风力发电机组的对风装置较复杂，风轮安装在机舱前端，机舱安装在塔架上，机舱能以塔架轴线为轴转动，使风轮面对来风。在机舱与塔架间安装有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、偏航驱动电动机、偏航制动装置、控制系统与测风装置等。

风力机要能最大的捕获风能必须准确的对风，控制风力机准确对风必须知道风向，所以测量风向是第一件事。什么时候达到切入风速启动风力机工作、什么时候进入额定转速、什么时候达到切出风速停止风力机，最大功率与浆距角的调整都需要知道风速，所以测量风速也是必不可少的。一般风力机的切入风速约3m/s至4m/s；额定风速根据风电场的具体情况定，多数在12m/s至14m/s；切出风速多数为25m/s。

在“风力与风的测量”一节中已介绍过风向标、三杯风速仪、浆叶式风速风向仪。机械式风速风向仪由于造价低、易维护，在目前风力机对风中仍在广泛应用，图1是一台风向标与一台三杯风速仪。测风仪安装在机舱后部顶上，左右两套相互备用与相互校验。

超声波风速风向仪应用也很普及，常与机械式风速风向仪同时应用。目前多普勒测风激光雷达也在一些大型风力发电机组应用。

偏航系统包括偏航轴承、偏航驱动电动机、偏航制动装置、控制系统等。下面介绍一种常用偏航系统的结构。

偏航轴承上集成了偏航齿轮，其结构参见风力发电机的轴承课件。

在塔架顶端的塔筒法兰上安装偏航轴承，偏航轴承的外圈固定在塔架顶端的塔架上法兰上，偏航轴承的内圈将用来安装机舱底盘。偏航轴承有很强的轴向承重能力、能承受径向冲击力与倾覆力矩，在偏航轴承外圈的外围集成着偏航齿轮，见图2。

机舱的转动是靠偏航驱动电机带动的，电动机通过减速箱连接小齿轮，小齿轮与偏航齿轮啮合，小齿轮转动将围绕偏航齿轮外周转动。见图3

把机舱底盘安装在偏航轴承的内圈上，机舱底盘是安装风力发电机设备的地方，也叫机架。机舱底盘上安装有偏航驱动电机，本模型有2台偏航驱动电机，2台驱动电机同步运行，带动机舱以塔架轴线为轴转动，见图4。偏航驱动电动机一般有两台至四台，M瓦级以上的风力机会多至6至8台。

在图5中显示了偏航系统主要部件的布置

图6是有完整机座（剖开图）的偏航系统图。

风向风速仪把信号传送到控制柜，通过微处理器处理后输出控制信号，该信号控制偏航驱动电动机的运行，当风轮轴与风向有一定偏差时就启动偏航驱动电动机进行对风。

偏航系统实现偏航对风，对风后还要使风力发电机组机舱保持稳定位置，就需要一套制动装置。偏航制动装置主要由偏航制动盘与偏航制动钳组成。偏航制动盘与偏航轴承外圈一同固定在塔架上法兰上，见图2。偏航制动钳安装在机舱底盘上，见图3、图4、图5。

图7左是偏航制动钳外观图，图7右是偏航制动钳剖面示意图，这是一个常开型无弹簧复位液压制动钳。在制动钳上半部有一个活塞缸，缸内有活塞，活塞下端是摩擦片，当高压油进入活塞缸，推动活塞向下移动，使摩擦片紧压在制动盘上。制动钳下半部结构完全相同，高压油进入活塞缸推动活塞向上移动。这样上下活塞一同加压，夹紧制动盘，起到制动作用。 通常每个偏航制动钳上下各有3个活塞缸。较小的风力机有4-6个制动钳，大的风力机有十几个制动钳。

偏航制动钳在对风时也会有一定的油压，对制动盘进行轻微制动，工作在阻尼制动状态，使机舱对风转动平稳。在对风后则加大油压制动，使机舱稳定，避免对偏航齿轮的冲击。

发电机输出电缆与信号电缆是从机舱通过塔架到地面，小微型风力发电机在偏航转轴处装有滑环装置，发电机输出电缆通过滑环连接塔架内的电缆，通过滑环向外输送电力，风力机发生多圈的偏航转动也不会扭坏电缆。

对于中大型风力发电机，输出电压高、电流大，滑环无法承受，发电机输出电缆一直连到塔底配电箱，如果机舱在对风时过多朝一个方向旋转，会扭坏电缆。

要对偏航角度进行测量，防止单向过转扭坏电缆。安装偏航编码器（偏航传感器），也称为扭缆传感器。编码器的检测齿轮与塔架的偏航齿轮紧密啮合，见图3、图4。图8是网上的偏航编码器实物图。

当机座转动时编码器可测出转动角度，编码器内采用光电编码盘，每转一个齿输出若干脉冲，精度很高。控制系统发现单向偏航转动过度时，就停机，反向偏航旋转进行解扭。当电缆扭转超过2圈（720度），就启动解扭，使电缆扭转角度在180度之内。

中小型风力机也可以采用电磁感应转速传感器直接对偏航齿轮的齿计数，实现偏航转角的测量。

图9是从网络转载的实物照片，照片中有偏航驱动电机、偏航编码器等偏航设备。

有的风力机利用偏航驱动电动机进行磁力刹车，使制动更平稳。

有些中小型风力机的偏航轴承采用滑动轴承，可降低偏航系统的成本，这里就不做介绍了。

下面是风力机模型偏航系统相关装置运行的3D动画