CN114517773A - 一种风力发电机组主轴承冷却系统及主轴承温度控制方法 - Google Patents

一种风力发电机组主轴承冷却系统及主轴承温度控制方法 Download PDF

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CN114517773A
CN114517773A CN202210181875.0A CN202210181875A CN114517773A CN 114517773 A CN114517773 A CN 114517773A CN 202210181875 A CN202210181875 A CN 202210181875A CN 114517773 A CN114517773 A CN 114517773A
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何录忠
阳雪兵
章滔
刘林
聂威
刘明
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Abstract

本申请涉及一种风力发电机组主轴承冷却系统及主轴承温度控制方法。其系统包括内圈、外圈以及用于密封所述内圈和所述外圈连接处的主轴承密封，还包括冷却模块、测温模块以及处理模块；所述测温模块，用于检测所述外圈以及所述内圈的实时温度；所述冷却模块包括设置在主轴承上的冷却通道以及用于向冷却通道内部通入冷却介质的冷却装置所述冷却通道开设在所述内圈靠近所述主轴承密封的边缘处；所述处理模块，用于基于预设的温度阀值对所述实时温度进行分析，获得分析结果，基于所述分析结果生成冷却指令，并基于所述冷却指令驱动所述冷却装置向所述冷却通道内融入冷却介质。本申请具有提高主轴承的冷却效果，减少风电机组运行安全隐患的效果。

Description

一种风力发电机组主轴承冷却系统及主轴承温度控制方法
技术领域
本申请涉及风力发电机组的技术领域，尤其是涉及一种风力发电机组诸侯支撑冷却系统及主轴承温度控制方法。
背景技术
风电主轴承是风电机组的关键核心部件，其属于大尺寸类型轴承其尺寸基本在2m以上，大兆瓦机组特别是海上机组，主轴承尺寸已经达到4m左右，随着主轴承的尺寸增大，主轴承的热耗问题也更为凸显，已成为行业面临的难题之一，并且主轴承热耗形成的热场控制也是行业的痛点。
现有技术中针对主轴承的散热方法一般是在主轴承的内圈或者外圈上加装散热片，通过加快散热的方式来实现加快主轴承的散热。
而发明人认为，主轴承的温度主要来自于滚道与滚子的摩擦热耗、油脂被剪切的热耗、保持架与滚子及引导面等的接触热耗、主轴承密封唇口的摩擦热耗，其中主轴承的热耗中，主轴承密封的热耗占比约2/3，是热耗的主要来源，控制主轴承的温度的根本措施是需要降低主轴承密封所产生的热耗导致的温升。
因此，在主轴承上加装散热片固然有一定的效果，并没有针对性对主轴承的主要热源密封唇口处（即主轴承密封处）的热量进行冷却，导致主轴承的冷却效果不理想，仍然存在较大的安全隐患，需要改进。
发明内容
为了提高主轴承的冷却效果，减少风电机组运行中的安全隐患，本申请提供一种风力发电机组主轴承冷却系统及主轴承温度控制方法。
第一方面，本申请提供一种风流发电机组主轴承冷却系统，采用如下的技术方案：
一种风力发电机组主轴承冷却系统，包括内圈、外圈以及用于密封所述内圈和所述外圈连接处的主轴承密封，还包括冷却模块、测温模块以及处理模块；
所述测温模块，用于检测所述外圈以及所述内圈的实时温度；
所述冷却模块包括设置在主轴承上的冷却通道以及用于向冷却通道内部通入冷却介质的冷却装置所述冷却通道开设在所述内圈靠近所述主轴承密封的边缘处；
所述处理模块，用于基于预设的温度阀值对所述实时温度进行分析，获得分析结果，基于所述分析结果生成冷却指令，并基于所述冷却指令驱动所述冷却装置向所述冷却通道内融入冷却介质。
通过采用上述技术方案，测温模块监测主轴承内圈和外圈的实时温度，处理模块将获得的实时温度与预设的温度阀值进行对比分析，若已经不处于预设的温度阀值范围内，则对驱动冷却装置启动，冷却装置向冷却通道内通入冷却介质，对主轴承进行冷却处理。同时，冷却通道设置在内圈靠近主轴承密封的边缘处，使得冷却介质能够对主轴承密封处进行冷却处理，提高了主轴承的冷却效果，减少了风电机组运行的安全隐患。
