CN205210274U - 电机测试水冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机测试水冷系统，包括补水系统，依次相连的进水系统、被测体电机、回水系统、散热系统和管道电加热系统，以及采集控制系统；进水系统包括通过进水管路依次相连的膨胀罐、主循环泵、静态调节阀和进水分水器，进水分水器与被测体电机的进水端相连；回水系统包括依次相连的回水分水器和回水管路，回水分水器与被测体电机的回水端相连；散热系统包括三通比例阀和至少一台风冷散热器，风冷散热器的两端通过散热管路分别与回水管路和三通比例阀相连。可实现高效冷却、稳定散热，并确保水温高于环境露点、使得水管外壁不会凝露，从而防止电机受损，降低故障损坏率、提高电机可靠性和使用寿命，同时降低维护成本。

Description

电机测试水冷系统

技术领域

本实用新型涉及一种水冷系统，特别是涉及一种电机测试水冷系统，属于风力发电机设备测试技术领域。

背景技术

风能是无污染的绿色清洁能源，我国风能利用的潜力巨大。目前，风力机的单机装机容量越来越大，电力电子设备的集成度也越来越高，由于机组的大型化，导致散热问题凸显，散热已经成为机组大型化发展的瓶颈。其中，大型机组出厂前的测试阶段也存在测试期散热问题。

现在，对风力发电机等大型机组进行出厂测试，一般采用水冷系统给机组进行冷却，该方式工作效率高、成本低，用于冷却风力发电机组，可保障机组持续、可靠的运行，以完成安全有效的测试。然而，现有的水冷系统温度控制策略仅注重高温保护，却忽略了冷却管路外壁凝露对器件的损坏。当冷却水温度较低时，冷却水管外壁可能低于环境空气的露点，空气中的水分于水管外壁凝成水滴。如果水滴落到风力发电机中的零部件上，电子器件很可能因此而损坏或降低使用寿命；这既影响机组的可靠性，又增加了机组的维护成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种新型结构的电机测试水冷系统，特别适用于风力发电机的大型机组。

本实用新型所要解决的技术问题是提供结构紧凑、拆装方便、制作容易、安全可靠、实用性强的电机测试水冷系统，可实现高效冷却、稳定散热，并确保水温高于环境露点、使得水管外壁不会凝露，从而防止电机受损，降低故障损坏率、提高电机可靠性和使用寿命，同时降低维护成本，且具有产业上的利用价值。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种电机测试水冷系统，包括补水系统，依次相连的进水系统、被测体电机、回水系统、散热系统和管道电加热系统，以及采集控制系统。

其中，所述进水系统包括通过进水管路依次相连的膨胀罐、主循环泵、静态调节阀和进水分水器，位于膨胀罐和主循环泵之间的进水管路引出有供水管路；所述补水系统和管道电加热系统均通过供水管路与进水系统相连，所述进水分水器与被测体电机的进水端相连；所述回水系统包括依次相连的回水分水器和回水管路，所述回水分水器与被测体电机的回水端相连；所述散热系统包括三通比例阀和至少一台风冷散热器，所述风冷散热器的两端通过散热管路分别与回水管路和三通比例阀的第一通口相连，所述三通比例阀的第二通口通过散热支路与回水管路相连、三通比例阀的第三通口与管道电加热系统相连。

本实用新型进一步设置为：所述补水系统为通过快速接头与供水管路相连的移动式补水装置，所述移动式补水装置包括移动推车、设置于移动推车上的第一补水装置和/或第二补水装置。

其中，所述第一补水装置包括储水箱、第一入水管路和第一补水管路；所述第一入水管路上设置有与储水箱的入水口相连的入水阀，所述第一补水管路上依次设置有第一补水阀、管道试压水泵、自动阀、压力表、第一补水管道过滤器和第二补水阀，所述第一补水阀与储水箱的出水口相连，所述第一补水阀和管道试压水泵之间的第一补水管路引出有补水系统回水管，所述补水系统回水管上设置有第一回水阀。

而且，所述第二补水装置包括脱气罐、第二入水管路、第二补水管路和排空管；所述第二入水管路上依次设置有入水一号阀、入水管道过滤器、入水泵、入水自动阀和入水二号阀，所述入水二号阀与脱气罐的入水口相连、且并联有去离子装置；所述第二补水管路上依次设置有补水一号阀、补水泵、补水自动阀、第二补水管道过滤器和补水二号阀，所述补水一号阀和排空管均与脱气罐的出水口相连；所述入水一号阀的入水端和补水二号阀的出水端之间设置有第二回水阀。

本实用新型进一步设置为：所述第一入水管路和第一补水管路上均设置有补水系统用排水阀；所述脱气罐、去离子装置、入水泵和补水泵上均设置有补水系统用自动排气阀，所述脱气罐和其自动排气阀之间、入水自动阀和入水二号阀之间、补水自动阀和第二补水管道过滤器之间均设置有补水系统用压力表，所述补水自动阀和第二补水管道过滤器之间还设置有补水系统用压力传感器。

