CN110091524A - 用于磁极防护覆层固化成型的工艺装备 - Google Patents

Abstract

本发明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。根据本发明的技术方案，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各个间隙，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。

Description

用于磁极防护覆层固化成型的工艺装备

技术领域

本发明涉及风力发电机组技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

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，本发明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。

本发明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。

根据本发明的一方面，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径向第一侧的第一表面上，所述磁极的外表面上覆盖有真空袋，用于在所述真空袋与所述磁轭之间形成防护覆层成型空间，所述工艺装备包括第一能量传递系统，其特征在于，所述电机转子轴向水平放置，所述第一能量传递系统包括：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。

根据本发明的一方面，所述工艺装备还包括旋转驱动单元，所述旋转驱动单元与所述电机转子连接，用于驱动所述电机转子旋转。

根据本发明的一方面，所述工艺装备还包括第一电磁感应加热单元，所述第一电磁感应加热单元设置在所述磁轭的径向第二侧，用于从所述第二侧加热所述磁轭。

根据本发明的一方面，所述第一电磁感应加热单元包括电磁感应加热线圈，所述电磁感应线圈在所述第二侧缠绕在所述磁轭的表面上，所述径向第一侧和径向第二侧分别为所述磁轭的径向内侧和径向外侧。

根据本发明的一方面，所述工艺装备还包括外侧绝热部件，所述外侧绝热部件设置在所述磁轭的径向外侧，并与所述磁轭的外侧壁间隔预定距离，从而形成围绕所述磁轭的环状空间。

根据本发明的一方面，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。

根据本发明的一方面，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。

根据本发明的一方面，所述工艺装备还包括第二电磁感应加热单元，用于设置在所述电机转子的转子内腔中，从转子内部对所述磁极进行电磁感应加热。

根据本发明的一方面，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与所述第一弹性腔体部件相对于的另一侧来对所述磁极进行电磁感应加热。

根据本发明的一方面，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。

根据本发明的一方面，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者布置在所述电磁感应加热筒的外侧；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。

根据本发明的一方面，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，以调整所述电磁感应加热筒与所述转子之间的位置。

根据本发明的一方面，所述工艺装备还包括端部隔热板，所述端部隔热板具有隔热、隔音和电磁屏蔽功能，所述端部隔板设置在所述转子的端部，密封所述转子的转子内腔。

根据本发明的一方面，所述磁极通过压条固定在所述磁轭上，所述压条中形成有相互连通的纵向通道和横向通道，所述横向通道沿着圆周方向贯穿所述压条，所述纵向通道和横向通道由形成在所述压条底表面上的网状凹槽形成。

根据本发明的一方面，所述工艺装备还包括控制器，用于控制所述旋转驱动单元的旋转速度和停止持续时间。

根据本发明的一方面，所述第一流体介质供应系统包括流体介质加压机，用于向所述第一弹性腔体部件供应加压的流体介质。

根据本发明的一方面，所述第一弹性腔体部件为环状，在所述转子的轴向方向上，所述第一弹性腔体部件的内部腔体通过分隔带被分隔为多个环状通道，所述多个环状通道相互串联连接或并联。

根据本发明的一方面，所述第一流体介质供应系统向所述流体介质通道供应压力大小交替变化的流体介质，使得所述第一弹性腔体部件以脉动的压力挤压所述粘接剂，以使所述粘接剂在所述防护覆层成型空间内沿着圆周方向和轴向扩散，并且沿着所述防护覆层成型空间内的径向缝隙渗流，进入所述磁极与所述磁轭之间的间隙内。

根据本发明的一方面，所述第一流体介质供应系统还包括加热器，所述加热器连接在所述流体介质加压机的出口与所述第一弹性腔体部件之间，用于向所述第一弹性腔体部件供应加热加压的流体介质。

