CN114665662B - 发电机以及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发电机以及风力发电机组，发电机包括：定子，包括沿自身径向依次设置的定子支架与定子铁心，定子铁心上形成有径向风道，定子支架用于与轴系结构连接并形成内腔，内腔包括沿径向相继设置的第一腔室、第二腔室以及第三腔室，第三腔室与径向风道连通；转子，环绕轴系结构设置并与定子之间形成循环腔室，循环腔室与第一腔室以及径向风道连通；换热器，设置于第二腔室以及第三腔室中的至少一者并连通第二腔室以及第三腔室；风机，设置于第一腔室，以驱动气流在第一腔室、循环腔室、第三腔室、换热器以及第二腔室中循环流动。本发明实施例提供的发电机以及风力发电机组，发电机集成有冷却功能，结构紧凑，占用空间小，集成化程度高。

Description

发电机以及风力发电机组

技术领域

本发明涉及风电技术领域，特别是涉及一种发电机以及风力发电机组。

背景技术

风力发电机组运行时发电机产生的损耗会造成其各部件温升，过高的温度将会影响到风力发电机组的寿命甚至导致风力发电机组无法正常运行。如发电机长期高温运行会降低发电机的绝缘寿命，甚至还会引发绝缘击穿等不良现象，如果发电机是永磁电机，在高温环境中永磁体的磁性衰减，发生退磁现象，造成发电机功率永久性下降，因此，冷却设计在发电机中非常重要。

现有风力发电机组，其发电机常采用空-空换热系统冷却方式，发电机的冷却结构通常布置于风力发电机组的机舱中，需要专用通风管路将发电机待散热部件与换热系统连接，占用空间较大，集成化程度低。

发明内容

本发明实施例提供一种发电机以及风力发电机组，发电机集成有冷却功能，结构紧凑，占用空间小，集成化程度高。

一方面，根据本发明实施例提出了一种发电机，与轴系结构传动配合，发电机包括：定子，包括沿自身径向依次设置的定子支架与定子铁心，定子铁心上形成有径向风道，定子支架用于与轴系结构连接并形成内腔，内腔包括沿径向相继设置的第一腔室、第二腔室以及第三腔室，第三腔室与径向风道连通；转子，环绕轴系结构设置并与定子之间形成循环腔室，循环腔室与第一腔室以及径向风道连通；换热器，设置于第二腔室以及第三腔室中的至少一者并连通第二腔室以及第三腔室；风机，设置于第一腔室，以驱动气流在第一腔室、循环腔室、第三腔室、换热器以及第二腔室中循环流动。

根据本发明实施例的一个方面，循环腔室包括在定子的轴向上相对设置的第一侧腔、第二侧腔以及连通第一侧腔以及第二侧腔的气隙，气隙与径向风道连通，第一侧腔以及第二侧腔的至少一者与第一腔室连通。

根据本发明实施例的一个方面，第二腔室包括在定子的周向依次分布的第一子腔以及第二子腔，第一子腔与第一腔室连通，换热器连接于第一子腔与第三腔室之间，第一侧腔与第一腔室直接连通，第二侧腔通过第二子腔与第一腔室间接连通。

根据本发明实施例的一个方面，第一子腔在周向上的延伸尺寸大于第二子腔在周向的延伸尺寸。

根据本发明实施例的一个方面，定子支架包括在径向上相继设置的支撑部以及安装部，第一腔室形成于支撑部，第二腔室以及第三腔室形成于安装部，定子铁心连接于安装部在径向上背离支撑部的一侧，风机连接于支撑部，换热器连接于安装部。

根据本发明实施例的一个方面，安装部包括环形框体以及主分隔板，环形框体连接于支撑部与定子铁心之间并与定子铁心围合形成环形空腔，主分隔板设置于环形框体内部并将环形空腔分隔形成第二腔室及第三腔室，换热器设置于主分隔板。