本实用新型进一步设置为：所述进水系统还包括设置在主循环泵和静态调节阀之间的进水管道过滤器；所述进水分水器分别与被测体电机的风冷进水端和电机底座进水端相连，所述回水分水器分别与被测体电机的风冷回水端和电机底座回水端相连。

本实用新型进一步设置为：所述进水系统还包括通过进水管路并联于主循环泵两侧的至少一条并联支路，所述并联支路包括进水支路和进水支路上的预留机位，所述预留机位用于设置水泵或去离子装置。

本实用新型进一步设置为：所述管道电加热系统包括加热管道和连接于加热管道上的管道加热器，所述加热管道的两端分别与供水管路和三通比例阀的第三通口相连；所述加热管道预留连接有电导率接口。

本实用新型进一步设置为：所述采集控制系统包括控制器，分别与控制器相连的采集设备、显示器和变频器；所述采集设备包括设置于进水管路和回水管路上的压力采集器和温度采集器，所述变频器与风冷散热器相连，所述控制器将采集来的数据显示于显示器、并进行数据处理后通过变频器控制风冷散热器的运行。

本实用新型进一步设置为：所述压力采集器包括设置于进水管路上的进水压力表和第一压力传感器，设置于回水管路上的回水压力表和第二压力传感器；所述温度采集器包括设置于进水管路上的第一温度传感器和设置于回水管路上的第二温度传感器。

本实用新型进一步设置为：所述进水压力表和第一压力传感器设置于静态调节阀和进水管道过滤器之间，所述进水管道过滤器和主循环泵之间设置有第三压力传感器。

本实用新型进一步设置为：所述主循环泵、进水分水器、回水分水器、散热管路、供水管路均设置有自动排气阀和排水阀。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

1、通过补水系统、进水系统、被测体电机、回水系统、散热系统和管道电加热系统，以及采集控制系统的设置，其中，进水系统中设置有静态调节阀，散热系统中设置有三通比例阀，不仅结构紧凑、拆装方便、制作容易、安全可靠、实用性强，而且可实现高效冷却、稳定散热；并通过三通比例阀的第三通口与管道电加热系统相连，可确保水温高于环境露点、使得水管外壁不会凝露，从而防止电机受损，降低故障损坏率、提高电机可靠性和使用寿命，以及降低维护成本。

2、将补水系统设置为移动式补水装置，实现灵活高效补水，将补水系统从水冷系统的固定整机中分离开来，不仅减少水冷系统的固定机柜体积，而且移动式补水装置可同时为多台固定机柜实现补水，操作简便，增加通用性，大幅减少补水系统的成本支出。

3、通过在主循环泵和静态调节阀之间设置进水管道过滤器，提高冷却介质水的纯净程度；通过进水分水器和回水分水器的设置，为被测体电机的风冷和电机底座均提供高效冷却，实现全面水冷，确保电机测试可靠性。

4、通过于主循环泵两侧至少一条并联支路的设置，以及并联支路包括进水支路和进水支路上的预留机位，实现水冷系统高测试性能或是多级测试要求等快速扩展，在不改变原有水冷系统结构的基础上，可顺利完成系统升级，扩大系统适用范围，延长基础结构的使用寿命。

5、通过设置灵敏可靠的采集控制系统，实现自动化控制，严格控制数据的准确性，确保技术参数的稳定性，实现系统的监控与保护。

上述内容仅是本实用新型技术方案的概述，为了更清楚的了解本实用新型的技术手段，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

附图说明

图1为本实用新型电机测试水冷系统的结构框图；

图2为本实用新型电机测试水冷系统的结构原理图；

图3为本实用新型电机测试水冷系统中采集控制系统的结构框图；

图4为本实用新型电机测试水冷系统中补水系统实施例1的结构原理图；

图5为本实用新型电机测试水冷系统中补水系统实施例2的结构原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。

如图1及图2所示，一种电机测试水冷系统，包括补水系统1，依次相连的进水系统2、被测体电机3、回水系统4、散热系统5和管道电加热系统6，以及采集控制系统。

如图2所示，所述进水系统2包括通过进水管路20依次相连的膨胀罐21、主循环泵22、静态调节阀23和进水分水器24，位于膨胀罐21和主循环泵22之间的进水管路20引出有供水管路10；所述补水系统1和管道电加热系统6均通过供水管路10与进水系统2相连，所述进水分水器24与被测体电机3的进水端相连。

所述进水系统2还包括设置在主循环泵22和静态调节阀23之间的进水管道过滤器25，可提高冷却介质水的纯净程度；进水管道过滤器25可采用不锈钢折叠式滤芯机械过滤器，过滤精度优选为100目，滤芯材质为不锈钢304。

