CN203911666U - 风电电机内循环冷却设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风电电机内循环冷却设备，解决了现有技术中电机的冷却效果欠佳，尤其是常温空气温度更高时，无法降低电机温度等问题，同时解决了沿海使用的风电电机，空气中盐雾对电机转子和定子的腐蚀问题。该内循环冷却设备包括风机，换热系统，送风管，以及与风机连接的回风管；所述送风管的管口位于定子和转子的缝隙处，同时，回风管的管口也位于定子和转子的缝隙处并正对于送风管，风机、送风管和回风管组合构成一个内循环的闭环回路。本实用新型不仅结构简单，成本低廉，实现方便，而且在风机的作用下将一定流量和压力的冷空气，送入风电电机的定子与转子的缝隙，冷空气分别对定子和转子进行冷却，可以减少电机的发热量。

Description

风电电机内循环冷却设备

技术领域

 本实用新型涉及一种冷却设备，具体的说，是涉及一种风电电机内循环冷却设备。

背景技术

针对电机的冷却在现有技术中，主要是用风机把常温空气经换热器与热空气进行对流换热降温，即常温空气经换热器吸热排入大气，热空气冷却后进入风电电机对转子和定子进行冷却，根据不同的季节及地域，冬天常温空气按0～10℃，从风电电机出来的热空气温度经管道传热进入换热器的温度为60℃，经常温空气冷却后，热空气的温度在15～30℃，进入风电电机对转子和定子进行冷却，经8h，使风电电机转子温度稳定在130～140℃，定子表面温度稳定在110～120℃。而在夏天，常温空气按30℃，从风电电机出来的热空气温度经管道传热进入换热器的温度为70℃，经10h，使风电电机转子温度稳定在140～150℃，定子表面温度稳定在120～130℃，当常温空气温度更高时，无法降低电机温度，电机将无法发电工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构简单、成本低廉、实现方便的风电电机内循环冷却设备。

为了实现上述目的，本实用新型采用了技术方案如下：

风电电机内循环冷却设备，包括风机，与风机的出风口连接的换热系统，与换热系统连接的送风管，以及与风机连接的回风管；所述送风管的管口位于定子和转子的缝隙处，同时，回风管的管口也位于定子和转子的缝隙处并正对于送风管，风机、送风管和回风管组合构成一个内循环的闭环回路。

具体的说，所述换热系统包括与风机出风口连接的换热器和与换热器连接的制冷系统。

进一步的，所述换热器为翅片式换热器。换热器的进出均安装有温度传感器在线检测系统及排水系统。

再进一步的，所述制冷系统包括通过回液管和送液管与换热器连接的压缩机式制冷装置，与压缩机式制冷装置连接的换热设备，以及设置在回液管上的贮液槽和循环水泵。回液管和送液管上设置有在线检测的温度控制系统。

作为一种优选，所述回风管和送风管的数量相同且均为两根以上并安装于电机的外壳上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型利用空气经制冷系统冷却、除水后，在风机的作用下将一定流量和压力的冷空气（-10℃～-40℃），送入风电电机的定子与转子的缝隙，冷空气分别对定子和转子进行冷却，减少电机的发热量，有效解决了电机在转子和定子旋转时致使转子和定子温度偏高的状况，一方面，延长了电机的使用时间及寿命，另一方面，可以减少磁钢上所使用的稀土金属含量，大大节约制造成本。

（2）本实用新型中风机、送风管和回风管组合构成一个内循环的闭环回路，能有效避免空气中腐蚀性气体对电机（定子和转子）的腐蚀。

（3）本实用新型采用压缩机式制冷，制冷量是设计确定的，可根据冬天及夏天温度的不同可调整负荷，增大或减少制冷量，对不同环境温度自动调节，从而满足风电电机工作发热时所需的冷量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中制冷系统的结构示意图。