根据本发明实施例的一个方面，安装部还包括成对设置且在周向间隔分布的辅分隔板，成对设置的辅分隔板将第二腔室分隔成交替设置的第一子腔以及第二子腔。

根据本发明实施例的一个方面，支撑部包括沿径向延伸并与安装部连接的主承载板，主承载板将第一腔室分隔成第三子腔以及第四子腔，风机连接于主承载板。

根据本发明实施例的一个方面，支撑部还包括在定子的轴向上相对设置的第一封板以及第二封板，第一封板、主承载板以及安装部与轴系结构共同形成第三子腔，第二封板、主承载板以及安装部与轴系结构共同形成第四子腔。

根据本发明实施例的一个方面，第一封板向主承载板所在侧倾斜设置，第一封板的一端与安装部连接且另一端与主承载板连接。

根据本发明实施例的一个方面，安装部与转子之间设置有密封件，转子、安装部以及密封件共同围合形成循环腔室。

根据本发明实施例的一个方面，换热器为空水换热器，换热器上设置有连通第二腔室以及第三腔室的穿孔。

根据本发明实施例的一个方面，风机的数量为多个且在定子的周向上间隔分布；和/或，换热器的数量为多个且在定子的周向上间隔分布。

另一个方面，根据本发明实施例提供一种风力发电机组，包括：轴系结构；上述的发电机，定子支架连接于轴系结构并形成内腔，转子环绕轴系结构设置并与轴系结构连接；冷却系统，与换热器连接并能够与换热器进行热质交换。

根据本发明实施例提供的发电机以及风力发电机组，发电机包括定子、转子、换热器以及风机，转子与定子配合，能够满足发电需求，由于用于换热的换热器以及驱动气体流动的风机均集成于定子支架内，在风机的作用下，能够使得气流经由第一腔室进入循环腔室以及第三腔室对转子以及定子进行冷却后，被加热的气流流过换热器并进行热交换重新冷却再经由第二腔室返回至第一腔室，反复循环，以对发电机的待散热部件进行冷却，使得发电机集成有冷却功能，且结构紧凑，占用空间小，集成化程度高。同时，将换热器以及风机设置于不同的腔室，使得换热器与风机能够各自独立连接于定子支架上，有效的减小或者避免风机的运行振动传递至换热器，保证换热器寿命，提高发电机安全性能。

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是本发明一个实施例的风力发电机组的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的发电机的去掉第一盖板以及第二封板的后轴向视图；

图3是图2所示发电机沿A-A方向剖切后与轴系结构的配合示意图；

图4是图2所示发电机沿B-B方向剖切后与轴系结构的配合示意图；

图5是本发明一个实施例的定子与风机配合的结构示意图。

其中：

100-发电机；

10-定子；11-定子支架；111-支撑部；111a-主承载板；111b-第一封板；111c-第二封板；112-安装部；1121-环形框体；1121a-第一环板；1121b-第二环板；1121c-端封板；1121d-连通口；1122-主分隔板；1123-辅分隔板；12-定子铁心；121-径向风道；13-定子绕组；

20-转子；21-转子支架；211-第一盖板；212-第二盖板；213-转子筒体；22-转子磁极；

30-换热器；

40-风机；

50-密封件；

60-第一腔室；61-第三子腔；62-第四子腔；

70-第二腔室；71-第一子腔；72-第二子腔；

80-第三腔室；

90-循环腔室；91-第一侧腔；92-第二侧腔；93-气隙；

H1-第一通孔；H2-第二通孔；H3-第三通孔

200-轴系结构；210-动轴；220-定轴；230-轴承；

300-塔架；400-机舱；500-叶轮；510-轮毂；520-叶片；

X-径向；Y-轴向；Z-周向。

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，并不是对本发明的发电机以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。

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图5根据本发明实施例的发电机100以及风力发电机组进行详细描述。

如图1至图3所示，本发明实施例提供的风力发电机组，包括塔架300、机舱400、发电机100、轴系结构200以及叶轮500。塔架300连接于风机基础，机舱400设置于塔架300的顶端，机舱400包括底座，机舱400能够通过底座与塔架300以及轴系结构200连接。发电机100设置于机舱400，一些示例中，发电机100可以位于机舱400的外部，当然，在有些实施例中，发电机100也可以位于机舱400的内部。叶轮500包括轮毂510以及连接于轮毂510上的多个叶片520。发电机100包括转动配合的转子20以及定子10，转子20可以通过轴系结构200的转轴210与轮毂510连接，定子10可以通过轴系结构200的定轴220与机舱400的底座连接。轴系结构200的转轴210与定轴220通过轴承230转动连接。当风力作用于叶片520时，叶片520带动轮毂510转动，轮毂510通过轴系结构200的转轴210以及轴承230中的至少一者带动发电机100的转子20相对定子10转动，实现风力发电机组的发电需求。

