圍板與轉(zhuǎn)子密封環(huán)之間的環(huán)狀氣隙內(nèi)入侵。
[0075]本實用新型的實施例正是針對這一技術(shù)問題而提出的。本實用新型實施例的技術(shù)原理是利用永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子鐵心內(nèi)的氣流通道將機(jī)組內(nèi)部氣源引入到定子鐵心的軸向端面上，并且在槳側(cè)圍板和轉(zhuǎn)子密封環(huán)形成的環(huán)形縫隙處設(shè)置螺旋梳齒機(jī)構(gòu)，從而在風(fēng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子組合后形成的內(nèi)部空間中依靠螺旋梳齒機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的螺旋氣流構(gòu)建微正壓環(huán)境，來抵御外界惡劣氣流(氣、液、固多相流，其中有空氣、水蒸氣、雨、雪、鹽霧、沙塵、絮狀物等)的入侵。本實用新型實施例所說的“微正壓”是指通過電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的氣源所產(chǎn)生的氣流，在定轉(zhuǎn)子“環(huán)狀密封間隙”處產(chǎn)生的壓力大于外界的來流在此入口處產(chǎn)生的壓力，壓力的大小能夠使得外界的氣流無法進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部即可。其中，上述的惡劣氣流主要是指雨水氣液兩相流或風(fēng)雪氣固兩相流，當(dāng)然極端情況下也存在氣、液、固多相流，例如有空氣、水蒸氣、雨、雪、鹽霧、沙塵、絮狀物等。這些惡劣氣流主要出現(xiàn)于雨或雪等惡劣的天氣狀況下，因此，本實用新型實施例的裝置主要是為了抵御這些惡劣氣流而設(shè)計的，而在正常干燥的天氣下，可以不使用本實用新型實施例的裝置，而讓干燥氣流進(jìn)入風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，用于對風(fēng)機(jī)進(jìn)行干燥、冷卻。
[0076]下面將結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0077]實施例一
[0078]如圖1所示，其為本實用新型實施例一的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)示意圖。為了便于描述可以將圖1中的上方定義為槳側(cè)(在風(fēng)機(jī)工作的過程中，槳側(cè)一般會面對上風(fēng)側(cè))，將下方定義為塔側(cè)(在風(fēng)機(jī)工作的過程中，塔側(cè)一般會面對下風(fēng)側(cè))，水平方向定義為徑向(以整個風(fēng)機(jī)為中心而言的徑向)，豎直方向定義為軸向(沿著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的方向)。此外，定子支架I的外周壁是指與定子鐵心8或者固定定子鐵心8的沖片固定鍵7相接或者相鄰的側(cè)壁，即定子支架I的最外側(cè)的部分。
[0079]本實施例的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子包括定子支架1、設(shè)置在定子支架I外周壁的定子鐵心8、槳側(cè)齒壓板6以及槳側(cè)圍板3，槳側(cè)齒壓板6設(shè)置在定子鐵心8的槳側(cè)軸向端面上，與定子匹配的轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子密封環(huán)16，定子支架I為圓筒狀，因此在定子支架I的外周壁上可以開有至少一個第一氣孔2，在槳側(cè)齒壓板6上可以開設(shè)有至少一個第二氣孔5。定子還可以包括有聯(lián)通第一氣孔2和第二氣孔5的至少一個氣流通道9，氣流通道9可以穿過定子鐵心8的內(nèi)部。
[0080]在槳側(cè)圍板3的靠近轉(zhuǎn)子的一側(cè)設(shè)置有至少一個梳齒進(jìn)氣孔21，梳齒進(jìn)氣孔21與第二氣孔5之間通過導(dǎo)氣管22對應(yīng)連接，在槳側(cè)圍板3的靠近轉(zhuǎn)子密封環(huán)16的一側(cè)設(shè)置有第一螺旋梳齒機(jī)構(gòu)4，第一螺旋梳齒機(jī)構(gòu)4整體上呈環(huán)形，第一螺旋梳齒機(jī)構(gòu)4與梳齒進(jìn)氣孔21聯(lián)通，第一螺旋梳齒機(jī)構(gòu)4具有第一螺旋梳齒，如圖1和圖2所示，第一螺旋梳齒伸出到槳側(cè)圍板3和轉(zhuǎn)子密封環(huán)16形成的環(huán)形縫隙中，用于在環(huán)形縫隙中產(chǎn)生螺旋運(yùn)動的氣流。
