操作风力涡轮发电机冷却系统技术方案

本发明专利技术描述一种用于从冷却空气过滤器(21)去除湿气的方法，所述冷却空气过滤器(21)被安装成用于过滤从第一端部(25)冷却发电机(7)的第一冷却空气(23)，所述方法包括：加压从第二端部(45)冷却所述发电机(7)的第二冷却空气(15、43、33、35)；允许已从所述发电机(7)接收热量的第二冷却空气(19)通过所述冷却空气过滤器(21)，以便从所述冷却空气过滤器(21)吸收湿气并且由此减少湿气。

Operating cooling system of wind turbine generator

【技术实现步骤摘要】
操作风力涡轮发电机冷却系统
本专利技术涉及一种用于从冷却系统的冷却空气过滤器去除湿气的方法，所述冷却系统用于冷却尤其是风力涡轮机的发电机，本专利技术进一步涉及一种用于操作冷却发电机的冷却系统的方法，本专利技术涉及一种用于冷却发电机的冷却系统并且尤其还涉及一种包括所述冷却系统的风力涡轮机。
技术介绍
在风力涡轮机的发电机的操作期间，所述发电机的定子绕组中的电流产生热量，由此增加绕组和发电机（尤其是发电机叠片（lamination））的温度。为了降低温度，常规来说，可提供冷却系统。所述冷却系统可利用环境空气来进行冷却。为此目的，所述冷却系统可包括一个或更多个过滤器，以便在将环境空气作为冷却空气供应到发电机之前从所述环境空气去除颗粒。在潮湿条件下，将冷空气供应到发电机的过滤器可处于变湿润的风险中，由于通过过滤材料的较大压力损失而可导致冷却系统的冷却性能降低。测试已显示，当过滤材料变湿润时过滤器压力损失增加300%。基于测试，通过环境空气来干燥过滤器可能要花费较长时间，例如6个小时。在此相对长的时间段期间，与正常操作期间相比，由于通过过滤器的空气流动速率较低且因此对冷却发电机的贡献较低，冷却系统的性能将显著较低。因此，可需要一种用于从冷却空气过滤器去除湿气的方法，可需要一种用于操作冷却发电机的冷却系统的方法并且可需要一种冷却系统，其中可在不同环境条件期间维持冷却系统的性能或容量，并且其中可实现发电机的可靠和充足的冷却。
技术实现思路
此需要可由根据独立权利要求的主题来满足。通过从属权利要求来描述本专利技术的有利实施例。根据本专利技术的实施例，提供一种用于从冷却空气过滤器去除湿气的方法，所述冷却空气过滤器被安装成用于过滤从第一端部冷却发电机的第一冷却空气，所述方法包括：加压从第二端部冷却所述发电机的第二冷却空气；允许已从所述发电机接收热量的第二冷却空气通过所述冷却空气过滤器，以便从所述冷却空气过滤器吸收湿气并且由此减少湿气。所述方法可部分地以软件和/或硬件来执行。所述冷却空气过滤器可安装在风力涡轮机的轮毂处或附近。因此，所述第一冷却空气可在常规冷却操作期间，通过所述轮毂处或附近的第一冷却空气入口开口朝向所述发电机而进入。所述冷却空气过滤器可被配置用于过滤(例如固体)颗粒和/或灰尘和/或盐分，并且还可被配置成吸收潮湿环境空气的水分。所述发电机可以是同步永磁体发电机，或者可以是在转子旋转时能够产生电能的任何其它种类的发电机。所述转子可联接到轮毂，在所述轮毂处可连接多个转子叶片。所述第一端部可以是第一轴向端部，即，所述发电机的面向轮毂的端部。所述第一冷却空气(且也是第二冷却空气)可在常规冷却操作期间朝向所述发电机的叠片输送，并且可被引导通过设置在所述发电机的叠片内的通道系统，以便冷却所述叠片并且由此也以便冷却所述发电机的一个或更多个绕组集合。加压所述第二冷却空气(尤其是从所述机舱的背部部分进入的)可通过将适当控制信号发送到不同风扇来执行，所述不同风扇驱动(第一和/或第二)冷却空气的流，并且其也可驱动由从所述发电机接收的热量加热的冷却空气。尤其，所述不同风扇可被操作或控制，使得实现特定压力条件，其驱动已从所述发电机接收热量的第二冷却空气通过所述冷却空气过滤器。尤其，所述第二冷却空气可被加压(尤其，在特定空间区域内，例如，机舱内)以具有高于环境压力(机舱或空间区域的外部)的压力。