用于装配电机的方法 |
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| 申请号 | CN201280014723.6 | 申请日 | 2012-03-13 | 公开(公告)号 | CN103547794B | 公开(公告)日 | 2016-04-06 |
| 申请人 | 西门子公司; | 发明人 | 科内尔·费海尔; 乌尔里希·哈特曼; 马丁·容格; 安德烈亚斯·约克尔; 马丁·克里斯特尔; 维尔弗里德·卢克斯; 奥利弗·梅明杰; 约阿希姆·穆哈; 阿克塞尔·默勒; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于装配 电机 的方法。应简化电机、尤其是用于 风 力 发电设备的发电机的装配。对此提出一种方法，在该方法中首先将各一个内区段（3）分别借助至少一个固定元件（6）预装配在多个外区段（2）上，从而形成多个区段模 块 （1），其中在内区段（3）和外区段（2）之间分别存在预定的气隙（5），其中内区段（3）和外区段（2）配属于电机的 转子 或 定子 。将多个区段模块（1）的内区段（3）固定在内部装配装置（9）（例如 轮毂 ）上。将多个区段模块（1）的外区段（2）固定在外部装配装置（例如支承结构）上。最后去除在内区段（3）和外区段（2）之间的固定元件（6）。这种区段模块（1）的预装配带来了运输优势。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于装配电机的方法，具有以下步骤： |
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| 说明书全文 | 用于装配电机的方法技术领域背景技术[0002] 一般情况下，风力发电设备设计带有相对较大的发电机。大多数情况下仅仅将这样的发电机事先装配。这尤其适于发电机的两个组件转子和定子。与此无关地是，是否涉及外定子和内转子或者涉及内定子和外转子。 [0003] 因为转子通常配备有永磁体，其持续地将磁力施加给定子组件。这样导致的结果是，需要费很大力气才可以将定子的组件相对于转子的组件进行定位和装配。这些问题在直接驱动的具有非常大直径的风力发电机上尤其明显。 [0004] 迄今为止存在一种装配方法，其中转子作为整体进行预装配并且在内转子的情况下，事先以定子区段围绕转子，上述定子区段彼此形成完整的定子环。对于此类被分区段的机器而言，在定子区段之间分别存在接合部。在旋拧紧固区段之前，需以相应厚度的金属板对接合部进行填塞，以获得连续的环形件。这种对于接合部的填塞要求敏锐的鉴别力和经验。这在施工现场可能在户外无法顺利实施。 [0005] 作为现有技术的文献DE 10 2009 005 956 A1提供了一种用于风力发电设备的磁环的价格低廉的装配可能性。 发明内容[0007] 根据本发明，这一目的是通过一种用于装配电机、尤其是一种用于风力发电设备的发电机的方法来实现，即： [0008] -分别借助至少一个固定元件，将各一个内区段装配在多个外区段上，从而形成多个区段模块，其中在内区段和外区段之间分别存在预定的气隙，其中内区段和外区段为环状区段并且配属于发电机的转子或定子， [0009] -将多个区段模块的内区段固定在内部装配装置上，从而区段模块形成完整的圆形件， [0010] -将多个区段模块的外区段固定在外部装配装置上，和 [0011] -去除在内区段和外区段之间的固定元件。 [0012] 此外，根据本发明还提供了一种特别用于风力发电设备的电机，具有： [0013] -定子以及 [0014] -转子，其中 [0015] -电机的转子和定子分别具有能彼此分开的内区段或能彼此分开的外区段，[0016] -内区段和外区段为环状区段， [0017] -内区段中的各一个内区段配属于多个外区段中的一个外区段，[0018] -在内区段和外区段之间分别存在预定的气隙， [0019] -内区段在内部装配装置上固定成环形件，以及 [0020] -外区段在外部装配装置上固定成环形件。 [0021] 以有利的方式，也就是在根据本发明的方法中成对地将外区段和内区段在装配时彼此固定在一起，其中通过预定的气隙将外区段和内区段彼此分开。因此得出环形区段状的区段模块，其包括转子区段和定子区段。这样可以使此类区段模块例如比完全预装配好的转子更加容易操作。此外，当将区段模块装配成完整的环形件时，通过彼此间隔固定的区段自动地得到了在转子和定子之间合适的气隙。与此相反地，在传统的装配中必须时刻注意保持所期望的气隙。 [0022] 优选的，在周向上彼此相邻地固定内区段和/或外区段。通过这种在周向上相邻的直接装配，使这些区段并不仅仅间接地通过内部装配装置和外部装配装置彼此联接。由此优化了转子和定子的坚固性。 [0023] 此外，内区段和/或外区段可以分别具有用于固定在内装配装置(例如轮毂)或外装配装置上的法兰。利用此类法兰，例如可以使内区段固定在电机的轮毂上。法兰为此由内区段径向向内突伸。对于外区段，法兰可以径向向外突伸，从而使其可以因此固定在相应的外环上。 [0024] 根据一个改进方案提出，内区段和外区段中的每一个在周向上延伸经过第一角度区域，内区段和外区段中的每一个均具有法兰，而每个法兰均延伸经过比第一角度区域更小的角度区域。因此在装配过程中，法兰不会彼此相邻地碰触，因此也不会不期望地导致在区段模块之间的较大裂缝。 [0025] 此外，可以将区段模块这样地固定在内部装配装置和外部装配装置上，即在每个邻接的区段模块之间在周向上留出缝隙。这种有意设置的缝隙用于补偿公差。因此，在区段模块的制造过程中、也就是定子区段和转子区段的制造过程中维持更小的精确公差，因此在制造过程中在费用方面的具有优势。 [0026] 在区段模块之间的每个缝隙均可以插入连接元件，从而将毗邻的区段彼此连接。其中连接元件可以由多个例如单个金属板的组件组成。因而精确地填充通过制造公差产生的不同宽度的缝隙。 [0028] 现在依据附图对本发明进行进一步的详细描述，在附图中示出了： [0029] 图1是根据本发明的区段模块的侧视图； [0030] 图2是轮毂的剖面图，在剖面上装配有多个区段模块；以及 [0031] 图3两个区段模块之间的分界缝(Trennfuge)的放大剖面图。 具体实施方式[0032] 在下文中进一步描述的实施例为本发明优选的实施方式。 [0034] 本发明的核心构想在于，将定子和转子均分段，并且这些区段件成对地预制造为模块。这种分段和预装配的目的在于简化运输，并简单地在所设定的地点进行最终装配，这对于海上风力发电设备(Offshore-Windkraftanlagen)尤其是有利的。 [0035] 图1示出了根据本发明的区段模块1的端侧图。八个此类的区段模块接合成完整的环形件。因而这里每个区段模块均延伸经过45°的角度范围。当然也可以自由选择，更大或更小的区段模块的角度尺寸。区段模块特别还可以具有90°或180°的角度范围。 [0036] 这里，区段模块1具有外区段2和内区段3。因为电机在本实例中具有内转子，因此外区段2为定子区段而内区段3为转子区段。转子或定子区段3包括在图1中象征性表示出的永磁体4。环形的气隙5同心地位于环形区段状的外区段2和环形区段状的内区段3之间。 [0037] 外区段2和内区段3通过固定元件6以保证气隙5的方式彼此固定。在这种情况下可以识别出两个固定元件6。为了实现稳定的区段模块，两个这种的固定元件例如分别位于区段模块的两个端侧上。但是也可以在每个端侧上设置两个以上的固定元件。