專利名稱：一種風力發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風力發(fā)電機，具體是一種采用多風區(qū)、且通風區(qū)冷熱交替的直驅風力發(fā)電機。
背景技術：
直驅永磁風力發(fā)電機是當今風力發(fā)電機的一種較受矚目的機型。相對于雙饋、半直驅風力發(fā)電機，直驅式的取消了易發(fā)生故障的齒輪箱結構，因而具有免維護、高可靠性、 高效率、低噪聲等眾多優(yōu)點，是風電市場上很有潛力的一種機型。發(fā)電機的通風冷卻系統(tǒng)的主要任務是通過冷卻氣體在發(fā)電機內流通的過程中，與發(fā)電機有效損耗部位發(fā)生熱交換， 將發(fā)電機內部產生的損耗轉化為冷卻介質的熱量，并通過熱交換器或者直接與外界再次發(fā)生熱交換，把熱量帶出發(fā)電機，把各部位溫度控制在絕緣等材料的要求范圍之內，以保證發(fā)電機能夠長期安全可靠地運行。現(xiàn)有技術的直驅永磁風力發(fā)電機一般采用自然風冷卻方式。雖然直驅永磁發(fā)電機有內轉子結構方式和外轉子結構方式兩種結構形式，但在通風冷卻方面很多都是采用的自然風冷卻方式。自然風冷卻本身就效率低，再加上風力發(fā)電機有塔筒的支撐，其塔筒效應對發(fā)電機自然通風散熱有影響。所以，一般自然通風冷卻不均衡，會使發(fā)電機局部溫度升高， 影響發(fā)電機使用效果。直驅型風力發(fā)電機因為轉速低，體積龐大，在通風冷卻系統(tǒng)的設計要求上也與雙饋等高速機組有所不同。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于針對具體的冷卻要求，提出一種采用多風區(qū)交替通風的通風冷卻結構的直驅風力發(fā)電機。本實用新型所采用的技術方案是一種風力發(fā)電機，所述風力發(fā)電機設置有相互配合的轉子和定子機座，所述轉子與定子機座之間構成相連通的圓環(huán)狀的氣隙，所述定子機座的外圓周面上設置有一圈環(huán)狀溝體，環(huán)狀溝體的兩側設置有擋板、其內部沿定子軸向設置有立筋板，將環(huán)狀溝體分隔為若干個通風腔，該通風腔是冷風腔或熱風腔，所述冷風腔和熱風腔交替布置在定子機座的外圓周面上，其底部分別連接有冷風送入風道和熱風輸出風道。所述冷風腔的底部、靠近環(huán)狀溝體前側擋板處設置有冷風孔，該冷風孔與冷風送入風道連接，向氣隙送入冷卻氣體。所述熱風腔的底部、靠近環(huán)狀溝體后側擋板設置有熱風孔，該熱風孔與熱風送入風道連接，將氣隙內完成熱交換后的氣體輸出。所述定子機座外緣設置有若干塊裝配成圓環(huán)狀的鐵心疊片，圓環(huán)狀的鐵心疊片在軸向分段，段間構成通風溝。所述冷風腔內部、在環(huán)狀溝體后側檔板上設置有端部通風孔。本實用新型所產生的有益效果是
3[0012]本實用新型的風力發(fā)電機，具有特殊設計的通風冷卻結構，該通風冷卻結構適用于各種外轉子結構的直驅風力發(fā)電機。本實用新型可以在很小風量的條件下，達到良好均勻的冷卻效果，且不會影響機艙內的設計布局；各冷熱風區(qū)通道相互交叉分布，功能明確又不互相干擾，無死風區(qū)、回風區(qū)等，且主要風壓降都產生在有效部位，達到了高效、均勻的冷卻效果；轉子采用表面直接冷卻，冷卻效果好并使需要的冷卻風量大大降低，減小了通風損耗，提高了發(fā)電機工作效率；結構緊湊，通風系統(tǒng)不需額外增加發(fā)電機的尺寸，不會影響到機艙內的設計布局，便于結構設計，具有良好的推廣價值。