风力发电机组在运行时，发电机100产生的损耗会造成其各部件温升，过高的温度将会影响到风力发电机组的寿命甚至导致机组无法正常运行。因此，为了降低风力发电机组在运行时发电机100的温升，需要对发电机100进行冷却设计。已有的冷却结构通常与发电机100的转子20、定子10等部件分设于机舱400内部的不同位置，需要专用通风管路将发电机100的待散热部件与换热系统连接，占用空间较大，集成化程度低。

因此，为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种新型的发电机100，该发电机100集成有冷却功能，结构紧凑，占用空间小，集成化程度高。并且，发电机100可以作为独立的产品，也可以用于风力发电机组并作为风力发电机组的组成部分。

如图2至图3所示，本发明实施例提供的发电机100，与轴系结构200传动配合，发电机100包括定子10、转子20、换热器30以及风机40。定子10包括沿自身径向X依次设置的定子支架11与定子铁心12，定子铁心12上形成有径向风道121，定子支架11用于与轴系结构200连接并形成内腔，内腔包括沿径向X相继设置的第一腔室60、第二腔室70以及第三腔室80，第一腔室60与第二腔室70相互连通，第三腔室80与径向风道121连通。转子20环绕轴系结构200设置并与定子10之间形成循环腔室90，循环腔室90与第一腔室60以及径向风道121连通。换热器30设置于第二腔室70以及第三腔室80中的至少一者并连通第二腔室70以及第三腔室80。风机40设置于第一腔室60，以驱动气流在第一腔室60、循环腔室90、第三腔室80、换热器30以及第二腔室70中循环流动。

本发明实施例提供的发电机100，转子20与定子配合，能够满足发电需求，由于用于换热的换热器30以及驱动气体流动的风机40均集成于定子支架11内，在风机40的作用下，能够使得气流经由第一腔室60进入循环腔室90以及第三腔室80对转子20以及定子10相应的部件进行冷却后，被加热的气流流过换热器30并进行热交换重新冷却再经由第二腔室70重新返回至第一腔室60，反复循环，以对发电机100的待散热部件进行冷却，使得发电机100集成有冷却功能，且结构紧凑，占用空间小，集成化程度高。

同时，将换热器30以及风机40设置于不同的腔室，能够将换热器30以及风机40装配固定解耦，使得换热器30与风机40能够各自独立连接于定子支架11上，有效的减小或者避免风机40的运行振动传递至换热器30，保证换热器30寿命，提高发电机100安全性能。

一些可选地实施例中，第一腔室60与循环腔室90通过第一通孔H1连通，第一腔室60与第二腔室70通过第二通孔H2连通。

作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的发电机100，其第一腔室60、第二腔室70、第三腔室80以及循环腔室90分别为环绕定子10的轴线设置的环形腔室。

在一些可选地实施例中，定子10还包括定子绕组13，定子绕组13连接于定子铁心12，径向风道121用于定子铁心12以及定子绕组13的冷却。

作为一种可选地实施方式，转子20包括转子支架21以及转子磁极22，转子20通过转子支架21与轴系结构200连接，具体与轴系结构200的轴承230或者动轴210连接，转子磁极22面向定子铁心12以及定子绕组13设置。发电机100内部集成的冷却设计主要用于对定子铁心12、定子绕组13以及转子磁极22进行冷却。由第一腔室60流出的冷却气流经由循环腔室90以及径向风道121对转子磁极22、定子绕组13以及定子铁心12冷却后在风机40的作用下能够依次进入第三腔室80并穿过换热器30后由第二腔室70返回至第一腔室60，以循环冷却发电机100相应的部件。

