[发明专利]电机及风力发电机组

说明书

本发明涉及一种电机及风力发电机组。电机包括相互隔离且均与外界环境连通的主动冷却回路和被动冷却回路；其中，主动冷却回路包括相互连通的位于电机的轴向两端的腔室、电机的转子与定子之间的气隙，以及沿定子的轴向间隔分布的径向通道，主动冷却回路中设置有与外界环境连通的冷却设备；被动冷却回路包括在轴向上贯穿定子的轴向通道和电机的外表面。本发明弥补了有限布局空间内被动冷却回路的冷却能力不足问题，缓解了主动冷却回路的负担，降低了冷却设备的功率和自耗电，进而减小了冷却设备的体积和重量，提高了整机的发电效率。

技术领域

本发明涉及冷却技术领域，特别是涉及一种电机及风力发电机组。

背景技术

随着风电市场和国家政策的不断调整，风力发电机组逐渐向着高功率密度的方向发展。风力发电机组所采用的众多冷却方式中，空冷方式由于其具有高可靠、易维护和无污染的优势，在风力发电机冷却领域得到了广泛的应用。根据冷却回路中冷却介质是否依靠动力驱动设备来维持在冷却回路中的循环流动，又可分为被动冷却(无动力驱动设备)和主动冷却(有动力驱动设备)。

空冷方式中的被动冷却可以简化风力发电机组的结构，但其在有限空间内的冷却能力不足。主动冷却由于其具有优越的冷却能力和较大的设计自由度逐渐占据主流地位。随着风力发电机组单机容量的不断提升，主动冷却设备的功率、体积、重量和成本均上涨，同时在布局、安装和维护方面更加困难，可靠性更低。因此，高功率密度的风力发电机组除了具有成本优势外，往往意味着更大的损耗以及更多的主动冷却设备自耗电，从而很难兼顾整机的发电效率。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种电机及风力发电机组，其可以提高电机的冷却效果，提升整机的发电效率。

一方面，本发明实施例提出了一种电机，该电机包括相互隔离且均与外界环境连通的主动冷却回路和被动冷却回路；其中，主动冷却回路包括相互连通的位于电机的轴向两端的腔室、电机的转子与定子之间的气隙，以及沿定子的轴向间隔分布的径向通道，主动冷却回路中设置有与外界环境连通的冷却设备；被动冷却回路包括在轴向上贯穿定子的轴向通道和电机的外表面。

根据本发明实施例的一个方面，定子包括沿轴向间隔布置的多个铁芯组件，径向通道形成于每相邻的两个铁芯组件之间；轴向通道包括沿轴向贯穿多个铁芯组件的定子轴向通道，每个铁芯组件包括轭部和与轭部一体成型的齿部，齿部在铁芯组件的周向上间隔设置有多个齿槽，轭部上设置有与齿槽对应的通孔，相邻的铁芯组件之间设置有与通孔相互连通的套管，通孔与套管形成定子轴向通道。

根据本发明实施例的一个方面，定子通过定子支架固定于固定轴上，定子支架包括沿轴向相对设置的第一端板和第二端板，第一端板上设置有贯穿第一端板的第一套管，第二端板上设置有贯穿第二端板的第二套管，轴向通道进一步包括与定子轴向通道相互连通的第一套管和第二套管，且被动冷却回路通过第一套管、套管和第二套管与主动冷却回路相互隔离。

根据本发明实施例的一个方面，定子支架进一步包括位于第一端板和第二端板之间且同轴设置的第一隔板和第二隔板，第一隔板和第二隔板均与轭部密封连接并固定于固定轴，第一端板与第一隔板沿电机的径向内侧密封连接，第二端板与第二隔板之间设置有径向过滤件；第一隔板上开设有进风口，第二隔板上开设有进风口和出风口，第一隔板与第二隔板之间通过第三隔板分为第一腔体和第二腔体，进风口与第一腔体连通，出风口与第二腔体连通，冷却设备设置于出风口外侧，第二隔板的进风口上设置有轴向过滤件。

根据本发明实施例的一个方面，外界来流空气在冷却设备的驱动下分两条支路分别进入电机的轴向两端的腔室内，其中一条支路通过轴向过滤件进入第一腔体后绕流第一套管进入一端的腔室中，另一条支路通过径向过滤件进入另一端的腔室中并绕流第二套管，进入腔室内的两条支路沿主动冷却回路依次流经绕组、转子和铁芯组件后、绕流套管进入第二腔体，并通过冷却设备排出。