CN217501856U - 风力发电机组 - Google Patents

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崔明
楚峥
李华阳
刘军伟
许爽
王方园
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Abstract

本实用新型提供一种风力发电机组,包括:叶轮、发电机和冷却系统,冷却系统包括用于调整轴承的内圈的温度第一循环回路、以及设置于第一循环回路上的内部热交换装置和外部热交换装置,冷却系统还包括:用于检测轴承的内圈的第一即时温度值的第一温度传感器、用于检测轴承的外圈的第二即时温度值的第二温度传感器、调节装置和控制器;控制器与第一温度传感器、第二温度传感器和调节装置均电连接,用于开启或关闭调节装置;调节装置设置于第一循环回路上,当调节装置开启时,调节装置用于对第一循环回路内的第一换热介质进行冷却或加热。本实用新型通过设置冷却系统的具体结构,以保证轴承内外圈的温差不超过预设的温度差值,避免轴承出现故障。

Description

风力发电机组
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电机组。
背景技术
为了进一步降低度电成本,风力发电机组的容量越来越趋向于大型化发展,尤其是海上产品,主流厂商都发布了10MW以上的机型,并且都正在研制15MW以上的机组。容量的增大不能一味的通过增大体积来实现,这就对功率密度的提升提出了更高要求,同时导致对冷却系统的要求越来越高。
当前,大兆瓦机组的冷却形式以空空冷和空水冷为主,其中采用空水冷的机组由于体积更小,应用更为广泛。空水冷机组的冷却系统一般由外部热交换装置、内部热交换装置和相关管路及附件构成,运行原理是内部发热部件的热量由内部热交换装置的风扇驱动内部空气循环传递至冷却液,在水泵的驱动下,被加热的冷却液被输送至外部热交换装置,外部环境中的空气或被动或由风扇驱动,将外部热交换装置中的冷却液热量带走,往复循环。
当前的冷却系统一旦设计完成,整个系统的冷却能力就基本确定了,整个冷却系统基本按照最大的满负荷运行,冷却液的输入水温基本取决于外部空气环境的温度,无法对其进行主动控制,系统缺乏柔性,对于某些需要精确控温的部件来说,就比较难以满足要求。
以轴承为例,为了保证轴承不发生较大的热变形,要求轴承内外圈的温度差必须控制在某一可接受的范围内,当前的冷却系统可以保证轴承内外圈的绝对温度不超过限值,却很难保证内外圈的温差不超过限值,而因此导致轴承出现故障的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中难以保证轴承内外圈的温差不超过限值,而导致轴承会出现故障的缺陷,提供一种风力发电机组。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
一种风力发电机组,其包括:叶轮和发电机,所述叶轮的轮毂与主轴连接,所述主轴和所述发电机之间设有轴承,所述风力发电机组还包括冷却系统,所述冷却系统包括用于调整所述轴承的内圈的温度第一循环回路、以及设置于所述第一循环回路上的内部热交换装置和外部热交换装置,其特点在于,所述冷却系统还包括:第一温度传感器、第二温度传感器、调节装置和控制器;
所述第一温度传感器靠近所述轴承的内圈设置,用于检测所述轴承的内圈的第一即时温度值;
所述第二温度传感器靠近所述轴承的外圈设置,用于检测所述轴承的外圈的第二即时温度值;
所述控制器与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述调节装置均电连接,所述控制器用于开启或关闭所述调节装置;
所述调节装置设置于所述第一循环回路上,当所述调节装置开启时,所述调节装置用于对所述第一循环回路内的第一换热介质进行冷却或加热。
在本技术方案中,通过设置第一温度传感器、第二温度传感器、控制器以及独立于内部热交换装置和外部热交换装置外的调节装置,以进一步对轴承内外圈的温差进行调整,从而保证轴承内外圈的温差不超过预设的温度差值,避免轴承出现故障,延长轴承的使用寿命。
较佳地,所述冷却系统还包括:减法器、绝对值电路、第一比较器和第二比较器;