根据本发明的一方面，所述流体介质为液体，所述流体介质加压机为液体压力泵，或者所述流体介质为气体，所述流体介质加压机为压气机。

根据本发明的一方面，所述第一径向限位支撑部件为刚性绝热板，所述第一容纳空间的轴向两端设置有限位压板，所述第一径向限位支撑部件和所述限位压板中的至少一个由透明材料制成。

根据本发明的一方面，所述第一弹性腔体部件由柔性橡胶或柔性塑料材料制成，埋设有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器通过数据总线向所述控制器反馈温度信号和压力信号。

根据本发明的一方面，所述控制器控制所述第一流体介质供应系统，使得所述流体介质的压力按照增大-减小的方式进行周期性变化，以对粘接剂进行脉动挤压，然后以恒定压力保持预定时间。

根据本发明的一方面，所述控制器控制所述防护覆层成型空间的径向方向的两侧对称受热，使所述防护覆层成型空间在所述转子的圆周方向和轴向方向的温度分布均一化。

通过本发明的工艺装备，通过弹性腔体部件对粘接剂进行柔性挤压，可以促进粘接剂在被粘接物体表面上的渗流、浸润、解决粘接剂径向渗流驱动力不足的问题。通过电磁感应加热器对磁极进行加热，使磁极率先热起来，温度高于粘接剂的液体温度，降低固液之间的接触角(浸润角)，实现固液之间的粘接。

根据本发明的技术方案，能够实现激光相互对中、整体灌注、整体加压浸渍、整体固化、防护覆层内外加热对称受热，从而实现磁极防护覆层成型过程中温升控制一致化、温度分布均一化这个目标，使得磁极防护层自身成型过程应力消除，保证成型质量，降低后期使用过程应力造成的剥离、断裂的风险。

附图说明

通过下面附图对本发明的实施例进行的详细描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

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的局部结构示意图；

图4是现有技术中用于形成磁极防护覆层的真空灌注系统的示意图；

图5是现有技术中转子竖直放置时用于形成防护覆层的粘接剂在填充缝隙时各种流动轨迹；

图6A和是现有技术中在形成防护覆层时粘接剂流动前锋迹线和包络线；

图6B是现有技术中粘接剂流动前锋由于包抄汇合导致填充缺陷的示意图；

图7-12是根据本发明第一示例性实施例的用于磁极防护覆层粘接固化成型的工艺装备的示意图；

图13是根据本发明示例性实施例的弹性腔体部件中的传感器布置示意图；

图14是根据本发明第二示例性实施例的用于磁极防护覆层粘接固化成型的工艺装备的示意图；

图15A和15B示出了根据本发明实施例的电机转子的主视图和压条的截面图；

图16A-18B是采用根据本发明实施例的工艺装备进行真空灌注时粘接剂的流动特征示意图；

图19和20示出了根据本发明实施例的工艺装备的外部结构示图；

图21示出了真空灌注装备放置于转子内腔中的示意图；

图22示出了根据本发明实施例的第二电磁感应加热单元的示意图；

图23是采用根据本发明实施例的工艺装备的外部立体分解视图。

附图中的标号：

2-定子支架；4-粘接剂混合空间(防护覆层成型空间)；30-定子铁芯；40-转子；41-磁轭；42-压条；43-磁极；44-螺栓；45-磁极防护覆层；421-纵向通道；422-横向通道；50-真空袋；51-增强材料；53-真空泵；54-树脂罐；55-吸入管路；56-引出管路；57-树脂收集罐；60-粘接用模具；

100-第一径向限位支撑部件；110、120、410、420-限位压板；200-第一弹性腔体部件；210-第一侧壁；220-第二侧壁；230-分隔带；240-流体介质通道；250-第一弹性腔体部件膨胀前的边界；300-第二弹性腔体部件；400-第二径向限位支撑部件；500-控制器；510-压力传感器；520-温度传感器；

