[发明专利]风力发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电机，尤其涉及一种具有通风冷却结构的风力发电机。

背景技术

发电机在运行过程中会产生损耗，这部分损耗将体现为发热量，如果不能及时将热量散发出去，电机就会过热，温升增高，导致绝缘问题。因此，及时而有效地将电机内的热量散发出去是电机正常运转的前提。

目前的发电机，主要采用空冷、水冷方式、或者空-水混合冷却方式进行冷却。

水冷主要靠在电机内部埋设水管或在机座上设置水路通道，用水来冷却电机铁心，冷却水在水泵的作用下沿水路管道流动，并通过空水冷却器进行热交换后再进入电机，实现一个冷却循环。由于水冷系统需要在发电机内部铁心中埋设水管，水管接头处理是关键，水冷系统对生产工艺性要求很高，如果处理不当很可能产生漏水事故，破坏发电机的绝缘。

空冷主要利用空气为冷却介质，通过管道或电机的进出口通道进入电机内部的轴向通风道或径向通风道完成冷却后热风将进入空空冷却器，进行热交换后返回到电机内部，完成一个冷却循环。现有技术中已经采用的封闭式冷却方式有塔架冷却方式和机舱罩冷却方式。

图1示出了塔架冷却方式。塔架冷却方式能够利用塔架作为散热单元，使得空气通过设置在塔架中的冷却通路进行充分的散热。但是，塔架冷却方式的冷却通路过长，同时塔架壁厚不利于散热因而导致散热面积需要很大，这就使得从塔顶到塔架均为散热通道，导致较大的风阻，因此风扇电动机的功率消耗很大，同时需要很高造价来制作塔架隔层，使得成本增加。

图2示出了机舱罩冷却方式。对于机舱罩冷却方式而言，冷却主要靠机舱罩的导热性能完成，而机舱罩与发电机之间的热量传递是靠空气的辐射和热传导，这样散发热量少，散热效率低。同时机舱罩完全采用金属材质，为了保证强度，厚度需要很厚，这样造价高，导热性能也差。

如果采用开路式冷却方式，则不需要空空冷却器，直接将外界风引入到发电机内部，将冷风排除机舱外。这个优势是冷却介质温度低，不需要额外的空空冷却器，造价低、结构简单，但外界的冷空气直接进入会带入风沙、灰尘、水、盐雾等，对电机绝缘不利。

鉴于上述原因，需要一种冷却系统设计合理的风力发电机，使得该风力发电机的电机温升能有效地降低。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种具有通风冷却结构的风力发电机。所述风力发电机包括电机、安装在电机后侧的机舱罩、安装在电机前侧的导流罩、通过支撑结构设置在导流罩外侧的外部散热壳以及循环风扇，所述电机包括电机主轴、安装在主轴上的转子以及设置在转子外侧的定子，所述电机设置有连通电机的前部空间和后部空间的轴向通风道，所述外部散热壳与导流罩之间形成导流罩夹层，所述导流罩夹层与定子和转子之间的气隙连通，并与轴向通风道连通。

所述外部散热壳可由导热率＞80W/mk的材料制成。

所述定子外表面可从机舱罩的外表面上突出出来。

所述循环风扇可设置在主轴后端、主轴内、导流罩前端中的至少一处。

所述外部散热壳的表面上可设置有散热齿或褶皱。

所述主轴可为中空结构，所述中空结构形成所述轴向通风道。

所述轴向通风道可为从导流罩引出并通过定子支架和转子支架的管道。

所述外部散热壳可由导热率＞80W/mk的金属制成。

所述循环风扇的数量可为一个或多个串并联。

所述循环风扇可为轴流风扇或离心风扇。

根据上述风力发电机，利用自然风冷的冷却方式，在叶轮处导流罩中设置夹层结构，电机的主轴为空心转轴，利用夹层结构和电机主轴作为冷却介质的流通通道，同时也是与外界自然风冷进行交换的散热通道，因而达到利用了外界自然风冷，布局紧凑合理，降低成本的目的，本发明可在直驱电机或转速较低直径较大的电机上采用。

附图说明

通过下面结合附图对示例性实施例进行的描述，本发明的上述目的和特点将会变得清楚而且易于理解，其中：

图1示出了现有技术中的采用塔架冷却方式的风力发电机；

图2示出了现有技术中的采用机舱罩冷却方式的风力发电机；

图3示出了根据本发明实施例的具有通风冷却结构的风力发电机。

其中，标号的含义如下：

1-导流罩夹层；2-机舱前部的导流罩；3-电机气隙；4-循环风扇；5-机舱罩；6-外部散热壳；7-叶轮；8-塔架；9-发电机转子；10-发电机定子；11-发电机主轴；12-发电机定子外表面；13-机舱内部。

具体实施方式