發(fā)電機(jī)組件和用于冷卻或清潔發(fā)電機(jī)的滑環(huán)組件的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及發(fā)電機(jī)組件和用于冷卻或清潔發(fā)電機(jī)的滑環(huán)組件的系統(tǒng)。本公開涉及用于冷卻或清潔風(fēng)力渦輪(10)的發(fā)電機(jī)(24)的滑環(huán)組件(55)的系統(tǒng)(70)和方法?；h(huán)組件至少部分地封閉在滑環(huán)隔室(54)中。另外，滑環(huán)組件包括安裝到可旋轉(zhuǎn)軸(34)上的電傳導(dǎo)滑環(huán)(56)和固定傳導(dǎo)環(huán)組件(57)，滑環(huán)接觸部件(60)安裝在固定傳導(dǎo)環(huán)組件(57)上。導(dǎo)管組件(72)構(gòu)造成將流體引導(dǎo)到滑環(huán)隔室(54)中，以便冷卻或清潔滑環(huán)隔室(54)。另外，導(dǎo)管組件(72)從第一端(74)延伸到第二端(75)。更特別地，第一端(74)構(gòu)造在發(fā)電機(jī)(24)的入口處或其前面，而第二端(75)則構(gòu)造在滑環(huán)隔室(54)處。
【專利說明】
發(fā)電機(jī)組件和用于冷卻或清潔發(fā)電機(jī)的滑環(huán)組件的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開大體涉及風(fēng)力渦輪，并且更特別地，涉及用于冷卻風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)、特別是發(fā)電機(jī)的滑環(huán)隔室的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力被認(rèn)為是目前可獲得的最干凈、最環(huán)境友好的能源之一，而且就此而言風(fēng)力渦輪已經(jīng)得到了越來越多的關(guān)注。現(xiàn)代風(fēng)力渦輪典型地包括塔架、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、機(jī)艙和一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。機(jī)艙包括聯(lián)接到齒輪箱和發(fā)電機(jī)上的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子和齒輪箱安裝在位于機(jī)艙內(nèi)的底板支承框架上。更特別地，在許多風(fēng)力渦輪中，齒輪箱通過一個(gè)或多個(gè)扭矩支承件或臂來安裝到底板上。轉(zhuǎn)子葉片使用已知的翼型件原理來捕捉風(fēng)的動(dòng)能。轉(zhuǎn)子葉片以旋轉(zhuǎn)能的形式傳遞動(dòng)能，以便使將轉(zhuǎn)子葉片聯(lián)接到齒輪箱上(或者如果不使用齒輪箱，則直接聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。然后發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，電能可部署到公用電網(wǎng)。
[0003]在一些情況下，風(fēng)力渦輪的發(fā)電機(jī)可為雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)，它通過滑環(huán)對轉(zhuǎn)子繞組供應(yīng)電流。電流典型地通過安裝在固定傳導(dǎo)環(huán)上的電刷來應(yīng)用于滑環(huán)。通常，這樣的系統(tǒng)中的滑環(huán)處于低電壓。一些高電壓系統(tǒng)也采用滑環(huán)來實(shí)現(xiàn)諸如功率傳送的目的。在這方面參照Rauhut的美國專利N0.3，471，708，一種用于聯(lián)接頻率差小的多相系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)變壓器。
[0004]典型地在這樣的發(fā)電機(jī)中使用的碳刷會(huì)隨著時(shí)間的推移而磨損。另外，由于碳塵積聚和膨脹而導(dǎo)致的電刷保持器中的粘連可導(dǎo)致產(chǎn)生電弧，以及使集電環(huán)嚴(yán)重失效。另外，由于電損耗和機(jī)械摩擦，這樣的發(fā)電機(jī)中的運(yùn)行元件可變得非常熱。電刷磨損，以及集電環(huán)部分中的過熱可導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失效。這樣的失效會(huì)致使渦輪停機(jī)，這意味著除了更換失效硬件的費(fèi)用之外，渦輪業(yè)主的收益流有損失。
