风力发电机组

技术领域

本申请涉及风力发电机技术领域，尤其涉及一种风力发电机组。

背景技术

在风力发电机组的运行过程中，发电机会不断产生热量，因此需要对发电机进行散热。主要有空冷和水冷两种冷却散热的方式。空冷通常可以指在定子或转子内设计用于流通空气的槽道。液冷通常可以指布置经过定子或转子的冷却管路。

由于风力发电机组的运行过程中，转子在不断地旋转，难以布置冷却管路。因此，一些风力发电机组的转子采用空冷的方式，然而空气的热导率低、比热小，使得转子的散热效果较差。

发明内容

本申请提供一种风力发电机组，散热效果好。

本申请提供一种风力发电机组，其中包括：

转动部；

具有定子和转子的发电机；所述转子与所述转动部连接；其中，所述转子的转动速度等于所述转动部的转动速度；

第一散热结构，设置于所述转动部；及

具有冷却液的第一冷却回路，所述第一冷却回路经过所述第一散热结构和所述转子，以实现所述第一散热结构和所述转子之间的热交换；其中，所述第一冷却回路与所述转动部保持相对静止。

进一步地，包括机舱和排风件，所述转动部和所述发电机设置于所述机舱内；所述机舱包括风道，所述风道设置有用于散热的散热口；所述第一散热结构和所述排风件设置于所述风道内。

进一步地，所述散热口包括与所述机舱的外部连通外循环散热口；所述外循环散热口包括第一散热口、第二散热口和第三散热口；所述第一散热口和所述第二散热口位于所述风道的一侧，并分隔设置；所述第三散热口设置于所述风道相对的另一侧；所述排风件的数目为至少两个，其中，至少一个所述排风件设置于所述第一散热口处，至少一个所述排风件设置于所述第二散热口处；所述排风件用于将所述风道内部的热空气排出至所述机舱的外部。

进一步地，所述机舱包括控制器和设置于所述第三散热口处的散热风门，所述控制器连接于所述散热风门；所述散热风门包括第一位置和第二位置，所述散热风门处于第一位置时，所述第三散热口与所述风道导通，所述散热风门处于第二位置时，所述散热风门遮挡于所述第三散热口；所述控制器用于根据外界环境的温度，控制所述散热风门在所述第一位置和所述第二位置之间切换。

进一步地，所述风道包括第一空间和第二空间，所述第一散热结构设置于所述第一空间内；所述外循环散热口设置于所述第二空间；所述第一空间为圆形，所述转动部的旋转轴与所述第一空间的中轴线重合。

进一步地，所述风力发电机组还包括冷却组件和设置于所述机舱内的第二散热结构；所述冷却组件包括冷却结构和具有冷却液的第二冷却回路，所述第二冷却回路经过所述冷却结构和所述第二散热结构，以实现所述第二散热结构的降温；所述散热口包括内循环散热口；所述第二散热结构设置于所述内循环散热口处。

进一步地，所述散热口包括外循环散热口；所述风道包括第一空间、第二空间和第三空间，所述第一散热结构设置于所述第一空间内，所述外循环散热口设置于所述第二空间，所述内循环散热口设置于所述第三空间；所述第二空间和所述第三空间中的一者与所述第一空间连通；当所述第一空间与所述第二空间连通时，所述排风件用于将风道内部的热空气排出至所述机舱的外部；当所述第一空间与所述第三空间连通时，所述排风件用于将所述风道内部的热空气排出至所述第二散热结构。

进一步地，所述排风件相对于所述第一散热结构靠近所述第二散热结构设置；或

所述排风件的数目为至少两个，其中，至少一个所述排风件相对于所述第一散热结构靠近所述第二散热结构设置；至少一个所述排风件相对于所述第二散热结构靠近所述第一散热结构设置。

进一步地，包括机舱，所述转动部设置于所述机舱沿水平方向上的一侧；所述发电机设置于所述机舱内，所述第一散热结构设置于所述机舱的外部。

进一步地，所述第一冷却回路固定设置于所述转动部。

本申请提供的风力发电机组，包括转动部、具有定子和转子的发电机、第一散热结构和具有冷却液的第一冷却回路。转子与转动部连接。其中，转子的转动速度等于转动部的转动速度。第一散热结构设置于转动部。第一冷却回路经过第一散热结构和转子，以实现第一散热结构和转子之间的热交换；其中，第一冷却回路与转动部保持相对静止。第一散热结构设置于与转子的转动速度相等的转动部，如此使得第一散热结构与转子可以保持相对静止，第一冷却回路经过第一散热结构和转子，第一冷却回路与转动部保持相对静止，如此第一散热结构和第一冷却回路可以与转子一起转动，使得第一冷却回路不会在转子转动的过程中扭曲弯折，从而便于第一冷却回路的布置，可以实现转子的水冷，使得转子的散热效果更好。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

