[发明专利]用于大功率垂直轴风力发电机组的散热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于大功率垂直轴风力发电机的散热装置，同时也涉及采用该散热装置的风力发电机，属于风力发电技术领域。 

背景技术

风能是水能之外最具规模应用前景的可再生能源，受到世界各国的高度重视。中国已成为世界上最活跃的风电市场。2009年全国新增风电装机容量超过800万千瓦，累计总容量已达2000万千瓦以上。因此，我国风力发电设备制造业及相关领域的市场前景十分广阔。 

风力发电机按旋转轴的方向来分，可分为水平轴和垂直轴两种。目前被广泛应用的是水平轴风力发电机，但其存在设计制造复杂，造价居高不下等缺陷。相比之下，经过改进设计的垂直轴H型风力发电机以启动风速低、风能利用率高和无噪声等众多优点，具备更加广阔的市场应用前景。 

根据垂直轴风力发电机的结构特点，普遍使用盘式无铁芯永磁发电机进行发电。在专利号为ZL 200610069654.5的中国发明专利中，公开了一种盘式风力发电机，其定子由绕组线圈组成，不含铁磁材料。固定在转子轴上的永磁体是以转子轴为轴线的回转体，且与固定在上、下壳体内的永磁体相对应，相对面的极性相同。由于该风力发电机取消了铁芯，因此减少了磁阻力。由于取消了轴承，使转子轴与定子之间形成空气悬浮，减少了空载阻力矩，提高了电机的效率。但是，现有的盘式风力发电机普遍存在散热困难等缺陷，使风机输出功率难以进一步提高。 

在专利号为ZL 200920115365.3的中国实用新型专利中，针对单一风冷结构难以满足兆瓦级以上风力发电机的冷却要求上存在的不足，提供一种冷却效果好，能够提高大功率风力发电机效率的空-水冷却装置。该装置包括设置在风力发电机机壳外壁的水冷却夹层，夹层上部设有进水口，夹层下部设有出水口，夹层内沿风力发电机机壳外壁径向分隔成多个独立的径向水流通道，多个水流通道在进水口和出 水口处连通，风力发电机内部转轴上至少一侧设有风扇。该实用新型能够提供更大的制冷量，有助于增加电机内部热空气与水冷机座的冷热交换，但存在结构较为复杂，安装和维修不方便等缺点。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于大功率垂直轴风力发电机的散热装置。 

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案： 

一种用于大功率垂直轴风力发电机的散热装置，在风力发电机的中心轴和端盖围合而成的空间内轴向排列有呈平面圆盘结构的定子部分和转子部分，所述定子部分包括沿径向延伸的电枢，所述转子部分包括多块永磁体，其特征在于： 

在所述端盖中间的扁平间隙处设置有贯通的风道，在所述风道内设有至少一个送排风机。 

其中，所述电枢上贯通开设有多个与所述风道连接的通风孔。 

所述永磁体上也贯通开设有多个与所述风道连接的通风孔。 

在所述端盖上靠近所述送排风机的位置开设有通风口。 

本发明所提供的散热装置具有良好的散热效果，大大降低了风力发电机内部的临界温度，有效地避免局部过热现象的发生，从而有利于垂直轴风力发电机向大功率方向发展。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。 

图1为采用本发明所提供的散热装置的垂直轴风力发电机的剖视图； 

图2为图1中所示的散热装置的局部放大示意图。 

具体实施方式

在本发明所提供的垂直轴风力发电机中，所使用的永磁发电机为无铁芯的盘式结构发电机。如图1所示，该发电机封装在由中心轴1和端盖6围合而成的封闭空间内，其中定子部分和转子部分都呈平面圆盘结构，沿轴向排列。定子部分主要由电枢钳3和电枢7组成，其中电枢钳3固定在中心轴1的周围，电枢7沿径向延伸。转子部分包括上下对称的两个转子盘，在转子盘与中心轴1之间安装有轴承2。 上下两个转子盘的外缘处还设有轭铁4，以便构成封闭的磁路。在两个转子盘上面布置有多块磁极交替的永磁体8，这些永磁体采用圆环状布置方式，从而形成轴向励磁磁场。径向延伸的电枢7位于两个转子盘之间。转子盘随着风力发电机的风轮旋转，不断切割磁力线以产生电能。 

众所周知，发电机在运行过程中由于电枢发热产生高温，需要及时散热以保证正常工作。尤其是发电机的功率越大，对散热的要求也越高，这也是一般垂直轴风力发电机难以进一步提高功率的原因之一。要将电枢发热产生的高温降低，一定要采用强制送排风办法，将局部产生的高热排出并进行内外循环，为此本发明采用了循环送排风的办法。