600-流体介质供应系统；610-压气机；620-加热器；630-第一连接管道；640-流体输送管路；650-流体回收管路650；660-旁通管路；641-第一阀门；651-第二阀门；652-第三阀门；631-第四阀门；661-第五阀门；662-第六阀门；642-第一压力表；653-第二压力表；645-分流母管；655-回流母管；7、9、11、13、15、17-分流支管阀门；6、8、10、12、14、16、18-回流支管阀门；

700-第二电磁感应加热单元；701-支撑主体；702-支撑悬臂；703-电磁感应加筒；704-感应加热电源；7031-线圈骨架；7032-电磁线圈；705-驱动部件；706-轨道；

800-第一电磁感应加热单元；801-电磁感应线圈；802-感应加热电源；803-温度传感器；804-绝热部件；805-端部隔热板；

900-旋转驱动单元；901-伺服传动部件；902-驱动轴；903-联轴器；904-转换节；906-伺服传感器；907-激光对中装置；908-支撑基座。

具体实施方式

针对现有技术中磁极部件的防护覆层成型质量不高的技术问题，本申请的发明人以外转子为例进行了大量的试验研究和理论分析，提出了一种能够解决磁极与磁轭壁缝隙、磁极与磁极之间、磁极与压条之间的缝隙的填充问题，提高磁极防护覆层成型质量，提高工艺可靠性的工艺装备。

本申请的发明人通过实验发现，在将转子竖直放置的状态下形成防护覆层的工艺中存在粘接剂径向渗流后期压力缺失，无法保证间隙填充质量等多种问题。

通过以灌注树脂为例进行了大量试验，通过试验发现：在电机转子竖直轴放置操作平台上进行真空灌注树脂时，在距离下端三分之一区域尚有一些“空泡”，并且存在防护覆层沿轴向方向厚度不均，下部覆层厚度较大的现象。在使用疏密不同的增强材料玻纤布结果也有区别。

针对上述试验现象，本申请的发明人进行了深入研究和分析。在将转子轴向竖直放置的状态下，注胶口设置在灌注模腔的下部，抽气口设置在灌注模腔的上部，粘接剂从下部往上部渗流。注胶口附近的压力接近于环境压力，而上部的抽气口附近的压力接近于真空泵的真空表计的读数。因此，真空袋下部的内外压差小于真空袋上部的内外压差，从而对粘接剂从下往上渗流造成一定的阻碍。与此同时，由于沿着电机转子的轴向方向，对粘接剂形成的径向压力差严重不一致，使得转子下部区域的粘接剂在径向方向上缺少渗流动力，难以进入磁极43、压条42、磁轭41之间的狭窄缝隙中，尤其是难以越过磁极43和压条42进入磁极43与磁轭41之间的缝隙中。同时，由于重力自垂、重力引流的作用，进一步消弱了粘接剂径向渗流的效果，更不利于磁极与磁轭壁间隙的粘接剂填充，尤其是径向渗流后期压力缺失，导致磁极43与磁轭41之间形成缺胶空隙，成为磁极脱落的安全隐患。

此外，玻纤布等增强材料中先前携带大量的空气、水蒸气。并且，磁极与磁极之间的间隙、磁极与压条之间的间隙、磁极与磁极堵头之间的间隙中也吸附着空气、水蒸气。附着在增强材料中的水在真空氛围下43℃就会气化，因此，真空灌注模腔中的固体部件携带的水气，在抽真空时气化成为气泡。此外，水可以使异氰酸酯基团的胶料固化，并伴随有二氧化碳的释放，导致泡沫聚合物形成。因此，粘接剂不能很好地渗流到并填充磁极间隙，所形成的防护覆层中容易形成气泡和空穴。

通过大量试验，本发明发现现有技术中电机转子竖直、静止放置进行真空辅助灌注成型时，粘接剂在防护体系内的流动迹线是具有一定规律的。图5示出了电机转子在竖直、静止放置的情况下，采用真空辅助灌注成型工艺形成防护覆层的过程中，粘接剂在填充缝隙的过程中的流动轨迹的示意图。

