定子组件、风力发电机组以及冷却定子组件的方法技术

本发明专利技术涉及一种定子组件、风力发电机组以及冷却定子组件的方法。所述定子组件包括定子铁芯和定子支架，所述定子铁芯安装在所述定子支架上，所述定子组件还包括定子组件冷却单元，所述定子组件冷却单元包括设置在所述定子铁芯的不同周向位置处的多个柔性气囊，各个柔性气囊沿着所述定子铁芯的径向侧表面轴向延伸以形成轴向流体通道。本发明专利技术通过柔性材料紧密接触的导热技术实现电机铁芯径向侧表面与冷流体热汇作为热沉的传热结构。

【技术实现步骤摘要】
定子组件、风力发电机组以及冷却定子组件的方法
本专利技术涉及电机
，更具体地，涉及一种定子组件、包括该定子组件的风力发电机组，以及冷却定子组件的方法。
技术介绍
在电机中，定子铁芯及其绕组作为电机的主要热源部件，其在工作过程中会产生大量的热，通常将冷气流通入定子和转子之间的气隙中来对电机的热源部件进行冷却。以外转子内定子结构的电机为例，在电机定子和转子之间的气隙内通入冷气流的方式虽然可以有效地冷却气隙两侧的磁极和绕组、铁芯，但是，对于定子铁芯而言，冷气流直接接触气隙侧的径向侧外露的表面，而远离气隙侧的径向侧表面缺少足够的冷却此外，由于电机定子铁芯的各个周向位置的沿着径向方向的基本受力状况不对称，使定子铁芯的各个周向位置沿着径向方向所受拉应力和压应力不同，从而难以保证定子铁芯的圆度，使定子和转子之间的气隙不均匀，威胁电机长期可靠安全运行。由于定子铁芯的各个周向位置的受力情况不均匀、不对称，定子铁芯在长期工作过程中会发生变形，进而导致定子和转子之间的气隙不均匀。在定子和转子之间的磁拉力的作用，这种气隙不均匀的情况会愈发严重，最后可能导致定子和转子相撞的严重事故。
技术实现思路
为解决现有技术中出现的上述问题，根据本专利技术的一个方面，提出一种定子组件，所述定子组件包括定子铁芯和定子支架，所述定子铁芯安装在所述定子支架上，所述定子组件还包括定子组件冷却单元，所述定子组件冷却单元包括设置在所述定子铁芯的不同周向位置处的多个柔性气囊，各个柔性气囊沿着所述定子铁芯的径向侧表面轴向延伸以形成轴向流体通道。可选地，所述定子组件冷却单元可被构造为向每个柔性气囊内输送冷却介质，并使输送到每个柔性气囊中的冷却介质的温度和/或流量基于所述定子铁芯的不同周向位置而不同。可选地，所述定子组件冷却单元可被构造为使得输送到每个柔性气囊中的冷却介质的温度和/或流量基于所述定子铁芯的不同周向位置处受到的紧固力和重力沿着径向方向的合力的大小而不同。可选地，所述定子组件冷却单元可被构造为使得输送到每个柔性气囊中的冷却介质的温度和/或流量基于所述定子铁芯在不同周向位置处的半径和/或曲率的大小而不同。可选地，所述柔性气囊在填充有冷却介质的状态下紧密接触所述定子铁芯的所述径向侧表面。可选地，所述定子支架可包括支撑围板，所述定子铁芯被紧固到所述支撑围板上，所述多个气囊柔性气囊设置在所述支撑围板与所述定子铁芯的所述径向侧表面之间。可选地，所述定子铁芯由多个铁芯叠片堆叠形成。可选地，所述定子组件可设置于转子内部，所述定子组件冷却单元可被构造为使得沿着所述定子铁芯的圆周位于下方的柔性气囊中的冷却介质的温度低于沿着所述定子铁芯的圆周位于上方的柔性气囊中的冷却介质的温度；或者，所述定子组件可设置于转子外部，所述定子组件冷却单元可被构造为使得沿着所述定子铁芯的圆周位于上方的柔性气囊中的冷却介质的温度低于沿着所述定子铁芯的圆周位于下方的柔性气囊中的冷却介质的温度。可选地，所述定子组件可设置于转子内部，所述定子组件冷却单元可被构造为使得沿着所述定子铁芯的圆周位于下方的柔性气囊中的冷却介质的流速或流量高于沿着所述定子铁芯的圆周位于上方的柔性气囊中的冷却介质的流速或流量；或者，所述定子组件可设置于转子外部，所述定子组件冷却单元可被构造为使得沿着所述定子铁芯的圆周位于上方的柔性气囊中的冷却介质的流速或流量高于沿着所述定子铁芯的圆周位于下方的柔性气囊中的冷却介质的流速或流量。可选地，所述多个柔性气囊可在所述定子铁芯的端部相互连接，从而彼此串联连接和/或并联。可选地，所述多个柔性气囊可形成并联的两组流动路径，在所述两组流动路径中的每一个中，各个柔性气囊可相互串联，所述两组流动路径可在所述定子铁芯的圆周上对称设置。