CN116896197A - 动力装置及包括其的风力发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力装置及包括其的风力发电机，动力装置包括铁芯和绕组，绕组绕制在铁芯上，动力装置还包括冷却管，冷却管设置在绕组上，至少部分冷却管和绕组相贴合，且冷却管与绕组相贴合的部分沿着绕组的缠绕方向延伸。主要针对其发热的源头绕组进行冷却，可以及时地将动力装置内部产生的热量散热出去，避免因高温而导致动力装置失效或损坏；并且，将冷却管与绕组之间采用上述连接形式，增大了冷却管和绕组的接触面积，可以最大化、有目的性地实现动力装置的降温，有效地提高了绕组的散热效率，同时，冷却管与绕组相贴合的部分沿着绕组的缠绕方向延伸，可以最大程度地降低动力装置的体积，提高其紧凑性和安装方便性。

Description

动力装置及包括其的风力发电机

技术领域

本发明涉及风力发电机领域，尤其涉及一种动力装置及包括其的风力发电机。

背景技术

随着风力发电机功率密度的不断提升，现有的空冷和水冷技术难以满足风力发电机的冷却要求，冷却效果不佳，其冷却需求难以得到保障的主要原因为：风力发电机的热源主要来自线圈，而现有的空冷和水冷技术都是直接冷却铁芯，通过线圈到铁芯的导热间接冷却线圈，线圈与铁芯之间存在隔热的绝缘层，使得线圈与铁芯存在很大的温差。

因此，针对风力发电机如何提高冷却效率的问题亟待解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中风力发电机冷却效果不佳的缺陷，提供一种动力装置及包括其的风力发电机。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种动力装置，所述动力装置包括铁芯和绕组，所述绕组绕制在所述铁芯上，

所述动力装置还包括冷却管，所述冷却管设置在所述绕组上，至少部分所述冷却管和所述绕组相贴合，且所述冷却管与所述绕组相贴合的部分沿着所述绕组的缠绕方向延伸。

可选的，通过将冷却管沿着绕组的缠绕方向延伸，并使冷却管至少部分贴合在绕组上，以对于动力装置的冷却主要针对其发热的源头绕组进行冷却，可以及时地将动力装置内部产生的热量相对更高效的散热出去，避免因高温而导致动力装置失效或损坏；并且，将冷却管与绕组之间采用同向布置、相互贴合的连接形式，增大了冷却管和绕组的接触面积，可以最大化、有目的性地实现动力装置的降温，有效地提高了绕组的散热效率，同时，有效避免冷却管的存在影响绕组的设置空间，可以最大程度地降低动力装置的体积，提高其紧凑性和安装方便性。这种动力装置可以应用于各种机械设备和电气设备中，具有广泛的应用价值。

较佳地，所述绕组包括主绝缘层、匝间绝缘层和金属导线，

所述匝间绝缘层包覆所述金属导线，所述主绝缘层包覆所述冷却管和所述匝间绝缘层，所述冷却管设置在所述主绝缘层和所述匝间绝缘层之间。

可选的，将冷却管设置在包覆金属导线的匝间绝缘层和主绝缘层之间，以在保证绝缘目的的同时，有针对性地降低对于金属导线工作时产生的热量，降低绕组整体的温度，提高绕组的散热效率，从而保证动力装置的稳定、安全运行。

较佳地，所述冷却管的数量为多个，多个所述冷却管沿着所述绕组内线圈的层叠方向依次间隔排列设置，所述动力装置还包括分流件、汇流件、进水管路和出水管路，

所述分流件设置在多个所述冷却管的进水端上，并连通所述进水管路；

所述汇流件设置在多个所述冷却管的出水端上，并连通所述出水管路。

可选的，采用多个冷却管同时冷却绕组的结构形式，可以增大散热面积，从而进一步提高对绕组进行直接冷却的效果。并且，通过增设分流件和汇流件可以实现对多个冷却管进行统一调控，且有效地提高了冷却介质在冷却管中的流通效率和均匀度，进一步提高绕组散热效率。

