本發(fā)明涉及冷卻領(lǐng)域,特別是涉及風(fēng)力發(fā)電機組散熱系統(tǒng)、散熱方法及風(fēng)力發(fā)電機組。
背景技術(shù):
風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械功,機械功帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),最終輸出交流電的電力設(shè)備。風(fēng)力發(fā)電機組在運行過程中,內(nèi)部的部件,比如發(fā)電機、電氣元件及動力裝置等,會產(chǎn)生較多的熱量,機艙內(nèi)溫度較高,需要及時散熱。
目前本領(lǐng)域?qū)ι釂栴}做了多種研究和嘗試,有些研究者在機艙和塔筒頂部設(shè)置空氣換熱器,通過與外界冷空氣進行熱交換,達到冷卻機艙內(nèi)空氣的目的。該方法并未考慮對機頭上輪轂內(nèi)的發(fā)熱部件進行散熱的問題。還有些研究者在機艙內(nèi)和外設(shè)置了配套使用的蒸發(fā)冷卻壓縮機、蒸發(fā)器和液冷-蒸發(fā)冷卻復(fù)合換熱器來冷卻發(fā)電機,但是該冷卻系統(tǒng)無法冷卻風(fēng)力發(fā)電機組輪轂內(nèi)發(fā)熱部件??傊F(xiàn)有的散熱方案都存在部分發(fā)動機機組內(nèi)部分發(fā)熱部件無法得到有效散熱的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
(一)要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明的目的是提供風(fēng)力發(fā)電機組散熱系統(tǒng)、散熱方法及風(fēng)力發(fā)電機組,以解決風(fēng)力發(fā)電機組內(nèi)各發(fā)熱部件均有效散熱問題。
(二)技術(shù)方案
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機組散熱系統(tǒng),其包括:風(fēng)機、設(shè)置于導(dǎo)流罩外壁上的一個以上的進風(fēng)部和設(shè)置于機艙罩尾部的出風(fēng)部;所述風(fēng)機安裝于所述進風(fēng)部,所述進風(fēng)部處于輪轂的前方。
在一些實施例中,優(yōu)選為,風(fēng)力發(fā)電機組散熱系統(tǒng)還包括溫度傳感器,所述溫度傳感器設(shè)置于機艙罩內(nèi),所述溫度傳感器與控制器連接。
在一些實施例中,優(yōu)選為,風(fēng)力發(fā)電機組散熱系統(tǒng)還包括:導(dǎo)風(fēng)罩,所述導(dǎo)風(fēng)罩設(shè)置于所述機艙罩的出風(fēng)部。
在一些實施例中,優(yōu)選為,所述導(dǎo)風(fēng)罩與所述機艙罩鉸接。
在一些實施例中,優(yōu)選為,所述導(dǎo)風(fēng)罩和所述機艙罩之間設(shè)置調(diào)節(jié)所述導(dǎo)風(fēng)罩開度的伸縮連接桿,所述伸縮連接桿與控制器連接。
在一些實施例中,優(yōu)選為,風(fēng)力發(fā)電機組散熱系統(tǒng)還包括蓄熱結(jié)構(gòu),所述蓄熱結(jié)構(gòu)包裹于塔筒和所述機艙罩的外壁。
在一些實施例中,優(yōu)選為,所述蓄熱結(jié)構(gòu)包括自外向內(nèi)依次設(shè)置的太陽能吸收層和蓄熱層。
在一些實施例中,優(yōu)選為,所述風(fēng)機和控制器進行無線連接。
在一些實施例中,優(yōu)選為,所述風(fēng)機包括:離心風(fēng)機。
在一些實施例中,優(yōu)選為,所述進風(fēng)部設(shè)置于所述導(dǎo)流罩的前部和/或上部和/或下部。
在一些實施例中,優(yōu)選為,所述進風(fēng)部包括:風(fēng)機支撐罩,其固定于所述導(dǎo)流罩外壁上,且連接所述風(fēng)機;所述風(fēng)機支撐罩內(nèi)部為進風(fēng)通道,所述進風(fēng)通道的一端為進風(fēng)口,另一端與導(dǎo)流罩內(nèi)部連通。
在一些實施例中,優(yōu)選為,所述進風(fēng)口開向所述機艙罩的后部。