作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的发电机100，其循环腔室90包括在定子10的轴向Y上相对设置的第一侧腔91、第二侧腔92以及连通第一侧腔91以及第二侧腔92的气隙93，气隙93与径向风道121连通，第一侧腔91以及第二侧腔92的至少一者与第一腔室60连通。本发明实施例提供的发电机100，通过使得循环腔室90在定子10的轴向Y上形成相对设置的第一侧腔91以及第二侧腔92，能够使得经由换热器30冷却的气流由第一腔室60进入循环腔室90后，部分冷却的气流可以通过第一侧腔91以及第二侧腔92与定子10在自身轴向Y上的两端接触，并且冷却的气流还可以通过气隙93依次进入径向风道121以及第三腔室80，以穿过换热器30被重复冷却，提高冷却气流在循环腔室90内与转子20以及定子10之间的接触面积，保证对转子20以及定子10的冷却效果。

如图2至图4所示，在一些可选地实施例中，本发明实施例提供的发电机100，第二腔室70包括在定子10的周向Z依次分布的第一子腔71以及第二子腔72，第一子腔71与第一腔室60以及第三腔室80连通，换热器30连接于第一子腔71与第三腔室80之间，第一侧腔91与第一腔室60直接连通，第二侧腔92通过第二子腔72与第一腔室60间接连通。第一子腔71以及第二子腔72彼此独立设置，在周向Z上，第二子腔72以及第一子腔71之间不连通。通过将第二腔室70在周向Z上分隔形成相继分布的第一子腔71以及第二子腔72，使得在风机40作用下，被换热器30冷却的气流由第一腔室60流出后一部分气流能够流过第一侧腔91并经由气隙93以及径向风道121进入第三腔室80，再次被换热器30循环冷却，而另一部分气流能够通过第二子腔72流入第二侧腔92，由第二侧腔92经由气隙93以及径向风道121进入第三腔室80，再次被换热器30循环冷却。

通过将第二腔室70设置为在周向Z上相继分布的第一子腔71以及第二子腔72的形式，可以利用在定子10的轴向Y上一侧出风的风机40对气流提供动力，使得气流能够分成两路分别从第一侧腔91以及第二侧腔92流入气隙93内，并由气隙93进入径向风道121对发电机100的转子20以及定子10相应的部件进行冷却，保证转子20以及定子10在轴向Y上的两侧的冷却效果趋于一致，避免发电机100因为局部温升过高影响其性能，进而提高发电机100的使用寿命。

可选地，由于流入气隙前第二侧腔92侧冷却进风相比第一侧腔91侧冷却进风流动路径要长，因此定子支架11连通第一腔室60以及第二腔室的第二通孔H2的位置要靠近第二侧腔92侧，从而使两侧冷却空气总流通路径均等，避免两侧冷却空气流量不均等的现象出现。

作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的发电机100，其第二腔室70在定子10的周向Z上所包括的第一子腔71以及第二子腔72的数量分别为两个以上，并且，在周向Z上，第一子腔71以及第二子腔72彼此之间交替设置。通过上述设置，能够使得第二侧腔92在周向Z上具有两个以上与之连通的第二子腔72，保证由第一腔室60流出的冷却气流能够在周向Z上不同位置进入第二侧腔92，进而保证对发电机100的转子20与定子10在轴向Y上各处冷却的均匀性。

在一些可选地实施例中，第一子腔71在周向Z上的延伸尺寸大于第二子腔72在周向Z的延伸尺寸。通过上述设置，能够提高流经循环腔室90以及径向风道121进入第三腔室80内被加热的气流与换热器30的接触面积，提高换热器30对气流循环冷却的效率。

作为一种可选地实施方式，换热器30的数量为两个以上，两个以上换热器30在定子10的周向Z上间隔设置，以保证对气流的循环冷却效果。可选地，第二腔室70所包括的每个第一子腔71内均设置有至少一个换热器30，以保证与转子20以及定子10需要冷却的部件接触后被加热的气流均能够被重复冷却，优化对发电机100的冷却效果。

在一些可选地实施例中，风机40的数量可以为两个以上，两个以上风机40在定子10的周向Z上间隔分布。通过将风机40的数量设置为两个以上并在周向Z上间隔分布，能够为发电机100内部用于冷却的气流的循环流通提供更高的动力，保证发电机100对其内部相应部件的冷却效果。

