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风力发电机组的冷却系统及风力发电机组

阅读：1060发布：2020-07-15

IPRDB可以提供风力发电机组的冷却系统及风力发电机组专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明实施例提供了一种风力发电机组的冷却系统及风力发电机组，其中的冷却系统，包括：热端散热单元，设置于由风力发电机组的机舱和发电机连接形成的封闭空间中的定子支架上；冷端散热单元，设置于封闭空间的外部并且能够与空气环境进行热交换；供液管路和回液管路；泵组单元，设置于供液管路或回液管路上，用于驱动载冷剂在冷端散热单元和热端散热单元之间循环；控制器，用于控制泵组单元。本发明的有益效果是，通过对冷端散热单元和热端散热单元的设计，特别是将热端散热单元设置在定子支架，能够减少冷却系统对机舱内部空间的占用，不会增加发电机的外形尺寸，保证风力发电机组散热的均匀性，提高冷却系统运行的可靠性。，下面是风力发电机组的冷却系统及风力发电机组专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种风力发电机组的冷却系统，其特征在于，包括：一个或两个以上并联的热端散热单元(600)，设置于由风力发电机组的机舱(700)和发电机(800)连接形成的封闭空间(900)中的定子支架(801)上，以对所述发电机(800)进行散热；

一个或两个以上并联的冷端散热单元(100)，设置于所述封闭空间(900的外部并且能够与空气环境进行热交换；

供液管路(201)，一端与所述冷端散热单元(100)的冷端载冷剂出口(102)连通，另一端与所述热端散热单元(600)的热端载冷剂入口(601)连通；

回液管路(202)，一端与所述热端散热单元(600)的热端载冷剂出口(602)连通，另一端与所述冷端散热单元(100)的冷端载冷剂入口(101)连通；

一个或两个以上并联的泵组单元(500)，设置于所述供液管路(201)或所述回液管路(202)上，用于驱动载冷剂在所述冷端散热单元(100)和所述热端散热单元(600)之间循环；

控制器，用于控制所述泵组单元(500)。

2.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述泵组单元(500)，包括：

泵组(501)，用于驱动载冷剂在所述冷端散热单元(100)和所述热端散热单元(600)之间循环。

3.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述泵组单元(500)，还包括：

过滤器(502)，设置于所述泵组(501)上游的管路，用于对流经泵组单元(500)的载冷剂进行过滤；

排污阀(503)，用于将所述过滤器(502)过滤的杂质排出；

止回阀(504)，设置于所述泵组(501)下游的管路，用于防止载冷剂在管路中倒流。

4.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统，还包括：

流量传感器(203)，设置于所述泵组单元(500)所在的管路上，用于检测管路中载冷剂的流量信号，并将所述流量信号发送给所述控制器；

相应地，所述控制器，还用于根据所述流量信号控制所述泵组(501)的功率。

5.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统，还包括旁通管路(204)，所述旁通管路(204)的一端与所述供液管路(201)连通，另一端与所述回液管路(202)连通，在所述旁通管路(204)上设有调节阀(205)；

所述泵组单元(500)设置于所述供液管路(201)并且位于所述旁通管路(205)的下游，或者所述泵组单元(500)设置于所述回液管路(202)并且位于所述旁通管路(204)的上游；

相应地，所述控制器还用于控制所述调节阀(205)。

6.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述泵组单元(500)，还包括：

第一压力传感器(511)，设置于所述泵组(501)上游的管路，用于检测管路内载冷剂的第一压力，并将所述第一压力发送给所述控制器；

第二压力传感器(512)，设置于所述泵组(501)下游的管路，用于检测管路内载冷剂的第二压力，并将所述第二压力发送给所述控制器。

7.如权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，所述泵组单元(500)，还包括：

加热器(505)，用于对流经所述泵组单元(500)的载冷剂进行加热；

相应地，所述控制器还用于控制所述加热器(505)的加热功率。

8.如权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，所述泵组单元(500)，还包括：

第一温度传感器(521)，设置于所述加热器(505)上游的管路，用于检测管路内载冷剂的第一温度；

第二温度传感器(522)，设置于所述加热器(505)下游的管路，用于检测管路内载冷剂的第二温度；

所述控制器，还用于根据第一温度和第二温度的温度差控制所述加热器(505)的加热功率和/或所述调节阀(205)的开度和/或所述泵组(501)的功率。

9.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述热端散热单元(600)，包括热端散热器模块(610)，所述热端散热器模块(610)嵌入式安装在所述定子支架(801)上。

