一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱裝置及系統(tǒng)，該裝置包括：冷卻水套、電動水泵、散熱器、冷卻水參數(shù)采集器和控制單元；其中，冷卻水套用于放置齒輪油冷卻管路，齒輪油經(jīng)齒輪油冷卻管路流至風力發(fā)電機組的齒輪油箱；電動水泵的進水口與冷卻水套的出水口相連接，電動水泵的出水口與散熱器的進水口相連；散熱器的出水口與冷卻水套的進水口相連；冷卻水參數(shù)采集器設(shè)置在電動水泵和散熱器之間的冷卻水管路內(nèi)，用于采集并輸出冷卻水的參數(shù)；控制單元分別與電動水泵和冷卻水參數(shù)采集器電連接，用于接收冷卻水參數(shù)采集器輸出的冷卻水的參數(shù)，根據(jù)冷卻水的參數(shù)控制電動水泵運行。本發(fā)明能夠?qū)︼L力發(fā)電機組進行有效散熱。
【專利說明】
一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱裝置及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風力發(fā)電主要是將可再生能源中的風能轉(zhuǎn)換為電能，相比于其他發(fā)電方式，風力發(fā)電具有一定的優(yōu)勢:(I)風能是可再生能源形式，有利于能源的可持續(xù)發(fā)展；(2)有利于保護環(huán)境；(3)隨著風電技術(shù)的日趨成熟，風電成本越來越低，可以和其他能源形式相競爭。因此，風力發(fā)電技術(shù)備受業(yè)界關(guān)注，發(fā)展日趨成熟。
[0003]然而，在實現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題:在通常情況下，為了保障風力發(fā)電機組的安全，會根據(jù)減速齒輪箱中的齒輪油溫控制風力發(fā)電機組的運行，例如，在齒輪油溫度高于75°C時，風力發(fā)電機組降檔使用;在齒輪油溫度超過90°C時，風力發(fā)電機組停機;然而風力發(fā)電機組內(nèi)的減速齒輪箱在夏天等溫度較高的環(huán)境下，大多風力發(fā)電機組內(nèi)的散熱系統(tǒng)的散熱效果不佳，較難滿足散熱需求，因此齒輪油溫度常會超過限定值，導致風力發(fā)電機組無法正常運行。
[0004]針對上述出于保證風力發(fā)電機組安全考慮，在高溫環(huán)境下由于散熱不佳而頻繁限制風力發(fā)電機組正常運行的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱裝置及系統(tǒng)，能夠降低齒輪油溫，從而對風力發(fā)電機組進行有效散熱，避免了在高溫環(huán)境下由于散熱不佳而頻繁限制風力發(fā)電機組的正常運行。
[0006]第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱裝置，包括:冷卻水套、電動水栗、散熱器、冷卻水參數(shù)采集器和控制單元;其中，冷卻水套用于放置齒輪油冷卻管路，齒輪油經(jīng)該齒輪油冷卻管路流至風力發(fā)電機組的齒輪油箱；電動水栗的進水口與冷卻水套的出水口相連接，電動水栗的出水口與散熱器的進水口相連;散熱器的出水口與冷卻水套的進水口相連;冷卻水參數(shù)采集器設(shè)置在電動水栗和散熱器之間的冷卻水管路內(nèi)，用于采集并輸出冷卻水的參數(shù);控制單元分別與電動水栗和冷卻水參數(shù)采集器電連接，用于接收冷卻水參數(shù)采集器輸出的冷卻水的參數(shù)，根據(jù)冷卻水的參數(shù)控制電動水栗運行。
[0007]結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，上述裝置還包括:用于連接散熱器的出水口和風力發(fā)電機組的發(fā)電機的冷卻水進水口的第一冷卻水管;和用于連接電動水栗的進水口和風力發(fā)電機組的控制變頻器的冷卻水出水口的第二冷卻水管;其中，控制變頻器的冷卻水進水口和發(fā)電機的冷卻水出水口相連。
[0008]結(jié)合第一方面的第一種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，上述裝置還包括與控制單元連接的電動散熱風扇，用于在控制單元的控制下運行，以增強散熱器的散熱效果。