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，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1所示为本申请一示例性实施例的风力发电机组的结构简图；

图2所示为图1所示的风力发电机组的散热风门处于第一位置时的剖视图；

图3所示为图1所示的风力发电机组的散热风门处于第二位置时的剖视图；

图4所示为本申请另一示例性实施例的风力发电机组的结构简图；

图5所示为本申请再一示例性实施例的风力发电机组的结构简图。

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申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请提供一种风发电机组。下面结合附图，对本申请的风力发电机组进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

参见图1至图5所示，本申请提供一种风力发电机组10。其中，风力发电机组10可以是非直驱式风力发电机组，也可以是直驱式风力发电机组。风力发电机组10包括转动部11、具有定子12和转子13的发电机14、第一散热结构15和具有冷却液的第一冷却回路16。

发电机14具有定子12和转子13。如图1和图4所示，发电机14的定子12可以设置于转子13的外侧。如图5所示，发电机14的定子12也可以设置于转子13的内侧。发电机14的转子13与转动部11连接。转动部11的旋转轴可以与发电机14的转子13的旋转轴重合。转动部11的旋转轴也可以与转子13的旋转轴平行。其中，转子13的转动速度等于转动部11的转动速度。如此转动部11可以与转子13保持相对静止。在一些实施例中，风力发电机组10可以包括风轮26(如图5所示)。风轮26可以包括可旋转的轮毂27(如图5所示)和自轮毂27向外侧延伸的至少一个叶片28(如图5所示)。叶片28的数目可以为三个，可以环绕轮毂27的旋转轴均匀设置，以便于叶片28接收自然风。叶片28可以接收自然风，并带动轮毂27旋转，从而将风能转换为机械能。当风力发电机组10为非直驱式风力发电机组时，如增速型风力发电机组。风力发电机组10的转动部11可以是与转子13连接的转动轴。轮毂27转动可以带动转动轴转动，从而可以带动发电机14的转子13转动，以产生电能。当风力发电机组10为直驱式风力发电机组时，转动部11可以是轮毂27，轮毂27转动可以直接带动发电机14的转子13转动，以产生电能。

第一散热结构15设置于转动部11。如此第一散热结构15可以与转动部11保持相对静止，从而第一散热结构15可以与转子13保持相对静止。其中，第一散热结构15可以是翅片换热器。第一散热结构15可以实现经过第一散热结构15的第一冷却回路16中的冷却液与空气的换热。第一冷却回路16经过第一散热结构15和转子13，以实现第一散热结构15和转子13之间的热交换；其中，第一冷却回路16与转动部11保持相对静止。如此第一冷却回路16可以与第一散热结构15和转子13保持相对静止。第一冷却回路16可以经过第一散热结构15和转子13的内部，可以是至少部分布置于第一散热结构15和转子13内部的管路。第一冷却回路16也可以经过转子13的表面，可以是至少部分布置于转子13的表面的冷却套。冷却液可以在第一冷却回路16中循环流动，冷却液可以流经转子13和第一散热结构15。冷却液流经转子13，可以吸收转子13产生的热量，吸收转子13产生的热量后的冷却液的温度会升高。温度升高的冷却液流经第一散热结构15，并可以在第一散热结构15处与空气换热。例如，由于第一散热结构15设置于转动部11，可以随着转动部11转动，如此第一散热结构15的周围有空气的流动，使得可以降低冷却液的温度。低温的冷却液流回转子13一侧，从而可以达到持续冷却转子13的效果。

本申请的风力发电机组10，第一散热结构15设置于与转子13的转动速度相等的转动部11，如此使得第一散热结构15与转子13可以保持相对静止，第一冷却回路16经过第一散热结构15和转子13，第一冷却回路16与转动部11保持相对静止。如此第一散热结构15、第一冷却回路16、转动部11和转子13可以保持相对静止。如此第一散热结构15和第一冷却回路16可以与转子13一起转动，使得第一冷却回路16不会在转子13转动的过程中扭曲弯折，解决了因转子13旋转导致的冷却液流动回路难以布置的问题，从而便于第一冷却回路16的布置，如此可以在转子13处布置冷却液流路，从而可以实现转子13的液冷，转子13的散热效果好，实现了风力发电机组10的转子13的高效散热。如此在大幅提高转子13的散热性能的同时，第一散热结构15和第一冷却回路16可以与转子13一起转动，可以避免冷却液泄露。

在一些实施例中，第一冷却回路16固定设置于转动部11。第一冷却回路16可以固定设置于转动部11的外表面。其中，第一冷却回路16可以是管路。第一冷却回路16可以通过安装支架固定于转动部11的外表面，如此第一冷却回路16可以与第一散热结构15和转子13保持相对静止。如此可以防止在转子13转动的过程中，第一冷却回路16晃动，使得可靠性更高。