图3为本实用新型的工作原理图。

附图中对应的附图标记名称如下：1-电机，2-回风管，3-送风管，4-第一换热器，5-风机，6-制冷系统，7-压缩机式制冷装置，8-换热设备，9-循环水泵，10-贮液槽，11-回液管，12-送液管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至3所示，本实施例提供了一种风电电机内循环冷却设备，该设备的设计原理是将空气制冷后，在风机的作用下将一定流量和压力的冷空气（-10℃～-40℃），送入风电电机的定子与转子的缝隙，冷空气分别对定子和转子进行冷却。

该风电电机内循环冷却设备主要包括风机5、换热系统、送风管3和回风管2。其中，送风管和回风管的管口均位于定子和转子的缝隙处，且两个管道的管口正对，二者结合风机组合构成一个内循环的闭环回路，由此避免空气中腐蚀性气体对定子和转子的腐蚀。作为一种优选结构，本实施例中，回风管2和送风管3的数量相同且均为两根以上并沿定子和转子的缝隙呈圆周均布。

换热系统，用于对从风机出风口进入的热空气进行冷却，其包括与风机的出风口连接的换热器4和与换热器4连接的制冷系统6。作为一种优选结构，本实施例中的换热器4选用翅片式换热器。

如图2所示，制冷系统，翅片式换热器所需冷量由制冷系统提供，制冷方法可采用风冷式或水冷式，翅片式换热器与制冷系统通过中间冷媒（冷冻液或乙二醇）传递制冷量，制冷系统主要包括通过回液管11和送液管12与换热器4连接的压缩机式制冷装置7，与压缩机式制冷装置7连接的换热设备8，以及设置在回液管12上的贮液槽10和循环水泵9。

本实用新型的工作过程如下：设备内的空气在风机的作用下，送入翅片式换热器充分换热，将空气冷却到-10℃～-40℃，通过送风管送入风电电机的定子与转子的缝隙，对定子和转子进行冷却；然后，热空气通过回风管回流至风机，如此循环对风电电机进行充分的冷却降温。

本实用新型的测试结果：热空气60℃，冷却至-10～-15℃后进入风电电机对转子和定子的缝隙进行冷却，经4小时，电机温度稳定，转子温度稳定在90℃左右，定子温度稳定在70℃左右。

根据不同工况的需求，本实用新型可制造产生更大的制冷量，能将热空气冷却至更低的-40℃，使转子温度稳定在70℃左右，定子温度稳定在50℃左右。考虑到外形尺寸及成本，一般选取转子温度在80℃左右，定子温度稳定在60℃左右，在这种温度下，磁钢上稀土金属含量可大大减少，初步测算是原方式的50%。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.风电电机内循环冷却设备，其特征在于，包括风机（5），与风机（5）的出风口连接的换热系统，与换热系统连接的送风管（3），以及与风机（5）连接的回风管（2）；所述送风管（3）的管口位于定子和转子的缝隙处，同时，回风管（2）的管口也位于定子和转子的缝隙处并正对于送风管（3），风机、送风管和回风管组合构成一个内循环的闭环回路。

2.根据权利要求1所述的风电电机内循环冷却设备，其特征在于，所述换热系统包括与风机出风口连接的换热器（4）和与换热器（4）连接的制冷系统（6）。

3.根据权利要求2所述的风电电机内循环冷却设备，其特征在于，所述换热器（4）为翅片式换热器。

4.根据权利要求2所述的风电电机内循环冷却设备，其特征在于，所述制冷系统（6）包括通过回液管（11）和送液管（12）与换热器（4）连接的压缩机式制冷装置（7），与压缩机式制冷装置（7）连接的换热设备（8），以及设置在回液管（12）上的贮液槽（10）和循环水泵（9）。

5.根据权利要求1至4任一项所述的风电电机内循环冷却设备，其特征在于，所述回风管（2）和送风管（3）的数量相同且均为两根以上并安装于电机的外壳上。