一种风力发电机组发电机智能散热方法及装置与流程

本发明主要涉及风电技术领域，特指一种风力发电机组发电机智能散热方法及装置。

背景技术：

目前，将原来只能应用于常规海拔的风力发电机组发电机直接用于高海拔地区时，发电机由于采用传统的风扇散热，其风扇的输入功率恒定，而且发电机的不同环境、不同海拔高度环境条件下，需要进行散热的热量是不同的，因此存在一定的浪费，需要对发电机进行重新设计，其通用性较差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种提高发电量的风力发电机组发电机智能散热方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种风力发电机组发电机智能散热方法，当发电机温度不大于设定阈值且风力发电机组输出功率大于额定功率时，通过电网供电，驱动齿轮泵驱动电机带动齿轮叶片泵进行散热工作；

当发电机温度大于设定阈值时，通过电网供电，驱动齿轮泵驱动电机带动齿轮叶片泵进行散热工作；

当发电机温度不大于设定阈值且风力发电机组输出功率不大于额定功率时，通过齿轮箱输出副轴带动齿轮叶片泵进行散热工作。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述齿轮箱输出副轴通过齿轮啮合、带传动或链条传动方式带动齿轮叶片泵进行散热工作。

根据发电机在不同高度海拔以及不同温度下的温度阈值曲线，当发电机温度不大于温度阈值曲线上对应点时，齿轮叶片泵输出的空气直接进入至发电机散热进气管道；

当发电机温度大于温度阈值曲线上的对应点时，齿轮叶片泵输出的空气经压缩后再进入至发电机散热进气管道。

根据发电机不同海拔高度下的空气密度温升理论计算和试验数据，设计出在不同海拔高度、不同发电机当前温度条件下的温度阈值曲线。

检测压缩后的空气压力并与给定值对比以对空气压缩进行调节。

所述给定值与发电机温度相对应。

本发明还相应公开了一种风力发电机组发电机智能散热装置，包括温度检测单元、控制单元和切换单元，所述温度检测单元和切换单元与所述控制单元相连，所述切换单元用于将齿轮叶片泵切换至与齿轮泵驱动电机或齿轮箱输出副轴相连；所述温度检测单元用于检测发电机温度并发送至控制单元，所述控制单元根据发电机温度以及输出功率对切换单元的切换进行控制。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述齿轮叶片泵通过换向阀直接与发电机散热进气管道相连；或者通过换向阀后再经一压缩机与所述发电机散热进气管道相连；所述控制单元根据所述发电机温度选择空气是否经过压缩机。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的风力发电机组发电机智能散热方法及装置，通过检测发电机温度并与预设阈值进行比较，从而根据对比结果以及输出功率对齿轮叶片泵的动力源进行选择，不仅散热可靠，而且提高了发电量。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，本实施例的风力发电机组发电机智能散热方法，当发电机温度不大于设定阈值且风力发电机组输出功率大于额定功率时，通过电网供电，驱动齿轮泵驱动电机带动齿轮叶片泵进行散热工作；由于功率达到额定功率，无需通过发电机散热自耗电管理，提高发电量；

当发电机温度大于设定阈值时，通过电网供电，驱动齿轮泵驱动电机带动齿轮叶片泵进行散热工作；此时不管风力发电机组输出功率，防止发电机过温；

当发电机温度不大于设定阈值且风力发电机组输出功率不大于额定功率时，通过齿轮箱输出副轴带动齿轮叶片泵进行散热工作；发电机散热自耗电管理，从而提高风力发电机组发电量。

具体地，齿轮箱输出副轴通过齿轮啮合方式带动齿轮叶片泵进行散热工作；当然，在其它实施例中，也可以采用采用带传动或链条传动等其它传动方式。

本实施例中，根据发电机在不同高度海拔以及不同温度下的温度阈值曲线，当发电机温度不大于温度阈值曲线上对应点时，齿轮叶片泵输出的空气直接进入至发电机散热进气管道，降低发电机散热的自耗电损耗；

当发电机温度大于温度阈值曲线上的对应点时，齿轮叶片泵输出的空气经压缩后再进入至发电机散热进气管道，提高进入发电机散热进气管道单位时间单位体积的空气质量，达到降低发电机温度的目的。