10.如权利要求9所述的冷却系统，其特征在于，所述热端散热器模块(610)，包括：

热端散热器芯体(611)，用于吸收所述发电机(800)的热量；

第一循环风机(612)，用于将气流吹向所述热端散热器芯体(611)，所述第一循环风机与所述控制器电连接。

11.如权利要求10所述的冷却系统，其特征在于，所述热端散热器模块(610)，还包括：

热端排气阀(613)，设置于所述热端散热器芯体(611)，用于将所述热端散热器芯体(611)中的气体排出；

和/或，热端排液阀(614)，设置于所述热端散热器芯体(611)，用于将所述热端散热器芯体(611)中的载冷剂排出。

12.如权利要求10所述的冷却系统，其特征在于，所述热端散热单元(600)，还包括：

第三温度传感器(603)，设置于所述热端散热器芯体(611)出口的管路上，用于检测所述热端散热器芯体(611)出口的第三温度，并将所述第三温度发送给所述控制器；

相应地，所述控制器，还用于根据所述第三温度控制所述第一循环风机(612)的转速和/或所述泵组(501)的功率。

13.如权利要求10所述的冷却系统，其特征在于，所述热端散热单元(600)，还包括：

第三压力传感器(604)，设置于所述热端散热器芯体(611)出口的管路上，用于检测所述热端散热器芯体(611)出口的第三压力，并将所述第三压力发送给所述控制器。

14.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷端散热单元(100)，包括：

冷端散热器芯体(103)，用于向空气环境中放出热量；

第二循环风机(104)，用于将气流吹向所述冷端散热器芯体(103)，所述第二循环风机(104)与所述控制器连接。

15.如权利要求14所述的冷却系统，其特征在于，所述冷端散热单元(100)，还包括：

冷端排气阀(105)，设置于所述冷端散热器芯体(103)，用于将所述冷端散热器芯体

103)中的气体排出；

冷端排液阀(106)，设置于所述冷端散热器芯体(103)，用于将所述冷端散热器芯体(103)中的载冷剂排出。

16.如权利要求14-15之一所述的冷却系统，其特征在于，所述冷端散热单元(100)设置于所述机舱(700)的外部；或者，所述冷端散热单元(100)设置于所述机舱(700)的内部，并且在所述机舱(700)的舱壁上开设有进风口和出风口(701)，所述冷端散热单元(100)设置于所述进风口和所述出风口(701)之间。

17.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，还包括：线性水浸开关(802)，设置于所述热端散热单元(600)，用于所述热端散热单元(600)出现漏液时检测漏液信号，并将所述漏液信号发送给所述控制器；

相应地，所述控制器，还用于根据所述漏液信号控制所述泵组单元(500)停机和/或控制所述冷却系统的各阀门关闭。

18.一种风力发电机组，其特征在于，其包括权利要求1-17之一所述的风力发电机组的冷却系统。

说明书全文

风力发电机组的冷却系统及风力发电机组

技术领域

[0001] 本发明涉及风力发电设备技术领域，具体地涉及一种风力发电机组的冷却系统及风力发电机组。

背景技术

[0002] 目前，对于风力发电机组的冷却，采用的自然风冷多用于单机容量较小的机组，损耗产生的热量紧靠外壳表面添加的散热筋或其他翅片结构，依赖风场自然风扫掠产生扰流进行换热即能满足机组的散热要求。但随着单机容量增加，仅靠自然冷却形式已经满足不了风力发电机组的散热要求，因而产生后续空空闭式散热系统及开式散热系统来改善对风力发电机组的冷却。

[0003] 而闭式散热系统占用空间较大，尤其随着单机容量的进一步提高；开式冷却系统无法应用于风沙较大或环境工况恶劣的情况，易造成发电机积尘及系统冷却风量降低，造成散热量不足。

[0004] 同时，针对单机容量较大的风力发电机组，采用水套结构的水冷结构，通过设置不同的流道结构，不同的翅片尺寸，从而提高风力发电机组的散热量，但是其结构复杂，增加了发电机的外径，尤其针对永磁直驱风力发电机组的直径，将变的更大。此外，采用该结构，不仅结构笨重，同时存在漏水风险和散热均匀性的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种风力发电机组的冷却系统及风力发电机组，解决现有技术对风力发电机组进行散热存在的上述问题。