[0005]考慮到上面提到的內(nèi)容，在領(lǐng)域中將期望有對滑環(huán)隔室提供冷卻和/或清潔，以提高渦輪的整體運(yùn)行的系統(tǒng)和方法。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]將在以下描述中部分地闡述本實(shí)用新型的各方面和優(yōu)點(diǎn)，或者根據(jù)描述，本實(shí)用新型的各方面和優(yōu)點(diǎn)可為顯而易見的，或者可通過實(shí)踐本實(shí)用新型來學(xué)習(xí)本實(shí)用新型的各方面和優(yōu)點(diǎn)。
[0007]—方面，本公開涉及一種用于風(fēng)力渦輪的發(fā)電機(jī)組件。發(fā)電機(jī)組件包括:轉(zhuǎn)子組件，轉(zhuǎn)子組件具有圍繞可旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組;具有定子繞組的定子;滑環(huán)組件；以及導(dǎo)管組件。滑環(huán)組件構(gòu)造成對轉(zhuǎn)子組件應(yīng)用電流，并且至少部分地封閉在滑環(huán)隔室中。另外，滑環(huán)組件包括安裝到可旋轉(zhuǎn)軸上的電傳導(dǎo)滑環(huán)和固定傳導(dǎo)環(huán)組件，滑環(huán)接觸部件安裝在固定傳導(dǎo)環(huán)組件上。導(dǎo)管組件構(gòu)造成將流體引導(dǎo)到滑環(huán)隔室中，以便冷卻或清潔滑環(huán)組件。另夕卜，導(dǎo)管組件從第一端延伸到第二端。更特別地，第一端構(gòu)造在發(fā)電機(jī)組件的入口處或其前面，并且第二端構(gòu)造有滑環(huán)隔室。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)組件還包括構(gòu)造成至少部分地封閉轉(zhuǎn)子組件和定子的發(fā)電機(jī)殼體。另外，發(fā)電機(jī)組件還可包括發(fā)電機(jī)熱交換器和風(fēng)扇，它們兩者構(gòu)造成控制發(fā)電機(jī)殼體的溫度。因而，在特定實(shí)施例中，導(dǎo)管組件可構(gòu)造在發(fā)電機(jī)熱交換器的入口處或其前面，以及構(gòu)造在風(fēng)扇后面，使得風(fēng)扇引導(dǎo)冷卻流體通過導(dǎo)管組件，即，在吸熱之前。
[0009]在某些實(shí)施例中，導(dǎo)管組件可包括布置在第一端和第二端之間的多個(gè)導(dǎo)管部件。另外，導(dǎo)管組件還可包括一個(gè)或多個(gè)筆直導(dǎo)管部件、彎折導(dǎo)管部件和/或彎曲導(dǎo)管部件，其從第一端到第二端而布置成將流體從發(fā)電機(jī)組件的入口引導(dǎo)到滑環(huán)隔室。另外，導(dǎo)管組件還可包括一個(gè)或多個(gè)支承支架，支承支架構(gòu)造成將一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管部件支承和/或安裝到發(fā)電機(jī)殼體的外表面上。
[0010]在特定實(shí)施例中，滑環(huán)接觸部件可包括電刷，例如炭刷。仍然在額外的實(shí)施例中，流體可包括周圍空氣。
[0011]在另一方面，本公開涉及一種用于冷卻或清潔發(fā)電機(jī)的滑環(huán)組件的系統(tǒng)。滑環(huán)組件至少部分地封閉在滑環(huán)隔室中，并且包含安裝到可旋轉(zhuǎn)軸上的電傳導(dǎo)滑環(huán)和固定傳導(dǎo)環(huán)組件，滑環(huán)接觸部件安裝在固定傳導(dǎo)環(huán)組件上。因而，系統(tǒng)包括導(dǎo)管組件構(gòu)造成將流體引導(dǎo)到滑環(huán)隔室中，以便冷卻或清潔滑環(huán)組件。另外，導(dǎo)管組件從第一端延伸到第二端。更特別地，第一端構(gòu)造在發(fā)電機(jī)的入口處或其前面，而第二端則構(gòu)造有滑環(huán)隔室。應(yīng)當(dāng)理解，系統(tǒng)可進(jìn)一步構(gòu)造有本文描述的任何額外的特征。
[0012]在又一方面，本公開涉及一種用于冷卻或清潔發(fā)電機(jī)的滑環(huán)組件的方法?；h(huán)組件至少部分地封閉在滑環(huán)隔室中，并且包含安裝到可旋轉(zhuǎn)軸上的電傳導(dǎo)滑環(huán)和固定傳導(dǎo)環(huán)組件，滑環(huán)接觸部件安裝在固定傳導(dǎo)環(huán)組件上。因而，方法包括將具有第一端和第二端的導(dǎo)管組件安裝到發(fā)電機(jī)上。更特別地，方法包括將導(dǎo)管組件的第一端安裝在發(fā)電機(jī)的入口處或其前面，以及將第二端安裝在滑環(huán)隔室處。另外，方法包括通過導(dǎo)管組件將流體從發(fā)電機(jī)的入口引導(dǎo)到滑環(huán)隔室。
[0013]在另一個(gè)實(shí)施例中，方法包括通過發(fā)電機(jī)的現(xiàn)有風(fēng)扇，引導(dǎo)流體通過導(dǎo)管組件。應(yīng)當(dāng)理解，方法可進(jìn)一步包括本文描述的任何額外的步驟和/或特征。