在一些可选地实施例中，本发明实施例提供的发电机100，其第一腔室60还包括沿定子10的轴向Y依次分布的第三子腔61以及第四子腔62，第三子腔61以及第四子腔62连通，第一腔室60通过第三子腔61与第二腔室70连通，并通过第四子腔62与循环腔室90连通，风机40位于第三子腔61以及第四子腔62的连通区域，通过上述设置，利于将风机40以及换热器30之间的解耦设置，便于风机40的安装，避免风机40的振动对换热器30的寿命产生影响。

如图2至图5所示，作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的发电机100，其定子支架11可以包括在径向X上相继设置的支撑部111以及安装部112，第一腔室60形成于支撑部111，第二腔室70以及第三腔室80形成于安装部112，定子铁心12连接于安装部112在径向X上背离支撑部111的一侧，风机40连接于支撑部111，换热器30连接于安装部112。定子支架11采用上述结构形式，利于第一腔室60、第二腔室70以及第三腔室80的形成，并且能够有效的保证换热器30以及风机40之间的解耦设置，使得二者各自独立的连接至定子支架11的不同腔室，提高换热器30的使用寿命，进而提高发电机100整体的安全性能以及使用寿命。

可选地，定子支架11通过支撑部111与轴系结构200的定轴220连接并与定轴220之间围合形成第一腔室60。可选地，支撑部111以及安装部112各自均环绕定子10的轴线设置。

作为一种可选地实施方式，支撑部111包括沿径向X延伸并与安装部112连接的主承载板111a，主承载板111a将第一腔室60分隔成上述提及的第三子腔61以及第四子腔62，风机40连接于主承载板111a。风机40运行情况下定子支架11的主承载板111a可以实现将风机40进风与出风完全隔离，风机40不需要配置风机壳体，可采用立柱支撑结构与主承载板111a装配连接，其出风为风机叶轮壳体结构的圆周方向全部出风方式，出风不需要配置专门的风道也不会出现出风短路回流至风机40进风口的现象。

可选地，主承载板111a在定子10的轴向Y上具有预定的厚度，主承载板111a为定子支架11整体的主要承载结构，主承载板111a用于与轴系结构200的定轴220连接。定子支架11与定轴220之间的单支撑结构便于加工生产与装配，可以避免定子支架11采用双支撑结构与定轴220连接时可能出现的过约束问题，便于装配。

可选地，主承载板111a在定子10的轴向Y上具有贯通的第三通孔H3，用于连通第三子腔61以及第四子腔62，风机40位于第三通孔H3并与主承载板111a连接。一些可选地实施例中，当风机40的数量为多个时，主承载板111a上所设置的第三通孔H3的数量等于风机40的数量且第三通孔H3在定子10的周向Z上根据风机40的排布方式设置，每个风机40与其中一个第三通孔H3对应，保证各风机40对气流的循环驱动要求。

在一些可选地实施例中，支撑部111还包括在定子10的轴向Y上相对设置的第一封板111b以及第二封板111c，第一封板111b、主承载板111a以及安装部112与轴系结构200共同形成第三子腔61，第二封板111c、主承载板111a以及安装部112与轴系结构200共同形成第四子腔62。通过设置第一封板111b以及第二封板111c，能够利于第三子腔61以及第四子腔62的形成，利于发电机100内部气流对其发热部件的循环冷却。

作为一种可选地实施方式，第一封板111b以及第二封板111c的厚度远小于主承载板111a的厚度，第一封板111b以及第二封板111c主要作用为配合主承载板111a共同形成第三子腔61以及第四子腔62，以保证发电机100内部气流的循环冷却需求。

一些可选地实施例中，第一封板111b向主承载板111a所在侧倾斜设置，第一封板111b的一端与安装部112连接且另一端与主承载板111a连接。通过使得第一封板111b倾斜设置，实现风机40进风的导风作用，降低通风阻力损失，减小对风机40的性能影响。

作为一种可选地实施方式，第二封板111c可以一端连接安装部112，且另一端用于抵接于定轴220，以形成风路，使得风机40驱动下冷却气流能够流入循环腔室90中。

可选地，第一封板111b可以与主承载板111a以及安装部112的至少一者可拆卸连接，以便于拆卸，当需要对换热器30进行维护时，可以拆除第一封板111b，以通过连通第一腔室60以及第二腔室70的第二通孔H2对换热器30进行维护。