[0006] 本发明实施例的一个方面，提供了一种风力发电机组的冷却系统，包括：

[0007] 一个或两个以上并联的热端散热单元，设置于由风力发电机组的机舱和发电机连接形成的封闭空间中的定子支架上，以对所述发电机进行散热；

[0008] 一个或两个以上并联的冷端散热单元，设置于所述封闭空间的外部并且能够与空气环境进行热交换；

[0009] 供液管路，一端与所述冷端散热单元的冷端载冷剂出口连通，另一端与所述热端散热单元的热端载冷剂入口连通；

[0010] 回液管路，一端与所述热端散热单元的热端载冷剂出口连通，另一端与所述冷端散热单元的冷端载冷剂入口连通；

[0011] 一个或两个以上并联的泵组单元，设置于所述供液管路或所述回液管路上，用于驱动载冷剂在所述冷端散热单元和所述热端散热单元之间循环；

[0012] 控制器，用于控制所述泵组单元。

[0013] 可选择地，所述泵组单元，包括：

[0014] 泵组，用于驱动载冷剂在所述冷端散热单元和所述热端散热单元之间循环。

[0015] 可选择地，所述泵组单元，还包括：

[0016] 过滤器，设置于所述泵组上游的管路，用于对流经泵组单元的载冷剂进行过滤；

[0017] 排污阀，用于将所述过滤器过滤的杂质排出；

[0018] 止回阀，设置于所述泵组下游的管路，用于防止载冷剂在管路中倒流损坏泵组。

[0019] 可选择地，所述冷却系统，还包括：

[0020] 流量传感器，设置于所述泵组单元所在的管路上，用于检测管路中载冷剂的流量信号，并将所述流量信号发送给所述控制器；

[0021] 相应地，所述控制器，还用于根据所述流量信号控制所述泵组的功率。

[0022] 可选择地，还包括旁通管路，所述旁通管路的一端与所述供液管路连通，另一端与所述回液管路连通，在所述旁通管路上设有调节阀；所述泵组单元设置于所述供液管路并且位于所述旁通管路的下游，或者所述泵组单元设置于所述回液管路并且位于所述旁通管路的上游；

[0023] 相应地，所述控制器还用于控制所述调节阀。

[0024] 可选择地，所述泵组单元，还包括：

[0025] 第一压力传感器，设置于所述泵组上游的管路，用于检测管路内载冷剂的第一压力，并将所述第一压力发送给所述控制器；

[0026] 第二压力传感器，设置于所述泵组下游的管路，用于检测管路内载冷剂的第二压力，并将所述第二压力发送给所述控制器。

[0027] 可选择地，所述泵组单元，还包括：

[0028] 加热器，用于对流经所述泵组单元的载冷剂进行加热；

[0029] 相应地，所述控制器还用于控制所述加热器的加热功率。

[0030] 可选择地，所述泵组单元，还包括：

[0031] 第一温度传感器，设置于所述加热器上游的管路，用于检测管路内载冷剂的第一温度；

[0032] 第二温度传感器，设置于所述加热器下游的管路，用于检测管路内载冷剂的第二温度；

[0033] 所述控制器，还用于根据第一温度和第二温度的温度差控制所述加热器的加热功率和/或所述调节阀的开度和/或泵组的功率。

[0034] 可选择地，所述热端散热单元，包括热端散热器模块，所述热端散热器模块嵌入式安装在所述定子支架上。

[0035] 可选择地，所述热端散热器模块，包括：

[0036] 热端散热器芯体，用于吸收所述发电机的热量；

[0037] 第一循环风机，用于将气流吹向所述热端散热器芯体，所述第一循环风机与所述控制器电连接。

[0038] 可选择地，所述热端散热器模块，还包括：

[0039] 热端排气阀，设置于所述热端散热器芯体，用于将所述热端散热器芯体中的气体排出；

[0040] 热端排液阀，设置于所述热端散热器芯体，用于将所述热端散热器芯体中的载冷剂排出。

[0041] 可选择地，所述热端散热单元，还包括：

[0042] 第三温度传感器，设置于所述热端散热器芯体出口的管路上，用于检测所述热端散热器芯体出口的第三温度，并将所述第三温度发送给所述控制器；

[0043] 相应地，所述控制器，还用于根据所述第三温度控制所述第一循环风机的转速和/或泵组的功率。

[0044] 可选择地，所述热端散热单元，还包括：

[0045] 第三压力传感器，设置于所述热端散热器芯体出口的管路上，用于检测所述热端散热器芯体出口的第三压力，并将所述第三压力发送给所述控制器。

[0046] 可选择地，所述热端散热单元，还包括：

[0047] 第二截止阀，分别设置于所述热端散热器芯体两端的管路上。

[0048] 可选择地，所述冷端散热单元，包括：

[0049] 冷端散热器芯体，用于向空气环境中放出热量；

[0050] 第二循环风机，用于将气流吹向所述冷端散热器芯体，所述第二循环风机与所述控制器连接。

[0051] 可选择地，所述冷端散热单元，还包括：

[0052] 冷端排气阀，设置于所述冷端散热器芯体，用于将所述冷端散热器芯体中的气体排出；

[0053] 冷端排液阀，设置于所述冷端散热器芯体，用于将所述冷端散热器芯体中的载冷剂排出。

[0054] 可选择地，所述冷端散热单元，还包括：

[0055] 第三截止阀，分别设置于所述冷端散热器两端的管路上。

[0056] 可选择地，所述冷端散热单元设置于所述机舱的外部；或者，所述冷端散热单元设置于所述机舱的内部，并且在所述机舱的舱壁上开设有进风口和出风口，所述冷端散热单元设置于所述进风口和所述出风口之间。