[0014]參照以下描述和所附權(quán)利要求，本實(shí)用新型的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解。附圖結(jié)合在本說明書中，并且構(gòu)成說明書的一部分，附圖示出本實(shí)用新型的實(shí)施例，并且和描述一起用來闡明本實(shí)用新型的原理。
【附圖說明】
[0015]在說明書中對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員闡述本實(shí)用新型的完全和能夠?qū)嵤┑墓_，包括其最佳模式，說明書參照了附圖，其中:
[0016]圖1示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力渦輪的一個(gè)實(shí)施例的透視圖；
[0017]圖2示出根據(jù)本公開的風(fēng)力渦輪的機(jī)艙的一個(gè)實(shí)施例的簡化內(nèi)部視圖的透視圖；
[0018]圖3示出根據(jù)本公開的風(fēng)力渦輪的發(fā)電機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)部橫截面圖；
[0019]圖4示出根據(jù)本公開的用于冷卻或清潔風(fēng)力渦輪的發(fā)電機(jī)的滑環(huán)隔室的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)部透視圖；
[0020]圖5示出根據(jù)本公開的用于冷卻或清潔風(fēng)力渦輪的發(fā)電機(jī)的滑環(huán)組件的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖；
[0021]圖6示出根據(jù)本公開的用于冷卻或清潔風(fēng)力渦輪的發(fā)電機(jī)的滑環(huán)組件的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的端視圖；以及
[0022]圖7示出根據(jù)本公開的用于冷卻或清潔風(fēng)力渦輪的發(fā)電機(jī)的滑環(huán)組件的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
[0023]部件列表
[0024]10風(fēng)力渦輪
[0025]12 塔架
[0026]14基礎(chǔ)/支承表面
[0027]16 機(jī)艙
[0028]18 轉(zhuǎn)子
[0029]20可旋轉(zhuǎn)轂
[0030]22轉(zhuǎn)子葉片
[0031]24發(fā)電機(jī)
[0032]25發(fā)電機(jī)殼體
[0033]26控制器
[0034]28變槳軸線
[0035]30熱交換器
[0036]32變槳調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
[0037]34轉(zhuǎn)子軸
[0038]35主軸承
[0039]36發(fā)電機(jī)軸
[0040]38齒輪箱
[0041 ]40變槳驅(qū)動(dòng)馬達(dá)
[0042]42變槳驅(qū)動(dòng)齒輪箱
[0043]44變槳驅(qū)動(dòng)小齒輪
[0044]46變槳軸承
[0045]48底板支承框架
[0046]50扭矩支承件
[0047]52 風(fēng)扇
[0048]54滑環(huán)隔室
[0049]55滑環(huán)組件
[0050]56傳導(dǎo)滑環(huán)
[0051 ]57固定傳導(dǎo)環(huán)組件
[0052]58滑動(dòng)接觸環(huán)
[0053]59滑環(huán)本體
[0054]60滑環(huán)接觸部件
[0055]62轉(zhuǎn)子組件
[0056]64發(fā)電機(jī)定子
[0057]70 系統(tǒng)
[0058]72導(dǎo)管組件
[0059]74 第一端
[0060]75 第二端[0061 ]76導(dǎo)管部件
[0062]78支承支架
[0063]100 方法
[0064]102方法步驟
[0065]104方法步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0066]現(xiàn)在將詳細(xì)參照本實(shí)用新型的實(shí)施例，在圖中示出實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)示例。以闡明本實(shí)用新型而非限制本實(shí)用新型的方式提供各個(gè)示例。實(shí)際上，將對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可在不偏離本實(shí)用新型的范圍或精神的情況下，對本實(shí)用新型作出各種修改和改變。例如，被示為或描述成一個(gè)實(shí)施例的一部分的特征可用于另一個(gè)實(shí)施例，以產(chǎn)生另一個(gè)實(shí)施例。因而，意于的是本實(shí)用新型覆蓋在所附權(quán)利要求和它們的等效物的范圍內(nèi)的這樣的修改和改變。
