CN114922785A - 一种半直驱风力发电机集成型机座结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半直驱风力发电机集成型机座结构，机座结构的外壳体顶端设置有进风口和出风口，所述机座结构的一侧固定有定子接线盒，所述接线盒一侧设置有定子出线电缆固定装置，所述发电机的引出线从定子接线盒引出，沿定子轴向通过定子出线电缆固定装置固定，所述外壳体内壁与水冷系统过盈套装。该装置整体结构满足机组空间布局要求，水冷系统的设置增加了发电机机座的散热面积，延长了发电机的使用寿命。

Description

一种半直驱风力发电机集成型机座结构

技术领域

本发明属于半直驱风力发电机技术领域，涉及一种半直驱风力发电机集成型机座结构。

背景技术

在碳中和目标下，海上风电已成为各国可再生能源发展的重点领域，发展海上风电已成为全球性趋势。近几年来，随着原材料价格迅猛上涨，风力发电机的成本遭受到前所未有的冲击，海上风电的高可靠性与成本之间的矛盾更加突出。半直驱永磁风力发电机具有集成度高、占地空间小，功率大等优势，成为目前海上风电的热点研究方向。随着机组功率增大，发电机体积相应增大，在机舱内部的布局空间进一步压缩，导致发电机的结构布置难度进一步增加。海上风电的运行环境更加恶劣，发电机要在高温、高湿等特殊环境下安全可靠运行。半直驱风力发电机由于结构紧凑，对电机机座的制造要求更高，现有的电机机座通常存在以下技术难题：(1)电机空水冷却系统安装在机座外圆，接口处风阻过大，无法满足电机散热要求；(2)引出线电缆因为机组空间紧张，在机座上布局困难；(3)机座内腔与定子铁心接触，带走定子产生的热量有限，导致电机内部温度过高，损耗加大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种半直驱风力发电机集成型机座结构，增加了发电机机座的散热面积，延长了发电机的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种半直驱风力发电机集成型机座结构，其特征在于，所述机座结构的外壳体顶端设置有进风口和出风口，所述机座结构的一侧固定有定子接线盒，所述接线盒一侧设置有定子出线电缆固定装置，所述发电机的引出线从定子接线盒引出，沿定子轴向通过定子出线电缆固定装置固定，所述外壳体内壁与水冷系统过盈套装。

进一步地，所述水冷系统包括进水管和出水管，所述进水管和出水管通入到外壳体、水冷系统的内壳体与分隔板形成的腔室中。

进一步地，所述进水管包括第一进水管和第二进水管，所述出水管包括第一出水管与第二出水管，所述分隔板环绕固定在水冷系统的内壳体外壁上，所述分隔板呈螺旋状，所述第一进水管和第二进水管之间设置有挡板，所述挡板将水冷系统分为第一水冷单元与第二水冷单元，在第一水冷单元中，冷却水从第一进水管进入腔室内，从第一出水管流出，完成循环；在第二水冷单元中，冷却水从第二进水管进入腔室内，从第二出水管流出，完成循环。

进一步地，所述进风口和出风口对称设置，所述进风口和出风口呈喇叭口形状，所述进风口和出风口与外壳体焊接一端的截面积大于另一端截面积。

进一步地，所述外壳体上均匀焊接有多根加强筋。

进一步地，所述定子出线电缆固定装置设置有4个。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

一种半直驱风力发电机集成型机座结构，发电机引出线电缆从定子接线盒引出，沿轴向通过出线电缆固定装置牢牢固定，整体结构紧凑，并且满足相应电压等级所需的安全电气间隙和爬电距离；整体结构满足机组空间布局要求，水冷系统的设置增加了发电机机座的散热面积，延长了发电机的使用寿命。

本发明中，通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种半直驱风力发电机集成型机座结构的立体图；

图2为本发明一种半直驱风力发电机集成型机座结构的水冷系统结构图；

图3为图1在进风口和出风口处沿外壳体径向的剖视图；

其中：1、外壳体；2、进风口；3、出风口；4、挡板；5、分隔板；6、加强筋；7、接线盒；8、固定装置；9、内壳体；10、进水管；101、第一进水管；102、第二进水管；11、出水管；111、第一出水管；112、第二出水管。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。

