风力发电机组主轴承冷却控制方法技术

本发明专利技术提供一种风力发电机组及其主轴承冷却系统、冷却控制方法。该风力发电机组主轴承冷却系统包括：半导体冷却部，其具有吸热的冷端和放热的热端，冷端与被冷却的主轴承连接；供电控制部，其与半导体冷却部连接，向半导体冷却部供电并控制半导体冷却部。采用该风力发电机组主轴承冷却系统对主轴承进行冷却，可靠性高、可控性好，且无噪音无振动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电机组冷却设备领域，尤其涉及一种风力发电机组及其主轴承冷却系统、冷却控制方法。
技术介绍
风力发电机组的大型化已逐步成为趋势，在风力发电机组的大型化中必然带来其主轴承的大型化，使得主轴承的载荷急剧增大，给主轴承的安全可靠运行带来许多挑战。其中主轴承的运行温度是其可靠运行的重要因素。为了确保风力发电机组主轴承的合理寿命，除了在设计、制造加工和装配上充分考虑相关要求外，应该将该主轴承的现场运行温度控制在合理范围，才能避免主轴承的过早失效而给发电公司带来巨大的经济损失。论文《电机轴承风冷散热》提出了将发电机后风扇的叶片适当加长加宽来把轴承的热量带走的技术方案。但是一般风力发电机组采用双轴承结构，设置于其后端的风扇可能将后轴承的热量带走，但是对前轴承的散热效果有限。另外一种方式是采用蒸发冷却的方式来冷却轴承，也即通过在轴承上设置液体冷却管路，利用冷却介质的蒸发来冷却轴承。这种方式虽然能降低轴承的温度，但是结构复杂，冷却介质还存在泄漏的风险。再一种方式是采用加装散热片的方式对轴承散热。但是这种轴承冷却方式浪费材料，对散热材料的利用率低，当轴承发热量较大时，散热效果较差。还有一种方式是使用新型的轴承的内圈结构，通过内圈上的孔将热量通过自然对流的方式将热量散发，这种方式没有进行强制散热冷却，散热效果有限。综上所述，现有的轴承冷却方式冷却效果差，对保证轴承可靠性的效果不佳。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种风力发电机组及其主轴承冷却系统、冷却控制方法，以解决风力发电机组的主轴承冷却效果不佳的问题。为达到上述目的，本专利技术的实施例提供一种风力发电机组主轴承冷却系统，包括：半导体冷却部，其具有吸热的冷端和放热的热端，冷端与被冷却的主轴承连接；供电控制部，其与半导体冷却部连接，向半导体冷却部供电并控制半导体冷却部。进一步地，供电控制部包括电源和与电源连接的控制器，半导体冷却部与控制器连接。进一步地，风力发电机组主轴承冷却系统还包括导电滑环，导电滑环具有转动端和固定端，转动端与半导体冷却部连接，固定端与电源连接。进一步地，风力发电机组主轴承冷却系统还包括检测主轴承温度的检测部，检测部与控制器连接并将检测的温度信息传递给控制器。进一步地，检测部包括温度传感器，温度传感器检测主轴承的外圈温度。进一步地，半导体冷却部包括多个半导体热电偶，多个半导体热电偶串联或并联形成多级热电堆。进一步地，多级热电堆为三级热电堆，第一级热电堆包括一个半导体热电偶，第二级热电堆包括两个半导体热电偶，且第一级热电堆的半导体热电偶与第二级热电堆的半导体热电偶之间并联；第三级热电堆包括三个半导体热电偶，且第三级热电堆的半导体热电偶与第二级热电堆的半导体热电偶之间串联，第三级热电堆的半导体热电偶与第二级热电堆的半导体热电偶之间设置有电绝缘导热层。根据本专利技术的另一方面，提供一种风力发电机组，包括机舱、连接在机舱上的定轴、设置在定轴内的主轴承、穿设在主轴承内的动轴，该风力发电机组还设置有上述的主轴承冷却系统。进一步地，主轴承冷却系统的半导体冷却部的冷端固定设置在动轴的内壁面上。根据本专利技术的另一方面，提供一种冷却控制方法，该冷却控制方法用于控制上述的风力发电机组主轴承冷却系统，其包括如下步骤：采集主轴承外圈的温度信息；比较温度信息和第一预设温度值T1，若温度信息大于第一预设温度值T1且持续时间大于第一预设时间t1，则向半导体冷却部供电。进一步地，在向半导体冷却部供电时，使半导体冷却部1持续运行第二预设时间t2，之后还包括如下步骤：采集主轴承外圈的温度信息；比较温度信息和第二预设温度值T2，若温度信息小于第二预设温度值T2且持续时间大于第三预设时间t3，则终止向半导体冷却部供电。本专利技术的实施例的风力发电机组主轴承冷却系统利用半导体冷却部对风力发电机组的主轴承进行冷却，利用供电控制部对半导体冷却部进行控制，可以实现自动智能地对风力发电机组的主轴承进行冷却，且此种冷却方式可靠性高，冷却效果好，无噪音，无振动。