一种空空冷却式风力发电机的通风冷却结构的制作方法
【专利摘要】一种空空冷却式风力发电机的通风冷却结构，包括空空冷却器、转轴沿转轴轴向开设的转子轴向通风道、转轴沿转轴径向开设的转子径向通风道、定子沿定子径向开设的定子径向通风道、定子沿定子轴向开设的定子轴向通风道、机座上开设的内风路进风口和内风路出风口，空空冷却器、内风路进风口、转子轴向通风道、转子径向通风道、定子径向通风道、定子轴向通风道、内风路出风口依次连通形成密闭自循环的内风路，空空冷却器两端设有外风路进风口、外风路出风口，外风路进风口、空空冷却器的通风管、外风路出风口依次连通形成外风路。该冷却结构设有内风路和外风路两条风路，外风路直接与机舱外部相通，外风路中空气流动快，提高了风力发电机的散热效果。
【专利说明】—种空空冷却式风力发电机的通风冷却结构
【技术领域】
[0001]—种空空冷却式风力发电机的通风冷却结构,主要用于风力发电机的冷却，属于发电机的通风冷却【技术领域】。
【背景技术】
[0002]石油、天然气、煤炭等不可再生资源的开发与利用，这些不可再生资源逐渐枯竭，因而亟需开发一些清洁能源。风能作为一种清洁能源，逐渐引起社会的关注，越来越多的企业开始研究、开发、利用风能。随着风力发电技术的发展和社会对电力的需求量逐渐增加，风力发电机单机容量也逐步增大，由于发电机在运行过程中会散发大量热量，因而直接导致机舱内的热量大大增加，若不能及时将热量排出，将会使风力发电机效率大大降低，甚至最终导致风力发电机直接瘫痪。
[0003]现有的风力发电机主要采用空水冷却和空空冷却两种结构排出风力发电机机舱内的热量，由于风力发电机的特殊性，它位于近百米的高空，安装于一个狭小机舱中，对风力发电机的结构要求尽可能的简单、可靠，并且安装和维护要方便。而常用的空水冷却结构需要专用的水冷却设备，需要定期进行检查和维护；常用的空空冷却结构，虽然省去了水冷设备，但是需要在外风路中增加冷却风机，用作风路循环的动力元，经换热后的热风排入机舱内部，使机舱温度迅速上升，为保证机舱的温度稳定，还需要对机舱进行再次的冷却，也增加了机舱设计、安装和维护的难度，且用于换热用的冷却风机也需要进行定期维护，并增加专用供电线路和设备。
[0004]申请号为201210095124.3的发明专利公开了一种空空冷却双馈异步风力发电机，包括机座、转轴、定子、转子和空空冷却器，转轴上设有轴向通风道，转子铁心上设有转子径向通风孔，定子铁心上设有定子径向通风孔，轴向通风道内固定有挡板，转轴的左端固定有左离心式风扇而转轴的右端固定有右离心式风扇，转子绕组连线端位于定转子的右侧而定子绕组连线端位于定转子的左侧。一路冷风在左挡风板的阻挡作用下向下运动经转轴的轴向通风道、与轴向通风道相通的转子径向通风孔、与转子径向通风孔间隔相同的定子径向通风孔带走定转子铁心的热量，转轴上缠绕有位于左离心式风扇与转子左端部之间的无纬带可防止轴向通风道内的冷风跑出，而位于轴向通风道内且位于转子右端部下方的挡板可防止冷风直接进入定转子右侧，热风经环形筋板与定子之间的间隙进入定转子右侧，在右挡风板的阻挡作用下热风向下运动带走转子绕组连线端的部分热量后通过右离心式风扇的作用从机座右端出风口进入空空冷却器内；一路冷风在左离心式风扇的作用下绕过左挡风板带走定子绕组连线端的热量，热风经环形筋板与定子之间的间隙进入定转子的右侧带走转子绕组连线端的部分热量后进入空空冷却器内；极少一部分冷风经定转子之间的气隙带走定转子铁心的部分热量后进入定转子的右侧，带走转子绕组连线端的部分热量后进入空空冷却器内。但是该发明中的风力发电机只有一条风路，散热效果较差，且空空冷却器安装于风力发电机壳体上方，提高了风力发电机的重心位置，风力发电机塔架易倒塌，稳定性较差。
【发明内容】
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种空空冷却式风力发电机的通风冷却结构。
[0006]为实现上述目的，本实用新型的技术方案为:
[0007]一种空空冷却式风力发电机的通风冷却结构，包括空空冷却器、沿转轴轴向开设的转子轴向通风道、沿转轴径向开设的转子径向通风道、沿定子径向开设的定子径向通风道、沿定子轴向开设的定子轴向通风道、机座上开设的内风路进风口和内风路出风口，空空冷却器、内风路进风口、转子轴向通风道、转子径向通风道、定子径向通风道、定子轴向通风道、内风路出风口依次连通形成密闭自循环的内风路，其特征在于:还包括分别位于空空冷却器两端的外风路进风口、外风路出风口，外风路进风口、空空冷却器内的通风管、外风路出风口依次连通形成外风路。