[0057] 可选择地，当所述冷端散热单元由两个以上并联时，还包括：

[0058] 第四截止阀，分别设置与并联之后的所述冷端散热单元的两端的管路上。

[0059] 所述调节阀的上游和下游管路上分别设有第一截止阀。

[0060] 可选择地，所述冷却系统，还包括：

[0061] 线性水浸开关，设置于所述热端散热单元，用于所述热端散热单元出现漏液时检测漏液信号，并将所述漏液信号发送给所述控制器；

[0062] 相应地，所述控制器，还用于根据所述漏液信号控制所述泵组单元停机和/或控制所述冷却系统的各阀门关闭。

[0063] 可选择地，所述发电机为直驱式发电机。

[0064] 可选择地，所述载冷剂为水或者醇类溶液。

[0065] 本发明实施例的另一个方面，还提供了一种风力发电机组，其包括以上所述的风力发电机组的冷却系统。

[0066] 本发明的有益效果是，通过对冷端散热单元和热端散热单元的设计，特别是将热端散热单元设置在定子支架，能够减少冷却系统对机舱内部空间的占用，不会增加发电机的外形尺寸，将热端散热单元的热量通过管路转移到冷端散热单元，利用环境空气风冷的方式提高风力发电机组散热的效率，并且保证风力发电机组散热的均匀性。

附图说明

[0067] 从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：

[0068] 通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

[0069] 图1是本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统的结构示意图；

[0070] 图2是本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统的结构示意图；

[0071] 图3是本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统的管路连接结构示意图；

[0072] 图4是本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统的管路连接结构示意图；

[0073] 图5是本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统的管路连接结构示意图；

[0074] 图6是本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统的管路连接结构示意图。

[0075] 图中：

[0076] 100、冷端散热单元；101、冷端载冷剂入口；102、冷端载冷剂出口；103、冷端散热器芯体；104、第二循环风机；105、冷端排气阀；106、冷段排液阀；107、第三截止阀；108、第四截止阀；

[0077] 201、供液管路；202、回液管路；203、流量传感器；204、旁通管路；205、调节阀；206、第一截止阀；

[0078] 500、泵组单元；501、泵组；502、过滤器；503、排污阀；504、止回阀；505、加热器；511、第一压力传感器；512、第二压力传感器；521、第一温度传感器；522、第二温度传感器；

[0079] 600、热端散热单元；601、热端载冷剂入口；602、热端载冷剂出口；603、第三温度传感器；604、第三压力传感器；605、第二截止阀；610、热端散热器模块；611、热端散热器芯体；612、第一循环风机；613、热端排气阀；614、热端排液阀；

[0080] 700、机舱；701、出风口；

[0081] 800、发电机；801、定子支架；802、线性水浸开关；

[0082] 900、封闭空间。

具体实施方式

[0083] 下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。

[0084] 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

[0085] 此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的主要技术创意。

[0086] 本发明实施例中有关的技术术语：

[0087] 冷端散热单元：通过环境空气对载冷剂进行冷却的散热系统。

[0088] 热端散热单元：通过载冷剂对发电机内部热气流进行冷却的散热系统。

[0089] 泵组单元：保证载冷剂克服冷端散热单元、热端散热单元及管路阻力在闭式系统保证一定流量循环的动力系统。

[0090] 如图1所示，本发明一实施例提供的一种风力发电机组的冷却系统，包括：

[0091] 热端散热单元600，设置于由风力发电机组的机舱700和发电机800连接形成的封闭空间900中的定子支架801上，以对发电机800进行散热；

[0092] 冷端散热单元100，设置于封闭空间900的外部并且能够与空气环境进行热交换；

[0093] 供液管路201，一端与冷端散热单元100的冷端载冷剂出口102连通，另一端与热端散热单元600的热端载冷剂入口601连通；

[0094] 回液管路202，一端与热端散热单元600的热端载冷剂出口602连通，另一端与冷端散热单元100的冷端载冷剂入口101连通；

[0095] 泵组单元500，设置于供液管路201上，用于驱动载冷剂在冷端散热单元100和热端散热单元600之间循环；

[0096] 控制器(图中未示出)，用于控制泵组单元500。

[0097] 在实施的过程中，泵组单元500也可以设置于回液管路202上，其作用与设置于供液管路201的作用及效果相同。

[0098] 封闭空间900由机舱700和发电机800对接形成，冷端散热单元100设置在机舱700的外部，冷端散热单元100通过供液管路201和回液管路202与封闭空间900中的热端散热单元600连接形成循环回路，并且由泵组单元500驱动载冷剂在循环回路中进行循环，将热端散热单元600吸收的发电机800的热量带走，并沿着回液管路202输送到冷端散热单元100，在冷端散热单元100通过与空气环境进行热交换的方式将热量传递给空气环境，并使载冷剂自身降温；载冷剂在冷端散热单元100和热端散热单元600之间的循环，由泵组单元500驱动提供动力。

