一种半直驱风力发电机用双水冷式定子结构的制作方法

1.本实用新型涉及半直驱风力发电机技术领域，具体是一种半直驱风力发电机用双水冷式定子结构。


背景技术：

2.半直驱风力发电机是一种由风力直接驱动的发电机，运行中定子结构需要冷却降温，目前冷却降温方式有两种：一是在定子铁芯的外部安装带有循环冷却水的冷却水套，二是在定子铁芯的中部通入循环水管。
3.随着技术的进步与发展，社会需求单机发电功率越来越大。然而实践表明，现有冷却降温方式的冷却能力有限，造成电机绝缘结构过早老化，降低发电机的使用寿命，而且难以满足发电机超大发电功率的需求。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决现有定子结构冷却降温方式冷却能力有限的问题，提供了一种半直驱风力发电机用双水冷式定子结构。
5.本实用新型是采用如下技术方案实现的：
6.一种半直驱风力发电机用双水冷式定子结构，包括定子铁芯和定子外壳，还包括外水冷机构与内水冷机构；所述外水冷机构包括第i水箱、第i循环泵和设置于定子铁芯和定子外壳之间的中空的冷却水套，冷却水套的内侧壁与外侧壁之间固定有沿其轴向螺旋分布的筋板，所述筋板与冷却水套围合成螺旋状的外循环水道，第i水箱、第i循环泵、外循环水道依次连通；所述内水冷机构包括依次连通的第ii水箱、第ii循环泵和波纹状的内循环水管，所述内循环水管穿于定子铁芯。
7.进一步地，第i水箱、第ii水箱均为带有风冷散热器的水箱。
8.进一步地，内循环水管的进水端、内循环水管的出水端均设置于远离定子铁芯传动部的一侧。
9.进一步地，所述内循环水管是由四组竖向放置的w型的内循环水管本体组成的，每组内循环水管本体均包括若干根首尾连接且沿定子铁芯的径向放置的u形紫铜水管，相邻两根u形紫铜水管通过焊接于两者之间的u形连接管连通；四根内循环水管本体的入口均与内循环水管的进水端连通、出口均与内循环水管的出水端连通。
10.进一步地，冷却水套的外侧壁下部开设有与外循环水道的入口连通的进水口、外侧壁上部开设有外循环水道的出口连通的出水口。
11.本实用新型结构设计合理可靠，实现了降低发电机温升的目的，提高了发电机单位体积发电功率，而且外水冷机构与内水冷机构独立运行，互不影响，提高了本定子结构冷却降温功能的可靠性，同时热量能够快速、有效散发至大气，导热效果好，进一步提升了本定子结构的降温升性能，具有布置合理、方便安装的优点，可适用于超大功率半直驱风力发电机。
附图说明
12.图1是本实用新型的结构示意图；
13.图2是图1的断面示意图。
14.图中，1-定子铁芯，2-定子外壳，3-冷却水套，4-筋板，5-外循环水道，6-内循环水管的进水端，7-内循环水管的出水端，8-内循环水管本体，9-进水口，10-出水口。
具体实施方式
15.一种半直驱风力发电机用双水冷式定子结构，如附图1、附图2所示，包括定子铁芯1和定子外壳2，还包括外水冷机构与内水冷机构；所述外水冷机构包括第i水箱、第i循环泵和设置于定子铁芯1和定子外壳2之间的中空的冷却水套3，冷却水套3的内侧壁与外侧壁之间固定有沿其轴向螺旋分布的筋板4，所述筋板4与冷却水套3围合成螺旋状的外循环水道5，第i水箱、第i循环泵、外循环水道5依次连通；所述内水冷机构包括依次连通的第ii水箱、第ii循环泵和波纹状的内循环水管，所述内循环水管穿于定子铁芯1。
16.本实用新型中内水冷机构能够吸收定子铁芯1内部热量，将热量传递至第ii水箱并散发于大气中，实现了定子结构的一级冷却；外水冷机构能够吸收传递至定子铁芯1外侧的热量，将热量传递至第i水箱并散发于大气中，实现了定子结构的二级冷却，外水冷机构与内水冷机构双重作用，实现了定子结构的冷却降温，而且外水冷机构与内水冷机构独立运行，互不影响，提高了本定子结构冷却降温功能的可靠性。
17.工作时，在半直驱风力发电机开始运行发电时，同时启动第i循环泵与第ii循环泵，第ii水箱内的冷却水在第ii循环泵的驱动下进入内循环水管进行循环，将定子铁芯1内部的热量快速导出发电机，由此实现一级冷却的目的；与此同时，第i水箱内的冷却水在第i循环泵的驱动下进入外循环水道5进行循环，将定子铁芯1外表面的热量快速导出发电机，由此实现二级冷却的目的；通过上述双重冷却作用，可使定子铁芯1得到充分冷却，达到降低发电机温升、提高发电机单位体积发电功率的效果，克服了现有定子结构冷却降温方式冷却能力有限的问题。
18.第i水箱、第ii水箱均为带有风冷散热器的水箱。
19.该结构设计能够快速、有效将外水冷机构、内水冷机构的循环冷却水的热量散发，进一步提升了本定子结构的冷却降温功能。
20.如附图1所示，内循环水管的进水端6、内循环水管的出水端7均设置于远离定子铁芯1传动部的一侧。
21.该结构设计一是方便内水冷机构的集中布置，二是能够避免内水冷机构对传动系统的影响，保证了发电机的正常运行，结构可靠性进一步提升。
22.如附图1、附图2所示，所述内循环水管是由四组竖向放置的w型的内循环水管本体8组成的，每组内循环水管本体8均包括若干根首尾连接且沿定子铁芯1的径向放置的u形紫铜水管，相邻两根u形紫铜水管通过焊接于两者之间的u形连接管连通；四根内循环水管本体8的入口均与内循环水管的进水端6连通、出口均与内循环水管的出水端7连通。
23.该结构设计在保证内水冷机构水冷效果的基础上，对内循环水管本体8的数量进行合理设计。
24.如附图1所示，冷却水套3的外侧壁下部开设有与外循环水道5的入口连通的进水
口9、外侧壁上部开设有外循环水道5的出口连通的出水口10。
25.该结构设计对外水冷机构的冷却水的流动方向合理设计，保证了冷却水的充分循环，进一步提升了本定子结构的冷却降温功能。
26.具体实施过程中，所述冷却水套3为钢制水套，且定子外壳2与冷却水套3通过焊接固定；所述定子铁芯1是由绝缘硅钢片叠制而成的；内循环水管本体8的入口与内循环水管的进水端6通过多通连接管连通、出口与内循环水管的出水端7通过多通连接管i连通。


