0，即dC pda=0因此有a=cosγC pmax=1627cos3γ在理想状态下，当风向与风轮轴之间的夹角为零度时，此时的风能利用系数最大C pmax=16≈0.592该数据表明风机最大仅能利用风能的59.2%。
实际在运行时，由于风向的变化，偏航角γ的存在，风能的转化率要比这个数值小很多，风能利用少之又少，大约只占风能的30%左右。
偏航时的叶素动量理论现时风力发电机桨叶的载荷都是由叶素动量理论计算出来的。
叶素动量理论根据空气动力学方法对桨叶翼型进行载荷分析的一种简单方法。
首先假设风机叶片之间的气流互不干扰，将风力发电机的叶片延轴向离散为无数个单元，这些小单元成为叶素。
叶素则近似为二维翼型，然后将这无数叶素上的力及力矩进行积分，最终苛求出叶片上所受的力及力矩。
假设风力发电机的叶片数目为N，叶尖处的风轮半径为R，则任意半r处的叶素简图如下假设叶片的旋转速度为ω，叶片前端的风速为v1，则叶素的切向速度为ωr，其切向诱导速度为a′ωr该叶素总的切向速度为1+a′ωr叶片上气流的速度为v res=v121−a2+1+a′2ω2r2v res=v11−a=1+a′ωr合速度与叶片的旋转平面的夹角φ（入流角φ<90°）φ=arctan 1+a′ωr v11−a攻角αα=β−φ由动量定理可知，在桨叶翼型不失速时，半径为r处的叶素翼型所受升力（与和速度方向垂直）δL=1ρv res2C L cδr半径为r处的叶素翼型所受阻力（与和速度方向相反）δD=12ρv res2C D cδr其中C L翼型的升力系数C D翼型的阻力系数叶素的轴向力与与切向力为δF=δLcosβ+δDsinβ=12ρv res2c C L cosβ+C D sinβδrδT=δLsinβ−δDcosβ=1ρv res2c C L sinβ−C D cosβδr令C x和C y分别为C x=C L cosβ+CD sinβC y=C L sinβ−CD cosβ其中C x为法向力系数，C y为切向力系数由以上公式可知风轮受到的轴向力以及切向力分别为F 轴=N12ρv res2c C xδrRr0F 切=N1ρv res2cC yδrRr0在变桨系统不失速时，给定叶片的攻角及翼型升力系数与翼型阻力系数，就可以根据上式计算出桨叶的载荷。
但在偏航情况下，叶素上气流的不稳定性，叶素理论的实际应用存在很大问题。
Theodorsen应用升力缺损函数来修正二维升力，进而解决叶片上攻角随时间变化的问题。
忽略涡流的影响，在一个叶素平面的速度分量如图所示其入流角φ由上图可知tanφ=v1cosγ−a1+F u Kχsinψ+ωra′cosψsinχ1+sinψsinχωr1+a′cosχ1+sinψsinχ+v1cosψarctanχ21+F u Kχsinψ−sinγ其中r为叶素圆环半径，u=rR，F u为气流膨胀系数，Kχ为尾流偏斜角函数，ψ为旋转方向上测量的叶片方位角由于叶片的攻角没有改变，叶片的升力系数与阻力系数并未发生改变，根据公式计算每个叶片的攻角，依据修正后的叶素理论便可以计算出叶素上的力和力矩。
叶素动量定理叶素-动量定理是叶素理论与动量定理的合称，主要根据叶素理论与动量定理研究叶片的综合性能。
根据动能定理可知，气流作用在叶素上的力的冲量与气流带来的动量是相等的。
假设风力发电机偏航的角度为δφ，风轮半径r处的叶素所受轴向力分力为δF=δLsinφ+δDcosφ=12Nρv12c C L cosφ+C D sinφδrδφ定义弦长的实度为ςrςr=Nc 2πr定义法向力系数为C xC x=C L cosφ+CD sinφ考虑偏航和Prandtl 叶尖损失[41]，由动量定理可知，偏航时的轴向动量变化率为δM a=12Nρv res24af cosγ+tanχ2sinγ−afsec2χ2rδrδφ将动量定理应用到整个风轮叶片上，由于诱导因素a随着风轮半径r处气流的变化而变化，在圆形平面上，因此叶素动量的大小还应该在圆形平面上进行积分，因此风在叶素上产生的轴向动量有δM a= 2π12ρv124af cosγ+tanχ2sinγ−afsec2χ2rδr dφ=122π2πρv res2C xςr rδr dφ因此有8πaf cosγ+tan χsinγ−afsec2χ=ςrv res2122πC xδr