一种风力发电机的冷却系统的制作方法

本实用新型涉及风力发电设备领域，具体是一种齿轮箱内和机舱内的双冷却系统。

背景技术：

随着风力发电的发展，风力发电机装机量不断增加，风力发电机的性能一直是研究的热点。由于风力发电机的运行过程中会产生大量的热量，而设备过热会影响到其工作性能，所以冷却系统对风力发电机至关重要。如果设备工作过程中的热量没有及时排出或消散，会使风力发电机齿轮箱中的齿轮产生点蚀、胶合等故障，会大大影响风力发电机的性能和使用寿命。

由于风机工作过程中产生的热量主要是齿轮箱工作产生的为主，所以在风机中对齿轮箱的冷却极为重要。齿轮箱工作过程中产生的热量一个部分留在齿轮箱内部，另一部分通过壳体散发在机舱中。

由于风力发电机齿轮箱中的润滑油是降温和导热的主要介质，现有的风力发电机冷却系统的基本结构和原理大致相同，即通过在外接油路中加装散热片，通过在散热片上安装风扇的风冷方式或者通过水冷的方式来降低温度，但这样的冷却方式并不能根据冷却温度实时调节风扇的转速，驱动风扇的电机一直全速运转，造成了能源的浪费。

对于风力发电机机舱的冷却，大部分采用外接电机直接驱动风扇对机舱冷却，这种方式比较复杂且不能根据工作温度实时调节风扇转速。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提出一种风力发电机的冷却系统。本实用新型对齿轮箱内部的冷却是通过一个温度传感器实时控制电扇转速的方法来进行的。对齿轮箱外部的冷却是通过主轴上加一个机械结构的风扇进行控制的。内部冷却部分是一个闭环控制系统，使散热风扇根据齿轮箱出口处的冷却液温度实时调节风扇的转速，以维持齿轮箱的工作温度，提高系统的可靠性。冷却系统能有效减少冷却过程中电机一直全速驱动风扇造成的能源浪费和不必要噪声的产生。在风机工作过程中，产生的热量的速度是跟风机的运作过程中的转速成正比的，齿轮箱散发的热量会停留在机舱中，所以利用齿轮箱高速轴可以设计一个排风系统，对齿轮箱外部进行冷却。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，设计一种风力发电机的冷却系统，该冷却系统包括齿轮箱内部冷却系统和机舱冷却系统(齿轮箱外部冷却)两个部分，通过两个部分的结合，达到风力发电机整体散热效果的显著提升，有效的提高了安全性，延缓了设备寿命。

所述齿轮箱内部冷却系统包括：温度传感器、控制电路、直流电机、一号风扇、散热片和液压泵；所述温度传感器安装在行星齿轮箱冷却液出口的位置，所述散热片、液压泵安装在冷却液管路上；所述温度传感器与控制电路相连；所述控制电路与直流电机相连，直流电机与一号风扇相连。

所述机舱冷却系统包括：齿轮箱后连接的高速轴、高速轴带轮、输出轴、输出轴带轮、带、二号风扇；齿轮箱后的高速轴与高速轴带轮相连，高速轴带轮通过带与输出轴带轮相连，输出轴带轮与输出轴相连，输出轴最后与二号风扇相连。

与现有技术相比，本实用新型风力发电机的冷却系统在齿轮箱冷却液出口处安装一个温度传感器，然后在温度传感器后连接一个控制电路，控制电路可以根据温度传感器的检测情况调控直流电机，最后起到调节风扇转速的作用。当检测到齿轮箱出口处冷却液温度过高时，控制电路控制电机转速增加，当温度较低时，减少电机的输出转速，使风扇转速降低。此种解决方案通过添加控制电路可以实现调节风扇转速的作用，可以避免电机一直全速驱动造成的浪费，并且可以达到很好的冷却效果。

在齿轮箱后连接的高速轴上安装一个带轮，使其通过皮带把动力传递给输出轴上的带轮进而驱动轴上的风扇转动。由于输出轴上的风扇跟风力发电机的工作转速成正比，所以风扇可以根据工作转速实时的调节自己的转速。与现有的机舱冷却系统相比，系统结构简单而且可以根据工作转速控制风扇的转速达到很好的冷却效果。

附图说明

图1是本实用新型风力发电机冷却系统一种实施例的齿轮箱内部冷却系统的装配示意图；其中，1.1—温度传感器、1.2—行星齿轮箱、1.3—控制电路、1.4—直流电机、1.5—一号风扇、1.6—散热片、1.7—液压泵；