[0067]大體上，本公開涉及用于冷卻或清潔風(fēng)力渦輪的發(fā)電機(jī)的滑環(huán)組件的系統(tǒng)和方法?；h(huán)組件封閉在滑環(huán)隔室中，并且包含安裝到可旋轉(zhuǎn)軸上的電傳導(dǎo)滑環(huán)和固定傳導(dǎo)環(huán)組件，滑環(huán)接觸部件安裝在固定傳導(dǎo)環(huán)組件上。因此，系統(tǒng)包括導(dǎo)管組件，導(dǎo)管組件構(gòu)造成將周圍空氣引導(dǎo)到滑環(huán)隔室中，以便冷卻或清潔滑環(huán)隔室。更特別地，導(dǎo)管組件的第一端構(gòu)造在發(fā)電機(jī)的入口處或其前面，而第二端則構(gòu)造在滑環(huán)隔室處。因而，導(dǎo)管組件將空氣從發(fā)電機(jī)的前入口中引出，并且繞過轉(zhuǎn)子/定子組件，以便將冷卻空氣直接引導(dǎo)到滑環(huán)隔室，以消除對已吸熱的冷卻空氣的使用。
[0068]本公開提供現(xiàn)有技術(shù)中不存在的許多優(yōu)點(diǎn)。例如，本公開的系統(tǒng)改進(jìn)滑環(huán)接觸部件(例如碳刷)的磨損率，以及減輕由于碳塵積聚和膨脹而導(dǎo)致的電刷保持器中的粘連。粘連電刷可導(dǎo)致產(chǎn)生電弧和集電環(huán)嚴(yán)重失效，因此，改進(jìn)的冷卻使得滑環(huán)運(yùn)行和電刷壽命得到改進(jìn)。因而，單元由于電刷失效而停機(jī)的時(shí)間減少，并且電刷壽命增加。另外，維護(hù)時(shí)間間隔和成本降低。另外，在某些實(shí)施例中，本公開的系統(tǒng)和方法使用現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)構(gòu)件，例如發(fā)電機(jī)風(fēng)扇，因此系統(tǒng)成本較廉價(jià)。
[0069]現(xiàn)在參照附圖，圖1示出根據(jù)本公開的風(fēng)力渦輪10的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。如所顯示的那樣，風(fēng)力渦輪10大體包括從支承表面14延伸的塔架12、安裝在塔架12上的機(jī)艙16，以及聯(lián)接到機(jī)艙16上的轉(zhuǎn)子18。轉(zhuǎn)子18包括可旋轉(zhuǎn)輪轂20和至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22，轉(zhuǎn)子葉片22聯(lián)接到輪轂20上，并且從輪轂20向外延伸。例如，在示出的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子18包括三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22。但是，在備選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子18可包括超過或不到三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22。各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22可圍繞輪轂20間隔開，以有利于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子18，以使得動(dòng)能能夠由風(fēng)轉(zhuǎn)變成可用的機(jī)械能，并且隨后轉(zhuǎn)變成電能。例如，輪轂20可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到定位在機(jī)艙16內(nèi)的發(fā)電機(jī)24上(圖2)，以容許產(chǎn)生電能。
[0070]風(fēng)力渦輪10還可包括集中在機(jī)艙16內(nèi)的風(fēng)力渦輪控制器26。但是，在其它實(shí)施例中，控制器26可位于風(fēng)力渦輪10的任何其它構(gòu)件內(nèi)，或者位于風(fēng)力渦輪10外部的位置處。另夕卜，控制器26可通信地聯(lián)接到風(fēng)力渦輪10的任何數(shù)量的構(gòu)件上，以便控制構(gòu)件。因而，控制器26可包括計(jì)算機(jī)或其它適當(dāng)?shù)奶幚韱卧?。因而，在若干?shí)施例中，控制器26可包括適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)可讀指令，當(dāng)實(shí)現(xiàn)時(shí)，指令將控制器26配置成執(zhí)行各種不同的功能，諸如接收、傳輸和/或執(zhí)行風(fēng)力渦輪控制信號。
