專利名稱：水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其水冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其水 冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)家對(duì)清潔能源的提倡，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)在近年來(lái)得到了大力的發(fā)展。為了降 低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的故障率，去除齒輪箱的直驅(qū)發(fā)電機(jī)已經(jīng)贏得了較好的市場(chǎng)。由于直驅(qū)發(fā) 電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，采用自循環(huán)空冷的方式已不可實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)有的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)多采用強(qiáng)迫風(fēng) 冷的方式冷卻定轉(zhuǎn)子，冷卻效果不理想。而若采用水冷方式冷卻轉(zhuǎn)子，雖然能達(dá)到較好的冷 卻效果，但安裝在直驅(qū)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)輪轂外的水冷卻系統(tǒng)會(huì)受到風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子離心力的影 響，因而對(duì)動(dòng)密封的要求很高，設(shè)備運(yùn)行不安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其水冷系統(tǒng)，該發(fā)電機(jī)溫升 低，以滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定可靠的要求。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其水冷系統(tǒng)，由安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂內(nèi)的轉(zhuǎn)子 水冷卻系統(tǒng)、水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、以及安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)座內(nèi)的內(nèi)定子水冷 卻系統(tǒng)組成；所述轉(zhuǎn)子水冷卻系統(tǒng)安裝在輪轂旋轉(zhuǎn)軸位置，與輪轂一起低速旋轉(zhuǎn)；所述轉(zhuǎn) 子水冷卻系統(tǒng)和內(nèi)定子水冷卻系統(tǒng)分別通過(guò)管道與水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接。其進(jìn)一步的技術(shù)方案為所述水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括靜軸，靜軸前后兩端 設(shè)置前軸承和后軸承；內(nèi)部鉆冷卻水通道的轉(zhuǎn)軸安裝在前軸承上，水夾克式轉(zhuǎn)子支撐筒一 端與轉(zhuǎn)軸相連接，另一端通過(guò)后端軸承過(guò)渡支撐與后軸承相連接；轉(zhuǎn)軸冷卻水進(jìn)口和轉(zhuǎn)軸 冷卻水出口與轉(zhuǎn)軸內(nèi)部的冷卻水通道相連接，并分別通過(guò)轉(zhuǎn)子支撐筒冷卻水進(jìn)水管和轉(zhuǎn)子 支撐筒冷卻水出水管接入水夾克式轉(zhuǎn)子支撐筒內(nèi)；水夾克式轉(zhuǎn)子支撐筒內(nèi)外圓上分別安裝 有內(nèi)轉(zhuǎn)子及外轉(zhuǎn)子；機(jī)座外殼一端通過(guò)前端蓋支撐在轉(zhuǎn)軸上，另一端通過(guò)后端蓋支撐在后 軸承上，外定子安裝在機(jī)座外殼內(nèi)圓上與外轉(zhuǎn)子相配合；水夾克式定子支撐筒與靜軸連接， 內(nèi)定子安裝在水夾克式定子支撐筒外圓上與內(nèi)轉(zhuǎn)子相配合，定子支撐筒冷卻水進(jìn)水管和定 子支撐筒冷卻水出水管接入水夾克式定子支撐筒內(nèi)。以及，其進(jìn)一步的技術(shù)方案為所述靜軸通過(guò)螺栓與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)座相連接。 所述轉(zhuǎn)軸通過(guò)螺栓與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂相連接。所述靜軸上鉆有兩個(gè)孔，定子支撐筒冷 卻水進(jìn)水管和定子支撐筒冷卻水出水管從靜軸上的孔內(nèi)通過(guò)。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是
(一)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子均采用水冷，轉(zhuǎn)子和定子的溫升低，運(yùn)行可靠，故障率低。(二)本發(fā)明將轉(zhuǎn)子水冷卻系統(tǒng)安裝于輪轂內(nèi)，使得輪轂內(nèi)的水冷卻系統(tǒng)承受較小 的離心力，因而可以將動(dòng)密封省略，使設(shè)備運(yùn)行更加安全。