所述第一温度传感器与所述第二温度传感器分别与所述减法器的两个输入端连接,所述减法器的输出端与所述绝对值电路的输入端连接,所述绝对值电路的输出端与所述第一比较器的一个输入端连接,所述第一比较器的另一个输入端还与表征所第一温度阈值的基准电压连接,所述第一比较器的输出端与所述控制器连接;
所述第一温度传感器与所述第二温度传感器还分别与第二比较器的两个输入端连接,所述第二比较器的输出端还与所述控制器连接。
在本技术方案中,通过设置减法器、绝对值电路和第一比较器,以判断轴承内外圈的温差的绝对值是否大于第一温度阈值(即预设的温度差值),以便在轴承内外圈的温差的绝对值大于第一温度阈值时,通过第二比较器进行进一步判断是对第一循环回路中的第一换热介质进行冷却还是加热;在轴承内外圈的温差的绝对值小于或等于第一温度阈值时,通过控制器控制调节装置停止对第一循环回路中的第一换热介质进行冷却或加热(即调节装置停止冷却或加热)。通过设置第二比较器,以判断第一温度传感器检测的第一即时温度值是否大于第二温度传感器检测的第二即时温度值,以便在第一即时温度值大于第二即时温度值时,通过控制器控制调节装置开启对第一循环回路中的第一换热介质进行冷却(即调节装置开启冷却);在第一即时温度值小于第二即时温度值时,通过控制器控制调节装置开启对第一循环回路中的第一换热介质进行加热(即调节装置开启加热)。
较佳地,所述第一循环回路还用于降低所述发电机的绕组的温度;
所述冷却系统还包括:第三温度传感器和第四温度传感器;
所述第三温度传感器用于检测外部环境的第三即时温度值;
所述第四温度传感器靠近所述发电机的绕组设置,用于检测所述发电机的绕组的第四即时温度值;
所述控制器与所述第三温度传感器和所述第四温度传感器均电连接;
当所述调节装置开启时,所述调节装置用于对所述第一循环回路内的第一换热介质进行冷却。
在本技术方案中,通过设置第三温度传感器和第四温度传感器,与控制器以及调节装置配合,以在第三温度传感器检测到的第三即时温度值超过预设的环境温度限值时,能通过独立于内部热交换装置和外部热交换装置外的调节装置对第一循环回路中的第一换热介质进行冷却,从而降低发电机的绕组的温度,并在发电机的绕组的第三即时温度值小于或等于预设的绕组温度限值时,停止调节装置对第一循环回路中的第一换热介质进行冷却(即调节装置停止冷却)。
较佳地,所述冷却系统还包括:第三比较器和第四比较器;
所述第三温度传感器与所述第三比较器的一个输入端连接,所述第三比较器的另一个输入端还与表征第二温度阈值的基准电压连接,所述第三比较器的输出端与所述控制器连接;
所述第四温度传感器与所述第四比较器的一个输入端连接,所述第四比较器的另一个输入端还与表征第三温度阈值的基准电压连接,所述第四比较器的输出端还与所述控制器连接。
在本技术方案中,通过设置第三比较器,以判断第三温度传感器检测到的外部环境的第三即时温度值是否大于或等于第二温度阈值(即预设的环境温度限值),在第三即时温度值大于或等于第二温度阈值时,通过第四比较器进行进一步判断;在第三即时温度值小于第二温度阈值时,通过控制器控制调节装置停止对第一循环回路中的第一换热介质进行冷(即调节装置停止冷却)。通过设置第四比较器,以判断第四温度传感器检测的第四即时温度值是否大于或等于第三温度阈值(即预设的绕组温度限值),以便在第四即时温度值大于或等于第三温度阈值时,通过控制器控制调节装置开启对第一循环回路中的第一换热介质进行冷却(即调节装置开启冷却);而在第四即时温度值小于第三温度阈值时,通过控制器控制调节装置停止对第一循环回路中的第一换热介质进行冷却(即调节装置停止冷却)。
较佳地,所述调节装置包括第二循环回路,以及设置在所述第二循环回路上的压缩机、第一换热器、节流元件和第二换热器;
所述第一换热器用于实现外部空气和所述第二循环回路中的第二换热介质之间的换热;
所述节流元件用于调节所述第二循环回路中的第二换热介质的流量大小;
所述第二换热器用于实现所述第二循环回路中的第二换热介质和所述第一循环回路中的第一换热介质之间的换热。
在本技术方案中,通过设置调节装置的具体结构,以实现调节装置冷却或加热第一循环回路中的第一换热介质的功能。
较佳地,当所述调节装置对所述第一循环回路内的第一换热介质进行冷却时,所述第二循环回路内的第二换热介质依次通过所述压缩机、所述第一换热器、所述节流元件和所述第二换热器再回到所述压缩机;
当所述调节装置对所述第一循环回路内的第一换热介质进行加热时,第二循环回路内的第二换热介质依次通过所述压缩机、所述第二换热器、所述节流元件和所述第一换热器再回到所述压缩机。