[0071]現(xiàn)在參照圖2，示出了圖1中顯示的風(fēng)力渦輪10的機(jī)艙16的一個(gè)實(shí)施例的簡化內(nèi)部視圖。如所顯示的那樣，發(fā)電機(jī)組件24可聯(lián)接到轉(zhuǎn)子18上，以用轉(zhuǎn)子18產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能產(chǎn)生電功率。例如，如示出的實(shí)施例中顯示的那樣，轉(zhuǎn)子18可包括轉(zhuǎn)子軸34，轉(zhuǎn)子軸34聯(lián)接到輪轂20上而隨其旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子軸34進(jìn)而可通過齒輪箱38可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到發(fā)電機(jī)24的發(fā)電機(jī)軸36上。另外，齒輪箱38通過一個(gè)或多個(gè)扭矩支承件50連接到底板支承框架48上。如一般理解的那樣，轉(zhuǎn)子軸34響應(yīng)于轉(zhuǎn)子葉片22和輪轂20的旋轉(zhuǎn)，對齒輪箱38提供低速、高扭矩輸入。然后齒輪箱38將低速、高扭矩輸入轉(zhuǎn)換成高速、低扭矩輸出，以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)軸36，并且因而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)24。
[0072]各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22還可包括變槳調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)32，其構(gòu)造成使各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22圍繞其變槳軸線28旋轉(zhuǎn)，這取決于風(fēng)速和/或風(fēng)向。因而，變槳葉片22直接影響發(fā)電機(jī)24的功率輸出。更特別地，各個(gè)變槳調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)32可包括變槳驅(qū)動(dòng)馬達(dá)40(例如，任何適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)馬達(dá)、液壓馬達(dá)或氣動(dòng)馬達(dá))、變槳驅(qū)動(dòng)齒輪箱42和變槳驅(qū)動(dòng)小齒輪44。在這樣的實(shí)施例中，變槳驅(qū)動(dòng)馬達(dá)40可聯(lián)接到變槳驅(qū)動(dòng)齒輪箱42上，使得變槳驅(qū)動(dòng)馬達(dá)40對變槳驅(qū)動(dòng)齒輪箱42施加機(jī)械力。類似地，變槳驅(qū)動(dòng)齒輪箱42可聯(lián)接到變槳驅(qū)動(dòng)小齒輪44上，以隨其旋轉(zhuǎn)。變槳驅(qū)動(dòng)小齒輪44進(jìn)而可與聯(lián)接在輪轂20和對應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片22之間的變槳軸承46處于旋轉(zhuǎn)接合，使得變槳驅(qū)動(dòng)小齒輪44的旋轉(zhuǎn)使變槳軸承46旋轉(zhuǎn)。因而，在這樣的實(shí)施例中，變槳驅(qū)動(dòng)馬達(dá)40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)變槳驅(qū)動(dòng)齒輪箱42和變槳驅(qū)動(dòng)小齒輪44，從而使變槳軸承46和轉(zhuǎn)子葉片22圍繞變槳軸線28旋轉(zhuǎn)。類似地，風(fēng)力渦輪10可包括通信地聯(lián)接到控制器26上的一個(gè)或多個(gè)偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)66，其中各個(gè)偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(一個(gè)或多個(gè))66構(gòu)造成改變機(jī)艙16相對于風(fēng)的角(例如，通過接合風(fēng)力渦輪10的偏航軸承68)。
[0073]現(xiàn)在參照圖3，示出根據(jù)本公開的發(fā)電機(jī)組件24的一個(gè)實(shí)施例的橫截面圖。例如，如所顯示的那樣，發(fā)電機(jī)24可為雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)，但任何其它類型的發(fā)電機(jī)也都在本實(shí)用新型的范圍和精神內(nèi)。更特別地，發(fā)電機(jī)24包括發(fā)電機(jī)殼體25，發(fā)電機(jī)殼體25包含轉(zhuǎn)子組件62和定子64，轉(zhuǎn)子組件62具有轉(zhuǎn)子繞組，轉(zhuǎn)子繞組圍繞可旋轉(zhuǎn)軸36旋轉(zhuǎn)，定子64具有定子繞組。另外，如所顯示的那樣，轉(zhuǎn)子組件62操作性地與定子64聯(lián)接。