利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及風力發電技術領域,尤其是涉及一種利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統。該系統包括:風力發電塔筒以及安裝于風力發電塔筒內的變流器;所述風力發電塔筒的塔筒壁內表面局部設有導熱安裝面,所述風力發電塔筒內設有支撐裝置;所述變流器的發熱部件與所述導熱安裝面相互貼合,且相互連接成一體;所述變流器的其他部件固定于所述支撐裝置上。該系統利用風力發電機組中必要部件塔筒作為給變流器散熱的部件,省去原有變流器的大功率風扇或水冷循環系統,節省系統成本和降低系統損耗。
【專利說明】
利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統
技術領域
[0001]本發明涉及風力發電技術領域,尤其是涉及一種利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的進步和國家能源戰略的調整,作為可再生能源利用的主要方式之一,風力發電已成為國家能源供應的重要組成部分。其中,風電變流器是風力發電系統的核心部件,一般在1000千瓦(或稱1麗)以上的風力發電機組中,大都利用變流器裝置將電能轉換或控制成適當的頻率和電壓后送到電網上,成為可以廣泛利用的電能。而變流器裝置在電能轉換的過程中,其功率器件、變壓器、電抗器、電阻、電容等都會產生熱量,這些熱量如不能及時得到排除,一則會影響有關元器件的壽命,二則可能毀壞有關元器件,直至整個變流器無法正常工作。因此幾乎所有的變流器都在其散熱問題上要有精心的設計,增加很多散熱裝置,如風機、水冷系統等,不僅大大增加了變流器的投資成本,而且這些裝置本身也需要消耗電能。
[0003]現有風電變流器的散熱問題大多采用變流器自身孤立解決,利用散熱風機強迫風冷散熱,或利用水冷循環系統水冷散熱。風冷散熱基本屬于開放式散熱系統,最大的缺陷在于整柜的防護等級無法做高,功率密度無法做大。水冷散熱系統大多屬于密閉式散熱系統,其缺陷在于水冷系統無法帶走全部熱量,通常需要輔助風冷散熱才能徹底解決系統散熱問題。
[0004]可見,現有的風冷或水冷散熱系統均需額外增加散熱裝置,例如:大功率風扇、水冷設備等。這樣不僅會增加變流器硬件成本,而且這些裝置還會帶來額外的電能損耗。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統,以解決現有技術中存在的在對風電變流器散熱時需要安裝額外的散熱裝置,導致增加風力發電系統成本和額外的電能損耗的技術問題。
[0006]為解決上述技術問題,本發明提供一種利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統,其包括:風力發電塔筒以及安裝于風力發電塔筒內的變流器;
[0007]所述風力發電塔筒的塔筒壁內表面局部設有導熱安裝面,所述風力發電塔筒內設有支撐裝置;
[0008]所述變流器的發熱部件與所述導熱安裝面相互貼合,且相互連接成一體;所述變流器除去貼裝在導熱安裝面的其他部件固定于所述支撐裝置上。
[0009]進一步地,所述支撐裝置為位于所述風力發電塔筒內的平臺。
[0010]進一步地,所述支撐裝置為固定于所述風力發電塔筒的塔筒壁上的支架結構。
[0011]進一步地,所述風力發電塔筒內設有供所述變流器進行布線的容納空間。
[0012]進一步地,所述變流器的發熱部件為需要用于貼裝在散熱器上進行散熱的部件。
[0013]進一步地,所述變流器的其他部件為本身不發熱的部件或不需要用于貼裝在散熱器上進行散熱的部件。
[0014]進一步地,所述變流器的發熱部件和其他部件分別通過電纜或銅排進行電氣連接。
[0015]進一步地,所述風力發電塔筒內還設有用于電纜或銅排的支撐固定裝置。
[0016]進一步地,所述變流器連接完成的發熱部件和其他部件的外部設有防護罩。
[0017]進一步地,所述防護罩為一體式或分體式。
[0018]本發明還提供一種利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的方法,其包括如下步驟:
[0019]對風力發電塔筒的塔筒壁內表面進行局部精加工形成導熱安裝面;將變流器的發熱部件貼合安裝于導熱安裝面上進行散熱,并且使變流器與風力發電塔筒融為一體;將變流器的其他部件固定于所述變流器內的支撐裝置上。
[0020]可見,采用上述技術方案,本發明具有如下有益效果:
[0021]本發明提供的利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統,
[0022]利用風力發電機組中必要部件塔筒作為給變流器散熱的部件,省去原有變流器的大功率風扇或水冷循環系統,節省系統成本和降低系統損耗。同時,突破現有變流器的整機柜式結構理念,變流器與塔筒壁部分融為一體,形成新形態的變流器。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發明【具體實施方式】或現有技術中的技術方案下面將對【具體實施方式】或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本發明實施例提供的利用風力發電塔筒壁對變流器散熱系統的結構示意圖。
[0025]附圖標記:
[0026]1-發熱部件;2-其他部件;3-塔筒壁;
