[发明专利]风力发电机冷却系统、方法和风力发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及风电技术领域，特别涉及一种风力发电机冷却系统、方法和风力发电机组。

背景技术

图1为现有技术中风力发电机组的结构示意图，如图1所示，该风力发电机组包括机舱11、发电机12、冷却装置13、抽气管道14、基座15、塔架16、轮毂17和叶片18。冷却装置13、抽气管道14和基座15设置于机舱11内，机舱11通过基座15安装于塔架16，塔架16用于支撑机舱11。叶片18通过轮毂17与发电机12连接，叶片18旋转带动发电机12的转轴旋转以使发电机12产生电能。发电机12是风力发电机组中主要的能量转化部件，但发电机12同时也是主要的发热部件，即：发电机12在运行过程中会产生热量。为保证发电机12的正常运行，需要配备相应的冷却系统对发电机12进行冷却处理，图1中通过冷却装置13和抽气管道14对发电机12进行冷却处理。抽气管道14的一端与发电机12连通，抽气管道14的另一端与冷却装置13连通，抽气管道14用于将发电机12运行时产生的热空气抽出并输出至冷却装置13内。冷却装置13通过内部设置的冷却气流通道19内流动的外部空气气流对热空气进行冷却处理，并将得到的冷空气输送回发电机12，以实现对发电机12的冷却处理。现有技术中，风力发电机组的冷却系统为空-空热交换系统。

当风力发电机组处于高温环境中时，环境温度与发电机温度的温差较小，导致冷却气流通道内流动的外部空气气流对发电机产生的热空气的冷却效果变差，从而降低了对发电机的冷却效率。

当风力发电机组处于低温环境中时，环境温度与发电机温度的温差较大，风力发电机组的冷却系统可停止运行并依靠环境温度与发电机温度的温差使发电机产生的热空气自行散失到环境中，以达到对发电机进行冷却的目的。此时若风力发电机组出现停机的情况，机舱内的温度将接近环境温度，风力发电机组重新启动之前需要提高机舱内的温度，使机舱内的温度达到各类零部件与电气元件的正常运行温度。通常为实现使机舱内的温度达到各个部件的使用温度的目的，需要为风力发电机组零部件配置多个独立的加热装置，这将会导致成本增加以及能量消耗增大。

发明内容

本发明提供一种风力发电机冷却系统、方法和风力发电机组，用以实现当风力发电机组处于高温环境中时提高对发电机的冷却效率以及当风力发电机组处于低温环境中时降低成本以及减少能量消耗。

为实现上述目的，本发明提供一种风力发电机冷却系统，包括：抽气管道和排风装置，所述抽气管道位于机舱的内部，所述抽气管道上开设有管道入口、第一管道出口和第二管道出口，所述第一管道入口与发电机连通，所述第一管道出口上设置有第一管道风门，所述第二管道出口上设置有第二管道风门；

所述第一管道风门，用于若所述发电机的温度大于第一设定温度且所述机舱的温度大于第二设定温度时开启，以使所述第一管道出口与所述机舱外部连通；

所述第二管道风门，用于若所述机舱的温度小于或等于所述第二设定温度时开启，以使所述第二管道出口与所述机舱内部连通；

所述排风装置，用于若所述发电机的温度大于所述第一设定温度且所述机舱的温度大于所述第二设定温度时，将发电机产生的热空气通过所述管道入口抽入至所述抽气管道中并通过所述第一管道出口排出至所述机舱外部；若所述机舱的温度小于或等于所述第二设定温度时，将发电机产生的热空气通过所述管道入口抽入至所述抽气管道中并通过所述第二管道出口排出至所述机舱内部。

进一步地，所述抽气管道包括主管道和分支管道，所述主管道的一端为所述管道入口，所述主管道的另一端为所述第一管道出口，所述分支管道的一端与所述主管道连通，所述分支管道的另一端为所述第二管道出口。

进一步地，所述排风装置包括第一排风单元和第二排风单元，所述第一排风单元位于所述抽气管道中靠近所述第一管道出口的位置，所述第二排风单元位于所述抽气管道中靠近所述第二管道出口的位置；

所述第一排风单元，用于若所述发电机的温度大于所述第一设定温度且所述机舱的温度大于所述第二设定温度时，将发电机产生的热空气通过所述管道入口抽入至所述抽气管道中并通过所述第一管道出口排出至所述机舱外部；

所述第二排风单元，用于若所述机舱的温度小于或等于所述第二设定温度时，将发电机产生的热空气通过所述管道入口抽入至所述抽气管道中并通过所述第二管道出口排出至所述机舱内部。

进一步地，所述第一排风单元根据所述发电机的温度调整转动频率，所述第二排风单元根据所述机舱的温度调整转动频率。