CN113724963A - 变压器、冷却系统及风力发电机组 - Google Patents

变压器、冷却系统及风力发电机组 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种变压器、冷却系统及风力发电机组，变压器包括：铁芯，整体呈柱状体；线圈组件，环绕铁芯的外缘设置并与铁芯配合；相变导热管，插接于线圈组件，相变导热管包括具有封闭腔的管壳以及设置于封闭腔内的冷却液；在铁芯的高度方向，相变导热管包括相对设置的蒸发段以及冷凝段，冷却液位于蒸发段，冷凝段在高度方向凸出于线圈组件；相变导热管被配置为通过蒸发段与线圈组件热交换，以使冷却液汽化运行至冷凝段，并在冷凝段处液化后返回至蒸发段，以循环冷却线圈组件。本发明实施例提供的变压器利用冷却液的相变原理实现冷却，冷却散热功耗小且成本低。

Description

变压器、冷却系统及风力发电机组
技术领域
本发明涉及风电技术领域，特别是涉及一种变压器、冷却系统及风力发电机组。
背景技术
变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等，应用十分广泛，尤其在风电技术领域。对于风力发电机组在其主回路上的变压器，因承载着电力的传输任务，因此在运行过程中必然会产生热量。如果所发出的热量得不到较好的转移或得不到较好的热平衡控制，则必然会导致绝缘的老化和损坏，甚至会引起失火或毁损，因此，对于变压器的冷却十分重要。
已有的变压器，因其结构设计不合理，导致其冷却方式大多采用先通过变压器柜体内部的冷却风扇来驱使变压器线圈的热量吹过空-水散热板上，然后再通过水泵和水路把热量引到塔架外部(或机舱外部)的水-空散热器上，冷却水所带的热量通过水-空冷却散发到空气中，冷却水被冷却后回到塔筒内部，依此循环，最终实现变压器的热平衡目标。
其水冷却系统包括水冷主机、外部散热器、传感器、控制系统和连接管路等部件。其中，水冷主机借助水泵的驱动作用，保持冷却介质恒定的压力和流速，使其源源不断地流经被冷却设备，传递被冷却设备所散发的热量到外部散热器并与大气进行热交换，将热量散发到空气当中，冷却介质流经外部散热器后会降温并在水泵的驱动作用下再次流入被冷却设备，开始下一个封闭循环。如果变压器为油浸式变压器，其冷却原理基本跟干式变压器冷却原理类似，唯一的不同点是：变压器内部的热循环是靠“油泵”实现。然而，变压器无论使用了空-水-空冷却方案还是油-水-空冷却方案，因为都带有了循环泵等器件，使得变压器的冷却功耗较大，且成本高。
因此，亟需一种新的变压器、冷却系统及风力发电机组。
发明内容
本发明实施例提供一种变压器、冷却系统及风力发电机组，该变压器利用冷却液的相变原理实现冷却，冷却散热功耗小且成本低。
一方面，根据本发明实施例提出了一种变压器，包括：铁芯，整体呈柱状体；线圈组件，环绕铁芯的外缘设置并与铁芯配合；相变导热管，插接于线圈组件，相变导热管包括具有封闭腔的管壳以及设置于封闭腔内的冷却液；在铁芯的高度方向，相变导热管包括相对设置的蒸发段以及冷凝段，冷却液位于蒸发段，冷凝段在高度方向凸出于线圈组件；相变导热管被配置为通过蒸发段与线圈组件热交换，以使冷却液汽化运行至冷凝段，并在冷凝段处液化后返回至蒸发段，以循环冷却线圈组件。
根据本发明实施例的一个方面，线圈组件包括分别环绕铁芯设置的第一线圈以及第二线圈，第一线圈位于铁芯与第二线圈之间，第一线圈与第二线圈彼此间隔并形成第一环形风道，第一环形风道内设置有相变导热管。
根据本发明实施例的一个方面，线圈组件包括分别环绕铁芯设置的第一线圈以及第二线圈，第一线圈的数量为两个以上，两个以上第一线圈均位于铁芯以及第二线圈之间；每相邻两个第一线圈之间形成有第二环形风道，至少一个第二环形风道内设置有相变导热管。
根据本发明实施例的一个方面，第二线圈内插接有相变导热管。
根据本发明实施例的一个方面，第一线圈为低压线圈，第二线圈为高压线圈。
根据本发明实施例的一个方面，相变导热管的数量为多个，至少部分数量的相变导热管沿铁芯的外缘彼此间隔分布。
根据本发明实施例的一个方面，变压器还包括防护壳体，铁芯以及线圈组件位于防护壳体内，防护壳体具有上盖，上盖设置有数量不少于相变导热管数量的穿孔，每个相变导热管与穿孔间隙配合且冷凝段凸出于上盖。
根据本发明实施例的一个方面，相变导热管还包括吸液芯，吸液芯设置于封闭腔并贴合于管壳的内壁，吸液芯由毛细多孔材料制成。
根据本发明实施例的一个方面，吸液芯包括两层以上沿远离内壁依次层叠设置的网层，其中，靠近内壁设置的网层的目数小于远离内壁设置的网层的目数。
根据本发明实施例的一个方面，铁芯的数量为两个以上且彼此间隔设置，每个铁芯上分别设置有线圈组件，至少一个线圈组件内插接有相变导热管。
另一方面，根据本发明实施例提出了一种冷却系统，用于上述的变压器，冷却系统包括：散热器，具有配合部，配合部用于与相变导热管的冷凝段相接触；冷却部件，与散热器相对设置并向散热器提供冷却介质，冷却介质流经散热器并与散热器热交换，以使冷凝段内汽化的冷却液液化并回流至蒸发段。
根据本发明实施例的另一个方面，散热器包括多个间隔分布的散热翅片，相邻两个散热翅片共同形成配合部，相变导热管的冷凝段夹持于相邻两个散热翅片之间；
和/或，冷却部件包括风机，风机包括进风口以及出风口，进风口设置有过滤部件，出风口面向散热器设置。
又一方面，根据本发明实施例提出了一种风力发电机组，包括：塔筒，包括筒壁以及由筒壁围合形成的容纳腔，筒壁上设置有与容纳腔连通的开口；上述的变压器，变压器设置于容纳腔内且相变导热管沿塔筒的轴向延伸；及上述的冷却系统，冷却系统的散热器设置于容纳腔内，冷却部件位于容纳腔外并与筒壁连接，冷却部件提供的冷却介质经由开口流向散热器并与散热器热交换。
根据本发明实施例提供的变压器、冷却系统及风力发电机组，变压器包括铁芯、线圈组件以及相变导热管，线圈组件环绕铁芯设置，由于相变导热管包括具有封闭腔的管壳以及设置于封闭腔内的冷却液，并且在铁芯的高度方向，相变导热管包括相对设置的蒸发段以及冷凝段，冷却液位于蒸发段，冷凝段在高度方向凸出于线圈组件，相变导热管插接于线圈组件内设置，使得相变导热管可以通过蒸发段与线圈组件热交换，以使冷却液汽化运行至冷凝段，只需在在冷凝段设置与其配合的冷却媒介使得汽化的冷却液液化后返回至蒸发段，即可循环冷却线圈组件，利用相变冷却管内冷却液的相变原理实现对变压器内部的冷却散热需求，无需循环泵等器件实现冷却液的流动，使得变压器的冷却整体功耗小且成本低。
附图说明
下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是现有技术中一个示例的变压器的冷却原理图；
图2是本发明一个实施例的变压器的轴测图；
图3是本发明一个实施例的变压器的正视图；
图4是本发明一个实施例的变压器的局部剖视图；
图5是本发明另一个实施例的变压器的局部剖视图；
图6是本发明又一个实施例的变压器的局部剖视图；
图7是本发明一个实施例的相变导热管的结构示意图；
图8是图7中A处放大图；
图9是本发明一个实施例的冷却系统与变压器的配合示意图；
图10是本发明一个实施例的冷却系统与变压器配合的局部结构示意图；
图11是本发明一个实施例的风力发电机组的结构示意图；
图12是本发明一个实施例的风力发电机组的局部剖视结构示意图。
其中：
100-变压器；
10-铁芯；
20-线圈组件；21-第一线圈；22-第二线圈；23-第一环形风道；24-第二环形风道；
30-相变导热管；31-管壳；311-封闭腔；32-冷却液；33-吸液芯；331-网层；30a-蒸发段；30b-冷凝段；
40-防护壳体；41-上盖；42-穿孔；
200-散热器；210-配合部；210a-散热翅片；
300-冷却部件；310-进风口；320-出风口；
400-过滤部件；
500-塔筒；510-筒壁；520-容纳腔；530-开口；
600-机舱；
700-发电机；
800-叶轮；810-轮毂；820-叶片；
