[发明专利]3MW永磁同步风力发电机定子的装配工艺

摘要

本发明涉及一种3MW永磁同步风力发电机定子的装配工艺，所述工艺包含有以下步骤：步骤A：定子齿压板的装配；步骤B：定子铁芯的叠压；步骤C：冷却系统的装配；步骤D：定子的装配；步骤E：定子的浸漆和涂装。本发明3MW永磁同步风力发电机定子的装配工艺，装配方便、铁芯叠压效果好、能够有效提高散热效率、冷却水管耐压效果好、可靠性高且线圈绝缘和密封性能好。

主权项

一种3MW永磁同步风力发电机定子的装配工艺，其特征在于：所述工艺包含有以下步骤：步骤A：定子齿压板的装配；    A1：将环形压板（1.1）水平放置于工作台面上，将扇形焊接模（1.2）压装在环形压板（1.1），所述环形压板（1.1）和扇形焊接模（1.2）上均开有记号口和插销孔，所述环形压板（1.1）和扇形焊接模（1.2）通过记号口进行对位，并在对齐插销孔后插入定位销进行固定，所述扇形焊接模（1.2）上预先均匀开设有多个用于安放压条（1.3）的分度槽；    A2：将压条（1.3）装入预先开设在扇形焊接模（1.2）上的槽内，所述压条（1.3）底面与环形压板（1.1）贴紧，所述压条（1.3）嵌入扇形焊接模（1.2）的分度槽内，点焊两点将压条（1.3）固定在环形压板（1.1）上；    A3：将扇形焊接模（1.2）旋转一定角度，随后返回至步骤A2焊接该扇区的压条（1.3），直至压条（1.3）均匀布满环形压板（1.1）；A4：移除扇形焊接模（1.2），对压条（1.3）进行满焊，在此步骤中需检查压条（1.3）是否与环形压板（1.1）处于垂直以及压条（1.3）伸出环形压板（1.1）的长度是否一致，只有当垂直且伸出环形压板（1.1）的长度一致时才能进行满焊，否则应先对其进行调整，调整至垂直且伸出环形压板（1.1）的长度一致时才能进行满焊；A5：经步骤A4即得到由环形压板（1.1）和压条（1.3）构成的定子齿压板（1）；    A6：对定子齿压板（1）进行防锈处理：喷涂铁红防锈油漆；步骤B：定子铁芯的叠压；    B1：将筒状的叠压模（2）水平放置于工作台面上；    B2：将定子齿压板（1）同轴套装于叠压模（2）上，且通过螺栓将定子齿压板（1）的环形压板（1.1）与叠压模（2）相固定；    B3：叠片，将定子冲片叠放在定子齿压板（1）上，冲片的槽与定子齿压板（1）的压条（1.3）之间形成的槽要对齐；在叠片过程中，冲片毛刺方向向下，同时需要将冲片的内圆面与叠压模（2）的外圆面紧密贴合；    B4：当步骤B3的叠片高度达到50mm时，在冲片的槽内插入槽样棒对垂直度进行调整，随后再将定位棒插入冲片上的冷却管圆孔内；    B5：检查槽形，用木榔头对冲片外圆面轻轻的敲击，保证冲片内圆面贴紧叠压模（2）的外圆面；    B6：继续叠片，将定子冲片叠放在定子齿压板（1）上，冲片的槽与定子齿压板（1）的压条（1.3）之间形成的槽要对齐；在叠片过程中，冲片毛刺方向向下，同时需要将冲片的内圆面与叠压模（2）的外圆面紧密贴合；当叠片高度达到100mm时，进行步骤B5，随后继续叠片，当叠片高度达到220mm时，进行步骤B7；    B7：对冲片进行预紧，在冲片上安装预紧压板，并在预紧压板和定子齿压板（1）之间穿上预紧螺杆和垫圈，拧入螺母；随后用扳手预紧螺母，最后用扭力扳手拧紧螺母，力矩为127Nm，并保持两个小时，同时用高压风吹净冲片表面；    B8：松开螺母，取出预紧压板和预紧螺杆和垫圈，继续叠片，当叠片高度达到330mm时，进行步骤B5，随后再进行步骤B7；    B9：随后松开螺母，取出预紧压板和预紧螺杆和垫圈，继续叠片，当叠片高度达到440mm时，进行步骤B7；    