圖1是本實用新型的風力發(fā)電機定子支架后端的立體結構示意圖；圖2是本實用新型的風力發(fā)電機定子支架前端的立體結構示意圖；圖3是本實用新型的風力發(fā)電機冷風送入結構的局部示意圖；圖4是本實用新型的風力發(fā)電機熱風送出結構的局部示意圖。圖中標號表示1-風機、2-導風管、3-定子機座、4-鴿尾筋、5-定子鐵心疊片、 6-轉子、7-橫向隔板、8-立筋板、9-前端蓋、10-后端蓋、11-前側擋板、12-后側擋板、a_通風溝、b-氣隙、C-冷導風孔、d-熱導風孔、e-冷風腔、f-熱風腔、g-端部通風孔。
具體實施方式
如圖1 4所示本實用新型是一種具有特殊的通風冷卻結構的直驅風力發(fā)電機， 該風力發(fā)電機的機殼內設置有相互配合的轉子6和定子機座3。機殼的前端蓋9對應風力發(fā)電機的非驅動端，后端蓋11對應風力發(fā)電機的驅動端。定子機座3的外圓周面的兩側分別設置有前側擋板11和后側擋板12，前側擋板 11和后側擋板12呈圓環(huán)狀，固定連接在定子機座3的外圓周面的兩側，且前側擋板11和后側擋板12的高要高于外圓周面一段距離，使得定子機座3的外圓周面附近形成一圈環(huán)狀溝體。該環(huán)狀溝體的內部、沿定子軸向設置有若干塊立筋板8，立筋板8在定子機座3的外圓周面均勻對稱分布，將環(huán)狀溝體分隔為若干個通風腔，相鄰的通風腔被立筋板8隔離。從功能和結構上，可以將通風腔分為冷風腔e和熱風腔f兩種，并且冷風腔e和和熱風腔f交替布置在定子機座3的外圓周面上，其底部分別連接有冷風送入風道和熱風輸出風道。立筋板8與鴿尾槽中裝配的鴿尾筋4采用螺桿把合，將冷、熱風區(qū)分別對應到環(huán)狀溝體。同時，在環(huán)狀溝體的頂部，前側擋板11和后側擋板12之間固定連接有鴿尾筋4，鴿尾筋4上固定安裝有若干塊扇形的定子鐵心疊片5，扇形的定子鐵心疊片5相互連接，構成若干個圓環(huán)狀的定子鐵心，定子鐵心在軸向分為若干段，段間為通風溝a。通風溝a的外圓周面上，在機殼前端蓋9、后端蓋11、轉子6的內圓周面與定子鐵心的外圓周面之間構成相連通的、圓環(huán)狀的氣隙b。如此設置，通風溝a —端連接通風腔、另一端連接氣隙b，且通風溝a將冷風腔e和熱風腔f聯(lián)通。通風溝a和氣隙b就是進行氣體對流、熱交換的區(qū)域，且發(fā)生熱交換的區(qū)域主要在通風溝a，氣隙b內的熱交換只占很小的一部分，氣隙b在通風中的作用更多的是作為風路的一部分。定子機座3按通風功能劃分為內、外側兩部分，從結構上來說，該內、外側的分隔部分就是定子機座3的外圓周面。定子機座3外圓周面的內側空腔內、沿定子機座的水平中心線設置有橫向隔板7，橫向隔板7將該內側空腔分為兩部分，上部為冷風腔體、下部為熱風腔體，使得進、出的冷卻空氣分隔開來。橫向隔板7上設置有一個冷導風孔c，冷導風孔c連接導風管2，導風管2的末端對應外界的冷卻空氣，且在導風管2上安裝有向其內部送風的風機1。冷風腔體的周面即為定子機座3的外周面，定子機座3的外周面上冷風腔 e的底部、靠近環(huán)狀溝體前側擋板11處設置有冷風孔，該冷風孔與冷風送入風道連接，通過通風溝a向氣隙b送入冷卻氣體。熱風腔體上也設置有一個熱導風孔d，熱導風孔d連接導風管2，導風管2的末端對應外界空氣或空氣冷卻器，使得連接熱導風孔d的導風管2將熱空氣直接排出到發(fā)電機外部，或是送入空氣冷卻器進行二次冷卻。熱風腔體的周面即為定子機座3的外周面，定子機座3的外周面上熱風腔f的底部、靠近環(huán)狀溝體后側擋板12設置有熱風孔，該熱風孔與熱風送入風道連接，將通風溝a內完成熱交換后的氣體輸出。另外，為了更好地冷卻非驅動端定子線圈和匯流銅環(huán)，在每一個冷風腔e的內部、 環(huán)狀溝體后側檔板12上設置有端部通風孔g。