[發明專利]軸向磁通永磁風力發電機的水冷結構

無效

• 申請號: 201210074080.6
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN102611223A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 楊菲;周會軍;王成;朱紅燕;王裕峰;黃森林;郭強;安康平;陳恒峰
• 申請（專利權）人: 中科盛創（青島）電氣有限公司
• 主分類號: H02K1/20
• 分類號: H02K1/20;H02K3/24
• 代理公司: 無錫華源專利事務所 32228
• 代理人: 孫力堅

技術領域

本發明涉及軸向磁通永磁風力發電機，特別涉及一種能夠有效降低軸向磁通永磁風力發電機溫升的水冷結構。

背景技術

軸向磁通永磁電機結構簡單，定子內徑大，轉子尺寸和轉動慣量大，對平抑風力起伏引起的電動勢波動有顯著效果，日益受到人們的重視，特別適用于當今風力發電領域。但是對于單定子-單轉子結構的軸向磁通電機，運行時易產生軸向磁拉力，使軸承負荷加大，而且轉子磁場在的定子中央交變，引起損耗，導致電機的效率降低。對于多盤結構的軸向磁通電機，雖然可提高軸向磁通電機的轉矩，但是不利于散熱，會使電機溫升增高，影響電機的使用壽命。

發明內容

本發明針對現有多盤結構的軸向磁通永磁電機存在的缺點與不足，提供一種軸向磁通永磁風力發電機的水冷結構，能夠提高大功率軸向磁通永磁風力發電機的功率密度，并有效地降低電機定子繞組溫度，避免電機內部產生局部過熱點。

本發明的技術方案如下：

一種軸向磁通永磁風力發電機的水冷結構，包括定子鐵芯以及繞制在定子鐵芯上的定子繞組，所述定子鐵芯的盤體內設置有冷卻夾層，冷卻夾層表面設置有進水口和出水口，冷卻夾層內部設置有與進水口和出水口相連接的冷卻流道；所述冷卻流道沿電機徑向方向呈雙螺旋結構，并在定子鐵芯盤體內靠近轉軸處通過彎管連接。

其進一步的技術方案為：所述冷卻流道由銅管制成；或者所述冷卻流道由冷卻夾層內的凹槽構成，所述凹槽的截面為圓形或者矩形。相鄰兩個冷卻流道內的水流方向相反。

其進一步的技術方案為：所述進水口和出水口位于冷卻夾層的同一側，并與定子繞組交錯。

其進一步的技術方案為：所述進水口和出水口與外部冷卻器相連接。

其進一步的技術方案為：所述冷卻夾層內部含有氣隙處填充有導熱膠。

本發明的有益技術效果是：

本發明通過直接冷卻電機的主要發熱源定子繞組，更大程度上滿足了大功率風力發電機的冷卻要求。由于采用了雙螺旋結構的冷卻流道，使得冷卻液體的進、出口均在同一側，簡化了電機的結構。另外，雙螺旋結構的冷卻形式使相鄰兩個流道之間也可以相互進行熱量交換，保證了電機各部件散熱良好，避免電機內部的局部過熱點，有助于延長電機的使用壽命和增加運行時的可靠性。

附圖說明

圖1是本發明的外部結構圖。

圖2是本發明的內部截面圖。

圖3是冷卻流道第一種實施例的截面圖。

圖4是冷卻流道第二種實施例的截面圖。

附圖標記說明：1、定子鐵芯；2、定子繞組；3、進水口；4、出水口；5、冷卻夾層；6、冷卻流道；7、轉軸；8、彎管。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式做進一步說明。

如圖1、圖2所示，本發明包括定子鐵芯1以及繞制在定子鐵芯1上的定子繞組2，冷卻夾層5設置在永磁風力發電機定子鐵芯1盤體內，冷卻夾層5上部設有進水口3和出水口4。冷卻流道6設在冷卻夾層5內部，冷卻流道6在徑向方向上呈雙螺旋結構，并在圓盤靠近轉軸7處用一段彎管8連接，保證水流可以沿冷卻流道6逆流返回到冷卻結構的出水口4處。本發明中冷卻流道6可由銅管制成或是由在冷卻夾層5內加工成如圖2所示的凹槽構成。如圖3、圖4所示，其中凹槽的截面可以是圓形也可以是矩形。為了保證電機的散熱效果，冷卻夾層5含有氣隙處必須使用導熱性能好的導熱膠進行填充。此外，進水口3和出水口4的位置均在冷卻夾層5的同一側，并與定子繞組2交錯。

本發明的雙螺旋結構水道的流動方式的特點在于，冷卻水從進水口3進入冷卻流道6后，沿冷卻流道6以順時針方向流動，當水流到靠近轉軸7處時，通過一彎管8，水流又以逆時針方向通過冷卻流道6流出出水口4，其中相鄰兩個冷卻流道6的水流方向相反。

本發明的進水口3和出水口4均在冷卻夾層5的表面，且進水口3、出水口4與外部冷卻器相連，保證了冷卻水進行熱交換后降溫。通過水泵提供壓力，使冷卻水由進水口3通過雙螺旋冷卻流道6，最終回到出水口4形成密閉的水冷卻循環系統。

以上所述的僅是本發明的優選實施方式，本發明不限于以上實施例。可以理解，本領域技術人員在不脫離本發明的基本構思的前提下直接導出或聯想到的其他改進和變化，均應認為包含在本發明的保護范圍之內。?