在一些實施例中,優(yōu)選為,所述風(fēng)機安裝于所述風(fēng)機支撐罩的進風(fēng)口內(nèi)。
本發(fā)明還提供了一種所述的風(fēng)力發(fā)電機組散熱系統(tǒng)的散熱方法,其包括:
將外部空氣自導(dǎo)流罩外壁上的進風(fēng)部導(dǎo)入導(dǎo)流罩內(nèi);
將進入導(dǎo)流罩的空氣分為兩路,第一路空氣自輪轂前端通孔向機艙罩內(nèi)流動,第二路空氣流入導(dǎo)流罩內(nèi)壁和輪轂外壁的空間,進入發(fā)動機定子上繞組和轉(zhuǎn)子上磁鋼所在位置,并自機艙罩側(cè)的氣隙排出;
將所述第一路空氣引入輪轂后,又將其分為兩路,第一支路沿所述輪轂的內(nèi)側(cè)壁流動,進入發(fā)動機定子上繞組和轉(zhuǎn)子上磁鋼所在位置,并自機艙罩側(cè)的氣隙排出;第二支路穿過發(fā)動機軸承和底座,自機艙罩尾部的出風(fēng)部排出。
在一些實施例中,優(yōu)選為,所述的散熱方法還包括:將塔筒外部的氣體自塔筒下部進入塔筒內(nèi),并引導(dǎo)塔筒外部氣體沿塔筒內(nèi)部向上移動,穿過塔筒內(nèi)組件后,自機艙罩尾部的出風(fēng)部排出。
在一些實施例中,優(yōu)選為,在所述將外部空氣自導(dǎo)流罩外壁上的進風(fēng)部導(dǎo)入導(dǎo)流罩內(nèi)之前,所述的散熱方法還包括:
檢測機艙內(nèi)溫度T;
根據(jù)所述機艙內(nèi)溫度T控制風(fēng)機的轉(zhuǎn)速;
根據(jù)所述機艙內(nèi)溫度T控制機艙罩尾部的出風(fēng)部導(dǎo)風(fēng)罩的導(dǎo)風(fēng)罩開度。
在一些實施例中,優(yōu)選為,所述根據(jù)所述機艙內(nèi)溫度T控制風(fēng)機的轉(zhuǎn)速包括:
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T在自0℃升溫至T1的過程中,所述風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為N1;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T1升溫至T2的過程中,所述風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為N2,N2≥N1;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T2降溫至T3的過程中,所述風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為N2,T3<T1;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T3降溫至T4的過程中,所述風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為N1。
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T<T4時,風(fēng)機停止運行。
在一些實施例中,優(yōu)選為,所述根據(jù)所述機艙內(nèi)溫度T控制機艙罩尾部的出風(fēng)部導(dǎo)風(fēng)罩的導(dǎo)風(fēng)罩開度包括:
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T在自零度升溫至T1的過程中,所述導(dǎo)風(fēng)罩開度為0°;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T1升溫至T2的過程中,所述導(dǎo)風(fēng)罩開度的函數(shù)為
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T2降溫至T3的過程中,所述導(dǎo)風(fēng)罩開度為180°,T3<T1;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T3降溫至T4的過程中,所述導(dǎo)風(fēng)罩開度的函數(shù)為