[0099] 冷端散热单元100在与热端散热单元600之间通过供液管路201和回液管路202组成循环回路时，供液管路201和回液管路202需要穿过机舱700的舱壁进入封闭空间900中。

[0100] 本实施例中，可以将整个机舱700构造为封闭空间900，并且发电机800的定子支架801置于封闭空间900内；可选择地，将整个发电机800与机舱700密封连接形成封闭空间
900。

[0101] 定子支架801上具有与热端散热单元600连接的空间，该空间作为容置空间以将热端散热单元600容置于其中，从而使热端散热单元600不仅可以直接对发电机800进行散热，还可以合理利用机舱700和发电机800结构，不占用过多的空间，也不需要加大发电机800或者机舱700的尺寸设计，散热效率高并且结构设计合理。

[0102] 通过控制器控制泵组单元500驱动载冷剂在冷端散热单元100和热端散热单元600之间循环，可以根据发电机800的功率(发电机的功率越大，发热越高)控制载冷剂的流速，从而可以更好地控制机舱700和发电机800的散热效率。

[0103] 本实施例提供的风力发电机组的冷却系统的有益效果是，在泵组单元500的驱动下，载冷剂通过供液管路201被输送到热端散热单元600，热端散热单元600中的载冷剂吸收发电机800的热量，并沿着回液管路202被输送到冷端散热单元100，通过机舱700外部的空气对冷端散热单元100进行散热，从而使冷端散热单元100内部的载冷剂降温，载冷剂降温后重新通过泵组单元500被输送给热端散热单元600，这一循环过程完成了对发电机散热的作用；将热端散热单元600设置在发电机800的定子支架801，能够减少冷却系统对机舱700内部空间的占用，不会增加发电机800的外形尺寸，将热端散热单元600的热量通过管路转移到冷端散热单元100，利用环境空气风冷的方式提高风力发电机组散热的效率，并且保证风力发电机组散热的均匀性。

[0104] 可选择地，如图2所示，本发明一实施例提供的一种风力发电机组的冷却系统，与上述实施例中将冷端散热单元100设置于机舱700的外部不同，本实施例中，冷端散热单元100设置于机舱700的内部，并且在机舱700的舱壁上开设有进风口(图中未示出)和出风口
701，冷端散热单元100设置于进风口和出风口701之间。

[0105] 本实施例中，机舱700内部分隔出一个空间作为封闭空间900，另外的空间中设置一部分用于容纳冷端散热单元100，并且在冷端散热单元100对应的空间中开设进风口和出风口701，以便于在进风口和出风口701之间形成通风通道，冷端散热单元100设置于通风通道，以便于气流经过进风口并从出风口701排出的过程中对冷端散热单元100进行降温。

[0106] 环境空气通过进风口进入到机舱中，然后经过冷端散热单元100之后，热交换后从出风口701排出。

[0107] 本实施例提供的风力发电机组的冷却系统的有益效果是，在泵组单元500的驱动下，载冷剂通过供液管路201被输送到热端散热单元600，热端散热单元600中的载冷剂吸收发电机800的热量，并沿着回液管路202被输送到冷端散热单元100，环境空气从机舱700的舱壁上的进风口进入机舱内部，经过冷端散热单元100时将冷端散热单元100内部载冷剂的热量带走，使冷端散热单元100降温，然后环境空气通过机舱700的舱壁上的出风口701流出，载冷剂降温后重新通过泵组单元500被输送给热端散热单元600，这一循环过程完成了对发电机散热的作用；将热端散热单元设置在定子支架，能够减少冷却系统对机舱700内部空间的占用，不会增加发电机800的外形尺寸，将热端散热单元600的热量通过管路转移到冷端散热单元100，利用环境空气风冷的方式提高风力发电机组散热的效率，并且保证风力发电机组散热的均匀性。

[0108] 可选择地，如图1或图2所示，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统，还包括：

[0109] 线性水浸开关802，设置于热端散热单元600，用于热端散热单元600出现漏液时检测漏液信号，并将漏液信号发送给控制器；

[0110] 相应地，控制器，还用于根据漏液信号控制泵组单元500停机和/或控制冷却系统的各阀门关闭。

[0111] 线性水浸开关802可以在热端散热单元600出现泄漏的时候，及时控制泵组单元500停机，以及控制冷却系统的各阀门关闭，从而避免泄漏问题加剧，并且可以及时发出报警和提醒，让工作人员尽快对产生泄漏的部位进行检修。

[0112] 可选择地，如图3所示，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，其中的泵组单元500，包括：