X-高度方向。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的变压器、冷却系统及风力发电机组的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，现有技术中风力发电机组中，其变压器1内部设置通风得腔，冷却方式大多采用将变压器1放置于一个封闭式壳体2内，并相应配备内部冷却器3、外部冷却器4、控制装置5、循环泵6、气流导向板7以及气流口8，控制装置5用于控制内部冷却器3、外部冷却器4以及冷却水泵6。
其工作原理为：变压器1内部本身损耗产生的热量向上运行，通过封闭式壳体2上带有冷却水管的内部冷却器3把热风进行冷却，冷却液体由于吸收了热量温度会升高，在冷却水泵6的作用下通过冷却管传到外部冷却器4对冷却液进行冷却，这样变压器1产生的热量就通过整个循环系统被带到外部。冷却过的空气通过气流口8以及气流导向板7的引导被风机吹入到变压器1的底部，这样就完成了一套热量在内部冷却器3和外部冷却器4之间进行交换的过程，虽然能够满足对变压器1的冷却，但也因变压器1本身结构限制，导致其冷却时需要配置冷却水泵6、内部冷却器3、外部冷却器4等构件，功耗较大，且成本高昂。
基于此，本发明实施例提供一种新的变压器、冷却系统及风力发电机组，该变压器在满足自身散热要求的基础上，能够使其冷却时功耗小且成本低。为了更好地理解本发明，下面结合图2至图12根据本发明实施例的变压器、冷却系统及风力发电机组。
请一并参阅图2至图7，本发明实施例提供一种变压器100，包括铁芯10、线圈组件20以及相变导热管30，铁芯10整体呈柱状体。线圈组件20环绕铁芯10的外缘设置并与铁芯10配合。相变导热管30插接于线圈组件20，相变导热管30包括具有封闭腔311的管壳31以及设置于封闭腔311内的冷却液32。在铁芯10的高度方向X，相变导热管30包括相对设置的蒸发段30a以及冷凝段30b，冷却液32位于蒸发段30a，冷凝段30b在高度方向X凸出于线圈组件20。相变导热管30被配置为通过蒸发段30a与线圈组件20热交换，以使冷却液32汽化运行至冷凝段30b，并在冷凝段30b处液化后返回至蒸发段30a，以循环冷却线圈组件20。
本发明实施例提供的变压器100，当其在运行时，其线圈组件20易产生热量，通过将相变导热管30插接于线圈组件20，能够使得线圈组件20产生的热量通过于相变导热管30热交换，相变导热管30在受热的情况下，其内部位于蒸发段30a的冷却液32将会汽化并沿着封闭腔311上述至冷凝段30b，可以在冷凝段30b与自热风或者其他冷却媒介热交换降温后液化呈液滴状。在重力的作用下，积聚的液滴会顺着相变导热管30的管壳31内壁回流至蒸发段30a再次与线圈组件20之间热交换，对线圈组件20进行冷却。如此循环，利用相变导热管30内的冷却液32的相变原理实现对变压器100内部器件如线圈组件20的冷却，只需要自然风或者简单的冷却媒介，无需同时设置循环泵等器件即可满足变压器100的冷却要求，该种结构形式的变压器100易于自身的冷却，且冷却过程整体功耗小且成本低。
请继续参阅图4，在一些可选得实施例中，上述各实施例提供得变压器100，其线圈组件20可以包括分别环绕铁芯10设置的第一线圈21以及第二线圈22，第一线圈21位于铁芯10与第二线圈22之间，第一线圈21与第二线圈22彼此间隔并形成第一环形风道23，第一环形风道23内设置有相变导热管30，由于变压器100在工作时，其第一线圈21以及第二线圈22能够用于交换交流电压、电流和阻抗等，第一线圈21以及第二线圈22均容易发热，通过将二者间隔设置并形成第一环形风道23，能够通过自然风冷却，并且能够提供安装空间，可以在在第一环形风道23内设置相变导热管30，利用相变导热管30内冷却液32的相变特性同时实现对第一线圈21以及第二线圈22的冷却，以保证变压器100能够在适宜的温度环境下工作，使其具有更高的安全性能以及使用寿命。
可选的，位于第一环形风道23内的相变导热管30可以通过第一线圈21以及第二线圈22的夹持力进行固定，当然，在有些示例中，还可以使得第一线圈21的绕线或者第二线圈22的绕线部分缠绕于相变导热管30的外周壁，同样可以满足相变导热管30的位置限定。
