專(zhuān)利名稱(chēng)：分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子制造方法與裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及大型交流電機(jī)的定子設(shè)計(jì)制造與裝配，進(jìn)一 步說(shuō)是一種大型交流電機(jī)定子模塊化制造與應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
定子作為電機(jī)的重要組成部分，其設(shè)計(jì)與裝配的合理性對(duì)于電機(jī)穩(wěn)定高效運(yùn)行具 有重要影響。傳統(tǒng)電機(jī)定子大多采用整體加工的方法，首先沿圓周方向?qū)⒍ㄗ記_片均勻疊 壓并利用拉緊螺桿或機(jī)械扣片焊接等方式加以固定，然后嵌放繞組并對(duì)繞組端部進(jìn)行連接 與整形，最后整體進(jìn)行浸漆處理加以固化。當(dāng)電機(jī)定子直徑超過(guò)4米時(shí)，如大型水輪發(fā)電 機(jī)，受限于運(yùn)輸瓶頸，定子需分瓣制造(包括機(jī)座和鐵芯)，運(yùn)往工地后再將分瓣的定子組裝 成整體；對(duì)于分瓣運(yùn)輸仍有困難的大型機(jī)組，定子的裝配工作全部在工地完成，即先將分瓣 的定子機(jī)座組焊成整圓，然后進(jìn)行定子鐵芯疊片，再完成定子繞組下線(xiàn)與連接。定子鐵芯 由硅鋼片現(xiàn)場(chǎng)堆疊而成，鐵芯由定位筋定位。如果采用定子整體加工的方法，可以在工廠內(nèi)部完成全部加工裝配工作，降低了 制造成本。但是由此帶來(lái)運(yùn)輸成本提高的問(wèn)題，而且也對(duì)裝配和工作現(xiàn)場(chǎng)吊裝設(shè)備提出了 更高的要求。在電機(jī)整體下線(xiàn)結(jié)束后需要進(jìn)行浸漆處理，對(duì)于大型電機(jī)整體浸漆所需的大 直徑真空壓力浸漆罐投資很大，對(duì)于中小企業(yè)無(wú)疑構(gòu)成一定負(fù)擔(dān)。如果采用定子和基座分瓣加工，然后現(xiàn)場(chǎng)完成繞組嵌放的方法，固然可以在一定 程度上解決運(yùn)輸困難的問(wèn)題。但是由于機(jī)座焊接，定子疊片，繞組嵌放，和轉(zhuǎn)子裝配等工作 都需要在工作現(xiàn)場(chǎng)完成，受限于現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境，必然會(huì)增加工時(shí)成本，而且當(dāng)工作環(huán)境惡劣 時(shí)還會(huì)對(duì)加工裝配質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。由于傳統(tǒng)大型交流電機(jī)繞組大多采用雙層疊繞，繞 組在定子槽內(nèi)空間分布連續(xù)，無(wú)法機(jī)械解耦。因此，為了保證電機(jī)的整體運(yùn)行，分瓣定子最 終必須緊固為一體。但是由于實(shí)際工藝和材料特性限制，鐵芯接縫面處會(huì)受到不均勻且難 以預(yù)測(cè)的擠壓力，該擠壓力不但助長(zhǎng)了定子鐵芯翹曲的形成，還會(huì)帶來(lái)接縫處的機(jī)械振動(dòng) 和噪聲，給電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患。也正是因?yàn)檫@個(gè)原因，分瓣制作定子的方法自從 上世紀(jì)60年代以來(lái)便逐漸被淘汰。取而代之的是采用工地現(xiàn)場(chǎng)整圓疊壓定子鐵芯的方法， 這種方法在國(guó)內(nèi)外大型水輪發(fā)電機(jī)制造領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。以上幾種方法雖然在加工過(guò)程中分為整體與分瓣，但是最終都是將其組裝為一個(gè) 整體。一旦電機(jī)運(yùn)行發(fā)生重大故障，需要返廠維修，這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的運(yùn)輸，維修，重新裝配 等成本十分巨大，甚至無(wú)異于購(gòu)置一臺(tái)新電機(jī)。