更特別地，發(fā)電機(jī)24的轉(zhuǎn)子組件62通過傳動(dòng)系系統(tǒng)(S卩，高速軸34、低速軸36、軸承和齒輪箱38)機(jī)械地連接到風(fēng)力渦輪10上。此外，轉(zhuǎn)子組件62由雙向電壓源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行供給。從而，通過控制功率轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)換器(未顯示)來調(diào)整發(fā)電機(jī)24的速度和扭矩。定子64將功率傳送到電網(wǎng)，同時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子62可處理兩個(gè)方向上的功率。轉(zhuǎn)換器控制轉(zhuǎn)子電路電流、頻率和相角偏移。這樣的感應(yīng)發(fā)電機(jī)能夠在廣泛的滑動(dòng)范圍(典型地同步速度的±30%)中運(yùn)行。因此，DFIG提供許多優(yōu)點(diǎn)，諸如高能產(chǎn)量、機(jī)械應(yīng)力和功率波動(dòng)減小，以及提供控制無功功率的能力。
[0074]另外，發(fā)電機(jī)組件24還可包括各種冷卻構(gòu)件，它們構(gòu)造成冷卻發(fā)電機(jī)殼體25內(nèi)的構(gòu)件。例如，如所顯不的那樣，發(fā)電機(jī)組件24包括在發(fā)電機(jī)殼體25內(nèi)的發(fā)電機(jī)熱交換器30和/或風(fēng)扇52。另外，如虛線指示的那樣，風(fēng)扇30構(gòu)造成引導(dǎo)周圍空氣穿過轉(zhuǎn)子組件62和定子64。另外，熱交換器30構(gòu)造成控制發(fā)電機(jī)殼體25內(nèi)的溫度，以便使轉(zhuǎn)子組件62和定子64的運(yùn)行溫度保持在安全運(yùn)行范圍內(nèi)。
[0075]仍然參照圖3，發(fā)電機(jī)組件24還包括構(gòu)造成對轉(zhuǎn)子組件62應(yīng)用電流的滑環(huán)組件55。如所顯示的那樣，滑環(huán)組件55至少部分地封閉在滑環(huán)隔室54(或集電環(huán)隔室)中?；h(huán)隔室54還容納相關(guān)聯(lián)的滑環(huán)接觸部件60，滑環(huán)接觸部件60對轉(zhuǎn)子62的繞組供應(yīng)電流。更特別地，滑環(huán)組件55包括安裝到可旋轉(zhuǎn)軸36上的電傳導(dǎo)滑環(huán)56和固定傳導(dǎo)環(huán)組件57，滑環(huán)接觸部件60安裝在固定傳導(dǎo)環(huán)組件57上。另外，傳導(dǎo)滑環(huán)56包括滑環(huán)本體59和滑動(dòng)接觸環(huán)58。因而，電流典型地通過安裝在固定傳導(dǎo)環(huán)組件57上的滑環(huán)接觸部件60(例如碳刷)來應(yīng)用于接觸環(huán)58。如所提到的那樣，電刷60可隨著時(shí)間的推移在使用時(shí)磨損。另外，來自用舊的電刷的灰塵可積聚和污染絕緣表面，從而在內(nèi)滑環(huán)隔室54引導(dǎo)不合需要的影響。此外，DFIG 24中的運(yùn)行元件可能過熱，從而導(dǎo)致額外的損傷。
[0076]因此，本公開涉及用于冷卻和/或清潔滑環(huán)組件55，以防止出現(xiàn)本文描述的不合需要的影響的系統(tǒng)70。例如，如圖4-6中顯示的那樣，示出根據(jù)本公開，用于冷卻或清潔發(fā)電機(jī)24的滑環(huán)隔室54的系統(tǒng)70的一個(gè)實(shí)施例的各種視圖。更特別地，圖4示出系統(tǒng)70的透視圖；圖5示出系統(tǒng)70的側(cè)視圖；并且圖6示出根據(jù)本公開的系統(tǒng)70的端視圖。如所顯示的那樣，系統(tǒng)70包括導(dǎo)管組件72，導(dǎo)管組件72構(gòu)造成將流體(例如周圍空氣)引導(dǎo)到滑環(huán)隔室54中，以便冷卻或清潔滑環(huán)組件55。另外，導(dǎo)管組件72從第一端74延伸到第二端75。更特別地，第一端74構(gòu)造在發(fā)電機(jī)24的入口處或其前面，而第二端75則構(gòu)造在滑環(huán)隔室54處。另外，在某些實(shí)施例中，導(dǎo)管組件72可構(gòu)造在發(fā)電機(jī)熱交換器30的入口處或其前面，以及構(gòu)造在風(fēng)扇52后面，使得風(fēng)扇52通過導(dǎo)管組件72將冷卻空氣直接引導(dǎo)到滑環(huán)組件55，因而繞過轉(zhuǎn)子/定子組件。