较佳地，各所述冷却管的进水端和出水端均设置在所述铁芯的同一侧。

可选的，采用这种结构形式，方便外部管路的安装，同时也便于工作人员对于冷却管进行控制和管理，提高工作效率。

较佳地，所述冷却管包括环绕所述铁芯两侧设置的U型结构，夹设在所述绕组内的两层线圈之间，所述冷却管在管道弯折处相互垂直设置。

可选的，将冷却管采用这种结构形式，通过将冷却管夹设在两层线圈之间，增大了冷却管和线圈的贴合度以及接触面积，也保证了冷却管和线圈接触时冷却的均匀性，从而提高绕组的散热效率。并且，这样设计可以充分利用绕组内空间，使得整体结构紧凑。同时，冷却管在管道弯折处垂直设置，可以减小散热死角，使冷却管能够均匀地分布整个绕组之间。

较佳地，所述汇流件的数量为多个，多个所述汇流件对称设置在所述分流件的两侧。

可选的，通过设置多个汇流件，可以将不同的冷却管的出水段集中汇流到一起，使得尽快将换热后的冷却介质排出，也方便了对冷却管进行控制和管理，进一步地提高了绕组的散热效率。同时，所述设计还可以增加冷却管调控的冗余度，可以在其中任何一个汇流件出现故障时，仍能保证冷却介质的流通，避免因单点故障而导致的整体运行事故。

较佳地，所述冷却管包括至少部分夹设在所述铁芯同侧的所述绕组内的两层线圈之间的U型结构，且夹设在所述绕组内的冷却管沿着垂直所述绕组内线圈的层叠方向依次间隔排列设置，且所述冷却管在管道弯折处相互垂直设置。

可选的，采用这种结构形式，通过将冷却管沿着垂直绕组内线圈的层叠方向依次间隔排列，且冷却管在管道弯折处相互垂直设置，可以保证冷却介质在绕组内部冷却的均匀性和全面性，避免产生散热死角，从而进一步提高了散热效果。

较佳地，所述冷却管的进水端和出水端均设置在所述铁芯的同一侧；

所述冷却管包括环绕所述铁芯两侧设置的U型结构，夹设在所述绕组和所述铁芯之间，且所述冷却管在管道弯折处相互垂直设置。

可选的，采用这种结构形式，通过将冷却管的进水端和出水端均设置在铁芯的同一侧，可以简化冷却管的布置方式，减少冷却管排布的复杂程度和占用空间。通过环绕铁芯并设置成U型结构的冷却管，不仅可以充分利用绕组和铁芯之间的空间，还可以在实现对绕组进行冷却的同时，也实现了对铁芯进行冷却，最大程度地提高冷却效果，同时，也减小了散热死角，保证冷却管能够全面地进行冷却。

较佳地，所述冷却管的内部设有多个流道，多个所述流道沿着垂直于所述冷却管延伸的径向方向依次间隔排列设置；

多个所述流道的截面形状为圆形或者矩形。

可选的，通过在冷却管内部设置多个流道，并将多个流道采用这种结构形式，不仅可以让冷却介质沿着冷却管的全长均匀地流动，实现更加高效的散热，而且还可以增加冷却介质的流通面积和速度，促进热量的传递和散发，提高散热效率。而且，将流道采用不同的截面形状，可以根据冷却管内通入的不同冷却介质而做适应性地调整，以根据具体的散热要求和冷却介质的特性进行优化设计，使冷却管的流体动力性能进一步得到提升。

较佳地，所述冷却管的材质为不锈钢，所述流道的内壁面上设有毛细吸液芯。

可选的，采用不锈钢材质的冷却管，可以提高冷却管的热传导效率和散热效果。同时，在所述流道的内壁面上设有毛细吸液芯，可以增加冷却介质在内部的润湿性和表面张力，促进热量的传递和吸收，提高热传导效率和散热效果。毛细吸液芯可以利用毛细现象形成的微小液柱将流体引导入内部，从而增加了内表面积，提高了传热和传质的效率，具有较高的实用价值。

较佳地，通入所述冷却管内的冷却材料为两相工质，且所述冷却材料具有电绝缘特性。

可选的，采用两相工质的冷却材料，具有相变过程载热能力强、汽态传输阻力小等优点，可有效增强散热能力，两相工质的电绝缘特性可避免采用水冷冷却方式时因泄漏造成的电气短路风险。

一种风力发电机，所述风力发电机包括如上任意一项所述的动力装置，所述铁芯和所述绕组用于形成电机定子或电机转子。

可选的，通过将上述动力装置设置在风力发电机内，提高了风力发电机的冷却效率，保证了风力发电机的正常运行，增大了风力发电机的使用寿命，这样设计具有广泛的应用价值。

较佳地，所述风力发电机包括驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述电机转子转动，所述冷却管的进水端和出水端均设置在动力装置朝向所述驱动电机的一端上。