本实施例中，根据发电机不同海拔高度下的空气密度温升理论计算和试验数据，设计出在不同海拔高度、不同发电机当前温度条件下的温度阈值曲线。

本实施例中，检测压缩后的空气压力并与给定值对比以对空气压缩进行调节。

如图1所示，本发明还相应公开了一种风力发电机组发电机智能散热装置，包括温度检测单元、控制单元和切换单元，温度检测单元和切换单元与控制单元相连，切换单元用于将齿轮叶片泵切换至与齿轮泵驱动电机或齿轮箱输出副轴相连；温度检测单元用于检测发电机温度并发送至控制单元，控制单元根据发电机温度以及输出功率对切换单元的切换进行控制。

本实施例中，齿轮叶片泵通过换向阀直接与发电机散热进气管道相连；或者通过换向阀后再经一压缩机与发电机散热进气管道相连；控制单元根据发电机温度选择空气是否经过压缩机。

下面结合本散热装置对本发明的散热方法做进一步说明：

如图1所示，散热装置包括空气进气阀、齿轮叶片泵、驱动切换开关、齿轮泵驱动电机、齿轮箱输出副轴和发电机温度传感器构成，由齿轮叶片泵通过空气进气阀从机舱吸入空气。齿轮叶片泵的工作有两种动力驱动模式：一种是直接通过齿轮箱输出副轴与齿轮叶片泵减速机构连接，或者也可以通过齿轮同步带传递，或者通过齿轮链条传递；另一种是通过电网供电，驱动齿轮泵驱动电机带动齿轮叶片泵进行工作；两种动力通过切换开关进行动力切换。切换开关的动作由控制单元根据发电机温度传感器检测的温度信号与输出功率综合后进行切换的选择。

具体地，（1）当发电机温度小于等于发电机温度设定阈值且风力发电机组输出功率大于额定功率时，切换开关切换到齿轮泵驱动电机工作，由于功率达到额定功率，无需通过发电机散热自耗电管理提高发电量；

（2）当发电机温度大于设定阈值不管风力发电机组输出功率大小，切换开关切换到齿轮泵驱动电机工作，防止发电机过温；

（3）当发电温度小于等于发电机温度设定阈值且发电机功率小于等于发电机额定功率，切换开关切换到齿轮箱输出副轴工作，进行发电机散热自耗电管理，提高风力发电机组发电量。

当切换开关在两种工作模式切换过程中，设计一动作饱和器，降低两种动力切换带来的冲击。

另外，还包括换向阀、换向阀控制器、温度控制模块、发电机温度传感器、空气压缩机、压力传感器、温度-压力给定控制模块和空气压缩机控制器组成。

齿轮叶片泵泵送的的空气通过换向阀进入空气压缩机后再进入发电机散热进气管道或者直接通过换向阀进入发电机散热进气管道。进入换向阀的空气是否需要压缩由温度控制模块进行控制。温度控制模块获得由温度传感器测得发电机温度，根据发电机不同海拔高度下的空气密度温升理论计算和试验数据，设计出在不同海拔高度（即不同空气密度）、不同发电机当前温度条件下的阈值曲线，来判断换向阀的动作。当设计的条件小于等于设定阈值时，经过换向阀的空气不需要压缩直接进入发电机散热进气管道，达到降低发电机散热的自耗电损耗；当设计的条件大于设计定阈值时，经过换向阀的空气进入空气压缩机压缩，提高进入发电机散热进气管道单位时间单位体积的空气质量，从而达到降低发电机温度的目的。空气压缩机需要获得输出空气压力由温度-压力给定控制模块驱动空气压缩机控制器进行压力给定，其温度-压力给定控制模块通过压力传感器采集压缩机出口压力与当前压力给定值进行比较，获得需要的压力值通过空气压缩机控制器进行给定，压力给定值还需通过温度控制模块输出当前温度条件下对应的压力给定需求，从而控制空气压缩机的压力输出，最低限度的降低压缩机工作，且满足发电机散热进气空气密度的给定需求，达到发电机散热智能自耗电的管理以及可以将常规型风力发电机组发电机扩展到高海拔条件下使用。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。