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T<T4時,所述導(dǎo)風(fēng)罩開度為0°。
本發(fā)明還提供一種風(fēng)力發(fā)電機組,其包括所述的風(fēng)力發(fā)電機組散熱系統(tǒng)。
(三)有益效果
本發(fā)明提供的技術(shù)方案,在導(dǎo)流罩的外壁設(shè)置進風(fēng)部,且進風(fēng)部處于輪轂的前方,風(fēng)機將風(fēng)力發(fā)電機組外部的空氣卷入進風(fēng)部,在進風(fēng)部內(nèi)形成正壓氣流,正壓氣流向?qū)Я髡謨?nèi)流動,經(jīng)過導(dǎo)流罩和輪轂的引流,部分氣流在導(dǎo)流罩內(nèi)壁和輪轂外壁之間的空間內(nèi)流動,到達發(fā)動機定子上繞組和轉(zhuǎn)子上磁鋼所在位置,及定子下繞組和轉(zhuǎn)子下磁鋼所在位置,對其降溫后自機艙罩側(cè)的氣隙排出,部分氣流自輪轂前端的通孔繼續(xù)向后流動,進入輪轂后,又分流,其中一個分支沿輪轂的內(nèi)側(cè)面流動,導(dǎo)到發(fā)動機定子上繞組和轉(zhuǎn)子上磁鋼所在位置,及定子下繞組和轉(zhuǎn)子下磁鋼所在位置,對其降溫后自機艙罩側(cè)的氣隙排出;另外一個分支,穿過發(fā)動機軸承和底座,自機艙罩尾部的出風(fēng)部排出。如此,經(jīng)過氣流的正壓導(dǎo)入,及在機組內(nèi)的分流,對機組內(nèi)各部件進行降溫,提高了降溫的效率和效果。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一個實施例中風(fēng)力發(fā)電機組散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明一個實施例中溫度變化和轉(zhuǎn)速的曲線示意圖;
圖3為本發(fā)明一個實施例中溫度變化和導(dǎo)風(fēng)罩開度的曲線示意圖。
圖中:
1、塔筒;
2、蓄熱結(jié)構(gòu);
3、導(dǎo)風(fēng)罩;
4、機艙罩;
5、軸承;
6、發(fā)電機;
7、輪轂;
8、離心風(fēng)機;
9、風(fēng)機支撐罩;
10、導(dǎo)流罩;
11、氣隙。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例,對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細(xì)描述。以下實例用于說明本發(fā)明,但不用來限制本發(fā)明的范圍。
在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“第一”“第二”“第三”“第四”是為了清楚說明產(chǎn)品部件進行的編號,不代表任何實質(zhì)性區(qū)別?!扒啊薄昂蟆本猿R?guī)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)認(rèn)知為準(zhǔn)。比如:導(dǎo)流罩所在方向為前,機艙罩所在方向為后?!吧稀薄跋隆本愿綀D所示方向為準(zhǔn)?!鞍惭b”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
在現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)力發(fā)電機組中部分發(fā)熱部件無法得到有效散熱的問題,本技術(shù)提供了風(fēng)力發(fā)電機組散熱系統(tǒng)、散熱方法及風(fēng)力發(fā)電機組。
下面將通過基礎(chǔ)設(shè)計、擴展設(shè)計及替換設(shè)計對產(chǎn)品、方法等進行詳細(xì)描述。
一種風(fēng)力發(fā)電機組散熱系統(tǒng),如圖1所示,其包括:風(fēng)機、設(shè)置于導(dǎo)流罩10外壁上的一個以上的進風(fēng)部和設(shè)置于機艙罩4尾部的出風(fēng)部;風(fēng)機安裝于進風(fēng)部,進風(fēng)部處于輪轂7的前方。