[0009]結(jié)合第一方面的第二種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，上述冷卻水參數(shù)采集器包括冷卻水溫度傳感器和冷卻水流量傳感器。
[0010]第二方面，本發(fā)明實施例還提供一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱系統(tǒng)，包括第一方面的集成散熱裝置，還包括齒輪油箱、齒輪油冷卻預(yù)熱裝置、發(fā)電機和控制變頻器;其中，齒輪油箱與齒輪油冷卻預(yù)熱裝置相連接，齒輪油冷卻預(yù)熱裝置的齒輪油冷卻管路置于集成散熱裝置的冷卻水套內(nèi)；集成散熱裝置的冷卻水套的進水口與集成散熱裝置的散熱器的出水口相連，散熱器的出水口還與發(fā)電機的冷卻水進水口相連，發(fā)電機的冷卻水出水口與控制變頻器的冷卻水進水口相連，控制變頻器的冷卻水出水口與集成散熱裝置的電動水栗的進水口相連，電動水栗的進水口還與冷卻水套的出水口相連。
[0011]結(jié)合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，上述齒輪油冷卻預(yù)熱裝置包括:出油截止閥、電動液壓油栗、高壓安全閥、細濾器、粗濾器、中壓安全閥、壓差繼電器、調(diào)速閥和回油截止閥；其中，出油截止閥的進油口與齒輪油箱的出油口相連；出油截止閥的出油口與電動液壓油栗的進油口相連；電動液壓油栗的出油口和細濾器的進油口相連;細濾器的出油口和粗濾器進油口相連;粗濾器出油口與調(diào)速閥進油口相連，調(diào)速閥出油口與齒輪油箱的進油口相連;高壓安全閥與電動液壓油栗并聯(lián)沖壓安全閥與細濾器并聯(lián);壓差繼電器的兩端分別連接細濾器的進油口和粗濾器的出油口。
[0012]結(jié)合第二方面的第一種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，上述系統(tǒng)還包括齒輪油參數(shù)采集器，齒輪油參數(shù)采集器與集成散熱裝置的控制單元電連接，用于采集齒輪油的參數(shù)，并將齒輪油的參數(shù)輸出至控制單元;且齒輪油參數(shù)采集器設(shè)置在齒輪油冷卻預(yù)熱裝置中的齒輪油冷卻管路內(nèi)。
[0013]結(jié)合第二方面的第二種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第三種可能的實施方式，其中，上述齒輪油參數(shù)采集器包括齒輪油溫度傳感器和齒輪油流量傳感器。
[0014]結(jié)合第二方面的第三種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第四種可能的實施方式，其中，上述電動液壓油栗還與集成散熱裝置的控制單元電連接，控制單元根據(jù)齒輪油參數(shù)采集器采集的參數(shù)，控制電動液壓油栗的齒輪油流量。
[0015]結(jié)合第二方面的第四種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第五種可能的實施方式，其中，上述齒輪油冷卻預(yù)熱系統(tǒng)還包括壓力表，壓力表設(shè)置在調(diào)速閥和回油截止閥之間的管路中。
[0016]本發(fā)明實施例提供了一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱裝置及系統(tǒng)，通過冷卻水套、電動水栗和散熱器，能夠有效的利用冷卻水對風力發(fā)電機組中的齒輪油進行散熱，通過參數(shù)采集器和控制單元可以根據(jù)實際溫度而對散熱程度進行相應(yīng)的調(diào)整。與現(xiàn)有技術(shù)中出于保證風力發(fā)電機組安全考慮，在高溫環(huán)境下由于散熱不佳而頻繁限制風力發(fā)電機組正常運行的問題相比，本發(fā)明實施例可以實現(xiàn)對風力發(fā)電機組的齒輪油進行有效散熱與降溫，盡可能降低因齒輪油溫度較高而限制風力發(fā)電機組的正常運行的頻率，保證風力發(fā)電機組能夠在高溫下正常運行。
[0017]進一步，上述裝置還可以與風力發(fā)電機組的發(fā)電機以及控制變頻器相連接，同時為風力發(fā)電機組的齒輪油和發(fā)電機以及控制變頻器進行降溫散熱，提高散熱效率的同時也節(jié)約了散熱成本。