[0081]在上述結(jié)構(gòu)中，通過第一氣孔2、氣流通道9以及第二氣孔5實現(xiàn)了將內(nèi)部氣源產(chǎn)生的氣流引入到定子鐵心8的軸向端面上，進(jìn)一步地，在槳側(cè)圍板3上還設(shè)置有梳齒進(jìn)氣孔21，梳齒進(jìn)氣孔21與第二氣孔5之間通過導(dǎo)氣管22連接，從而將氣流從第二氣孔5引出到槳側(cè)圍板3上的第一螺旋梳齒機(jī)構(gòu)4，從而在環(huán)形縫隙中產(chǎn)生螺旋氣流。
[0082]其中，第一氣孔2、第二氣孔5以及梳齒進(jìn)氣孔21可以為圓形也可以為三角形、橢圓形。此外，氣孔也可以為其它形狀的導(dǎo)氣孔等，總之，只要是能夠?qū)饬骷纯伞?yōu)選地，上述氣孔為圓形氣孔，圓形氣孔能減少對氣流的流動沿程阻力。
[0083]在實際的應(yīng)用中，可以將轉(zhuǎn)子密封環(huán)16的端部適當(dāng)?shù)南蛲馔怀霾⑶覍⑥D(zhuǎn)子密封環(huán)16的端部制作得相對較薄(如圖1中所示)，從而能夠保證螺旋梳齒具有足夠的長度，充分發(fā)揮螺旋導(dǎo)流的效果。
[0084]通過本實施例的定子結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒍ㄗ觾?nèi)部的氣流引入到定子鐵心8的軸向端面上，進(jìn)而通過設(shè)置在環(huán)形縫隙中的第一螺旋梳齒機(jī)構(gòu)4產(chǎn)生螺旋氣流，由于螺旋氣流本身具有一定的氣密作用，因此，能夠在環(huán)形縫隙中產(chǎn)生微正壓環(huán)境，從而抵御從槳側(cè)圍板3和轉(zhuǎn)子密封環(huán)16之間的環(huán)形縫隙侵入的外界惡劣氣流(例如雨或雪等)，使之不易進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，從而能夠延長永磁磁極18的使用壽命，防止電機(jī)內(nèi)部器件“絕緣水平降低”，降低電機(jī)受惡劣氣流(例如雨或雪等)侵蝕的風(fēng)險以及使得絕緣可靠性能得到保證。
[0085]下面將對本實用新型實施例的定子涉及的相關(guān)部分進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0086](I)螺旋梳齒機(jī)構(gòu)。
[0087]本實施例的第一螺旋梳齒機(jī)構(gòu)4整體上如圖2所示，圖2為圖1的局部結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2中可以看出，梳齒進(jìn)氣孔21可以位于第一螺旋梳齒機(jī)構(gòu)4的中部，以梳齒進(jìn)氣孔21為中心，將第一螺旋梳齒分為兩部分，其中，將遠(yuǎn)離定子支架一側(cè)的第一螺旋梳齒稱為第一上部螺旋梳齒41，將靠近定子支架一側(cè)的第一螺旋梳齒稱為第一下部螺旋梳齒42。
[0088]優(yōu)選地，第一上部螺旋梳齒41和第一下部螺旋梳齒42的螺旋方向相反，從而能夠形成旋向相反的兩股氣流，起到更好的分流以及密封的作用。
[0089]進(jìn)一步地，從圖2的截面圖中可以看出，第一上部螺旋梳齒41向遠(yuǎn)離定子支架的方向傾斜，第一下部螺旋梳齒42向靠近定子支架的方向傾斜。螺旋梳齒的傾角將會改變對氣流的作用力的方向，從而增大了螺旋運(yùn)動的氣流向著螺旋梳齒的傾斜方向的前進(jìn)速率，配合上下螺旋梳齒旋向相反的特征，從而能夠形成兩股螺旋運(yùn)動方向相反并且沿著上下兩個方向加速行進(jìn)的氣流，從而形成反向雙螺旋密封，大大增加螺旋梳齒的密封效果。此外，風(fēng)機(jī)在工作中由于轉(zhuǎn)子的運(yùn)動，也會將上下兩股氣流向兩個方向驅(qū)趕，能夠進(jìn)一步提高反向雙螺旋密封效果。
