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一種新型永磁發(fā)電機(jī)磁鋼安裝工具

2017-08-29 08:36:17來源:上海伊謄實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司 閱讀量:4822

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  一般的永磁發(fā)電機(jī)磁鋼安裝工具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作效率較低,而且未充分考慮在磁鋼安裝過程中的安全性、便捷性問題,磁鋼在裝配過程中很容易被壓碎或損傷,且容易出現(xiàn)傷人事故[1]。本次設(shè)計(jì)的安裝工具,充分考慮了永磁發(fā)電機(jī)在磁鋼裝配過程中的安全性、合理性,并大大提高了裝配效率。
 
  1 永磁發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)
 
  永磁發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)部分是動(dòng)力轉(zhuǎn)換部件,把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部件。發(fā)電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子、定子和軸系組成。
 
  這種永磁式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子本體、轉(zhuǎn)子疊片、磁鋼組成。磁鋼由永磁材料釹鐵硼制成,無需獨(dú)立的勵(lì)磁繞組,因此勵(lì)磁損耗低,同時(shí)它無需換向裝置,具有效率高且壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)[2]。
 
  2 磁鋼結(jié)構(gòu)及安裝
 
  2.1 磁鋼安裝方式
 
  永磁式發(fā)電機(jī)的基本原理是定子繞組切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電壓發(fā)電,磁場(chǎng)能否順利產(chǎn)生是由轉(zhuǎn)子上的磁鋼決定的,所以磁鋼的順利安裝是保障后續(xù)工序正常進(jìn)行的基礎(chǔ)。
 
  磁鋼采用嵌入式安裝方法,轉(zhuǎn)子疊片上加工有磁鋼槽,磁鋼嵌入其中,由于磁鋼槽加工時(shí)形狀、位置要求較嚴(yán)格,對(duì)稱性好,所以磁鋼裝入后能很好的保證電機(jī)磁路的對(duì)稱性,安裝后結(jié)構(gòu)見圖1。
 
  磁鋼有很強(qiáng)的吸附力,當(dāng)磁鋼靠近轉(zhuǎn)子鐵體時(shí),強(qiáng)大的吸附力將磁鋼吸附在本體上很難取下來,導(dǎo)致磁鋼不能正確地裝入磁鋼槽中,裝配無法進(jìn)行,磁鋼也將報(bào)廢[3]。針對(duì)上述問題,提出一種永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼安裝工具設(shè)計(jì)方案,這種安裝工具克服了磁鋼強(qiáng)大吸附力的問題,并能保證定位準(zhǔn)確,使磁鋼安全、快速地裝入磁鋼槽中。
 
  2.2 安裝工具結(jié)構(gòu)
 
  安裝工具由液壓缸、方筒大端側(cè)、方筒小端側(cè)、U型壓板、拉板組成,模型見圖2。其中,方筒大端側(cè)由沒有磁性的銅材料制成,方筒小端側(cè)由具有一定磁性的碳鋼材料制成。
 
  裝配時(shí)安裝工具的位置見圖3,懸臂吊放置在轉(zhuǎn)子的中心,安裝工具由吊環(huán)吊裝在懸臂吊上,為了提高裝配效率,懸臂吊同時(shí)吊裝兩個(gè)安裝工具進(jìn)行磁鋼裝配,工具的定位通過定位板實(shí)現(xiàn)。
 
  3 磁鋼安裝過程
 
  磁鋼安裝規(guī)格如下:磁鋼高度30mm,磁鋼安裝總長(zhǎng)度930mm,磁鋼安裝層數(shù)為31層,轉(zhuǎn)子圓周共有132個(gè)磁鋼槽,通過計(jì)算磁鋼安裝總數(shù)為4092塊。
 