可选的，这样设置便于工作人员对于冷却管的维修和调控，提高作业效率。

本发明的积极进步效果在于：

1.该动力装置，通过将冷却管沿着绕组的缠绕方向延伸，并使冷却管至少部分贴合在绕组上，对动力装置发热的源头绕组进行冷却，可以及时地将动力装置内部产生的热量相对更高效的散热出去，避免因高温而导致动力装置失效或损坏；并且，将冷却管与绕组之间采用同向布置、相互贴合的连接形式，增大了冷却管和绕组的接触面积，可以最大化、有目的性地实现动力装置的降温，有效地提高了绕组的散热效率，同时，有效避免冷却管的存在影响绕组的设置空间，可以最大程度地降低动力装置的体积，提高其紧凑性和安装方便性。这种动力装置可以应用于各种机械设备和电气设备中，具有广泛的应用价值。

2.通过将动力装置设置在风力发电机内，提高了风力发电机的冷却效率，保证了风力发电机的正常运行，增大了风力发电机的使用寿命，这样设计具有广泛的应用价值。

附图说明

图1为本发明实施例一的动力装置结构示意图。

图2为本发明实施例一的冷却管的结构示意图。

图3为本发明实施例一的冷却管和绕组连接状态的截面图。

图4为本发明实施例一的冷却管内部的局部结构示意图。

图5为本发明实施例二的冷却管和绕组连接的状态示意图。

图6为本发明实施例二的冷却管的结构示意图。

图7为本发明实施例三的冷却管和绕组连接的状态示意图。

图8为本发明实施例三的冷却管的结构示意图。

图9为本发明实施例三的冷却管和绕组连接状态的截面图。

附图标记说明：

动力装置100

冷却管11

流道111

毛细吸液芯112

第一延伸部113

第一连接部114

第二延伸部115

进水延伸段1151

出水延伸段1152

第二连接部116

第三延伸部117

第三连接部118

分流件12

汇流件13

进水管路14

出水管路15

铁芯200

绕组300

主绝缘层31

匝间绝缘层32

金属导线33

绕组的缠绕方向X

绕组内线圈的层叠方向Y

在水平方向上垂直于绕组的缠绕方向Z

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。

【实施例1】

如图1-图4所示，本实施例公开了一种动力装置100。

动力装置100包括铁芯200和绕组300，绕组300绕制在铁芯200上。具体而言，在本实施方式中，在铁芯200上设有槽楔，槽楔沿着铁芯200的周向方向依次间隔设置，即整个组装过程为：先将绕组300缠绕至铁芯200上后，再将各槽楔嵌入其中，最终形成如图1动力装置100的部分结构示意图的状态。

其中，动力装置100还包括冷却管11，冷却管11设置在绕组300上，具体而言，至少部分冷却管11和绕组300相贴合，且冷却管11与绕组300相贴合的部分沿着绕组300的缠绕方向延伸。

在本实施例中，通过将冷却管11沿着绕组的缠绕方向X延伸，并使冷却管11至少部分贴合在绕组300上，主要针对动力装置100发热的源头绕组300进行冷却，可以及时地将动力装置100内部产生的热量相对更高效的散热出去，避免因高温而导致动力装置100失效或损坏，不再通过线圈到铁芯200的导热间接冷却线圈；并且，将冷却管11与绕组300之间采用同向布置、相互贴合的连接形式，增大了冷却管11和绕组300的接触面积，可以最大化、有目的性地实现动力装置100的降温，有效地提高了绕组300的散热效率，同时，有效避免了冷却管11的存在影响绕组的设置空间，可以最大程度地降低动力装置100的体积，提高其紧凑性和安装方便性。此外，将冷却管11设置在绕组300上，不改变单匝线圈结构，改善了现有的空冷、水冷传热路径，同时改变了目前的绕组300成型工艺，成型过程中需将冷却管11加入线圈之间。这种动力装置100可以应用于各种机械设备和电气设备中，具有广泛的应用价值。

优选地，绕组300包括主绝缘层31、匝间绝缘层32和金属导线33。匝间绝缘层32包覆金属导线33，主绝缘层31包覆冷却管11和匝间绝缘层32，且冷却管11设置在主绝缘层31和匝间绝缘层32之间。这样设计以在保证绝缘目的的同时，有针对性地降低对于金属导线33工作时产生的热量，降低绕组300整体的温度，提高绕组300的散热效率，从而保证动力装置100的稳定、安全运行。