可选地，所述定子组件可设置于转子内部，所述定子组件冷却单元可被构造为使冷却介质从沿着所述定子铁芯的圆周位于最下方的柔性气囊流入，并从沿着所述定子铁芯的圆周位于最上方的柔性气囊流出；或者，所述定子组件可设置于转子外部，所述定子组件冷却单元可被构造为使冷却介质从沿着所述定子铁芯的圆周位于最上方的柔性气囊流入，并从沿着所述定子铁芯的圆周位于最下方的柔性气囊流出。可选地，所述多个柔性气囊可彼此并联，所述定子组件冷却单元还可包括汇流管道和多个分支管道，所述汇流管道可通过所述多个分支管道分别与所述多个柔性气囊连通，使得供应到所述汇流管道内的冷却介质分别通过所述多个分支管道流入相应的柔性气囊。可选地，所述定子组件冷却单元还可包括设置在多个分支管道上的阀门，所述阀门可为节流阀，所述定子组件冷却单元可通过调节所述阀门控制流入各个柔性气囊中的冷却介质的流量。根据本专利技术的另一方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如上所述的定子组件，其中，所述风力发电机组为水平轴风力发电机组。根据本专利技术的又一方面，提供一种冷却定子组件的方法，所述定子组件包括定子铁芯和定子支架，所述定子铁芯安装在所述定子支架上，所述定子组件还包括定子组件冷却单元，所述定子组件冷却单元包括设置在所述定子铁芯的不同周向位置处的多个轴向流体通道，所述多个轴向流体通道沿着所述定子铁芯的径向侧表面轴向延伸，所述方法包括：向所述多个轴向流体通道内输送冷却介质，并使输送到每个轴向流体通道中的冷却介质的温度和/或流量基于所述轴向流体通道所在周向位置而不同。可选地，所述方法还可包括：使输送到每个轴向流体通道中的冷却介质的温度和/或流量基于所述定子铁芯的不同周向位置处受到的紧固力和重力沿着径向方向的合力的大小而不同。可选地，所述方法还可包括：使输送到每个轴向流体通道中的冷却介质的温度和/或流量基于所述定子铁芯在不同周向位置处的半径和/或曲率的大小而不同。可选地，在向所述多个轴向流体通道输送冷却介质的步骤中，在外转子内定子结构中，可使得沿着所述定子铁芯的圆周位于下方的轴向流体通道中的冷却介质的温度低于位于上方的轴向流体通道中的冷却介质的温度，或者可使得流入下方的轴向流体通道中的冷却介质的流量或流速高于流入上方的轴向流体通道中的冷却介质的流量或流速；在外定子内转子结构中，可使得沿着所述定子铁芯的圆周位于上方的轴向流体通道中的冷却介质的温度低于位于下方的轴向流体通道中的冷却介质的温度，或者使得流入上方的轴向流体通道中的冷却介质的流量或流速高于流入下方的轴向流体通道中的冷却介质的流量或流速。可选地，所述多个轴向流体通道相互串联，在向所述多个轴向流体通道输送冷却介质的步骤中，在外转子内定子结构中，可使冷却介质分为两路分别从位于最下方的轴向流体通道流入，然后沿着所述定子铁芯的圆周，由下至上依次流入其它各个轴向流体通道，并从位于最上方的轴向流体通道中流出；或者，在外定子内转子结构中，可使冷却介质分为两路分别从位于最上方的轴向流体通道流入，然后沿着所述定子铁芯的圆周，由上至下依次流入其它各个轴向流体通道，并从位于最下方的轴向流体通道中流出。可选地，所述多个轴向流体通道相互并联，在向所述多个轴向流体通道输送冷却介质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定子组件，所述定子组件包括定子铁芯(110)和定子支架(130)，所述定子铁芯(110)安装在所述定子支架(130)上，其特征在于，所述定子组件还包括定子组件冷却单元，所述定子组件冷却单元包括设置在所述定子铁芯(110)的不同周向位置处的多个柔性气囊(500)，各个柔性气囊(500)沿着所述定子铁芯(110)的径向侧表面轴向延伸以形成轴向流体通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种定子组件，所述定子组件包括定子铁芯(110)和定子支架(130)，所述定子铁芯(110)安装在所述定子支架(130)上，其特征在于，所述定子组件还包括定子组件冷却单元，所述定子组件冷却单元包括设置在所述定子铁芯(110)的不同周向位置处的多个柔性气囊(500)，各个柔性气囊(500)沿着所述定子铁芯(110)的径向侧表面轴向延伸以形成轴向流体通道。