[0113] 泵组501，用于驱动载冷剂在冷端散热单元100和热端散热单元600之间循环。

[0114] 可选择地，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，其中的泵组单元500，还包括：

[0115] 过滤器502，设置于泵组501上游的管路，用于对流经泵组单元500的载冷剂进行过滤，防止颗粒物进入泵组501及热端散热单元600中，保证冷却系统平稳高效运转；

[0116] 排污阀503，用于将过滤器502过滤的杂质排出，排污阀503可以设置在泵组501的上游管路上，也可以设置在泵组501的下游管路上；

[0117] 止回阀504，设置于泵组501下游的管路，用于防止载冷剂在管路中倒流，防止倒流损坏泵组单元500。

[0118] 通过过滤器502、排污阀503及止回阀504的设计，可以有效保证泵组单元500的平稳运转。

[0119] 可选择地，如图3所示，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统，还包括：

[0120] 流量传感器203，设置于泵组单元500所在的管路上，用于检测管路中载冷剂的流量信号，并将流量信号发送给控制器；

[0121] 相应地，控制器，还用于根据流量信号控制泵组501的功率。

[0122] 载冷剂的流量决定了冷却系统的冷却效率，当发电机800的功率增大，或者环境温度上升导致冷却要求也随之提高时，可以通过控制器控制增大泵组501的功率，加大载冷剂的流量，进而达到提高冷却效率的目的；反之，当发电机800的功率降低，或者环境温度下降导致冷却要求也随之下降时，可以通过控制器控制减小控泵组501的功率，降低载冷剂的流量，从而避免冷却系统过度运转也产生不必要的损耗。

[0123] 可选择地，如图3所示，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统，还包括：旁通管路204，旁通管路204的一端与供液管路201连通，另一端与回液管路202连通，在旁通管路204上设有调节阀205；泵组单元500设置于供液管路201并且位于旁通管路204的下游，[0124] 相应地，控制器还用于控制调节阀205。

[0125] 当载冷剂的温度低于设定值时，打开旁通管路204上的调节阀205，调节阀205可以根据载冷剂温度进行调节，当环境温度过低情况下，冷却液温度过低，对于发电机结构易产生太大热应力，此时通过打开旁通管路204上的调节阀205以将部分载冷剂分流，不经过冷端散热单元100，而与冷却后的载冷剂一起回流到热端散热单元600。

[0126] 当泵组单元500设置于回液管路202上时，泵组单元500设置于旁通管路204的上游。

[0127] 通过旁通管路204及其上部的调节阀205的设计，可以使部分或者全部载冷剂由回液管路202通过旁通管路204直接回流到供液管路201。

[0128] 可选择地，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，调节阀205的上游和下游管路上分别设有第一截止阀206，第一截止阀206的设计，便于对旁通管路204及其上部的调节阀205进行检修，便于对调节阀205进行更换，从整体上便于系统的维护。

[0129] 可选择地，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，泵组单元500，还包括：

[0130] 第一压力传感器511，设置于泵组501上游的管路，用于检测管路内载冷剂的第一压力，并将第一压力发送给控制器；

[0131] 第二压力传感器512，设置于泵组501下游的管路，用于检测管路内载冷剂的第二压力，并将第二压力发送给控制器。

[0132] 通过检测泵组501上游管路的第一压力、以及泵组501下游管路的第二压力，以检测泵组501以及整个冷却系统是否存在堵塞情况。

[0133] 可选择地，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，泵组单元500，还包括：

[0134] 加热器505，用于对流经泵组单元500的载冷剂进行加热；

[0135] 相应地，控制器还用于控制加热器505的加热功率。

[0136] 当机舱700内部湿度过大，为了避免机舱700内部零部件的生锈腐蚀，通过设计加热器505对机舱内部进行烘潮，从而保证机舱平稳运转，避免湿度过大对设备的生锈腐蚀。

[0137] 本实施例在冷却系统的基础上进一步增加了加热器505，并结合热端散热单元600一起对机舱700内部进行加热以进行烘潮；通过加热器505的加热作用，通过热端散热单元600的快速热交换的作用，使机舱内部温度快速而均匀地升高，从而更好地达到了烘潮的效果。

[0138] 烘潮的过程中，一般需要将旁通管路204上的调节阀205打开到最大，通过泵组501促使载冷剂在封闭空间900内部的冷却系统中循环，以对封闭空间900内部进行加热烘潮。

[0139] 可选择地，如图3所示，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，泵组单元500，还包括：

[0140] 第一温度传感器521，设置于加热器505上游的管路，用于检测管路内载冷剂的第一温度；

[0141] 第二温度传感器522，设置于加热器505下游的管路，用于检测管路内载冷剂的第二温度；

[0142] 控制器，还用于根据第一温度和第二温度的温度差控制加热器505的加热功率和/或调节阀205的开度和/或泵组501的功率。

[0143] 在烘潮的过程中，需要根据温度传感器感应的温度判断烘潮的效果，当需要快速烘潮时，一般需要提高加热器505的加热功率、加大调节阀205的开度以及提高泵组501的功率。