[0090]具體來說，在第一螺旋梳齒機(jī)構(gòu)4的部分，氣流的整體運(yùn)動可以劃分為大致沿著定子的圓周方向的螺旋運(yùn)動和大致沿著定子軸線方向的直線運(yùn)動。結(jié)合圖2來說，如果圖2中的所有螺旋梳齒均為水平設(shè)置(這里所說的水平是只在圖2所示的平面中)，則氣流的螺旋方向?qū)笾略谂c紙面垂直的并且呈水平的平面上(即圖2中部梳齒23所在的平面)，同時氣流將以螺旋運(yùn)動的形式向圖2的上下兩個方向行進(jìn)，而當(dāng)螺旋梳齒方向不是水平方向而是具有一定的傾斜角度時，如第一上部螺旋梳齒41為向上傾斜，則向圖2上方行進(jìn)的氣流的螺旋運(yùn)動將不再是水平的，螺旋運(yùn)動的傾角朝向遠(yuǎn)離定子支架的方向，同理，第一下部螺旋梳齒42產(chǎn)生螺旋運(yùn)動的傾角朝向靠近定子支架的方向的氣流，這樣的設(shè)計能夠加速氣流向流動的方向前進(jìn)，并且能夠起到更好抵御外界氣流的作用。
[0091]進(jìn)一步地，在梳齒進(jìn)氣孔21上還可以設(shè)置有第一中部梳齒23，第一中部梳齒23設(shè)置在梳齒進(jìn)氣孔21上，第一中部梳齒23將從梳齒進(jìn)氣孔21的氣流進(jìn)行分流(如圖1和圖2所示)第一中部梳齒23將梳齒進(jìn)氣孔21分隔為上下兩個氣流出口，即上部氣流出口 211和下部氣流出口 212)，使得一部分氣流通過第一上部螺旋梳齒41向遠(yuǎn)離定子支架I的方向流動，另一部分氣流通過第一下部螺旋梳齒42向靠近定子支架I的方向流動。
[0092]需要說明的是，第一中部梳齒23不是必須部件，也可以使梳齒進(jìn)氣孔21直接面對第一上部螺旋梳齒41和第一下部螺旋梳齒42，即可以省略第一中部梳齒23，使梳齒進(jìn)氣孔21的一部分對著第一上部螺旋梳齒41的起始端，另一部分對著第一下部螺旋梳齒42的起始端，從而也能夠?qū)饬鬟M(jìn)行分流。只不過，在設(shè)置第一中部梳齒23的情況下，能夠減少氣流壓力和流速上的損失，將上下兩股螺旋氣流更好地隔離。
[0093]在上述的第一螺旋梳齒機(jī)構(gòu)4中，以梳齒進(jìn)氣孔21為中心，來自內(nèi)部氣源的氣流會分為兩股氣流。
[0094]一方面，通過第一下部螺旋梳齒42能夠產(chǎn)生沿著整個環(huán)形縫隙螺旋向下運(yùn)動的氣流，這股氣流經(jīng)過第一下部螺旋梳齒42后，構(gòu)成“壓力氣流環(huán)狀屏障”，借助“組合螺旋梳齒密封”(第一下部螺旋梳齒42的帶有傾斜角度的螺旋結(jié)構(gòu)特征的迷宮密封)去主動抵御來自上風(fēng)向、欲進(jìn)入電機(jī)上風(fēng)向環(huán)狀間隙的“氣液固多相流”。
[0095]另一方面，通過第一上部螺旋梳齒41能夠產(chǎn)生沿著整個環(huán)形縫隙螺旋向上運(yùn)動的氣流，這股氣流經(jīng)過第一上部螺旋梳齒41后，用于輔助壓力密封氣流建立足夠壓力、構(gòu)成“壓力氣流環(huán)狀屏障”的同時，借助“組合螺旋梳齒密封”(“第一上部螺旋梳齒41的帶有傾斜角度的螺旋結(jié)構(gòu)特征的迷宮密封”)進(jìn)入電機(jī)氣隙(即圖1右側(cè)的定轉(zhuǎn)子之間的氣隙)，去干燥電機(jī)內(nèi)部表面，然后再沿軸向匯集在定子端部機(jī)艙側(cè)(即塔側(cè)齒壓板10與轉(zhuǎn)子端蓋19之間)，最后經(jīng)端蓋密封環(huán)20與塔側(cè)圍板11之間的環(huán)狀間隙排入大氣環(huán)境中。這股向上的螺旋氣流是作為對流換熱傳質(zhì)的干燥用氣流，用于帶走定子、轉(zhuǎn)子表面、磁極表面的潮氣(電機(jī)內(nèi)部由于繞組產(chǎn)熱而排出的潮氣)，這樣能夠防止潮氣返回到電機(jī)中，從而防止返回的潮氣破壞電機(jī)的內(nèi)部絕緣材料的絕緣性。
[0096]進(jìn)一步地，還可以將第一上部螺旋梳齒41的螺旋方向設(shè)計成與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相同。通過這樣的設(shè)計，能夠更加有效地利用經(jīng)過上部螺旋梳齒的這股氣流，一方面，可以利用轉(zhuǎn)子密封環(huán)16的旋轉(zhuǎn)作用，通過轉(zhuǎn)子密封環(huán)16與氣流之間的摩擦力對氣流的螺旋運(yùn)動進(jìn)行加速，使得氣流能夠加速向上運(yùn)動，能夠以更高的速度到達(dá)并經(jīng)過定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙(圖1右側(cè)有表示氣流的箭頭通過的縫隙)，提高對電機(jī)的干燥效率，另一方面，能夠使得氣流在進(jìn)入定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙時，進(jìn)一步強(qiáng)化干燥轉(zhuǎn)子永磁磁極防護(hù)