dφ对于整个叶片而言，对叶片上的每个叶素所受的力进行求和就可以的到该叶片所受的轴向力，因此对上式在半径上进行积分可得风力发电机叶轮所受轴向力为F 轴=122πNρv res2C xςr rdr dφ=rv res2v122πC xςr dr dφr根据叶素理论可知，叶素上所受的切向力相对轴的转矩为δM=1ρv res2δr cosψsinχC x+cosχC y r2δrδψ由动量定理可知，叶素角动量是δM m=1ρv12λμ4a′f cosγ−af cos2ψ+cos2χsin2ψr2δrδψ同理对上式进行积分，有角动量为1 2ρv12λμ4a′f cosγ−af cos2ψ+cos2χsin2ψr2δrdψ2π0=12ρv res2δr cosφsinχC x+cosχC y r2δrdψ2π对上式进行积分运算得到λπu4a′f cosγ−af1+cos2χ=δrv res2v122πcosψsinχC x+cosχC y dψ对于整个叶片而言，对叶片上的每个叶素所受的力矩进行求和就可以的到该叶片的力矩，对上式在半径上进行积分可得风力发电机叶轮所受的相对轴的转矩为T=v res2v122πN cosψsinχC x+cosχC y drdψR以上公式就是基本的偏航时的叶素—动量理论。
根据以上公式可知，当给定叶片位置u和偏航时的角度ψ时。
可根据黄色公式计算出气流的角度φ。
根据叶片的翼型，可以查到固定的升力系数与阻力系数。
根据叶素的桨距角β，可以求得任意攻角α，利用公式求出轴向诱导因素a与切向诱导因素a′。
通过最后的红色公式便可以求出风力发电机在偏航状态时风机叶轮所受的轴向力与相对转轴的的力矩。
风力发电机偏航系统的结构偏航系统是水平轴风力发电机的重要组成部分，是风力发电机组特有的私服系统【42】。
所谓偏航，就是机舱和风轮绕塔架的垂直轴旋转，使风轮扫略面与风向保持垂直。
通过偏航系统的准确工作，可以使风轮轴线时刻朝向风向，以保证风力发电机达到最大的发电效率。
主动偏航系统的另外一个重要功能就是解缆，当机舱在反复的转动过程中，极有可能在一个发向上转动很多圈，造成舱内电缆扭绞，甚至扯断电缆，通过解缆装置，可以自动解除电缆缠绕，使风机运行顺畅。
偏航系统通常分为被动偏航系统与主动偏航系统。
被动偏航系统是指通过一系列机构将风力直接转化为偏航动力以达到偏航的目的，常见的有尾舵、舵轮和下风向三种。
这种系统多用于小型的风力发电机，在中大型的风力发电机中较少采用。
采用电力驱动或液压驱动的方式拖动偏航机构对风向变化响应以使风轮对准风向的偏航方式称为主动偏航系统。
对于大型风力发电机而言，通常会采主动偏航的用齿轮驱动形式，以下主要介绍主动偏航系统。
偏航系统的基本结构通常来说，对于大型并网水平轴风力发电机来说其主动偏航系统机构大体包括以下几个部分：偏航轴承、偏航制动装置、偏航驱动装置和偏航保护装置等。
下图所示为外齿式偏航系统执行机构的安装图，该机构通常用在大型风力发电机上。
轴承内圈与风力发电机的机舱通过螺栓紧固相联，偏航轴承外圈通过螺栓与风力发电机的塔筒固定连接。
当风向改变，需要偏航运动时，通过安装在减速机输出轴上的小齿轮与偏航轴承上的外圈齿轮啮合，进而带动机舱绕塔筒轴线旋转，使风轮对准风向。
在机舱底板上装有盘式制动装置，用于偏航系统停止工作时，保持机舱固定不动。
偏航载荷的确定风力发电机的静载荷包括机舱与风轮的重量，作用在轴承上的轴向力。
其动载荷包括静载荷与风作用在风轮上的载荷，如图所示由上图可知，作用在偏航轴承上的偏航力矩M yawM yaw=M zR+y R F xR+M brake+M friction倾覆力矩M tiltM tilt=M12+M22M1=M yR+z R F xRM2=M xR−y R F zR−z R F yR+y N F N径向力F rF r=F yR2+F xR2轴向力F aF a=F zR+F N式中F xR——机舱与风轮上的侧向载荷，单位N；F yR——风轮上的轴向推力，单位N；F zR——风轮重量，单位N；M xR——风轮上x轴力矩矩，单位N∙m；M yR——风轮上y轴力矩，单位N∙m；M zR——风轮上z轴力矩，单位N∙m；F N——机舱重量，单位N；y N——到机舱重心的水平距离，单位m；y R——到风轮重心的水平距离，单位m；z N——到机舱重心的垂直距离，单位m；z R——到风轮重心的垂直距离，单位m。