更為重要的是，由于這種大型交流電機(jī)大 多作為大型機(jī)械裝備的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，或發(fā)電廠的主要發(fā)電設(shè)備，如果電機(jī)發(fā)生故障，由此帶 來(lái)的停工停產(chǎn)損失可能更為巨大。尤其是一些關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵部門(mén)，比如電廠，醫(yī) 院，供水系統(tǒng)，軍事基地等等，其高可靠性的要求更是制約了這種電機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展。對(duì)于以上存在的種種問(wèn)題，行業(yè)內(nèi)目前主要采用以下幾種方法對(duì)于特大型電機(jī) 來(lái)說(shuō)，大多是電廠用的發(fā)電機(jī)。承接制造此種電機(jī)的廠家大多具有很強(qiáng)的技術(shù)和工藝加工 能力，雖然在此過(guò)程中需要較高成本，但電機(jī)性能基本能夠滿(mǎn)足實(shí)際需要。電廠設(shè)備的可靠性主要通過(guò)提高電機(jī)制造質(zhì)量和備用發(fā)電機(jī)組的方法來(lái)保證。大型交流電動(dòng)機(jī)一般通過(guò)提 高電機(jī)電壓的方法提高功率密度、減少體積，降低電機(jī)尺寸過(guò)大帶來(lái)的運(yùn)輸與安裝困難。通 過(guò)購(gòu)置大直徑真空壓力浸漆罐的方法解決浸漆困難的問(wèn)題。電動(dòng)機(jī)的可靠性除了通過(guò)提高 電機(jī)質(zhì)量，還有采用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同軸連接的方式，部分電機(jī)作為備用動(dòng)力設(shè)備空轉(zhuǎn)運(yùn)行。在電機(jī)定子分瓣制作方面，國(guó)內(nèi)外有過(guò)一些探索，而且申報(bào)了一些專(zhuān)利。專(zhuān)利號(hào) 200610138198. 5，名稱(chēng)是電動(dòng)機(jī)的分瓣定子。此專(zhuān)利主要介紹了一種集中繞組定子拼接方 法。電動(dòng)機(jī)定子由在圓筒形定子圓周上劃分的多個(gè)分瓣結(jié)構(gòu)組成。其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在由于 定子各個(gè)磁極相互獨(dú)立，集中繞組可以在定子各瓣拼接之前，直接嵌入磁極兩側(cè)的寬口凹 槽，避免了傳統(tǒng)電機(jī)繞組需要從窄小的槽口嵌入的麻煩，顯著減小了損壞線(xiàn)圈絕緣的危險(xiǎn)， 提高了槽滿(mǎn)率。專(zhuān)利號(hào)=200880014984. 1，名稱(chēng)是電動(dòng)機(jī)用分瓣定子及其制造方法。此專(zhuān) 利主要介紹了集中式繞組定子拼接結(jié)構(gòu)(大體與上文所述專(zhuān)利類(lèi)似)以及具體加工制作方 法。以上兩個(gè)專(zhuān)利所述定子分瓣制作方法主要適用于集中繞組少極電機(jī)，其主要出發(fā)點(diǎn)在 于提高定子槽滿(mǎn)率，減少繞組嵌放中的絕緣破壞以及提高繞組與定子之間的散熱能力。如 果極數(shù)很多，相鄰定子拼接中存在的間隙會(huì)對(duì)磁路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響，進(jìn)而影響電機(jī)性能。 而且對(duì)于大量使用的常規(guī)分布繞組交流電機(jī)，以上兩個(gè)專(zhuān)利所述方法均不適用。專(zhuān)利號(hào) 200720183654. 8，名稱(chēng)是一種電機(jī)定子的鐵芯。此專(zhuān)利主要介紹了一種定子分瓣制作的方 法，相鄰的分瓣定子通過(guò)榫槽連接。其意義主要體現(xiàn)在相鄰分瓣定子不用通過(guò)焊接的方法 連接，降低了加工難度。