2.如权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述定子组件冷却单元被构造为向每个柔性气囊(500)内输送冷却介质，并使输送到每个柔性气囊(500)中的冷却介质的温度和/或流量基于所述定子铁芯(110)的不同周向位置而不同。


3.如权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述定子组件冷却单元被构造为使得输送到每个柔性气囊(500)中的冷却介质的温度和/或流量基于所述定子铁芯(110)的不同周向位置处受到的紧固力和重力沿着径向方向的合力的大小而不同。


4.如权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述定子组件冷却单元被构造为使得输送到每个柔性气囊(500)中的冷却介质的温度和/或流量基于所述定子铁芯(110)在不同周向位置处的半径和/或曲率的大小而不同。


5.如权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述柔性气囊(500)在填充有冷却介质的状态下紧密接触所述定子铁芯(110)的所述径向侧表面。


6.如权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述定子支架(130)包括支撑围板(131)，所述定子铁芯(110)被紧固到所述支撑围板(131)上，所述多个柔性气囊(500)设置在所述支撑围板(131)与所述定子铁芯(110)的所述径向侧表面之间。


7.如权利要求1-6中任一项所述的定子组件，其特征在于，所述定子铁芯(110)由多个铁芯叠片(111)堆叠形成。


8.如权利要求1-6中任一项所述的定子组件，其特征在于，所述定子组件设置于转子内部，所述定子组件冷却单元被构造为使得沿着所述定子铁芯(110)的圆周位于下方的柔性气囊(500)中的冷却介质的温度低于沿着所述定子铁芯(110)的圆周位于上方的柔性气囊(500)中的冷却介质的温度；
或者，所述定子组件设置于转子外部，所述定子组件冷却单元被构造为使得沿着所述定子铁芯(110)的圆周位于上方的柔性气囊(500)中的冷却介质的温度低于沿着所述定子铁芯(110)的圆周位于下方的柔性气囊(500)中的冷却介质的温度。


9.如权利要求1-6中任一项所述的定子组件，其特征在于，所述定子组件设置于转子内部，所述定子组件冷却单元被构造为使得沿着所述定子铁芯(110)的圆周位于下方的柔性气囊(500)中的冷却介质的流速或流量高于沿着所述定子铁芯(110)的圆周位于上方的柔性气囊(500)中的冷却介质的流速或流量；
或者，所述定子组件设置于转子外部，所述定子组件冷却单元被构造为使得沿着所述定子铁芯(110)的圆周位于上方的柔性气囊(500)中的冷却介质的流速或流量高于沿着所述定子铁芯(110)的圆周位于下方的柔性气囊(500)中的冷却介质的流速或流量。


10.如权利要求1-6中任一项所述的定子组件，其特征在于，所述多个柔性气囊(500)在所述定子铁芯(110)的端部相互连接，从而彼此串联连接和/或并联。


11.如权利要求10所述的定子组件，其特征在于，所述多个柔性气囊(500)形成并联的两组流动路径，在所述两组流动路径中的每一个中，各个柔性气囊(500)相互串联，所述两组流动路径在所述定子铁芯(110)的圆周上对称设置。


12.如权利要求11所述的定子组件，其特征在于，所述定子组件设置于转子内部，所述定子组件冷却单元被构造为使冷却介质从沿着所述定子铁芯(110)的圆周位于最下方的柔性气囊(500)流入，并从沿着所述定子铁芯(110)的圆周位于最上方的柔性气囊(500)流出；
或者，所述定子组件设置于转子外部，所述定子组件冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：马盛骏，
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