[发明专利]用于综合热管理的系统和方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及热管理系统，更具体地说，涉及电气系统中的热管理。

背景技术

通常使用的应用(如风力涡轮机)中的电气系统包括电气元件，如变压器、开关装置、电源转换器和电机，它们位于狭窄的隔间或容室(如塔架、短舱或外部建筑)中。变压器、电源转换器和电机典型地是大型设备并产生不希望有的损耗量。该损耗在运行过程中作为热量释放。变压器和电源转换器通常彼此十分接近。此外，电气设备的额定功率由对其进行均匀冷却的能力决定。因此，需要从容室去除热量来避免导致电气元件的过热导致故障。

一般来说，用于从电气元件去除热量的技术有若干种。某一技术包括例如风扇的强制对流装置。然而，强制对流系统通常需要用于使冷空气进入和将热空气从塔架中排出的大空气导管和过滤器。另外，风扇会产生不希望有的噪音级别并且冷却鳍片增加了设备的尺寸和重量。另一种典型地使用的冷却系统包括，但不限于，液体冷却系统。液体冷却系统能够通过取消大空气导管和冷却鳍片来减小电气系统的尺寸。

当前，独立冷却概念常被用来从电气系统中的电气元件去除热量。典型的电气系统可包括具有不同冷却方法的若干电气元件。一个示例为强制空气冷却变压器和水冷却电源转换器系统。因此，对于每个电气元件具有独立和不同的冷却系统增加了电气系统的尺寸和设计成本。

因此，需要能解决前述问题的改进的热管理系统。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了综合热管理系统。该系统包括配置成用来释放第一热量损失并且联接到综合冷却系统上的第一装置。该系统还至少包括配置成用来释放第二热量损失并且联接到综合冷却系统上的第二装置。该系统还包括配置成用来向周围环境释放第一热量损失和第二热量损失的至少一个热交换器。

根据本发明的另一个方面，提供了在热量释放系统中用于综合热管理的方法。该方法包括布置配置成用来释放第一热量损失的第一装置。该方法还包括用热交换器将配置成用来释放第二热量损失的第二装置从第一装置隔开。该方法还包括通过热交换器从第一装置和第二装置提取热量。

根据本发明的另一个方面，提供了紧凑的变压器-电源转换器组件。该组件包括浸在油中的变压器。该变压器还包括循环经过电源转换器系统并配置成用来从电源转换器系统和油中提取热量的冷却流体。

附图说明

本发明的这些和其它特征、方面和优势在参考附图阅读下列详细描述时将变得更好理解，贯穿附图的相同符号表示相同部件，其中：

图1为根据本发明实施例的综合热管理系统的方框图；

图2为根据本发明实施例在风力涡轮机中使用的综合热管理系统的示意图；

图3为根据本发明实施例的包括在风力涡轮机中使用的普通冷却流体的另一个示范性综合热管理系统的示意图；

图4为根据本发明实施例的包括第三装置和在风力涡轮机中使用的普通冷却流体的另一个示范性综合热管理系统的示意图；以及

图5为描绘根据本发明实施例的示范性综合热管理方法中包含的步骤的流程图。

要件清单

10综合热管理系统

12第一装置

14第二装置

16第三装置

18综合冷却系统

20热交换器

30综合热管理系统

32电源转换器系统

34泵

36第一冷却流体

38热交换器

40变压器

42第二冷却流体

44泵

46热交换器

48变速箱

50第三冷却流体

54热交换器

60综合热管理系统

62热交换器

64风力涡轮机塔架

70综合热管理系统

72第三装置

80热量发生系统中用于综合热管理的方法

82布置配置成用来释放第一热量损失的第一装置

84用热交换器将配置成用来释放第二热量损失的第二装置从第一装置隔开

86通过热交换器从第一装置和第二装置提取热量

具体实施方式

如下面的详细讨论，本发明的实施例包括综合热管理系统和用于该系统的方法。用于综合热管理的该系统通过用于电气元件的普通冷却介质提供了综合冷却概念，该电气元件为用于可再生能的发电系统(例如，但不限于风力涡轮机)中的电气元件。该系统还提供该电气元件的紧凑的组件。