專(zhuān)利號(hào)200810146730.7，名稱(chēng)是一種模塊化電機(jī)。此專(zhuān)利主要介 紹了適用于集中繞組的發(fā)電機(jī)模塊化制造結(jié)構(gòu)。主要是為了解決發(fā)電系統(tǒng)中原動(dòng)機(jī)輸出功 率變化帶來(lái)的發(fā)電機(jī)輸出功率不穩(wěn)定問(wèn)題。通過(guò)調(diào)節(jié)不同定子模塊使得電機(jī)整體的組合功 率輸出與原動(dòng)機(jī)輸入功率相適應(yīng)，從而降低對(duì)原動(dòng)機(jī)輸出功率穩(wěn)定性的要求。以上幾個(gè)專(zhuān) 利雖然在加工過(guò)程中都對(duì)定子進(jìn)行分瓣處理，側(cè)重點(diǎn)也有所不同，但是最終大多是將其加 工為一個(gè)整體，而且僅適用于集中式繞組。并沒(méi)有緩解大型交流電機(jī)定子裝配運(yùn)輸困難的 現(xiàn)狀，更無(wú)法解決大型交流電機(jī)定子可靠性有限的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)一種分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子模塊化制造與應(yīng)用方法，目的在于 提供一種性?xún)r(jià)比高的適用于大型交流電機(jī)的定子制造與裝配技術(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案為
分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子制造方法，其特征在于將電機(jī)定子分瓣制作，對(duì)每個(gè)定 子模塊分別處理，然后整體組裝成完整的定子，具體包括以下步驟
第一，將每個(gè)定子模塊的定子沖片進(jìn)行分別疊壓與緊固處理，利用弧形定子壓圈進(jìn)行 壓緊與固定；
第二，將大跨距線(xiàn)圈和小跨距線(xiàn)圈嵌放入定子槽內(nèi)，同時(shí)做好定子繞組絕緣和綁扎處 理，得到獨(dú)立的定子模塊，其中大跨距線(xiàn)圈和小跨距線(xiàn)圈的跨接方向相反；
第三，將制作好的定子模塊進(jìn)行整體浸漆處理與烘干，完成每個(gè)模塊的制作與封裝； 第四，將每個(gè)定子模塊沿圓周方向依次安裝固定在定位基座上，進(jìn)行整體調(diào)試與運(yùn)行。當(dāng)電機(jī)采用整數(shù)槽繞組或每極每相槽數(shù)最簡(jiǎn)形式分母為奇數(shù)的分?jǐn)?shù)槽繞組時(shí)，定 子模塊數(shù)量最多擴(kuò)展至最大并聯(lián)支路數(shù)的一半，即電機(jī)極數(shù)與槽數(shù)的最大公約數(shù)的一半，
5也可以擴(kuò)展至最大并聯(lián)支路數(shù)一半的約數(shù)個(gè)；當(dāng)采用每極每相槽數(shù)最簡(jiǎn)形式分母為偶數(shù)的 分?jǐn)?shù)槽繞組時(shí)，定子模塊數(shù)量最多擴(kuò)展至最大并聯(lián)支路數(shù)，即電機(jī)極數(shù)與槽數(shù)的最大公約 數(shù)，也可以擴(kuò)展至最大并聯(lián)支路數(shù)的約數(shù)個(gè)。獨(dú)立的定子模塊槽數(shù)等于2mq最簡(jiǎn)形式的分子的整數(shù)倍，最小獨(dú)立定子模塊槽數(shù) 為2mq最簡(jiǎn)形式的分子。其中m為電機(jī)相數(shù)，q為電機(jī)每極每相槽數(shù)。所述的每個(gè)定子模塊單元相互獨(dú)立，不同定子模塊所占空間角度可以相同，也可 不同，只要保證空間角度為最小獨(dú)立定子模塊空間角度的整數(shù)倍，且全部定子模塊能夠填 充圓周方向360度空間即可。將跨接于相鄰兩個(gè)定子模塊的定子繞組線(xiàn)圈的上下層邊放在同一模塊內(nèi)，即將本 應(yīng)跨接于下一個(gè)定子模塊的定子繞組邊放置在本模塊中電磁性能相同的槽內(nèi)，而定子繞組 端部接線(xiàn)保持不變。