一种半直驱风力发电机集成型机座结构，所述机座结构的外壳体1顶端设置有进风口2和出风口3，所述机座结构的一侧固定有定子接线盒7，所述接线盒7一侧设置有定子出线电缆的固定装置8，防护等级达到IP54，满足海上运行恶劣环境，所述发电机的引出线从定子接线盒7引出，沿定子轴向通过定子出线电缆固定装置8固定，，整体结构紧凑，并且满足相应电压等级所需的安全电气间隙和爬电距离；整体结构满足机组空间布局要求，外壳体1内壁与水冷系统过盈套装。

进一步，所述水冷系统包括进水管10和出水管11，所述进水管10和出水管11通入到外壳体1、水冷系统的内壳体9与分隔板5形成的腔室中。

进一步，所述进水管10包括第一进水管101和第二进水管102，所述出水管11包括第一出水管111与第二出水管112，所述分隔板5环绕固定在水冷系统的内壳体9外壁上，所述分隔板5呈螺旋状，所述第一进水管101和第二进水管102之间设置有挡板4，所述挡板4将水冷系统分为第一水冷单元与第二水冷单元，在第一水冷单元中，冷却水从第一进水管101进入腔室内，从第一出水管111流出，完成循环；在第二水冷单元中，冷却水从第二进水管102进入腔室内，从第二出水管112流出，完成循环。

机座内部将机座1内腔与水冷系统5设计成集成结构，水冷系统与机座内腔过盈套装后，外部进行焊接，保证了水冷系统密封效果。水冷系统采用水路优化双螺旋结构，水路采用中间两路进水，螺旋循环后分别从两端出水，较传统结构散热面积增加约10％，温度分布梯度优化40％。在水冷系统内圆与定子铁心外圆均匀涂抹导热硅脂，保证水冷系统与定子铁心充分接触，定子散热更加均匀，电机损耗更低。

进一步，进风口2和出风口3对称设置，所述进风口2和出风口3呈喇叭口形状，所述进风口2和出风口3与外壳体1焊接一端的截面积大于另一端截面积。进风口2及出风口3的设置最大程度降低了风阻，进出风口位置设计在转子和定子绕组的端部，发电机内部热风进入冷却系统，冷却后的凉风直接输入发电机内部最热部位。

进一步，所述外壳体1上均匀焊接有多根加强筋6，保证机座强度满足电机运行要求。

进一步，所述定子出线电缆的固定装置8设置有4个。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种半直驱风力发电机集成型机座结构，其特征在于，所述机座结构的外壳体(1)顶端设置有进风口(2)和出风口(3)，所述机座结构的一侧固定有定子接线盒(7)，所述接线盒(7)一侧设置有定子出线电缆的固定装置(8)，所述发电机的引出线从定子接线盒(7)引出，沿定子轴向通过定子出线电缆固定装置(8)固定，所述外壳体(1)内壁与水冷系统过盈套装。

2.根据权利要求1所述的一种半直驱风力发电机集成型机座结构，其特征在于，所述水冷系统包括进水管(10)和出水管(11)，所述进水管(10)和出水管(11)通入到外壳体(1)、水冷系统的内壳体(9)与分隔板(5)形成的腔室中。

3.根据权利要求2所述的一种半直驱风力发电机集成型机座结构，其特征在于，所述进水管(10)包括第一进水管(101)和第二进水管(102)，所述出水管(11)包括第一出水管(111)与第二出水管(112)，所述分隔板(5)环绕固定在水冷系统的内壳体(9)外壁上，所述分隔板(5)呈螺旋状，所述第一进水管(101)和第二进水管(102)之间设置有挡板(4)，所述挡板(4)将水冷系统分为第一水冷单元与第二水冷单元，在第一水冷单元中，冷却水从第一进水管(101)进入腔室内，从第一出水管(111)流出，完成循环；在第二水冷单元中，冷却水从第二进水管(102)进入腔室内，从第二出水管(112)流出，完成循环。

4.根据权利要求1所述的一种半直驱风力发电机集成型机座结构，其特征在于，所述进风口(2)和出风口(3)对称设置，所述进风口(2)和出风口(3)呈喇叭口形状，所述进风口(2)和出风口(3)与外壳体(1)焊接一端的截面积大于另一端截面积。

5.根据权利要求1所述的一种半直驱风力发电机集成型机座结构，其特征在于，所述外壳体(1)上均匀焊接有多根加强筋(6)。

6.根据权利要求1所述的一种半直驱风力发电机集成型机座结构，其特征在于，所述定子出线电缆的固定装置(8)设置有4个。

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