[0144] 在冷却的过程中，需要提高冷却效率时(此时加热器505和调节阀205都处于关闭状态)，一般需要提高泵组501的功率。

[0145] 可选择地，如图3所示，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，热端散热单元600，包括热端散热器模块610，热端散热器模块610嵌入式安装在定子支架801上。本实施例中，热端散热单元600采用多个并联的方式安装，在安装的过程中，可以围绕定子支架801的圆周均匀分布；基于本领域技术人员的理解，热端散热单元600的数量越多，其分布的区域越广，散热效果也就越好，但是如果仅采用一个热端散热单元600，也可以实现基本的冷却效果。热端散热器模块610采用模块化的设计，可以更便利的安装在定子支架801上，并且在出现故障的时候，热端散热器模块610也可以整体拆卸和更换，提高了检修的效率。

[0146] 在采用多个热端散热单元600并联安装时，管路采用同程设计，实现各个热端散热单元600所在的支路流量的稳定性，从而对定子支架801及发电机800均匀地冷却。

[0147] 可选择地，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，热端散热器模块610，包括：

[0148] 热端散热器芯体611，用于吸收发电机800的热量；

[0149] 第一循环风机612，用于将气流吹向热端散热器芯体611，第一循环风机与控制器电连接。

[0150] 由控制器控制第一循环风机612的运转，特别是采用多个热端散热单元600并联时，控制器可以控制所有热端散热单元600的第一循环风机612一起运转或者一起停机，从而使热端散热单元600具有更好的热交换效果，对定子支架801及发电机800的冷却效果更均匀。

[0151] 可选择地，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，热端散热器模块610，还包括：

[0152] 热端排气阀613，设置于热端散热器芯体611，用于将热端散热器芯体611中的气体排出；特别是在对热端散热单元600注入载冷剂的过程中，有利于将热端散热器芯体611内部的气体排出，确保载冷剂顺利注入到热端散热器芯体611内部；

[0153] 热端排液阀614，设置于热端散热器芯体611，用于将热端散热器芯体611中的载冷剂排出，以便于对热端散热单元600进行检修，防止残留的载冷剂影响检修；同时也可以利用热端排液阀614将热端散热单元600内部的污液排出。

[0154] 可选择地，如图3所示，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，热端散热单元600，还包括：

[0155] 第三温度传感器603，设置于热端散热器芯体611出口的管路上，用于检测热端散热器芯体611出口的第三温度，并将第三温度发送给控制器；便于监测载冷剂与发电机800换热后的温度，以便于对冷却系统的冷却效率进行有效地控制；

[0156] 相应地，控制器，还用于根据第三温度控制第一循环风机612的转速以及泵组501的功率。当第三温度过高时，通过提高泵组501的功率的方式，促使载冷剂以更大的流量和流速经过热端散热单元600，从而提高热端散热器芯体的冷却效率，使热端散热器芯体出口的温度降低；为了进一步提高冷却效率，也可以同时控制加大第一循环风机612的转速。

[0157] 可选择地，如图3所示，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，热端散热单元600，还包括：

[0158] 第三压力传感器604，设置于热端散热器芯体611出口的管路上，用于检测热端散热器芯体611出口的第三压力，并将第三压力发送给控制器。第三压力传感器604便于监测各个支路上的压力平衡，能够检测出发生堵塞的支路，从而便于对整机进行维护。

[0159] 可选择地，如图3所示，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，热端散热单元600，还包括：

[0160] 第二截止阀605，分别设置于热端散热器模块610两端的管路上，当需要对热端散热器模块610进行拆卸和维修时，只需要关闭待检修的热端散热器模块610两端的第二截止阀605，即可对待检修的热端散热器模块610进行拆卸和更换，并且不会影响其他热端散热器模块610的运行。

[0161] 可选择地，如图3所示，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，冷端散热单元100，包括：

[0162] 冷端散热器芯体103，用于向空气环境中放出热量；

[0163] 第二循环风机104，用于将气流吹向冷端散热器芯体103，第二循环风机104与控制器连接。

[0164] 通过第二循环风机104将环境空气吹向冷端散热器芯体103，从而使冷端散热器芯体103中的载冷剂与空气之间进行热交换，空气将载冷剂中的热量带走，使载冷剂降温，并且利用泵组单元500强冷却后的载冷剂重新供送给热端散热单元600。

[0165] 可选择地，如图3所示，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，冷端散热单元100，还包括：

