CN205025698U - 风力发电机组的散热系统以及风力发电机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种风力发电机组的散热系统以及风力发电机组。所述散热系统包括：设置于所述风力发电机组的轮毂上的第一进风口；设置于所述风力发电机组的塔筒侧壁下方的出风口和设置于所述出风口处的通风风机；设置于所述塔筒内的冷却装置，所述冷却装置对所述设置于所述塔筒内的电气设备中的至少一个进行冷却。所述风力发电机组的散热系统结合了对风力发电机组进行整机散热以及对发热的主要电气设备集中进行散热的方式，并且可将对主要电气设备进行单独冷却的冷却装置设置于塔筒内部，从而将其运行的噪声控制在塔筒内部，避免了冷却装置长期暴露在外界环境易被腐蚀。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种散热技术，尤其涉及一种风力发电机组的散热系统以及风力发电机组。
背景技术
风力发电机是依靠捕获风能，将动能转化为电能的发电设备。在现代的大型风力发电机中，随着单机发电功率的增大，风力发电机内部的发热部件生成的热量越来越多。尤其是，安装在长期处于高温环境中的风力发电机在运行时容易发生故障。
用于风力发电机的冷却系统多是采用风冷进行散热，利用外界环境温度较低的空气对风力发电机组内的发热部件进行冷却。然而，依靠自然风来冷却风力发电机组的方式已经不能满足要求，必须采用强制冷却来对风力发电机组进行散热。目前，通常使用水冷装置、固体散热器等冷却装置对主要电气设备进行散热。为了达到预期的散热效果，冷却装置往往暴露在塔筒外部，以便将冷却装置吸收的热量排到外部空气中。但是，暴露在塔筒外部的冷却装置受到风沙雨雪的作用，容易被腐蚀，故障率高。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供了一种风力发电机组的散热系统和一种风力发电机组，以对风力发电机组进行有效冷却，并且避免冷却装置被腐蚀。
为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种风力发电机组的散热系统。所述散热系统包括：设置于所述风力发电机组的轮毂上的第一进风口；设置于所述风力发电机组的塔筒侧壁下方的出风口和设置于所述出风口处的通风风机；设置于所述塔筒内的冷却装置，所述冷却装置对所述设置于所述塔筒内的电气设备中的至少一个进行冷却。
优选地，所述风力发电机组的散热系统还包括设在所述塔筒的塔筒门上的第二进风口，所述塔筒门为全屏百叶窗，所述全屏百叶窗的叶片形成的缝隙构成所述第二进风口。
优选地，所述冷却装置设在所述塔筒内的底层平台上。
优选地，所述出风口设置于所述塔筒入口平台的下方。
优选地，所述第一进风口包括叶片与所述轮毂之间的缝隙和/或所述轮毂与所述发电机之间的缝隙。
优选地，所述电气设备为变流器，所述冷却装置包括水冷装置，所述水冷装置与所述变流器的功率模块相连接。
优选地，所述散热系统还包括：设置在变流器柜体上侧的第一冷却风扇和/或设置在所述变流器柜体下侧与电抗器的位置相应的第二冷却风扇。
优选地，所述出风口还包括设置在塔筒壁外部向下延伸的导风管。
本实用新型的实施例还提供一种包括前述散热系统的风力发电机组。
本实用新型实施例的风力发电机组的散热系统结合了对风力发电机组进行整机散热以及对发热的主要电气设备集中进行散热的技术，采用上进风、下出风的冷却方式，将散热过程中产生的热量集中于塔筒下部，再利用通风风机将集中起来的热量排出塔筒外。由此，可将对主要电气设备进行单独冷却的冷却装置设置于塔筒内部，从而将其运行的噪声控制在塔筒内部，减少了风力发电机组对外部环境的噪声影响，同时避免了冷却装置长期暴露在外界环境易腐蚀的问题，降低了冷却装置的故障率，延长了其使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型实施例的风力发电机组的散热系统示意图。
附图标记：1、第一冷却风扇；2、第二冷却风扇；3、通风风机；4、变流器柜体；5、功率模块；6、电抗器；7、冷却装置；8、导风管；9、出风口；10、辅助变压器；11、塔筒；12、第一进风口；13、第二进风口；14、变流器；15、入口平台；16、底层平台。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例的风力发电机组的散热系统进行详细描述。