通过图5可以看出，粘接剂在流动过程中，有以下几种情形出现：

(1)磁轭壁与磁极间隙的粘接剂在圆周分布上，出现圆周部分区域沿着轴向流动速度快于磁极径向上面增强材料与真空袋膜之间的速度，粘接剂沿着间隙轴向流动，并且率先溢出磁极43的最上层与磁轭41之间的间隙。即，粘接剂沿着A-F-E-B轨迹流动，在空间位置E与C之间、F与D之间是否有粘接剂渗流、穿越磁极间隙，都无法控制。

粘接剂自身重力方向与粘接剂沿着电机转子磁极径向浸渍方向相垂直；径向渗流的压力来自真空袋膜50对防护体系的径向压力，当真空袋膜50压紧防护体系，压力传递至磁极43表面时，防护体系占有的体积不再缩小时，径向压力被磁极43径向完全平衡，促使粘接剂进入磁极缝隙、进入E、F空间区域的推动力消失，难以越过磁极和压条进入磁极与磁轭壁之间的缝隙。因为在E、F空间区域内率先有粘接剂填充，这些粘接剂填充E、F空间间隙，导致使防护体系的粘接剂径向渗流(由C到E、D到F区域)的后期推动粘接剂流动的压力减弱甚至消失，无法保障防护覆层成型空间内的间隙完全被粘接剂填充。

(2)磁轭壁与磁极间隙的粘接剂在圆周分布上，出现圆周部分区域沿着轴向流动速度慢于磁极径向上面增强材料与真空袋膜之间的速度，粘接剂沿着导流网沿着电机磁极表面轴向流动，并且率先溢出磁极最上层区域。即：沿着A、D、C、B轨迹流动；空间位置A、F、E方向的间隙区域尚没有被粘接剂填充，粘接剂能否沿径向方向穿越磁极间隙以及磁极与压条之间的间隙，从而渗流到C与E之间、D与F之间，都需要等待粘接剂沿轴向渗流、浸渍穿越复合防护覆层成型空间后多余的粘接剂来填补径向间隙。粘接剂自身重力方向与粘接剂沿着电机转子磁极径向浸渍方向相垂直，无法对粘接剂径向渗流提供驱动力；径向渗流的驱动力来自真空袋膜50对防护体系的径向压力。当真空袋膜50渐渐压紧防护体系后，沿着电机轴向流动而被引入真空袋50内的粘接剂会越来越少直至停滞，使得粘接剂质量得不到补充。在真空泵持续工作的情况下，压力传递至磁极表面时，防护体系占有的体积不在缩小时，径向压力被磁极径向反作用力完全平衡，穿越磁极与磁极间隙促使粘接剂进入磁极缝隙、进入E、F空间区域的推动力消失。此外，由于导流网的引流作用，粘接剂沿着磁极表面流动，从而A、D、C、B空间区域的粘接剂的填充率先完成，这种现象导致“短接了”粘接剂继续沿着磁极43与磁轭41的内壁间隙轴向流动的动力。因此，质量流量的驱动力(压力差)来源消失了，使得在E、F空间区域难以有粘接剂继续补充。因此，无法保障在真空灌注工艺后期磁极与磁轭壁间隙能够被粘接剂再填充。

试验研究还发现，在转子轴向竖直放置的状态进行真空灌注的工艺还存在局部区域没有粘接剂流过而形成空穴或气泡的现象。本发明的实施例对这种现象进行了进一步探索和分析，请参考图6A和6B。图6A和6B示出了两种不同时刻粘接剂流动的前锋迹线。附图标记a1、a2、a3、a4表示注胶口，附图标记b1、b2、b3表示抽气口。如图6B所示，在粘接剂沿着轴向向上流动的过程中，普遍存在局部区域的粘接剂沿着轴向从下端向上流动速度较慢，被相邻两侧区域的粘接剂包抄的现象，左右两侧流动的前锋包抄汇合后形成一个没有粘接剂流过的区域。显然，这样的区域存在，对粘接剂沿着径向流动、充分浸渍防护覆层、填充磁极间隙、填充磁极与磁轭壁间隙的流动是最不利的固有现象。