B10：完成B7步骤后，测量冲片的高度和复核冲片的总重，判断叠压系数是否达到97%，若没有达到，则继续叠压，直至达到97%；随后松开螺母，取出预紧压板和预紧螺杆和垫圈，    B11：叠压系数达到97%的叠压冲片即构成所需的铁芯（3），在铁芯（3）的上部安装另一定子齿压板（1），然后在铁芯（3）的上部的定子齿压板（1）上安装预紧压板，在压板上方设置有支架（4），在支架（4）和压板之间设置有四台液压千斤顶（5），然后启动液压千斤顶压紧铁芯（3）；     B12：在铁芯（3）的固定孔中安装铁芯固定拉杆和螺母；用扳手拧紧螺母，最后用扭力扳手拧紧螺母，力矩为127Nm；随后在铁芯（3）的外圆周表面上安装定子筋条，    B13：对步骤B11中安装的定子筋条进行焊接，定子筋条的上下两端分别与上部和下部的定子齿压板（1）相焊接；     B14：松开液压千斤顶（5），取出预紧压板，移开支架（4），从叠压模（2）上取出铁芯（3），并对位于铁芯（3）两端的齿压板（1）上的安装止口进行加工，然后对槽口进行倒圆角，并对其进行毛刺的清理；步骤C：冷却系统的装配；    C1：将完成步骤B的定子铁芯吊装进入嵌线支架（10）内，嵌线支架（10）与焊接于铁芯（3）上的定子筋条相接触，并通过螺栓将其固定在一起；    C2：将装入嵌线支架（10）内的定子铁芯翻转90°，取出定位棒；     C3：将U形冷却管（11）从同一端插入铁芯（3）的相应孔内，U形冷却管（11）的开口端从另一端伸出，利用涨管机对位于铁芯（3）内的U形冷却管（11）进行涨管，使得U形冷却管（11）的管壁与铁芯（3）紧密接触，从而能够达到更好的散热效果，相邻两个U形冷却管（11）之间通过U形连接管（12）相连接，其连接的具体步骤为：C3.1：在连接之前，首先利用扩管机（13）对U形连接管（12）的两个开口端进行扩孔操作，所述扩管机（13）包含有机架（13.1）、支撑板（13.2）和扩管支撑柱（13.9），所述支撑板（13.2）的四个角上分别设置有导轮（13.4），四个导轮（13.4）分别与机架（13.1）的四根立柱相接触，所述支撑板（13.2）的前后两边分别通过两个弹簧（13.3）挂接在机架（13.1）上，所述支撑板（13.2）下方设置有模具（13.5），所述模具（13.5）由对称设置的两个前后半模（13.6）对合连接而成，所述前后半模（13.6）上开有一与U形连接管（12）管径一致的连接管孔（13.7），所述连接管孔（13.7）的两个端口管径增大形成扩管孔（13.8），且所述扩管孔（13.8）的管径设置成需要的扩管后的管径尺寸，所述扩管支撑柱（13.9）的直径大于扩管孔（13.8）的管径，所述扩管支撑柱（13.9）头部直径缩小形成扩管柱（13.10），所述扩管柱（13.10）的直径与扩管孔（13.8）的管径相匹配，所述扩管柱（13.10）的头部直径缩小形成引导头（13.11），所述引导头（13.11）的直径小于U形连接管（12）的直径；扩孔操作时，将U形连接管（12）夹持在模具（13.5）内，将一千斤顶一端与机架（13.1）的顶部相连，另一端与支撑板（13.2）的上表面相连，将两个扩管支撑柱（13.9）的引导头（13.11）放入U形连接管（12）的两个开口端内，然后操作千斤顶使得支撑板（13.2）下移，直至扩管柱（13.10）全部进入扩管孔（13.8）内，此时由于扩管支撑柱（13.9）的直径大于扩管孔（13.8）的管径，扩管支撑柱（13.9）不会再下移，从而起到了限位的作用，完成此步骤后，得到两端口管径增大的U形连接管（12）；C3.2：将装入嵌线支架（10）内的定子铁芯翻转90°，使得U形冷却管（11）的开口端朝下；C3.3：将C3.1步骤中得到的U形连接管（12）的两端分别套在相邻的两根U形冷却管（11）上，然后进行焊接使其相连，重复上述步骤，直至相邻U形冷却管（