如图1所示，所述风力发电机组包括塔筒11、设置于塔筒11顶部的机舱、发电机和轮毂以及设置于塔筒11内的电气设备和入口平台15。
所述散热系统包括设置于所述轮毂上的用于空气从外界进入塔筒11内的第一进风口12、设置于塔筒11侧壁下方的出风口9、设置于出风口9处的通风风机3以及设置于塔筒11内的冷却装置7。通风风机3可将塔筒11内的空气从出风口9排出，而冷却装置7可对放置在塔筒11内的主要电气设备进行冷却。
具体地，第一进风口12可包括叶片与所述轮毂之间的缝隙和/或所述轮毂与所述发电机之间的缝隙。这样，无需专门开设进风口即可使得散热系统结构简单，制造成本低。当然也可以根据具体情况，例如为了获得更大的进入塔筒11内的空气流量，在轮毂、机舱或其它部位开设专门的第一进风口12。
出风口9设置在塔筒11侧壁的下方，例如可设置在所述塔筒入口平台15的下方，即椭圆形塔筒门框的下部，从而不需要在塔筒11的侧壁单独开设出风口9。出风口9和通风风机3的数量可以是一个或多个。在本实施例中，通风风机3与出风口9均为一个，且通风风机3在塔筒11内部固定在出风口9上。
通风风机3将塔筒11内的热空气通过出风口9排出塔筒11，在塔筒11内形成空气负压，使得外部低温空气在大气压力作用下从第一进风口12进入塔筒11，先对机舱中的电气设备进行冷却，再通过机舱底部的开孔向下流入塔筒11，然后继续流到塔筒底部，再通过出风口9排出塔筒11。
进一步地，出风口9还包括设置在塔筒壁外部向下延伸的导风管8。导风管8设计为向下弯曲的管，能够防止风沙雨水等沿导风管8进入塔筒11内。通过设置仅一台通风风机3与外界换热，使得所述散热系统结构简单、故障点少、运行和维护工作量小。
放置于塔筒11内的电气设备可以是辅助变压器10、变流器14等，所述电气设备优选地放置在塔筒11内的底层平台16上。
例如，可为变流器14配设冷却装置7，冷却装置7优选包括水冷装置，所述水冷装置与变流器14的功率模块5相连接，以对其进行散热。
设置于所述风力发电机组的塔筒11侧壁下方的通风风机3将塔筒11内的热空气通过出风口9排出塔筒11，在塔筒11内形成空气负压，使得外部低温空气在大气压力作用下从第一进风口12进入塔筒11，将机舱、发电机和轮毂内电气设备产生的热量、冷却装置7排出的热量通过自上而下流动的空气带到塔筒11底部，然后经由出风口9排出。此外，将冷却电气设备的冷却装置7设在塔筒11内部，使得其运行的噪声控制在塔筒11内部，减少了风力发电机组对外环境的噪声影响，同时避免了冷却装置7长期暴露在外界环境易腐蚀的问题，降低了冷却装置7的故障率，延长了其使用寿命。
在此基础上，所述散热系统还包括设置在塔筒11的塔筒门上的第二进风口13。例如，所述塔筒门被设计为全屏百叶窗，所述全屏百叶窗的叶片形成的缝隙构成所述第二进风口13。通过将塔筒门设计为全屏百叶窗，可最大化可进风面；百叶窗设计可防止外物进入塔筒11，避免污染塔筒11内的环境和损害塔筒11内的部件。
通风风机3将塔筒11内的热空气通过出风口9排出塔筒11，在塔筒11内形成空气负压，可通过第二进风口13将更多冷却空气补充到塔筒11底部，提高设置在塔筒11底部的电气设备(例如辅助变压器10、变流器14)的散热效率。
优选地，冷却装置7设置在塔筒11内的底层平台16上。从塔筒门处的第二进风口13进来的低温空气在通风风机3作用下直接到达塔筒11底部，能及时将冷却装置7从电气设备吸收的热量带走，进一步提高冷却装置7的散热效率。
机组在工作时，变流器14产生的热量很大，为了更好的对其进行散热处理，因此优选对变流器14的各部件分别进行散热处理。
优选地，除了对功率模块5进行散热的冷却装置7之外，所述散热系统还包括：设置在变流器柜体4上侧的第一冷却风扇1和/或设置在所述变流器柜体4下侧与电抗器14的位置相应的第二冷却风扇2。
通过设置第一冷却风扇1和第二冷却风扇2，加快了变流器14周围的空气流通，更有效地改善了变流器14的散热效果。第一冷却风扇1和第二冷却风扇2优选采用向变流器14内部吹风的方式设置，使热量尽快排出变流器14。
本实用新型实施例还提供一种风力发电机组，其包括如上所述的风力发电机组的散热系统。
