[發明專利]一種直驅永磁風力發電機冷卻裝置

有效

• 申請號: 201110399475.9
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN102412662A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 王丁會;董禮;王海龍;楊懷宇;秦明
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: H02K9/04
• 分類號: H02K9/04;H02K5/18
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 岳亞

技術領域

本發明涉及發電機冷卻技術領域，尤其涉及一種直驅永磁風力發電機冷卻裝置。

背景技術

現有技術中，風電作為新能源，發展速度十分迅速。永磁風力發電機已經從千瓦級發展到兆瓦級，而隨著3MW、6MW以及更高發電功率直驅永磁發電機的不斷研發深入及樣機問世，發電機所需要的散熱量也隨著發電功率的增加而不斷增加。并且，由于磁鋼價格上漲，引起永磁發電機減磁鋼研發的開展，從而造成發電機所需散熱量也隨之增加。

現有發電機中的散熱芯體布置將近占用了機艙罩內三分之一的體積，而隨著發電機發電功率的提高，僅通過增加板式換熱器芯體的體積或增加換熱芯體的數量及循環風機的功率來解決散熱問題，一方面容易造成板式換熱器芯體制造工藝的復雜性，另一方面造成換熱器體積龐大。

發明內容

本發明的目的在于提出一種直驅永磁風力發電機冷卻裝置，用以解決現有的發電機冷卻裝置板式換熱器芯體制造工藝復雜，換熱器體積龐大的問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種直驅永磁風力發電機冷卻裝置，在板式換熱器上設置有引入低溫環境空氣的外循環風機和引入高溫空氣的內循環風機，內循環管道上設置有輔助換熱裝置；

所述輔助換熱裝置包括布置于機艙罩上下的板肋管式換熱段、環肋管式換熱段及連接環肋管式換熱段與發電機的軟管。

該裝置還包括風箱，通過法蘭與所述環肋管式換熱段連接。

在所述風箱的一個面上或多個面上布置不同數目的所述板肋管式換熱段和環肋管式換熱段。

所述板肋管式換熱段和環肋管式換熱段根據機艙罩的強度由機艙罩承重，或者通過支撐所述將環肋管式換熱段的重量傳遞給底座，由底座承重。

所述板肋管式換熱段和環肋管式換熱段材質為鋁質，數量和管徑根據需要設定。

所述板肋管式換熱段管上板肋高度根據強度要求設置；所述環肋管式換熱段長度及環肋直徑根據強度設置。

所述板肋管式換熱段的板肋上設置有孔。

所述板肋管式換熱段管內設置有擾流片。

采用了本發明的技術方案，可充分利用風場自然風對直驅永磁風力發電機進行冷卻。通過布置于機艙罩上下的板肋管式換熱段、環肋管式換熱段及連節環肋管式換熱段與發電機的軟管的輔助散熱，可有效減小板式換熱器芯體的體積，減小其占用機艙罩空間，避免換熱芯體體積或數量隨發電機發電功率的增加而迅速增加。并且，可以通過減板式換熱器芯體的幾何尺寸來降低芯體的制造難度及換熱芯體的成本。另外，本發明的技術方案，可有效降低循環風機耗能，并通過利用風場自然風冷卻起到節能的作用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明具體實施方式中直驅永磁風力發電機冷卻裝置剖視圖；

圖2是本發明具體實施方式中直驅永磁風力發電機冷卻裝置增加風箱后的剖視圖；

圖3是本發明具體實施方式中直驅永磁風力發電機冷卻裝置10根板肋管式換熱段輔助裝置示意圖；

圖4是本發明具體實施方式中直驅永磁風力發電機冷卻裝置5根板肋管式換熱段輔助裝置示意圖；

圖5是本發明具體實施方式中直驅永磁風力發電機冷卻裝置3根板肋管式換熱段輔助裝置示意圖；

圖6是本發明具體實施方式中直驅永磁風力發電機冷卻裝置2根板肋管式換熱段輔助裝置示意圖；

圖7是本發明具體實施方式中直驅永磁風力發電機冷卻裝置風箱輔助換熱裝置示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。

一般的，肋管式換熱結構的工作原理如下：

換熱量Q＝K*A*Δt，K＝1/(1/a1+δ/λ+1/a2)，如果采用鋁質材料，且管壁較薄的話，δ/λ可忽略，所以K＝1/(1/a1+1/a2)。通過采用板肋管式換熱結構，并在其上打若干孔，可提高空氣擾流，提高對流給熱系數a1。如在管內布置若干擾流片或扭帶，可提高管內熱氣流的紊流程度，提高管內的對流給熱系數a2。通過提高a1、a2可實現整個對流換熱系數K的提高。同時，采用肋片可提高整體換熱面積A，即肋管式換熱器通過提高整體換熱系數及換熱面積來提高了換熱量。