用于磁极防护覆层固化成型的工艺装备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于磁极防护覆层固化成型的工艺装备。所述工艺装备包括第一能量传递系统，电机转子轴向水平放置，第一能量传递系统包括：第一径向限位支撑部件，与磁极间隔预定距离，以形成第一容纳空间；第一弹性腔体部件，位于第一容纳空间内；第一流体介质供应系统，与第一弹性腔体部件连通，用于向第一弹性腔体部件供应加压流体介质或加压加热流体介质。根据本实用新型专利技术的技术方案，保证了粘接剂在防护覆层成型空间内沿周向、轴向和径向各个方向渗流的驱动力，从而充分填充防护体系内的间隙，同时实现了磁极防护成型质量温升控制一致化、温度分布均一化，保证成型质量，降低防护覆层剥离、断裂风险。

【技术实现步骤摘要】
用于磁极防护覆层固化成型的工艺装备
本技术涉及风力发电机组
，更具体地讲，涉及一种用于风力发电机的转子磁极防护覆层固化成型的工艺装备。
技术介绍
现有技术中的大型直驱永磁风力发电机转子通过将永磁体磁极块固定在转子磁轭壁而形成。图1是现有技术中永磁电机的外转子的结构示意图；图2是图1中的外转子的局部结构示意图；图3是现有技术中另一种转子结构示意图。图4是现有技术中用于形成磁极防护覆层的真空灌注工艺设备的示意图；图5是现有技术中用于使磁极防护覆层粘接固化成型的工艺设备的示意图。如图1-3所示，永磁电机包括设置在定子主轴上的定子铁芯30，设置在定子铁芯30外周的转子40。转子40包括转子磁轭41、压条42和磁极43。磁轭41一般为圆筒结构，通过螺栓44等紧固件将压条42安装于磁轭41的内周壁上后，将磁极43推入相邻的压条42之间。压条42的横截面呈梯形，从而可以借助压条42的斜面压住磁极43的侧壁，将磁极43固定在相邻的压条42之间。在现有技术中，永磁电机的磁极多采用钕铁硼(NdFeB)永磁材料形成。然而，在暖湿环境条件下，钕铁硼中的铁和钕比较容易发生氧化和电化学腐蚀，引起磁性能的变化甚至磁极的损坏。因此，现有技术中，通常利用树脂在磁极表面形成防护覆层45，使磁极与外界隔绝开，对磁极43进行保护。图4示出了现有技术中形成磁极防护覆层45的真空灌注工艺设备的示意图。如图4所示，转子磁轭41轴向竖直放置，在磁极43的表面上敷设增强纤维布51，利用真空袋50敷设在磁轭41的内壁上，在真空袋50与磁轭41的内壁之间形成灌注模腔，即粘接剂与压条42、磁极43、磁轭41的内表面、增强纤维布51粘接固化成为一体的粘接剂混合空间。在灌注模腔下部开设注胶口并连接吸入管路55，在灌注模腔上部开设抽气口并连接引出管路56。在抽气口一侧还设置有树脂体系收集罐57，用于收集多余的树脂。利用真空泵53对灌注模腔抽真空使真空袋50以及增强纤维布51压实在压条42和磁极43的表面上，在将粘接剂(添加有固化剂的树脂)真空灌注到所述模腔中。树脂从树脂罐54沿吸入管路55自灌注模腔下端进入，在沿轴向向另一端流动的同时浸渍纤维增强纤维布51、填充磁极43与压条42以及磁轭41的内壁之间的缝隙并覆盖磁极43与压条42的表面。待粘接剂充满整个模腔的中的间隙后，使粘接剂在所述粘接剂混合空间中充分浸润被粘接固体表面后，通过对粘接剂混合空间加热来使粘接剂固化成型，从而使粘接剂在填充各个空隙和缝隙的同时在磁极43表面形成树脂基增强材料防护覆层45。现有技术中，为了控制防护覆层45的成型的形状以及防护覆层45的厚度，在转子的磁轭41内侧还设置粘接模具60。粘接模具60位于真空袋50的径向内侧，与磁极43保持设定的间隙，从而控制粘接剂的灌注量以及防护覆层45的形成厚度。