在本技术方案中,通过上述设置提供调节装置中的第二循环回路内的第二换热介质在冷却或加热的具体路径。
较佳地,所述第一循环回路上设有第一三通阀和第二三通阀,所述第一三通阀和第二三通阀均与所述控制器连接,所述第一循环回路包括位于所述第一三通阀和第二三通阀之间的换热支路,所述换热支路位于所述第二换热器内;
所述第一三通阀和所述第二三通阀均开启时,所述第一换热介质进入所述换热支路与所述第二循环回路进行换热。
在本技术方案中,通过设置第一三通阀和第二三通阀以便控制第一循环回路内的第一换热介质进入调节装置中进行冷却或加热。
较佳地,所述风力发电机组还包括机舱和发热部件,所述内部热交换装置邻接于所述发热部件设置,且所述发热部件与所述内部热交换装置均位于所述机舱的内部,所述外部热交换装置位于所述机舱的外部;
所述外部热交换装置用于将所述第一循环回路内的第一换热介质的热量传递给外部空气;
所述内部热交换装置用于把所述发热部件的热量传递给所述第一循环回路。
在本技术方案中,通过上述设置,以为风力发电机组的发热部件提供更好的冷却效果,以使风力发电机组的发热部件能够正常工作。
较佳地,所述外部热交换装置包括设于所述第一循环回路上的外部换热器、以及设置于所述外部换热器一侧的外部冷却器。
在本技术方案中,通过上述设置,以提供一较佳外部热交换装置的具体结构。
较佳地,所述第一循环回路上设有循环泵。
在本技术方案中,通过在第一循环回路上设置循环泵,以使第一循环回路中的第一换热介质以预设的方向以及流速进行流动。
本实用新型的积极进步效果在于:
本实用新型通过设置第一温度传感器、第二温度传感器、控制器以及独立于内部热交换装置和外部热交换装置外的调节装置,以进一步对轴承内外圈的温差进行调整,从而保证轴承内外圈的温差不超过预设的温度差值,避免轴承出现故障,延长轴承的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型一较佳实施例的风力发电机组的结构示意图。
图2为本实用新型一较佳实施例的风力发电机组的冷却系统的电路图。
图3为本实用新型一较佳实施例的风力发电机组的调节装置的结构示意图。
图4为本实用新型一较佳实施例的风力发电机组的冷却系统调整轴承的内圈的温度的流程图。
图5为本实用新型一较佳实施例的风力发电机组的冷却系统降低发电机的绕组的温度的流程图。
附图标记说明
风力发电机组 1
叶轮 10
轮毂 11
叶片 12
发电机 20
冷却系统 30
第一循环回路 31
换热支路 311
内部热交换装置 32
外部热交换装置 33
外部换热器 331
外部冷却器 332
第一温度传感器 341
第二温度传感器 342
第三温度传感器 343
第四温度传感器 344
调节装置 35
第二循环回路 351
压缩机 352
第一换热器 353
节流元件 354
第二换热器 355
控制器 36
减法器 371
绝对值电路 372
第一比较器 373
第二比较器 374
第三比较器 375
第四比较器 376
第一三通阀 381
第二三通阀 382
机舱 40
发热部件 50
循环泵 60
具体实施方式
下面举个较佳实施例,并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
如图1至图3所示,本实施例提供一种风力发电机组1,其包括:叶轮10和发电机20。叶轮10包括轮毂11以及固定在轮毂11周缘上的叶片12。叶轮10的轮毂11与主轴连接,主轴和发电机20之间设有轴承,风力发电机组1还包括冷却系统30,冷却系统30包括用于调整轴承的内圈的温度第一循环回路31、以及设置于第一循环回路31上的内部热交换装置32和外部热交换装置33。冷却系统30还包括:第一温度传感器341、第二温度传感器342、调节装置35和控制器36。
第一温度传感器341靠近轴承的内圈设置,用于检测轴承的内圈的第一即时温度值。
第二温度传感器342靠近轴承的外圈设置,用于检测轴承的外圈的第二即时温度值。
控制器36与第一温度传感器341、第二温度传感器342和调节装置35均电连接,控制器36用于开启或关闭调节装置35。
调节装置35设置于第一循环回路31上,当调节装置35开启时,调节装置35用于对第一循环回路31内的第一换热介质进行冷却或加热。在本实施例中,第一换热介质为液体,在其他实施例中,第一换热介质也可以为气体。