[0027]4-支撐裝置;5-防護罩。
【具體實施方式】
[0028]下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
[0029]在本發明的描述中,需要說明的是,術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。此外,術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0030]在本發明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0031]下面通過具體的實施例子并結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。
[0032]實施例一
[0033]結合圖1所示,本實施例一提供一種利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統,用于解決現有技術中存在的在對風電變流器散熱時需要安裝額外的散熱裝置,導致增加風力發電系統成本和額外的電能損耗的技術問題。
[0034]該利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統包括:風力發電塔筒以及安裝于風力發電塔筒內的變流器;
[0035]由于風力發電機的塔筒壁有很大的熱容和散熱面積,特別是有風的吹的時候散熱效果更好,也屬于必用的部件。因此,為了提高系統的性價比,在風力發電塔筒的塔筒壁3內表面局部設有導熱安裝面,這種導熱安裝面可采用與散熱器導熱面相同的精加工制成,具有光潔、熱阻小的特點。而且,導熱安裝面的尺寸大小也不局限。
[0036]而且,在風力發電塔筒內設有支撐裝置4,這種支撐裝置4可以為風力發電塔筒內平臺或者外加的其他支撐部件,在此并不對其進行以某種形式的局限。
[0037]對于變流器而言,變流器分為發熱部件I和除去發熱部件I的其他部件2,變流器的發熱部件I與導熱安裝面相互貼合,且相互連接成一體;變流器除去貼裝在導熱安裝面的其他部件2固定于支撐裝置4上。這種變流器突破現有變流器的整機柜式結構理念,變流器與塔筒壁3部分融為一體,形成新形態的變流器。對整體進線電氣連接,然后結合塔筒壁3對“散裝變流器”進行整體安全防護。
[0038]可見,本實施利用風力發電機組中必要部件塔筒作為給變流器散熱的部件,省去原有變流器的大功率風扇或水冷循環系統,節省系統成本和降低系統損耗。
[0039]這里需要說明的是,變流器的發熱部件I為需要用于貼裝在散熱器上進行散熱的部件。或者說,發熱部件I必須能夠有與導熱安裝面相配的一個接觸面。變流器的其他部件2為本身不發熱的部件或不需要用于貼裝在散熱器上進行散熱的部件。
[0040]具體地,變流器中主要的發熱部件I例如:IGBT或功率電阻等,這些部件都需要與散熱器進行平面貼裝,都是具有可與導熱安裝面相匹配的安裝平面,且其本身可發熱的部件;
[0041]而對應地,變流器中的其他部件2為本身不發熱的部件,或者本身可以發熱但是不具有與導熱安裝面相匹配的安裝平面的部件(無法與散熱器進行平面貼裝的部件)。
[0042]這里,由發熱部件I與其他部件2所組成的變流器可以為現有變流器的功能。例如:變流器包括:控制回路、功率回路以及并網回路。
[0043]控制回路主要對采集回的各種模擬數字信號進行分析,發出控制指令,控制變流器的運行狀態。控制回路主要包括控制電路板、接口繼電器、濾波器、電源模塊等。
[0044]功率回路:主要負責發電機能量的傳遞。功率回路主要包括IGBT、電流傳感器、DC支撐電容等。
[0045]并網回路:主要用于變流器與發電機系統和電網連接控制、一些控制信號的采集以及二次回路的配置。并網回路主要包括斷路器或接觸器、信號采集元件、加熱器、信號采集部分等。
[0046]本實施例中的支撐裝置4的形式可以有多種多樣,以如下幾種優選的方式簡單說明。
[0047]支撐裝置4可以為位于風力發電塔筒內的平臺,這種平臺可以屬于風力發電塔筒的一部分,當然也可重新搭設。
[0048]支撐裝置4還可以為固定于風力發電塔筒的塔筒壁3上的支架結構,這種屬于外接設備,同樣也可以。
[0049]此外,風力發電塔筒內設有供變流器進行布線的容納空間。
[0050]變流器的發熱部件I和其他部件2分別通過電纜或銅排進行電氣連接。
[0051]而且,風力發電塔筒內還設有用于電纜或銅排的支撐固定裝置。
[0052]這種支撐固定裝置同樣并不局限于一種方式,本領域技術人員在上述結構的基礎上可以做任何修改。例如:支撐固定裝置為約束電纜走線路徑裝置或支撐固定銅排裝置。
[0053]進一步地,變流器連接完成的發熱部件I和其他部件2的外部設有防護罩5。防護罩5具有安全防護的功能。
[0054]防護罩5的形狀、數量、尺寸以及材料均可靈活設置,此處不再進行局限。
[0055]例如:防護罩5為一體式,作為一個整體結構罩在發熱部件I和其他部件2上。
[0056]又例如:防護罩5為分體式,包括多個防護罩5子單元,這些防護罩5子單元分別對應罩在不同的部件上。
[0057]優選地,導熱安裝面為光潔、熱阻小的金屬導熱面。當然,并不局限于此,例如:還可以在金屬導熱面與發熱部件I之間涂覆一層導熱硅脂等。
[0058]實施例二