技术特征：
1.一种半直驱风力发电机用双水冷式定子结构，包括定子铁芯（1）和定子外壳（2），其特征在于：还包括外水冷机构与内水冷机构；所述外水冷机构包括第i水箱、第i循环泵和设置于定子铁芯（1）和定子外壳（2）之间的中空的冷却水套（3），冷却水套（3）的内侧壁与外侧壁之间固定有沿其轴向螺旋分布的筋板（4），所述筋板（4）与冷却水套（3）围合成螺旋状的外循环水道（5），第i水箱、第i循环泵、外循环水道（5）依次连通；所述内水冷机构包括依次连通的第ii水箱、第ii循环泵和波纹状的内循环水管，所述内循环水管穿于定子铁芯（1）。2.根据权利要求1所述的一种半直驱风力发电机用双水冷式定子结构，其特征在于：第i水箱、第ii水箱均为带有风冷散热器的水箱。3.根据权利要求2所述的一种半直驱风力发电机用双水冷式定子结构，其特征在于：内循环水管的进水端（6）、内循环水管的出水端（7）均设置于远离定子铁芯（1）传动部的一侧。4.根据权利要求3所述的一种半直驱风力发电机用双水冷式定子结构，其特征在于：所述内循环水管是由四组竖向放置的w型的内循环水管本体（8）组成的，每组内循环水管本体（8）均包括若干根首尾连接且沿定子铁芯（1）的径向放置的u形紫铜水管，相邻两根u形紫铜水管通过焊接于两者之间的u形连接管连通；四根内循环水管本体（8）的入口均与内循环水管的进水端（6）连通、出口均与内循环水管的出水端（7）连通。5.根据权利要求1所述的一种半直驱风力发电机用双水冷式定子结构，其特征在于：冷却水套（3）的外侧壁下部开设有与外循环水道（5）的入口连通的进水口（9）、外侧壁上部开设有外循环水道（5）的出口连通的出水口（10）。

技术总结
本实用新型具体是一种半直驱风力发电机用双水冷式定子结构，解决了现有定子结构冷却降温方式冷却能力有限的问题。一种半直驱风力发电机用双水冷式定子结构，包括外水冷机构与内水冷机构；外水冷机构包括第I水箱、第I循环泵和冷却水套，冷却水套的内侧壁与外侧壁之间固定有筋板，筋板与冷却水套围合成螺旋状的外循环水道；内水冷机构包括依次连通的第II水箱、第II循环泵和波纹状的内循环水管，内循环水管穿于定子铁芯。本实用新型实现了降低发电机温升的目的，提高了发电机单位体积发电功率，外水冷机构与内水冷机构独立运行，互不影响，同时导热效果好，进一步提升了本定子结构的降温升性能，可适用于超大功率半直驱风力发电机。电机。电机。


技术研发人员：周志强 荆卫锋 赵东超 宜红团 潘志刚
受保护的技术使用者：永济德耐电气机械有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2022/5/25