空冷方式在小功率机组中的应用

空冷方式是指利用空气与风力发电机组直接进行热交换达到冷却效果，它包括自然通风冷却和强制风冷两种方式。

1.自然通风冷却

自然通风是指风力发电机组不设置任何冷却设备，机组暴露在空气中，由空气自然流通将热量带走。早期的风力发电机组发电功率和散热量都较小，只需通过自然通风即可满足冷却需求。

2.强制风冷(www.xing528.com)

强制风冷是指在自然通风无法满足冷却需求时，通过在风力发电机组内部设置风扇，当机舱内的空气温度超过某一值时，控制系统将机舱与外界相连的片状阀开启，并使用风扇对风力发电机组内各部件进行强制鼓风从而达到冷却效果。由于风冷通风系统的好坏直接影响到风力发电机组的冷却效果，与风力发电机组的安全稳定运行密不可分，因此通风系统的设计显得至关重要。风路是否顺畅，能否带走风力发电机组各个发热部位的热量，对风力发电机组的性能有很大的影响。

强制风冷系统在具体实施时还可根据系统散热量的大小和各部件的散热特性选用不同的冷却方式。一般功率在300kW以下的机组，其齿轮箱多数是靠齿轮转动搅油飞溅润滑，齿轮箱的热平衡受机舱内通风条件的影响较大，且发电机与控制变频器的散热量较小，因此可在齿轮箱高速轴上装冷却风扇，随齿轮箱运转鼓风强化散热，同时还可加大机组内部通风空间和绕组内部风道，增大热交换面积，达到对系统各部件冷却的效果。与之相比，功率在300kW以上的机组，其齿轮箱与发电机所产生的热量有较大增加。对于齿轮箱而言，仅依靠在高速轴上装冷却风扇或在箱体上增加散热肋片都不足以控制住温升，只有采用循环供油润滑强制冷却才能解决问题，即在齿轮箱配置循环润滑冷却系统和监控装置，用油泵强制供油，润滑油经过滤和电动机鼓风冷却再分配到各个润滑点，保持齿轮箱油温在允许的最高温度以下。这种循环润滑冷却方式较为完善可靠，但对齿轮箱而言，增加了一套附属装置，所需费用大约为一台齿轮箱价格的10%。发电机的散热则通过设置内、外风扇产生冷却风对其进行表面冷却。理论上风扇的风量大、风速高，对进一步降低发电机温升有好处，但这会导致冷却风扇尺寸过大，进而增大了发电机风摩耗，降低发电机效率。因此，在设计时需合理确定风扇尺寸，使发电机的风摩耗能控制在较低水平而又能保证其温升符合要求。

风冷系统具有结构简单、初投资与运行费用都较低、利于管理与维护等优点，然而其制冷效果受气温影响较大，制冷量较小，同时由于机舱要保持通风，导致风沙和雨水侵蚀机舱内部件，不利于机组的正常运行。随着机组功率的不断增加，采用强制风冷已难以满足系统冷却要求，液冷系统应运而生。