[0018]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0020]圖1示出了本發(fā)明實施例所提供的一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2示出了本發(fā)明實施例所提供的一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱裝置的具體應(yīng)用結(jié)構(gòu)不意圖；
[0022]圖3示出了本發(fā)明實施例所提供的一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4示出了本發(fā)明實施例所提供的一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5示出了本發(fā)明實施例所提供的用于風力發(fā)電機組的集成散熱系統(tǒng)的一種工作狀態(tài)的熱量流向示意圖；
[0025]圖6示出了本發(fā)明實施例所提供的用于風力發(fā)電機組的集成散熱系統(tǒng)的另一種工作狀態(tài)的熱量流向示意圖；
[0026]圖7示出了本發(fā)明實施例所提供的用于風力發(fā)電機組的集成散熱系統(tǒng)的另一種工作狀態(tài)的熱量流向示意圖。
[0027]圖示說明:
[0028]10-冷卻水套20-電動水栗
[0029]30-冷卻水參數(shù)采集器31-冷卻水溫度傳感器
[0030]32-冷卻水流量傳感器40-散熱器
[0031]50-控制單元60-電動散熱風扇
[0032]100-集成散熱裝置200-齒輪油箱
[0033]300-齒輪油冷卻預(yù)熱裝置301-出油截止閥
[0034]302-電動液壓油栗303-高壓安全閥
[0035]304-細濾器305-粗濾器
[0036]306-中壓安全閥307-壓差繼電器
[0037]308-調(diào)速閥309-壓力表
[0038]310-回油截止閥311-齒輪油溫度傳感器
[0039]312-齒輪油流量傳感器400-發(fā)電機
[0040]500-控制變頻器
【具體實施方式】
[0041]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0042]考慮到現(xiàn)有的風力發(fā)電機組在夏天等溫度較高的環(huán)境下，機組內(nèi)的散熱效果不佳，因此機組的工作狀態(tài)會受到風力發(fā)電機組內(nèi)的齒輪油溫、發(fā)電機以及控制變頻器(以上為機組最需要散熱的器件)的影響，高溫下會為了保證機組安全而降檔或停機，無法正常運行;本發(fā)明實施例提供了一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱裝置及系統(tǒng)，能夠應(yīng)用在風力發(fā)電領(lǐng)域。下面通過實施例進行詳細介紹。
[0043]實施例1
[0044]參見圖1所示的一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]該集成散熱裝置包括:冷卻水套10、電動水栗20、冷卻水參數(shù)采集器30、散熱器40和控制單元50;該裝置的具體連接關(guān)系和工作過程如下:
[0046]冷卻水套10可以用于放置齒輪油冷卻管路，齒輪油經(jīng)齒輪油冷卻管路流至風力發(fā)電機組的齒輪油箱;通過將齒輪油冷卻管路置于冷卻水套10內(nèi)，可以通過熱交換而將齒輪油的熱量傳遞至冷卻水，進而為齒輪油降溫;其中，冷卻水套10可以是熱交換器，或以水箱的形式實現(xiàn)。
[0047]電動水栗20的進水口與冷卻水套10的出水口相連接，電動水栗20的出水口與散熱器40的進水口相連;散熱器40的出水口與冷卻水套1的進水口相連；電動水栗20能夠提供冷卻水流動能量，還可以對冷卻水流量進行調(diào)整，便于根據(jù)實際情況進行散熱;之后冷卻水在散熱器40內(nèi)流通，還可以通過散熱器40增加冷卻水表面積，有助于提高散熱效率；
[0048]冷卻水參數(shù)采集器30設(shè)置在電動水栗20和散熱器40之間的冷卻水管路內(nèi)，用于采集并輸出冷卻水的參數(shù);具體為將冷卻水參數(shù)發(fā)送至控制單元50，為控制單元50提供冷卻水的相關(guān)數(shù)據(jù)信息；