所述进水系统2还包括通过进水管路20并联于主循环泵22两侧的至少一条并联支路，所述并联支路包括进水支路26和进水支路26上的预留机位27，所述预留机位27用于设置水泵或去离子装置，若设置去离子装置可提供增加纯水系统升级服务；预留机位27若设置为水泵等，其充分考虑到了系统后期的负荷扩展，在系统内直接增设即可。

所述回水系统4包括依次相连的回水分水器41和回水管路40，所述回水分水器41与被测体电机3的回水端相连；所述进水分水器24分别与被测体电机3的风冷进水端和电机底座进水端相连，所述回水分水器41分别与被测体电机3的风冷回水端和电机底座回水端相连。

所述散热系统5包括三通比例阀51和至少一台风冷散热器52，图2中所示风冷散热器52为三台；所述风冷散热器52的两端通过散热管路50分别与回水管路40和三通比例阀51的第一通口相连，所述三通比例阀51的第二通口通过散热支路510与回水管路40相连、三通比例阀51的第三通口与管道电加热系统6相连。

所述管道电加热系统6包括加热管道60和连接于加热管道60上的管道加热器61，所述加热管道60的两端分别与供水管路10和三通比例阀15的第三通口相连；所述加热管道60预留连接有电导率接口（图中为示出）。

如图3所示，所述采集控制系统包括控制器7，分别与控制器7相连的采集设备、显示器和变频器；所述采集设备包括设置于进水管路20和回水管路40上的压力采集器和温度采集器，所述变频器与风冷散热器52相连，所述控制器7将采集来的数据显示于显示器、并进行数据处理后通过变频器控制风冷散热器52的运行。通过变频器控制风冷散热器的频率，不仅已达到实时散热功率的稳定，还考虑到后期的负荷扩展，若需进行扩展则在系统内直接增加强制风冷机组即可。

如图2所示，所述压力采集器包括设置于进水管路20上的进水压力表71和第一压力传感器72，设置于回水管路40上的回水压力表73和第二压力传感器74；所述进水压力表71和第一压力传感器72设置于静态调节阀23和进水管道过滤器25之间，所述进水管道过滤器25和主循环泵22之间设置有第三压力传感器75。

所述温度采集器包括设置于进水管路20上的第一温度传感器76和设置于回水管路40上的第二温度传感器77。

如图2所示，所述主循环泵22、进水分水器24、回水分水器41、散热管路50、供水管路10均设置有自动排气阀和排水阀。水冷系统的排气采用高位排气原则，在泵体或风冷散热器扰流最强的部位安装自动排气阀，以及在连接测试系统内最高位设置静置自动排气阀。

所述补水系统1为通过快速接头与供水管路10相连的移动式补水装置，所述移动式补水装置可采用如图4所示的补水系统实施例1，也可采用如图5所示的补水系统实施例2。

如图4和图5所示的移动式补水装置均包括移动推车11，补水系统实施例1中设置于移动推车11上的是第一补水装置8，补水系统实施例2中设置于移动推车11上的是第二补水装置9。采用分体式的补水系统，可根据调试需要，可获得高效利用，并可将本补水系统在不同设备测试的水冷系统之间实现共用。

如图4所示，所述第一补水装置8包括储水箱80、第一入水管路81和第一补水管路82；所述第一入水管路81上设置有与储水箱80的入水口相连的入水阀811，所述第一补水管路82上依次设置有第一补水阀821、管道试压水泵822、自动阀823、压力表824、第一补水管道过滤器825和第二补水阀826，所述第一补水阀821与储水箱80的出水口相连，所述第一补水阀821和管道试压水泵822之间的第一补水管路81引出有补水系统回水管83，所述补水系统回水管83上设置有第一回水阀831；所述第一入水管路81和第一补水管路82上均设置有补水系统用排水阀84。

如图5所示，所述第二补水装置9包括脱气罐90、第二入水管路91、第二补水管路92和排空管93；所述第二入水管路91上依次设置有入水一号阀911、入水管道过滤器912、入水泵913、入水自动阀914和入水二号阀915，所述入水二号阀915与脱气罐90的入水口相连、且并联有去离子装置94；所述第二补水管路92上依次设置有补水一号阀921、补水泵922、补水自动阀923、第二补水管道过滤器924和补水二号阀925，所述补水一号阀921和排空管93均与脱气罐90的出水口相连；所述入水一号阀911的入水端和补水二号阀925的出水端之间设置有第二回水阀95。

所述脱气罐90、去离子装置94、入水泵913和补水泵922上均设置有补水系统用自动排气阀96，所述脱气罐90和其自动排气阀之间、入水自动阀914和入水二号阀915之间、补水自动阀923和第二补水管道过滤器924之间均设置有补水系统用压力表97，所述补水自动阀923和第二补水管道过滤器924之间还设置有补水系统用压力传感器98。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电机测试水冷系统，其特征在于：包括补水系统，依次相连的进水系统、被测体电机、回水系统、散热系统和管道电加热系统，以及采集控制系统；