图2是本实用新型风力发电机冷却系统一种实施例的齿轮箱内部冷却系统的控制电路图；

图3是本实用新型风力发电机冷却系统一种实施例的机舱冷却系统的结构图；

图4是本实用新型风力发电机冷却系统一种实施例的装配正视图；3.1—二号风扇、3.2—高速轴带轮；

图5是本实用新型风力发电机冷却系统一种实施例的装配俯视图；3.3—输出轴带轮、3.4—输出轴、3.5—带、3.6—高速轴。

具体实施方式

现结合附图进一步说明本实用新型。具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型，不限制本申请权利要求的保护范围。

本实用新型提供一种风力发电机的冷却系统，该冷却系统包括齿轮箱内部冷却系统和机舱冷却系统(齿轮箱外部冷却)两个部分，通过两个部分的结合，达到风力发电机整体散热效果的显著提升，有效的提高了安全性，延缓了设备寿命。

所述齿轮箱内部冷却系统包括：温度传感器1.1、控制电路1.3、直流电机1.4、一号风扇1.5、散热片1.6和液压泵1.7。所述温度传感器1.1安装在行星齿轮箱冷却液出口的位置，所述散热片1.6、液压泵1.7安装在冷却液管路上。所述温度传感器1.1与控制电路1.3相连；所述控制电路1.3与直流电机1.4相连，直流电机1.4与一号风扇1.5相连。

所述温度传感器1.1监测行星齿轮箱冷却液出口处的冷却液温度，控制电路1.3根据温度传感器1.1监测的温度控制直流电机1.4转速，进而控制一号风扇1.5的输出转速。当齿轮箱出口处冷却液温度在小于60℃的范围内时，控制电路1.3控制直流电机1.4不工作，一号风扇输1.5出转速为0；当监测到齿轮箱出口处的冷却液温度在60℃到80℃时，控制电路1.3控制直流电机1.4在转速为1900r/min的工况下运动：当检测到齿轮箱出口处的冷却液温度在80℃以上的时候，控制电路1.3控制直流电机1.4在3800r/min的工况下运动。

所述机舱冷却系统包括：齿轮箱后连接的高速轴3.6、高速轴带轮3.2、输出轴3.4、输出轴带轮3.3、带3.5、二号风扇3.1。齿轮箱后的高速轴3.6与高速轴带轮3.2相连，高速轴带轮3.3通过带3.5与输出轴带轮3.3相连，输出轴带轮3.3与输出轴3.4相连，输出轴3.4最后与二号风扇3.1相连。因为高速轴3.6转速与风机的工作转速成正比，所以输出轴3.4的转速与风机的工作转速成正比，最后二号风扇3.1的转速与风机的工作转速成正比。又因为风机的工作转速和风机产生的热量的速度成正比，即风机的产生热量的速度和输出轴3.4的二号风扇3.1转速成正比。由此输出轴3.4的二号风扇3.1转速可以根据风机工作时的产生热量实时的变化，当产热量较多时，二号风扇3.1的转速也越快。

齿轮箱内部冷却系统的工作过程是：当冷却液温度较低时，温度传感器1.1的输出电压低于输出一输出二的比较电压，输出一输出二均不工作，一号风扇1.5不工作；当冷却液温度较高时，温度传感器1.1的输出电压高于输出一的比较电压时输出一工作输出二不工作，一号风扇1.5运转但速度较慢；当冷却液温度更高时温度传感器1.1电压比两个比较电压都高时输出一输出二全部工作，一号风扇1.5转速转速增大，冷却效果更好。

机舱内部冷却(齿轮箱外部冷却)系统的工作过程：高速轴3.6作为驱动轴，把动力通过高速轴带轮3.2传递给输出轴带轮3.3，进而驱动输出轴3.4转动，二号风扇3.1转动。当风力发电机的工作转速较低时，高速轴3.6的转速也相对较低，传递给输出轴，输出轴3.4的转速也较低，二号风扇3.1转速较慢，但此时产生的热量较低，二号风扇3.1低速转动即可满足冷却条件；当风力发电机的工作转速较快时，系统的工作温度较高，高速轴3.6输出转速较快，驱动输出轴，输出轴3.4转速也较快，二号风扇3.1转速变快，有利于系统的散热。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。