这样,通过设置第一温度传感器341、第二温度传感器342、控制器36以及独立于内部热交换装置32和外部热交换装置33外的调节装置35,以进一步对轴承内外圈的温差进行调整,从而保证轴承内外圈的温差不超过预设的温度差值,避免轴承出现故障,延长轴承的使用寿命。
需要说明的是,控制器36用于开启或关闭调节装置35,是指控制器36通过发送温度控制指令至调节装置35,以开启调节装置35;控制器36通过发送停止指令至调节装置35,以关闭调节装置35。即,控制器36用于发送温度控制指令或者停止指令至调节装置35。调节装置35用于在接收到温度控制指令时,对第一循环回路31内的第一换热介质进行冷却或加热;在接收到停止指令时,停止对第一循环回路31内的第一换热介质进行冷却或加热。
温度控制指令包括第一降温指令和升温指令,调节装置35用于在接收到第一降温指令时,对第一循环回路31内的第一换热介质进行冷却,以降低轴承的内圈的温度;在接收到升温指令对第一循环回路31内的第一换热介质进行加热,以升高轴承的内圈的温度。
具体地,冷却系统30还包括:减法器371、绝对值电路372、第一比较器373和第二比较器374。
第一温度传感器341与第二温度传感器342分别与减法器371的两个输入端连接,减法器371的输出端与绝对值电路372的输入端连接,绝对值电路372的输出端与第一比较器373的一个输入端连接,第一比较器373的另一个输入端还与表征所第一温度阈值的基准电压连接,第一比较器373的输出端与控制器36连接。
第一温度传感器341与第二温度传感器342还分别与第二比较器374的两个输入端连接,第二比较器374的输出端还与控制器36连接。
如图4所示,是冷却系统调整轴承的内圈的温度的流程图。通过设置减法器371、绝对值电路372和第一比较器373,以判断轴承内圈的第一即时温度值Tb内与外圈的第二即时温度值Tb外的差的绝对值(即轴承内外圈的温差的绝对值│Tb内-Tb外│)是否大于第一温度阈值Tbset1(即预设的温度差值),以便在轴承内外圈的温差的绝对值│Tb内-Tb外│大于第一温度阈值Tbset1时,通过第二比较器374进行进一步判断是对第一循环回路31中的第一换热介质进行冷却还是加热;在轴承内外圈的温差的绝对值│Tb内-Tb外│小于或等于第一温度阈值Tbset1时,控制器36发送停止指令至调节装置35,调节装置35接收到停止指令时,停止对第一循环回路31中的第一换热介质进行冷却或加热,即,通过控制器36控制调节装置35停止对第一循环回路31中的第一换热介质进行冷却或加热(即冷却系统运行状态一:调节装置停止冷却或加热)。通过设置第二比较器374,以判断第一温度传感器341检测的第一即时温度值Tb内是否大于第二温度传感器342检测的第二即时温度值Tb外,以便在第一即时温度值Tb内大于第二即时温度值Tb外时,通过控制器36发出第一降温指令,调节装置35接收到第一降温指令时,对第一循环回路31中的第一换热介质进行冷却,即,通过控制器36控制调节装置35开启对第一循环回路31中的第一换热介质进行冷却(即冷却系统运行状态二:调节装置开启冷却);在第一即时温度值Tb内小于第二即时温度值Tb外时,通过控制器36发出升温指令,调节装置35接收到升温指令时,对第一循环回路31中的第一换热介质进行加热,即,通过控制器36控制调节装置35开启对第一循环回路31中的第一换热介质进行加热(即冷却系统运行状态三:调节装置开启加热)。
在本实施例中,调节装置35包括第二循环回路351,以及设置在第二循环回路351上的压缩机352、第一换热器353、节流元件354和第二换热器355。
第一换热器353用于实现外部空气和第二循环回路351中的第二换热介质之间的换热。节流元件354用于调节第二循环回路351中的第二换热介质的流量大小。第二换热器355用于实现第二循环回路351中的第二换热介质和第一循环回路31中的第一换热介质之间的换热。这样,通过设置调节装置35的具体结构,以实现调节装置35冷却或加热第一循环回路31中的第一换热介质的功能。具体地,节流元件354为电子膨胀阀。在本实施例中,可以通过调节压缩机352的频率,以及电子膨胀阀的开度来调节第二循环回路351中的第二换热介质的温度。在本实施例中,第二换热介质为液体,在其他实施例中,第二换热介质也可以为气体。
