【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于風力發電機，具體涉及一種大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統。
技術介紹
1、隨著風力產業的蓬勃發展與技術不斷進步，海上風電日益成為一種新趨勢。然而，海上環境具有高鹽霧、高濕度的特點，這對電機設計提出了更高要求。為適應海上環境，通常采用全封閉式結構，但這也使得電機的冷卻能力面臨更大挑戰。
2、目前，現有的半直驅永磁風力發電機冷卻系統存在以下缺點：
3、1.采用單風路鐵芯徑向通風，影響風路風阻較大；
4、2.在電機轉軸上安裝風扇，工藝復雜、成本較高且定子繞組端部的溫升分布不均；
5、3.定子鐵芯散熱效率低且溫升分布不均等問題。
6、有鑒于此，本專利技術人提供一種大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，以解決上述技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服上述現有技術的缺點，提出一種大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，該冷卻系統通過在空水冷卻器的內部設置導流板，使空水冷卻器內形成多個并聯的風路，進而使電機內部風路也形成多個并聯的風路，以減小電機和空水冷卻器內的風阻，另外在定子鐵芯上設置散熱通道、層間冷卻通道和槽口冷卻通道，提高了電機的散熱效率，本專利技術的冷卻系統是一種全新的封閉式高效冷卻系統，具有低風阻、高效性及低溫差等優點。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案：
3、本專利技術提供一種大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，包括外定子和內轉子，所述外定子
4、進一步地，所述散熱芯體位于電機機座的上方，且布設結構與電機內部排出的熱風形式相適配，使熱風垂直且均勻的通過散熱芯體，因只存在沿程風阻進而降低熱風通過散熱芯體的風阻。
5、進一步地，所述空水冷卻器的內側設置有多個風扇，且每個風扇均連接有對應的風冷驅動電機，每個所述風冷驅動電機均設置在空水冷卻器的外側，當熱風經散熱芯體轉換成冷風后，所述導流板將冷風分成多個并聯的風路進而使冷風分別進入對應側的風扇內；
6、其中，多個風扇中至少有兩個以導流板為軸線對稱分布。
7、進一步地，所述定子鐵芯的外表面上設置有設定高度的環形的散熱通道，所述散熱通道位于定子鐵芯與電機機座之間；
8、其中，所述設定高度為120mm～150mm。
9、進一步地，所述定子鐵芯上還設置有層間冷卻通道和槽口冷卻通道。
10、進一步地，所述定子鐵芯包含多個定子齒，每個所述定子齒之間均設置有層間墊條，每個所述層間墊條上均開設有工型通風結構，所有的工型通風結構構成了層間冷卻通道，每個所述定子齒之間均設置有位于層間墊條后方的槽楔，每個所述槽楔與定子齒的齒頂均存在高度差，所述高度差用于使所述槽楔與定子齒之間構成槽口冷卻通道。
11、進一步地，所述風路為兩個并聯的風路，其風路如下：電機內部排出的熱風垂直且均勻進入散熱芯體后，經過一次熱量交換，將熱風轉換成冷風，然后所述導流板引導冷風進入對應側的風扇內，形成兩個并聯的風路，在風扇的作用下，將冷風分別從定子鐵芯的兩端同時并列送入電機內，完成一個循環。
12、進一步地，還包括轉子支架，所述轉子支架的一端安裝有攪風板。
13、進一步地，所述定子繞組為扁線繞組。
14、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
15、1)本專利技術提供的一種大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，該冷卻系統通過在空水冷卻器的內部設置導流板，使空水冷卻器內形成多個并聯的風路，多個并聯的風路分別與電機內部進行冷熱交換，進而使電機內部風路也形成多個并聯的風路，最終減小了電機和空水冷卻器內的風阻。該冷卻系統具有低風阻特點，可降低冷卻系統所用的風冷驅動電機功率，降低冷卻系統本身成本，同時良好的冷卻系統可進一步提高電機設計功率密度，降低電機本體重量和體積，從而降低電機成本。
16、2)本專利技術提供的一種大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，在定子鐵芯上設置散熱通道、層間冷卻通道和槽口冷卻通道，其中，層間冷卻通道直接與定子繞組接觸，即接觸電機溫度最高的部分，將現有的傳導換熱變為對流換熱，極大提高了換熱效率，降低了電機的最高溫度，進而降低了電機的溫差，使電機溫度分布更加均勻；另外，散熱通道覆蓋了定子鐵芯整個外圓表面，最大化了定子鐵芯的散熱面積，增強了散熱能力；此外，將現有的槽楔位置進行改變，將其上移形成槽口冷卻通道，更進一步地提高了散熱效率。
17、3)本專利技術提供的一種大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，將散熱芯體布設為與電機內部排出的熱風形式相適配的結構，一是能夠降低熱風通過散熱芯體的風阻，二是能夠使熱風均勻的通過散熱芯體且與散熱芯體充分接觸，具有較高的換熱效率。
18、4)本專利技術提供的一種大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，將現有的電機轉軸上安裝的風扇改為在轉子支架的一端安裝攪風板，此設計與現有技術相比其有益之處在于，能夠解決定子繞組端部溫升分布不均的問題，實現工藝簡單且成本低。
19、5)本專利技術提供的一種大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，該冷卻系統通過將導流板設計、散熱芯體的布局以及電機內部多個冷卻通道的設計組合在一起，形成具有低風阻、高散熱效率的冷卻風路。