所述散热系统的具体原理为：用以冷却机组的低温空气的来源有两个，一部分来自第一进风口12的空气，一部分来自第二进风口13的空气。当塔筒11底部的通风风机3通过出风口9将出风口9附近的空气排出塔筒11外后，塔筒11内部的气压减小，机头附近的低温空气将源源不断的进入轮毂和机舱内，对轮毂内电气设备和机舱内部的发电机和电控柜等电气设备的冷却，经过散热之后的冷空气变热，并沿着塔筒11在气压的作用下向下流动到塔筒11底部；从第二进风口13进入的空气在气压的作用下直接向下流动到塔筒11底部，并通过第一冷却风扇1、第二冷却风扇2以及冷却装置7对变流器14各部件进行散热处理，最终冷空气变成热空气。两部分热空气流动到出风口9附近，通过通风风机3从出风口9并通过导风管8排出塔筒11，因此，所述散热系统起到了对包括轮毂、机舱、塔筒11以及电气设备在内的整个风力发电机组的散热处理。
本实用新型实施例提供的风力发电机组的散热系统，通过在塔筒底部设置出风口和通风风机，将机舱、发电机和轮毂内电气设备产生的热量、冷却装置排出的热量通过自上而下流动的空气带到塔筒底部，然后经由出风口排出，从而可以将冷却电气设备的冷却装置设在塔筒内部，使得其运行的噪声控制在塔筒内部，减少了风力发电机组对外环境的噪声影响，同时避免了冷却装置长期暴露在外界环境易腐蚀的问题，降低了冷却装置的故障率，延长了冷却装置的使用寿命，同时做到了对风力发电机组整机散热和主要电气设备的散热进行整合的技术，从而解决了不能统一对风力发电机组整机和主要电气设备散热的问题。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种风力发电机组的散热系统，其特征在于，所述散热系统包括：
设置于所述风力发电机组的轮毂上的第一进风口(12)；
设置于所述风力发电机组的塔筒侧壁下方的出风口(9)和设置于所述出风口处的通风风机(3)；
设置于所述塔筒(11)内的冷却装置(7)，所述冷却装置(7)对所述设置于所述塔筒(11)内的电气设备中的至少一个进行冷却。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括设在所述塔筒(11)的塔筒门上的第二进风口(13)，所述塔筒门为全屏百叶窗，所述全屏百叶窗的叶片形成的缝隙构成所述第二进风口(13)。
3.根据权利要求2所述的风力发电机组的散热系统，其特征在于，所述冷却装置(7)设在所述塔筒(11)内的底层平台(16)上。
4.根据权利要求2所述的风力发电机组的散热系统，其特征在于，所述出风口(9)设置于所述塔筒入口平台(15)的下方。
5.根据权利要求1所述的风力发电机组的散热系统，其特征在于，所述第一进风口(12)包括叶片与所述轮毂之间的缝隙和/或所述轮毂与所述发电机之间的缝隙。
6.根据权利要求3所述的风力发电机组的散热系统，其特征在于，所述电气设备为变流器(14)，所述冷却装置(7)包括水冷装置，所述水冷装置与所述变流器(14)的功率模块相连接。
7.根据权利要求6所述的风力发电机组的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括：设置在变流器柜体上侧的第一冷却风扇(1)和/或设置在所述变流器柜体下侧与电抗器的位置相应的第二冷却风扇(2)。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的风力发电机组的散热系统，其特征在于，所述出风口(9)还包括设置在塔筒壁外部向下延伸的导风管(8)。
9.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括根据权利要求1～8任一项所述的风力发电机组的散热系统。
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|---|---|---|---|
| CN201520719312.8U CN205025698U (zh) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | 风力发电机组的散热系统以及风力发电机组 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110345012A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-10-18 | 湖南城市学院 | 一种便于散热的风力发电设备 |
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2015
- 2015-09-16 CN CN201520719312.8U patent/CN205025698U/zh active Active
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