可选的，所述测温模块包括内圈测温单元和外圈测温单元，所述内圈测温单元设置在所述内圈内部，所述外圈测温单元设置在所述外圈内部；
所述内圈测温单元，用于检测所述内圈实时温度；
所述外圈测温单元，用于检测所述外圈实时温度。
可选的，所述处理模块包括处理单元、阀值单元以及驱动单元，所述处理单元与所述测温单元连接；
所述阀值单元，用于存储预设的温度阀值；
所述处理单元，用于对所述内圈和所述外圈的实时温度与所述温度阀值进行分析，得到分析结果，并基于所述分析结果生成冷却指令；
所述驱动单元，用于基于所述冷却指令通过所述冷却模块对主轴承进行冷却处理。
通过采用上述技术方案，将实时温度与预设的温度阀值，分析主轴承是否需要进行冷却处理，能够精确的控制冷却时间，在主轴承温度异常时，及时对主轴承进行冷却，减少了安全隐患。
可选的，所述冷却通道呈环形且与所述内圈同轴设置，所述冷却模块还包括与所述内圈可拆卸连接的通道盖板，所述通道盖板用于对所述冷却通道进行密封，所述通道盖板上开设有冷却介质入口和冷却介质出口，所述冷却介质入口与所述冷却通道连接，所述冷却介质出口与所述冷却通道连通，所述冷却装置能够通过所述冷却介质入口向所述冷却通道内通入冷却介质，所述冷却介质能够从所述冷却介质出口排出。
通过采用上述技术方案，冷却介质从冷却介质入口通入冷却通道，在冷却通道内部与主轴承进行换热，换热后的冷却介质从冷却介质出口排出，能够有效对主轴承进行降温。
可选的，所述冷却模块还包括压力监测单元、对比单元和报警单元，所述对比单元与所述压力监测单元连接，所述报警单元与所述对比单元连接；
所述压力监测单元，用于监测所述冷却通道内部的实时压力数值，
所述对比单元，用于将所述实时压力数值与预设压力数值进行对比，得到对比结果；
所述报警单元，用于基于所述对比结果进行压力故障报警。
通过采用上述技术方案，将实时压力数值与预设压力数值进行对比，在实时压力异常的时候进行报警，能够及时提醒工作人员进行冷却通道的泄露等检修工作。
第二方面，本申请还公开一种风力发电机组主轴承温度控制方法，应用于上述的风力发电机组主轴承冷却系统，采用如下的技术方案：
一种风力发电机组主轴承温度控制方法，应用于上述的风力发电机组主轴承冷却系统，所述系统包括设置在主轴承上的冷却通道以及用于向冷却通道内部通入冷却介质的冷却装置，所述冷却通道开设在所述内圈靠近所述主轴承密封的边缘处，所述方法包括以下步骤：
获取内圈和外圈的实时温度；
基于预设的温度阀值对所述实时温度进行分析，得到分析结果；
根据所述分析结果生成冷却指令，基于所述冷却指令对主轴承进行冷却处理。
通过采用上述技术方案，获取主轴承外圈和内圈的实时温度，并根据预设的温度阀值分析是否需要对主轴承进行冷却处理，若需要对主轴承进行冷却处理，则启动冷却装置向冷却通道内通入冷却介质，以对主轴承进行冷却处理。同时，冷却通道开设在所述内圈靠近主轴承密封的边缘处，从而能够对主轴承密封处进行有效降温，提高了主轴承的冷却效果，减少了风电机组运行的安全隐患。
可选的，所述基于预设的温度阀值对所述实时温度进行分析，得到分析结果包括以下步骤：
判断所述实时温度是否处于预设的第一温度阀值范围内；
若不处于，则确定主轴承需要冷却处理；
若处于，则确定主轴承不需要冷却处理。
可选的，所述根据所述分析结果生成冷却指令，基于所述冷却指令对主轴承进行冷却处理包括以下步骤：
获得所述分析结果；
若确定主轴承需要冷却处理，则生成冷却指令，并基于所述冷却指令向所述冷却通道内通入冷却介质，对主轴承进行冷却处理；
若确定主轴承不需要冷却处理，则不做任何处理。
可选的，所述基于所述冷却指令对主轴承进行冷却处理之后，还包括以下步骤：
判断所述实时温度是否处于预设的第二阀值范围内，得到判断结果；
基于所述判断结果生成停止指令；
基于所述停止指令停止对主轴承的冷却处理操作。
可选的，在进行所述冷却处理操作时，还包括以下步骤：
获取冷却通道内部的实时压力数值；
将所述实时压力数值与预设压力数值进行对比，得到对比结果；
基于所述对比结果进行冷却通道压力故障报警。
通过采用上述技术方案，将实时压力数值与预设压力数值进行对比，在实时压力异常的时候进行报警，能够及时提醒工作人员进行冷却通道的泄露等检修工作。
附图说明
图1是本申请实施例中一种风力发电机组主轴承冷却系统的整体结构示意图。
