[发明专利]空气冷却系统、风力发电机组及其冷却方法

说明书

本发明涉及一种空气冷却系统、风力发电机组及其冷却方法。空气冷却系统设置于风力发电机组的机舱与发电机的进气口之间，其包括：各自独立运行的两个以上的子系统，每个子系统包括：除湿装置，设置于机舱的壁部且与机舱连通；驱动设备，设置于机舱内，以将外界冷却空气经除湿装置引入机舱，与由发电机的出气口排放的部分高温空气混合，并与机舱的发热部件和/或发电机进行热交换；其中，两个以上子系统的驱动设备同时运行，以实现第一功能；两个以上子系统的驱动设备分别交替运行预定时间，以实现第二功能。该空气冷却系统扩展了空气冷却系统的功能性。

技术领域

本发明涉及冷却技术领域，特别是涉及一种空气冷却系统、风力发电机组及其冷却方法。

背景技术

风力发电是最接近商业化的可再生能源技术之一，是可再生能源发展的重点。风力发电机组中的电机在运行过程中存在热损耗，其主要包括：电磁损耗，即绕组中由于欧姆阻抗产生的焦耳热，即铜损；铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗等，即铁耗；以及不可避免的杂散损耗；若为永磁电机，则还包括磁钢损耗。这些损耗使电机运行时释放出大量的热量，而这些热量不仅会对电机本身及其绝缘结构造成一定的冲击，导致缩短绝缘寿命甚至绝缘失效，还会导致电机的输出功率不断下降。

随着风力发电机组的快速发展，机组的单机容量不断增加，风力发电机机组的损耗不断提高，冷却系统的设计越来越重要。尤其当风力发电机组处于风沙较大、潮湿低温、高盐等环境恶劣的工况时，对冷却系统的功能要求也更严苛。

发明内容

本发明的目的是提供一种空气冷却系统、风力发电机组及其冷却方法，该空气冷却系统可以实现包括冷却功能的多重功能。

一方面，本发明提出了一种空气冷却系统，该空气冷却系统设置于风力发电机组的机舱与发电机的进气口之间，其至少包括：各自独立运行的两个以上的子系统，每个子系统包括：除湿装置，设置于机舱的壁部且与机舱连通；驱动设备，设置于机舱内，以将外界冷却空气经除湿装置引入机舱，与由发电机的出气口排放的部分高温空气混合，并与机舱的发热部件和/或发电机进行热交换；其中，两个以上子系统的驱动设备同时运行，以实现第一功能；两个以上子系统的驱动设备分别交替运行预定时间，以实现第二功能。

根据本发明的一个方面，第一功能为对风力发电机组进行冷却、除湿和除盐中的至少一者，第二功能为对除湿装置进行除冰。

根据本发明的一个方面，两个以上子系统的结构相同。

根据本发明的一个方面，每个子系统还包括：第一管道，具有位于机舱内的第一端和位于机舱外的第二端，驱动设备对应于第一管道的第一端设置，除湿装置对应于第一管道的第二端设置于机舱的壁部；第二管道，其一端连接发电机的出气口，另一端经与第一管道交汇后延伸至机舱外与外界冷却空气连通，以将发电机的出气口排放的部分高温空气与进入第一管道的冷却空气进行混合。

根据本发明的一个方面，该空气冷却系统还包括温度传感器和与温度传感器电连接的控制器，当温度传感器监测的外界环境温度低于预定温度时，控制器控制两个以上子系统的驱动设备分别交替运行预定时间，以对每个子系统的除湿装置进行除冰。

根据本发明的一个方面，每个子系统还包括调节阀，调节阀设置于第一管道与第二管道的交汇处，以调节由第二管道进入第一管道的高温空气的流量。

根据本发明的一个方面，每个子系统还包括过滤装置，过滤装置将机舱的内部空间分隔为第一空腔和第二空腔，第一管道和驱动设备位于第一空腔。

根据本发明的一个方面，过滤装置包括隔离支架和设置于隔离支架上的过滤组件，隔离支架与机舱的壁部连接，且沿第一空腔内的空气流动方向渐缩设置。

根据本发明的一个方面，过滤组件包括靠近第一空腔设置的第一过滤件和靠近第二空腔设置的第二过滤件，且第二过滤件的滤网孔径小于第一过滤件的滤网孔径。