可选地，第二封板111c可以与安装部112之间采用可拆卸连接的方式相互连接，当需要对风机40进行维护时，可以通过拆除第二封板111c使得风机40显露，进而便于对风机40进行维护。

作为一种可选地实施方式，由于第一封板111b以及第二封板111c可以不起到承载的作用，因此第一封板111b以及第二封板111c的材质可以选用密度较低的材质，如铝合金板、工程塑料板等，质量轻便，成本低廉，易于搬动以及拆装。

在一些可选地实施例中，安装部112包括环形框体1121以及主分隔板1122，环形框体1121连接于支撑部111与定子铁心12之间并与定子铁心12围合形成环形空腔，主分隔板1122设置于环形框体1121内部并将环形空腔分隔形成第二腔室70及第三腔室80，换热器30设置于主分隔板1122。

一些可选地实施例中，环形框体1121包括第一环板1121a、第二环板1121b以及端封板1121c，第一环板1121a以及第二环板1121b沿定子10的轴向Y上相对设置，端封板1121c设置于第一环板1121a以及第二环板1121b在径向X上的一端并连接于第一环板1121a以及第二环板1121b之间。第一环板1121a以及第二环板1121b背离端封板1121c的一侧连接于定子铁心12，第一环板1121a、第二环板1121b、端封板1121c以及定子铁心12共同围合形成环形空腔。主分隔板1122设置于端封板1121c以及定子铁心12之间并连接于第一环板1121a以及第二环板1121b，以将环形空腔分隔成在径向X分布的第二腔室70以及第三腔室80。

如图2、图4及图5所示，作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的安装部112，还包括成对设置且在周向Z间隔分布的辅分隔板1123，成对设置的辅分隔板1123将第二腔室70分隔成交替设置的第一子腔71以及第二子腔72。每个辅分隔板1123在轴向Y上的一端连接于第一环板1121a且另一端连接于第二环板1121b，每个辅分隔板1123在径向X上的一端连接于端封板1121c且另一端连接于主分隔板1122，成对设置的两个辅分隔板1123之间形成第二子腔72，第二子腔72设置有在轴向Y上相对的连通口1121d，可选地，在第一环板1121a以及第二环板1121b与第二子腔72相对的位置分别设置有连通口1121d。靠近第一侧腔91设置的连通口1121d与第一腔室60连通，靠近第二侧腔92设置的连通口1121d与第二侧腔92连通，以用于将第一腔室60内的冷却气流引导至第二侧腔92。

作为一种可选地实施方式，成对设置的辅分隔板1123可拆卸连接于环形框体1121以及主分隔板1122。拆卸后可以运维时观察换热器30状态，辅分隔板1123的材料采用如铝合金板、工程塑料板等，降低重量。

如图2至图5所示，作为一种可选地实施方式，转子支架21包括在轴向Y上相对设置的第一盖板211、第二盖板212以及连接于第一盖板211以及第二盖板212之间的转子筒体213，转子磁极22连接于转子筒体213面向定子绕组13的表面。第一盖板211与第一环板1121a间隔且相对设置，第一侧腔91形成于第一盖板211以及第一环板1121a之间，可选地，第二盖板212与第二环板1121b间隔且相对设置，第二侧腔92形成于第二盖板212与第二环板1121b之间

作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的发电机100，安装部112与转子20之间设置有密封件50，转子20、安装部112以及密封件50共同围合形成循环腔室90。

可选地，在第一盖板211与安装部112之间设置有密封件50，密封件50与安装部112以及第一盖板211的一者连接并与另一者动密封配合。可选地，在第二盖板212与安装部112之间设置有密封件50，密封件50与安装部112以及第二盖板212的一者连接并与另一者动密封配合。

作为一种可选地实施方式，本发明上述各实施例提供的发电机100，换热器30为空水换热器，换热器30上设置有连通第二腔室70以及第三腔室80的穿孔。换热器30采用上述结构形式，能够有效的满足与发电机100内部气流进行热交换，以满足气流的冷却需求。可选地，各个换热器30分别连接于主分隔板1122并连通第二腔室70以及第三腔室80。