优选地，如图2所示，冷却管11的数量为多个，多个冷却管11沿着绕组300内线圈的层叠方向Y依次间隔排列设置，在本实施例中，绕组300内线圈的层叠方向Y指的是垂直于绕组缠绕的竖直方向。采用多个冷却管11同时冷却绕组300的结构形式，可以增大散热面积，从而进一步提高对绕组300进行直接冷却的效果。

优选地，各冷却管11的进水端和出水端均设置在铁芯200的同一侧，具体而言，各冷却管11的进水端和出水端均设置在绕组300开始缠绕铁芯200的初始端和结尾端，或者铁芯200远离初始端和结尾端的另一端上，具体可以按需设置。这样设置方便外部管路的安装，同时也便于工作人员对于冷却管11进行控制和管理，提高工作效率。

其中，冷却管11包括环绕铁芯200两侧设置的U型结构，并沿着绕组的缠绕方向X，即在水平方向上，冷却管11夹设在绕组300内的两层线圈之间。并且，冷却管11在管道弯折处相互垂直设置。

具体地，动力装置100还包括分流件12、汇流件13、进水管路14和出水管路15，分流件12设置在多个冷却管11的进水端上，并连通进水管路14；汇流件13设置在多个冷却管11的出水端上，并连通出水管路15。

在本实施例中，通过增设分流件12和汇流件13可以实现对多个冷却管11进行统一调控，且有效地提高了冷却介质在冷却管11中的流通效率和均匀度，进一步提高绕组300散热效率。

在本实施例中，冷却管11具体包括：两个第一延伸部113和第一连接部114。

两个第一延伸部113平行设置，二者的一端均分别与分流件12和汇流件13相连通；第一连接部114设置在两个第一延伸部113的另一端即位于管道的弯折处并将两个第一延伸部113相连通，两个第一延伸部113沿着绕组内线圈的层叠方向Y对称设置在第一连接部的两侧，且第一连接部114和第一延伸部113在弯折处垂直设置。

因此，根据上述结构形式，流体从进水管路14进入并依次流通分流件12、第一延伸部113、第一连接部114、另一个第一延伸部113和汇流件13，最终从出水管路15中排出。

在本实施例中，将冷却管11采用这种结构形式，通过将冷却管11夹设在两层线圈之间，增大了冷却管11和线圈的贴合度以及接触面积，也保证了冷却管11和线圈接触时冷却的均匀性，从而提高绕组300的散热效率。并且，这样设计可以充分利用绕组300内空间，使得整体结构紧凑。同时，冷却管11在管道弯折处垂直设置，可以减小散热死角，使冷却管11能够均匀地分布整个绕组300之间。此外，这种结构形式的冷却管11也适用于折弯流通于单槽或多槽。

由此可见，如图3所示，在本实施例中，沿着绕组300内线圈的层叠方向，冷却管11被夹设在上下两侧的金属导线33之间，由此实现了冷却管11针对发热的源头即金属导线33进行冷却，可以及时地将金属导线33所产生的热量更高效的散热出去。

具体地，在本实施例中，分流件12和汇流件13均为沿着绕组内线圈的层叠方向Y延伸的板状结构，便于实现冷却管11的统一调控。

在本实施例中，将冷却管11分件设置，具体而言，设有多组冷却管11，每组冷却管11均包括两个第一延伸部113和一个第一连接部114，这样绕组300绕制到铁芯200的不同阶段时便于将各组冷却管11安装至其中。具体将冷却管11安装在绕组300内的操作方法至少包括如下实施方式：

将部分绕组300缠绕在铁芯200上时，先将一组冷却管11置入到绕组300中，随着绕组300的缠绕，再分别将剩余的冷却管11置入到绕组300中，直至将待缠绕的绕组300均已绕制在铁芯200上时，再在冷却管11远离第一连接部114的一端依次将分流件12和汇流件13安装在多个第一延伸部113的另一端上，通过分流件12与进水管路14的连通以及汇流件13与出水管路15的连通，实现了冷却管11和外界的换热系统连通。

