專利名稱：一種直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)，屬于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
散熱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要考慮的非常重要的因素。公知的直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般采用自然風(fēng)冷卻方式。雖然直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)有內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)方式和外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)方式兩種結(jié)構(gòu)形式，但在通風(fēng)冷卻方面采用得都是自然風(fēng)冷卻的方式。自然風(fēng)冷卻本身就效率低，再加上風(fēng)力發(fā)電機(jī)有塔筒的支撐，其塔筒效應(yīng)對發(fā)電機(jī)自然通風(fēng)散熱有影響。所以，一般自然通風(fēng)散熱不均衡，會(huì)使發(fā)電機(jī)局部溫度升高，影響發(fā)電機(jī)使用效果。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)力發(fā)電全年大部分運(yùn)行在60%以下額定功率工作，而全年滿負(fù)荷工作時(shí)間運(yùn)行只有500小時(shí)左右，而且這部分滿負(fù)荷發(fā)電是風(fēng)資源最好時(shí)段，因此要確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)正常發(fā)電。普通自然風(fēng)冷能夠確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大部分時(shí)間在額定功率以下正常工作的散熱要求，但滿足不了發(fā)電機(jī)組在滿負(fù)荷運(yùn)行下的散熱要求。尤其對于直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)來說，由于散熱效率低，會(huì)造成直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)體積大、功率密度小，造成發(fā)電機(jī)有效材料利用率低下，直接提高發(fā)電機(jī)單位千瓦的造價(jià)。而且受制于散熱技術(shù)無法突破，以至于目前3兆瓦以上功率的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)外徑已超過5. 2米，給運(yùn)輸以及組裝等方面帶來非常大的困難。
發(fā)明內(nèi)容為解決以上技術(shù)上的不足，本實(shí)用新型提供了一種散熱效率高的直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的一種直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)，包括機(jī)殼，所述機(jī)殼內(nèi)的主軸、轉(zhuǎn)子、定子、前端蓋和后端蓋圍成相連通的通風(fēng)空隙，機(jī)殼上設(shè)置有散熱筋，還包括外置的工業(yè)空調(diào)，所述工業(yè)空調(diào)的送風(fēng)管與通風(fēng)空隙相連通；所述定子上設(shè)置有徑向通風(fēng)孔； 相鄰的散熱筋之間設(shè)置有擋板，散熱筋和擋板之間圍成與徑向通風(fēng)孔相連通的循環(huán)風(fēng)道， 機(jī)殼端部設(shè)置有環(huán)形的熱風(fēng)收集通道，所述循環(huán)風(fēng)道與熱風(fēng)收集通道相連通，工業(yè)空調(diào)的吸風(fēng)管與熱風(fēng)收集通道相連通。為了能同時(shí)進(jìn)行自然風(fēng)冷卻，上述每個(gè)散熱筋的橫截面為U形，中間的凹槽為自然通風(fēng)道；圓周均勻排列且相間隔的散熱筋端部相連接組成機(jī)殼，擋板連接在相鄰的兩個(gè)散熱筋間隔之間。為了提高散熱效率，上述工業(yè)空調(diào)的送風(fēng)管為兩個(gè)，分別連接在前端蓋和后端蓋上。上述前端蓋和后端蓋內(nèi)均設(shè)置有環(huán)形送風(fēng)通道，所述送風(fēng)通道上設(shè)置有與通風(fēng)空隙連通的噴氣孔，工業(yè)空調(diào)的送風(fēng)管與送風(fēng)通道相連通，從而使冷風(fēng)比較均勻地吹進(jìn)機(jī)殼內(nèi)，降溫效果好。為了更好地為定子降溫，上述噴氣孔位于定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙中心。上述機(jī)殼內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與整機(jī)控制系統(tǒng)相連接，可以根據(jù)實(shí)際的溫度情況，開啟強(qiáng)制風(fēng)冷降溫。本實(shí)用新型的有益效果是采用了自然通風(fēng)冷卻與發(fā)電機(jī)內(nèi)部工業(yè)空調(diào)強(qiáng)制通風(fēng)制冷相結(jié)合的制冷方式，大大提高了散熱效率，解決了傳統(tǒng)的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)受散熱效果的限制，從而使其有效材料利用率提高、結(jié)構(gòu)體積減小、發(fā)電機(jī)單位千瓦造價(jià)降低，解決了大型直驅(qū)發(fā)電機(jī)運(yùn)輸以及安裝的難題，同時(shí)在很大程度上降低了發(fā)電機(jī)成本。