图2是本申请实施例一种风力发电机组主轴承冷却系统中主轴承的剖面结构示意图。
图3是本申请实施例一种风力发电机组主轴承冷却系统中主轴承密封处的结构放大示意图。
图4是本申请实施例一种风力发电机组主轴承冷却系统中主轴承一个视角的结构示意图。
图5是本申请实施例一种风力发电机组主轴承冷却系统中冷却装置的结构示意图。
图6是本申请实施例一种风力发电机组主轴承温度控制方法的整体流程示意图。
图7是本申请实施例一种风力发电机组主轴承温度控制方法中步骤S201-步骤S203的流程示意图。
图8是本申请实施例一种风力发电机组主轴承温度控制方法中步骤S301-步骤S303的流程示意图。
图9是本申请实施例一种风力发电机组主轴承温度控制方法中步骤S401-步骤S403的流程示意图。
图10是本申请实施例一种风力发电机组主轴承温度控制方法中步骤S501-步骤S503的流程示意图。
附图标记说明：
1、主轴承密封；2、冷却通道；3、通道盖板；4、冷却介质入口；5、冷却介质出口；6、第一外圈测温单元；7、第二外圈测温单元；8、第三外圈测温单元；9、第一内圈测温单元；10、第二内圈测温单元；11、第三内圈测温单元；12、O型密封圈；13、压力在线监测接口；14、外圈；15、内圈；16、测温模块；17、处理模块；171、阀值单元；172、处理单元；173、驱动单元；18、冷却模块；181、压力监测单元；182、对比单元；183、报警单元；184、冷却装置。
具体实施方式
以下结合图1-图10对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种风力发电机组主轴承冷却系统，参照图1和图2，包括内圈15、外圈14、主轴承密封1、冷却模块18、测温模块16和处理模块17，主轴承密封1用于密封内圈15和外圈14的连接处，测温模块16用于检测主轴承各处的实时温度，处理模块17用于对实时温度进行分析，获得分析结果，并根据分析结果生成冷却指令，冷却模块18包括设置在主轴承上的冷却通道2，根据冷却指令向冷却通道2内通入冷却介质，即可对主轴承进行冷却处理。
其中，参照图2和图3，内圈15与外圈14转动连接，当时主轴承进行工作状态时，在主轴承密封1处会产生大量的摩擦热耗，从而导致主轴承温度上升。在本实施例中，冷却通道2呈槽型，冷却通道2包括冷却通道2-1和冷却通道2-2，分别开设在内圈15的上下两侧面上，对主轴承上下两侧的主轴承密封1进行冷却处理，主轴承密封1包括主轴承密封1-1和主轴承密封1-2，主轴承密封1-1对应冷却通道2-1，主轴承密封1-2对应冷却通道2-2。结合图4，为了提高冷却效果，将冷却通道2设置在内圈15靠近主轴承密封1的边缘处，且冷却通道2呈环形并与内圈15同轴设置，因此，流动在冷却通道2内部的冷却介质能够对主轴承密封1处进行有效降温处理。
具体地，参照图2和图3，在冷却通道2上设置有通道盖板3，通道盖板3用于封装冷却通道2，由上述可知，通道盖板3包括通道盖板3-1和通道盖板3-2，且通道盖板3-1对应封装冷却通道2-1，通道盖板3-2对应封装冷却通道2-2，在本实施例中，可以采用螺栓连接或者焊接等其他连接方式对通道盖板3进行封装。为了提高冷却通道2的严密性，可以在通道盖板3与内圈15的连接处采用O型密封圈12进行密封处理。
具体地，参照图3和图4，在通道盖板3上开设有冷却介质入口4和冷却介质出口5，为了提高冷却效率，将冷却介质入口4和冷却介质出口5分别设置在通道盖板3沿中心对称的两端，当向冷却介质入口4处通入冷却介质时，能够使得冷却介质沿冷却通道2流动，与主轴承进行换热处理，从而降低主轴承密封1处的温度，换热后的冷却介质从冷却介质出口5排出即可，形成循环冷却。
具体地，参照图1和图5，冷却模块18还包括用于向冷却通道2内通入冷却介质的冷却装置184，在本实施例中，冷却装置184可以为泵组-换热器组合，启动泵组即可向冷却通道2内注入冷却介质，经过换热后的冷却介质从冷却介质出口5处排出，能够进入到换热器中进行换热，泵组将换热后的冷却介质再次通过冷却介质入口4泵入冷却通道2内部，以达到循环冷却的目的。
具体地，参照图1和图4，在冷却通道2内部还设置有压力监测单元181、对比单元182和报警单元183，压力监测单元181用于检测冷却通道2内部的实时压力，对比单元182用于分析实时压力是否异常，报警单元183在实时压力异常的时候进行报警。
