一种大型风力发电机轴承的通风冷却结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种大型风力发电机轴承的通风冷却结构，发电机包括安装在定子绕组内侧的定子支撑架；所述定子支撑架包括上下两层，将发电机之内的空间分为前腔与后腔；前腔和后腔的侧面均通过定子支撑架与发电机的气隙处相连通；前腔和后腔之间通过定子支撑架上的通风孔相连通；所述定子支撑架上还设置有进风孔；所述通风冷却结构还包括多个进风管，进风管的进风口位于发电机之外，管体穿过进风孔，出风口指向发电机的轴承；还包括多个出风管，所述出风管的进风口与发电机的气隙处相连通，管体位于前腔，出风口指向发电机之外。本实用新型利用了进风口风量大、温度低的特点，直接对轴承进行冷却，散热效率高。
【专利说明】
一种大型风力发电机轴承的通风冷却结构
技术领域
[0001]本实用新型属于发电机技术领域，涉及一种大型风力发电机轴承的通风冷却结构，适用于风电单轴承外转子结构的发电机。
【背景技术】
[0002]发电机在运行时，轴承因摩擦产生损耗，若不能及时将损耗散出去，轴承温度将超过允许温升限值，影响发电机性能和使用寿命。
[0003]对于MW级外转子的大型风力发电机，大多数发电机使用的轴承为单个大锥角双列圆锥滚子轴承。发电机负载运行时，轴承损耗较大，约5kW左右。若不能有效的对轴承进行冷却，轴承将产生高温，影响轴承的使用寿命。
[0004]目前轴承冷却方式，都是通过自然对流散热实现的，散热效果差。
【实用新型内容】
[0005]为解决单轴承、外转子发电机轴承温升较高的问题，本实用新型提出了一种大型风力发电机轴承的通风冷却结构，其属于内风路冷却轴承结构，可直接对轴承进行冷却，降低轴承温升。
[0006]本实用新型的技术方案如下:
[0007]—种大型风力发电机轴承的通风冷却结构，发电机包括安装在定子绕组内侧的定子支撑架；
[0008]所述定子支撑架包括上下两层，将发电机之内的空间分为前腔与后腔;前腔和后腔的侧面均通过定子支撑架与发电机的气隙处相连通;前腔和后腔之间通过定子支撑架上的通风孔相连通;所述定子支撑架上还设置有进风孔；
[0009]所述通风冷却结构还包括多个进风管，进风管的进风口位于发电机之外，管体穿过进风孔，出风口指向发电机的轴承;还包括多个出风管，所述出风管的进风口与发电机的气隙处相连通，管体位于前腔，出风口指向发电机之外。
[0010]其进一步的技术方案为:所述出风管的出风口的方向相对于轴承的径向方向偏转一小于90°的角度;多个进风管的出风口的偏转角度相同。
[0011 ]其进一步的技术方案为:发电机还包括轮毂与连接在轮毂上的端盖，端盖旋转时，驱动发电机运行;端盖的旋转方向与进风管的出风口的偏转方向一致。
[0012]其进一步的技术方案为:所述静轴上设置有凸起的散热筋。
[0013]其进一步的技术方案为:所述通风孔和所述进风孔相互间隔、位置均匀的分布在定子支撑架上。
[0014]本实用新型的有益技术效果是:
[0015]本实用新型利用了进风口风量大、温度低的特点，直接对轴承进行冷却，散热效率尚;
[0016]本实用新型在静轴上设置了散热筋，增加散热面积，提高冷却效率。
[0017]本实用新型的进风口与静轴偏斜一定角度，可减小内风路风阻。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的不意图。
[0019]图2为定子支撑架的结构示意图。
[0020]图3为静轴的结构示意图。
[0021]图4为内风路的示意图。
[0022]图5为进风管的出风口朝向轴承的示意图。
【具体实施方式】
[0023]图1为本实用新型的示意图。如图1所示，发电机包括轴承6、静轴7、端盖。轴承6的内圈与端盖8相连接，轴承6的外圈与静轴7相连接。还包括轮毂，轮毂直接与端盖8联接，驱动发电机旋转。还包括定子绕组I和安装在定子绕组I内侧的，用于支撑定子绕组I的定子支撑架11。
