CN208971332U - 一种水冷式风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水冷式风力发电机，包括定子组件、机壳、转子、前端盖和后端盖；所述定子组件包括定子铁芯、定子线圈、定子空腔；所述定子铁芯上开设有定子空腔，所述定子空腔内通冷却水；所述定子空腔为圆环形腔体，定子空腔设置在靠近定子铁芯外表面的位置；所述定子空腔上设置有进水管和出水管；本实用新型可以有效的降低定子组件的温度，并减小定子组件不同部位之间的温差，避免产生局部过热点；从而保护定子线圈绝缘不受损坏，提高定子线圈绝缘的使用寿命，节省了设备投资成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电机，具体的说，涉及一种水冷式风力发电机，属于风力发电机冷却系统技术领域。
背景技术
风力发电是当今世界发展最快的新能源产业，风力发电机是将风能转换为机械功,机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。现有的风力发电机在工作过程中发电机容易发热，高温会使发电机内部线路电阻增加，从而降低了风力发电机的发电效率。
早期的风力发电机由于功率较小，其发热量也不大，其冷却方式主要是空冷或者强制空冷；空冷是利用空气流动及其比热带走各部件的损耗所产生的热量。采用空冷的风力发电机的优点是：结构上比较简单，方便可行，所需附加部件较少。定子线圈和转子绕组等主要部件的制造工艺也较为方便。缺点是：由于空气介质和冷却通道结构布置的原因，空冷的风力发电机的定、转子铁芯和绕组温度分布不均匀，发热部件存在过热点，有可能损坏绕组绝缘，降低绕组绝缘使用寿命。因此，采用空冷的风力发电机，绕组电负荷较低，采用的电机主绝缘等级较高，电机尺寸大，这就直接造成了电机的材料利用率低，重量过重，而且由于风力发电机是安装在野外高塔之上，因此对于大容量风力发电机的运输和吊装是极为困难的。
随着风力发电技术的发展，风力发电机的单机容量不断增大，尤其对于兆瓦级风力发电机来说，要求其具有体积相对小，功率密度大，重量轻，运行安全可靠等特点，利用上述空冷方式和结构很难达到这些要求。为解决这些问题，行业内大功率风力发电机普遍采用水冷方式。
专利权人太仓富田瑞兰得电机有限公司于2012年01月20日申请了一项申请号为201220027533. 5的实用新型专利，本实用新型公开了一种定子水冷系统，包括：内胆，所述内胆为电机外壳；环绕所述内胆的外胆；所述内胆与外胆之间形成冷却液空腔；设置在外胆外表面上的冷却液进口、冷却液出口；固接在外胆内表面上且环绕所述外胆呈螺旋状分布的金属丝，使得冷却液在所述冷却液空腔内呈螺旋状流动。本实用新型提供的定子水冷系统通过固接在外胆内表面上且环绕所述外胆呈螺旋状分布的金属丝以形成螺旋状水道，这种螺旋状水道结构增大了散热面积，并且不会产生紊流，降低了冷却液空腔的阻力损伤，可有效提高永磁电机定子的冷却效果，延长了其使用寿命。
上述实用新型专利在电机机壳外设置冷却液空腔，这种冷却结构不能直接冷却发热部件，因此发电机的定子铁芯和绕组温度分布不均匀，不能从根本上完全达到理想冷却效果。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种水冷式风力发电机，可以有效的降低定子组件的温度，并减小定子组件不同部位之间的温差，避免产生局部过热点；从而保护定子线圈绝缘不受损坏，提高定子线圈绝缘的使用寿命，节省了设备投资成本；
为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种水冷式风力发电机，包括定子组件、机壳、转子、前端盖、后端盖；
所述定子组件包括定子铁芯、定子线圈、定子空腔；所述定子铁芯上开设有定子空腔，所述定子空腔内通冷却水；所述定子空腔为圆环形腔体，定子空腔设置在靠近定子铁芯外表面的位置；所述定子空腔上设置有进水管和出水管5；
进一步的，所述定子空腔、进水管、出水管和外部冷却水系统组成封闭循环；
进一步的，所述进水管与定子空腔相连通，所述进水管设置成两组，两组进水管沿轴向分别设置定子空腔上；每组分别包括两根进水管；两根进水管在同一圆周上呈90度角设置，所述进水管穿过机壳与外部冷却水系统相连通；
进一步的，所述出水管与定子空腔相连通；所述出水管设置成两组，两组出水管沿轴向分别设置定子空腔上；每组分别包括两根出水管；两根出水管在同一圆周上呈度角设置，与进水管沿径向对称设置，所述进水管穿过机壳与外部冷却水系统相连通；
进一步的，所述机壳的内壁与定子铁芯的外壁相接触，所述机壳一端与前端盖固定连接，机壳另一端与后端盖固定连接；所述机壳上设有进水管和出水管；所述转子设置在定子组件的内腔；所述定子线圈设置在定子铁芯上。
本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
本实用新型通过在定子铁芯上设置定子空腔，风力发电机工作时，一方面，定子组件产生的热量大部分直接以热传导的方式传递给定子空腔内的冷却水，所以发电机产生的热量大部分由定子空腔内的冷却水带走，另一部通过机壳散到大气中去，可以有效降低定子组件的温度；另一方面，冷却水直接冷却发热部件定子组件，可以有效的降低定子组件不同部位之间的温差，避免产生局部过热点；从而保护定子线圈绝缘不受损，提高定子线圈绝缘的使用寿命，节省了设备投资成本。
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的左视图；
图中，