更具体地，在本实施例中，压力监测单元181可以为压力监测传感器，冷却通道2内开设有压力在线监测接口13，将压力监测传感器安装在压力在线监测接口13处，用于获取冷却通道2内部的实时压力数值。
更具体地，对比单元182内存储有预设压力数值，在压力监测单元181监测到实时压力数值后，将实时压力数值与预设压力数值进行对比，当实时压力数值小于等于预设压力数值时，则确定此时冷却通道2内部可能存在泄压情况，并生成报警指令。报警单元183接收到报警指令后，执行报警操作，提醒工作人员冷却通道2可能故障，并及时进行冷却通道2的泄露等检修工作。
其中，测温模块16包括外圈测温单元和内圈测温单元，内圈测温单元用于检测内圈15的实时温度，外圈测温单元用于检测外圈14的实时温度。
具体地，参照1和图2，外圈测温单元和内圈测温单元可以设置有多个，以便全面检测外圈14和内圈15的实时温度。在本实施例中，外圈测温单元设置有三个，分别为第一外圈测温单元6、第二外圈测温单元7和第三外圈测温单元8，均置于外圈14内部朝向内圈15的一侧，且第一外圈测温单元6置于主轴承外圈14上风向侧密封唇口附近，并获取该处的第一外圈实时温度
Figure 612387DEST_PATH_IMAGE001
，第二外圈测温单元7置于主轴承外圈14中间位置，并获取该处的第二外圈实时温度
Figure 345987DEST_PATH_IMAGE002
，第三外圈测温单元8置于主轴承外圈14下风向侧密封唇口附近，并获取该处的第三外圈实时温度
Figure 895918DEST_PATH_IMAGE003
。
具体地，在本实施例中，内圈测温单元设置有三个，分别为第一内圈测温单元9、第二内圈测温单元10和第三内圈测温单元11，均置于内圈15内部朝向外圈14的一侧，且第一内圈测温单元9置于主轴承内圈15上风向侧密封唇口附近，并获取该处的第一内圈实时温度
Figure 574024DEST_PATH_IMAGE004
，第二内圈测温单元10置于主轴承内圈15中间位置，并获取该处的第二内圈实时温度
Figure 742968DEST_PATH_IMAGE005
，第三内圈测温单元11置于主轴承内圈15下风向侧密封唇口附近，并获取该处的第三内圈实时温度
Figure 190130DEST_PATH_IMAGE006
。
更具体地，在本实施例中，外圈测温单元和内圈测温单元可以为温度传感器。在外圈14靠近内圈15的一侧以及内圈15靠近外圈14的一侧均开设有三个测温孔，分别用于放置三个温度传感器，同时可以将测温孔设置为不同深度，以使测得的温度更加具有普遍性。
其中，参照图1，处理模块17包括阀值单元171、处理单元172和驱动单元173，阀值单元171用于存储预设的温度阀值，处理单元172用于基于预设的温度阀值对获取的实时温度进行分析，获得分析结果，并基于分析结果生成冷却指令，驱动单元173用于接收冷却指令，并根据冷却指令驱动冷却装置对主轴承密封1处进行冷却处理。
具体地，阀值单元171内存储有：
Figure 51906DEST_PATH_IMAGE007
：主轴承测温点中任意位置的温度值。
Figure 217309DEST_PATH_IMAGE008
：风电机组机运行主轴承的预警温度，基于润滑油脂的寿命考虑，本实施例中将预警温度设置在75℃。
Figure 314578DEST_PATH_IMAGE009
：风电机组主轴承正常运行的温度值，风电机组主轴承运行温度50℃最佳。
Figure 757191DEST_PATH_IMAGE010
：主轴承上风向侧密封唇口附近温度与中间位置的温度差的最大阀值，结合主轴承设计考虑的梯度设定。
Figure 648924DEST_PATH_IMAGE011
：主轴承上风向侧密封唇口附近温度与中间位置的温度差的最小阀值，结合主轴承设计考虑的梯度设定。
Figure 301622DEST_PATH_IMAGE012
：主轴承下风向侧密封唇口附近温度与中间位置的温度差的最大阀值，结合主轴承设计考虑的梯度设定。
Figure 812369DEST_PATH_IMAGE013
：主轴承下风向侧密封唇口附近温度与中间位置的温度差的最小阀值，结合主轴承设计考虑的梯度设定。
Figure 234123DEST_PATH_IMAGE014