本實用新型工作時，冷卻空氣的具體流通路徑為自風機1出口排出的冷風，通過定子機座3內側的導風管2進入機座外側的冷風腔e，大部分流入定子鐵心疊片5之間構成的通風溝a，通風溝a中冷風腔e中的冷卻空氣為高壓，在風壓差的驅動作用下沿著通風溝 a進入氣隙b，在此過程中完成一部分熱交換，使得冷卻空氣的溫度升高。通風溝a中熱風腔f內的冷卻空氣為低壓，氣隙b中來自冷風腔e的高壓空氣在風壓差的作用下，進入相鄰的熱風腔f，從氣隙b進入通風溝a再進入熱風腔f，完成另一部分熱交換。最后，熱空氣可直接通過導風管2排出到發(fā)電機外部，或是進入空氣冷卻器進行二次冷卻，完成熱交換，成為冷風。在風機1的作用下再次通過導風管2進入定子機座的冷風腔e，開始進行下一次循環(huán)。同時，高壓風機1吹出的冷風，可以通過冷風腔e環(huán)狀溝體后側檔板12上設置的端部通風孔g，直接冷卻定子端部線圈和匯流銅環(huán)。
權利要求1.一種風力發(fā)電機，所述風力發(fā)電機設置有相互配合的轉子和定子機座，所述轉子與定子機座之間構成相連通的圓環(huán)狀的氣隙，其特征在于所述定子機座的外圓周面上設置有一圈環(huán)狀溝體，環(huán)狀溝體的兩側設置有擋板、其內部沿定子軸向設置有立筋板，將環(huán)狀溝體分隔為若干個通風腔，該通風腔是冷風腔或熱風腔，所述冷風腔和熱風腔交替布置在定子機座的外圓周面上，其底部分別連接有冷風送入風道和熱風輸出風道。
2.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機，其特征在于所述冷風腔的底部、靠近環(huán)狀溝體前側擋板處設置有冷風孔，該冷風孔與冷風送入風道連接，向氣隙送入冷卻氣體。
3.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機，其特征在于所述熱風腔的底部、靠近環(huán)狀溝體后側擋板設置有熱風孔，該熱風孔與熱風送入風道連接，將氣隙內完成熱交換后的氣體輸出ο
4.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機，其特征在于所述定子機座外緣設置有若干塊裝配成圓環(huán)狀的鐵心疊片，圓環(huán)狀的鐵心疊片在軸向分段，段間構成通風溝，通風溝一端連接通風腔、另一端連接氣隙。
5.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機，其特征在于所述冷風腔內部、在環(huán)狀溝體后側檔板上設置有端部通風孔。
專利摘要本實用新型提供了一種風力發(fā)電機，所述風力發(fā)電機設置有相互配合的轉子和定子機座，所述轉子與定子機座之間構成相連通的圓環(huán)狀的氣隙，所述定子機座的外圓周面上設置有一圈環(huán)狀溝體，環(huán)狀溝體的兩側設置有擋板、其內部沿定子軸向設置有立筋板，將環(huán)狀溝體分隔為若干個通風腔，該通風腔是冷風腔或熱風腔，所述冷風腔和熱風腔交替布置在定子機座的外圓周面上，其底部分別連接有冷風送入風道和熱風輸出風道。本實用新型各冷熱風區(qū)通道相互交叉分布，功能明確又不互相干擾，冷卻效果好并使需要的冷卻風量大大降低，提高了發(fā)電機工作效率；結構緊湊，便于結構設計，具有良好的推廣價值。
文檔編號H02K1/20GK202268777SQ20112037350
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權日2011年9月30日
發(fā)明者侯小全, 周光厚, 廖毅剛, 李建富, 王超 申請人:東方電氣集團東方電機有限公司