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為機(jī)殼立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為前后端蓋部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1前端蓋，2定子，3機(jī)殼，4后端蓋，5轉(zhuǎn)子，6軸承，7主軸，8永磁體，9徑向通風(fēng)孔，10送風(fēng)管a，11送風(fēng)管b，12吸風(fēng)管，13工業(yè)空調(diào)，301熱風(fēng)收集通道，302散熱筋， 303擋板，304自然通風(fēng)道，305循環(huán)風(fēng)道，101送風(fēng)通道，102噴氣孔。
具體實(shí)施方式
如圖1、2、3所示，直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)主要包括機(jī)殼3、定子2、轉(zhuǎn)子5、主軸7、前端蓋 1、后端蓋4等部分。機(jī)殼3內(nèi)的主軸7、轉(zhuǎn)子5、定子2、前端蓋1和后端蓋4圍成相連通的通風(fēng)空隙，圓周均勻排列且相間隔的散熱筋302端部相連接組成機(jī)殼3，散熱筋302內(nèi)表面與定子2結(jié)構(gòu)中的鐵芯直接接觸，散熱筋302既能散熱，又能支撐機(jī)殼3。前端蓋1和后端蓋4內(nèi)均設(shè)置有環(huán)形送風(fēng)通道101，送風(fēng)通道101上均勻布置多個(gè)與通風(fēng)空隙連通的噴氣孔102，工業(yè)空調(diào)13的送風(fēng)管與送風(fēng)通道101相連通，從而使冷風(fēng)比較均勻地吹進(jìn)機(jī)殼3內(nèi)，降溫效果好。為了更好地為定子2降溫，噴氣孔102位于定子2與轉(zhuǎn)子5之間的空隙中心位置。定子2連接固定在機(jī)殼3上，包括鐵芯及繞組。轉(zhuǎn)子5上設(shè)有永磁體8，轉(zhuǎn)子5通過前后兩個(gè)軸承6支撐在主軸7上。定子2上設(shè)置有徑向通風(fēng)孔9。為了能同時(shí)進(jìn)行自然風(fēng)冷卻，每個(gè)散熱筋302的橫截面為U形，中間的凹槽為自然通風(fēng)道304。相鄰的散熱筋302之間間隔設(shè)置有擋板303，機(jī)殼3端部設(shè)置有環(huán)形的熱風(fēng)收集通道301，相鄰的散熱筋302和擋板303之間圍成與徑向通風(fēng)孔9相連通的循環(huán)風(fēng)道305， 循環(huán)風(fēng)道305與熱風(fēng)收集通道301相連通，工業(yè)空調(diào)13的吸風(fēng)管12與熱風(fēng)收集通道301 相連通。同時(shí)熱風(fēng)收集通道301設(shè)置在機(jī)殼3的一端，機(jī)殼3另一端的循環(huán)風(fēng)道305端部封閉，方便自然風(fēng)從自然風(fēng)道吹過。機(jī)殼3內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器與整機(jī)控制系統(tǒng)相連接，根據(jù)設(shè)定的發(fā)電機(jī)工作溫度參考值，及時(shí)控制工業(yè)空調(diào)13開啟送風(fēng)，從而選擇空調(diào)降溫或者自然風(fēng)降溫。其中，自然通風(fēng)散熱通道的散熱基本滿足額定功率及額定以下功率的散熱需求，當(dāng)自然通風(fēng)無法滿足散熱要求時(shí)，開啟強(qiáng)制散熱系統(tǒng)進(jìn)行散熱。為了使冷風(fēng)降溫效果更好。[0026]其工作原理為如圖1中所示，發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，由于鐵損及銅損，在定子2鐵芯內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱，如果不及時(shí)散發(fā)出去，將破壞發(fā)電機(jī)繞組或者造成永磁體8的失效，從而破壞發(fā)電機(jī)。當(dāng)直驅(qū)發(fā)電機(jī)功率低于額定功率工作時(shí)，通過外界的自然風(fēng)冷卻即可達(dá)到發(fā)電機(jī)散熱效果，這時(shí)，外界的自然風(fēng)流過設(shè)置在機(jī)殼3上的自然通風(fēng)道304，將熱量帶走，達(dá)到散熱的目的。當(dāng)發(fā)電機(jī)功率達(dá)到額定功率以上時(shí)，單靠自然風(fēng)冷卻已經(jīng)滿足不了發(fā)電機(jī)的散熱要求，此時(shí)開啟內(nèi)部強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)。由工業(yè)空調(diào)13的冷風(fēng)經(jīng)送風(fēng)管alO、送風(fēng)管bll分別送至前后端蓋4上的送風(fēng)通道101中，經(jīng)噴氣孔102噴出后，冷風(fēng)流經(jīng)轉(zhuǎn)子5上永磁體8跟定子2之間的空隙，再經(jīng)過定子2的徑向通風(fēng)孔9進(jìn)入沿機(jī)殼3上均勻間隔分布的循環(huán)風(fēng)道 305，進(jìn)而一起流至機(jī)殼3 —端上設(shè)置的熱風(fēng)收集通道301內(nèi)，經(jīng)吸風(fēng)管12回到工業(yè)空調(diào)13 中再制冷，至此時(shí)，從工業(yè)空調(diào)13中送出的冷風(fēng)流過一個(gè)循環(huán)。