：主轴承内外圈温度差的最大阀值，依据主轴承设计游隙及工作游隙的要求进行设定。
Figure 437703DEST_PATH_IMAGE015
：主轴承内外圈温度差的正常阀值，依据主轴承设计游隙及工作游隙的要求进行设定。
具体地，处理单元172接收测温模块16测得的内圈15及外圈14上的实时温度，并将实时温度与预设的温度阀值进行分析。
Figure 312118DEST_PATH_IMAGE016
在本实施例中，当满足以上任一启动条件时，处理单元172确定主轴承需要冷却处理，此时生成冷却指令，并将冷却指令发送至驱动单元173；当以上所有启动条件都不满足时，处理单元172确定主轴承不需要进行冷却处理。
Figure 16768DEST_PATH_IMAGE017
在本实施例中，进行冷却处理时，若满足以上所有停止条件，则处理单元172确定不需要继续进行冷却处理，此时生成停止指令，并将停止指令发送至驱动单元173。
具体地，当驱动单元173接收到冷却指令时，驱动冷却装置执行冷却操作。在本实施例中，驱动单元173驱动泵组和换热器启动，向冷却通道2内部通入冷却介质，对主轴承密封1进行冷却处理。
当驱动单元173接收到停止指令时，驱动单元173控制冷却装置停止冷却操作。在本实施例中，驱动单元173控制泵组和换热器停止工作，从而停止向冷却通道2内通入冷却介质。
本申请实施例一种风力发电机组主轴承冷却系统的实施原理为：通过安装在主轴承上的测温模块16来监测主轴承内圈15和外圈14的多处实时温度，并将获得的实时温度与预设的温度阀值进行对比分析，若已经不处于预设的温度阀值范围内，则对驱动冷却装置启动，冷却装置向冷却通道2内通入冷却介质，对主轴承进行冷却处理。同时，冷却通道2设置在内圈15靠近主轴承密封1的边缘处以及内圈15的上下两侧，使得冷却介质能够对主轴承密封1处进行有效冷却处理，极大的提高了主轴承的冷却效果，减少了风电机组运行的安全隐患。本实施例还公开一种风力发电机组主轴承温度控制方法，参照图6，包括以下步骤：
S101、获取内圈和外圈的实时温度；
S102、基于预设的温度阀值对实时温度进行分析，得到分析结果；
S103、根据分析结果生成冷却指令，基于冷却指令对主轴承进行冷却处理。
其中，步骤S100中，首先获取内圈和外圈的实时温度，在本实施例中，在外圈上设置外圈测温单元，在内圈上设置内圈测温单元，以检测外圈和内圈的实时温度。外圈测温单元设置有三个，分别为第一外圈测温单元、第二外圈测温单元和第三外圈测温单元，均置于外圈内部朝向内圈的一侧，且第一外圈测温单元置于主轴承外圈上风向侧密封唇口附近，并获取该处的第一外圈实时温度
Figure 433974DEST_PATH_IMAGE001
，第二外圈测温单元置于主轴承外圈中间位置，并获取该处的第二外圈实时温度
Figure 667510DEST_PATH_IMAGE002
，第三外圈测温单元置于主轴承外圈下风向侧密封唇口附近，并获取该处的第三外圈实时温度
Figure 170166DEST_PATH_IMAGE003
。
具体地，在本实施例中，内圈测温单元设置有三个，分别为第一内圈测温单元、第二内圈测温单元和第三内圈测温单元，均置于内圈内部朝向内圈的一侧，且第一内圈测温单元置于主轴承内圈上风向侧密封唇口附近，并获取该处的第一内圈实时温度
Figure 881770DEST_PATH_IMAGE004
，第二内圈测温单元置于主轴承内圈中间位置，并获取该处的第二内圈实时温度
Figure 543696DEST_PATH_IMAGE005
，第三内圈测温单元置于主轴承内圈下风向侧密封唇口附近，并获取该处的第三内圈实时温度
Figure 823499DEST_PATH_IMAGE006
。
更具体地，在本实施例中，外圈测温单元和内圈测温单元可以为温度传感器。在外圈14靠近内圈15的一侧以及内圈15靠近外圈14的一侧均开设有三个测温孔，分别用于放置三个温度传感器，同时可以将测温孔设置为不同深度，以使测得的温度更加具有普遍性。
具体地，步骤S200，在获取外圈和内圈的实时温度后，根据预设的温度阀值对实时温度进行分析，
具体地，预设的温度阈值具体包括以下内容：
Figure 938085DEST_PATH_IMAGE007
：主轴承测温点中任意位置的温度值。
Figure 453380DEST_PATH_IMAGE008