具体地,当调节装置35对第一循环回路31内的第一换热介质进行冷却时,第二循环回路351内的第二换热介质依次通过压缩机352、第一换热器353、节流元件354和第二换热器355再回到压缩机352。当调节装置35对第一循环回路31内的第一换热介质进行加热时,第二循环回路351内的第二换热介质依次通过压缩机352、第二换热器355、节流元件354和第一换热器353再回到压缩机352。这样,通过上述设置提供调节装置35中的第二循环回路351内的第二换热介质在冷却或加热的具体路径。
在本实施例中,可以在第二循环回路351上设置四通阀,以改变第二换热介质的流向。
较佳地,第一循环回路31上设有第一三通阀381和第二三通阀382,第一三通阀381和第二三通阀382均与控制器36连接,第一循环回路31包括位于第一三通阀381和第二三通阀382之间的换热支路311,换热支路311位于第二换热器355内。
第一三通阀381和第二三通阀382均开启时,第一换热介质进入换热支路311与第二循环回路351进行换热。这样,通过设置第一三通阀381和第二三通阀382以便控制第一循环回路31内的第一换热介质进入调节装置35中进行冷却或加热。
在本实施例中,风力发电机组1还包括机舱40和发热部件50,内部热交换装置32邻接于发热部件50设置,且发热部件50与内部热交换装置32均位于机舱40的内部,外部热交换装置33位于机舱40的外部。
外部热交换装置33用于将第一循环回路31内的第一换热介质的热量传递给外部空气。内部热交换装置32用于把发热部件50的热量传递给第一循环回路31。通过上述设置,以为风力发电机组1的发热部件50提供更好的冷却效果,以使风力发电机组1的发热部件50能够正常工作。
具体地,外部热交换装置33包括设于第一循环回路31上的外部换热器331、以及设置于外部换热器331一侧的外部冷却器332。通过上述设置,以提供一较佳外部热交换装置33的具体结构。
在本实施例中,外部热交换装置33是空水换热器;外部冷却器332为冷却风扇,但不限于此,也可以纯粹靠自然风冷却。发热部件50一般包含变流器、变压器等,内部热交换装置32一般安装在发热部件50上,是一种可以把发热部件50的热量传递给第一循环回路31内的第一换热介质的装置,可以是空水换热器,或者是油水换热器,也可以是水冷板。
较佳地,第一循环回路31上设有循环泵60,以使第一循环回路31中的第一换热介质以预设的方向以及流速进行流动。
需要说明的是,在现有技术中,由于在风力发电机组整体尺寸和成本的限制下,冷却能力受外界环境温度的影响较大。假定风力发电机组基于外界环境温度为35℃设计,当风力发电机组尺寸确定时,冷却系统的散热面积基本也就确定了,冷却系统的整体散热能力基本也就确定了,当外界温度超过35℃时,风力发电机组将不得不停机或者降功率运行,这样以来就损失了较多的发电量。
从另一个角度来分析,产品设计会要求风力发电机组在35℃以下能够满功率运行,因此风力发电机组的冷却能力将不得不按照35℃的环境温度以及风力发电机组满功率运行而产生的发热量进行设计。然而,据统计,大部分风场同时出现35℃以上高温天气并且风速大到风力发电机组可以满功率运行的几率非常低,以每年为统计周期,出现该种情况的几率连1%都达不到。但是,为了实现设计目标,不得不将冷却能力做到最大。这就造成了冷却系统设计的极大浪费,也就是说风力发电机组组配备的冷却能力真正发挥到最大的时间非常短,大部分时候只是发挥了一部分性能。
在本实施例中,通过设置独立于内部热交换装置32和外部热交换装置33外的调节装置35,可以为冷却系统30提供额外的冷却能力。一方面,可以突破原有的冷却系统的冷却能力的上限,从而让风力发电机组1在极端高温天气下也可以满功率运行;另一方面,也可以将把原有冷却系统的冷却能力降低,仅仅在极端高温天气下,通过短暂开启调节装置来实现高温穿越,这样同时还能够达到降低整体冷却系统的成本的有益技术效果,从长期来看,也提升了整个冷却系统的结构合理性和经济性。
具体地,第一循环回路31还用于降低发电机20的绕组的温度。冷却系统30还包括:第三温度传感器343和第四温度传感器344。