[0049]控制單元50分別與電動水栗20和冷卻水參數(shù)采集器30電連接，用于接收冷卻水參數(shù)采集器30輸出的冷卻水的參數(shù)，根據(jù)該冷卻水的參數(shù)控制電動水栗20運行?？刂茊卧?0會根據(jù)實時接收到的冷卻水的參數(shù)(如溫度信息、流量信息等)對電動水栗20進行相應(yīng)的控制，以調(diào)節(jié)電動水栗20的出水流量；如溫度高時控制單元50會控制電動水栗20加大出水流量，增強散熱，因而能夠根據(jù)實際狀態(tài)而采取相應(yīng)的措施進行有效散熱。
[0050]應(yīng)當注意的是，圖1所示的線路在實際應(yīng)用中為用于流經(jīng)冷卻水的冷卻水管。
[0051]本實施例提供的上述集成散熱裝置，通過冷卻水套、電動水栗和散熱器，能夠有效的利用冷卻水對風力發(fā)電機組中的齒輪油進行散熱，通過參數(shù)采集器和控制單元可以根據(jù)實際溫度而對散熱程度進行相應(yīng)的調(diào)整，從而較好的實現(xiàn)對風力發(fā)電機組的齒輪油的散熱與降溫，盡可能降低因齒輪油溫度較高而限制風力發(fā)電機組的正常運行的頻率，保證風力發(fā)電機組能夠在高溫下正常運行。
[0052]在具體應(yīng)用中，上述冷卻水參數(shù)采集器可以包括冷卻水溫度傳感器和冷卻水流量傳感器，通過上述兩種傳感器來分別采集冷卻水的溫度參數(shù)和流量參數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)以信號的形式通過信號線傳輸至控制單元，由控制單元根據(jù)冷卻水的參數(shù)控制電動水栗，如控制電動水栗的水流量等，以結(jié)合實際情況進行相應(yīng)的散熱調(diào)整。
[0053]考慮到機組內(nèi)的發(fā)電機及其控制器也會在高溫環(huán)境下發(fā)熱，散熱性能不佳則會影響風力發(fā)電機組的正常運行，因此上述集成散熱裝置上還可以設(shè)置有用于連接散熱器的出水口和風力發(fā)電機組的發(fā)電機的冷卻水進水口的第一冷卻水管；以及用于連接電動水栗的進水口和風力發(fā)電機組的控制變頻器的冷卻水出水口的第二冷卻水管;其中，控制變頻器的冷卻水進水口和發(fā)電機的冷卻水出水口相連。
[0054]通過以上設(shè)置，能夠便于發(fā)電機和控制變頻器與集成散熱裝置相連，從而同時為發(fā)電機及控制變頻器進行散熱；即該集成散熱裝置能夠同時為風力發(fā)電機組的齒輪油以及發(fā)電機、控制變頻器散熱，極大的提升了散熱效率，并有效的節(jié)約了散熱成本。
[0055]進一步，上述集成散熱裝置還包括與控制單元連接的電動散熱風扇，用于在控制單元的控制下運行，以增強散熱器的散熱效果。具體的，該電動散熱風扇也可以稱為冷卻風扇，控制單元根據(jù)接收到的冷卻水的參數(shù)來對電動散熱風扇的風速、風力等進行相應(yīng)的調(diào)整，從而結(jié)合實際情況而散熱器中的冷卻水進行輔助散熱。在具體實施中，電動散熱風扇應(yīng)設(shè)置在散熱器附近，可以與散熱器相對，通過對著散熱器吹風而進一步提高散熱器對冷卻水的散熱效率。
[0056]基于以上描述，參見圖2所示的一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱裝置的具體應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖，在圖2中分別示出了冷卻水套1、電動水栗20、冷卻水溫度傳感器31、冷卻水流量傳感器32、散熱器40、控制單元50、電動散熱風扇60、齒輪油箱200、發(fā)電機400和控制變頻器500。
[0057]其中，圖2中齒輪油箱與冷卻水套之間的線路在實際應(yīng)用中為齒輪油管，且該線路表示直接連接或間接連接，在齒輪油箱和冷卻水套之間還可以設(shè)置有其它器件，為了簡單示意，在此均未示出。
[0058]如圖2所示，齒輪油箱200和發(fā)電機400及控制變頻器500共用本實施例所提供的集成散熱裝置;該裝置既可以用于為齒輪油箱200中的齒輪油散熱，也可以為發(fā)電機400和控制變頻器500散熱，通過有效降溫散熱來盡可能避免風力發(fā)電機組在高溫環(huán)境下因散熱不佳而無法正常運行。此外，齒輪油箱200和發(fā)電機400及控制變頻器500共用散熱裝置也節(jié)約了散熱成本，使風力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)更精簡。