参见图1至图4所示，在一些实施例中，风力发电机组10包括机舱17和排风件18。其中，排风件18可以是风扇。排风件18的数目可以为至少一个，排风件18的数目也可以为至少两个。转动部11和发电机14设置于机舱17内。此时，转动部11可以是与转子13的转动速度相等的旋转轴。机舱17包括风道19，风道19设置有用于散热的散热口20。可以通过散热口20将风排出风道19之外。第一散热结构15和排风件18设置于风道19内。其中，排风件18可以固定于风道19的内壁。在一些实施例中，风道19包括第一空间21和第二空间22。散热口20包括与机舱17的外部连通外循环散热口30。第一散热结构15设置于第一空间21内，外循环散热口30设置于第二空间22。排风件18可以设置于第一空间21内，也可以设置于第二空间22内，设置排风件18可以加速空气的流动，从而对流经第一散热结构15的冷却液的降温效果更好。第一空间21为圆形，转动部11的旋转轴与第一空间21的中轴线重合，如此通过第一散热结构15的空气流通量可以更大，增强了第一散热结构15的散热效果。

参见图2和图3所示，在一些实施例中，外循环散热口30包括第一散热口31、第二散热口32和第三散热口33。第一散热口31和第二散热口32位于风道19的一侧，并分隔设置。其中，第一散热口31和第二散热口32可以对称设置。第三散热口33设置于风道19相对的另一侧。排风件18的数目为至少两个，其中，至少一个排风件18设置于第一散热口31处，至少一个排风件18设置于第二散热口32处。排风件18用于将风道19内部的热空气排出至机舱17的外部。设置第一散热口31、第二散热口32和第三散热口33使得空气流通量更大，可以将第一散热结构15的热量排放至机舱17的外部，散热效果好。

在一些实施例中，机舱17包括控制器34和设置于第三散热口33处的散热风门35，控制器34连接于散热风门35。散热风门35包括第一位置(如图2所示)和第二位置(如图3所示)，散热风门35处于第一位置时，第三散热口33与风道19导通，此时，第一散热口31和第二散热口32可以是进风口，第三散热口33可以是出风口。如此开启设置于第一散热口31和第二散热口32处的排风件18，机舱17的外部的空气可以从第一散热口31和第二散热口32进入，流经半圆行程后，从第三散热口33排出。第一散热口31的空气的流动方向与转动部11的转动方向可以相反，第二散热口32的空气的流动的方向与转动部11的转动方向可以相同。散热风门35处于第二位置时，散热风门35遮挡于第三散热口33，此时，第一散热口31可以是进风口，第二散热口32可以是出风口。如此开启设置于第一散热口31处的排风件18，机舱17的外部的空气可以从第一散热口31进入，流经整圆行程后从第二散热口32排出。空气的流动方向与转动部11的转动方向相反，从而可以增加空气穿过第一散热口31的相对速度，增强换热能力。控制器34用于根据外界环境的温度，控制散热风门35在第一位置和第二位置之间切换。若环境温度高于第一设定温度，可以控制散热风门35切换至第一位置；若环境温度低于第一设定温度，可以控制散热风门35切换至第二位置。如此通过进风口和出风口的改变，对因环境温度变化造成的换热能力冗余进行了调控，从而有效节省了排风件18的耗能。且可以有效利用非旋转的风与旋转的第一散热结构15之间的相对速度，提高第一散热结构15的换热性能。

在一些实施例中，排风件18相对于外循环散热口30靠近第一散热结构15设置。其中，排风件18可以固定于靠近第一散热结构15的风道19的内壁。排风件18靠近第一散热结构15设置，可以使得附近的冷空气可以更好的穿过第一散热结构15进行换热。