第三温度传感器343用于检测外部环境的第三即时温度值。第四温度传感器344靠近发电机20的绕组设置,用于检测发电机20的绕组的第四即时温度值。控制器36与第三温度传感器343和第四温度传感器344均电连接。当调节装置35开启时,调节装置35用于对第一循环回路31内的第一换热介质进行冷却。这样,通过设置第三温度传感器343和第四温度传感器344,与控制器36以及调节装置35配合,以在第三温度传感器343检测到的第三即时温度值超过预设的环境温度限值时,能通过独立于内部热交换装置32和外部热交换装置33外的调节装置35对第一循环回路31中的第一换热介质进行冷却,从而降低发电机20的绕组的温度,并在发电机20的绕组的第三即时温度值小于或等于预设的绕组温度限值时,停止调节装置35对第一循环回路31中的第一换热介质进行冷却(即调节装置35停止冷却)。
需要说明的是,控制器36的温度控制指令除前文所述的第一降温指令和升温指令,还包括第二降温指令。调节装置35用于在接收到第二降温指令时,对第一循环回路31内的第一换热介质进行冷却,以降低发电机20的绕组的温度。
具体地,冷却系统30还包括:第三比较器375和第四比较器376。
第三温度传感器343与第三比较器375的一个输入端连接,第三比较器375的另一个输入端还与表征第二温度阈值的基准电压连接,第三比较器375的输出端与控制器36连接。第四温度传感器344与第四比较器376的一个输入端连接,第四比较器376的另一个输入端还与表征第三温度阈值的基准电压连接,第四比较器376的输出端还与控制器36连接。
这样,通过设置第三比较器375,以判断第三温度传感器343检测到的外部环境的第三即时温度值TC是否大于或等于第二温度阈值Tcset2(即预设的环境温度限值),在第三即时温度值TC大于或等于第二温度阈值Tcset2时,通过第四比较器376进行进一步判断;在第三即时温度值TC小于第二温度阈值Tcset2时,控制器36发送停止指令至调节装置35,调节装置35接收到停止指令时,停止对第一循环回路31中的第一换热介质进行冷却,即,通过控制器36控制调节装置35停止对第一循环回路31中的第一换热介质进行冷(冷却系统运行状态一:即调节装置停止冷却)。通过设置第四比较器376,以判断第四温度传感器344检测的第四即时温度值T是否大于或等于第三温度阈值Tcset3(即预设的绕组温度限值),以便在第四即时温度值T大于或等于第三温度阈值Tcset3时,通过控制器36发出第二降温指令,调节装置35接收到第二降温指令时,对第一循环回路31中的第一换热介质进行冷却,即,通过控制器36控制调节装置35开启对第一循环回路31中的第一换热介质进行冷却(即冷却系统运行状态二:调节装置开启冷却);而在第四即时温度值T小于第三温度阈值Tcset3时,控制器36发送停止指令至调节装置35,调节装置35接收到停止指令时,停止对第一循环回路31中的第一换热介质进行冷却,即,通过控制器36控制调节装置35停止对第一循环回路31中的第一换热介质进行冷却(即冷却系统运行状态一:调节装置停止冷却)。其中,第三温度阈值Tcset3的取值范围为35度~40度。通过设置上述结构,可以使第一循环回路31中的第一换热介质的温度降低5度~10度,这对于改善整个风力发电机组1的散热状况有很大的帮助。如图5所示,是冷却系统降低发电机的绕组的温度的流程图。
需要说明的是,第一温度传感器341、第二温度传感器342、第三温度传感器343、第四温度传感器344、减法器371、绝对值电路372、第一比较器373、第二比较器374、第三比较器375、第四比较器376以及控制器36,均为市售产品。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这仅是举例说明,本实用新型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实用新型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实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种风力发电机组,其包括:叶轮和发电机,所述叶轮的轮毂与主轴连接,所述主轴和所述发电机之间设有轴承,所述风力发电机组还包括冷却系统,所述冷却系统包括用于调整所述轴承的内圈的温度第一循环回路、以及设置于所述第一循环回路上的内部热交换装置和外部热交换装置,其特征在于,所述冷却系统还包括:第一温度传感器、第二温度传感器、调节装置和控制器;
所述第一温度传感器靠近所述轴承的内圈设置,用于检测所述轴承的内圈的第一即时温度值;