作为一种可选的实施方式，相变导热管30的数量可以为多个，至少部分数量的相变导热管30沿铁芯10的外缘彼此间隔分布。一种可选的实施方式，可以使得位于第一环形风道23内的相变导热管30的数量多个，多个相变导热管30在第一环形风道23内可以相互间隔设置，通过上述设置，能够优化对第一线圈21以及第二线圈22的冷却效果。可选的，多个相变导热管30在第一环形风道23内间隔且均匀分布。通过上述设置，能够保证第一线圈21以及第二线圈22各处冷却较为均匀，能够优化变压器100的性能，使其具有更高的使用寿命。
作为一种可选的实施方式，第一线圈21以及第二线圈22的一者可以为高压线圈，另一者可以为低压线圈，以更好的满足变压器100的性能要求。在一些示例中，第一线圈21可以为低压线圈，第二线圈22可以为高压线圈。
请继续参阅图5，在一些可选的实施例中，上述各实施例提供的线圈组件20，其第一线圈21以及第二线圈22的数量均可以为一个，当然，此为一种可选的实施方式，但不限于上述方式，在一些其他的示例中，第一线圈21的数量也可以为两个以上，同样的，两个以上第一线圈21均位于铁芯10以及第二线圈22之间，每相邻两个第一线圈21之间形成有第二环形风道24，至少一个第二环形风道24内设置有相变导热管30。
当第一线圈21为低压线圈时，由于低压线圈侧的电流变化较大，发热量较高，因此，通过在相邻两个第一线圈21内形成第二环形风道24，既能够利于相邻两个第一线圈21之间散热，同时，还能够给相变导热管30提供安装空间，使得相邻两个第一线圈21之间的第二环形风道24内能够设置相变导热管30，进而可以利用相变导热管30内的冷却液32的相变性能实现对相邻两个第一线圈21的散热冷却需求。
作为一种可选的实施方式，可以在每相邻两个第一线圈21之间形成的第二环形风道24内均设置相变导热管30。以更好的对线圈组件20进行冷却，保证变压器100能够安全稳定的运行。
同样的，作为一种可选实施方式，上述各实施例提供的变压器100，其每个第二环形风道24内的相变导热管30数量可以为一个，当然也可以为多个，当为多个时，多个相变导热管30彼此间隔设置，可选的，多个相变导热管30可以间隔且均匀分布。
可选的，位于第二环形风道24内的相变导热管30可以通过相邻两个第一线圈21的夹持力进行固定，当然，在有些示例中，还可以使得其中一个第一线圈21的绕线部分缠绕于相变导热管30的外周壁，同样可以满足相变导热管30的位置限定。
可选的，第一线圈21的数量可以为两个、三个甚至更多个，具体可以根据变压器100的性能要求确定，此处不做具体数量限制。
可选的，当变压器100同时包括第一环形风道23以及第二环形风道24时，可以只在第一环形风道23以及第二环形风道24中的一者内部设置相变导热管30，当然，为了更好满足变压器100的冷却要求，可选的，第一环形风道23以及第二环形风道24内均可以同时设置相变导热管30，以实现对第一线圈21、第二线圈22的散热冷却。
可选的，第一环形风道23内的相变导热管30的数量以及第二环形风道24内的相变导热管30数量可以相同，当然也可以不同，只要能够满足线圈组件20的冷却要求均可。
请继续参阅图6，作为一种可选的实施方式，上述各实施例提供的变压器100，第二线圈22内插接有相变导热管30，由于变压器100的高压侧在一些示例中也会具有较高的电流，通过在第二线圈22内插接有相变导热管30，能够通过相变导热管30与第二线圈22进行热交换，利用相变导热管30内冷却液32的汽化-液化-汽化-液化的循环相变过程实现对第二线圈的反复冷却，进一步优化变压器100自身的冷却性能。
在具体实施时，第二线圈22内的相变导热管30的数量可以为一个，也可以为两个以上，当为两个以上时，两个以上相变导热管30可以彼此间隔且均匀分布。
在一些可选的实施例中，位于第二线圈22内的相变导热管30可以在第二线圈22成型时通过第二线圈22的绕线缠绕并至少部分固定于第二线圈22的内部。