尤其，已从所述发电机接收热量的第二冷却空气可被驱动(通过压力条件)以在一方向上通过所述冷却空气过滤器，所述方向与第一冷却空气在常规冷却操作期间的流动方向(其从外部通过所述冷却空气过滤器而朝向所述发电机)相反。通过使所述经加热的第二冷却空气通过所述冷却空气过滤器(与第一冷却空气在常规冷却操作期间的流动方向相反)，湿气可被吸收并载运到外部，由此干燥所述冷却空气过滤器。因此，可改善所述冷却空气过滤器的性能，因为所述冷却空气过滤器在所述常规冷却操作期间可能不会导致不可接受的压力损失。由此，可改善所述冷却系统的性能和效率。根据本专利技术的实施例，通过以下操作触发所述方法：在所述第一端部处或附近测量第一温度值；在所述第二端部处或附近测量第二温度值；将所述第一温度值与所述第二温度值进行比较；确定所述第一温度值比所述第二温度值大至少一阈值。尤其，根据本专利技术的实施例的方法提供一种常规冷却操作，在需要从所述冷却空气过滤器去除湿气的情况下，所述常规冷却操作可被湿气去除操作中断。接着，当检测到所述第一端部处的冷却效率差于所述第二端部处的冷却效率时，可进入湿气去除操作。可通过在所述第一端部处或附近测量第一温度值来检测所述第一端部处的冷却效率，并且可通过在所述第二端部处或附近测量第二温度值来检测所述第二端部处的冷却效率。当所述第一端部处的冷却效率差于所述第二端部处的冷却效率时，预期所述第一温度值高于所述第二温度值(尤其是，高至少一阈值)。由此，提供一种用于检测所述第一端部和所述第二端部处的不同冷却效率的简单方法。由此，可利用常规安装的温度传感器，其可常规地安装在所述发电机的第一端部和第二端部处，尤其以便测量所述发电机的不同端部处的不同绕组集合的温度。如果确定所述第一温度值比所述第二温度值大至少一阈值(例如，大1K与20K之间的温度差)，那么可中断或终止所述常规冷却操作，并且可开始所述湿气去除操作。因此，限定执行切换的准则。根据其它实施例，可应用其它准则来决定何时从所述常规冷却操作切换到所述湿气去除操作以及持续多长时间，且反之亦然。根据本专利技术的其它实施例，所述湿气去除操作可持续预先确定的持续时间，此后切换回到所述常规冷却操作。在所述湿气去除操作期间，所述发电机仍可被冷却，但仅通过从所述第二侧进入所述发电机的第二冷却空气，但不通过所述第一冷却空气，因为在所述湿气去除操作期间，所述第一冷却空气并不从所述第一端部朝向所述发电机而进入。因此，预期在所述湿气去除操作期间，所述第一温度值保持大于所述第二温度值，因为在所述第二侧(所述第二温度传感器附近)处，以所述第二冷却空气为主进行冷却，而在所述第一侧处，不发生冷却或至少冷却发生的少得多，因为在从所述第二端部部分地也流动到所述第一端部之时或期间，所述第二冷却空气已从所述发电机接收热量。根据本专利技术的实施例，所述第一温度值大体上等于或指示所述第一端部处所述发电机的绕组头部温度，其中所述第二温度值大体上等于或指示所述第二端部处所述发电机的绕组头部温度。出于安全和可靠操作起见，可需要将所述发电机的不同区域处的温度维持在某些温度限值内。尤其，可需要将所述绕组集合和所述叠片维持在某些温度限值处或之间。因此，通过测量所述第一端部和所述第二端部处的绕组头部温度，可提供合理温度值，以便在期望限值内操作所述发电机并且增加所述发电机的寿命。所述发电机可包括一个或更多个绕组集合，尤其是一个或更多个三相绕组集合。湿气去除操作的方法可持续15分钟与45分钟之间，尤其是20分钟与40分钟之间。可取决于特定应用，尤其取决于所述冷却空气过滤器的大小和体积并且取决于第二冷却空气的容量或取决于第二冷却空气流动速率来调整持续时间。根据实验性测试，干燥冷却空气过滤器可在约30分钟内完成。因此，在相对短时间之后可以重新开始常规冷却操作，以便确保所述发电机的有效冷却。根据本专利技术的实施例，所述加压包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从冷却空气过滤器(21)去除湿气的方法，所述冷却空气过滤器(21)被安装成用于过滤从第一端部(25)冷却发电机(7)的第一冷却空气(23)，所述方法包括：加压从第二端部(45)冷却所述发电机(7)的第二冷却空气(15、43、33、35)；允许已从所述发电机(7)接收热量的所述第二冷却空气(19)通过所述冷却空气过滤器(21)，以便从所述冷却空气过滤器(21)吸收湿气并且由此减少湿气。