所述第二温度传感器靠近所述轴承的外圈设置,用于检测所述轴承的外圈的第二即时温度值;
所述控制器与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述调节装置均电连接,所述控制器用于开启或关闭所述调节装置;
所述调节装置设置于所述第一循环回路上,当所述调节装置开启时,所述调节装置用于对所述第一循环回路内的第一换热介质进行冷却或加热。
2.如权利要求1所述的风力发电机组,其特征在于,
所述冷却系统还包括:减法器、绝对值电路、第一比较器和第二比较器;
所述第一温度传感器与所述第二温度传感器分别与所述减法器的两个输入端连接,所述减法器的输出端与所述绝对值电路的输入端连接,所述绝对值电路的输出端与所述第一比较器的一个输入端连接,所述第一比较器的另一个输入端还与表征所第一温度阈值的基准电压连接,所述第一比较器的输出端与所述控制器连接;
所述第一温度传感器与所述第二温度传感器还分别与第二比较器的两个输入端连接,所述第二比较器的输出端还与所述控制器连接。
3.如权利要求1所述的风力发电机组,其特征在于,所述第一循环回路还用于降低所述发电机的绕组的温度;
所述冷却系统还包括:第三温度传感器和第四温度传感器;
所述第三温度传感器用于检测外部环境的第三即时温度值;
所述第四温度传感器靠近所述发电机的绕组设置,用于检测所述发电机的绕组的第四即时温度值;
所述控制器与所述第三温度传感器和所述第四温度传感器均电连接;
当所述调节装置开启时,所述调节装置用于对所述第一循环回路内的第一换热介质进行冷却。
4.如权利要求3所述的风力发电机组,其特征在于,
所述冷却系统还包括:第三比较器和第四比较器;
所述第三温度传感器与所述第三比较器的一个输入端连接,所述第三比较器的另一个输入端还与表征第二温度阈值的基准电压连接,所述第三比较器的输出端与所述控制器连接;
所述第四温度传感器与所述第四比较器的一个输入端连接,所述第四比较器的另一个输入端还与表征第三温度阈值的基准电压连接,所述第四比较器的输出端还与所述控制器连接。
5.如权利要求1所述的风力发电机组,其特征在于,所述调节装置包括第二循环回路,以及设置在所述第二循环回路上的压缩机、第一换热器、节流元件和第二换热器;
所述第一换热器用于实现外部空气和所述第二循环回路中的第二换热介质之间的换热;
所述节流元件用于调节所述第二循环回路中的第二换热介质的流量大小;
所述第二换热器用于实现所述第二循环回路中的第二换热介质和所述第一循环回路中的第一换热介质之间的换热。
6.如权利要求5所述的风力发电机组,其特征在于,当所述调节装置对所述第一循环回路内的第一换热介质进行冷却时,所述第二循环回路内的第二换热介质依次通过所述压缩机、所述第一换热器、所述节流元件和所述第二换热器再回到所述压缩机;
当所述调节装置对所述第一循环回路内的第一换热介质进行加热时,第二循环回路内的第二换热介质依次通过所述压缩机、所述第二换热器、所述节流元件和所述第一换热器再回到所述压缩机。
7.如权利要求6所述的风力发电机组,其特征在于,所述第一循环回路上设有第一三通阀和第二三通阀,所述第一三通阀和第二三通阀均与所述控制器连接,所述第一三通阀和第二三通阀均与所述控制器电连接,所述第一循环回路包括位于所述第一三通阀和第二三通阀之间的换热支路,所述换热支路位于所述第二换热器内;
所述第一三通阀和所述第二三通阀均开启时,所述第一换热介质进入所述换热支路与所述第二循环回路进行换热。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的风力发电机组,其特征在于,所述风力发电机组还包括机舱和发热部件,所述内部热交换装置邻接于所述发热部件设置,且所述发热部件与所述内部热交换装置均位于所述机舱的内部,所述外部热交换装置位于所述机舱的外部;
所述外部热交换装置用于将所述第一循环回路内的第一换热介质的热量传递给外部空气;
所述内部热交换装置用于把所述发热部件的热量传递给所述第一循环回路。
9.如权利要求8所述的风力发电机组,其特征在于,所述外部热交换装置包括设于所述第一循环回路上的外部换热器、以及设置于所述外部换热器一侧的外部冷却器。
10.如权利要求1所述的风力发电机组,其特征在于,所述第一循环回路上设有循环泵。
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