结合图2至图4中气体流向示意可知，本发明实施例提供的发电机100，其冷却原理为，在风机40的作用下由第一腔室60的流出的冷却气流经过发电机100上连通第一腔室60以及循环腔室90的第一通孔H1进入发电机100的内部，冷却空气整体分成两路，两路冷却风同步对发电机的转子磁极22、定子铁心12以及定子绕组13进行冷却。两路冷却风中的一路为冷却风CA1，另一路为冷却风CA2。冷却风CA1依次流经第一侧腔91、气隙93以及径向风道121对相应部件进行冷却后进入第三腔室80形成热气流CA3。另一路冷却气流CA2依次流经第二子腔72、第二侧腔92、气隙93以及径向风道121对相应部件进行冷却后进入第三腔室80同样形成热气流CA3，满足发电机的冷却需求。对发电机100相应部件冷却后进入第三腔室80的热气流CA3在风机40的作用下通过换热器30并与换热器30进行热交换冷却后再次进入第一子腔71，并由第二通孔H2重新进入第一腔室60，循环上述冷却气路，重复对发电机100内部相应部件进行冷却，保证发电机100的自身的冷却需求以及安全性能。

本发明实施例提供的发电机，其转子20与定子10配合，能够满足发电需求，由于用于换热的换热器30以及驱动气体流动的风机40均集成于定子支架11内，在风机40的作用下，能够使得气流经由第一腔室60进入循环腔室90以及第三腔室80对转子20以及定子10进行冷却后，被加热的气流流过换热器30并进行热交换重新冷却后经由第二腔室70重新返回至第一腔室60，反复循环，以对发电机100的待散热部件进行冷却，使得发电机100集成有冷却沟通，且结构紧凑，占用空间小，集成化程度高。同时，将换热器30以及风机40设置于不同的腔室，使得换热器30与风机40能够各自独立连接于定子支架11上，风机40的运行振动不会传递至换热器30，保证换热器30寿命，提高发电机100安全性能。

作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的风力发电机组，不仅包括上述各实施例提供的发电机100，还包括冷却系统，冷却系统与换热器30连接并能够与进行换热器30热质交换。以将换热器30与发电机100内部热交换吸收的热量带走，保证换热器30能够循环对发电机100内部气流进行冷却。

本发明实施例提供的风力发电机组，因其包括上述各实施例提供的发电机100，发电机100集成有冷却沟通，结构紧凑，占用空间小，集成化程度高。同时，将换热器30以及风机40设置于不同的腔室，使得换热器30与风机40能够各自独立连接于定子支架11上，风机40的运行振动不会传递至换热器30，保证换热器30寿命，提高发电机100安全性能，使得风力发电机组具有更高的发电效益。

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 (12)

1.一种发电机(100)，与轴系结构(200)传动配合，其特征在于，所述发电机(100)包括：

定子(10)，包括沿自身径向(X)依次设置的定子支架(11)与定子铁心(12)，所述定子铁心(12)上形成有径向风道(121)，所述定子支架(11)用于与所述轴系结构(200)连接并形成内腔，所述内腔包括沿所述径向(X)相继设置的第一腔室(60)、第二腔室(70)以及第三腔室(80)，所述第三腔室(80)与所述径向风道(121)连通；

转子(20)，环绕所述轴系结构(200)设置并与所述定子(10)之间形成循环腔室(90)，所述循环腔室(90)与所述第一腔室(60)以及所述径向风道(121)连通；

换热器(30)，设置于所述第二腔室(70)以及所述第三腔室(80)中的至少一者并连通所述第二腔室(70)以及所述第三腔室(80)；

风机(40)，设置于所述第一腔室(60)，以驱动气流在所述第一腔室(60)、所述循环腔室(90)、所述第三腔室(80)、所述换热器(30)以及所述第二腔室(70)中循环流动；

