[发明专利]直驱风力发电机冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及风电技术领域，特别涉及一种应用于直驱风力发电机的冷却系统。

背景技术

直驱风力发电机，是一种由风力直接驱动的发电机，亦称无齿轮风力发动机，这种发电机采用多极电机与叶轮直接连接进行驱动的方式，免去齿轮箱这一传统部件。由于齿轮箱是目前在兆瓦级风力发电机中易过载和过早损坏率较高的部件，因此，没有齿轮箱的直驱式风力发动机，具备低风速时高效率、低噪音、高寿命、减小机组体积、降低运行维护成本等诸多优点。

直驱风力发电机与设置有叶片的轮毂直接连接，由转轴、转子、定子等组成。转轴位于转子的中心，且与转子固定连接；转轴与轮毂固定连接，使叶片带动轮毂转动时，能够带动转轴转动，同时带动转子转动。定子相对于转子径向固定。在工作过程中，转子转动时，带动设在转子内的永久磁极转动，从而产生旋转磁场，通过旋转磁场在定子上的定子绕组中切割运动产生电动势，从而将机械能转化为电能。

在此过程中，在转子和定子上会产生大量的热。目前直驱风力发电机散热系统一般采用空空两路循环冷却散热系统，存在部件冗杂、成本高昂、散热效率低的缺点。

发明内容

鉴于上述缺点，本发明提出一种新型直驱风力发电机冷却系统，降低成本，提高散热效率。

另一方面，本发明提供一种适合于外转子直驱风力发电机的直驱风力发电机冷却系统。直驱风力发电机分为外转子形式和内转子形式，如果是外转子形式，转子在外（称为外转子），定子在内（称为内转子）。本发明的直驱风力发电机冷却系统适用于这种外转子直驱风力发电机。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种直驱风力发电机冷却系统，在设置有直驱风力发电机的机舱上开设空气吸入口，机舱内部设有散热风扇收容腔，空气吸入口和散热风扇收容腔的入口通过吸入管道连通，以利用设置在散热风扇收容腔中的散热风扇从空气吸入口吸入外部空气，在空气吸入口设置空气过滤装置，散热风扇收容腔的出口朝向转子和定子中的至少一个，在相对于转子和定子位于散热风扇收容腔相反侧的机舱上开设出风口。

可选地，空气过滤装置包括沿着空气流向依次设置的波形板分离器、中效过滤器和截面积逐渐变小的排出通道，排出通道与吸入管道相连。

优选地，波形板分离器的波形板上形成倒钩。

可选地，在出风口设置导流罩。

优选地，导流罩沿着空气流向分为截面积不变的第一段和截面积逐渐变小的第二段，且第二段朝向外转子中心开口。

一种直驱风力发电机冷却系统，用于冷却外转子直驱风力发电机，在设置有外转子直驱风力发电机的机舱上开设空气吸入口，机舱内部设有散热风扇收容腔，空气吸入口和散热风扇收容腔的入口通过吸入管道连通，以利用设置在散热风扇收容腔中的散热风扇从空气吸入口吸入外部空气，在空气吸入口设置空气过滤装置，在内定子端盖上形成进风口，散热风扇收容腔的出口和内定子端盖上的进风口通过送风管道连通，在外转子端盖上形成出风口。

可选地，在外转子端盖的径向外侧区域形成与内定子和外转子之间的径向间隙相对应的通孔。

可选地，空气过滤装置包括沿着空气流向依次设置的波形板分离器、中效过滤器和截面积逐渐变小的排出通道，排出通道与吸入管道相连。

优选地，波形板分离器的波形板上形成倒钩。

可选地，在外转子端盖上的出风口设置导流罩。

优选地，导流罩沿着空气流向分为截面积不变的第一段和截面积逐渐变小的第二段，且第二段朝向外转子中心开口。

根据本发明，通过将外部空气吸入到风力发电机内部，直接冷却风力发电机的关键发热部件，散热效果更好，同时省掉了传统空空双回路循环的散热器以及连接附件，使散热系统更加简单可靠，成本降低。而且，通过自然风冷与强制风冷的结合，使风力发电机的冷却效率更高。而且，利用空气过滤装置有效处理外部空气，防止对机舱内部的部件造成损害。而且，对空气过滤装置进行模块化设计，从而能够适应外界各种环境。

附图说明

图1a为根据本发明实施例的直驱风力发电机中内定子和外转子的结合状态示意图（从内定子侧观察）；

图1b为根据本发明实施例的直驱风力发电机中内定子和外转子的结合状态立体示意图（从外转子侧观察）；

图1c为根据本发明实施例的直驱风力发电机中外转子的主视图；

图2为根据本发明实施例的直驱风力发电机组的示意图；

图3为根据本发明实施例的直驱风力发电机冷却系统的示意图；