[0059]結合圖1所示,實施例二提供了一種利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的方法,該實施例是在實施例一的基礎上增加了一種利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的方法的技術方案,實施例一所公開的利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統的技術特征也適用于該實施例。
[0060]具體地,本實施例二是基于上述實施例一來實現的,因此首先需要對實施例一進行基本介紹。
[0061]實施例一中的利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統包括:風力發電塔筒以及安裝于風力發電塔筒內的變流器;由于風力發電機的塔筒壁有很大的熱容和散熱面積,特別是有風的吹的時候散熱效果更好,也屬于必用的部件。因此,為了提高系統的性價比,在風力發電塔筒的塔筒壁3內表面局部設有導熱安裝面,這種導熱安裝面可采用與散熱器導熱面相同的精加工制成,具有光潔、熱阻小的特點。而且,導熱安裝面的尺寸大小也不局限。而且,在風力發電塔筒內設有支撐裝置4,這種支撐裝置4可以為風力發電塔筒內平臺或者外加的其他支撐部件,在此并不對其進行以某種形式的局限。
[0062]對于變流器而言,變流器分為發熱部件I和除去發熱部件I的其他部件2,變流器的發熱部件I與導熱安裝面相互貼合,且相互連接成一體;變流器除去貼裝在導熱安裝面的其他部件2固定于支撐裝置4上。這種變流器突破現有變流器的整機柜式結構理念,變流器與塔筒壁3部分融為一體,形成新形態的變流器。
[0063]因此,該利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統進行的方法包括如下步驟:
[0064]對風力發電塔筒的塔筒壁3內表面進行局部精加工形成導熱安裝面;將變流器的發熱部件I貼合安裝于導熱安裝面上進行散熱,并且使變流器的發熱部件I與風力發電塔筒融為一體;將變流器的其余部件固定于變流器內的支撐裝置4上。對整體進線電氣連接,然后結合塔筒壁對“散裝變流器”進行整體安全防護。
[0065]綜上,利用風力發電機組中必要部件塔筒作為給變流器散熱的部件,省去原有變流器的大功率風扇或水冷循環系統,節省系統成本和降低系統損耗。而且,這種變流器突破現有變流器的整機柜式結構理念,變流器與塔筒壁部分融為一體,形成新形態的變流器。
[0066]值得說明的是,術語“優選地”是指,在某些情況下可提供某些益處的本發明實施方式。然而,在相同或其他情況下,其他實施方式也可能是優選的。另外,一個或多個優選的實施方式的敘述不意味著其他實施方式是不可用的,也不旨在將其他實施方式排除在本發明范圍外。
[0067]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統,其特征在于,包括:風力發電塔筒以及安裝于風力發電塔筒內的變流器; 所述風力發電塔筒的塔筒壁內表面局部設有導熱安裝面,所述風力發電塔筒內設有支撐裝置; 所述變流器的發熱部件與所述導熱安裝面相互貼合,且相互連接成一體;所述變流器的其他部件固定于所述支撐裝置上。2.根據權利要求1所述的利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統,其特征在于,所述支撐裝置為位于所述風力發電塔筒內的平臺。3.根據權利要求1所述的利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統,其特征在于,所述支撐裝置為固定于所述風力發電塔筒的塔筒壁上的支架結構。4.根據權利要求1所述的利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統,其特征在于,所述風力發電塔筒內設有供所述變流器進行布線的容納空間。5.根據權利要求1所述的利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統,其特征在于,所述變流器的發熱部件為需要用于貼裝在散熱器上進行散熱的部件。6.根據權利要求1所述的利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統,其特征在于,所述變流器的其他部件為本身不發熱的部件或不需要用于貼裝在散熱器上進行散熱的部件。7.根據權利要求1所述的利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統,其特征在于,所述變流器的發熱部件和其他部件分別通過電纜或銅排進行電氣連接。8.根據權利要求7所述的利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統,其特征在于,所述風力發電塔筒內還設有用于電纜或銅排的支撐固定裝置。9.根據權利要求7所述的利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統,其特征在于,所述變流器連接完成的發熱部件和其他部件的外部設有防護罩。10.根據權利要求9所述的利用風力發電塔筒壁對變流器散熱的系統,其特征在于,所述防護罩為一體式或分體式。
【文檔編號】H05K7/20GK105863973SQ201610395123
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月6日
【發明人】李玉琢, 寇斐, 馬永健
【申請人】北京合力電氣傳動控制技術有限責任公司