[0077]在某些實(shí)施例中，導(dǎo)管組件72可包括布置在第一端74和第二端75之間的多個(gè)導(dǎo)管部件76。另外，導(dǎo)管組件72還可包括一個(gè)或多個(gè)支承支架78，支承支架78構(gòu)造成將導(dǎo)管部件76中的一個(gè)或多個(gè)支承或安裝到發(fā)電機(jī)殼體25的外表面上。例如，如圖5和6中顯示的那樣，導(dǎo)管組件72包括總共五個(gè)導(dǎo)管部件76，它們布置成從第一端74到第二端75。在另外的實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)理解，導(dǎo)管組件72可包括任何數(shù)量的導(dǎo)管部件76，包括超過五個(gè)或不到五個(gè)。另夕卜，導(dǎo)管組件72可包括下者中的任何一個(gè)或它們的組合:筆直導(dǎo)管部件76、彎折導(dǎo)管部件和/或彎曲或弓形的導(dǎo)管部件76，它們布置成從第一端74到第二端75。因而，導(dǎo)管組件72可容易地將流體從發(fā)電機(jī)24的入口引導(dǎo)到滑環(huán)隔室54，以便使產(chǎn)生的熱繞過轉(zhuǎn)子組件62和/或定子64。
[0078]在額外的實(shí)施例中，導(dǎo)管部件76可具有任何適當(dāng)?shù)臋M截面形狀，包括(但不限于)正方形、長方形、弓形、梯形和/或相似的形狀。另外，導(dǎo)管部件76可由任何適當(dāng)?shù)牟牧蠘?gòu)建而成，包括(但不限于)鍍鋅鋼、鋁和/或任何其它適當(dāng)?shù)钠瑺罱饘俨牧稀１M管如此額外的非金屬材料也在本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)。
[0079]現(xiàn)在參照圖7，示出根據(jù)本公開的用于冷卻或清潔發(fā)電機(jī)的滑環(huán)組件的方法100的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。如所提到的那樣，滑環(huán)組件至少部分地封閉在滑環(huán)隔室中，并且具有安裝到可旋轉(zhuǎn)軸上的電傳導(dǎo)滑環(huán)和固定傳導(dǎo)環(huán)組件，滑環(huán)接觸部件安裝在固定傳導(dǎo)環(huán)組件上。在102處，方法100包括將具有第一端和第二端的導(dǎo)管組件安裝在發(fā)電機(jī)上，第一端安裝在發(fā)電機(jī)的入口處或其前面，第二端安裝在滑環(huán)隔室處。在104處，方法100包括通過導(dǎo)管組件，將流體(例如周圍空氣)從發(fā)電機(jī)的入口引導(dǎo)到滑環(huán)組件。因而，冷卻空氣直接輸送到滑環(huán)隔室54，并且繞過轉(zhuǎn)子/定子組件，從而消除對已吸熱的空氣的使用。
[0080]此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到來自不同實(shí)施例的各種特征是可互換的。類似地，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可混合和匹配所描述的各種方法步驟和特征，以及各個(gè)這樣的方法和特征的其它已知等效物，以根據(jù)本公開的原理構(gòu)建額外的系統(tǒng)和技術(shù)。當(dāng)然，要理解的是，可能不必根據(jù)任何特定實(shí)施例實(shí)現(xiàn)上面描述的所有目標(biāo)或優(yōu)點(diǎn)。因而，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到可體現(xiàn)或執(zhí)行本文描述的系統(tǒng)和技術(shù)，使得實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化本文教導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)，而不必實(shí)現(xiàn)本文可能教導(dǎo)或建議的其它目標(biāo)或優(yōu)點(diǎn)。
[0081]本書面描述使用示例來公開本實(shí)用新型，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本實(shí)用新型，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實(shí)行任何結(jié)合的方法。本實(shí)用新型的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)電機(jī)組件(24)，其用于風(fēng)力渦輪(10)，所述發(fā)電機(jī)組件(24)包括: 轉(zhuǎn)子組件(62 )，其具有圍繞可旋轉(zhuǎn)軸(34)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組； 定子(64)，其具有定子繞組； 構(gòu)造成對所述轉(zhuǎn)子組件(62)應(yīng)用電流的滑環(huán)組件(55)，所述滑環(huán)組件(55)至少部分地封閉在滑環(huán)隔室(54)中，所述滑環(huán)組件(55)包括安裝到所述可旋轉(zhuǎn)軸(34)上的電傳導(dǎo)滑環(huán)(56)和固定傳導(dǎo)環(huán)組件(57)，滑環(huán)接觸部件(60)安裝在所述固定傳導(dǎo)環(huán)組件(57)上；以及， 