針對(duì)不同極槽配合的電機(jī)定子，優(yōu)先采用跨距小且數(shù)量為3的整數(shù)倍 的大繞組線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)。分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子裝配方法，其特征在于所述裝配方法采用外部輻 射式拼裝結(jié)構(gòu)，不同定子模塊之間的定位、各個(gè)定子模塊與轉(zhuǎn)子的同心定位以及氣隙的調(diào) 整通過(guò)定位機(jī)座保證，在保證定位機(jī)座機(jī)械強(qiáng)度的情況下，將定子模塊沿圓周方向從外側(cè) 依次安放到定位機(jī)座的相應(yīng)位置，通過(guò)在定位機(jī)座上事先加工的均勻分布在圓周方向的定 位孔或定位槽保證定子模塊定位精度，并利用拉緊螺桿將定子模塊與定位基座進(jìn)行固定。定位機(jī)座可以整體加工也可以分瓣加工后現(xiàn)場(chǎng)焊接完成。安裝定子模塊之前，首先進(jìn)行定位機(jī)座和轉(zhuǎn)子的安裝定位，保證定位機(jī)座和轉(zhuǎn)子 的同軸度。每個(gè)獨(dú)立的定子模塊圓周外側(cè)添加軸向固定筋板。每個(gè)獨(dú)立的定子模塊都是從定位機(jī)座外側(cè)進(jìn)行吊裝。本發(fā)明的突出創(chuàng)新點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)在于將傳統(tǒng)整體制作的電機(jī)定子分瓣制作，利用大小 線(xiàn)圈合理布置的方法實(shí)現(xiàn)相鄰定子模塊電氣與機(jī)械解耦。每個(gè)模塊單元可以分別獨(dú)立控 制運(yùn)行，不同模塊只要保證供電電源同步性即可，同時(shí)也可以并聯(lián)運(yùn)行，這取決于實(shí)際工況 需要。不同模塊之間不存在直接的電聯(lián)系，而且可以互相替代與更換，這就提高了電機(jī)的可 靠性。避免了傳統(tǒng)電機(jī)某相繞組短路或匝間絕緣損毀等造成整臺(tái)電機(jī)都需要返廠維修的缺 點(diǎn)。如果電機(jī)出現(xiàn)重大故障，只需將損壞的定子模塊拆除換上備用模塊即可。由于減少了 維修成本與時(shí)間，采用此方法還可以大大降低電機(jī)返廠維修帶來(lái)的企業(yè)停工停產(chǎn)損失，節(jié) 約了企業(yè)運(yùn)行成本。本發(fā)明所述電機(jī)由于采用大小線(xiàn)圈的方法實(shí)現(xiàn)了相鄰定子模塊的機(jī)械解耦，不同 模塊機(jī)械獨(dú)立，因此相鄰模塊之間的間隙可以適當(dāng)加大，以此避免定子拼接縫處的振動(dòng)與 噪聲。同時(shí)也解決了傳統(tǒng)大型水輪發(fā)電機(jī)定子分瓣制作后出現(xiàn)較大振動(dòng)與噪聲的難題。本發(fā)明將大型電機(jī)定子化整為零，分別加工制作，在定子浸漆固化階段，降低了對(duì) 真空壓力浸漆設(shè)備的要求，可以利用中小型電機(jī)浸漆設(shè)備對(duì)大型電機(jī)定子模塊進(jìn)行浸漆處 理，這樣可以節(jié)省中小企業(yè)的設(shè)備投資。相對(duì)于電機(jī)整體來(lái)說(shuō)，每個(gè)定子模塊單元的外形尺 寸大大減少，給產(chǎn)品的運(yùn)輸帶來(lái)方便。
圖1為定子模塊整體拼裝示意圖；圖2為單個(gè)定子模塊展開(kāi)示意圖； 圖3為弧形定子壓圈示意圖； 圖4為一種臥式電機(jī)定位機(jī)座結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為另一種臥式電機(jī)定位機(jī)座結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為立式電機(jī)定位機(jī)座結(jié)構(gòu)示意； 圖7為圖4所示臥式電機(jī)定子模塊的裝配示意圖； 圖8為圖6所示立式電機(jī)定子模塊的裝配示意圖；
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明