[0059]綜上所述，本實施例所提供的風力發(fā)電機組的集成散熱裝置能夠?qū)︼L力發(fā)電機組的齒輪油和發(fā)電機、控制變頻器進行有效散熱降溫，避免了高溫環(huán)境下風力發(fā)電機組的正常運行狀態(tài)受到齒輪油溫以及發(fā)電機及其控制器的影響;通過有效散熱，保證了風力發(fā)電機組能夠在高溫下正常運行。
[0060]實施例2
[0061]基于上述實施例1，本實施例提供了一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱系統(tǒng)，參見圖3所示，該系統(tǒng)包括實施例1中的集成散熱裝置100，還包括齒輪油箱200、齒輪油冷卻預(yù)熱裝置300、發(fā)電機400和控制變頻器500;該系統(tǒng)的具體的連接關(guān)系及作用如下:
[0062]齒輪油箱200與齒輪油冷卻預(yù)熱裝置300相連接，齒輪油冷卻預(yù)熱裝置300的齒輪油冷卻管路置于集成散熱裝置100的冷卻水套內(nèi)；齒輪油冷卻預(yù)熱裝置300主要用于在未達到高溫狀態(tài)前根據(jù)發(fā)電機組的運行狀態(tài)為齒輪油進行相應(yīng)的冷卻或預(yù)熱；當齒輪油達到預(yù)設(shè)的高溫時，齒輪油流經(jīng)置于集成散熱裝置的冷卻水管路進行散熱。
[0063]為簡單示意，圖3未示出集成散熱裝置100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，集成散熱裝置100與控制變頻器500和發(fā)電機400的具體連接關(guān)系為:集成散熱裝置100的冷卻水套的進水口與集成散熱裝置100的散熱器的出水口相連，散熱器的出水口還與發(fā)電機400的冷卻水進水口相連，發(fā)電機400的冷卻水出水口與控制變頻器500的冷卻水進水口相連，控制變頻器500的冷卻水出水口與集成散熱裝置100的電動水栗的進水口相連，電動水栗的進水口還與冷卻水套的出水口相連。
[0064]如上所述，本實施例所提供的集成散熱系統(tǒng)能夠同時為風力發(fā)電機組中需要散熱的齒輪油、發(fā)電機和控制變頻器散熱，進而避免了風力發(fā)電機組在高溫下受到上述器件的影響而無法正常工作;此外，通過共用散熱裝置的方式也有效降低了散熱成本，更為經(jīng)濟可
A+-.與巨O
[0065]為了使本實施例所提供的散熱系統(tǒng)能夠根據(jù)齒輪油的狀態(tài)(如油溫、流量等)采取相應(yīng)的散熱措施，以使散熱更有效，該系統(tǒng)還可以包括齒輪油參數(shù)采集器，齒輪油參數(shù)采集器與集成散熱裝置的控制單元電連接。且將該齒輪油參數(shù)采集器設(shè)置在齒輪油冷卻預(yù)熱裝置中的齒輪油冷卻管路內(nèi)，以實時采集齒輪油的參數(shù)，并將該參數(shù)輸出至控制單元。由于溫度和流量是齒輪油最關(guān)鍵的兩個參數(shù)，因此齒輪油參數(shù)采集器可以重點采集齒輪油的溫度和流量，即具體可以包括齒輪油溫度傳感器和齒輪油流量傳感器，根據(jù)齒輪油的溫度和流量參數(shù)控制單元調(diào)節(jié)電動水栗、電動散熱風扇等來實施不同程度的散熱。
[0066]考慮到在散熱過程中，齒輪油溫的高低還會受到齒輪油的流量的影響，還可以將電動液壓油栗與集成散熱裝置的控制單元電連接，控制單元根據(jù)齒輪油參數(shù)采集器采集的參數(shù)，控制電動液壓油栗的齒輪油流量，例如，齒輪油溫度較高時，可以通過電動液壓油栗加大齒輪油流量，以提升齒輪油散熱速率，進行更好的散熱。
[0067]此外，為了能夠?qū)τ凸軆?nèi)的齒輪油有更清楚的了解，齒輪油冷卻預(yù)熱系統(tǒng)還可以包括壓力表，該壓力表設(shè)置在調(diào)速閥和回油截止閥之間的管路中，能夠檢測齒輪油壓并顯示，為相關(guān)工作人員提供齒輪油壓參數(shù)，便于工作人員了解油壓后更好的執(zhí)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)操作或檢修操作等。
