防腐玻璃纖維增強樹脂覆層的作用;同時強化干燥定子表面,促成電機腔體內(nèi)、氣隙內(nèi)干燥空氣流場與濕空氣濃度場的較高的協(xié)同度,達到強化干燥的目的。
[0097]進一步需要說明的是,下方的“組合螺旋梳齒密封”(即第一上部螺旋梳齒41)產(chǎn)生的泵送壓頭(螺旋梳齒的端部)在圖1和圖2中是朝下的,上方的“組合螺旋梳齒密封”產(chǎn)生的泵送壓頭是朝上的,并且可將第一上部螺旋梳齒41和第一下部螺旋梳齒42的螺旋方向設(shè)置為相反方向,即可以以第一中部梳齒23為界兩端形成旋向相反的螺旋,從而將產(chǎn)生螺旋運動方向相反的氣流,從而更加有利于對兩個氣流進行分流,并且增強迷宮密封的作用,并且由于從上下兩個氣流出口出來的氣流在各自環(huán)周是貫通的,利于“聚壓”形成環(huán)周一致的壓力氣流。
[0098]綜上所述,在本實用新型實施例的技術(shù)方案中,使用氣壓密封技術(shù)思想,利用螺旋梳齒內(nèi)射流空氣的壓力在開啟式電機上風(fēng)向進風(fēng)口內(nèi)之間的環(huán)狀間隙,建立“局部環(huán)形空間”和“微正壓”,來封堵發(fā)電機旋轉(zhuǎn)部件與靜止部件之間的間隙,防止上風(fēng)向空氣流攜帶雨水或雪進入該間隙,以保證密封。氣源在此密封處產(chǎn)生的壓力要比電機外自然環(huán)境壓力偏高。建立起開啟式風(fēng)力發(fā)電機的密封方式和構(gòu)造出空氣流道的具體結(jié)構(gòu)。
[0099]綜上所述,上述的密封機構(gòu)從密封狀態(tài)上包含了靜密封和動密封兩種密封狀態(tài),從密封機理上包含了梳齒、螺旋、氣壓三種密封原理的結(jié)合,從而能夠充分地將多相氣流屏蔽在環(huán)形氣隙之外。
[0100]此外,上風(fēng)向空氣流攜帶雨水(或雪)撞擊風(fēng)力發(fā)電機受阻后在穿越定子圍板與轉(zhuǎn)子密封環(huán)16 (圍板)后,到達槳側(cè)圍板3和轉(zhuǎn)子密封環(huán)16之間的環(huán)狀間隙,雨水氣液兩相流或風(fēng)雪氣固兩相流在發(fā)電機上風(fēng)向環(huán)狀間隙內(nèi)形成壓力。利用流體力學(xué)的平衡狀態(tài)的基本原理,能夠計算出環(huán)狀間隙中的作為氣壓密封元件的螺旋梳齒機構(gòu)的出口氣流所需的壓力和流速。在迷宮密封的膨脹空腔內(nèi)的氣流流道出口,構(gòu)造“開環(huán)螺旋狀匯流腔”,充當(dāng)母管13匯流均壓的作用。螺旋梳齒組合壓力密封依靠氣源提供的足夠壓力產(chǎn)生高速氣流,并且出口流速、流量可控,以適應(yīng)上風(fēng)向氣流速度的變化。即:氣壓密封的壓力可以根據(jù)需要自動調(diào)整,實現(xiàn)“自適應(yīng)”調(diào)節(jié),以達到氣源源頭耗功較小的目的。
[0101]此外,連接梳齒進氣孔21與第二氣孔5之間的導(dǎo)氣管可以有如下兩種形態(tài):
[0102]I)導(dǎo)氣管22整體上呈環(huán)形,即和第一螺旋梳齒機構(gòu)4的形態(tài)一樣,導(dǎo)氣管22沿著槳側(cè)齒壓板6的圓周延展,呈360度的環(huán)形。這樣的結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒍鄠€第二氣孔5流出的氣流在圓周方向上進行均勻混合后再送入梳齒進氣孔21,從而能夠使得進入梳齒進氣孔21的氣流在圓周方向上壓力均勻。
[0103]2)梳齒進氣孔21與第二氣孔5之間通過彼此分離的多根導(dǎo)氣管22對應(yīng)連接。這種結(jié)構(gòu)不需要制作環(huán)形的導(dǎo)氣管22,從而在部件制作上相對簡單。導(dǎo)氣管22可以根據(jù)第二氣孔5的數(shù)量而定,如下面所介紹的氣流通道為48個,那么相對應(yīng)地,導(dǎo)氣管22的數(shù)量可以對應(yīng)設(shè)置為48個。