(三)本發(fā)明制造裝配過(guò)程簡(jiǎn)單、可維護(hù)性高。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)圖。圖3是水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明由安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂102內(nèi)的轉(zhuǎn)子水冷卻系統(tǒng)101、 水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)103、以及安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)座104內(nèi)的內(nèi)定子水冷卻系 統(tǒng)105組成。其中輪轂內(nèi)的轉(zhuǎn)子水冷卻系統(tǒng)101安裝在輪轂102旋轉(zhuǎn)軸位置，與輪轂一起 低速旋轉(zhuǎn)，可以使冷卻系統(tǒng)承受較小的離心力。轉(zhuǎn)子水冷卻系統(tǒng)101和內(nèi)定子水冷卻系統(tǒng) 105分別通過(guò)管道與水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)103連接。如圖2所示，其中水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)103是一種水冷轉(zhuǎn)子、水冷內(nèi)定子、風(fēng) 冷外定子的雙定子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)。其由包括靜軸201，靜軸201前后兩端設(shè)置前軸承202 和后軸承218。內(nèi)部鉆冷卻水通道的轉(zhuǎn)軸205安裝在前軸承202上，水夾克式轉(zhuǎn)子支撐筒 206 一端與轉(zhuǎn)軸205相連接，另一端通過(guò)后端軸承過(guò)渡支撐215與后軸承(218)相連接。轉(zhuǎn) 軸冷卻水進(jìn)口 203和轉(zhuǎn)軸冷卻水出口 204與轉(zhuǎn)軸205內(nèi)部的冷卻水通道相連接，并分別通 過(guò)轉(zhuǎn)子支撐筒冷卻水進(jìn)水管207和轉(zhuǎn)子支撐筒冷卻水出水管208接入水夾克式轉(zhuǎn)子支撐筒 206內(nèi)。水夾克式轉(zhuǎn)子支撐筒206內(nèi)外圓上分別安裝有內(nèi)轉(zhuǎn)子213及外轉(zhuǎn)子212。機(jī)座外殼 210 一端通過(guò)前端蓋209支撐在轉(zhuǎn)軸205上，另一端通過(guò)后端蓋217支撐在后軸承218上， 外定子211安裝在機(jī)座外殼210內(nèi)圓上與外轉(zhuǎn)子212相配合。水夾克式定子支撐筒216與 靜軸201連接，內(nèi)定子214安裝在水夾克式定子支撐筒216外圓上與內(nèi)轉(zhuǎn)子213相配合，定 子支撐筒冷卻水進(jìn)水管219和定子支撐筒冷卻水出水管220接入水夾克式定子支撐筒216 內(nèi)。靜軸201通過(guò)螺栓與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)座104相連接。轉(zhuǎn)軸205通過(guò)螺栓與風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組的輪轂102相連接。靜軸201上鉆有兩個(gè)孔，定子支撐筒冷卻水進(jìn)水管219和定子支 撐筒冷卻水出水管220從靜軸201上的孔內(nèi)通過(guò)。本發(fā)明的工作原理如圖3所示
轉(zhuǎn)子冷卻水從轉(zhuǎn)軸冷卻水進(jìn)口 203進(jìn)入，通過(guò)轉(zhuǎn)軸205內(nèi)的冷卻水通道、再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子支 撐筒冷卻水進(jìn)水管207，進(jìn)入水夾克式轉(zhuǎn)子支撐筒206 ；冷卻水進(jìn)入水夾克后經(jīng)過(guò)迂回的冷 卻水通道從轉(zhuǎn)子支撐筒冷卻水出水管208流出，進(jìn)入轉(zhuǎn)軸205內(nèi)部冷卻水通道，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)軸 冷卻水出口 204進(jìn)入輪轂內(nèi)的轉(zhuǎn)子水冷卻系統(tǒng)101，完成直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的水循環(huán)冷 卻。內(nèi)定子冷卻水從定子支撐筒冷卻水進(jìn)水管219進(jìn)入水夾克式定子支撐筒216 ；冷 卻水進(jìn)入水夾克后經(jīng)過(guò)迂回的冷卻水通道從定子支撐筒冷卻水出水管220流出，進(jìn)入機(jī)艙 內(nèi)的內(nèi)定子水冷卻系統(tǒng)105，完成直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)定子的水循環(huán)冷卻。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例?？梢岳斫猓?