防护覆层45虽然在一定程度对磁极部件起到很好的保护作用，将磁极43与外部湿气隔绝开。但是，在长期使用过程中，周围环境的水分能够导致防护覆层45中的增强纤维及粘接剂基体发生化学变化，引起增强纤维及粘接剂基体的性能下降，水分通过扩散可以进入防护覆层45与压条42、磁轭41之间的界面，引起粘接界面的剥离，导致材料力学性能下降。粘接剂在温度和湿度改变的环境下会涨缩而产生失配变形和失配应力，影响防护覆层45的结构的变形和材料的损伤。此外，在转子40旋转的过程中，在受到电机定子电枢的沿径向脉动的磁拉力和磁轭41的内壁圆周方向的转矩作用下，磁极43在相邻两件压条42之间由单纯的振动变成窜动，这进一步加剧了磁极43与粘接剂的粘接界面的剥离、防护覆层剥离、断裂。磁极防护覆层45断裂后，呼吸现象快速发生，湿空气、盐雾对磁极造成腐蚀，磁极43的尺寸发生变化，磁极43松动，在径向磁拉力的作用下会从磁极压条42下跳出，进入发电机转子40与定子30间隙，阻止电机的定子30和转子40的相对运动，摧毁磁极和定子的绝缘，电机报废，造成极大损失。因此，防护覆层45的性能直接决定了风力发电机的使用寿命，而真空灌注工艺、粘接剂的固化成型过程的温度又直接影响了防护覆层45的性能。提高防护覆层的成型质量，延长防护覆层的使用寿命，是本领域技术人员不断追求的目标。
技术实现思路
为了进一步提高防护覆层的成型质量和延长防护覆层使用寿命，本技术提供了一种用于使永磁部件防护覆层粘接固化成型的工艺装备。本技术提供了一种用于磁极防护覆层固化成型的工艺装备，以解决永磁电机磁极的防腐防护覆层成型工艺过程缝隙填充饱满率问题，防护覆层中形成气泡或空穴的问题，粘接剂在圆周360度范围受热一致化问题、磁极和磁轭高度方向受热一致化问题。根据本技术的一方面，提供了一种用于使电机转子的磁极防护覆层固化成型的工艺装备，所述电机转子包括磁轭和磁极，所述磁极固定安装在位于所述磁轭的内侧表面上，所述工艺装备包括设置在所述磁轭的外侧的第一电磁感应加热单元，所述第一电磁感应加热单元包括缠绕在所述磁轭上的电磁感应加热线圈以及设置在所述电磁感应加热线圈外侧的外侧绝热部件，绝热部件与所述第二侧间隔预定距离，从而形成围绕所述磁轭的环状空间。根据本技术的一方面，所述外侧绝热部件还包括电磁屏蔽部件，用于对电磁波进行屏蔽。根据本技术的一方面，所述外侧绝热部件包括围绕所述磁轭的径向环绕筒体以及设置在所述径向环绕筒体的端部的轴向限位挡板，所述电磁屏蔽部件为贴附在所述绝热部件内侧的铝箔。根据本技术的一方面，所述工艺装备还包括：第一径向限位支撑部件，面对所述磁轭的第一表面，与所述磁极间隔预定距离，以在所述第一径向限位支撑部件与所述第一表面之间形成第一容纳空间；第一弹性腔体部件，为柔性密闭腔体，设置在所述第一径向限位支撑部件上，并位于所述第一容纳空间内；第一流体介质供应系统，与所述第一弹性腔体部件连通，用于向所述第一弹性腔体部件供应加压流体介质或加压加热流体介质，使所述第一弹性腔体部件挤压所述真空袋内灌注的粘接剂。根据本技术的一方面，所述工艺装备还包括第二电磁感应加热单元，用于设置在所述转子的转子内腔中，从转子内部对所述磁极进行电磁感应加热。根据本技术的一方面，所述第二电磁感应加热单元包括支撑主体、支撑悬臂、电磁感应加热筒以及感应加热电源，所述支撑悬臂的一端固定在所述支撑主体上，所述支撑悬臂的另一端支撑所述电磁感应加热筒，通过将所述电磁感应加热筒放置在所述第一径向限位支撑部件的径向内侧来对所述磁极进行电磁感应加热。