孔叶轮及其送风散热冷却方式的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于风力发电技术领域，涉及发电机冷却方式，一种以轮盘孔的一侧孔面作叶片工作面的散热叶轮送风冷却方式。
【背景技术】
[0002]发电机定子和转子的散热冷却效果直接关乎整个风力发电机组运行可靠性、乃至其使用寿命。设计者对现有发电机冷却方式及异步、双馈异步和直驱式交流永磁同步三种机型外转子风力发电机结构进行分析与研宄后，推出了一种以轮盘孔的一侧孔面作叶片工作面的散热叶轮送风冷却方式。
[0003]上述所述以轮盘孔的一侧孔面作叶片工作面的散热叶轮，以下简称“孔叶轮”。
[0004]说明书附图中，图1 (图2)、图3 (图4)、图5 (图6)是三种较为典型的孔叶轮结构示意图。
[0005]孔叶轮单独使用或者其与叶片叶轮配合使用，在一些特定场合，能起到简化结构并加强送风散热的作用；说明书附图中，图7 (图8)就可看作是一种孔叶轮与叶片叶轮的特殊组合形式。
[0006]设计理论依据简述:一般轮盘孔，其孔面上各点法线都垂直于发电机旋转轴(亦即轮盘轴)的轴线，这样的轮盘孔随轴旋转时自身只有轮盘两面通气的作用，并无沿轴向从一方朝另一方送气的作用；而可起叶片作用的轮盘孔，其孔面上各点法线与发电机旋转轴的轴线不垂直(朝向送气方向)，当轴旋转时其孔既有通气的作用，又有一定送气或者排气的作用。
【发明内容】
[0007]本发明提供了孔叶轮及其送风散热冷却方式，其目的是要改善风力发电机组外转子、特别是内定子的冷却效果，提高设备可靠性及其使用寿命；
为实现上述目的，其技术解决方案是:一种孔叶轮结构，包括发电机旋转轴(1)、具有孔叶轮结构且与发电机同轴的外转子(2)，即整个外转子如同是一个以轮盘孔(211)为叶片的散热叶轮。
[0008]上述所述具有孔叶轮结构且与发电机同轴的外转子(2)，其轮盘孔(211)为扇形或者非扇形、喇叭状、对称或者不对称型，沿周向均匀分布；轮盘孔(211)两侧孔面为平面或者曲面，孔面上各点法线与发电机旋转轴(I)的轴线不垂直，即当轮盘孔(211)随发电机旋转轴(I)同步旋转时，一侧孔面(212)如同风机叶片的工作面，另一侧孔面有一定导流的作用；亦即轮盘孔(211)既有轮盘(21)两面通气的作用，又有沿轴向从一方朝另一方送气或者排气的作用。
[0009]为提高孔叶轮送风散热冷却效果，与发电机同轴的外转子2的轮盘孔211的工作面212向外延伸突出，其突出部分213的工作面为平面(或者曲面)。
[0010]上述所述具有孔叶轮结构且与发电机同轴的外转子(2)为磁极或者电枢；优选地，所述外转子为磁极。
[0011]上述所述孔叶轮送风散热冷却方式，作为一种辅助冷却方式或者优化设计选择，应用于风冷外转子发电机或者电机的外转子、特别是内定子的送风冷却或者排气散热。
【附图说明】
[0012]图1为孔叶轮结构示意图一，图2为图1的左视图；图3为孔叶轮结构示意图二，图4为图3的左视图；图5为孔叶轮结构示意图三，图6为图5的左视图。从图1到图6中，I 一发电机旋转轴、2 —外转子、21 —轮盘、211 —轮盘孔、212 —(轮盘孔)工作面。
[0013]图7为孔叶轮与叶片叶轮一种组合结构示意图，图8为图7的左视图。
[0014]图9为孔叶轮应用例示意图，图10为图9中前支撑右视图，图11为图9中后支撑左视图。
【具体实施方式】
[0015]如图1 (图2)、图3 (图4)和图5 (图6)所示三种典型孔叶轮，包括发电机旋转轴I和外转子2 ;外转子2通过其轮盘21固定在发电机旋转轴I上，随轴同步旋转，整个外转子2可看作是一个以轮盘孔211的一侧孔面212为工作面的散热叶轮。
[0016]如图7 (图8)所示，为提高孔叶轮送风散热冷却效果，与发电机同轴的外转子2的轮盘孔211的工作面212向外延伸突出，其突出部分213的工作面为平面(或者曲面)。