冷風(fēng)從噴氣孔102直接流經(jīng)通風(fēng)空隙，再經(jīng)過徑向通風(fēng)孔9流至內(nèi)部循環(huán)風(fēng)道305到達(dá)熱風(fēng)收集通道301的過程中， 將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的熱量帶走，送至工業(yè)空調(diào)13中制冷，完成了內(nèi)部強(qiáng)制散熱的過程。在強(qiáng)制通風(fēng)制冷的工作過程中，通過機(jī)殼3內(nèi)部安裝的溫度傳感器隨時(shí)監(jiān)控內(nèi)部溫度，并通過控制系統(tǒng)來控制強(qiáng)制通風(fēng)制冷系統(tǒng)的開啟。本實(shí)用新型采用機(jī)殼3自然通風(fēng)冷卻與發(fā)電機(jī)內(nèi)部工業(yè)空調(diào)13強(qiáng)制通風(fēng)制冷相結(jié)合的制冷方式，并把發(fā)電機(jī)定子2鐵芯做成具有徑向通風(fēng)槽的結(jié)構(gòu)方式。提高了發(fā)電機(jī)材料有效利用率，可以使發(fā)電機(jī)做到體積小、重量輕，既解決了運(yùn)輸問題，又降低了發(fā)電機(jī)制造成本。上述實(shí)施例所述是用以具體說明本專利，文中雖通過特定的術(shù)語進(jìn)行說明，但不能以此限定本專利的保護(hù)范圍，熟悉此技術(shù)領(lǐng)域的人士可在了解本專利的精神與原則后對其進(jìn)行變更或修改而達(dá)到等效目的，而此等效變更和修改，皆應(yīng)涵蓋于權(quán)利要求范圍所界定范疇內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)，包括機(jī)殼，所述機(jī)殼內(nèi)的主軸、轉(zhuǎn)定子、前端蓋和后端蓋圍成相連通的通風(fēng)空隙，機(jī)殼上設(shè)置有散熱筋，其特征在于還包括外置的工業(yè)空調(diào)，所述工業(yè)空調(diào)的送風(fēng)管與通風(fēng)空隙相連通；所述定子上設(shè)置有徑向通風(fēng)孔；相鄰的散熱筋之間設(shè)置有擋板，散熱筋和擋板之間圍成與徑向通風(fēng)孔相連通的循環(huán)風(fēng)道，機(jī)殼端部設(shè)置有環(huán)形的熱風(fēng)收集通道，所述循環(huán)風(fēng)道與熱風(fēng)收集通道相連通，工業(yè)空調(diào)的吸風(fēng)管與熱風(fēng)收集通道相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述每個(gè)散熱筋的橫截面為U形，散熱筋中間的凹槽為自然通風(fēng)道；圓周均勻排列且相間隔的散熱筋端部相連接組成機(jī)殼，擋板連接在相鄰的兩個(gè)散熱筋間隔之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述前端蓋和后端蓋內(nèi)均設(shè)置有環(huán)形送風(fēng)通道，所述送風(fēng)通道上設(shè)置有與通風(fēng)空隙連通的噴氣孔， 工業(yè)空調(diào)的送風(fēng)管與送風(fēng)通道相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述噴氣孔位于定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙中心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述工業(yè)空調(diào)的送風(fēng)管為兩個(gè)，分別連接在前端蓋和后端蓋上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于機(jī)殼內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與整機(jī)控制系統(tǒng)相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)，包括機(jī)殼，所述機(jī)殼內(nèi)的主軸、轉(zhuǎn)子、定子、前端蓋和后端蓋圍成相連通的通風(fēng)空隙，機(jī)殼上設(shè)置有散熱筋，還包括外置的工業(yè)空調(diào)，所述工業(yè)空調(diào)的送風(fēng)管與通風(fēng)空隙相連通；定子上設(shè)置有徑向通風(fēng)孔，散熱筋之間設(shè)置有擋板，機(jī)殼端部設(shè)置有環(huán)形的熱風(fēng)收集通道，散熱筋和擋板之間圍成與徑向通風(fēng)孔相連通的循環(huán)風(fēng)道，所述循環(huán)風(fēng)道與熱風(fēng)收集通道相連通，工業(yè)空調(diào)的吸風(fēng)管與熱風(fēng)收集通道相連通。本實(shí)用新型的有益效果是大大提高了散熱效率，解決了大型直驅(qū)發(fā)電機(jī)運(yùn)輸以及安裝的難題，同時(shí)在很大程度上降低了發(fā)電機(jī)成本。
文檔編號(hào)H02K1/20GK201966747SQ20112006322
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者于杰, 侯文磊, 華小平, 徐安軍 申請人:華小平, 田書深