[0068]綜上所述，用于風力發(fā)電機組的集成散熱系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)圖可參見圖4所示，包括:齒輪油箱200、出油截止閥301、電動液壓油栗302、高壓安全閥303、細濾器304、粗濾器305、中壓安全閥306、壓差繼電器307、調(diào)速閥308、壓力表309、回油截止閥310、齒輪油溫度傳感器311、齒輪油流量傳感器312、冷卻水套10、電動水栗20、冷卻水溫度傳感器31、冷卻水流量傳感器32、散熱器40、控制單元50、電動散熱風扇60、發(fā)電機400和控制變頻器500。
[0069]其中，在圖4中示出了齒輪油冷卻預(yù)熱裝置的內(nèi)部具體結(jié)構(gòu)，包括:出油截止閥301、電動液壓油栗302、高壓安全閥303、細濾器304、粗濾器305、中壓安全閥306、壓差繼電器307、調(diào)速閥308和回油截止閥310;它們的連接關(guān)系如下:
[0070]出油截止閥301的進油口與齒輪油箱200的出油口相連；出油截止閥301的出油口與電動液壓油栗302的進油口相連；電動液壓油栗302的出油口和細濾器304的進油口相連；細濾器304的出油口和粗濾器305進油口相連;粗濾器305的出油口與調(diào)速閥308進油口相連，調(diào)速閥308的出油口與齒輪油箱200的進油口相連；
[0071]高壓安全閥303與電動液壓油栗302并聯(lián)；中壓安全閥306與細濾器304并聯(lián);壓差繼電器307的兩端分別連接細濾器304的進油口和粗濾器305的出油口。
[0072]圖4中的其它器件連接關(guān)系可參見上文，在此不做贅述。
[0073]在未達到高溫狀態(tài)前，如風力發(fā)電機組啟動前、剛啟動后或正常運行時，齒輪油主要在齒輪油冷卻預(yù)熱裝置內(nèi)流通，根據(jù)風力發(fā)電機組的狀態(tài)而進行相應(yīng)的油溫、油壓調(diào)整等；當達到高溫時，則齒輪油會通過上述齒輪油冷卻預(yù)熱裝置流經(jīng)集成散熱裝置進行散熱；因此上述集成散熱系統(tǒng)能夠有效的將齒輪油的平時狀態(tài)與高溫狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。
[0074]為了更清楚的描述本實施例所提供的用于風力發(fā)電機組的集成散熱系統(tǒng)的運行，以下按照風力發(fā)電機組的運行狀態(tài)(與齒輪油溫相關(guān))對集成散熱系統(tǒng)的工作原理進一步介紹。
[0075]風力發(fā)電機組的運行狀態(tài)可以分為(I)機組啟動前(2)機組剛啟動(3)機組正常運行(4)機組在高溫下運行，機組的四種運行狀態(tài)中，齒輪油溫以及集成散熱系統(tǒng)的工作模式、熱量流向不同；在達到高溫前的前三種運行狀態(tài)齒輪油均對應(yīng)自然風冷(未采取較多的散熱措施)，在第四種高溫運行時，集成散熱系統(tǒng)啟動強制風冷(即主要依靠集成散熱裝置協(xié)助散熱)，具體說明如下:
[0076](I)在機組啟動前，首先將機組的各潤滑點充分冷卻潤滑后，啟動齒輪箱工作，此時齒輪油的溫度較低，因此需要通過齒輪箱的加熱系統(tǒng)對齒輪油進行加熱處理，待齒輪油溫達到預(yù)設(shè)溫度時，啟動機組。
[0077](2)機組剛啟動時，由于齒輪油溫度仍然較低，因此齒輪油的粘度大，造成系統(tǒng)內(nèi)壓力較高。系統(tǒng)處于高壓狀態(tài)時，齒輪油不經(jīng)過集成散熱系統(tǒng)中的集成散熱裝置，參見圖5所示的箭頭指向，箭頭可以表示齒輪油流向，也可以表示熱量流向。齒輪油流至電動液壓油栗后直接與高壓安全閥構(gòu)成回路，加速齒輪油循環(huán)，從而使油溫能夠迅速升高，降低系統(tǒng)的壓力。
[0078]隨著齒輪油的循環(huán)，齒輪油溫度不斷升高，管路中的壓力逐漸降低;高壓安全閥自動關(guān)閉，中壓安全閥自動打開。齒輪油經(jīng)過粗過濾器、調(diào)速閥、回油截止閥流回齒輪箱構(gòu)成回路，因此過渡至機組正常運行狀態(tài)。
[0079](3)機組正常運行初期，即在高壓安全閥關(guān)閉、中壓安全閥打開時，參見圖6所示的箭頭指向，齒輪油經(jīng)由出油截止閥、電動液壓油栗、中壓安全閥、粗慮器、調(diào)速閥和回油截止閥構(gòu)成回路；當齒輪油溫度進一步升高后，管路處于低壓狀態(tài)。中壓安全閥自動關(guān)閉，齒輪油經(jīng)過細濾器和粗濾器后流回齒輪油箱構(gòu)成回路。但如果此時的油溫升高，電動液壓油栗可以在集成散熱裝置中的控制單元的控制下增大流量，以便于為齒輪油散熱。