[0008]进一步地，空空冷却器位于机座下方。
[0009]进一步地，内风路中内风路出风端一侧还设有固定安装于转轴上的离心式内风扇，外风路中外风路出风口内还设有固定安装于转轴上的离心式外风扇。
[0010]进一步地，内风路中定子轴向通风道与离心式内风扇之间设有导流装置I，外风路中空空冷却器与离心式外风扇之间设有导流装置II。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0012]1、通风冷却结构设有内风路和外风路两条风路，内风路中的冷空气经转子铁心、导条等进行热交换后进入空空冷却器与外风路中的冷空气进行热交换，内风路中的空气循环利用，外风路直接与机舱外部相通，换热用的空气取自大气，经换热后的热风直接排入大气，外风路中空气流动快，提高了风力发电机的散热效果，降低了风力发电机的制造和维护成本。
[0013]2、空空冷却器安装于机座下方，合理利用机舱的空间位置，减小机舱的高度、大小和重量，降低了机舱的重心，风力发电机塔架不易倒塌，提高了风机塔架的稳定性。
[0014]3、转轴上同时连接有离心式内风扇和离心式外风扇，内、外风路的压力均由离心式风扇提供，不需要增加专用冷却风机，省去了冷却风机的维护和保养，且离心式风扇直接安装在转轴上并随转轴一起转动，无需提供外部动力，降低其生产、维持成本。
[0015]4、内风路的定子轴向通风道和内风扇之间设有导流装置I，外风路的通风管和外风扇之间设有导流装置II，通过导流装置1、导流装置II使内风路和外风路中的空气流动更加平稳。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构示意图；
[0017]其中附图标记为:1一空空冷却器、2—通风管、3—外风路进风口、4一内风路进风口、5—转子轴向通风道、6—转轴、7—发电机壳体、8—转子径向通风道、9一导流装置1、10一内风扇、11 一外风扇、12—外风路出风口、13—导流装置I1、14一机座、15 —内风路出风口、16—定子轴向通风道、17—定子径向通风道。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图，对本实用新型做进一步说明:
[0019]实施例一
[0020]如图所示，一种空空冷却式风力发电机的通风冷却结构，包括外风路和密闭自循环的内风路。发电机壳体7通过机座14固定安装于空空冷却器I上，发电机壳体7内的转轴6沿转轴6轴向、径向对应开设有转子轴向通风道5、转子径向通风道8，发电机壳体7内的定子沿定子径向、轴向对应开设有定子径向通风道17、定子轴向通风道16 ;机座14上开设有用于连通发电机壳体7与空空冷却器I的内风路进风口 4和内风路出风口 15，空空冷却器1、内风路进风口 4、转子轴向通风道5、转子径向通风道8、定子径向通风道17、定子轴向通风道16、内风路出风口 15依次连通形成密闭自循环的内风路。内风路中设有离心式内风扇10，通过离心式内风扇10可在内风路中产生负压，使空气不间断在内风路中循环流动，带走发电机工作时产生的热量。
[0021]空空冷却器I两端分别连接有外风路进风口 3和外风路出风口 12，外风路进风口3和外风路出风口 12均与空空冷却器I内的通风管2连通，外风路进风口 3、通风管2和外风路出风口 12形成外风路。外风路中设有离心式外风扇11，通过离心式外风扇11在外风路中产生负压，使空气不间断在从外风路进风口 3进入空空冷却器I的通风管2内，与内风路中的热空气进行热交换并最终从外风路出风口 12排出。