在上述研究的基础上，本发明的实施例提出了一种可以降低防护覆层中残余气泡，提高防护覆层成型质量的技术方案，具体描述如下。虽然下面的描述中均以外转子为例，但是显然本发明的理论以及装备也可以运用于内转子电机中以及类似的工艺中。

在下面的描述中，以外转子的磁极防护覆层固化成型为例来描述根据本发明实施例的用于磁极防护覆层固化成型的工艺装备，并详细描述用于在外转子内侧(磁极侧)对粘接剂混合空间(防护覆层成型空间)进行加压加热的第一能量传递系统。与现有技术的工艺装备相比，根据本发明实施例的工艺装备省去了粘接用模具60，不再通过加热粘接用模具60来间接加热粘接剂混合空间，而是采用环状弹性可压缩介质腔体部件柔性挤压真空袋并以循环流动的加热流体介质对粘接剂混合空间直接进行加热。

图7-12是根据本发明实施例的用于磁极防护覆层固化成型的工艺装备的示意图。如图7-12所示，电机转子沿轴向水平放置，磁极43通过压条42固定在转子的磁轭41的内表面上。在磁极43的外表面上敷设有真空袋(未示出)，从而形成粘接剂灌注模腔。在磁极43的径向内侧预定距离处设置第一径向限位支撑部件100，在第一径向限位支撑部件100与磁极43之间设置第一弹性腔体部件200。第一径向限位支撑部件100为刚性部件，用于支撑并保持第一弹性腔体部件200。当向第一弹性腔体部件200中充入加压的流体介质时，第一弹性腔体部件200膨胀从而柔性紧密地挤压真空袋。

第一径向限位支撑部件100为环状，与磁极43之间形成等环状间隙，即，第一容纳空间，从而为环状的第一弹性腔体部件200预留安装、膨胀空间。第一径向限位支撑部件100可以采用传热系数较低的材料制成，例如，可以采用木板、硬质塑胶板等，用于阻止热量沿径向向外传递。此外，还可以在径向限位支撑部件100的外部敷设绝热材料来进一步增加绝热性能。第一径向限位支撑部件100也可以通过刚性骨架并填充绝热材料来形成。为了安装方便，第一径向限位支撑部件100可以沿圆周方向分为至少两片，优选为分为四片。相邻两片之间可以形成模块化接头。此外，还可以在该等环状间隙的左端和右端设置限位压板110和120(参考图9)，以限制第一弹性腔体部件200的轴向向外膨胀和热量传递。在磁极43安装在转子磁轭41的内壁上的情况下，即转子40为外转子的情况下，第一径向限位支撑部件100的外围为凸面，第一弹性腔体部件100设置在第一径向限位支撑部件100的外圆周表面上。当转子40为内转子的情况下，第一弹性腔体部件200则设置在第一限位支撑部件100的内圆周表面上。

第一弹性腔体部件200可以是柔性橡胶或柔性塑料制成的密封袋，设置在径向限位支撑部件100与真空袋之间的第一容纳空间中。第一弹性腔体部件200可以具有第一侧壁210和第二侧壁220，第一侧壁210为径向外侧壁，用于与磁极23上敷设的真空袋接触，以挤压真空袋内的粘接剂。第二侧壁220为径向内侧壁，与第一径向限位支撑部件100的表面接触。第一弹性腔体部件200可由第一径向限位支撑部件100支撑。可以向第一弹性腔体部件200中充入预定温度的加压流体介质，例如，空气、水、油等。在第一弹性腔体部件200中充入加压的流体介质的情况下，第一弹性腔体部件200能够与真空袋的刚性表面柔性接触，对真空袋内的粘接剂进行柔性挤压，使粘接剂扩散，以充分进入磁极43与磁极43之间的缝隙、磁极43与压条42之间的缝隙、磁极43与磁轭41之间的缝隙、压条42与磁轭41之间的缝隙，充分浸润、浸渍被粘接固体的表面，与敷设的增强纤维布充分浸润混合。同时，使得粘接剂在整个磁极表面上厚度均匀一致。此外，通过弹性腔体部件200对粘接剂进行不断的挤压，使得粘接剂混合空间中的水气以及由于聚合反应而在粘接剂混合空间中生成的气泡可以被驱赶出去，从而避免在形成的防护覆层中存在气泡或空穴。