為了對發(fā)電機6內(nèi)發(fā)熱部件進行有效降溫,本實施例在導(dǎo)流罩10上開設(shè)新的進風(fēng)部,比如:導(dǎo)流罩10的前端、導(dǎo)流罩10的側(cè)壁(上側(cè)壁、下側(cè)壁、左側(cè)壁、右側(cè)壁等)。無論在哪個方位,基于進風(fēng)部處于輪轂7的前方,當(dāng)空氣進入導(dǎo)流罩10之后,會通過輪轂7和導(dǎo)流罩10的位置關(guān)系進行分流、導(dǎo)流,進入導(dǎo)流罩10的空氣分為兩路,第一路空氣自輪轂7前端通孔向機艙罩4內(nèi)流動,第二路空氣流入導(dǎo)流罩10內(nèi)壁和輪轂7外壁的空間,進入發(fā)動機定子上繞組和轉(zhuǎn)子上磁鋼所在位置,并自機艙罩4側(cè)的氣隙11排出;第一路空氣引入輪轂7后,又將其分為兩路,第一支路沿輪轂7的內(nèi)側(cè)壁流動,進入發(fā)動機定子上繞組和轉(zhuǎn)子上磁鋼所在位置,并自機艙罩4側(cè)的氣隙11排出;第二支路穿過發(fā)動機的軸承5和底座,自機艙罩4尾部的出風(fēng)部排出。如此,對各發(fā)熱部件均進行降溫處理,降溫效果更佳有效。
其中,機艙罩4一方面用于支撐機艙內(nèi)部分部件,另一方面用于保護機艙內(nèi)的部件和人員不受風(fēng)、雨、雪、鹽霧、紫外線輻射等外部環(huán)境因素的侵害。
風(fēng)機設(shè)置于進風(fēng)部,可以直接推動氣體進入導(dǎo)流罩10內(nèi),對后續(xù)空氣在導(dǎo)流罩10、輪轂7的分流形成正向推動作用,促使正壓氣體向各空間內(nèi)流動。現(xiàn)有技術(shù)中,通常在出風(fēng)部設(shè)置風(fēng)機,導(dǎo)致機艙罩4內(nèi)為負(fù)壓狀態(tài),氣流在發(fā)電機6內(nèi)基本為直線流動,強烈的負(fù)壓作用下無法向其他空間(比如導(dǎo)流罩10內(nèi)壁和輪轂7外壁之間的空間)流動,則無法對發(fā)動機定子、轉(zhuǎn)子的相關(guān)結(jié)構(gòu)進行有效降溫。
另外,進風(fēng)部可以設(shè)置多個,基于氣流在風(fēng)力發(fā)電機6內(nèi)的均勻流動,優(yōu)選提供多個進風(fēng)部在垂直于導(dǎo)流罩10軸向的環(huán)線上均勻分布。當(dāng)然,一些實施例中可以分別在導(dǎo)流罩10左側(cè)壁、右側(cè)壁的對稱位置設(shè)置進風(fēng)部。也可以在導(dǎo)流罩10上側(cè)壁、下側(cè)壁的對稱位置設(shè)置進風(fēng)部。
在一些實施例中,風(fēng)機可為離心風(fēng)機8或軸流風(fēng)扇,優(yōu)選離心風(fēng)機8。因為離心風(fēng)機8的作用力較大,特性曲線強,能夠應(yīng)對風(fēng)量較大的情況,能抵抗強大風(fēng)量的阻力。且在給風(fēng)力發(fā)電機組提供冷卻空氣的同時,也使得發(fā)電機6和機艙內(nèi)復(fù)雜的散熱方式變得簡單,從而也降低了散熱系統(tǒng)的故障率。
現(xiàn)有技術(shù)中通常風(fēng)機通過滑環(huán)(旋轉(zhuǎn)體連通、輸送能源與信號的電氣部件)與控制器連接,在長期工作中,滑環(huán)旋轉(zhuǎn)觸點多,滑環(huán)容易磨損,造成信號故障或丟失。為了解決該問題,本實施例中風(fēng)機和控制器進行無線連接,比如藍牙連接、射頻連接等。通過無線傳輸信號,省去信號線通過滑環(huán)傳送,提高信號傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。
另外,針對發(fā)電機6內(nèi)(機艙罩4內(nèi))的溫度變化,需要不同的散熱效果。有效采集機艙罩4內(nèi)溫度值,可通過該溫度值進行風(fēng)機的轉(zhuǎn)速調(diào)控。因此,本散熱系統(tǒng)在機艙罩4內(nèi)設(shè)置了溫度傳感器,溫度傳感器與控制器連接,實時采集機艙罩4內(nèi)溫度值,并傳遞到控制器,由控制器進行相應(yīng)的控制。
比如,如圖2所示,在一些實施例中,
