[发明专利]风力发电机组

说明书

本发明提供一种风力发电机组，其包括轴承系统、转子、轮毂和导流罩，所述导流罩位于所述轮毂外部，所述轴承系统包括轴承外圈和轴承内圈，所述转子和轮毂连接于轴承系统的转动部分，所述风力发电机组还包括轴承冷却装置，其包括若干位于所述导流罩上或附近的开口，所述导流罩与轮毂之间的空间通过所述开口与外界连通，所述轴承系统的至少一部分暴露于所述空间内，冷却空气可通过从所述开口处流入所述空间冷却所述轴承系统。该风力发电机组通过在导流罩和轮毂之间设置冷却装置，增强轴承外圈冷却效果，且内外圈冷却系统相互独立可调，进一步控制了内外圈温差，使轴承各部件热变形程度一致，改善轴承工作状况并延长寿命，结构简单，安装安全方便。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，特别涉及一种风力发电机组。

背景技术

近年来，风力发电机组大型化的趋势日益清晰，单机容量的增加对发电机轴承的尺寸、性能、可靠性都提出了更高的要求。轴承设计中的关键一环是解决其运行时的散热问题，这对于大型风力发电机组的挑战更为严峻，因为轴承的体积变大、受到的载荷增加，意味着轴承发热量的进一步提升。为了保证轴承能够在其设计寿命内正常运行，通常不仅要将轴承主要部件的运行温度保持在限值以内，还要将轴承内外圈的温差控制在一定范围内。

现有的一种常用的轴承冷却方法是在轴承内圈上设置水冷管或将冷却空气引导至内圈附近，从而将轴承产生的热量主要经由内圈耗散，而轴承外圈会被设置成不暴露在外界空气中且不具有主动冷却装置，导致外圈缺乏有效的冷却。因此，采用此类冷却方式通常难以有效地控制内外圈温差。例如，当高温环境下，将内外圈温度均冷却至70℃以下时，内圈温度可能会比外圈温度低10℃以上。另一种轴承冷却方法是将轴承外圈设置成完全暴露在外界空气中，在这种情况下，外圈的冷却效果将得到较大的改善，但是仍然明显的依赖于局部几何。这种方式面临的一大问题是雨水能够无阻挡的落入至外圈表面，大大增加轴承腐蚀的风险。此外，这种方式的外圈冷却不具备可控性，在低温环境下可能会导致外圈甚至整个轴承系统过量冷却。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的轴承外圈冷却效果相对较差、难以实现冷却可控的缺陷，提供一种风力发电机组。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种风力发电机组，其包括轴承系统、转子、轮毂和导流罩，所述导流罩位于所述轮毂的外部，所述轴承系统包括轴承外圈和轴承内圈，所述转子和所述轮毂连接于所述轴承系统的转动部分，其特点在于，所述风力发电机组还包括轴承冷却装置，所述轴承冷却装置包括若干开口，所述开口位于所述导流罩的附近或所述导流罩上，所述导流罩与所述轮毂之间的空间通过所述开口与外界连通，所述轴承系统的至少一部分暴露于所述空间内，冷却空气可通过从所述开口处流入所述空间来冷却所述轴承系统的至少一部分。

较佳地，所述导流罩与所述转子之间设置有所述开口，为第一开口，所述导流罩与所述风力发电机组的叶片之间设置有所述开口，为第二开口。所述开口是为了使空腔内的空气与外界空气能够形成对流。

较佳地，所述轴承冷却装置包括驱动风扇装置，所述驱动风扇装置位于两个所述叶片的根部之间或所述叶片的根部与所述转子之间，所述驱动风扇装置固定于所述轮毂的外表面。所述驱动风扇装置可以使进入空腔的外界空气量可以进一步提升。

较佳地，所述驱动风扇装置包括驱动风扇和驱动控制装置，所述驱动控制装置位于所述驱动风扇上，用于控制所述驱动风扇的转速。所述驱动控制装置通过控制驱动风扇的转速，使得进入轴承外圈附近的风量可调，进而调节轴承冷却装置的冷却效率。

较佳地，所述导流罩的表面有第三开口，所述第三开口靠近所述驱动风扇装置，用于降低外界空气进入和离开所述导流罩与所述轮毂之间空间的阻力。所述第三开口可以加速空腔内的空气快速排出，即可使所述轴承外圈附近的空气在由所述驱动风扇装置抽取过后马上排出。