优选地，冷却管11的内部设有多个流道111，多个流道111在水平方向上沿着垂直于冷却管11延伸的径向方向依次间隔排列设置。在本实施例中，如图2所示，多个流道111在水平方向上沿着垂直于绕组300的缠绕方向X的方向Z依次设置，在其他实施例中，冷却管11内部流道111的排列方式具体可以按需设置。在本实施例中，这样设置不仅可以让冷却介质沿着冷却管11的全长均匀地流动，实现更加高效的散热，而且还可以增加冷却介质的流通面积和速度，促进热量的传递和散发，提高散热效率。

并且，多个流道111的截面形状为圆形或者矩形，这样设置可以根据冷却管11内通入的不同冷却介质而做适应性地调整，以根据具体的散热要求和冷却介质的特性进行优化设计，使冷却管11的流体动力性能进一步得到提升。

在本实施例中，可以根据上述冷却管11的结构形式，可以选用单相或两相特性且为电绝缘特性的冷却工质。

在一些实施例中，冷却管11的冷却工质为两相工质，区别于现有技术中，冷却工质即空气或水均为单相，其流动传热系数较低，若发电机功率密度进一步提升，冷却需求难以保障。因此，利用两相工质相变过程载热能力强、汽态传输阻力小等优点，可有效增强散热能力，两相工质的电绝缘特性可避免采用水冷冷却方式时因泄漏造成的电气短路风险。

优选地，如图4所示，冷却管11的材质为不锈钢，且当选用两相工质时，在流道111的内壁面上设有毛细吸液芯112。

在本实施例中，采用不锈钢材质的冷却管11，可以提高冷却管11的热传导效率和散热效果。同时，在流道111的内壁面上设有毛细吸液芯112，可以增加冷却介质在内部的润湿性和表面张力，促进热量的传递和吸收，提高热传导效率和散热效果。毛细吸液芯112可以利用毛细现象形成的微小液柱将流体引导入内部，从而增加了内表面积，提高了传热和传质的效率，具有较高的实用价值。

【实施例2】

如图5-图6，实施例2公开了另一种动力装置100的具体结构，实施例2与实施例1中的结构基本相同，实施例2的不同之处在于，实施例2的汇流件13的数量为多个，且多个汇流件13对称设置在分流件12沿绕组的缠绕方向X的两侧。

这样可以将不同的冷却管11的出水段集中汇流到一起，使得尽快将换热后的冷却介质排出，也方便了对冷却管11进行控制和管理，进一步地提高了绕组300的散热效率。同时，设计还可以增加冷却管11调控的冗余度，可以在其中任何一个汇流件13出现故障时，仍能保证冷却介质的流通，避免因单点故障而导致的整体运行事故。

优选地，冷却管11包括至少部分夹设在铁芯200同侧的绕组300内的两层线圈之间的U型结构，且夹设在绕组300内的冷却管11沿着垂直绕组3内线圈的层叠方向Y的方向依次间隔排列设置，并且，冷却管11在管道弯折处相互垂直设置。

在本实施例中，冷却管11具体包括：两个第二延伸部115和第二连接部116。

第二延伸部115沿着绕组的缠绕方向X延伸并夹设在绕组300内的两层线圈之间，并且第二延伸部115包括进水延伸段1151和出水延伸段1152，进水延伸段1151和出水延伸段1152沿着垂直于绕组300内线圈的层叠方向Y依次排列且平行设置。进水延伸段1151的一端和分流件12相连通，出水延伸段1152的一端和汇流件13相连通；第二连接部116设置在进水延伸段1151和出水延伸段1152的另一端并沿着绕组内线圈的层叠方向延伸设置，将竖直方向上的进水延伸段1151和出水延伸段1152相连通，且第二连接部116和第二延伸部115垂直设置，并围设至少部分绕组300。

在本实施例中，分流件12和汇流件13也是均为沿着绕组300内线圈的层叠方向Y延伸的板状结构，以便于实现冷却管11的统一调控。所以，一个分流件12连通四个进水延伸段1151，四个进水延伸段1151两两成对、对称设置在分流件12的四个端点处，具体而言，两对进水延伸段1151沿着绕组300内线圈的层叠方向Y对称设置在分流件12的两端上，两对进水延伸段1151沿着绕组300的缠绕方向X也对称设置在分流件12的两端上。

此外，各冷却管11的进水端和出水端均设置在铁芯200的同一侧，且本申请包括两个汇流件13，两个汇流件13对称设置在分流件12沿绕组300的缠绕方向X的两侧，所以，一个汇流件13连通两个出水延伸段1152，两个汇流件13便一共连通了四个出水延伸段1152，出水延伸段1152和进水延伸段1151的数量相对应，以满足流体进出冷却管11的流通需求。