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T在自0℃升溫至T1的過程中,風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為N1;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T1升溫至T2的過程中,風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為N2,N2≥N1;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T2降溫至T3的過程中,風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為N2,T3<T1;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T3降溫至T4的過程中,風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為N1。
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T<T4時,風(fēng)機停止運行。
至于N1、N2、T1、T2、T3、T4的取值,本領(lǐng)域可以根據(jù)具體情況設(shè)定。本實施例只給出一種根據(jù)機艙內(nèi)溫度調(diào)整風(fēng)機轉(zhuǎn)速的思路方法。
在一些實施例中在機艙罩4的出風(fēng)部設(shè)置了導(dǎo)風(fēng)罩3,實現(xiàn)導(dǎo)風(fēng)作用。解決極端氣候下,機艙內(nèi)聚集的高熱量能夠迅速散熱出去,不會造成機艙內(nèi)發(fā)熱部件瞬間溫度過高而影響可靠性和壽命。
另一方面,為了配合不同的散熱效果,本實施例還對導(dǎo)風(fēng)罩3開度進行了有效的設(shè)計,導(dǎo)風(fēng)罩3與機艙罩4鉸接。當(dāng)需要較強散熱時,導(dǎo)風(fēng)罩3開度增大,快速流動的散熱空氣也會吹動導(dǎo)風(fēng)罩3增加開度,增大散熱空氣的排出口,減少排出阻力,當(dāng)需要將低散熱時,導(dǎo)風(fēng)罩3開度減小,甚至關(guān)閉,減弱散熱空氣的排出速度。
為了對導(dǎo)風(fēng)罩3開度進行有效控制,導(dǎo)風(fēng)罩3和機艙罩4之間設(shè)置調(diào)節(jié)導(dǎo)風(fēng)罩3開度的伸縮連接桿,伸縮連接桿與控制器連接。實現(xiàn)根據(jù)機艙罩4內(nèi)溫度值智能控制導(dǎo)風(fēng)罩3開度。智能的導(dǎo)風(fēng)罩3能根據(jù)機艙內(nèi)溫度的情況,自動開啟并能調(diào)節(jié)開度,使得機艙內(nèi)溫度保持在一定安全的溫度水平。伸縮連接桿可通過液壓或電力進行驅(qū)動。
比如,如圖3所示,在一些實施例中:
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T在自零度升溫至T1的過程中,導(dǎo)風(fēng)罩3開度為0°;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T1升溫至T2的過程中,導(dǎo)風(fēng)罩3開度的函數(shù)為
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T2降溫至T3的過程中,導(dǎo)風(fēng)罩3開度為180°,T3<T1;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T3降溫至T4的過程中,導(dǎo)風(fēng)罩3開度的函數(shù)為
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T<T4時,所述導(dǎo)風(fēng)罩開度為0°。