所述循环腔室(90)包括在所述定子(10)的轴向(Y)上相对设置的第一侧腔(91)、第二侧腔(92)以及连通所述第一侧腔(91)以及所述第二侧腔(92)的气隙(93)，所述气隙(93)与所述径向风道(121)连通，所述第二腔室(70)包括在所述定子(10)的周向(Z)依次分布的第一子腔(71)以及第二子腔(72)，所述第一子腔(71)与所述第一腔室(60)连通，所述换热器(30)连接于所述第一子腔(71)与所述第三腔室(80)之间，所述第一侧腔(91)与所述第一腔室(60)直接连通，所述第二侧腔(92)通过所述第二子腔(72)与所述第一腔室(60)间接连通。

2.根据权利要求1所述的发电机(100)，其特征在于，所述第一子腔(71)在所述周向(Z)上的延伸尺寸大于所述第二子腔(72)在所述周向(Z)的延伸尺寸。

3.根据权利要求1所述的发电机(100)，其特征在于，所述定子支架(11)包括在所述径向(X)上相继设置的支撑部(111)以及安装部(112)，所述第一腔室(60)形成于所述支撑部(111)，所述第二腔室(70)以及所述第三腔室(80)形成于所述安装部(112)，所述定子铁心(12)连接于所述安装部(112)在所述径向(X)上背离所述支撑部(111)的一侧，所述风机(40)连接于所述支撑部(111)，所述换热器(30)连接于所述安装部(112)。

4.根据权利要求3所述的发电机(100)，其特征在于，所述安装部(112)包括环形框体(1121)以及主分隔板(1122)，所述环形框体(1121)连接于所述支撑部(111)与所述定子铁心(12)之间并与所述定子铁心(12)围合形成环形空腔，所述主分隔板(1122)设置于所述环形框体(1121)内部并将所述环形空腔分隔形成所述第二腔室(70)及所述第三腔室(80)，所述换热器(30)设置于所述主分隔板(1122)。

5.根据权利要求4所述的发电机(100)，其特征在于，所述安装部(112)还包括成对设置且在所述周向(Z)间隔分布的辅分隔板(1123)，成对设置的所述辅分隔板(1123)将所述第二腔室(70)分隔成交替设置的所述第一子腔(71)以及所述第二子腔(72)。

6.根据权利要求3所述的发电机(100)，其特征在于，所述支撑部(111)包括沿所述径向(X)延伸并与所述安装部(112)连接的主承载板(111a)，所述主承载板(111a)将所述第一腔室(60)分隔成第三子腔(61)以及第四子腔(62)，所述风机(40)连接于所述主承载板(111a)。

7.根据权利要求6所述的发电机(100)，其特征在于，所述支撑部(111)还包括在所述轴向(Y)上相对设置的第一封板(111b)以及第二封板(111c)，所述第一封板(111b)、所述主承载板(111a)以及所述安装部(112)与所述轴系结构(200)共同形成所述第三子腔(61)，所述第二封板(111c)、所述主承载板(111a)以及所述安装部(112)与所述轴系结构(200)共同形成所述第四子腔(62)。

8.根据权利要求7所述的发电机(100)，其特征在于，所述第一封板(111b)向所述主承载板(111a)所在侧倾斜设置，所述第一封板(111b)的一端与所述安装部(112)连接且另一端与所述主承载板(111a)连接。

9.根据权利要求3所述的发电机(100)，其特征在于，所述安装部(112)与所述转子(20)之间设置有密封件(50)，所述转子(20)、所述安装部(112)以及所述密封件(50)共同围合形成所述循环腔室(90)。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的发电机(100)，其特征在于，所述换热器(30)为空水换热器，所述换热器(30)上设置有连通所述第二腔室(70)以及所述第三腔室(80)的穿孔。

11.根据权利要求1至9任意一项所述的发电机(100)，其特征在于，所述风机(40)的数量为多个且在所述定子(10)的周向(Z)上间隔分布；

和/或，所述换热器(30)的数量为多个且在所述定子(10)的周向(Z)上间隔分布。

12.一种风力发电机组，其特征在于，包括：

轴系结构(200)；

如权利要求1至11任意一项所述的发电机(100)，所述定子支架(11)连接于所述轴系结构(200)并形成所述内腔，所述转子(20)环绕所述轴系结构(200)设置并与所述轴系结构(200)连接；

冷却系统，与所述换热器(30)连接并能够与所述换热器(30)进行热质交换。