[實用新型]一種采用蒸發冷卻的風力發電機組

有效

• 申請號: 201320220432.4
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN203272024U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 趙炳勝;陳虎;蔡曉峰;劉衍選;馬斌
• 申請（專利權）人: 沈陽華創風能有限公司;青島華創風能有限公司;通遼華創風能有限公司;寧夏華創風能有限公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00;H02K9/20
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 呂敏

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，特別是涉及一種采用蒸發冷卻發電機的風力發電機組。

背景技術

風力發電機組的發電機布置于距地面幾十米高的機艙內。機艙空間相對密閉狹小，并且還有齒輪箱、控制柜等發熱部件，使得風力發電機組在運行時機艙內的溫度始終保持在較高水平。如果發電機的冷卻系統不能在高溫環境下有效地把發電機工作時自身產生的熱量迅速帶走，就會發生發電機溫度過高導致停機的故障。發電機最常使用的冷卻方式是風冷和水冷，風冷方式冷卻效率低，而水冷方式易泄漏，總體效果都不理想。由于機艙內散熱效果不好，通常變頻器、變壓器設置在發電機組塔筒下的地面上，使連接電纜數量增多，不易于維護。

發明內容

針對上述存在的技術問題，本發明提供一種采用蒸發冷卻的風力發電機組。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種采用蒸發冷卻的風力發電機組，包括機艙及置于機艙內的齒輪箱、發電機、變頻器及變壓器，所述發電機為蒸發冷卻發電機，兩端分別連接齒輪箱和變頻器，變頻器另一端連接變壓器。

進一步地，所述蒸發冷卻發電機的冷凝器上還連接有外部散熱器，該外部散熱器置于機艙外，固定在機艙罩頂部，通過水冷管路與冷凝器連接。

本發明的有益效果為：

1.?本發明將變頻器和變壓器設置于機艙內，減少了連接電纜的數量，不僅降低了成本，而且維護方便。采用蒸發冷卻發電機，由于它體積小，冷卻效率高，可以使機艙布局更加緊湊，使機艙重量得以降低，節約成本。

2.本發明采用蒸發冷卻發電機，其冷凝器端連接外部散熱器，使其發電機內的冷卻介質，在發電機運轉時將其引入發電機內部，冷卻介質吸熱汽化，汽化后的氣體再通過冷凝器及外部散熱器冷凝為液體流回發電機內部，循環往復，實現對發電機的冷卻。該發電機冷卻迅速均勻，發電機所有發熱部件都與冷卻介質充分接觸，使得發電機內所有需要冷卻部件運行溫度一致，不存在局部過熱點，可以大大提高電機的功率密度，減小電機體積重量。采用該發電機的風力發電機組高溫故障率明顯降低。

附圖說明

圖1為本發明的風力發電機組整體布局圖。

圖2為本發明所用的蒸發冷卻發電機。

圖3為本發明所用蒸發冷卻發電機與外部散熱器的連接簡圖。

圖中：1.齒輪箱；2.蒸發冷卻發電機；3.變頻器；4.變壓器，5.冷凝器，6.蒸發冷卻介質，7.定子，8.非金屬隔離套筒，9.轉子，10.外部散熱器，11.水冷管路。

具體實施方式

下面通過實施例和附圖對本發明作進一步詳述。

實施例：參見圖1，本發明包括機艙及置于機艙內的齒輪箱1、發電機2、變頻器3及變壓器4，所述發電機2為蒸汽冷卻發電機，兩端分別連接齒輪箱1和變頻器3，變頻器3另一端連接變壓器4。

在本發明的風力發電機組的機艙布局中，將變頻器3和變壓器4都放置于機艙中。這樣就使得動力電纜數量大幅減少，成本得以大幅降低。但是當機組運行時，在機艙這個相對密閉狹小的空間內，就匯集了齒輪箱1、蒸發冷卻發電機2、變頻器3和變壓器4共四個大型發熱部件。采用蒸發冷卻發電機2，由于它體積小，冷卻效率高，可以使機艙布局更加緊湊，使機艙重量得以降低，節約成本。

參見圖2，本發明所采用的蒸發冷卻發電機2及外部散熱器10均采用現有結構，為外購件，其中發電機定子7是發電機的主要電氣部分和發熱部件，采用蒸發冷卻技術進行冷卻。轉子9采用永磁體進行勵磁。定、轉子之間通過非金屬隔離套筒8進行隔離，同時將定子鐵心及有效電氣部分和發熱部件完全密封，形成密封腔體，并在此密封腔體內充入沸點合適、高絕緣的蒸發冷卻介質6，對定子鐵心及定子線圈進行冷卻。蒸發冷卻介質6的沸點僅約70℃，吸熱汽化后，進入冷凝器5冷凝為液體后流回發電機內部，循環往復，實現對發電機的冷卻。

參見圖2、圖3，蒸發冷卻發電機2放置于機艙之內，外部散熱器10放置于機艙之外，通過螺栓固定在機艙罩頂部。蒸發冷卻發電機的冷凝器5通過水冷管路11與外部散熱器10相連。在冷凝器5的腔體、外部散熱器10和水冷管路11內充滿水，當冷卻介質6汽化后的氣體進入冷凝器5的管路后，在冷凝器5腔體內的水會給冷凝器管路降溫，可以加速冷卻介質氣體的液化，提高冷卻效率。當水溫升高后，通過外部散熱器10上的循環泵的帶動，溫度高的水會被泵送入外部散熱器10進行降溫，當溫度降低后又會流回冷凝器5的腔體。如此往復循環，最終達到給冷凝器5內的冷卻介質降溫的效果，是蒸發冷卻發電機能夠正常工作。