阅读说明：本技术 轴向通风直冷式双馈风力发电机 (Axial ventilation direct cooling type double-fed wind driven generator ) 是由 林晓宁 刘新峰 朱铭锴 何庆峰 于秀丽 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明的轴向通风直冷式双馈风力发电机,包括电机本体、进风组件和出风组件；电机定子外部连通有筒体结构；筒体结构连通有箱体结构形成风道；箱体结构连通有用于输入冷空气的进风组件和用于抽出热空气的出风组件。本发明的有益效果是：相比同功率等级其他型号的双馈发电机,具有工艺性好、温升低、成本低、可靠性高、易于维护等优点。(The invention relates to an axial ventilation direct cooling double-fed wind driven generator, which comprises a motor body, an air inlet assembly and an air outlet assembly; the outer part of the motor stator is communicated with a cylinder structure; the cylinder structure is communicated with a box structure to form an air duct; the box structure is communicated with an air inlet component for inputting cold air and an air outlet component for extracting hot air. The invention has the beneficial effects that: compared with double-fed generators of other models with the same power grade, the double-fed generator has the advantages of good manufacturability, low temperature rise, low cost, high reliability, easiness in maintenance and the like.)

轴向通风直冷式双馈风力发电机

技术领域

本发明属于发电机技术领域，尤其涉及一种轴向通风直冷式双馈风力发电机。

背景技术

目前，国内外主流双馈风力发电机冷却方式大多采用空空冷却、空水冷却和水套冷三种方式。随着发电机功率等级的逐步增大和风电行业成本压力的不断增大，降低绕组温升、提高电机可靠性、降低风力发电成本是必须要解决的技术难题。因此，解决如何降低绕组温升和发电机成本同时提高电机可靠性的问题，成为了风力发电机设计的关键。如图1所示的空空冷却双馈风力发电机，包括空空冷却器2和电机体1，采用空空冷却方式，因冷却回路为二次冷却，冷却效率相对较低。如图2所示的空水冷却双馈风力发电机，包括空水冷却器3和电机体1，采用空水冷却方式，需配备一套水循环冷却系统，成本高，体积大，维护不便，且对机舱配套设备有更高要求。如图3所示的水套冷却双馈风力发电机，包括水套冷却器4和电机体1，采用水套冷却方式，水套机座加工工艺复杂，需配备一套水循环冷却系统，成本高，体积大，维护不便，且对机舱配套设备有更高要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种轴向通风直冷式双馈风力发电机，其具有可靠性高、成本低、低温升等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种轴向通风直冷式双馈风力发电机，包括电机本体、进风组件和出风组件；所述电机本体包括电机定子、电机转子和滑环室；所述电机定子径向外部连通有沿其轴向设置的筒体结构；所述筒体结构的轴向两端连通有箱体结构形成风道；靠近所述电机本体传动端的所述箱体结构连通有用于输入冷空气至所述风道内的进风组件，远离所述电机本体传动端的所述箱体结构连通有用于排出所述风道内热空气的出风组件。

进一步，所述电机定子设有轴向通风槽；所述电机转子设有轴向通风孔；所述通风槽与所述通风孔与所述风道连通。

进一步，所述出风组件包括出风罩、过滤安装框和过滤叶板；所述出风罩的入口与所述风道连通，所述出风罩的出口安装有过滤安装框；所述过滤安装框内设有过滤叶板；所述过滤叶板包括呈一排设置且相互间隔的多个过滤叶片；相邻所述过滤叶片之间设有口径逐渐扩大的过滤通道。

进一步，所述过滤叶片包括弧面部、引流部和挡流部；所述弧面部的圆心位于所述过滤叶板背对出风罩的一侧；所述引流部一端与所述弧面部一个径向端相切，所述引流部另一端朝远离所述过滤叶板方向延伸并与所述弧面部另一个径向端对齐；所述挡流部设于所述引流部与弧面部相切处并位于背对所述弧面部圆心一侧。

进一步，所述过滤通道包括由弧面、挡流部和部分引流部合围形成的旋风通道；所述过滤安装框位于所述旋风通道下端设有异物收集装置。

进一步，所述进风组件包括冷却风机、导风罩和空气过滤板；所述冷却风机与所述导风罩连通；所述导风罩包括至少一个进风口和至少一个出风口；所述空气过滤板设于所述进风口用于过滤空气；所述出风口与所述风道连通。

进一步，所述空气过滤板与所述导风罩可拆式连接。

进一步，所述导风罩位于所述空气过滤板内侧设有导风板。

进一步，所述导风罩或空气过滤板上设有空气压差传感器。

进一步，所述筒体结构沿周向设有清洁孔和封堵头。

本发明的有益效果是：通过筒体结构和箱体结构形成的风道配合进风组件和出风组件，不再需要定子铁芯、转子铁芯和机座的径向风路，因此可以取消定子铁芯和转子铁芯的径向通风槽，从根源上避免了电机运行一定的时间后径向通风槽掉漆锈蚀的风险。达到缩短电机轴向长度，节省空间，降低重量，节约成本的效果。本发明的双馈发电机相比同功率等级其他型号的双馈发电机，具有工艺性好、温升低、成本低、可靠性高、易于维护等优点。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有空空冷却双馈风力发电机的结构示意图。

