CN104405586A - 一种陆上直驱风机 - Google Patents

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林凯
高德忠
宋清玉
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China First Heavy Industries Co Ltd
CFHI Dalian Design and Research Institute Co Ltd
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China First Heavy Industries Co Ltd
CFHI Dalian Design and Research Institute Co Ltd
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明公开了一种陆上直驱风机，包括叶片、整流罩、发电机、塔筒、机舱、发电机空冷管道、变流器、变压器和外部散热器；所述的发电机空冷管道的一侧与发电机相连、另一侧连通到机舱外部，且端部装有风扇；所述外部散热器通过两条冷却液支路分别与发电机和变流器相连。本发明利用各部件的安装间隙以及适当开设通风孔，对风机进行空冷换热。本发明不仅充分利用了自然风的对流换热，减少了设计复杂造价昂贵的液冷，而且无辅助设备，占地少，并且减轻了机舱重量，显著降低了成本。本发明对散热量较大的发电机和变流器采用强制风冷换热，使其在正常温度范围内工作，防止发生过热，保护部件。本发明安装方便，易检查维修。

Description

一种陆上直驱风机
技术领域
本发明涉及一种风力发电技术，尤其涉及一种陆上直驱风机。
背景技术
风力发电是最接近商业化的可再生能源技术之一，是可再生能源发展的重点。当今世界风力发电技术的发展趋势表现为单机容量增大、塔架高度上升以及控制技术的进步。其中单机容量的逐步增大，将会直接导致风机内各部件的散热量大大增加，自然通风已经无法满足机组的冷却需求。目前运行的风力发电机组普遍采用强制风冷或者液冷的冷却方式，其中功率较小的发电机组多采用强制风冷方式，而对于中大型风电机组，则常采用循环液冷的方式才能满足冷却要求。但单一的液冷设计复杂且费用昂贵，而单一的空冷既降低了发电机的效率，又很难达到容量日益增大的设备散热要求。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种既能满足大功率陆上直驱风机冷却散热要求，又能提高效率并降低风机成本的陆上直驱风机。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种陆上直驱风机，包括叶片、整流罩、发电机、塔筒、机舱、发电机空冷管道、变流器、变压器和外部散热器；
所述塔筒为中空塔筒，机舱安装在塔筒的顶端，塔筒与机舱之间有通风孔；所述整流罩安装于发电机一侧，留有叶片安装孔；所述的发电机空冷管道的一侧与发电机相连、另一侧连通到机舱外部，且端部装有风扇；所述外部散热器通过两条冷却液支路分别与发电机和变流器相连；所述机舱底部在适当位置铺设钢格板，作为通风孔；所述变压器吊装于机舱下部。
本发明的工作原理如下：通过各部件的连接间隙及合理的通风孔，充分利用自然风在风机内部的对流换热，对整个风机进行空冷换热。而散热量较大的发电机转子则通过发电机空冷管道，将其产生的热量排到机舱外部；发电机定子和变流器则利用外部散热器对其进行冷却，冷却液在恒定压力和流速下经发电机定子和变流器内部换热管路带走热量，吸收热量后的冷却液流过外部散热器时依靠强制风冷进行热交换，放热后的冷却液流回至发电机定子和变流器内部换热管路。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明利用各部件的安装间隙以及适当开设通风孔，对风机进行空冷换热。本发明不仅充分利用了自然风的对流换热，减少了设计复杂造价昂贵的液冷，而且无辅助设备，占地少，并且减轻了机舱重量，显著降低了成本。
2、本发明对散热量较大的发电机和变流器采用强制风冷换热，利用冷却液流经其内部换热管路带走热量，吸收热量后的冷却液流过外部散热器时依靠强制风冷进行热交换，放热后的冷却液流回至发电机和变流器内部换热管路。使其在正常温度范围内工作，防止发生过热，保护部件。主要优势在于安装方便，易检查维修，通过监控系统可以很快的检查各冷却系统的工作状态。
3、为使发电机充分散热，将发电机空冷管道与其相连，管道另一侧装有风扇，将热量排出到机舱外部。通风管道轻便、易安装，且能更好的解决发电机转子在运行中的温升问题。
4、本发明将变压器吊装于机舱的下部，通过空冷进行换热。这不仅减少了变压器置于地面时传输电流的损耗，又有效的解决了发电机的冷却问题。而且此变压器安装拆卸简单，允许在不使用地面吊车的情况下，通过机舱内的维护吊车将变压器降至地面进行更换。
附图说明
图1是本发明的陆上直驱风机空冷系统示意图；
图中：1、叶片，2、整流罩，3、发电机，4、发电机空冷管道，5、风扇，6、机舱，7、变流器，8、外部散热器，9、变压器，10、塔筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1所示是一种陆上直驱风机的空冷系统，自然风通过叶片1和整流罩2的间隙进入风机，从整流罩2和发电机3间隙流出，带走了整流罩2内部和部分发电机3的热量；另一部分发电机3转子的热量由发电机空冷管道4，在端部的风扇5作用下排出到风机外部；发电机3的定子和变流器7通过其内部换热管路的冷却液将热量带走，最终冷却液经外部散热器8进行强制风冷散热后流回至发电机3和变流器7，完成一个循环；变压器9吊装于机舱6底部支架的下部，由自然风对其进行空冷；机舱6内其它组件均通过自然风在其内部的对流换热进行空冷，自然风通过塔筒10、变压器9周围以及适当的机舱6底部通风孔进入机舱，对其内部进行换热后由外部散热器8流出，进而完成整个风机的换热。
本发明不局限于上述实施方式，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种陆上直驱风机，包括叶片(1)、整流罩(2)、发电机(3)、塔筒(10)、机舱(6)、变流器(7)和变压器(9)，其特征在于：还包括发电机空冷管道(4)和外部散热器(8)；所述塔筒(10)为中空塔筒，机舱(6)安装在塔筒(10)的顶端，塔筒(10)与机舱(6)之间有通风孔；所述整流罩(2)安装于发电机(3)一侧，留有叶片(1)安装孔；所述的发电机空冷管道(4)的一侧与发电机(3)相连、另一侧连通到机舱(6)外部，且端部装有风扇(5)；所述外部散热器(8)通过两条冷却液支路分别与发电机(3)和变流器(7)相连；所述机舱(6)底部在适当位置铺设钢格板，作为通风孔；所述变压器(9)吊装于机舱(6)下部。
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