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1.一種大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，所述發電機包括外定子和設置于所述外定子內的內轉子，所述外定子包括電機機座(1)，所述電機機座(1)內安裝有定子鐵芯(2)及裝配在定子鐵芯(2)上的定子繞組(3)，所述電機機座(1)的上部安裝有空水冷卻器(4)，其特征在于，所述空水冷卻器(4)的內部設置有導流板(41)，所述空水冷卻器(4)的內部、位于導流板(41)的底部安裝有散熱芯體(42)，所述導流板(41)用于將從電機內排出的熱風經散熱芯體(42)后在空水冷卻器(4)內形成多個并聯的風路，多個并聯的所述風路分別與電機內部進行冷熱交換，以減小電機和空水冷卻器內的風阻。
2.根據權利要求1所述的大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，其特征在于，所述散熱芯體(42)位于電機機座(1)的上方，且布設結構與電機內部排出的熱風形式相適配，使熱風垂直且均勻的通過散熱芯體(42)，進而降低熱風通過散熱芯體(42)的風阻。
3.根據權利要求1所述的大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，其特征在于，所述空水冷卻器(4)的內側設置有多個風扇(43)，且每個風扇(43)均連
4.根據權利要求1所述的大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，其特征在于，所述定子鐵芯(2)的外表面上設置有設定高度的環形的散熱通道(21)，所述散熱通道(21)位于定子鐵芯(2)與電機機座(1)之間；
5.根據權利要求1所述的大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，其特征在于，所述定子鐵芯(2)上還設置有層間冷卻通道和槽口冷卻通道。
6.根據權利要求5所述的大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，其特征在于，所述定子鐵芯(2)包含多個定子齒，每個所述定子齒之間均設置有層間墊條，每個所述層間墊條上均開設有工型通風結構(23)，所有的工型通風結構(23)構成了層間冷卻通道，每個所述定子齒之間均設置有位于層間墊條后方的槽楔(24)，每個所述槽楔(24)與定子齒的齒頂均存在高度差，所述高度差用于使所述槽楔(24)與定子齒之間構成槽口冷卻通道。
7.根據權利要求1所述的大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，其特征在于，所述風路為兩個并聯的風路，其風路如下：電機內部排出的熱風垂直且均勻進入散熱芯體(42)后，經過一次熱量交換，將熱風轉換成冷風，然后所述導流板(41)引導冷風進入對應側的風扇(43)內，形成兩個并聯的風路，在風扇(43)的作用下，將冷風分別從定子鐵芯(2)的兩端同時并列送入電機內，完成一個循環。
8.根據權利要求1所述的大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，其特征在于，還包括轉子支架，所述轉子支架的一端安裝有攪風板(5)。
9.根據權利要求1～8任一項所述的大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，其特征在于，所述定子繞組(3)為扁線繞組。
...【技術特征摘要】
1.一種大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，所述發電機包括外定子和設置于所述外定子內的內轉子，所述外定子包括電機機座(1)，所述電機機座(1)內安裝有定子鐵芯(2)及裝配在定子鐵芯(2)上的定子繞組(3)，所述電機機座(1)的上部安裝有空水冷卻器(4)，其特征在于，所述空水冷卻器(4)的內部設置有導流板(41)，所述空水冷卻器(4)的內部、位于導流板(41)的底部安裝有散熱芯體(42)，所述導流板(41)用于將從電機內排出的熱風經散熱芯體(42)后在空水冷卻器(4)內形成多個并聯的風路，多個并聯的所述風路分別與電機內部進行冷熱交換，以減小電機和空水冷卻器內的風阻。
2.根據權利要求1所述的大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，其特征在于，所述散熱芯體(42)位于電機機座(1)的上方，且布設結構與電機內部排出的熱風形式相適配，使熱風垂直且均勻的通過散熱芯體(42)，進而降低熱風通過散熱芯體(42)的風阻。
3.根據權利要求1所述的大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，其特征在于，所述空水冷卻器(4)的內側設置有多個風扇(43)，且每個風扇(43)均連接有對應的風冷驅動電機(44)，每個所述風冷驅動電機(44)均設置在空水冷卻器(4)的外側，當熱風經散熱芯體(42)轉換成冷風后，所述導流板(41)將冷風分成多個并聯的風路進而使冷風分別進入對應側的風扇(43)內；
4.根據權利要求1所述的大功率海上半直驅永磁風力發電機冷卻系統，其特征在于，所述定子鐵芯(2)的外表面上...
【專利技術屬性】
技術研發人員：賈程甲，楊杰，賈澤偉，黃娜，王紫媛，秦富饒，
申請(專利權)人：西安中車永電捷力風能有限公司，
類型：發明
國別省市：
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