11）之间均通过U形连接管（12）相连；C4：在U形连接管（12）下方设置对合连接的左右半圆管，所述左右半圆管通过搭块（14）与U形连接管（12）的U形底部相焊接相连；对合后的左右半圆管与U形冷却管（11）相连通，使得U形冷却管（11）、U形连接管（12）和左右半圆管形成一冷却水回路；C5：在U形冷却管（11）、U形连接管（12）和左右半圆管形成的冷却水回路的两个开口端上安装接头；C6：水压测试，在U形冷却管（11）、U形连接管（12）和左右半圆管形成的冷却水回路内通入3MPa压力的水，保持2小时，无渗漏则通过；C7：清洗，在U形冷却管（11）、U形连接管（12）和左右半圆管形成的冷却水回路内通入清洗液进行清洗； C8：利用热态高压风对铜管内部进行干燥处理；C9：将步骤C5中安装的接头进行密封处理；步骤D：定子的装配；    D1：将完成步骤C的套装在嵌线工装内的定子铁芯，翻转90°；     D2：嵌线，将线圈嵌入相应的铁芯（3）的槽内；    D3：放置测温元件，在进行步骤D2的过程中，将测温元件放入相应的槽内；    D4：绑测温元件线，将测温元件的引出线引出铁芯（3）的槽口后捆绑在一起，并套装在一纤维套管内；    D5：并头焊接，利用并头套一（6）对步骤D2中嵌入铁芯（3）的线圈并头进行连接，所述并头套一（6）为一由上部夹紧片（6.1）、下部夹紧片（6.2）和中间连接片（6.3）构成的“工”字形结构，所述上部夹紧片（6.1）、下部夹紧片（6.2）以及中间连接片（6.3）的横截面为U形结构，焊接时，将需要焊接的两个线圈引线头分别放置在U型套内，上部夹紧片（6.1）两边向中间翻卷将一根引线头夹紧，下部夹紧片（6.2）两边向中间翻卷将另一根引线头夹紧，通过中部连接片（6.3）两边向中间翻卷把两根引线头包裹住并夹紧在一起，然后用焊料进行焊接；    D6：端环安装，先将端环固定杆（8）安装在定子齿压板（1）上，然后将带孔的端环固定垫块（9）套装在端环固定杆（8）上，最后将端环绑定在端环固定垫块（9）上；    D7：端环并头焊接，利用并头套二（7）进行焊接，所述并头套二（7）包含有U形片（7.1），所述U形片（7.1）的左右顶端分别向外翻卷成接触焊片（7.2）；焊接时，将线圈引出线头放入U形片（7.1）内，然后两边往中间翻卷夹紧引线头，进行焊接，然后将并头套二（7）贴附在端环上，最后用焊料将并头套二（7）牢牢的焊接在端环上；步骤E：定子的浸漆和涂装；    E1：将步骤C中安装的嵌线支架（10）取下，将浸漆支架（15）通过螺栓固定在铁芯（3）的定子筋条上；    E2：预烘：将定子放入烘炉内，温度设定为120℃，保持10小时；    E3：一次浸漆：预烘结束后当定子温度降低到50℃时，将定子放入浸罐内进行真空压力浸漆操作；    E4：烘干：真空压力浸漆结束后，将定子吊入烘炉，将温度设定为165℃，保持10小时；    E5：一次翻身：烘干结束后，等定子温度降低为40℃时，将定子翻转180°；    E6：一次涂封：将聚四氟乙烯板围绕定子内圆一圈，且聚四氟乙烯板位于定子铁芯（3）的一端槽口处，在聚四氟乙烯板和铁芯（3）槽口围成的空间内处灌入硅橡胶，等硅橡胶凝固后撕去聚四氟乙烯板；    E7：二次翻身：将定子翻转180°；    E8：二次浸漆：将定子再次放入浸罐内进行真空压力浸漆操作，完成真空压力浸漆操作后再进行E4的步骤；    E9：二次涂封：将聚四氟乙烯板围绕定子内圆一圈，且聚四氟乙烯板位于定子铁芯（3）的另一端槽口处，在聚四氟乙烯板和铁芯（3）槽口围成的空间内处灌入硅橡胶，等硅橡胶凝固后撕去聚四氟乙烯板；    E10：表面防护：在线圈、端环和铁芯（3）内表面喷涂氟硅橡胶；在铁芯（3）外表面喷涂H级红色聚酯环氧表面覆盖漆。