[0080](4)機組在高溫下運行，具體包括在高溫環(huán)境下齒輪油溫度隨之較高，也包括機組長時間運行后導致齒輪油溫度較高；參加圖7所示的箭頭指向，齒輪油先后經(jīng)過細濾器和粗濾器后，流經(jīng)集成散熱裝置的冷卻水套(也可以為熱交換器、或以水箱形式實現(xiàn))與冷卻水進行熱交換，將多余的熱量傳遞給冷卻水，之后流回齒輪油箱。冷卻水套內(nèi)的冷卻水可以流經(jīng)電動水栗、散熱器以進一步散熱，使冷卻水維持較低的溫度，便于齒輪油與冷卻水進行熱交換，降低齒輪油溫度。與此同時，電動水栗和散熱器之間的冷卻水管內(nèi)設(shè)置有冷卻水溫度傳感器和冷卻水流量傳感器，分別用于在采集冷卻水的溫度、流量參數(shù)后發(fā)送至控制單元，使控制單元根據(jù)冷卻水的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)電動水栗的流量，此外，控制單元還與電動散熱風扇連接，該電動散熱風扇與散熱器相對，能夠在控制單元的控制下以不同強度的風速風力等協(xié)助散熱器進行冷卻水散熱，上述過程區(qū)別于非高溫情況下的自然散熱，屬于主要依靠集成散熱裝置的強制散熱。
[0081]此外，發(fā)電機和控制變頻器的冷卻水管道同時連接在冷卻水套的兩端，也可以是控制變頻器的冷卻水管直接與冷卻水套和電動水栗相連接的冷卻水管相連通，發(fā)電機的冷卻水管直接與冷卻水套和散熱器相連接的冷卻水套相連通，從而便于冷卻水在電動水栗、散熱器以及電動散熱風扇的強制散熱下更有效的散熱與降溫。
[0082]應(yīng)當注意的是，當機組處于前三種工作狀態(tài)，齒輪油未流經(jīng)集成散熱裝置時，如果達到一定的溫度限制，為了確?？刂谱冾l器和發(fā)電機能夠及時散熱，保證機組正常工作，集成散熱裝置可以先為發(fā)電機和控制變頻器進行散熱。即齒輪油、發(fā)電機和控制變頻器共同使用集成散熱裝置進行散熱，可以同時進行，也可以在達到需要散熱的條件時分別進行散熱，而不影響其它裝置。
[0083]本實施例所提供的裝置，其實現(xiàn)原理及產(chǎn)生的技術(shù)效果和前述實施例1相同，為簡要描述，本實施例部分未提及之處，可參考前述實施例中相應(yīng)內(nèi)容。
[0084]綜上所述，本實施例提供的一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱系統(tǒng)，能夠同時為風力發(fā)電機組中需要散熱的齒輪油、發(fā)電機和控制變頻器散熱，通過控制單元的控制能夠根據(jù)實時情況采取相應(yīng)的散熱措施，使散熱更有效率。綜合較好的避免了風力發(fā)電機組在高溫下受到諸如齒輪油、發(fā)電機和控制變頻器等的影響而無法正常工作，進一步保證風力發(fā)電機組能夠持續(xù)有效的運行。此外，通過共用散熱裝置的方式也有效降低了散熱成本，更為經(jīng)濟可靠。
[0085]應(yīng)注意到:相似的標號和字母在以上附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
[0086]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種用于風力發(fā)電機組的集成散熱裝置，其特征在于，包括:冷卻水套、電動水栗、散熱器、冷卻水參數(shù)采集器和控制單元； 其中，所述冷卻水套用于放置齒輪油冷卻管路，齒輪油經(jīng)所述齒輪油冷卻管路流至所述風力發(fā)電機組的齒輪油箱； 所述電動水栗的進水口與所述冷卻水套的出水口相連接，所述電動水栗的出水口與所述散熱器的進水口相連;所述散熱器的出水口與所述冷卻水套的進水口相連； 所述冷卻水參數(shù)采集器設(shè)置在所述電動水栗和所述散熱器之間的冷卻水管路內(nèi)，用于采集并輸出冷卻水的參數(shù)； 所述控制單元分別與所述電動水栗和所述冷卻水參數(shù)采集器電連接，用于接收所述冷卻水參數(shù)采集器輸出的所述冷卻水的參數(shù)，根據(jù)所述冷卻水的參數(shù)控制所述電動水栗運行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 用于連接所述散熱器的出水口和所述風力發(fā)電機組的發(fā)電機的冷卻水進水口的第一冷卻水管;和 用于連接所述電動水栗的進水口和所述風力發(fā)電機組的控制變頻器的冷卻水出水口的第二冷卻水管;其中，所述控制變頻器的冷卻水進水口和所述發(fā)電機的冷卻水出水口相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括與所述控制單元連接的電動散熱風扇，用于在所述控制單元的控制下運行，以增強所述散熱器的散熱效果。