：风电机组机运行主轴承的预警温度，基于润滑油脂的寿命考虑，本实施例中将预警温度设置在75℃。
Figure 579599DEST_PATH_IMAGE009
：风电机组主轴承正常运行的温度值，风电机组主轴承运行温度50℃最佳。
Figure 154937DEST_PATH_IMAGE010
：主轴承上风向侧密封唇口附近温度与中间位置的温度差的最大阀值，结合主轴承设计考虑的梯度设定。
Figure 756820DEST_PATH_IMAGE011
：主轴承上风向侧密封唇口附近温度与中间位置的温度差的最小阀值，结合主轴承设计考虑的梯度设定。
Figure 216751DEST_PATH_IMAGE012
：主轴承下风向侧密封唇口附近温度与中间位置的温度差的最大阀值，结合主轴承设计考虑的梯度设定。
Figure 322110DEST_PATH_IMAGE013
：主轴承下风向侧密封唇口附近温度与中间位置的温度差的最小阀值，结合主轴承设计考虑的梯度设定。
Figure 209295DEST_PATH_IMAGE014
：主轴承内外圈温度差的最大阀值，依据主轴承设计游隙及工作游隙的要求进行设定。
Figure 767315DEST_PATH_IMAGE015
：主轴承内外圈温度差的正常阀值，依据主轴承设计游隙及工作游隙的要求进行设定。
参照图7，步骤S200具体包括以下步骤：
S201、判断实时温度是否处于预设的第一温度阀值范围内；
S202、若不处于，则确定主轴承需要冷却处理；
S203、若处于，则确定主轴承不需要冷却处理。
Figure 155571DEST_PATH_IMAGE018
在本实施例中，对实时温度进行分析，当满足以上任一启动条件时，则确定需要对主轴承进行冷却处理；当以上所有启动条件都不满足时，确定不需要对主轴承进行冷却处理。
其中，步骤S300中，根据分析结果对主轴承进行冷却处理。参照图8，具体包括以下步骤：
S301、获得分析结果；
S302、若确定主轴承需要冷却处理，则生成冷却指令，并基于冷却指令向冷却通道内通入冷却介质，对主轴承进行冷却处理；
S303、若确定主轴承不需要冷却处理，则不做任何处理。
具体地，若确定需要对主轴承进行冷却处理操作，生成冷却指令，并根据冷却指令驱动泵组和换热器启动，向冷却通道内部通入冷却介质，对主轴承进行冷却处理。若确定不需要对主轴承进行冷却处理操作，则不做任何处理。
具体地，当正在对主轴承进行冷却处理时，再次获取外圈和内圈的实时温度，并将实时温度与预设的第二阀值进行对比，判断实时温度是否处于预设的第二阀值范围内。参照图9，具体包括以下步骤：
S401、判断实时温度是否处于预设的第二阀值范围内，得到判断结果；
S402、基于判断结果生成停止指令；
S403、基于停止指令停止对主轴承的冷却处理操作。
Figure 256382DEST_PATH_IMAGE019
在本实施例中，正在进行冷却处理时，若满足以上所有停止条件，则确定主轴承不需要继续进行冷却处理，此时生成停止指令，并根据停止指令控制泵组和换热器停止工作，从而停止向冷却通道内通入冷却介质。
更具体地，在泵组进行工作时，需要对冷却通道内部的实时压力数值进行监测。参照图10，具体包括以下步骤：
S501、获取冷却通道内部的实时压力数值；
S502、将实时压力数值与预设压力数值进行对比，得到对比结果；
S503、基于对比结果进行冷却通道压力故障报警。
在本实施例中，在冷却通道内部还设置有压力监测单元、对比单元和报警单元，压力监测单元用于检测冷却通道内部的实时压力，对比单元用于分析实时压力是否异常，报警单元在实时压力异常的时候进行报警。
更具体地，压力监测单元可以为压力监测传感器，冷却通道内开设有压力在线监测接口，将压力监测传感器安装在压力在线监测接口处，用于获取冷却通道内部的实时压力数值。
更具体地，对比单元内存储有预设压力数值，在压力监测单元监测到实时压力数值后，将实时压力数值与预设压力数值进行对比，当实时压力数值小于等于预设压力数值时，则确定此时冷却通道内部可能存在泄压情况，并生成报警指令。报警单元接收到报警指令后，执行报警操作，提醒工作人员冷却通道可能故障，并及时进行冷却通道的泄露等检修工作。