请继续参阅图2至图6，作为一种可选的实施方式，上述各实施例提供的变压器100，还包括防护壳体40，铁芯10以及线圈组件20位于防护壳体40内，防护壳体40具有上盖41，上盖41设置有数量不少于相变导热管30数量的穿孔42，每个相变导热管30与穿孔42间隙配合且冷凝段30b凸出于上盖41。通过上述设置，既能够通过防护壳体40对铁芯10以及线圈组件20等进行防护，同时，上盖41上设置的穿孔42能够对各相变导热管30进行限位，避免相变导热管30与线圈组件20之间发生相对位移。保证变压器100自身的冷却性能及安全性能。
请一并参阅图7及图8，作为一种可选的实施方式，上述各实施例提供的变压器100，相变导热管30还包括吸液芯33，吸液芯33设置于封闭腔311并贴合于管壳31的内壁，吸液芯33由毛细多孔材料制成。通过在相变导热管30内设置吸液芯33，使得汽化的冷却液32在被液化之后能够沿吸液芯33的多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段30a，更利于冷却后的冷却液32的回流，使其在毛细力的作用下能够回流至相变导热管30的底部，进而保证对线圈组件20冷却散热的均匀性能。
如图8所示，在一些可选的实施例中，上述各实施例提供的变压器100，吸液芯33包括两层以上沿远离内壁依次层叠设置的网层331，其中，靠近管壳31的内壁设置的网层331的目数小于远离管壳31的内壁设置的网层331的目数。通过上述设置，由外侧目数小的细孔网提供较大的毛细抽吸压力，通道内的目数大的粗孔网使液体流动阻力较小，使得冷却液32化后的冷却液32能够更好的回流至蒸发段30a。
请继续参阅图2至图8，作为一种可选的实施方式，上述各实施例提供的变压器100，铁芯10的数量为两个以上且彼此间隔设置，每个铁芯10上分别设置有线圈组件20，至少一个线圈组件20内插接有相变导热管30。通过上述设置，能够满足变压器100的多项设置要求。一些可选的实施例中，可以在每个线圈组件20内均插接有相变导热管30，使得变压器100具有更好的散热冷却性能，安全性更高。
由此，本发明实施例提供的变压器100，因其包括铁芯10、线圈组件20以及相变导热管30，线圈组件20环绕铁芯10设置，由于相变导热管30包括具有封闭腔311的管壳31以及设置于封闭腔311内的冷却液32，并且在铁芯10的高度方向X，相变导热管30包括相对设置的蒸发段30a以及冷凝段30b，冷却液32位于蒸发段30a，冷凝段30b在高度方向X凸出于线圈组件20，并且相变导热管30插接于线圈组件20内设置，使得相变导热管30可以通过蒸发段30a与线圈组件20热交换，以使冷却液32汽化运行至冷凝段30b，只需在在冷凝段30b设置与其配合的冷却媒介使得汽化的冷却液32被再次液化后返回至蒸发段30a，可循环冷却线圈组件20，利用相变冷却管内冷却液32的相变原理实现对变压器100内部的冷却散热需求，无需循环泵等器件实现冷却液32的流动，使得变压器100的冷却整体功耗小且成本低。
请一并参阅图9以及图10，本发明实施例还提供一种冷却系统，用于上述的变压器100，冷却系统包括散热器200以及冷却部件300，散热器200具有配合部210，配合部210用于与相变导热管30的冷凝段30b相接触。冷却部件300与散热器200相对设置并向散热器200提供冷却介质，冷却介质流经散热器200并与散热器200热交换，以使冷凝段30b内汽化的冷却液32液化并回流至蒸发段30a。
在一些可选的实施例中，本发明实施例提供的冷却系统，散热器200包括多个间隔分布的散热翅片210a，相邻两个散热翅片210a共同形成配合部210，相变导热管30的冷凝段30b夹持于相邻两个散热翅片210a之间。通过上述设置，能够使得散热器200整体结构简单，成本低廉，且采用多个散热翅片210a的形式，散热效果更好，能够更好的满足相变导热管30的冷凝段30b内冷却液32的蒸汽的液化回流需求。
作为一种可选的实施方式，上述各实施例提供的冷却系统，冷却部件300包括风机，风机包括进风口310以及出风口320，进风口310设置有过滤部件400，出风口320面向散热器200设置。通过上述设置，在满足与散热器200进行热交换的要求的基础上，还能够使得流向散热器200的冷却介质更加洁净，避免因冷却介质中因杂志的存在对散热器200或者其他设备的性能造成影响。