但基本上也可能的是，固定元件6轴向地穿过区段模块1，从而在这种情况下仅需要两个这种固定元件6。 [0038] 固定元件6在轴向方向上可从区段模块1运动出来。其不仅保证了运输的安全性，还保证了限定的气隙宽度。 [0039] 在内区段3的向内对准的侧面上安装有法兰区段7。其径向向内突伸，并且大致上延伸经过与外区段2和内区段3相同的角度范围。此外，这里还具有用于固定的轴向延伸的穿孔8。 [0040] 现在例如依照图2将这种区段模块1固定在轮毂9上。此处，仅以端侧视图示出了半个轮毂9，从而在此仅可以识别出半环形。轮毂9例如涉及空心轴。该轮毂在其端侧上具有在周向上均匀分布的穿孔10。这些穿孔用于旋拧区段模块1的内区段3的法兰7。在装配过程中，将单个区段模块1根据箭头11径向地安置在轮毂9上，从而最终形成带有转子和定子的完整的电机。 [0041] 电机的整个装配过程包括以下四个主要步骤： [0042] a)将区段模块1预先装配并且运输到特定地点，该区段模块包括外区段2和内区段3以及固定元件6、可能还包括法兰7。 [0043] b)将区段模块1装配在内部装配装置、例如轮毂上。 [0044] c)将区段模块1固定在外部装配装置、例如定子支承单元上。 [0045] d)去除固定元件6，从而使转子(轮毂9和内区段3)可相对于定子(外区段2)转动。 [0046] 该预装配和提供区段模块的优点在于，可以已经在工厂方面就对气隙5进行了设置。该气隙可以在装配期间通过固定元件6得到保证，并且在安装结束后通过去除固定元件6来保持该气隙。此外，固定元件6尤其可以吸收转子区段3的永磁体4施加在定子区段2上的力。 [0047] 不管是定子区段6还是转子区段3均延伸经过相同的角度区域，例如为45°。在内转子或者是内区段3处径向向内安装的法兰7同样具有圆拱形状，并且在特殊的实施方式中并不如内区段3那样延伸通过整个角度区域，由此可以避免由于公差原因，在装配状态下在单个区段模块1之间产生过大的缝隙。 [0048] 如上文提及的，在装配过程中，成对的区段、也就是区段模块1，首先定位并固定在轮毂上。在内转子的情况下，该轮毂9转动，而在外转子的情况下，这个轮毂9为支承结构的一部分。由此在任何情况下，内区段3均居中取向的。因为外区段2(在内转子情况下的定子，在外转子中的转子)越过气隙5刚好被固定在内区段3上(固定元件6)，其也同样被对准并且确保恒定的较大气隙。制造公差通过在区段模块1之间的提及的分界缝12进行补偿。在图3中放大地示出了这种分界缝12。 [0049] 在图2中未示出的、在每个区段模块1上的外法兰没有中心对准的特性，因此并不重复规定(Ueberbestimmung)。此外，外区段2以力传递的方式与中心法兰(在内转子情况下的涡轮机吊厢(Turbinengondel)的静止部件，在外转子情况下的转子的转动部件)连接。通过在区段模块1之间的分界缝12可以接受在切线方向的所有公差。 [0050] 单个区段模块1在周向上通过力传递和形状配合的连接直接彼此连接在一起。在此例如以金属板来填塞位于区段模块1之间的分界缝12，接下来将相邻的区段模块彼此旋拧在一起。 [0051] 为了使外区段2形成密封的外罩，可以将分界缝12密封。为此可以在外区段2之间设置橡胶密封件或具有足够弹性的类似物。为此例如可以在区段模块1的预装配过程中将O型环加入或粘合到外区段2的边缘上。 [0052] 通过已描述的装配构想和所阐明的实施方式的细节，使分段的电机(例如直接驱动的风力发电机)在实际的制造场所(例如紧邻风力涡轮机建造的地点)之外得以装配，而不必对定子和转子彼此进行在分段的电机中常常费用高昂的校准。此外还可以省略掉在区段或区段模块之间的接合部的填塞。 |
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