3.4　風輪機迎風技術

3.4.1　風輪機風向跟蹤原理

風輪機的出力與風速立方成正比，轉速與風速一次方成正比。因此，風速變化將引起出力和轉速的變化（圖3-7）。

風速的大小、方向隨時間總是在不斷變化，為保證風輪機穩定工作，必須有一個裝置跟蹤風向變化，使風輪隨風向變化自動相應轉動，保持風輪與風向始終垂直。這種裝置就是風輪機迎風裝置，見圖3-8。

3.4.2　風輪機風向跟蹤方法

風輪機迎風裝置有兩種方法：尾舵法和舵輪法，圖3-8所示的是尾舵法。風向變化時，機身上受三個扭力矩作用，機頭轉動的摩擦力矩M_f，斜向風作用于裝軸上的扭力矩M_W，尾舵輪扭力矩M_t。M_f與機頭質量、支持軸承有關，M_W決定于風斜角δ、距離l，尾舵力矩由下式近似計算

　　 （3-4） 　　

式中，C_R為尾舵升力、阻力合力系數（）由試驗曲線查得；A_t為尾舵面積；u為風輪的圓周速率，m/s；K為風速損失系數，約為0.75；L為尾舵距離，m。

機頭轉動條件　　M_t=M_f+M_W　　（3-5）

　　 尾舵面積 　　 　　 （3-6）

按式（3-6）設計的尾舵面積就可以保證風輪機槳葉永遠對準風向。

用自動測風裝置測定風向，按風向偏差信號控制同步電動機轉動風輪，也可以保證風輪機槳葉永遠對準風向。