根据本技术的一方面，所述电磁感应加热筒为圆筒状，包括线圈骨架和均匀地缠绕在所述线圈骨架上的电磁感应加热线圈，所述工艺装备还包括激光对中装置，用于使所述电磁感应加热筒与所述转子轴向对准，使得所述电磁感应加热筒与所述转子之间的周向间隙均匀一致。根据本技术的一方面，所述工艺装备还包括距离传感器，用于检测所述电磁感应加热筒与所述转子之间的间隙，所述距离传感器为至少四个，沿圆周方向均匀布置在所述第一径向限位支撑部件的径向内侧或布置在所述电磁感应加热筒的外侧。根据本技术的一方面，所述支撑悬臂能够相对于所述支撑主体水平伸缩和上下升降；所述激光对中装置包括激光发射器和激光接收器，分别安装在所述转子和所述电磁感应加热筒上。根据本技术的一方面，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于磁极防护覆层固化成型的工艺装备，电机转子(40)包括磁轭(41)和磁极(43)，所述磁极(43)固定安装在位于所述磁轭(41)的径向第一表面上，其特征在于，所述工艺装备包括设置在所述磁轭(41)的径向第二表面上的第一电磁感应加热单元(800)，所述第一电磁感应加热单元(800)包括缠绕在所述磁轭(41)上的第一电磁感应加热线圈(801)以及设置在所述电磁感应加热线圈(801)外侧的外侧绝热部件(804)，绝热部件(804)与所述第二表面间隔预定距离，从而形成围绕所述磁轭(41)的环状空间。

【技术特征摘要】
1.一种用于磁极防护覆层固化成型的工艺装备，电机转子(40)包括磁轭(41)和磁极(43)，所述磁极(43)固定安装在位于所述磁轭(41)的径向第一表面上，其特征在于，所述工艺装备包括设置在所述磁轭(41)的径向第二表面上的第一电磁感应加热单元(800)，所述第一电磁感应加热单元(800)包括缠绕在所述磁轭(41)上的第一电磁感应加热线圈(801)以及设置在所述电磁感应加热线圈(801)外侧的外侧绝热部件(804)，绝热部件(804)与所述第二表面间隔预定距离，从而形成围绕所述磁轭(41)的环状空间。2.如权利要求1所述的工艺装备，其特征在于，所述外侧绝热部件(804)还包括电磁屏蔽部件，用于对电磁波进行屏蔽。3.如权利要求2所述的工艺装备，其特征在于，所述外侧绝热部件(804)包括围绕所述磁轭(41)的径向环绕筒体以及设置在所述径向环绕筒体的端部的轴向限位挡板，所述电磁屏蔽部件为贴附在所述绝热部件内侧的铝箔。4.如权利要求1-3中任一项所述的工艺装备，其特征在于，所述工艺装备还包括：第一径向限位支撑部件(100)，面对所述磁轭(41)的第一表面，与所述磁极(43)间隔预定距离，以在所述第一径向限位支撑部件(100)与所述第一表面之间形成第一容纳空间；第一弹性腔体部件(200)，为柔性密闭腔体，设置在所述第一径向限位支撑部件(100)上，并位于所述第一容纳空间内；第一流体介质供应系统(600)，与所述第一弹性腔体部件(200)连通，用于向所述第一弹性腔体部件(200)供应加压流体介质或加压加热流体介质，使所述第一弹性腔体部件(200)挤压覆盖在所述磁极(43)表面上的真空袋(50)内灌注的粘接剂。5.如权利要求4所述的工艺装备，其特征在于，所述工艺装备还包括第二电磁感应加热单元(700)，用于设置在所述转子(40)的转子内腔中，从转子内部对所述磁极(43)进行电磁感应加热。6.如权利要求5所述的工艺装备，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马盛骏，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11