【技术特征摘要】
2017.11.08 EP 17200636.31.一种用于从冷却空气过滤器(21)去除湿气的方法，所述冷却空气过滤器(21)被安装成用于过滤从第一端部(25)冷却发电机(7)的第一冷却空气(23)，所述方法包括：加压从第二端部(45)冷却所述发电机(7)的第二冷却空气(15、43、33、35)；允许已从所述发电机(7)接收热量的所述第二冷却空气(19)通过所述冷却空气过滤器(21)，以便从所述冷却空气过滤器(21)吸收湿气并且由此减少湿气。2.根据前一权利要求所述的方法，其中，所述方法通过以下操作触发：在所述第一端部(25)处或附近测量第一温度值(51)；在所述第二端部(45)处或附近测量第二温度值(55)；将所述第一温度值(51)与所述第二温度值(55)进行比较；确定所述第一温度值比所述第二温度值大至少一阈值。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一温度值(51)大体上等于或指示所述第一端部(25)处所述发电机的绕组头部温度，其中，所述第二温度值(55)大体上等于或指示所述第二端部(45)处所述发电机(7)的绕组头部温度。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法持续15分钟与45分钟之间，尤其是20分钟与40分钟之间。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述加压包括：将入口风扇(9)开启到最大容量或至少增加所述入口风扇(9)的容量，以便增加空间区域(13)内所述第二冷却空气(15)的压力，所述入口风扇(9)将环境空气(11)输送到所述空间区域(13)中作为所述第二冷却空气(15)；和/或关闭或至少减小经加热的冷却空气抽出风扇(17)的容量，所述经加热的冷却空气抽出风扇(17)被安装成抽出由从所述发电机(7)接收的热量加热的冷却空气(19)。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述经加热的冷却空气抽出风扇(17)被配置成：当在常规冷却操作期间开启时，将所述经加热的冷却空气(19、57)输送到外部，其中，所述经加热的冷却空气尤其包括经加热的第一冷却空气和经加热的第二冷却空气。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述空间区域(13)是机舱(5)内部的至少一部分；和/或其中，所述冷却过滤器(21)包括至少一个颗粒过滤器，尤其是F7过滤器，用于过滤具有介于0.3与10μm之间的大小的颗粒；和/或其中，所述发电机的所述第一端部(25)比所述发电机的所述第二端部(45)更靠近轮毂(22)，在所述轮毂(22)处连接有多个叶片(8)。8.一种用于操作冷却系统的方法，所述冷却系统用于冷却尤其是风力涡轮机的发电机，包括：根据常规冷却操作来冷却所述发电机(7)；和根据前述权利要求中任一项所述的方法来执行湿气去除操作。9.根据前一权利要求所述的方法，其中在所述常规冷却操作期间，所述方法包括：运行所述入口风扇(9)，以便将环境空气(11)输送到所述空间区域(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：E格伦黑登，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK