风力发电机组的自清洁冷却系统的制作方法

本实用新型涉及风力发电设备领域，提供一种能够自动清洁的冷却设备，具体涉及一种风力发电机组的自清洁冷却系统。

背景技术：

风能是太阳能的一种转化形式，是一种不产生任何污染排放的可再生自然能源。与太阳能、生物、地热和海洋能发电相比，风电是当前技术和经济上最具商业化规模开发条件的新能源。目前我国在风电领域已经取得了较大的进展，一大批风电装置布置在祖国各地并陆续并网发电；

风力发电机是将风能转化为电能的装置，在风力发电机工作的过程当中，机组内部的齿轮箱、变频器等部件会产生大量的热，由于热量会逐渐累积升高，所以需要及时地将机组内的热量排出，以确保机组设备处在合理的温度条件下；

现有技术中，一般都会选择空冷的方式进行冷却降温，也有部分设备上选用水冷的方式进行降温，相对来说，空冷的方式成本较低，但是受到使用环境的限制，容易把外界的杂物引入到机组内，为风力发电机的安全运行带来一定的隐患；水冷/油冷的方式虽然成本略高，但冷却效果较好，不会从外界引入其他污染物，额外的风险较小；不过，水冷设备将机组内的热量传导至机组以外后，仍然需要利用外界环境带走热量，从而实现冷却液的循环利用，在这个过程中，为了外界环境快速带走冷却液中的热量，往往将冷却液分散在多条并行的换热通道中，再通过风扇加速空气流动，但是在实际使用过程中，这种方式还是存在亟需解决的问题，比如，在外界温度较高时，外界空气对换热通道中冷却液的降温效果不理想，难以满足机组的换热要求，在所述换热通道外壁上还容易附着柳絮等污染物，进而堵塞空气流动通道，进一步降低换热效果，延长风扇的工作时间，加大能源消耗，为了清除这些污染物，需要消耗较大的人力物力。

由于上述原因，本发明人对现有的风力发电机组的冷却系统做了深入研究，以期待设计出一种能够解决上述问题的风力发电机组的冷却系统。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种风力发电机组的自清洁冷却系统，该系统通过水冷循环将机组中的热量传导至机组外部，并且在机组外部设置带有多条流道及换热翅片的散热组件，通过风机引导外界空气流经该散热组件，带走散热组件上的热量，并且该风机能够反向旋转，使得通过散热组件的空气反向流动，从而吹走散热器上附着的污染物，确保散热组件通风顺畅，无需额外清洗散热组件，还能够缩短风扇的工作时间，节约能源，从而完成本实用新型。

具体来说，本实用新型的目的在于提供一种风力发电机组的自清洁冷却系统，其特征在于，该冷却系统包括散热器1，

在所述散热器1上连接有冷却液循环管路2的进液端21和出液端22；通过所述冷却液循环管路2将机组中的热量传导至散热器1；

在所述散热器1上安装有两个风扇3，且当两个风扇3同时工作时，两个风扇同向旋转；

通过所述风扇3引动空气穿过散热器1，进而带走散热器1上的热量；

且所述风扇3能够反向旋转，从而使得空气反向穿过散热器1，带走附着在散热器1上的污染物；

所述风扇3上还设置有电机4，通过电机4带动风扇3旋转；

所述自清洁冷却系统还包括正反转控制电路，

通过该正反转控制电路控制电机4每次以不同的转向启动；

电机一通过接触器153K5和接触器KZ1、接触器KF1与电源相连，

电机二通过接触器153K7和接触器KZ2、接触器KF2与电源相连；

所述正反转控制电路包括PLC、接触器KF1、接触器KF2、中间继电器KA1、中间继电器KA2、中间继电器KA3和中间继电器KA4，

接触器153K5的辅助触点与PLC的接点I0.3连接，

接触器153K7的辅助触点与PLC的接点I0.4连接，

PLC的接点Q0.0通过中间继电器KA1与接触器KZ1的线圈和接触器KF1的辅助触点相连，

PLC的接点Q0.1通过中间继电器KA2与接触器KF1的线圈和接触器KZ1的辅助触点相连，

PLC的接点Q0.2通过中间继电器KA3与接触器KZ2的线圈和接触器KF2的辅助触点相连，

PLC的接点Q0.3通过中间继电器KA4与接触器KF2的线圈和接触器KZ2的辅助触点相连；

当接触器153K5和/或接触器153K7接通时，PLC的Q0.0接点和/或Q0.2接点接通，电机一和/或电机二正转；当接触器153K5和/或接触器153K7再次接通时，PLC的Q0.1接点和/或Q0.3接点接通，电机一和/或电机二反转。

其中，所述自清洁冷却系统还包括控制电机4上电工作的温度传感器，通过所述温度传感器探测散热器1中冷却液的温度，在探测到散热器1中冷却液的温度大于预设值时控制电机4上电工作。

