[发明专利]风力发电机定子蒸发冷却玻璃钢隔离套筒及其密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机定子的蒸发冷却系统，具体地说是关于该蒸发冷却系统的隔离套筒及其密封装置。

背景技术

现有技术中，风力发电机的定子铁心、绕组线圈及其固定部件采用的冷却方式有空冷和液冷两种，这两种冷却方式各有特点。

空冷结构简单，所需附加部件较少，易于维护，应用最为广泛。但空气的传热系数较低，冷却通道不易布置，电机的定、转子铁心和绕组温度分布不均匀，可能出现过热点，损坏绕组绝缘，降低使用寿命；另外，电机功率密度小，电机尺寸大，材料利用率低，重量、体积过大，对于电机的运输和吊装都是极为困难的。

液冷方式采用的介质主要是水，水的比热比空气大很多倍，冷却效率较高，绕组线圈电流密度大，用铜量较少，电机尺寸小，运行温度低。但风力发电机工作在野外离地面几十米甚至是上百米的高塔上，用水困难，而且冬天要经受的最低温度在-40℃以下，需要加入的防冻剂具有较强的腐蚀性。另外，水冷系统长期运行，可能造成泄漏而引起电机定子短路的故障，电机的安全可靠性受到严重的挑战。

申请号为200710177555.3的中国发明专利提供了一种内冷式自循环蒸发冷却风力发电机定子结构，采用高绝缘的蒸发冷却介质，消除了因介质泄漏引起电机定子短路的可能性，其安全可靠性得到进一步提高，但此种电机结构复杂，制造工艺实施困难。

随着风力发电技术的发展，风力发电机的单机容量不断增大，对于兆瓦级风力发电机来说，要求具有体积小，功率密度大，重量轻，运行安全可靠等特点。申请号为200510086794.9的中国发明专利公开了一种风力发电机蒸发冷却定子，将蒸发冷却介质灌入电机定子腔体内，蒸发冷却介质在蒸发冷却系统内实现无泵密闭自循环，利用液体介质的气化潜热吸热的原理来冷却电机，温升水平低，温度分布均匀，电负荷高，同等容量的电机体积小，重量轻，材料利用率高，弥补了前述方案的不足，是一种先进可行的冷却方式。此种冷却方式的关键技术是定子腔体隔离套筒的制作及其密封，该专利提供的一种非磁性不锈钢隔离套筒，虽然可以解决密封问题，但会在金属的隔离套筒上产生大量的涡流，其涡流损耗所产生的热量尽管可以通过蒸发冷却介质带走不至于温度过高，但是大大增加了电机的损耗，降低了电机效率。

发明内容

针对现有技术的缺点，申请人经过研究改进，提供一种风力发电机定子蒸发冷却系统玻璃钢隔离套筒及其密封装置，可以减小隔离套筒的重量，而且不会在隔离套筒上产生涡流损耗，提高电机效率。

本发明的技术方案如下：

一种风力发电机定子蒸发冷却玻璃钢隔离套筒及其密封装置，包括冷凝器、定子绕组及铁心、转子、定子机壳、端盖O型密封胶圈、隔离套筒O型密封胶圈、隔离套筒密封垫圈、密封端盖、玻璃钢隔离套筒及密封压环；所述冷凝器置于定子机壳的顶部，冷凝器与定子机壳密封连接，定子机壳两端面与密封端盖连接，其间采用端盖O型密封胶圈（5）实现端面密封，密封端盖与玻璃钢隔离套筒接触，玻璃钢隔离套筒两端的内圆面由密封压环支撑，密封端盖与玻璃钢隔离套筒之间设置有密封槽，密封槽中放置隔离套筒O型密封胶圈和隔离套筒密封垫圈，通过密封压环轴向压紧，隔离套筒O型密封胶圈变形与密封端盖及玻璃钢隔离套筒接触密封，玻璃钢隔离套筒处在电机定子与电机转子之间的气隙中。

其进一步的技术方案为：所述玻璃钢隔离套筒两端的大小不等，中间较薄，两端的密封面较厚，且薄厚渐变。

以及，其进一步的技术方案为：所述玻璃钢隔离套筒采用玻璃钢复合材料，由环氧树脂和玻璃纤维缠绕成型加工而成。

以及，其进一步的技术方案为：所述玻璃钢隔离套筒采用直接安装方式，在密封端盖与定子机壳、密封端盖与密封压环之间设置止口，通过止口配合。

以及，其进一步的技术方案为：所述玻璃钢隔离套筒采用粘接安装方式，将玻璃钢隔离套筒粘接在定子内圆面上。

以及，其进一步的技术方案为：所述玻璃钢隔离套筒采用多道密封，在密封槽中放置多道隔离套筒O型密封胶圈，每道隔离套筒密封垫圈之间设置密封垫圈。

以及，其进一步的技术方案为：所述端盖O型密封胶圈、隔离套筒O型密封胶圈的材料可选用聚四氟或丁腈橡胶。

本发明的有益技术效果是：

本发明风力发电机定子蒸发冷却系统为了便于电机的拆装，玻璃钢隔离套筒及其密封装置设置两处密封，一处是密封端盖与定子机壳之间的密封；另一处是密封端盖与玻璃钢隔离套筒之间的密封。以定子机壳为基准，密封端盖与定子机壳止口配合，密封端盖与密封压环止口配合，密封压环与玻璃钢隔离套筒支撑配合。通过以上三处配合定位保证玻璃钢隔离套筒安装的同心度。