由此，本发明实施例提供的冷却系统，能够用于上述各实施例的变压器100，通过散热器200的配合部210与冷凝段30b接触，能够将冷凝段30b与散热器200进行热交换，使得冷凝段30b内冷却液32的蒸汽的热量传递至散热器200，使得冷却液32的蒸汽冷却并液化，而传递至散热器200的热量在冷却部件300提供的冷却介质的作用下与冷却介质热交换，使得散热器200再次被冷却并用于使得冷凝段30b内的蒸汽液化回流，由于无需设置用于液体循环的冷却泵等器件即可满足变压器100的冷却需求，使得冷却系统整体功耗小，成本低。
请一并参阅图11以及图12，本发明实施例还提供一种风力发电机组，其可以包括塔筒500、机舱600、发电机700、叶轮800、上述各实施例的变压器100以及上述各实施例的冷却系统，机舱600设置于塔筒500的顶端，发电机700设置于机舱600，可以位于机舱600的内部，当然也可以位于机舱600的外部。叶轮800包括轮毂810以及连接于轮毂810上的多个叶片820，叶轮800通过其轮毂810与发电机700连接，以带动发电机700的转子转动，实现风力发电机组的发电需求。
可选的，风力发电机组的塔筒500包括筒壁510以及由筒壁510围合形成的容纳腔520，筒壁510上设置有与容纳腔520连通的开口530，变压器100设置于容纳腔520内且相变导热管30沿塔筒500的轴向延伸。通过变压器100实现风力发电机组的电力传输任务。
冷却系统的散热器200设置于容纳腔520内，可选的，散热器200通过配合部210与相变导热管30的冷凝段30b相接触。冷却部件300位于容纳腔520外并与筒壁510连接，冷却部件300提供的冷却介质经由开口530流向散热器200并与散热器200热交换。
本发明实施例提供的风力发电机组，能够满足风力发电需求，且因其包括上述各实施例的变压器100以及上述各实施例的冷却系统，同时变压器100自身因在线圈组件20内设置有相变导热管30，并配备相应的冷却系统，使得变压器100可以利用相变导热管30内冷却液32的汽化-液化-汽化-液化的循环相变过程实现散热，在满足电力传输要求的基础上，安全性能高。同时，由于无需设置循环泵等器件，使得风力发电机组整体功耗小且成本低，具有更高的发电效益，并且，由于相对现有技术无需设置循环泵等部件的，节约空间，使其整体功率密度更高，且噪音低，故易于推广使用。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (13)

1.一种变压器(100)，其特征在于，包括：
铁芯(10)，整体呈柱状体；
线圈组件(20)，环绕所述铁芯(10)的外缘设置并与所述铁芯(10)配合；
相变导热管(30)，插接于所述线圈组件(20)，所述相变导热管(30)包括具有封闭腔(311)的管壳(31)以及设置于所述封闭腔(311)内的冷却液(32)；在所述铁芯(10)的高度方向(X)，所述相变导热管(30)包括相对设置的蒸发段(30a)以及冷凝段(30b)，所述冷却液(32)位于所述蒸发段(30a)，所述冷凝段(30b)在所述高度方向(X)凸出于所述线圈组件(20)；
所述相变导热管(30)被配置为通过所述蒸发段(30a)与所述线圈组件(20)热交换，以使所述冷却液(32)汽化运行至所述冷凝段(30b)，并在所述冷凝段(30b)处液化后返回至所述蒸发段(30a)，以循环冷却所述线圈组件(20)。
2.根据权利要求1所述的变压器(100)，其特征在于，所述线圈组件(20)包括分别环绕所述铁芯(10)设置的第一线圈(21)以及第二线圈(22)，所述第一线圈(21)位于所述铁芯(10)与所述第二线圈(22)之间，所述第一线圈(21)与所述第二线圈(22)彼此间隔并形成第一环形风道(23)，所述第一环形风道(23)内设置有所述相变导热管(30)。