其中，所述自清洁冷却系统还包括开关LW26，所述开关LW26与PLC的接点I0.2连接，当开关LW26接通时，PLC允许Q0.0接点和/或Q0.2接点接通，不允许Q0.1接点和/或Q0.3接点接通，电机一和/或电机二可以正转，不能反转。

其中，所述散热器1包括包覆在其周围侧壁上的壳体11和位于壳体11内部的多条并联设置的流体通道12，

所述散热器的正面和背面通透，可见其中的流体通道12，

所述风扇3设置在散热器1的正面/背面，并且位于壳体11内部；

所述流体通道12两端分别与进液端21和出液端22相连。

其中，在所述流体通道12的外壁上设置有翘片13，

相邻两个流体通道12和翘片13之间的缝隙共同组成供空气穿过的风道5；

在风扇3的作用下，外界空气穿过风道5进而带走流体通道12中的热量。

其中，多个所述风道5彼此平行设置，且所述风道5的延伸方向基本都与进风方向一致。

其中，所述风扇3的扇叶呈平板状，扇叶与风扇的旋转轴之间的夹角角度为45度。

本实用新型所具有的有益效果包括：

(1)根据本申请提供的风力发电机组的自清洁冷却系统能够自行根据需要控制风扇是否启动工作，以最大程度地节约能源；

(2)根据本申请提供的风力发电机组的自清洁冷却系统在每次启动风扇时都会自行调整风扇的转向，从而吹走散热器上附着的污染物，确保散热组件中通风顺畅。

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的风力发电机组的自清洁冷却系统整体结构正面示意图；

图2示出根据本实用新型一种优选实施方式的风力发电机组的自清洁冷却系统整体结构侧面示意图；

图3示出根据本实用新型一种优选实施方式的电机一的主回路电原理图；

图4示出根据本实用新型一种优选实施方式的电机二的主回路电原理图；

图5示出根据本实用新型一种优选实施方式的控制回路电原理图。

附图标号说明：

1-散热器

11-壳体

12-流体通道

13-翘片

2-冷却液循环管路

21-进液端

22-出液端

3-风扇

4-电机

5-风道

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本实用新型提供的一种风力发电机组的自清洁冷却系统，如图1中所示，该冷却系统包括散热器1，

在所述散热器1上连接有冷却液循环管路2的进液端21和出液端22；通过所述冷却液循环管路2将机组中的热量传导至散热器1；再通过散热器1将热量散失在空气中，实现空冷降温的作用效果；其中，所述冷却液循环管路2连通至机组中的齿轮箱或变频器等部件，将其产生的热量传导至散热器1中；所述冷却液循环管路2中流通有冷却液，所述冷却液优选为防冻液；

在所述散热器1上安装有风扇3，通过所述风扇3引动空气穿过散热器1，进而带走散热器1上的热量；所述风扇紧邻散热器，通过风扇使空气加速流动，从而空气加速流过散热器，空气在流经散热器的过程中，与散热器接触，在此过程中进行热交换，散热器中的热量传递至空气中，随着空气的流动而快速溢散。

在风扇旋转的过程中，外界空气中漂浮的柳絮、沙尘等污染物会随着空气流经散热器，此时会有部分污染物附着在散热器上，并且污染物的附着量会越来越大，最终堵塞散热器，使得风扇不得不持续工作以便于充分降温，自然导致能耗增加，而且当污染物更多的时候，风扇持续工作也不一定能够充分降温，从而风力发电机机组中的温度逐渐升高，最终不得不停止发电。

为此，本申请中的风扇3不仅仅能够正转，所述风扇3也能够反向旋转，从而使得空气反向穿过散热器1，带走附着在散热器1上的污染物。

其中，所述风扇3上还设置有电机4，通过电机4带动风扇3旋转，

所述自清洁冷却系统还包括控制电机4上电工作的温度传感器，通过所述温度传感器探测散热器1中冷却液的温度，在探测到散热器1中冷却液的温度大于预设值时控制电机4上电工作。在探测到散热器1中冷却液的温度小或等于预设值时控制电机4停止工作；所述预设值可以根据实际需求设置，一般为20～40度；

在一个优选的实施方式中，所述自清洁冷却系统还包括正反转控制电路，通过该正反转控制电路控制电机4每次以不同的转向启动。

在白天和夜晚的温差，以及不同天气状况下的温差作用下，外界空气对于散热器的降温效果自然是不同的，为此散热器上的温度是持续波动的，在温度传感器探测的作用下，电机4并不会持续工作，在每次停止后的启动时，在所述正反转控制电路的作用下，电机以不同的转向启动工作，即如果本次启动的转向是正向，下次启动的转向为反向，再下次启动的方向又是正向。