因此，在本实施例中，两个出水延伸段1152沿着绕组300的缠绕方向X对称设置在汇流件13的两端上，具体而言，一个汇流件13上的两个出水延伸段1152靠近分流件12沿着绕组内线圈的层叠方向Y一侧的两个进水延伸段1151设置，并且，汇流件13两端的出水延伸段1152又分别靠近分流件12在该侧上沿着绕组的缠绕方向X对称设置在其两端的进水延伸段1151设置，即分流件12一个端点处的进水延伸段1151沿着绕组的缠绕方向X延伸，并通过沿着绕组内线圈的层叠方向Y延伸的第二连接部116和汇流件13一端上也沿着绕组的缠绕方向X延伸的出水延伸段1152相连通，分流件12在其他端处的冷却管11也是采用上述所述的布置形式。

进一步地，汇流件13两端中其中一个出水延伸段1152设置在分流件12同侧的两个进水延伸段1151之间，另一个出水延伸段1152则设置在最下端的进水延伸段1151下方，或者设置在最上端的进水延伸段1151上方。分流件12在绕组内线圈的层叠方向Y上的两端设置的进水延伸段1151都可通过在绕组内线圈的层叠方向Y延伸的第二连接部116连接到位于该进水延伸段1151下方或上方的出水延伸段1152。

在其他实施例中，冷却管11的具体设置形式以及排布方式可以根据动力装置100内部的空间以及绕组300的缠绕方式等具体按需设置。

因此，根据上述结构形式，流体从进水管路14进入并依次流通分流件12、第二延伸部115、第二连接部116、另一个第二延伸部115和汇流件13，最终从出水管路15中排出。具体而言，流体依次流通进水延伸段1151、第二连接部116和出水延伸段1152。

在本实施例中，采用这种结构形式，通过将冷却管11沿着垂直绕组300内线圈的层叠方向Y依次间隔排列，且冷却管11在管道弯折处相互垂直设置，可以保证冷却介质在绕组300内部冷却的均匀性和全面性，避免产生散热死角，从而进一步提高了散热效果。

并且，实施例2的冷却管11结构区别于实施例1的冷却管11结构，这样设置还具有电磁损耗小的优点。

【实施例3】

如图7-图9，实施例3公开了另一种动力装置100的具体结构，实施例3与实施例1中的结构基本相同，实施例3的不同之处在于，实施例3的冷却管11包括环绕铁芯200两侧设置的U型结构，且夹设在绕组300和铁芯200之间，并且，冷却管11在管道弯折处相互垂直设置。

在本实施例中，冷却管11为板状结构，冷却管11具体包括：两个第三延伸部117和第三连接部118。

两个第三延伸部117平行设置，在本实施例中，动力装置100还包括进水管路14和出水管路15，两个第三延伸部117的一端均分别与进水管路14和出水管路15相连通；第三连接部118设置在两个第三延伸部117的另一端且在水平方向上沿着垂直于绕组的缠绕方向Z延伸，将两个第三延伸部117相连通，且在弯折处第三连接部118和第三延伸部117垂直设置。

在本实施例中，采用这种结构形式，通过将冷却管11的进水端和出水端均设置在铁芯200的同一侧，可以简化冷却管11的布置方式，减少冷却管11排布的复杂程度和占用空间。通过环绕铁芯200并设置成U型结构的冷却管11，不仅可以充分利用绕组300和铁芯200之间的空间，还可以在实现对绕组300进行冷却的同时，也实现了对铁芯200进行冷却，最大程度地提高冷却效果，同时，也减小了散热死角，保证冷却管11能够全面地进行冷却。

因此，根据上述结构形式，流体从进水管路14进入并依次流通分流件12、第三延伸部117、第三连接部118、另一个第三延伸部117和汇流件13，最终从出水管路15中排出。

在本实施例中，具体将冷却管11安装在绕组300上的操作方法至少包括如下实施方式：

先将冷却管11套设在铁芯200的两侧，其次将进水管路14和出水管路15设置在两个第三延伸部117远离第三连接部118的一端上并连通至外界的换热系统，再将绕组300绕制在铁芯200上，则冷却管11、进水管路14和出水管路15均被绕组300包覆在绕组300和铁芯200之间。

