风力机对风装置
Orientation Mechanism

风轮要正面对着来风方向才能最好的接受风能,面对来风,风轮在塔架前方的称为迎风式风力机,风轮在塔架背风方向的称为顺风式风力机,见图1

迎风式风力机,顺风式风力机
图1  迎风式风力机与顺风式风力机

顺风式风力机的风轮在有风时会自动转到塔架后方,实现自动对风。迎风式风力机则需要一定的装置进行对风,最常见的是尾舵对风,也有采用侧风轮对风。

尾舵对风

在小型风力机普遍采用尾舵对风,图2是一台采用尾舵对风的小型风力机。

尾舵对风小型风力机,wind turbine

图2  尾舵对风小型风力机

下面是这台采用尾舵对风的小型风力机运行的3D动画

尾舵对风小型风力机3D动画

 

许多农用的多叶风轮风力机也采用尾舵对风,有些尾舵是两叶张开的样式,对风有较大的阻力,以抗衡多叶风轮的阻力,保证稳定的对风,见图3。

多叶风轮风力机也采用尾舵对风

图3--多叶风轮风力机采用尾舵对风
 
侧风轮对风

侧风轮对风结构在机舱后部两侧有两个侧风轮舵轮),两个侧风轮一般在同一个转轴上,转轴水平并与风力机风轮主轴垂直。在风力机准确对风时两侧风轮面与来风向平行,侧风轮不会旋转;当风力机未对风时侧风轮与来风有夹角就会旋转,并通过齿轮或蜗杆蜗轮推动机舱转动直至风力机风轮对风后停止。图4左面是侧风轮对风风力机侧视图,右面是侧风轮对风风力机透视图

侧风轮对风示意图
图4--侧风轮对风示意图

侧风轮对风结构较复杂,优点是没有电时也能对风。

侧风轮对风在荷兰风车中也有应用,图4就是利用侧风轮对风的荷兰风车图片(图片来自网络)。

侧风轮对风的荷兰风车

图4--侧风轮对风的荷兰风车
 
偏航系统

对于较大的风力发电机的对风就复杂多了,要使机舱能以塔架轴线为轴转动,使风轮面对来风,需要一套设备来实现风力机的对风。这套设备称为偏航系统,包括偏航轴承、偏航齿轮、驱动电动机、偏航制动装置、控制系统与测风装置等。有关介绍见风力机偏航系统课件。

 

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