[0104](2)定子鐵心內(nèi)部的氣流通道
[0105]定子鐵心8內(nèi)部的氣流通道9用于將定子內(nèi)部的氣源系統(tǒng)12提供的氣源引入到槳側(cè)齒壓板6上開設(shè)的至少一個第二氣孔5處。具體地,如圖3所示,其為圖1中沿A-A向的截面示意圖。在定子支架I的外周壁上固定有沖片固定鍵7,定子鐵心8 (定子鐵心8由多瓣鐵心模塊組合而成,每個鐵心模塊由鐵心疊片構(gòu)成)具有燕尾槽,該燕尾槽套設(shè)在沖片固定鍵7上,從而將定子鐵心8固定在定子支架I的外周壁上。第一氣孔2可以位于與沖片固定鍵7接觸的定子支架I的外周壁上,氣流通道9可以穿過沖片固定鍵7的氣孔與第一氣孔2聯(lián)通。
[0106]如圖1所示,氣流通道9可以包括徑向氣流通道92和軸向氣流通道91,徑向氣流通道92可以穿過沖片固定鍵7和定子鐵心8的內(nèi)部,徑向氣流通道92的一端與第一氣孔2連接,另一端與軸向氣流通道91連接,軸向氣流通道91可以沿軸向穿過定子鐵心8的內(nèi)部與第二氣孔5聯(lián)通。其中,徑向氣流通道92與軸向氣流通道91可以直接連接,也可以經(jīng)過任意彎曲后再連接,總之,只要能將徑向氣流通道92和軸向氣流通道91連接即可。
[0107]此外,第一氣孔2、第二氣孔5以及氣流通道9可以為多個且數(shù)量相等,沿著圓周均等設(shè)置。其中,多個第一氣孔2、第二氣孔5以及氣流通道9對應(yīng)聯(lián)通,形成多條獨立的從定子支架I的內(nèi)壁到槳側(cè)齒壓板6的氣流通路。優(yōu)選地,在定子鐵心8的內(nèi)部槳側(cè)齒壓板6的下方,徑向氣流通道92在定子鐵心8內(nèi)部90度轉(zhuǎn)向進入軸向氣流通道91,軸向氣流通道91平行于電機定子軸向。如圖4所示,其為本實用新型實施例的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機的定子鐵心內(nèi)部的氣流路徑示意圖,其中,徑向氣流通道與軸向氣流通道一一對應(yīng),圖中僅示出了軸向氣流通道,本實用新型實施例具有若干個氣流通道,優(yōu)選地,如圖4所示,圖4為本實用新型實施例一的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機的定子鐵心內(nèi)部的氣流路徑示意圖。共設(shè)置有48個氣流通道,它們的長度(LP L2……L48)/內(nèi)徑(屯、d2……d48)/絕對粗糙度(ε Ρ ε 2……ε48)優(yōu)選為相同,周向間隔也是一致的。
[0108](3)風(fēng)電機組內(nèi)部的氣源系統(tǒng)
[0109]風(fēng)電機組內(nèi)部的氣源系統(tǒng)12(具體地,氣源系統(tǒng)12可以設(shè)置在定子支架之間或者在機艙空間內(nèi))中的氣源可以取自機艙內(nèi)的氣壓發(fā)生裝置。氣源系統(tǒng)12在雨、雪天氣時段可以抵御風(fēng)雨“氣液兩相流”和風(fēng)雪“氣固兩相流”的侵入;氣源系統(tǒng)12在需要干燥電機內(nèi)部的時間段工作,使得在充分干燥發(fā)電機定子絕緣和轉(zhuǎn)子磁極防護層的同時減少了氣源的能耗。設(shè)置在定子中的氣流通道9通過第一氣孔2與氣源系統(tǒng)12連接,將風(fēng)電機組內(nèi)部的氣源引至氣流通道9中。氣源系統(tǒng)12可以包括產(chǎn)生預(yù)定壓力氣流的氣源發(fā)生裝置和可以對氣流進行凈化以及干燥處理的氣源處理裝置。