本申请实施例一种风力发电机组主轴承温度控制方法的实施原理为：获取主轴承外圈和内圈的实时温度，并根据预设的温度阀值分析是否需要对主轴承进行冷却处理，若需要对主轴承进行冷却处理，则启动冷却装置向冷却通道内通入冷却介质，以对主轴承进行冷却处理。同时，冷却通道开设在内圈靠近主轴承密封的边缘处，从而能够对主轴承密封处进行有效降温，提高了主轴承的冷却效果，减少了风电机组运行的安全隐患。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风力发电机组主轴承冷却系统，包括内圈（15）、外圈（14）以及用于密封所述内圈（15）和所述外圈（14）连接处的主轴承密封（1），其特征在于，还包括冷却模块（18）、测温模块（16）以及处理模块（17）；
所述测温模块（16），用于检测所述外圈（14）以及所述内圈（15）的实时温度；
所述冷却模块（18）包括设置在主轴承上的冷却通道（2）以及用于向冷却通道（2）内部通入冷却介质的冷却装置，所述冷却通道（2）开设在所述内圈（15）靠近所述主轴承密封（1）的边缘处；
所述处理模块（17），用于基于预设的温度阀值对所述实时温度进行分析，获得分析结果，基于所述分析结果生成冷却指令，并基于所述冷却指令驱动所述冷却装置向所述冷却通道（2）内融入冷却介质。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组主轴承冷却系统，其特征在于，所述测温模块（16）包括内圈测温单元和外圈测温单元，所述内圈测温单元设置在所述内圈（15）内部，所述外圈测温单元设置在所述外圈（14）内部；
所述内圈测温单元，用于检测所述内圈（15）实时温度；
所述外圈测温单元，用于检测所述外圈（14）实时温度。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组主轴承冷却系统，其特征在于，所述处理模块（17）包括处理单元（172）、阀值单元（171）以及驱动单元（173），所述处理单元（172）与所述测温单元连接；
所述阀值单元（171），用于存储预设的温度阀值；
所述处理单元（172），用于对所述内圈（15）和所述外圈（14）的实时温度与所述温度阀值进行分析，得到分析结果，并基于所述分析结果生成冷却指令；
所述驱动单元（173），用于基于所述冷却指令通过所述冷却模块（18）对主轴承进行冷却处理。
4.根据权利要求1所述的风力发电机组主轴承冷却系统，其特征在于，所述冷却通道（2）呈环形且与所述内圈（15）同轴设置，所述冷却模块（18）还包括与所述内圈（15）可拆卸连接的通道盖板（3），所述通道盖板（3）用于对所述冷却通道（2）进行密封，所述通道盖板（3）上开设有冷却介质入口（4）和冷却介质出口（5），所述冷却介质入口（4）与所述冷却通道（2）连接，所述冷却介质出口（5）与所述冷却通道（2）连通，所述冷却装置能够通过所述冷却介质入口（4）向所述冷却通道（2）内通入冷却介质，所述冷却介质能够从所述冷却介质出口（5）排出。
5.根据权利要求2所述的风力发电机组主轴承冷却系统，其特征在于，所述冷却模块（18）还包括压力监测单元（181）、对比单元（182）和报警单元（183），所述对比单元（182）与所述压力监测单元（181）连接，所述报警单元（183）与所述对比单元（182）连接；
所述压力监测单元（181），用于监测所述冷却通道（2）内部的实时压力数值，
所述对比单元（182），用于将所述实时压力数值与预设压力数值进行对比，得到对比结果；
所述报警单元（183），用于基于所述对比结果进行压力故障报警。
6.一种风力发电机组主轴承温度控制方法，应用于上述的风力发电机组主轴承冷却系统，其特征在于，所述系统包括设置在主轴承上的冷却通道以及用于向冷却通道内部通入冷却介质的冷却装置，所述冷却模块包括设置在主轴承上的冷却通道以及用于向冷却通道内部通入冷却介质的冷却装置，所述冷却通道开设在所述内圈靠近所述主轴承密封的边缘处，所述方法包括以下步骤：
获取内圈和外圈的实时温度；
基于预设的温度阀值对所述实时温度进行分析，得到分析结果；
根据所述分析结果生成冷却指令，基于所述冷却指令对主轴承进行冷却处理。
7.根据权利要求6所述的风力发电机组主轴承温度控制方法，其特征在于，所述基于预设的温度阀值对所述实时温度进行分析，得到分析结果包括以下步骤：
判断所述实时温度是否处于预设的第一温度阀值范围内；
若不处于，则确定主轴承需要冷却处理；
若处于，则确定主轴承不需要冷却处理。