導(dǎo)管組件(72)，其構(gòu)造成將流體引導(dǎo)到所述滑環(huán)隔室(54)中，以便冷卻或清潔所述滑環(huán)組件(55)，所述導(dǎo)管組件(72)從第一端(74)延伸到第二端(75)，所述第一端(74)構(gòu)造在所述發(fā)電機(jī)(24)組件的入口處或其前面，所述第二端(75)構(gòu)造有所述滑環(huán)隔室(54)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組件(24)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組件(24)進(jìn)一步包括構(gòu)造成至少部分地封閉所述轉(zhuǎn)子組件(62)和所述定子(64)的發(fā)電機(jī)殼體(25)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)組件(24)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組件(24)進(jìn)一步包括發(fā)電機(jī)熱交換器(30)和風(fēng)扇(52)，所述發(fā)電機(jī)熱交換器(30)和所述風(fēng)扇(52)構(gòu)造成控制所述發(fā)電機(jī)殼體(25)的溫度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電機(jī)組件(24)，其特征在于，所述導(dǎo)管組件(72)構(gòu)造在所述發(fā)電機(jī)熱交換器(30)的入口處或其前面，以及構(gòu)造在所述風(fēng)扇(52)后面，使得所述風(fēng)扇(52)引導(dǎo)所述流體通過所述導(dǎo)管組件(72)，以便冷卻或清潔所述滑環(huán)組件(55)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組件(24)，其特征在于，所述導(dǎo)管組件(72)包括多個(gè)導(dǎo)管部件(76)，從所述第一端(74)到所述第二端(75)，所述多個(gè)導(dǎo)管部件(76)共同布置成將流體從所述發(fā)電機(jī)(24)組件的入口引導(dǎo)到所述滑環(huán)組件(55)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電機(jī)組件(24)，其特征在于，所述導(dǎo)管組件(72)進(jìn)一步包括下者中的至少一個(gè)或它們的組合:筆直導(dǎo)管部件(76)、彎折導(dǎo)管部件(76)或彎曲導(dǎo)管部件(76)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電機(jī)組件(24)，其特征在于，所述導(dǎo)管組件(72)進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)支承支架(78)，所述一個(gè)或多個(gè)支承支架(78)構(gòu)造成將所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管部件(76)支承和安裝到所述發(fā)電機(jī)殼體(25)的外表面上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組件(24)，其特征在于，所述滑環(huán)接觸部件(60)包括電刷。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組件(24)，其特征在于，所述流體包括周圍空氣。10.—種用于冷卻或清潔發(fā)電機(jī)(24)的滑環(huán)組件(55)的系統(tǒng)(70)，所述滑環(huán)組件(55)至少部分地封閉在滑環(huán)隔室(54)中，并且具有安裝到可旋轉(zhuǎn)軸(34)上的電傳導(dǎo)滑環(huán)(56)和固定傳導(dǎo)環(huán)組件(57)，滑環(huán)接觸部件(60)安裝在所述固定傳導(dǎo)環(huán)組件上，所述系統(tǒng)(70)包括: 導(dǎo)管組件(72)，其構(gòu)造成將流體引導(dǎo)到所述滑環(huán)隔室(54)中，以便冷卻或清潔所述滑環(huán)隔室(54)，所述導(dǎo)管組件(72)從第一端(74)延伸到第二端(75)，所述第一端(74)構(gòu)造在所述發(fā)電機(jī)(24)的入口處或其前面，所述第二端(75)構(gòu)造有所述滑環(huán)隔室(54)。
【文檔編號】H02K9/28GK205583942SQ201620137882
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年2月24日
【發(fā)明人】B.安德烈森, A.羅爾德, S.H.布萊克, A.M.里特
【申請人】通用電氣公司