一种半直驱风力发电机油冷结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种半直驱风力发电机油冷结构，所述风力发电机包括外壳、后端盖、定子组件、转子组件和轴承单元，所述外壳和后端盖配合连接形成封闭结构，所述轴承单元、定子组件和转子组件设于封闭结构内部，其中，所述转子组件设于轴承单元上，所述定子组件与外壳连接，并配套设于转子组件外部；所述油冷结构包括喷油装置、通油槽、甩油盘和回油槽，所述喷油装置设于定子组件的外周上部，所述通油槽沿定子铁芯的周向设于定子铁芯的外周面上，所述甩油盘设于转子组件的两端，所述回油槽设于外壳底部。本实用新型专利技术能够有效解决半直驱风力发电机降温冷却的问题。电机降温冷却的问题。电机降温冷却的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种半直驱风力发电机油冷结构


[0001]本技术涉及半直驱风力发电机降温冷却的
，尤其是指一种半直驱风力发电机油冷结构。

技术介绍

[0002]伴随风电市场的发展，风力整机单机容量不断扩大。发电机的重量、体积也相应增加，对风力发电机组塔筒强度要求较高且增加了风力发电机吊装和运输难度。因此，提高发电机功率密度成为风力发电机发展的必然趋势，而如何优化发电机冷却系统从而降低发电机温升也成为主要研究方向。
[0003]目前风力发电机一般采用空冷或水冷的冷却方式，空冷却方式整体散热效果不如水冷却方式，且对于半直驱风力发电机，发电机结构较为紧凑，导致冷却回路散热面积不足，空冷结构满足不了大功率发电机的散热需求。而水冷虽是目前大功率发电机主流的散热方式，但由于其结构缺陷，发电机本身的热源(如定子绕组)需通过层层材料才能传递到冷却水管或冷却水套上，传递路径较长，且各部件之间的配合公差也会进一步影响传递路径的热阻大小。
[0004]现有技术中也有采用电机直接油冷的冷却方式，一般分为浸油冷却方式和喷油冷却方式两类。其中浸油冷却方式是将电机的定、转子均浸没在冷却油里进行冷却，对发电机整体密封要求较高，且转子搅油损耗也较大，对于体积较大的风力发电机而言，浸油式冷却方式难以实现且成本较高。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种半直驱风力发电机油冷结构，能够有效解决半直驱风力发电机降温冷却的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术所提供的技术方案为：一种半直驱风力发电机油冷结构，所述风力发电机包括外壳、后端盖、定子组件、转子组件和轴承单元，所述外壳和后端盖配合连接形成封闭结构，所述轴承单元、定子组件和转子组件设于封闭结构内部，其中，所述转子组件设于轴承单元上，所述定子组件与外壳连接，并配套设于转子组件外部；所述油冷结构包括喷油装置、通油槽、甩油盘和回油槽，所述喷油装置设于定子组件的外周上部，通过喷油装置对定子组件的定子铁芯和定子绕组端部进行喷油冷却，所述通油槽沿定子铁芯的周向设于定子铁芯的外周面上，通过通油槽使喷至定子组件表面的油液依次流向定子组件内部的定子绕组、转子组件以及轴承单元上，进而对定子绕组、转子组件以及轴承单元进行冷却，所述甩油盘设于转子组件的两端，通过甩油盘将流至转子组件的油液重新甩向定子绕组端部，以避免定子绕组局部过热，所述回油槽设于外壳底部，通过回油槽收集冷却后的油液并流回至外部的供油系统。
[0007]进一步，所述喷油装置包括多个弧形喷油管，多个弧形喷油管间隔排布在定子组件的外周上部，该多个弧形喷油管通过管路与外壳外部的供油系统，每个弧形喷油管朝向
定子组件的侧面上形成有多个喷油孔，通过喷油孔对定子组件的定子铁芯和定子绕组端部的上部进行喷油冷却。
[0008]进一步，所述转子组件与后端盖通过迷宫结构间隔开，以防油液渗漏至封闭结构外部。
[0009]进一步，所述甩油盘固定于转子组件的转子支架上。
[0010]进一步，所述定子组件的集电环的上方设有弧形喷油管。
[0011]本技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
[0012]1、本技术采用喷油冷却方式对风力发电机进行降温冷却，由于冷却油液具有绝缘性能良好、不导磁、不导电的特性，对电机磁路无影响，无需进行专门的绝缘及电磁设计；另外，油的沸点和凝点比冷却水要高，使得冷却油液在低温下不易结冰，高温下不易蒸发或挥发，针对风场恶劣环境的适应性也更强；同时冷却油液还可在整个发电机内部形成油膜，无需担心水冷系统腐蚀等问题，可减少整个冷却系统的维护频率，避免因老化导致散热能力下降。