更优选地，针对不同的温度状况，在每次启动风扇及电机时，可以选择启动其中的任意一个或者两个都启动；

在一个优选的实施方式中，如图1中所示，在所述散热器1上安装有两个风扇3，且当两个风扇3同时工作时，两个风扇同向旋转，即两个风扇对应的电机的转向相同。

在一个优选的实施方式中，如图3、图4和图5中所示，在设置有两个风扇时，相应地设置有两个电机，本申请中称之为电机一和电机二；

电机一通过接触器153K5和接触器KZ1、接触器KF1与电源相连，

电机二通过接触器153K7和接触器KZ2、接触器KF2与电源相连；

接触器153K5、接触器153K7的辅助触点都为常开触点，可以选用ABB A9-30-10型号的接触器；

接触器KZ1、接触器KZ2的辅助触点都为常闭触点，可以选用ABB A9-30-01型号的接触器；

当温度传感器探测到散热器1中冷却液的温度高于预设值时，接触器153K5和/或接触器153K7闭合，电机一和/或电机二上的电源接通；

所述正反转控制电路包括PLC、接触器KZ1、接触器KF1、接触器KZ2、接触器KF2、中间继电器KA1、中间继电器KA2、中间继电器KA3和中间继电器KA4；本申请中所述PLC及附图中的PLC都是指可编程控制器；接触器KF1和接触器KF2的辅助触点为常闭触点，可以选用ABB A9-30-01型号的接触器；中间继电器KA1、中间继电器KA2、中间继电器KA3和中间继电器KA4都可以选用型号为CR-S024VADC1CRS的中间继电器，其主回路电压交流230V，控制电压直流24V；

其中，接触器KF1与接触器KZ1接线顺序相反，

接触器KF2与接触器KZ2接线顺序相反；

接触器153K5的辅助触点与PLC的接点I0.3连接，当接触器153K5闭合时向PLC中传输信号，

接触器153K7的辅助触点与PLC的接点I0.4连接，当接触器153K7闭合时向PLC中传输信号，

PLC的接点Q0.0通过中间继电器KA1与接触器KZ1的线圈和接触器KF1的辅助触点相连，

PLC的接点Q0.1通过中间继电器KA2与接触器KF1的线圈和接触器KZ1的辅助触点相连，

PLC的接点Q0.2通过中间继电器KA3与接触器KZ2的线圈和接触器KF2的辅助触点相连，

PLC的接点Q0.3通过中间继电器KA4与接触器KF2的线圈和接触器KZ2的辅助触点相连；

当接触器153K5和/或接触器153K7接通时，PLC的Q0.0接点和/或Q0.2接点接通，电机一和/或电机二正转；

当接触器153K5和/或接触器153K7再次接通时，PLC的Q0.1接点和/或Q0.3接点接通，电机一和/或电机二反转。

PLC中自动记载上一次接触器153K5和/或接触器153K7接通时，对应启动的是使得电机一和/或电机二正转的Q0.0接点和/或Q0.2，还是使得电机一和/或电机二反转的Q0.1接点和/或Q0.3接点，并且在下次启动时控制另外一组接点启动。

进一步优选地，在所述PLC中还设置有时钟模块，每次需要启动时都延迟特定时间，以便于确保风扇及电机是在完全停止旋转的状态下启动工作。

在一个优选的实施方式中，所述自清洁冷却系统还包括开关LW26，所述开关LW26与PLC的接点I0.2连接，当开关LW26接通时，PLC允许Q0.0接点和/或Q0.2接点接通，不允许Q0.1接点和/或Q0.3接点接通，电机一和/或电机二可以正转，不能反转，所述开关LW26的作用在于切换所述正反转控制电路功能，以便于在特定状态下，维持风扇沿同一个方向旋转。

在一个优选的实施方式中，如图1和图2中所示，所述散热器1包括包覆在其周围侧壁上的壳体11和位于壳体11内部的多条并联设置的流体通道12，

所述散热器的正面和背面通透，可见其中的流体通道12，

所述风扇3设置在散热器1的正面/背面，并且位于壳体11内部；

所述流体通道12两端分别与进液端21和出液端22相连。

其中，在所述流体通道12的外壁上设置有翘片13，通过翘片增大换热面积，提高换热效率，本申请中优选地，所述翘片设置在流体通道12的两侧，该翘片截面形状优选为波纹形状，更优选地，各个翘片13彼此平行设置。

所述风扇设置在壳体11内部，能够防止散热器侧壁进出风，空气只能通过散热器的正面或者背面进出散热器，所以无论风扇正转还是反转，都能够增加空气流动效率。

翘片13上波纹之间的缝隙和相邻两个流体通道12之间的缝隙共同组成供空气穿过的风道5；

在风扇3的作用下，外界空气穿过风道5进而带走流体通道12中的热量。

其中，多个所述风道5彼此平行设置，且所述风道5的延伸方向基本都与进风方向一致。

其中，所述风扇3的扇叶呈平板状，扇叶与风扇的旋转轴之间的夹角角度为45度。呈45度角设置的平板状的扇叶使得风扇在正转和反转时都能够引导空气流经散热器，并且正转和反转时的作用效果基本一致。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本实用新型工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“一”、“二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。