所述进水系统包括通过进水管路依次相连的膨胀罐、主循环泵、静态调节阀和进水分水器，位于膨胀罐和主循环泵之间的进水管路引出有供水管路；所述补水系统和管道电加热系统均通过供水管路与进水系统相连，所述进水分水器与被测体电机的进水端相连；

所述回水系统包括依次相连的回水分水器和回水管路，所述回水分水器与被测体电机的回水端相连；

所述散热系统包括三通比例阀和至少一台风冷散热器，所述风冷散热器的两端通过散热管路分别与回水管路和三通比例阀的第一通口相连，所述三通比例阀的第二通口通过散热支路与回水管路相连、三通比例阀的第三通口与管道电加热系统相连。

2.根据权利要求1所述的电机测试水冷系统，其特征在于：所述补水系统为通过快速接头与供水管路相连的移动式补水装置，所述移动式补水装置包括移动推车、设置于移动推车上的第一补水装置和/或第二补水装置；

所述第一补水装置包括储水箱、第一入水管路和第一补水管路；

所述第一入水管路上设置有与储水箱的入水口相连的入水阀，所述第一补水管路上依次设置有第一补水阀、管道试压水泵、自动阀、压力表、第一补水管道过滤器和第二补水阀，所述第一补水阀与储水箱的出水口相连，所述第一补水阀和管道试压水泵之间的第一补水管路引出有补水系统回水管，所述补水系统回水管上设置有第一回水阀；

所述第二补水装置包括脱气罐、第二入水管路、第二补水管路和排空管；

所述第二入水管路上依次设置有入水一号阀、入水管道过滤器、入水泵、入水自动阀和入水二号阀，所述入水二号阀与脱气罐的入水口相连、且并联有去离子装置；所述第二补水管路上依次设置有补水一号阀、补水泵、补水自动阀、第二补水管道过滤器和补水二号阀，所述补水一号阀和排空管均与脱气罐的出水口相连；所述入水一号阀的入水端和补水二号阀的出水端之间设置有第二回水阀。

3.根据权利要求2所述的电机测试水冷系统，其特征在于：所述第一入水管路和第一补水管路上均设置有补水系统用排水阀；

所述脱气罐、去离子装置、入水泵和补水泵上均设置有补水系统用自动排气阀，所述脱气罐和其自动排气阀之间、入水自动阀和入水二号阀之间、补水自动阀和第二补水管道过滤器之间均设置有补水系统用压力表，所述补水自动阀和第二补水管道过滤器之间还设置有补水系统用压力传感器。

4.根据权利要求1所述的电机测试水冷系统，其特征在于：所述进水系统还包括设置在主循环泵和静态调节阀之间的进水管道过滤器；

所述进水分水器分别与被测体电机的风冷进水端和电机底座进水端相连，所述回水分水器分别与被测体电机的风冷回水端和电机底座回水端相连。

5.根据权利要求1或4所述的电机测试水冷系统，其特征在于：所述进水系统还包括通过进水管路并联于主循环泵两侧的至少一条并联支路，所述并联支路包括进水支路和进水支路上的预留机位，所述预留机位用于设置水泵或去离子装置。

6.根据权利要求1所述的电机测试水冷系统，其特征在于：所述管道电加热系统包括加热管道和连接于加热管道上的管道加热器，所述加热管道的两端分别与供水管路和三通比例阀的第三通口相连；所述加热管道预留连接有电导率接口。

7.根据权利要求4所述的电机测试水冷系统，其特征在于：所述采集控制系统包括控制器，分别与控制器相连的采集设备、显示器和变频器；所述采集设备包括设置于进水管路和回水管路上的压力采集器和温度采集器，所述变频器与风冷散热器相连，所述控制器将采集来的数据显示于显示器、并进行数据处理后通过变频器控制风冷散热器的运行。

8.根据权利要求7所述的电机测试水冷系统，其特征在于：所述压力采集器包括设置于进水管路上的进水压力表和第一压力传感器，设置于回水管路上的回水压力表和第二压力传感器；

所述温度采集器包括设置于进水管路上的第一温度传感器和设置于回水管路上的第二温度传感器。

9.根据权利要求8所述的电机测试水冷系统，其特征在于：所述进水压力表和第一压力传感器设置于静态调节阀和进水管道过滤器之间，所述进水管道过滤器和主循环泵之间设置有第三压力传感器。

10.根据权利要求1所述的电机测试水冷系统，其特征在于：所述主循环泵、进水分水器、回水分水器、散热管路、供水管路均设置有自动排气阀和排水阀。