在其他情況下,將塔筒1和機艙罩4的外壁包裹蓄熱結(jié)構(gòu)2,蓄熱結(jié)構(gòu)2采用低沸點的液體。在太陽照射情況下,用于吸收太陽能,通過相變將太陽能存儲為熱能,避免太陽照射塔筒1、機艙罩4,以減小機艙罩4內(nèi)發(fā)熱部件、塔筒1內(nèi)電控柜體、線纜等的溫度。解決機組在夏天白天因為太陽輻射導(dǎo)致機組內(nèi)溫度過高,晚上溫度太低機組內(nèi)凝露的問題,也解決了機組在冬天溫度過低,風(fēng)電機組不能啟動,還需要啟動加熱器給機組加熱而浪費能源等問題。以塔筒1為例,具體來說,在天冷的情況下,蓄熱結(jié)構(gòu)2釋放熱量,對塔筒1進行加熱,提高塔筒1內(nèi)電控柜體、線纜等溫度,保障正常運轉(zhuǎn)。為此,在一些實施例中,蓄熱結(jié)構(gòu)2包括自外向內(nèi)依次設(shè)置的太陽能吸收層和蓄熱層。達到隔熱儲存熱量及釋放熱量的作用,減少了機組能量的消耗。
基于上述各種實施例中的設(shè)計,下面對基礎(chǔ)設(shè)計中的進風(fēng)部進行具體說明。進風(fēng)部包括:風(fēng)機支撐罩9,其固定于導(dǎo)流罩10外壁上,且連接風(fēng)機,風(fēng)機通過風(fēng)機支架固定于風(fēng)機支撐罩9上,風(fēng)機支撐罩9通過螺栓固定于導(dǎo)流罩10外壁上。風(fēng)機支撐罩9內(nèi)部為進風(fēng)通道,進風(fēng)通道的一端為進風(fēng)口,另一端與導(dǎo)流罩10內(nèi)部連通。尤其,風(fēng)機安裝于風(fēng)機支撐罩9的進風(fēng)口內(nèi),將外界空氣卷入風(fēng)機支撐罩9內(nèi),且受到風(fēng)機支撐罩9的保護,避免外界物體的沖擊。
為了盡可能減少空氣流動的阻力,在空氣通過風(fēng)機支撐罩9進入導(dǎo)流罩10時形成較小渦流,方便后續(xù)分流,風(fēng)機支撐罩9的罩壁呈流線式弧形,且內(nèi)壁盡可能光滑。
另外,考慮到如果進風(fēng)口向前開,對著風(fēng)開口,一旦風(fēng)力加大,容易造成風(fēng)機倒轉(zhuǎn),燒毀,即便風(fēng)力小的情況下,也會增加機載負(fù)荷。因此,將進風(fēng)口開向機艙罩4的后部,通過風(fēng)機將外部空氣卷入風(fēng)機支撐罩9內(nèi),然后正壓氣流直接流入導(dǎo)流罩10,并分流。
利用上述風(fēng)力發(fā)電機組散熱系統(tǒng)進行散熱的方法主要是外部空氣進入風(fēng)力發(fā)電機組后的流向,以及風(fēng)力發(fā)電機組的散熱系統(tǒng)控制方法,具體包括:
將外部空氣自導(dǎo)流罩10外壁上的進風(fēng)部導(dǎo)入導(dǎo)流罩10內(nèi);
將進入導(dǎo)流罩10的空氣分為兩路,第一路空氣自輪轂7前端通孔向機艙罩4內(nèi)流動,第二路空氣流入導(dǎo)流罩10內(nèi)壁和輪轂7外壁的空間,進入發(fā)動機定子上繞組和轉(zhuǎn)子上磁鋼所在位置,并自機艙罩4側(cè)的氣隙排出;
將第一路空氣引入輪轂7后,又將其分為兩路,第一支路沿輪轂7的內(nèi)側(cè)壁流動,進入發(fā)動機定子上繞組和轉(zhuǎn)子上磁鋼所在位置,并自機艙罩4側(cè)的氣隙排出;第二支路穿過發(fā)動機軸承5和底座,自機艙罩4尾部的出風(fēng)部排出。
在對塔筒1內(nèi)柜體和線纜及機艙內(nèi)發(fā)熱部件進行散熱中,一方面蓄熱結(jié)構(gòu)2吸收外部太陽能,蓄熱,避免太陽能照射塔筒1和機艙罩4,促使柜體和線纜及其他發(fā)熱部件溫度升高,不升溫的情況下就是一種降溫。另一方面塔筒1內(nèi)、機艙罩4內(nèi)溫度較低時,蓄熱結(jié)構(gòu)2放熱,加熱塔筒1,提高柜體和線纜及其他發(fā)熱部件溫度,促使正常工作。
另外,柜體和線纜的問題依然很高的情況下,自塔筒1的下部設(shè)置進風(fēng)口,將塔筒1外部的氣體自塔筒1下部進入塔筒1內(nèi),并引導(dǎo)塔筒1外部氣體沿塔筒1內(nèi)部向上移動,穿過塔筒1內(nèi)組件后,自機艙罩4尾部的出風(fēng)部排出。塔筒1外部的氣體在流動過程中可以對流經(jīng)的發(fā)熱部件進行降溫。
而且,在將外部空氣自導(dǎo)流罩外壁上的進風(fēng)部導(dǎo)入導(dǎo)流罩內(nèi)之前,還包括:
檢測機艙內(nèi)溫度T;
根據(jù)機艙內(nèi)溫度T控制風(fēng)機的轉(zhuǎn)速;
根據(jù)機艙內(nèi)溫度T控制機艙罩尾部的出風(fēng)部導(dǎo)風(fēng)罩的導(dǎo)風(fēng)罩開度。
其中,根據(jù)機艙內(nèi)溫度T控制風(fēng)機的轉(zhuǎn)速包括:
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T在自0℃升溫至T1的過程中,風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為N1;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T1升溫至T2的過程中,風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為N2,N2≥N1;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T2降溫至T3的過程中,風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為N2,T3<T1;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T3降溫至T4的過程中,風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為N1;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T<T4時,風(fēng)機停止運行。
其中,根據(jù)機艙內(nèi)溫度T控制機艙罩尾部的出風(fēng)部導(dǎo)風(fēng)罩的導(dǎo)風(fēng)罩開度包括:
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T在自零度升溫至T1的過程中,導(dǎo)風(fēng)罩開度為0°;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T1升溫至T2的過程中,導(dǎo)風(fēng)罩開度的函數(shù)為
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T2降溫至T3的過程中,導(dǎo)風(fēng)罩開度為180°,T3<T1;
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T自T3降溫至T4的過程中,導(dǎo)風(fēng)罩開度的函數(shù)為
當(dāng)機艙內(nèi)溫度T<T4時,所述導(dǎo)風(fēng)罩開度為0°。
結(jié)合圖1的風(fēng)力發(fā)電機組散熱系統(tǒng)的具體實施過程為:
1、機艙內(nèi)空氣溫度較低時(T<T1),控制系統(tǒng)給離心風(fēng)機8發(fā)指令,離心風(fēng)機8以低轉(zhuǎn)速(N1)旋轉(zhuǎn),將外界冷卻的空氣打入風(fēng)機支撐罩9,風(fēng)機支撐罩9內(nèi)形成正壓,空氣在正壓下進入導(dǎo)流罩10。
2、導(dǎo)流罩10內(nèi)正壓的冷空氣分成兩路,一路(圖中用[1]標(biāo)出)通過導(dǎo)流罩10和輪轂7之間的空間,再通過發(fā)電機6轉(zhuǎn)子支架上的孔進入發(fā)電機6的氣隙11內(nèi),冷卻發(fā)電機6的轉(zhuǎn)子磁鋼和定子上的繞組。另外一路(圖中用[2]標(biāo)出)進入輪轂7,再分成兩路,一路(圖中用[2-1]標(biāo)出)通過發(fā)電機6的轉(zhuǎn)子支架上的孔進入發(fā)電機6內(nèi),風(fēng)穿過轉(zhuǎn)子支架后進入定子支架上的風(fēng)道徑向流動進入氣隙11,從而達到冷卻發(fā)電機6定子上繞組和轉(zhuǎn)子上磁鋼的目的,輪轂7內(nèi)的另外一路(圖中用[2-2]標(biāo)出)則往后流動,經(jīng)過動軸孔進入底座,達到冷卻發(fā)電機6軸承和底座內(nèi)可能的電控元器件的目的,然后進入機艙,達到冷卻機艙內(nèi)發(fā)熱部件的目的,最后通過機艙尾部的導(dǎo)風(fēng)罩3將被加熱了的空氣排到外界。