参见图4所示，在一些实施例中，风力发电机组10还包括冷却组件36和设置于机舱17内的第二散热结构23。其中，第二散热结构23可以是翅片换热器。可选地，第二散热结构23可以用于对发电机14的定子12进行降温。冷却组件36包括冷却结构24和具有冷却液的第二冷却回路25。冷却结构24可以是冷却塔。第二冷却回路25经过冷却结构24和第二散热结构23，实现第二散热结构23和冷却结构24之间的热交换，以实现第二散热结构23的降温。散热口20包括内循环散热口37，第二散热结构23设置于内循环散热口37处。其中，内循环散热口37可以与机舱17的内部连通。第二散热结构23的一侧可以位于内循环散热口37处，另一侧裸露于机舱17内部。第二散热结构23可以封堵于内循环散热口37。如此第二散热结构23可以在机舱17内耗散掉一部分排风件18排出的来自第一散热结构15的热空气的热量。同时，可以与冷却结构24共同作用，实现降低排风件18排出的热空气的温度，降温的效果更好。第二冷却回路25可以经过第二散热结构23和冷却结构24的内部，可以是至少部分布置于第二散热结构23和冷却结构24内部的管路。冷却液可以在第二冷却回路25中循环流动，冷却液可以流经第二散热结构23和冷却结构24。冷却液流经第二散热结构23，可以吸收排风件18排出的来自第一散热结构15的热空气的热量，并升高温度。温度升高的冷却液流经冷却结构24，可以在冷却结构24处与空气换热降温。冷却结构24设置于机舱17的外部。其中，冷却结构24可以设置与机舱顶部。如此降低冷却液的温度的效果更好，如此冷却液的热量可以耗散于机舱17外界的空气中。低温的冷却液可以流回第二散热结构23一侧，从而可以达到持续冷却的效果。如此设置使得风道19无需与机舱17外界的环境直接连通，可以适应于不同的外部环境，在高湿度的情况下也可以很好的运行。

在一些实施例中，排风件18相对于第一散热结构15靠近第二散热结构23设置。其中，排风件18可以固定于靠近第二散热结构23的风道19的内壁。排风件18靠近第二散热结构23设置，可以将第一散热结构15的热空气吸收至第二散热结构23处，如此便于流经第一散热结构15的冷却液的温度的降低。第二散热结构23位于内循环散热口37处，排风件18用于将风道19内部的热空气排出至第二散热结构23。可以通过排风件18实现第一散热结构15与第二散热结构23之间的热交换。第二散热结构23可以对排风件18排出的热空气进行冷却。

在其他一些实施例中，排风件18的数目为至少两个，其中，至少一个排风件18相对于所述第一散热结构15靠近第二散热结构23设置。至少一个排风件18相对于第二散热结构23靠近第一散热结构15设置。如此换热效果更好。

在一些实施例中，风道19包括第三空间38。内循环散热口37设置于第三空间38。第二空间22和第三空间38中的一者与第一空间21连通。当第一空间21与第二空间22连通时，排风件18用于将风道19内部的热空气排出至机舱17的外部。当第一空间21与第三空间38连通时，排风件18用于将风道19内部的热空气排出至第二散热结构23。当环境温度高于第二设定温度时，第一空间21与所述第二空间22连通，可以利用机舱17的外部空气对第一散热结构15进行散热。如此可以节约成本。当环境温度低于第二设定温度时，可以采用第二散热结构23对第一散热结构15进行散热。如此可以保证机舱17的内部空气干净无杂质，使得机舱17的内部结构不易腐蚀。且在高湿度的情况下也可以很好的运行。第二空间22和第三空间38中的一者与第一空间21连通。增强了对换热能力调节的灵活性，使得换热效果更好。

在一些实施例中，发电机14包括外壳29，可以用于保护定子12和转子13。定子12和转子13设置于外壳29内，第二散热结构23设置于外壳29的上表面。第二散热结构23可以相对于机舱17静止，相对于第一散热结构15转动。便于第二散热结构23的布置。其中，第二散热结构23可以固定设置于外壳29的上表面，如此使得第二散热结构23距离冷却结构24更加接近，第二冷却回路25可以设置的更短。

在一些实施例中，风力发电机组10还包括设置于机舱17内的齿轮箱(未示出)。转动部11与齿轮箱连接。当风力发电机组10为非直驱式风力发电机组时，风力发电机组10的转动部11可以是间接连接于轮毂27的转动轴。其中，转动部11可以通过齿轮箱与轮毂27连接。转动部11的一端可以连接于齿轮箱，转动部11的另一端可以连接于转子13，设置齿轮箱可以相对于轮毂27的转动速度，提高转动部11的转动速度，从而使转子13的转动速度更快。第一散热结构15设置于齿轮箱与发电机14之间。如此可以节约机舱17内部的空间。在其他一些实施例中，第一散热结构15也可以设置于发电机14远离齿轮箱的一侧。

参见图5所示，在一些实施例中，转动部11设置于机舱17沿水平方向X上的一侧。当风力发电机组10为直驱式风力发电机组时，风力发电机组10的轮毂27的转动速度等于发电机14的转子13的转动速度。此时，转动部11可以是轮毂27。发电机14设置于机舱17内，第一散热结构15设置于机舱17的外部。如此可以将来自发电机14的转子13的热量耗散至外界环境中。冷却液流经转子13，可以吸收转子13产生的热量，吸收转子13产生的热量后的冷却液的温度会升高。温度升高的冷却液流经第一散热结构15，并可以在第一散热结构15处与机舱17外界的空气换热，使得可以降低冷却液的温度。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。