領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變 化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其水冷系統(tǒng)，其特征在于由安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的輪轂(102)內(nèi)的轉(zhuǎn)子水冷卻系統(tǒng)(101)、水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)(103)、以及安裝在風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組的機(jī)座(104)內(nèi)的內(nèi)定子水冷卻系統(tǒng)(105)組成；所述轉(zhuǎn)子水冷卻系統(tǒng)(101)安 裝在輪轂(102)旋轉(zhuǎn)軸位置，與輪轂一起低速旋轉(zhuǎn)；所述轉(zhuǎn)子水冷卻系統(tǒng)(101)和內(nèi)定子水 冷卻系統(tǒng)(105)分別通過(guò)管道與水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)(103)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其水冷系統(tǒng)，其特征在于所述水 冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)(103 )包括靜軸(201)，靜軸(201)前后兩端設(shè)置前軸承(202 )和后 軸承(218)；內(nèi)部鉆冷卻水通道的轉(zhuǎn)軸(205)安裝在前軸承(202)上，水夾克式轉(zhuǎn)子支撐筒 (206)—端與轉(zhuǎn)軸(205)相連接，另一端通過(guò)后端軸承過(guò)渡支撐(215)與后軸承(218)相連 接；轉(zhuǎn)軸冷卻水進(jìn)口(203)和轉(zhuǎn)軸冷卻水出口(204)與轉(zhuǎn)軸(205)內(nèi)部的冷卻水通道相連 接，并分別通過(guò)轉(zhuǎn)子支撐筒冷卻水進(jìn)水管(207)和轉(zhuǎn)子支撐筒冷卻水出水管(208)接入水 夾克式轉(zhuǎn)子支撐筒(206)內(nèi)；水夾克式轉(zhuǎn)子支撐筒(206)內(nèi)外圓上分別安裝有內(nèi)轉(zhuǎn)子(213) 及外轉(zhuǎn)子(212)；機(jī)座外殼(210) —端通過(guò)前端蓋(209)支撐在轉(zhuǎn)軸(205)上，另一端通過(guò) 后端蓋(217)支撐在后軸承(218)上，外定子(211)安裝在機(jī)座外殼(210)內(nèi)圓上與外轉(zhuǎn)子 (212)相配合；水夾克式定子支撐筒(216)與靜軸(201)連接，內(nèi)定子(214)安裝在水夾克 式定子支撐筒(216)外圓上與內(nèi)轉(zhuǎn)子(213)相配合，定子支撐筒冷卻水進(jìn)水管(219)和定子 支撐筒冷卻水出水管(220)接入水夾克式定子支撐筒(216)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其水冷系統(tǒng)，其特征在于所述靜 軸(201)通過(guò)螺栓與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)座(104)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其水冷系統(tǒng)，其特征在于所述轉(zhuǎn) 軸(205 )通過(guò)螺栓與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂(102 )相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其水冷系統(tǒng)，其特征在于所述靜 軸(201)上鉆有兩個(gè)孔，定子支撐筒冷卻水進(jìn)水管(219)和定子支撐筒冷卻水出水管(220) 從靜軸(201)上的孔內(nèi)通過(guò)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其水冷系統(tǒng)，由安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂內(nèi)的轉(zhuǎn)子水冷卻系統(tǒng)、水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、以及安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)座內(nèi)的內(nèi)定子水冷卻系統(tǒng)組成；所述轉(zhuǎn)子水冷卻系統(tǒng)安裝在輪轂旋轉(zhuǎn)軸位置，與輪轂一起低速旋轉(zhuǎn)；所述轉(zhuǎn)子水冷卻系統(tǒng)和內(nèi)定子水冷卻系統(tǒng)分別通過(guò)管道與水冷轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子均采用水冷，轉(zhuǎn)子和定子的溫升低，運(yùn)行可靠，故障率低。將轉(zhuǎn)子水冷卻系統(tǒng)安裝于輪轂內(nèi)，使得輪轂內(nèi)的水冷卻系統(tǒng)承受較小的離心力，因而可以將動(dòng)密封省略，使設(shè)備運(yùn)行更加安全。制造裝配過(guò)程簡(jiǎn)單、可維護(hù)性高。
文檔編號(hào)H02K16/04GK102142738SQ20111004351
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者周會(huì)軍, 安康平, 朱紅燕, 楊衎, 王成, 王裕峰, 遲克忠, 郭強(qiáng), 郭靖靖, 陳恒峰, 黃森林 申請(qǐng)人:中科盛創(chuàng)(青島)電氣有限公司