[0110]氣源發(fā)生裝置可以為空氣壓縮機,空氣壓縮機(或壓氣機)是氣壓發(fā)生裝置,它是提高空氣的壓力或輸送空氣的機器,也是將原動機供給的機械能轉(zhuǎn)化成空氣壓力能的一種轉(zhuǎn)換裝置。在空氣壓縮機工作過程中,處于壓縮機氣缸中的空氣被迅速壓縮,氣體被迅速壓縮的過程是一個放熱過程,必然引起壓縮機氣缸的溫度升高,因此,一般需進行冷卻。在多級壓縮的空氣壓縮機最后一級排氣溫度可達140— 170°C,在這樣高的溫度下,壓縮空氣中?;煊幸欢ǖ臍鈶B(tài)油和水蒸氣,需要設(shè)置冷卻器冷卻壓縮空氣,以初步離析壓縮空氣中所含的油分和水分,防止油分和水分隨壓縮空氣進入風(fēng)力發(fā)電機定子鐵心流道。因此,氣源處理裝置還可以包括空氣過濾器、冷卻器、油水分離器以及干燥器。其中,空氣過濾器用作過濾進入空氣壓縮機氣缸之前的氣體(即過濾機艙內(nèi)空氣中所含的灰塵和其它雜質(zhì)),用于防止空氣中的灰塵、固體雜質(zhì)等進入空氣壓縮機后,導(dǎo)致空氣壓縮機氣缸中相對運動部件的摩擦和磨損。
[0111]此外,油水分離器(氣液分離器)用作進一步分離壓縮空氣中所含有的油分和水分,使壓縮后的空氣得到初步的凈化處理,用于消除油分和水分對電機定子支架及其鐵心內(nèi)流道、發(fā)電機內(nèi)部的污染、腐蝕。
[0112]另外,壓縮空氣經(jīng)冷卻器和油水分離器后,仍然含有一定的水分,其含量的多少取決于空氣的溫度、壓力和相對濕度的大小。電機內(nèi)需要的是干燥空氣,因此需要設(shè)置空氣干燥裝置,即干燥器。
[0113]進一步地,如圖5所示,其為本實用新型實施例一的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機的定子內(nèi)氣流獲取路徑,氣源系統(tǒng)12可以通過母管13和支管14與第一氣孔2連接,可以從母管13上引出與第一氣孔2數(shù)量相同的支管14,支管14對應(yīng)連接在第一氣孔2上。母管13優(yōu)選為圓環(huán)形,也可以是分段的圓環(huán)分段,從而能夠減小對氣流的流動造成的沿程阻力。
[0114]此外,作為干燥用的熱源可以有兩個,一個是在上述氣源系統(tǒng)12中設(shè)置干燥器,另一個是定子線圈。采用定子線圈作為干燥熱源,還能在停機狀態(tài)下應(yīng)用,需要通過電網(wǎng)經(jīng)變流器逆變單元給發(fā)電機定子倒送電,使定子產(chǎn)熱來干燥定子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部材料。在將兩個熱源配合使用的情況下,定子內(nèi)部的潮氣通過定子自身產(chǎn)熱將潮氣排出到定子表面,然后再通過來自內(nèi)部氣源系統(tǒng)12的干燥空氣將潮氣從定子表面帶走,從而達到定子內(nèi)外同時除濕的功效。
[0115](4)氣流流動路徑
[0116]機艙內(nèi)空氣氣流經(jīng)過氣源系統(tǒng)12的過濾干燥壓縮后送至定子支架I上的第一氣孔2,氣流由第一氣孔2穿過沖片固定鍵7進入定子鐵心8的徑向氣流通道92,氣流沿徑向氣流通道92轉(zhuǎn)入軸向氣流通道91,之后由軸向氣流通道91穿過槳側(cè)齒壓板6上的第二氣孔5,然后通過導(dǎo)氣管22將氣流引入槳側(cè)圍板3上的梳齒進氣孔21,從梳齒進氣孔21噴出的氣流便進入上述的第一螺旋梳齒機構(gòu)4,形成上下兩股螺旋氣流,向下螺旋運動的氣流封堵環(huán)狀旋轉(zhuǎn)間隙,阻止雨雪氣固兩相流或雨水氣液兩相流的侵入,而向上螺旋運動的氣流,會撞擊轉(zhuǎn)子密封環(huán)16,撞擊后的反彈氣流進入定轉(zhuǎn)子之間的氣隙,沿軸向匯集在定子端部機艙側(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,這些在電機內(nèi)部反彈的部分氣流還可以對繞組17和磁極18進行干燥。
[0117]實施例二
[0118]在實施例一的基礎(chǔ)上,本實施例的定子在塔側(cè)的塔側(cè)圍板上也設(shè)置有螺旋梳齒機構(gòu)。具體地,如圖6和圖7所示,圖6為本實用新型實施例二的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機的定子結(jié)構(gòu)示意圖,圖7為圖6的局部結(jié)構(gòu)示意圖。在塔側(cè)方向上,定子