[0022]内风路由内风路进风口 4、转子轴向通风道5、转子径向通风道8、定子径向通风道17、定子轴向通风道16、导流装置19、内风扇10、内风路出风口 15和空空冷却器I组成，夕卜风路由括外风路进风口 3、空空冷却器I的通风管2、导流装置1113、外风扇11、外风路出风口 12组成。外风路进风口 3、外风路出风口 12均与机舱外部连通，换热用的空气直接取自大气中，经换热后的热风也直接排向大气中，空空冷却器I内设有通风管2，通风管两端分别与外风路进风口 3、导流装置II13连通，导流装置II13与外风路出风口 12连通，外风路出风口 12处设有外风扇11，外风扇11固定连接到转轴6上，导流装置1113的空气通过外风扇11从外风路出风口 12扇出。空空冷却器I通过机座14与其上方的发电机壳体7连接，机座14两端设有内风路进风口 4、内风路出风口 15，内风路进风口 4、内风路出风口 15将空空冷却器1、发电机壳体7连通。发电机壳体7内设有转轴6、导流装置19和内风扇10，转轴6上设有转子轴向通风道5，转子轴向通风道5与内风路进风口 4连通，转子轴向通风道5，转子铁芯上设有若干与转子轴向通风道5连通的转子径向通风道8，定子铁芯上设有若干与转子径向通风道8间隔相同且与转子径向通风道8连通的定子径向通风道17,定子径向通风道17与定子轴向通风道16连通,定子轴向通风道16通过内风扇10与内风路出风口 15连通，内风扇10固定安装在转轴6上，并随转轴6 —起转动。
[0023]本实用新型的工作原理如下:
[0024]内风路中，经空空冷却器I换热后的冷风由内风路进风口 4进入发电机壳体7内部，在内风扇10转动产生的负压作用下，经由转子轴向通风道5进入转子径向通风道8，与转子铁心、导条等进行热交换后，再经由定子径向通风道17，与定子铁心和定子线圈进行热交换后进入定子轴向通风道16,然后沿导流装置19进入内风扇10,在内风扇10的作用下，沿内风路出风口 15流入空空冷却器I内，内风路中流入空空冷却器I内的热风与外封路中流入空空冷却器I的通风管2内的冷风进行热交换。外风路中，来自大气中的冷风在外风扇11转动产生的负压作用下，经外风路进风口 3进入空空冷却器I的通风管2中，并与内风路中流入空空冷却器I内的热风进行冷热交换，经换热后的热风沿导流装置1113进入外风扇11，在外风扇11的作用下，沿外风路出口 12排入大气中。
[0025]实施例二
[0026]在实施例一的基础上，内风路中，所述离心式内风扇10设置在转轴6上，且靠近内风路出风口 15—侧,定子轴向通风道16与离心式内风扇10之间设有导流装置19,通过导流装置19可使气流较为平稳地在内风路中流动。外风路中，外风路出风口 12位于转轴6的靠近内风路出风口 15—侧的末端，离心式外风扇11安装在转轴6末端并位于外风路出风口 12内，空空冷却器I与外风路出风口 12之间设有导流装置1113，通过导流装置1113可使气流较为平稳地在外风路中流动。
【权利要求】
1.一种空空冷却式风力发电机的通风冷却结构，包括空空冷却器(I)、沿转轴(6)轴向开设的转子轴向通风道(5)、沿转轴(6)径向开设的转子径向通风道(8)、沿定子径向开设的定子径向通风道(17)、沿定子轴向开设的定子轴向通风道(16)、机座(14)上开设的内风路进风口( 4 )和内风路出风口( 15 )，空空冷却器(I)、内风路进风口( 4 )、转子轴向通风道(5)、转子径向通风道(8)、定子径向通风道(17)、定子轴向通风道(16)、内风路出风口(15)依次连通形成密闭自循环的内风路，其特征在于:还包括分别位于空空冷却器(I)两端的外风路进风口( 3 )、外风路出风口( 12 )，外风路进风口( 3 )、空空冷却器(I)内的通风管(2 )、外风路出风口(12)依次连通形成外风路。
2.如权利要求1所述的一种空空冷却式风力发电机的通风冷却结构，其特征在于:空空冷却器(I)位于机座(14)下方。
3.如权利要求2所述的一种空空冷却式风力发电机的通风冷却结构，其特征在于:内风路中内风路出风端(15)—侧还设有固定安装于转轴(6)上的离心式内风扇(10)，外风路中外风路出风口(12)内还设有固定安装于转轴(6)上的离心式外风扇(11)。
4.如权利要求3所述的一种空空冷却式风力发电机的通风冷却结构，其特征在于:内风路中定子轴向通风道(16)与离心式内风扇(10)之间设有导流装置I (9)，外风路中空空冷却器(I)与离心式外风扇(11)之间设有导流装置II (13)。
【文档编号】H02K1/32GK204013084SQ201420374001
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】齐智镝 申请人:东方电气集团东方电机有限公司