3、機艙內(nèi)空氣溫度較高時(T≥T1),控制系統(tǒng)給離心風(fēng)機8發(fā)指令,離心風(fēng)機8以高轉(zhuǎn)速(N2)旋轉(zhuǎn),大量的外界冷空氣被打入風(fēng)機支撐罩9,風(fēng)機支撐罩9形成較大的正壓,空氣在較大的正壓下進入導(dǎo)流罩10,這樣導(dǎo)流罩10內(nèi)有大量的空氣進入發(fā)電機6的氣隙11,從而加快冷卻發(fā)電機6轉(zhuǎn)子上磁鋼和定子上繞組。一部分風(fēng)空氣進入輪轂7,通過轉(zhuǎn)子支架和定子支架上的孔主要冷卻發(fā)電機6定子上繞組,被轉(zhuǎn)子上磁鋼和定子上繞組加熱了的空氣,通過發(fā)電機6機艙側(cè)的縫隙排到外界。這時機艙尾部的導(dǎo)風(fēng)罩3也在主控系統(tǒng)的控制下,打開來減小空氣流動的阻力,從而加快了來自底座和機艙內(nèi)的空氣流動,從而加快了發(fā)電機6軸承、底座內(nèi)可能存在的電控元器件和機艙內(nèi)發(fā)熱部件的目的。
4、當(dāng)機艙內(nèi)溫度達到極限運行溫度T2時,為了保護機組內(nèi)的部件不因極端溫度而出現(xiàn)故障,風(fēng)電機組停止運行,離心風(fēng)機8仍以高速N2旋轉(zhuǎn)直到機艙內(nèi)溫度降到T3。
5、當(dāng)機艙內(nèi)空氣溫度降低下來(T<T3),主控給離心風(fēng)機8發(fā)指令,離心風(fēng)機將降到低速運轉(zhuǎn)。
一旦機艙內(nèi)空氣溫度降到比較低時(T<T4),主控給離心風(fēng)機8發(fā)指令,離心風(fēng)機將停止運行同時主控系統(tǒng)也給機艙尾部的導(dǎo)風(fēng)罩3發(fā)指令以使導(dǎo)風(fēng)罩關(guān)閉。
6、塔筒內(nèi)被電纜或其他發(fā)熱部件加熱了的空氣將在煙囪效應(yīng)的作用下,往上升,進入底座和機艙,也通過機艙尾部的導(dǎo)風(fēng)罩3排到機艙外部,也使得塔筒1內(nèi)的發(fā)熱部件得到了有效的冷卻。
7、機艙外部和塔筒1外部安裝的蓄熱系統(tǒng)2能夠有效的隔熱,使得機艙和塔筒1內(nèi)免受太陽的輻射熱,從而避免了太陽對機艙和塔筒1內(nèi)加熱的效果,并能將太陽的輻射熱儲存起來。一旦機艙內(nèi)空氣溫度很低時(T<T4),機艙外部和塔筒1外部的蓄熱系統(tǒng)2把里面儲存的熱量向機艙和塔筒1內(nèi)釋放,使得機艙和塔筒1內(nèi)電控元器件在合理的運行溫度,從而減少了因機艙和塔筒1內(nèi)溫度過低需要加熱器加熱而浪費電能的目的。
為了對技術(shù)進行更全面的保護,本實施例還提供了包括上述風(fēng)力發(fā)電機組散熱系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機組。
本發(fā)明實施例的優(yōu)點為:
1、通過在導(dǎo)流罩安裝智能離心風(fēng)機,達到了既能向機組內(nèi)提供冷卻空氣的效果,又省去了復(fù)雜的發(fā)電機和風(fēng)電機組復(fù)雜的散熱系統(tǒng)的技術(shù)效果;
2、通過采用智能離心風(fēng)機,達到了省去信號線通過滑環(huán)傳送的技術(shù)效果,降低了滑環(huán)的故障率,使得信號傳輸更可靠和穩(wěn)定;
3、通過機艙罩外表面和塔筒外表面設(shè)計蓄熱系統(tǒng),既能避免機艙和塔筒內(nèi)避免太陽輻射的熱,同時能吸收太陽輻射的熱,也能在機艙和塔筒內(nèi)溫度較低時釋放熱能功能,達到了既能隔熱又能儲熱同時還能放熱的效果;
4、通過在機艙頂部設(shè)計了溫度傳感器和機艙尾部設(shè)計了智能導(dǎo)風(fēng)罩,達到了能根據(jù)機艙內(nèi)溫度自動開啟導(dǎo)風(fēng)罩的開度的技術(shù)效果。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。