[0166] 冷端排气阀105，设置于冷端散热器芯体103，用于将冷端散热器芯体103中的气体排出；便于对冷却系统中注入载冷剂。

[0167] 冷端排液阀106，设置于冷端散热器芯体103，用于将冷端散热器芯体103中的载冷剂排出，便于对冷却系统进行检修时排液排污。

[0168] 可选择地，如图3所示，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，冷端散热单元100，还包括：

[0169] 第三截止阀107，分别设置于冷端散热器芯体103两端的管路上，当对冷端散热器芯体103进行检修时，只需要关闭冷端散热器芯体103两端的第三截止阀107，就可以将冷端散热器芯体103拆卸和更换。

[0170] 可选择地，如图4、图5所示，冷端散热单元100可以设置为两个以上，并且采用并联的方式安装，冷端散热单元100之间可以交替使用，有效提高冷端散热单元100的使用寿命；也可以在需要增大散热效率的时候，选择冷端散热单元100同时使用，可以确保整个冷却系统的冷却效率。

[0171] 可选择地，如图4、图5所示，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，当冷端散热单元100由两个以上并联时，还包括：

[0172] 第四截止阀110，分别设置与并联之后的冷端散热单元100的两端的管路上。通过第四截止阀110控制全部冷端散热单元的开闭，在需要整机停机维护时，或者在紧急情况、突发事件时，可以关闭第四截止阀110。

[0173] 可选择地，如图5所示，泵组单元500可以设置为两个以上，并且采用并联的方式安装，泵组单元500之间可以交替使用，从而有效提高泵组单元500的使用寿命，减少故障的发生；也可以采用其中一个泵组单元500持续使用，在这个泵组单元出现故障后，启动其他泵组单元500，确保在风况条件优越情况下，不因散热原因造成整机停机，从而有效保证风力发电机组运行的稳定性和可靠性。

[0174] 可选择地，如图6所示，本发明一实施例提供的风力发电机组的冷却系统中，通过两套泵组单元500和冷端散热单元100与热端散热单元600连接，共同对热端散热单元600的载冷剂进行散热；可选择地，两套泵组单元500和冷端散热单元共用旁通管路。

[0175] 可选择地，本发明一实施例提供的冷却系统中，发电机700为直驱式发电机或者其他用于风力发电机组的发电机；当使用直驱式发电机，风力发电机组运行时，由于损耗产生相应的热量。此时，在泵组单元500作用下，载冷剂进入热端散热单元600，在热端散热单元600的第一循环风机612作用下，发电机800产生的热量被带入到热端散热单元600内，与载冷剂进行交换，载冷剂升温，发电机组的机舱700中进入热端散热单元600的气流降温，在热端散热单元600在第一循环风机612的作用下再次对发电机800进行冷却，而载冷剂在泵组单元500作用下从热端散热单元600进入回液管路202，而根据实际的回液温度或发电机组内部的回风温度，确定调节阀205的开启程度，当温度低于设定值时，开启调节阀205，而当在进入冷端散热单元100时，升温的的载冷剂与环境空气进行热交换，而环境冷空气通过自然风动压克服阻力进入冷端换热单元100或者通过设置第二循环风机104进入冷端散热单元，载冷剂通过在冷端散热单元100内实现与环境空气的换热，降温后的载冷剂在泵组单元
500的作用下通过供液管路201再次进入热端散热单元600，实现重复的将热量带出发电机组。而当环境工况湿度较大，发电机800要启动时，泵组单元500上的加热器505开启，旁通管路完全开启，实现对风电机组的烘潮，确保风电机组的安全性。当系统使用年限过久或者散热器失效出现漏洞时，尤其针对热端散热单元出现漏液现象时，线性水浸开关802会将检测的信号反馈给控制器，一旦漏液，及时停止机组进行维护更换，防止造成风电机组的损失。

[0176] 载冷剂可以为水或者醇类溶液，载冷剂也可以是其他能够换热的成分或者溶液。

[0177] 本发明实施例还提供一种风力发电机组，其包括以上任一实施例提供的风力发电机组的冷却系统。

[0178] 本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；不定冠词“一个”不排除多个；术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。权利要求中出现的多个部分的功能可以由一个单独的硬件或软件模块来实现。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。

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风力发电机组-专利编号CN109944746A	2020-05-11	991
风力发电机组-专利编号CN107420274A	2020-05-12	677
风力发电机组-专利编号CN107255065A	2020-05-12	428
风力发电机组-专利编号CN106762465B	2020-05-11	580
风力发电机组-专利编号CN102889182B	2020-05-12	913
风力发电机组-专利编号CN103470453A	2020-05-13	1004
风力发电机组-专利编号CN102619699A	2020-05-13	831
风力发电机组-专利编号CN103470453B	2020-05-13	683
风力发电机组-专利编号CN108005862A	2020-05-11	503
风力发电机组-专利编号CN109751193A	2020-05-11	87

风力发电机组的冷却系统及风力发电机组

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