[0024]图2为定子支撑架的结构示意图。如如图1、图2所示，定子支撑架11为柱形，由层间隔板分为上下两层。定子支撑架11将发电机内部，定子绕组I之内，荆州7之外的空间分为前腔9与后腔10。前腔9和后腔10的侧面均通过定子支撑架11与发电机的气隙3相连通。前腔9和后腔10之间通过定子支撑架11上的通风孔相连通。定子支撑架11上还设置有进风孔。
[0025]通风孔和进风孔相互间隔、位置均匀的分布在定子支撑架上。如图2所示，本实施例中设置有四个通风孔和四个进风孔，八个孔均匀分布在环形的定子支撑架11的层间隔板之上，且四个通风孔和四个进风孔间隔分布，使得进风和通风更加均匀，散热效果更加。
[0026]图3为静轴的结构示意图。可结合图1、图2、图3了解发电机的内部构造。
[0027]通风冷却结构还包括进风管4，进风管4的进风口位于发电机之外，管体穿过进风孔并用法兰固定在进风孔之上，出风口指向轴承6处。还包括出风管2，出风管2的进风口通过定子绕组1、定子支撑架11之间的空间，与发电机的气隙3相连通，管体位于前腔9，出风口指向发电机之外。
[0028]如图1所示，为了达到更好的散热效果，静轴7的外表面还设置有外凸的散热筋，可增加散热面积。
[0029]图4为内风路的示意图。图4显示了发电机内部分冷却气体的流动方向。箭头A指示的是由进风管4进入的冷气的走向，冷气在静压作用下，由进风管4的进风口进入，直接流至出风口，并吹向轴承6，由于进风风温低，可实现对轴承6的冷却，大大提高轴承的使用寿命。之后，空气一部分顺着后腔10的侧面吹至定子绕组I，并由定子绕组I进入气隙3，另一部分通过定子支撑架11上的通风孔吹至前腔9，并由前腔9的侧面吹至定子绕组I，并由定子绕组I进入气隙3。此两部分空气都对对磁钢和铁心进行冷却。箭头B指示的是由出风管2排出的气体走向，气体进入铁心轭部空间，即气隙3之后，由气隙3从位于发电机前腔9中的出风管2流出。
[0030]图5为进风管的出风口朝向轴承的示意图。一种优选的技术方案是，进风管4的出风口的出风方向相对于轴承6的径向方向偏转一个小于90°的角度;多个进风管的出风口的偏转角度相同。由于发电机运行时，端盖8会旋转，则更优的技术方案是，端盖8的旋转方向与进风管4的出风口的偏转方向一致。如图5所示，箭头所示的是出风口的偏转方向，端盖8的旋转方向也同箭头所指。这样的设计可减小内风路的风阻，增强散热效果。
[0031]以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种大型风力发电机轴承的通风冷却结构，发电机包括安装在定子绕组内侧的定子支撑架;其特征在于: 所述定子支撑架包括上下两层，将发电机之内的空间分为前腔与后腔；前腔和后腔的侧面均与发电机的气隙处相连通;前腔和后腔之间通过定子支撑架上的通风孔相连通;所述定子支撑架上还设置有进风孔； 所述通风冷却结构还包括多个进风管，进风管的进风口位于发电机之外，管体穿过并固定在进风孔内，出风口指向发电机的轴承;还包括多个出风管，所述出风管的进风口与发电机的气隙处相连通，管体位于前腔，出风口指向发电机之外。2.如权利要求1所述的大型风力发电机轴承的通风冷却结构，其特征在于:所述出风管的出风口的方向相对于轴承的径向方向偏转一小于90°的角度;多个进风管的出风口的偏转角度相同。3.如权利要求2所述的大型风力发电机轴承的通风冷却结构，其特征在于:发电机还包括轮毂与连接在轮毂上的端盖，端盖旋转时，驱动发电机运行;端盖的旋转方向与进风管的出风口的偏转方向一致。4.如权利要求1所述的大型风力发电机轴承的通风冷却结构，其特征在于:所述静轴上设置有凸起的散热筋。5.如权利要求1所述的大型风力发电机轴承的通风冷却结构，其特征在于:所述通风孔和所述进风孔相互间隔、位置均匀的分布在定子支撑架上。
【文档编号】H02K5/18GK205544792SQ201620349021
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】张娜娜, 黄森林, 杨海江, 宫晓, 肖怡钦, 郭强
【申请人】中科盛创（青岛）电气股份有限公司