風力發電機機艙散熱分析及結構改進

魏禮開

摘要：近年來，在我國可持續發展戰略的深入影響下，人們對環保新能源的的研究與利用高度重視，而風能就是當前時期一種高效的環保新能源。風能發電機就是新時期我國風能利用的主要設備，其機艙散熱對其運行具有重要影響意義，直接關系到了風能發電機運行的穩定性和安全性。本文就風力發電機機艙散熱進行分析，探究影響其散熱性能的主要因素，提出其結構改進方式，以提升風力發電機機艙散熱性能，推動我國風力發電事業的發展。

關鍵詞：風力發電機;機艙散熱;結構改進

風力發電機是一種將風能轉化為機械能，然后由所轉化的機械能帶動其內部轉子旋轉，最終實現交流電輸出的一種現代化環保型能源電力設備。風力發電機一般情況下由風輪、發電機、調向器、塔架、限速安全以及儲能裝置等構建共同組成。在風力發電機的運行過程中，其機艙散熱性能起到了重要影響，直接關系到了風力發電機的運行安全性和穩定性。因此，需要注重對風力發電機機艙散熱結構的改進，以提升其性能。

一、風力發電機機艙散熱影響因素分析

風力發電機作為現代化環保能源利用的機械設備，其運行過程中轉子轉動會產生大量的熱能，對其內部機械原件以及設備結構產生熱能影響，進而加劇機械原件的磨損，影響其使用壽命。 因此，對風力發電機機艙散熱影響因素進行分析，對于風力發電機的機艙結構改良有著重要意義，是推動我國風力發電事業發展的重要途徑。目前階段，風力發電機機艙散熱影響因素主要包含以下幾個方面：

第一，進風速度方面的影響。風力發電機機艙溫度主要是轉子所在的齒輪箱表面溫度形成的，因此對其機艙溫度產生影響的首要因素就是進風速度對齒輪箱表面溫度產生的影響[1]。進風速度作為影響風力發電機機艙內部送風量的決定性因素，會直接影響機艙內部的空氣環境，通過機艙內空氣流動速度的增加，就能夠降低其機艙熱量。因此，在風力發電機機艙溫度影響與控制中，增加進風速度時，就會使機艙內部的風速流動擴大，冷空氣增多，進而實現對齒輪箱表面溫度的降低，實現對機艙溫度的影響。

第二，進風溫度方面的影響。在風力發電機機艙內部進風速度相同的情況下，進風溫度也是影響機艙內部齒輪箱表面溫度的主要影響因素之一。風力發電機機艙進風溫度越高，其就會在機艙內部對齒輪箱表面溫度產生更大的影響，并且會由于機艙外部熱空氣的大量進入，導致機艙內部的冷空氣含量持續下降，使機艙內部的換熱系數持續減小，風力發電機運行設備周圍的熱空氣逐漸增加，艙內的原有熱空氣排出也受到不利影響，就會逐漸在機艙內部積聚，導致風力發電機的機艙內部溫度持續升高。

第三，齒輪箱表面發熱量方面的影響。齒輪箱作為風力發電機機艙內部溫度產生的主要結構，齒輪箱在風力發電機滿負荷運行或者限功率運行時，其運行功率會直接影響到齒輪箱表面的發熱量，也就直接決定了風力發電機機艙內部的環境條件，影響到了風力發電機的機艙溫度。與此同時，齒輪箱表面發熱量高也會對齒輪的正常運行產生影響，無法保證風力發電機運行的穩定性，降低風力發電機的發電效率。

二、風力發電機機艙散熱結構改進研究

為了提升風力發電機運行的穩定性，強化其發電效率，就需要通過對其機艙結構進行改進優化，以降低其機艙運行溫度，延長其運行壽命。在對風力發電機機艙結構改進中，需要根據影響其機艙散熱的主要因素采用針對性策略進行機艙結構改進，以提升其機艙散熱性能[2]。風力發電機機艙散熱結構改進的策略主要包含以下方面：

第一，對風力發電機機艙進風量方面的改造。風力發電機機艙進風速度和進風量作為影響機艙散熱性能的主要因素，在其機艙結構改造以提升其散熱性能的過程中，就要注重對其機艙進風量的增加。因此，可以在風力發電機的機艙進風口安裝聚風罩，增加其進風口的進風量。然后也可以在風力發電機的機艙底部增設聚風罩，增加其進風口數量，不僅能夠有效提升機艙內部的進風速度和進風量，也有助于機艙內部的冷空氣流動，提升機艙的散熱性能。

第二，對風力發電機機艙進風溫度方面的改造。風力發電機進風溫度作為直接影響機艙內部齒輪箱溫度的主要因素，在對風力發電機機艙改造中，也要注重對進風溫度的控制與調節，以降低機艙內部齒輪箱表面的溫度。因此，可以在機艙進風口加裝降溫裝置，在機艙進風時，能夠全面降低進風的溫度。這就能夠為機艙內部齒輪箱運行創造更加優質的空氣環境，促進機艙內部熱空氣的排出，增加機艙內部冷空氣的輸入量，進而通過冷空氣在機艙內部齒輪箱表面的流動，帶走齒輪箱表面的熱量，提升機艙內部的散熱性能。

第三，對風力發電機機艙齒輪箱表面發熱量方面的改造。風力發電機機艙散熱性能提升的結構改造工作中，要把對機艙內齒輪箱表面發熱量改進作為主要突破點，降低齒輪箱表面的熱量散發，實現對機艙內部溫度的降低，提升其散熱效果。因此，可以采用抗高溫材料進行齒輪箱改造，降低齒輪箱表面的熱量散發，進而改善機艙內部的空氣環境，降低齒輪箱表面溫度散發對機艙內部空氣環境產生的熱量影響，降低機艙內部的熱能系數，提升其散熱性能。

結束語

風力發電機作為當前環保型能源使用的重要成果體現，對于我國電力產業發展以及新能源產業發展都有著重要意義，對風力發電機機艙進行結構改造是提升其運行穩定性和安全性的重要舉措，更是延長其使用壽命的重要途徑，對于我國風力發電事業的發展有著重要的推動作用。

參考文獻：

[1]杜亮， 趙晶， 閻明印. Heat Dissipation and Structural Improvement of Wind-Driven Generator Engine Room%風力發電機機艙散熱分析及結構改進[J]. 機械工程與自動化， 2018， 000（003）：70-71，74.

[2]彭榮輝， 謝鵬. 風力發電機冷卻系統結構的改進[J]. 中小企業管理與科技（06）：165-166.