[發明專利]一種拖動電機耦合冷卻系統和方法

有效

• 申請號: 202110477771.X
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113193702B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 蔡安民;焦沖;楊博宇;李媛;張林偉;許揚;鄭磊
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: H02K9/10
• 分類號: H02K9/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了一種拖動電機耦合冷卻系統和方法，系統包括拖動電機、回風風管、干冷器泵站、第一冷卻回水管、干冷器、第一冷卻供水管、風冷式冷水機、第二冷卻供水管、第二冷卻回水管、空氣調節風室、回水管路和供水管路；風冷式冷水機包括冷水機水泵和冷水機內換熱器及制冷系統；拖動電機包括電機和空?空冷卻器，電機固定在地面上，空?空冷卻器設置在電機上，回風風管連接空?空冷卻器和空氣調節風室；當干冷器與風冷式冷水機串聯時，空氣調節風室內部設置有風室循環風扇和第二空?水換熱器；當干冷器與風冷式冷水機并聯時，空氣調節風室內部設置有風室循環風扇、第二空?水換熱器和第一空?水換熱器。能夠有效實現風力發電機拖動電機冷卻。

技術領域

本發明屬于風力發電機組冷卻技術領域，具體屬于一種拖動電機耦合冷卻系統和方法。

背景技術

隨著化石能源危機及環境問題的凸顯，可再生能源的開發和利用越來越受到世界各國的重視，尤其風能作為一種清潔、安全的綠色能源，對于人類社會可持續發展具有重要意義。隨著風能開發力度的不斷加大及海上風電的快速發展，單機容量不斷加大已成為國際風力發電的發展趨勢。而風力發電機組往往處于偏遠、無人值守區域，因而對機組的穩定性、可靠性及免維護性提出了較高的要求，而鑒于永磁直驅風電機組所具有的一系列優點，其成為了風電機組中的重要選擇。

針對不斷發展的單機容量，為驗證整機的散熱系統、電氣、主控、機械結構等設計的可靠性與穩定性，需有相應的拖動電機輸出一定扭矩拖動被試機組，通過模擬葉輪輸入軸功率來實現被試機組整體性能的測試，被試機容量的不斷增加相應的給拖動電機容量提出了更高的要求，同時考慮到電機效率及傳動鏈損耗，拖動電機的容量要大于被試機容量，所以拖動電機損耗相應也更大，因而拖動電機的散熱效果也隨之成為其穩定運行和輸出扭矩能力的約束條件，只有合適的散熱系統與之相匹配時，才能及時有效的帶走拖動電機運行過程所產生的損耗確保足夠的扭矩的輸出，保證機組平穩的運行。而作為風電機組拖動電機的冷卻技術，不同于被試機組，其位于地面，不需要考慮被試機組上天后所面對的一系列情況，因而更多的冷卻技術和手段不會受到實際風場風電機組面對環境條件的約束，可充分應用便于控制及效率更高的冷卻技術來實現拖動電機的冷卻。

現有專利技術中，對于拖動電機的冷卻形式不多，傳統的風力發電機組多采用空冷技術、空-水冷卻技術及空-水-空冷卻技術，但其對于大容量的拖動電機，在應用上皆有使用約束。

現有專利中CN101728896、CN105240222A、CN203251188U、EP2527650A2的技術特征多建立在實際上天的風力發電機組，而對于風電機組的拖動電機其應用皆有約束因素，且考慮到拖動電機布置于地面，有條件去應用更為有利的冷卻技術。對于拖動電機，一方面要考慮其較大的損耗，另一方面要考慮拖動電機所布置的環境工況，但對于現有的風力發電機冷卻技術，其未提及到拖動電機合適的冷卻方式，同時，對于過大的損耗，其在提供冷負荷進行散熱的時候，應考慮到冷卻系統的能耗情況。

綜上所述，現有技術中對于拖動電機的冷卻系統不能滿足大型風力發電機組的冷卻需求，存在占用空間大，容易形成熱島效應，降低冷卻系統的效率，節能效果差的問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種拖動電機耦合冷卻系統和方法，能夠有效實現風力發電機拖動電機冷卻的同時，實現系統的節能、空氣潔凈度的控制及熱島效應的規避。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種拖動電機耦合冷卻系統，包括拖動電機、回風風管、干冷器泵站、第一冷卻回水管、干冷器、第一冷卻供水管、風冷式冷水機、第二冷卻供水管、第二冷卻回水管、空氣調節風室、回水管路和供水管路；所述風冷式冷水機包括冷水機水泵和冷水機內換熱器及制冷系統；

所述拖動電機包括電機和空-空冷卻器，所述電機固定在地面上，空-空冷卻器設置在電機上，所述回風風管連接空-空冷卻器和空氣調節風室；