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述冷卻水參數(shù)采集器包括冷卻水溫度傳感器和冷卻水流量傳感器。5.—種用于風力發(fā)電機組的集成散熱系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至4任一項所述的集成散熱裝置，還包括齒輪油箱、齒輪油冷卻預(yù)熱裝置、發(fā)電機和控制變頻器； 其中，所述齒輪油箱與所述齒輪油冷卻預(yù)熱裝置相連接，所述齒輪油冷卻預(yù)熱裝置的齒輪油冷卻管路置于所述集成散熱裝置的冷卻水套內(nèi)； 所述集成散熱裝置的冷卻水套的進水口與所述集成散熱裝置的散熱器的出水口相連，所述散熱器的出水口還與所述發(fā)電機的冷卻水進水口相連，所述發(fā)電機的冷卻水出水口與所述控制變頻器的冷卻水進水口相連，所述控制變頻器的冷卻水出水口與所述集成散熱裝置的電動水栗的進水口相連，所述電動水栗的進水口還與所述冷卻水套的出水口相連。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述齒輪油冷卻預(yù)熱裝置包括:出油截止閥、電動液壓油栗、高壓安全閥、細濾器、粗濾器、中壓安全閥、壓差繼電器、調(diào)速閥和回油截止閥； 其中，所述出油截止閥的進油口與所述齒輪油箱的出油口相連;所述出油截止閥的出油口與所述電動液壓油栗的進油口相連;所述電動液壓油栗的出油口和所述細濾器的進油口相連;所述細濾器的出油口和所述粗濾器進油口相連;所述粗濾器的出油口與所述調(diào)速閥的進油口相連，所述調(diào)速閥出油口與所述齒輪油箱的進油口相連； 所述高壓安全閥與所述電動液壓油栗并聯(lián);所述中壓安全閥與所述細濾器并聯(lián);所述壓差繼電器的兩端分別連接所述細濾器的進油口和所述粗濾器的出油口。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括齒輪油參數(shù)采集器，所述齒輪油參數(shù)采集器與所述集成散熱裝置的控制單元電連接，用于采集齒輪油的參數(shù)，并將所述齒輪油的參數(shù)輸出至所述控制單元;且所述齒輪油參數(shù)采集器設(shè)置在所述齒輪油冷卻預(yù)熱裝置中的齒輪油冷卻管路內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述齒輪油參數(shù)采集器包括齒輪油溫度傳感器和齒輪油流量傳感器。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電動液壓油栗還與所述集成散熱裝置的控制單元電連接，所述控制單元根據(jù)所述齒輪油參數(shù)采集器采集的參數(shù)，控制所述電動液壓油栗的齒輪油流量。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述齒輪油冷卻預(yù)熱系統(tǒng)還包括壓力表，所述壓力表設(shè)置在所述調(diào)速閥和所述回油截止閥之間的管路中。
【文檔編號】F04B49/06GK106050583SQ201610671660
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月15日 公開號201610671660.1, CN 106050583 A, CN 106050583A, CN 201610671660, CN-A-106050583, CN106050583 A, CN106050583A, CN201610671660, CN201610671660.1
【發(fā)明人】祁淼, 陳安柱
【申請人】鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院