并且，如图9所示，在本实施例中，沿着垂直于绕组300内线圈的层叠方向Y上，冷却管11内部的流道111依次间隔排列设置。由此可见，冷却管11夹设在金属导线33和铁芯200之间，采用这样的结构形式，不仅实现了对于发热源头绕组300进行冷却，还减小了铁芯200至冷却管11的传热路径，也有效地降低铁芯200的温度。

【实施例4】

本实施例公开了一种风力发电机，风力发电机包括实施例1-3任意一项的动力装置100，其中，铁芯200和绕组300用于形成电机定子或电机转子，即冷却管11与电机绕组300一体式相结合。

这样设置将冷却管11置于风力发电机绕组300的主绝缘内，与热源直接接触，有效减小热阻、降低绕组300线圈温升，提高电机功率密度和寿命，提高了风力发电机的冷却效率，保证了风力发电机的正常运行，增大了风力发电机的使用寿命，这样设计具有广泛的应用价值。

优选地，绕组300为永磁风力发电机的定子绕组300或电励磁风力发电机的转子绕组300。

并且，在本实施例中，风力发电机还包括驱动电机，用于驱动电机转子转动，将冷却管11的进水端和出水端均设置在动力装置100朝向驱动电机的一端上。这样设置，便于工作人员对于冷却管11的维修和调控，提高作业效率。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种动力装置，所述动力装置包括铁芯和绕组，所述绕组绕制在所述铁芯上，其特征在于，

所述动力装置还包括冷却管，所述冷却管设置在所述绕组上，至少部分所述冷却管和所述绕组相贴合，且所述冷却管与所述绕组相贴合的部分沿着所述绕组的缠绕方向延伸。

2.如权利要求1所述的动力装置，其特征在于，所述绕组包括主绝缘层、匝间绝缘层和金属导线，

所述匝间绝缘层包覆所述金属导线，所述主绝缘层包覆所述冷却管和所述匝间绝缘层，所述冷却管设置在所述主绝缘层和所述匝间绝缘层之间。

3.如权利要求1所述的动力装置，其特征在于，所述冷却管的数量为多个，多个所述冷却管沿着所述绕组内线圈的层叠方向依次间隔排列设置，所述动力装置还包括分流件、汇流件、进水管路和出水管路，

所述分流件设置在多个所述冷却管的进水端上，并连通所述进水管路；

所述汇流件设置在多个所述冷却管的出水端上，并连通所述出水管路。

4.如权利要求3所述的动力装置，其特征在于，各所述冷却管的进水端和出水端均设置在所述铁芯的同一侧。

5.如权利要求4所述的动力装置，其特征在于，所述冷却管包括环绕所述铁芯两侧设置的U型结构，夹设在所述绕组内的两层线圈之间，所述冷却管在管道弯折处相互垂直设置。

6.如权利要求4所述的动力装置，其特征在于，所述汇流件的数量为多个，多个所述汇流件对称设置在所述分流件的两侧。

7.如权利要求6所述的动力装置，其特征在于，所述冷却管包括至少部分夹设在所述铁芯同侧的所述绕组内的两层线圈之间的U型结构，且夹设在所述绕组内的冷却管沿着所述绕组内线圈的层叠方向依次间隔排列设置，且所述冷却管在管道弯折处相互垂直设置。

8.如权利要求2所述的动力装置，其特征在于，所述冷却管的进水端和出水端均设置在所述铁芯的同一侧；

所述冷却管包括环绕所述铁芯两侧设置的U型结构，夹设在所述绕组和所述铁芯之间，且所述冷却管在管道弯折处相互垂直设置。

9.如权利要求1所述的动力装置，其特征在于，所述冷却管的内部设有多个流道，多个所述流道沿着垂直于所述冷却管延伸的径向方向依次间隔排列设置；

多个所述流道的截面形状为圆形或者矩形。

10.如权利要求9所述的动力装置，其特征在于，所述冷却管的材质为不锈钢，所述流道的内壁面上设有毛细吸液芯。

11.如权利要求1所述的动力装置，其特征在于，通入所述冷却管内的冷却材料为两相工质，且所述冷却材料具有电绝缘特性。

12.一种风力发电机，其特征在于，所述风力发电机包括权利要求1-11任意一项所述的动力装置，所述铁芯和所述绕组用于形成电机定子或电机转子。

13.如权利要求12所述的风力发电机，其特征在于，所述风力发电机包括驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述电机转子转动，所述冷却管的进水端和出水端均设置在动力装置朝向所述驱动电机的一端上。