本發(fā)明所述技術(shù)方案主要適用于采用分布繞組的大型交流電機(jī)。圖1為定子模塊整體拼裝示意圖，如圖所示，以16極60槽4單元電機(jī)為例進(jìn)行說(shuō) 明。圖1中1為沖片疊壓而成的定子模塊，2為定子模塊拉緊螺孔，用于定子沖片的拉緊與 模塊單元的整體固定，3為相鄰定子模塊拼接縫，4為下層繞組，5為上層繞組，6為小跨距繞 組線(xiàn)圈，7為大跨距繞組線(xiàn)圈。本發(fā)明是將電機(jī)定子分瓣制作，對(duì)每個(gè)定子模塊分別處理，然 后整體組裝成完整的定子。具體包括以下步驟第一，將每個(gè)模塊單元的定子沖片進(jìn)行分別 疊壓與緊固處理，利用弧形定子壓圈進(jìn)行壓緊與固定。第二，將大小線(xiàn)圈合理嵌放入定子槽 內(nèi)，同時(shí)做好繞組絕緣和綁扎處理。第三，將制作好的定子模塊單元進(jìn)行整體浸漆處理與烘 干，完成每個(gè)模塊的制作與封裝。第四，將每個(gè)定子模塊沿圓周方向依次安裝固定在定位基 座上，進(jìn)行整體調(diào)試與運(yùn)行。定子模塊分瓣數(shù)量需要綜合考慮實(shí)際電機(jī)的外形尺寸和繞組排布情況確定。對(duì)于 整數(shù)槽繞組和每極每相槽數(shù)最簡(jiǎn)形式分母為奇數(shù)的分?jǐn)?shù)槽繞組，電機(jī)定子模塊數(shù)量最多擴(kuò) 展到電機(jī)極數(shù)與槽數(shù)的最大公約數(shù)的一半，也可以擴(kuò)展至最大并聯(lián)支路數(shù)一半的約數(shù)個(gè)； 對(duì)于每極每相槽數(shù)最簡(jiǎn)形式分母為偶數(shù)的分?jǐn)?shù)槽繞組，電機(jī)定子模塊數(shù)量最多擴(kuò)展到電機(jī) 極數(shù)與槽數(shù)的最大公約數(shù)，也可以擴(kuò)展至最大并聯(lián)支路數(shù)的約數(shù)個(gè)。鑒于模塊拼接縫隙對(duì) 電機(jī)性能的影響，模塊數(shù)量不宜過(guò)多。同一個(gè)電機(jī)的不同定子模塊所占空間角度可以相同， 也可不同。只要保證空間角度為最小獨(dú)立定子模塊空間角度的整數(shù)倍，且全部定子模塊能 夠填充圓周方向360度空間即可。根據(jù)實(shí)際工況需要，出于提高不同定子模塊通用性，便于 更換與維修的角度考慮，每個(gè)定子模塊可以具有相同的空間角度。每個(gè)獨(dú)立定子模塊槽數(shù) 等于2mq最簡(jiǎn)形式的分子的整數(shù)倍，最小獨(dú)立定子模塊槽數(shù)為2mq最簡(jiǎn)形式的分子。其中 m為電機(jī)相數(shù)，q為電機(jī)每極每相槽數(shù)。根據(jù)實(shí)際工況需要，電機(jī)模塊角度可為最小模塊所 占空間角度的整數(shù)倍。相鄰模塊拼接處縫隙寬度應(yīng)合理選擇。一方面，由于電機(jī)運(yùn)行會(huì)使定子沖片發(fā)熱 膨脹，如果接縫寬度過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致沖片發(fā)熱變形量無(wú)法釋放，進(jìn)而造成定子鐵芯翹曲變形。 而且由于實(shí)際裝配工藝等原因，接縫寬度過(guò)小還會(huì)使得電機(jī)裝配后及運(yùn)行過(guò)程中，接封面 處受到分布不均且難以預(yù)測(cè)的擠壓力，助長(zhǎng)了定子鐵芯的變形。接縫寬度過(guò)小還會(huì)帶來(lái)電 機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)與噪聲。另一方面，如果接縫寬度過(guò)大，會(huì)對(duì)電機(jī)電磁性能有微量影 響。接縫處懸空還會(huì)對(duì)電機(jī)的機(jī)械穩(wěn)定性帶來(lái)負(fù)面影響。因此，應(yīng)綜合考慮實(shí)際工況選擇 相鄰模塊接縫寬度。圖2為單個(gè)定子模塊展開(kāi)示意圖，如圖所示繞組嵌放方法，這里以16極60槽4單
7元電機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明。圖2中6為小跨距繞組線(xiàn)圈，跨距為3，數(shù)量為12 ；7為大跨距繞組 線(xiàn)圈，跨距為12，數(shù)量為3。在一個(gè)定子模塊中的大跨距線(xiàn)圈7和小跨距線(xiàn)圈6的跨接方向 相反。根據(jù)電機(jī)槽距電角度分布規(guī)律，將大跨距線(xiàn)圈相對(duì)于小跨距線(xiàn)圈反向放置，這樣既實(shí) 現(xiàn)了對(duì)相鄰定子模塊結(jié)合處的電磁補(bǔ)償，保證了三相繞組內(nèi)電勢(shì)對(duì)稱(chēng)，又實(shí)現(xiàn)了相鄰定子 模塊單元的機(jī)械解耦，并保持電機(jī)性能基本不變。大小線(xiàn)圈的數(shù)量和跨距需要綜合考慮電 機(jī)極數(shù)、槽數(shù)和性能要求。此法主要利用了電機(jī)槽中繞組電勢(shì)分布每隔一定槽數(shù)完成一次 循環(huán)，而從電磁性能的角度來(lái)說(shuō)，電角度相差2 π的槽內(nèi)繞組作用是等效的。為了實(shí)現(xiàn)相鄰定子模塊的機(jī)械解耦，本發(fā)明將跨接于相鄰兩個(gè)定子模塊的繞組線(xiàn) 圈的上下層邊放在同一模塊內(nèi)，即將本應(yīng)跨接于下一個(gè)定子模塊的繞組邊放置在本模塊中 電磁性能相同的槽內(nèi)，而繞組端部接線(xiàn)保持不變。這樣就打斷了繞組線(xiàn)圈在空間分布上的 連續(xù)性，使得不同定子模塊獨(dú)立制作與運(yùn)行成為可能。針對(duì)不同極槽配合的電機(jī)定子，優(yōu)先 采用跨距小且數(shù)量為3的整數(shù)倍的大繞組線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)。具體如圖2中所示，以繞組下層邊進(jìn) 行編號(hào)。1-12號(hào)繞組從左到右依次正常嵌放。13-15號(hào)繞組從右向左嵌放，即將傳統(tǒng)繞組 嵌放方式中本應(yīng)跨接于下一定子模塊的繞組上層邊放置在與其電磁性能相同的同一模塊 槽內(nèi)。具體來(lái)說(shuō)，即將13號(hào)繞組的上層邊放在1號(hào)槽的上部，14和15號(hào)繞組的上層邊放在 2號(hào)和3號(hào)槽的上部。電機(jī)端部繞組接線(xiàn)保持不變。其他極槽配合的電機(jī)繞組放置方法需 要通過(guò)計(jì)算得到。每個(gè)定子模塊完成沖片疊壓與繞組嵌放之后，需要對(duì)繞組端部進(jìn)行綁扎緊固與絕 緣處理。為了提高大線(xiàn)圈的電氣與機(jī)械可靠性，可以適當(dāng)提高絕緣防護(hù)等級(jí)和綁扎強(qiáng)度。并 對(duì)定子模塊整體進(jìn)行浸漆處理。為了提高機(jī)械穩(wěn)固性，可以適當(dāng)增加定子模塊拉緊螺桿的數(shù)量和直徑?；⌒味ㄗ?壓圈的厚度和定子模塊拉緊螺孔數(shù)量也可以相應(yīng)增加?；⌒味ㄗ訅喝Φ木唧w結(jié)構(gòu)如圖3所 示，其中8為定子模塊拉緊螺孔，9為弧形定子壓圈。本發(fā)明提出的定子模塊可以在定位機(jī)座上自由進(jìn)行安裝與拆卸，裝配方法采用外 部輻射式拼裝結(jié)構(gòu)。安裝定子模塊之前，首先進(jìn)行定位機(jī)座和轉(zhuǎn)子的安裝定位，保證二者的 同軸度。轉(zhuǎn)子和定位機(jī)座一旦安裝成功，就不再改動(dòng)。不同定子模塊之間的定位、定子模塊 與轉(zhuǎn)子同心定位以及氣隙的調(diào)整通過(guò)定位機(jī)座保證。定位機(jī)座可以整體加工也可以分瓣加 工后現(xiàn)場(chǎng)焊接完成。在保證定位機(jī)座機(jī)械強(qiáng)度的情況下，將定子模塊沿圓周方向從外側(cè)依 次安放到定位機(jī)座的相應(yīng)位置，通過(guò)在定位機(jī)座上事先加工的均勻分布在圓周方向的定位 孔或定位槽保證定子模塊定位精度，并利用拉緊螺桿將定子模塊與定位基座進(jìn)行固定。為 了提高定子模塊的機(jī)械穩(wěn)定性，可以在定子模塊圓周外側(cè)添加軸向固定筋板。每個(gè)定子模塊單元相互獨(dú)立，且與定位機(jī)座都是可拆卸的。每個(gè)獨(dú)立的定子模塊 是從定位機(jī)座外側(cè)進(jìn)行吊裝。一方面，每個(gè)模塊單元可以分別獨(dú)立控制運(yùn)行，不同模塊只要 保證供電電源同步性即可，同時(shí)也可以并聯(lián)運(yùn)行；另一方面也保證了定位機(jī)座和轉(zhuǎn)子可以 一次完成定位工作后就不在改動(dòng)，當(dāng)某個(gè)定子模塊出現(xiàn)故障時(shí)，只需將其拆下，換裝上備用 的定子模塊。如圖4所示為一種臥式電機(jī)定位機(jī)座結(jié)構(gòu)示意圖，此種結(jié)構(gòu)適用于定子模塊拉緊 螺桿數(shù)量較少的情況。當(dāng)定子模塊拉緊螺桿數(shù)量較多時(shí)可以考慮采用如圖5所示的另一種 臥式電機(jī)定位機(jī)座結(jié)構(gòu)示意圖中的方法。定位機(jī)座外徑圓周均勻分布的定位槽與定子模塊上拉緊螺桿緊密配合，只要保證定位槽加工的合理性就可滿(mǎn)足定子模塊與轉(zhuǎn)子同軸定位和 氣隙長(zhǎng)度的要求。此種臥式電機(jī)定子模塊的裝配示意圖如圖7所示，通過(guò)吊裝設(shè)備將各個(gè) 定子模塊分別從機(jī)座四周移動(dòng)至機(jī)座定位槽，然后利用緊固件對(duì)定子模塊拉緊螺桿端部與 定位槽進(jìn)行加固處理。對(duì)于大型立式電機(jī)，如電廠用水輪發(fā)電機(jī)和立式安裝的大型交流電 動(dòng)機(jī)，可以采用如圖6所示的立式電機(jī)定位機(jī)座結(jié)構(gòu)，其安裝仍然采用外裝法，具體裝配示 意圖如圖8所示。通過(guò)定位機(jī)座底盤(pán)上的徑向定位凹槽將不同定子模塊移動(dòng)至定位機(jī)座內(nèi) 部，從而保證了定子模塊的圓周方向定位。通過(guò)上部定位盤(pán)上的定位螺孔保證定子模塊的 徑向定位。由于以上兩種定子模塊安裝方法都是從外部進(jìn)行吊裝，從而降低了安裝過(guò)程的 復(fù)雜性和勞動(dòng)強(qiáng)度。如果某個(gè)模塊出現(xiàn)故障，只要松動(dòng)相應(yīng)端部緊固件，進(jìn)行拆卸即可。
權(quán)利要求
1.分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子制造方法，其特征在于將電機(jī)定子分瓣制作，對(duì)每 個(gè)定子模塊分別處理，然后整體組裝成完整的定子，具體包括以下步驟第一，將每個(gè)定子模塊的定子沖片進(jìn)行分別疊壓與緊固處理，利用弧形定子壓圈進(jìn)行 壓緊與固定；第二，將大跨距線(xiàn)圈和小跨距線(xiàn)圈嵌放入定子槽內(nèi)，同時(shí)做好定子繞組絕緣和綁扎處 理，得到獨(dú)立的定子模塊，其中大跨距線(xiàn)圈和小跨距線(xiàn)圈的跨接方向相反；第三，將制作好的定子模塊進(jìn)行整體浸漆處理與烘干，完成每個(gè)模塊的制作與封裝；第四，將每個(gè)定子模塊沿圓周方向依次安裝固定在定位基座上，進(jìn)行整體調(diào)試與運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子制造方法，其特征在于當(dāng)電機(jī) 采用整數(shù)槽繞組或每極每相槽數(shù)最簡(jiǎn)形式分母為奇數(shù)的分?jǐn)?shù)槽繞組時(shí)，定子模塊數(shù)量最多 擴(kuò)展至最大并聯(lián)支路數(shù)的一半，即電機(jī)極數(shù)與槽數(shù)的最大公約數(shù)的一半，也可以擴(kuò)展至最 大并聯(lián)支路數(shù)一半的約數(shù)個(gè)；當(dāng)采用每極每相槽數(shù)最簡(jiǎn)形式分母為偶數(shù)的分?jǐn)?shù)槽繞組時(shí)， 定子模塊數(shù)量最多擴(kuò)展至最大并聯(lián)支路數(shù)，即電機(jī)極數(shù)與槽數(shù)的最大公約數(shù)，也可以擴(kuò)展 至最大并聯(lián)支路數(shù)的約數(shù)個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子制造方法，其特征在于獨(dú)立的 定子模塊槽數(shù)等于2mq最簡(jiǎn)形式的分子的整數(shù)倍，最小獨(dú)立定子模塊槽數(shù)為2mq最簡(jiǎn)形式 的分子；其中m為電機(jī)相數(shù)，q為電機(jī)每極每相槽數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子制造方法，其特征在于所述的 每個(gè)定子模塊單元相互獨(dú)立，不同定子模塊所占空間角度可以相同，也可不同，只要保證空 間角度為最小獨(dú)立定子模塊空間角度的整數(shù)倍，且全部定子模塊能夠填充圓周方向360度 空間即可。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子制造方法，其特征在于將跨接 于相鄰兩個(gè)定子模塊的定子繞組線(xiàn)圈的上下層邊放在同一模塊內(nèi)，即將本應(yīng)跨接于下一個(gè) 定子模塊的定子繞組邊放置在本模塊中電磁性能相同的槽內(nèi)，而定子繞組端部接線(xiàn)保持不 變；針對(duì)不同極槽配合的電機(jī)定子，優(yōu)先采用跨距小且數(shù)量為3的整數(shù)倍的大繞組線(xiàn)圈結(jié) 構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子裝配方法，其特征在于所述裝配 方法采用外部輻射式拼裝結(jié)構(gòu)，不同定子模塊之間的定位、各個(gè)定子模塊與轉(zhuǎn)子的同心定 位以及氣隙的調(diào)整通過(guò)定位機(jī)座保證，在保證定位機(jī)座機(jī)械強(qiáng)度的情況下，將定子模塊沿 圓周方向從外側(cè)依次安放到定位機(jī)座的相應(yīng)位置，通過(guò)在定位機(jī)座上事先加工的均勻分布 在圓周方向的定位孔或定位槽保證定子模塊定位精度，并利用拉緊螺桿將定子模塊與定位 基座進(jìn)行固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子裝配方法，其特征在于定位機(jī) 座可以整體加工也可以分瓣加工后現(xiàn)場(chǎng)焊接完成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子裝配方法，其特征在于安裝定 子模塊之前，首先進(jìn)行定位機(jī)座和轉(zhuǎn)子的安裝定位，保證定位機(jī)座和轉(zhuǎn)子的同軸度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子裝配方法，其特征在于每個(gè)獨(dú) 立的定子模塊圓周外側(cè)添加軸向固定筋板。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子裝配方法，其特征在于每個(gè)獨(dú)立的定子模塊都是從定位機(jī)座外側(cè)進(jìn)行吊裝。
全文摘要
分體獨(dú)立式大型交流電機(jī)定子制造與裝配技術(shù)，將每個(gè)定子模塊的定子沖片分別疊壓與緊固，利用弧形定子壓圈進(jìn)行壓緊與固定；將大跨距線(xiàn)圈相對(duì)于小跨距線(xiàn)圈反向嵌放入定子槽內(nèi)，同時(shí)做好定子繞組絕緣和綁扎處理；將制作好的定子模塊整體浸漆處理與烘干，完成每個(gè)模塊的制作與封裝；將每個(gè)定子模塊安裝固定在定位基座上，整體調(diào)試與運(yùn)行。裝配方法采用外部輻射式拼裝結(jié)構(gòu)，將定子模塊沿圓周方向從外側(cè)依次安放到定位機(jī)座的相應(yīng)位置，通過(guò)在定位機(jī)座上事先加工的均勻分布在圓周方向的定位孔或定位槽保證定子模塊定位精度，并利用拉緊螺桿將定子模塊與定位基座進(jìn)行固定。本發(fā)明目的在于提供一種性?xún)r(jià)比高的適用于大型交流電機(jī)的定子制造與裝配技術(shù)。
文檔編號(hào)H02K15/02GK102005867SQ20101055653
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者馮桂宏, 崔剛, 張炳義, 李慶旭 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)