[0017]孔叶轮应用例，如图1、图2、图9、图10和图11所示，一种外转子双轴伸永磁同步风力发电机，包括发电机旋转轴1，外转子2、前支撑座3，后支撑座4，内定子5、承重轴承6，机舱座7，排气风机8，发电机罩9，其中，外转子包括轮盘21、磁轭22、永磁铁23，内定子包括绕组51、磁芯52、定子轴5 ;另有，轮盘孔211、(轮盘孔)工作面212、(轮盘孔工作面)突出部分213、(截面为方形或者梯形的)冷却流道221、(截面为梯形的)磁铁固定槽222、圆周滑槽41、输出接线端口 42。孔叶轮应用例将同日另行申请实用新型专利。
[0018]孔叶轮送风散热冷却方式，作为一种辅助冷却方式，或者一种优化设计选择，可广泛应用于外转子结构的风力发电机上，无论是异步风力发电机、双馈异步风力发电机、还是直驱式交流永磁同步风力发电机。
[0019]孔叶轮送风散热冷却方式，应用于外转子结构的风力发电机的外转子、特别是内定子的送风冷却或者排气散热。
[0020]孔叶轮送风散热冷却方式，同样可推广应用于其它动力外转子风冷发电机、以及外转子风冷电机上，作主要散热(功率较小或者轴的转速较快时)或者辅助散热(功率较大或者轴的转速较慢时)。
[0021]孔叶轮送风(或者排风)散热冷却方式，是本发明的核心所在，而说明书中涉及到的几种孔叶轮结构只是较佳优选方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何相关专业技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或者装饰，均落在本发明保护范围内。
【主权项】
1.孔叶轮及其送风散热冷却方式，其特征在于，孔叶轮包括发电机旋转轴(1)、具有孔叶轮结构且与发电机同轴的外转子(2)，即整个外转子如同是一个以轮盘孔(211)为叶片的散热叶轮。
2.根据权利要求1所述的孔叶轮及其送风散热冷却方式，其特征在于，所述具有孔叶轮结构且与发电机同轴的外转子(2)，其轮盘孔(211)为扇形或者非扇形、喇叭状、对称或者不对称型，沿周向均匀分布；轮盘孔(211)两侧孔面为平面或者曲面，孔面上各点法线与发电机旋转轴(I)的轴线不垂直，即当轮盘孔(211)随发电机旋转轴(I)同步旋转时，一侧孔面(212)如同风机叶片的工作面，另一侧孔面有一定导流的作用；亦即轮盘孔(211)既有轮盘(21)两面通气的作用，又有沿轴向从一方朝另一方送气或者排气的作用。
3.根据权利要求1或者2所述的孔叶轮及其送风散热冷却方式，其特征在于，所述轮盘孔211的工作面212向外延伸突出，其突出部分213的工作面为平面或者曲面，借此方式提高孔叶轮送风散热冷却效果。
4.根据权利要求1所述的孔叶轮及其送风散热冷却方式，其特征在于，所述具有孔叶轮结构且与发电机同轴的外转子为磁极或者电枢。
5.根据权利要求1所述的孔叶轮及其送风散热冷却方式，所述孔叶轮送风散热冷却方式，作为一种辅助冷却方式或者优化设计选择，应用于外转子风冷发电机或者电机的外转子、特别是内定子的送风冷却或者排气散热。
【专利摘要】本发明公开了孔叶轮及其送风散热冷却方式，提供了一种以轮盘孔的一侧孔面作叶片工作面的散热叶轮，即所称孔叶轮。孔叶轮单独使用或者其与叶片叶轮配合使用，在一些特定场合，能起到加强送气（或者排气）散热的作用。孔叶轮送风散热冷却方式，作为一种辅助冷却方式或者优化设计选择，可广泛应用于外转子结构的风力发电机上，无论是异步风力发电机、双馈异步风力发电机、还是直驱式交流永磁同步风力发电机；同样可推广应用于其它动力外转子风冷发电机、以及外转子风冷电机上，作主要散热（功率较小或者轴的转速较快时）或者辅助散热（功率较大或者轴的转速较慢时）。
【IPC分类】H02K9-06
【公开号】CN104716780
【申请号】CN201510142950
【发明人】不公告发明人
【申请人】徐文章
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年3月30日