  3.1 磁鋼裝入安裝工具
 
  磁鋼裝配過程中,安裝工具始終吊裝在懸臂吊上,并且可以隨著懸臂吊的吊鉤在徑向方向和軸向方向運(yùn)動(dòng)。磁鋼裝入安裝工具時(shí),安裝工具在徑向方向遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子中心,防止在裝配時(shí)與其他件發(fā)生干涉。人工操作將磁鋼裝入方筒中,方筒內(nèi)腔形狀與磁鋼形狀一致,一次性裝入磁鋼31塊,每個(gè)磁鋼槽一次裝配完成。磁鋼裝入方筒后,由于方筒小端側(cè)帶有磁性,磁鋼與小端側(cè)相互吸引,以防止磁鋼從方筒中掉落。每次要把相同磁極的磁鋼裝入方筒,這樣在不同的磁鋼槽中的磁鋼才能產(chǎn)生圓周方向的磁場(chǎng)而同一磁鋼槽中的磁鋼之間不產(chǎn)生磁場(chǎng),避免掉不必要磁場(chǎng)的產(chǎn)生,使定子繞組更好的切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電壓。
 
  3.2 定位板裝配
 
  從圖3中可以看出,定位板嵌入轉(zhuǎn)子疊片的磁鋼槽中,由此定位板的周向和徑向的運(yùn)動(dòng)得到了約束;定位板小止口端面與轉(zhuǎn)子上端面貼合,這種方式限制了定位板軸向方向的運(yùn)動(dòng)。這種設(shè)計(jì)和裝配方式使定位板全約束。
 
  3.3 安裝工具定位
 
  待定位板裝配完后,裝有磁鋼的安裝工具沿著轉(zhuǎn)子徑向方向移動(dòng)到定位板處,拉板面與定位板面緊密貼合,使安裝工具徑向定位;方筒端面止口插入到定位板槽中限制安裝工具周向運(yùn)動(dòng);安裝工具拉板小爪端面與轉(zhuǎn)子下端面貼合,限制安裝工具軸向運(yùn)動(dòng)。上述定位方式使安裝工具準(zhǔn)確定位。
 
  3.4 將磁鋼裝入轉(zhuǎn)子疊片
 
  安裝工具準(zhǔn)確定位后,液壓缸活塞往下運(yùn)動(dòng),與活塞連接的U型壓板迅速地將方筒內(nèi)的磁鋼推入轉(zhuǎn)子疊片的磁鋼槽中,并進(jìn)行短暫地停頓壓實(shí)磁鋼,然后活塞桿快速回程,U型壓板與磁鋼分離,一次磁鋼裝配過程完成。U型壓板用不帶磁性的材料制成,以至磁鋼裝入后能與磁鋼快速分離而不吸引在一起。磁鋼裝入后的磁鋼位置和活塞桿狀態(tài)見圖4。
 
  由于定位板需要利用磁鋼槽定位,所以在這種定位方式下,磁鋼只能間隔裝配。
 
  3.5 利用第二種定位方式安裝磁鋼
 
  定位板2定位方式見圖5,定位板2插入相鄰磁鋼形成的槽中,周向方向和徑向方向的約束由相鄰的磁鋼限制,軸向方向的約束方法與定位板相同,由轉(zhuǎn)子上端面限制。
 
  定位板2裝配完后,后續(xù)的裝配步驟與用定位板時(shí)相同,直到磁鋼在圓周方向*裝配完成。
 
  磁鋼裝配完成后,要在磁鋼的端面安裝磁鋼護(hù)板和固定擋板,防止磁鋼在軸向發(fā)生竄動(dòng),自此,磁鋼*被約束住。
 
  4 結(jié)語
 
  此磁鋼安裝工具可以安全、、便捷地實(shí)現(xiàn)永磁發(fā)電機(jī)磁鋼的裝配,降低大型永磁發(fā)電機(jī)磁鋼的裝配成本,希望能為今后風(fēng)機(jī)的研制提供有效參考,促進(jìn)風(fēng)機(jī)研制的穩(wěn)步發(fā)展。

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