8.根据权利要求7所述的风力发电机组主轴承温度控制方法，其特征在于，所述根据所述分析结果生成冷却指令，基于所述冷却指令对主轴承进行冷却处理包括以下步骤：
获得所述分析结果；
若确定主轴承需要冷却处理，则生成冷却指令，并基于所述冷却指令向所述冷却通道内通入冷却介质，对主轴承进行冷却处理；
若确定主轴承不需要冷却处理，则不做任何处理。
9.根据权利要求8所述的风力发电机组主轴承温度控制方法，其特征在于，所述基于所述冷却指令对主轴承进行冷却处理之后，还包括以下步骤：
判断所述实时温度是否处于预设的第二阀值范围内，得到判断结果；
基于所述判断结果生成停止指令；
基于所述停止指令停止对主轴承的冷却处理操作。
10.根据权利要求6所述的风力发电机组主轴承温度控制方法，其特征在于，在进行所述冷却处理操作时，还包括以下步骤：
获取冷却通道内部的实时压力数值；
将所述实时压力数值与预设压力数值进行对比，得到对比结果；
基于所述对比结果进行冷却通道压力故障报警。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101858384A (zh) * 2010-05-28 2010-10-13 湘电风能有限公司 一种三列圆柱滚子轴承径向气隙控制系统
US20120282096A1 (en) * 2011-05-03 2012-11-08 Uffe Eriksen Direct drive wind turbine with a thermal control system
US20150023621A1 (en) * 2013-07-19 2015-01-22 Siemens Aktiengesellschaft Bearing for a wind turbine
CN107044391A (zh) * 2017-06-15 2017-08-15 国电联合动力技术有限公司 一种风电机组冷却系统
CN110094313A (zh) * 2018-01-31 2019-08-06 江苏金风科技有限公司 风力发电机组的主轴承冷却系统及风力发电机组
CN210948999U (zh) * 2019-10-31 2020-07-07 上海海立特种制冷设备有限公司 一种应用于风力发电机组的轮毂水冷却循环系统
CN111486063A (zh) * 2020-04-15 2020-08-04 重庆三峡学院 具有减震功能的发电装置
CN111946565A (zh) * 2020-08-29 2020-11-17 湘电风能有限公司 风力发电机组主轴承及其冷却系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101858384A (zh) * 2010-05-28 2010-10-13 湘电风能有限公司 一种三列圆柱滚子轴承径向气隙控制系统
US20120282096A1 (en) * 2011-05-03 2012-11-08 Uffe Eriksen Direct drive wind turbine with a thermal control system
US20150023621A1 (en) * 2013-07-19 2015-01-22 Siemens Aktiengesellschaft Bearing for a wind turbine
CN107044391A (zh) * 2017-06-15 2017-08-15 国电联合动力技术有限公司 一种风电机组冷却系统
CN110094313A (zh) * 2018-01-31 2019-08-06 江苏金风科技有限公司 风力发电机组的主轴承冷却系统及风力发电机组
CN210948999U (zh) * 2019-10-31 2020-07-07 上海海立特种制冷设备有限公司 一种应用于风力发电机组的轮毂水冷却循环系统
CN111486063A (zh) * 2020-04-15 2020-08-04 重庆三峡学院 具有减震功能的发电装置
CN111946565A (zh) * 2020-08-29 2020-11-17 湘电风能有限公司 风力发电机组主轴承及其冷却系统

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