3.根据权利要求1所述的变压器(100)，其特征在于，所述线圈组件(20)包括分别环绕所述铁芯(10)设置的第一线圈(21)以及第二线圈(22)，所述第一线圈(21)的数量为两个以上，两个以上所述第一线圈(21)均位于所述铁芯(10)以及所述第二线圈(22)之间；
每相邻两个所述第一线圈(21)之间形成有第二环形风道(24)，至少一个所述第二环形风道(24)内设置有所述相变导热管(30)。
4.根据权利要求2或3所述的变压器(100)，其特征在于，所述第二线圈(22)内插接有所述相变导热管(30)。
5.根据权利要求2或3所述的变压器(100)，其特征在于，所述第一线圈(21)为低压线圈，所述第二线圈(22)为高压线圈。
6.根据权利要求1所述的变压器(100)，其特征在于，所述相变导热管(30)的数量为多个，至少部分数量的所述相变导热管(30)沿所述铁芯(10)的外缘彼此间隔分布。
7.根据权利要求6所述的变压器(100)，其特征在于，所述变压器(100)还包括防护壳体(40)，所述铁芯(10)以及所述线圈组件(20)位于所述防护壳体(40)内，所述防护壳体(40)具有上盖(41)，所述上盖(41)设置有数量不少于所述相变导热管(30)数量的穿孔(42)，每个所述相变导热管(30)与所述穿孔(42)间隙配合且所述冷凝段(30b)凸出于所述上盖(41)。
8.根据权利要求1所述的变压器(100)，其特征在于，所述相变导热管(30)还包括吸液芯(33)，所述吸液芯(33)设置于所述封闭腔(311)并贴合于所述管壳(31)的内壁，所述吸液芯(33)由毛细多孔材料制成。
9.根据权利要求8所述的变压器(100)，其特征在于，所述吸液芯(33)包括两层以上沿远离所述内壁依次层叠设置的网层(331)，其中，靠近所述内壁设置的所述网层(331)的目数小于远离所述内壁设置的所述网层(331)的目数。
10.根据权利要求1所述的变压器(100)，其特征在于，所述铁芯(10)的数量为两个以上且彼此间隔设置，每个所述铁芯(10)上分别设置有所述线圈组件(20)，至少一个所述线圈组件(20)内插接有所述相变导热管(30)。
11.一种冷却系统，用于如权利要求1至10任意一项所述的变压器(100)，其特征在于，所述冷却系统包括：
散热器(200)，具有配合部(210)，所述配合部(210)用于与所述相变导热管(30)的所述冷凝段(30b)相接触；
冷却部件(300)，与所述散热器(200)相对设置并向所述散热器(200)提供冷却介质，所述冷却介质流经所述散热器(200)并与所述散热器(200)热交换，以使所述冷凝段(30b)内汽化的所述冷却液(32)液化并回流至所述蒸发段(30a)。
12.根据权利要求11所述的冷却系统，其特征在于，所述散热器(200)包括多个间隔分布的散热翅片(210a)，相邻两个所述散热翅片(210a)共同形成所述配合部(210)，所述相变导热管(30)的所述冷凝段(30b)夹持于相邻两个所述散热翅片(210a)之间；
和/或，所述冷却部件(300)包括风机，所述风机包括进风口(310)以及出风口(320)，所述进风口(310)设置有过滤部件(400)，所述出风口(320)面向所述散热器(200)设置。
13.一种风力发电机组，其特征在于，包括：
塔筒(500)，包括筒壁(510)以及由所述筒壁(510)围合形成的容纳腔(520)，所述筒壁(510)上设置有与所述容纳腔(520)连通的开口(530)；
如权利要求1至10任意一项所述的变压器(100)，所述变压器(100)设置于所述容纳腔(520)内且所述相变导热管(30)沿所述塔筒(500)的轴向延伸；及
如权利要求11或12所述的冷却系统，所述冷却系统的散热器(200)设置于所述容纳腔(520)内，所述冷却部件(300)位于所述容纳腔(520)外并与所述筒壁(510)连接，所述冷却部件(300)提供的所述冷却介质经由所述开口(530)流向所述散热器(200)并与所述散热器(200)热交换。
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