[0013]2、本技术采用直接油冷的冷却方式比一般水冷的冷却效率要高约2～5倍，大大提高散热效率，且无需额外配套复杂的供油系统，在保证发电机温升满足要求的同时，可大幅度降低发电机材料用量以及磁钢性能要求，从而减少材料成本，实现降低发电机温升并提高功率密度的目的。
附图说明
[0014]图1为本技术的油冷结构的示意图。
[0015]图2为本技术的喷油装置以及通油槽在定子组件上的结构示意图。
[0016]图3为本技术的喷油装置在定子组件上的结构示意图。
[0017]图4为本技术的甩油盘在转子组件上的结构示意图。
[0018]图5为本技术的弧形喷油管的结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施例对本技术作进一步说明,但本技术的使用方式不限于此。
[0020]实施例1
[0021]如图1至图5所示，本实施例所述的半直驱风力发电机油冷结构，所述风力发电机包括外壳1、后端盖2、定子组件3、转子组件4和轴承单元5，所述外壳1和后端盖2配合连接形成封闭结构，所述定子组件3、转子组件4、轴承单元5设于封闭结构内部，其中，所述转子组件4设于轴承单元5上，转子组件4主要由转子支架401和永磁体磁极402等部件组成，所述定子组件3与外壳1连接，并配套设于转子组件4外部，定子组件3主要由定子铁芯301、定子绕组302和集电环303等部件组成，所述转子组件4与后端盖2通过迷宫结构10间隔开，以防油液渗漏至封闭结构外部。
[0022]所述油冷结构包括喷油装置6、通油槽7、甩油盘8和回油槽9。
[0023]具体的，所述喷油装置6设于定子组件3的外周上部，其包括多个弧形喷油管601，多个弧形喷油管601间隔排布在定子组件3的外周上部，该多个弧形喷油管601通过管路与
外壳1外部的供油系统，每个弧形喷油管601朝向定子组件3的侧面上形成有多个喷油孔602，通过喷油孔602喷出的油液对定子铁芯301和定子绕组302端部的上部进行喷油冷却，其中，多个弧形喷油管601中位于两端的用于对定子绕组302端部进行冷却，位于中间的用于对定子铁芯301进行冷却，依靠重力作用，油液基本可覆盖定子铁芯301的整个外周面。
[0024]所述通油槽7沿定子铁芯301的周向设于定子铁芯301的外周面上，通过通油槽7使一部分喷至定子组件3表面的油液依次流向定子绕组302、永磁体磁极402以及轴承单元5上，进而对定子绕组302、永磁体磁极402以及轴承单元5进行冷却，由于风力发电机具有一定的安装倾角，即采用前端上倾的安装方式，还有一部分油液依靠重力作用流向后端，在此过程中，转子组件4的旋转对永磁体磁极402也可以起到冷却的作用，油液可对轴承单元5起到润滑作用。
[0025]所述甩油盘8设于转子组件4两端的转子支架401上，对轴承单元5进行冷却进行后的油液直接下流至转子支架401处，并被甩油盘8收集后重新甩向定子绕组302端部的内周面上，尤其是下部的内周面，对定子绕组302端部进行二次冷却，加大冷却效果并避免定子绕组302局部过热。
[0026]所述回油槽9设于外壳1底部，通过回油槽9收集冷却后的油液并流回至外部的供油系统。
[0027]实施例2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半直驱风力发电机油冷结构，所述风力发电机包括外壳、后端盖、定子组件、转子组件和轴承单元，所述外壳和后端盖配合连接形成封闭结构，所述轴承单元、定子组件和转子组件设于封闭结构内部，其中，所述转子组件设于轴承单元上，所述定子组件与外壳连接，并配套设于转子组件外部；其特征在于：所述油冷结构包括喷油装置、通油槽、甩油盘和回油槽，所述喷油装置设于定子组件的外周上部，通过喷油装置对定子组件的定子铁芯和定子绕组端部进行喷油冷却，所述通油槽沿定子铁芯的周向设于定子铁芯的外周面上，通过通油槽使喷至定子组件表面的油液依次流向定子组件内部的定子绕组、转子组件以及轴承单元上，进而对定子绕组、转子组件以及轴承单元进行冷却，所述甩油盘设于转子组件的两端，通过甩油盘将流至转子组件的油液重新甩向定子绕组端部，以避免定子绕组局部过热，所述回油槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志驹，
申请(专利权)人：明阳智慧能源集团股份公司，
类型：新型
国别省市：