附图说明图1为本专利技术的实施例的风力发电机组的结构示意图；图2为本专利技术的实施例的多级电热堆的原理示意图；图3为本专利技术的实施例的冷却控制方法的流程图。附图标记说明：1、半导体冷却部；11、冷端；12、热端；13、电绝缘导热层；2、主轴承；3、供电控制部；31、电源；32、控制器；4、导电滑环；5、温度传感器；6、机舱；8、动轴。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例的风力发电机组及其主轴承冷却系统、冷却控制方法进行详细描述。如图1所示，风力发电机组包括机舱6、连接在机舱6上的定轴、设置在定轴内的主轴承2和穿设在主轴承2内的动轴8等。其中，主轴承2的外圈安装在定轴孔内，与定轴一起保持静止，主轴承2的内圈安装在动轴8上，随动轴8一起转动。动轴8与转子支架和叶轮系统相连，随着叶轮系统旋转。在风力发电机组的工作过程中，主轴承2会产生发热现象，使得主轴承的运行温度超过其适合的工作温度范围，造成主轴承2寿命降低、可靠性降低。为了确保主轴承2可以在合适的温度范围内工作，需要对主轴承2进行冷却。在本实施例中，采用风力发电机组主轴承冷却系统对主轴承2进行冷却。根据本专利技术的实施例，风力发电机组主轴承冷却系统包括半导体冷却部1和供电控制部3。其中，半导体冷却部1具有吸热的冷端11和放热的热端12，冷端11与被冷却的主轴承2连接，根据热传导原理，利用半导体冷却部1的冷端吸收主轴承2的热量，使其温度降低实现对主轴承2的有效冷却，进而保证主轴承2的工作温度在一个合适的范围内，以确保其使用寿命。供电控制部3与半导体冷却部1连接，向半导体冷却部1供电，以使其工作，并控制半导体冷却部1。在本实施例中，利用半导体冷却部1有针对性地对风力发电机组的主轴承进行冷却，确保主轴承2可以被有效冷却，进而确保主轴承2的工作温度。具体地，半导体冷却部1的冷端11固定设置在动轴8的内壁面上。由于动轴8与主轴承2的内圈过盈配合，主轴承2的外圈与内圈之间通过转动体连接，因此通过热传导原理，半导体冷却部1的冷端11能够吸收主轴承2的外圈的热量，并对主轴承2进行冷却。半导体冷却部1的冷却原理是：将一个P型半导体元件和一个N型半导体元件连接形成一个热电偶。当其通电时，热电偶一端的电流方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组主轴承冷却系统，其特征在于，包括：半导体冷却部(1)，其具有吸热的冷端(11)和放热的热端(12)，所述冷端(11)与被冷却的主轴承(2)连接；供电控制部(3)，其与所述半导体冷却部(1)连接，向所述半导体冷却部(1)供电并控制所述半导体冷却部(1)。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组主轴承冷却系统，其特征在于，包括：
半导体冷却部(1)，其具有吸热的冷端(11)和放热的热端(12)，
所述冷端(11)与被冷却的主轴承(2)连接；
供电控制部(3)，其与所述半导体冷却部(1)连接，向所述半
导体冷却部(1)供电并控制所述半导体冷却部(1)。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组主轴承冷却系统，其特征
在于，所述供电控制部(3)包括电源(31)和与所述电源(31)连接
的控制器(32)，所述半导体冷却部(1)与所述控制器(32)连接。
3.根据权利要求2所述的风力发电机组主轴承冷却系统，其特征
在于，所述风力发电机组主轴承冷却系统还包括导电滑环(4)，所述
导电滑环(4)具有转动端和固定端，所述转动端与所述半导体冷却部
(1)连接，所述固定端与所述电源(31)连接。
4.根据权利要求2所述的风力发电机组主轴承冷却系统，其特征
在于，所述风力发电机组主轴承冷却系统还包括检测所述主轴承(2)
温度的检测部，所述检测部与所述控制器(32)连接并将检测的温度信
息传递给所述控制器(32)。
5.根据权利要求4所述的风力发电机组主轴承冷却系统，其特征
在于，所述检测部包括温度传感器(5)，所述温度传感器(5)检测所
述主轴承(2)的外圈温度。
6.根据权利要求1所述的风力发电机组主轴承冷却系统，其特征
在于，所述半导体冷却部(1)包括多个半导体热电偶，所述多个半导
体热电偶串联或并联形成多级热电堆。
7.根据权利要求6所述的风力发电机组主轴承冷却系统，其特征
在于，所述多级热电堆为三级热电堆，第一级热电堆包括一个半导体热
电偶...

【专利技术属性】
技术研发人员：方涛，俞黎萍，白洛林，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11