1-定子组件，101-定子铁芯，102-定子线圈，103-定子空腔，2-机壳，3-转子，4-进水管，5-出水管，6-前端盖，7-后端盖。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
实施例1一种水冷式风力发电机
如图1-2所示，本实用新型提供一种水冷式风力发电机，包括定子组件1、机壳2、转子3、进水管4、出水管5、前端盖6、后端盖7；
所述定子组件1设置在机壳2的内腔内；所述定子组件1包括定子铁芯101、定子线圈102、定子空腔103；所述定子线圈102设置在定子铁芯101上；
所述定子铁芯101上开设有定子空腔103，所述定子空腔103内通冷却水；冷却水对定子组件1进行冷却降温；所述定子空腔103为圆环形腔体，定子空腔103设置在靠近定子铁芯101外表面的位置；所述定子空腔103上设置有进水管4和出水管5；所述定子空腔103、进水管4、出水管5和外部水冷系统组成封闭循环；
所述进水管4与定子空腔103相连通，所述进水管4设置成两组，两组进水管沿轴向分别设置定子空腔103上；每组分别包括两根进水管4；两根进水管4在同一圆周上呈90度角设置，所述进水管4穿过机壳2与外部冷却水系统相连通；
所述出水管5与定子空腔103相连通；所述出水管5设置成两组，两组出水管5沿轴向分别设置定子空腔103上；每组分别包括两根出水管5；两根出水管5在同一圆周上呈90度角设置，与进水管4沿径向对称设置，所述进水管4穿过机壳2与外部冷却水系统相连通；
所述机壳2的内壁与定子铁芯101的外壁相接触，所述机壳2一端与前端盖6固定连接，机壳2另一端与后端盖7固定连接；所述机壳2上设有进水管4和出水管5；所述转子3设置在定子组件1的内腔；
本实用新型通过在定子铁芯101上设置定子空腔103，风力发电机工作时，定子组件1产生的热量大部分直接以热传导的方式传递给定子空腔103内的冷却水，所以发电机产生的热量大部分由定子空腔103内的冷却水带走，另一部通过机壳2散到大气中去，可以有效降低定子组件的温度；本实用新型冷却水直接冷却发热部件定子组件1，可以有效的降低定子组件各部分的温差，避免产生局部过热点；从而保护定子线圈绝缘不受损坏，提高定子线圈绝缘的使用寿命，节省了设备投资成本。
以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种水冷式风力发电机，包括定子组件（1）、机壳（2）、转子（3）、前端盖（6）和后端盖（7）；其特征在于：所述定子组件（1）包括定子铁芯（101）、定子线圈（102）、定子空腔（103）；所述定子铁芯（101）上开设有定子空腔（103），所述定子空腔（103）内通冷却水；所述定子空腔（103）为圆环形腔体，定子空腔（103）设置在靠近定子铁芯（101）外表面的位置；所述定子空腔（103）上设置有进水管（4）和出水管（5）。
2.如权利要求1所述的一种水冷式风力发电机，其特征在于：所述定子空腔（103）、进水管（4）、出水管（5）和外部冷却水系统组成封闭循环。
3.如权利要求1或2所述的一种水冷式风力发电机，其特征在于：所述进水管（4）与定子空腔（103）相连通，所述进水管（4）设置成两组，两组进水管沿轴向分别设置定子空腔（103）上；每组分别包括两根进水管（4）；两根进水管（4）在同一圆周上呈90度角设置，所述进水管（4）穿过机壳（2）与外部冷却水系统相连通。
4.如权利要求1或2所述的一种水冷式风力发电机，其特征在于：所述出水管（5）与定子空腔（103）相连通；所述出水管（5）设置成两组，两组出水管（5）沿轴向分别设置定子空腔（103）上；每组分别包括两根出水管（5）；两根出水管（5）在同一圆周上呈90度角设置，与进水管（4）沿径向对称设置，所述进水管（4）穿过机壳（2）与外部冷却水系统相连通。
5.如权利要求1所述的一种水冷式风力发电机，其特征在于：所述机壳（2）的内壁与定子铁芯（101）的外壁相接触，所述机壳（2）一端与前端盖（6）固定连接，机壳（2）另一端与后端盖（7）固定连接；所述机壳（2）上设有进水管（4）和出水管（5）；所述转子（3）设置在定子组件（1）的内腔；所述定子线圈（102）设置在定子铁芯（101）上。
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| CN201821943974.3U CN208971332U (zh) | 2018-11-23 | 2018-11-23 | 一种水冷式风力发电机 |
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| CN (1) | CN208971332U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111162639A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-05-15 | 天津商业大学 | 全封闭制冷压缩机电机冷却机构 |
| CN111181269A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-05-19 | 天津商业大学 | 半封闭活塞制冷压缩机电机冷却机构 |
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2018
- 2018-11-23 CN CN201821943974.3U patent/CN208971332U/zh active Active
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