图2为现有空水冷却双馈风力发电机的结构示意图。

图3为现有水套冷却双馈风力发电机的结构示意图。

图4为本发明轴向通风直冷式双馈风力发电机的主视结构示意图。

图5为图4中空气流动方向示意图。

图6为图4中进风组件的立体结构示意图。

图7为图4中出风组件的主视结构示意图。

图8为图7的侧视图。

图9为图7的A-A面剖视结构示意图。

图10为图9的局部放大结构示意图。

图11为图4中筒体结构的立体结构示意图。

其中：1、电机体；2、空空冷却器；3、空水冷却器；4、水套冷却器；5、进风组件；6、出风组件；7、电机定子；8、电机转子；9、滑环室；10、冷却风机；11、导风罩；12、空气过滤板；13、空气压差传感器；14、出风罩；15、过滤安装框；16、过滤叶片；16.1、弧面部；16.2、引流部；16.3、挡流部；16.4、旋风通道；17、异物收集装置；18、清洁孔；19、筒体结构。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。

参见图4～11，轴向通风直冷式双馈风力发电机，包括电机本体、进风组件5和出风组件6；电机本体包括电机定子7、电机转子8和滑环室9；电机定子7径向外部连通有沿其轴向设置的筒体结构19；筒体结构19的轴向两端连通有箱体结构形成风道；靠近电机本体传动端的箱体结构连通有用于输入冷空气至风道内的进风组件5，远离电机本体传动端的箱体结构连通有用于排出风道内热空气的出风组件6。

电机定子7设有轴向通风槽；电机转子8设有轴向通风孔；通风槽与通风孔与风道连通。

进风组件5包括冷却风机10、导风罩11和空气过滤板12；冷却风机10与导风罩11连通；导风罩11包括至少一个进风口和至少一个出风口；空气过滤板12设于进风口用于过滤空气；出风口与风道连通。空气过滤板12与导风罩11可拆式连接。导风罩11位于空气过滤板12内侧设有导风板，导风板可降低风阻，提高热交换效率。导风罩11或空气过滤板12上设有空气压差传感器13。

本实施例中空气过滤板12的过滤结构采用G4过滤等级的过滤棉，可有效过滤直径≥5μm的粉尘颗粒，过滤效率高达90％。过滤棉由钣金框架固定，钣金框架主要起支撑、防护作用。空气过滤板12采用快拆式卡扣固定，单手即可完成卡扣拆卸和安装工作，方便现场维护。空气压差传感器13用于监控过滤棉的阻力，当阻力达到设计规定要求时需及时更换过滤棉。

出风组件6包括出风罩14、过滤安装框15和过滤叶板；出风罩14的入口与风道连通，出风罩14的出口安装有过滤安装框15；过滤安装框15内设有过滤叶板；过滤叶板包括呈一排设置且相互间隔的多个过滤叶片16；相邻过滤叶片16之间设有口径逐渐扩大的过滤通道。过滤叶片16包括弧面部16.1、引流部16.2和挡流部16.3；弧面部16.1的圆心位于过滤叶板背对出风罩14的一侧；引流部16.2一端与弧面部16.1一个径向端相切，引流部16.2另一端朝远离过滤叶板方向延伸并与弧面部16.1另一个径向端对齐；挡流部16.3设于引流部16.2与弧面部16.1相切处并位于背对弧面部16.1圆心一侧。过滤通道包括由弧面、挡流部16.3和部分引流部16.2合围形成的旋风通道16.4；过滤安装框15位于旋风通道16.4下端设有异物收集装置17。

当出风罩14向外排风时，气流顺着弧面部16.1进入过滤通道，并撞击挡流部16.3后进入旋风通道16.4，在弧面部16.1和引流部16.2的离心引导作用下最终从过滤通道末端流出。这种特殊的结构会尽可能地减小风阻，而且可有效防止异物进入出风罩14内部；即使当有异物进入过滤通道时，在旋风通道16.4内旋风的离心力作用及异物自身重力作用下，异物掉落至异物收集装置17中。异物收集装置17可以包括设置在过滤安装框15上与旋风通道16.4连通的异物收集孔和与异物收集孔连通的收集袋。

筒体结构19沿周向设有清洁孔18和封堵头。清洁孔18可以有至少两圈，分别靠近电机本体传动端和电机本体非传动端。筒体结构19轴向两端或箱体结构上还可设置观察窗口；打开清洁孔18上的封堵头，即可将压缩空气从清洁孔18中注入风道内，高压气流沿风道吹向电机本体两端的箱体结构，实现风道的清洁，维护人员也可通过观察窗口对端部箱体结构进行清洁维护。

冷空气通过导风罩11的前、后、下侧、右侧四个方向的进风口经过空气过滤板12过滤后进入风道，通过电机转子8自身的旋转和电机本体内传动端侧空气正压推动冷空气沿轴向方向进入电机定子7的轴向通风槽、电机转子8的轴向通风孔和电机定子7与电机转子8的气隙，经过热交换后，冷空气升温为热空气，热空气通过出风罩14，经过滤叶板后排出，实现对电机本体的轴向的冷却。

以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。