在采用柔性橡胶材料(例如，PVDF)或塑料材料制作第一弹性腔体部件200的情况下，可以在第一弹性腔体部件200中埋设温度传感器510、压电传感器520等感测部件，以检测流体介质温度和压力。可以通过数据总线将设置在不同位置的温度传感器510、压电传感器520连接到控制器500(参考图8和图13)，以将温度信号、压力信号发送给控制器500，从而整体控制不同部分的加热温度和压力。第一弹性腔体部件200可以全部由PVDF材料制成，以容易形成压电传感器520。然而，为了节省成本，也可以仅在需要布置压电传感器520的位置设置PVDF材料，而其他部分由成本较低的橡胶或塑料制成。

第一弹性腔体部件200的内部空间可以是单个环状腔体，即，内部空间没有分隔。然而，也可以通过分隔带230将第一弹性腔体部件200的内部腔体分隔为多个环状通道240。分隔带230可以是具有一定柔韧性的肋状软带，两侧分别连接到弹性腔体部件200的第一侧壁210和第二侧壁220上。多个环状通道240可以是相互独立的，也可以是相互连通的。换句话说，各个通道240可以是相互并联的，也可以是相互串联的。图7-12示出了第一弹性腔体部件200的各个通道串联连接的示例。图14示出了第一弹性腔体部件200的各个通道并联连接的示例。下面，先参照图7-12对根据本发明第一实施例的工艺装备进行详细描述。

在各个环状通道240相互串联的情况下，可以形成一个绕着第一径向限位支撑部件100的外侧壁盘绕的螺旋状流体介质通道。该流体介质通道可以按照大致螺旋形状一端向着另一端盘绕。流体介质入口可以形成在第一弹性腔体部件200的轴向一端，流体介质出口可形成在第一弹性腔体部件200的轴向另一端，从而流体介质从第一弹性腔体部件200的一端进入螺旋状流体介质通道，围绕磁极43的表面盘绕后从第一弹性腔体部件200的另一端流出。可以通过分隔带230在第一弹性腔体部件200中沿着转子的轴向方向螺旋盘绕，来将第一弹性腔体部件200的内部空间分为串联连通的螺旋形状的流体介质通道。

如图9所示，在第一弹性腔体部件200中没有充入流体介质的情况下，第一弹性腔体部件200保持在预膨胀初始位置，即图9中所示的虚线位置250。图12中也示出了预膨胀初始位置，由标号250指示。当第一弹性腔体部件200中充入加压流体介质或加压加热的流体介质后，第一弹性腔体部件200充满环状膨胀伸缩空间，与覆盖粘接剂层的真空袋接触，从而沿圆周360o方向向粘接剂混合空间传递能量。

充入第一弹性腔体部件200中的流体介质，可以为液体，也可以为气体。根据本发明示例性实施例的磁极防护覆层固化成型工艺装备包括第一热流体介质供应系统600，用于向第一弹性腔体部件200供应加压的流体介质或者加压加热的流体介质。第一流体介质供应系统600可以包括流体介质加压机和加热器，加压机用于对流体介质加压，加热器用于将流体介质加热。在流体介质为液体(例如，水、油等)的情况下，加压机可以为液体压力泵。在流体介质为气体的情况下，加压机可以为压气机。

在本发明的实施例中，以加热流体介质为空气为例来描述本发明的实施例。图10示出了第一流体介质供应系统。如图10所示，流体介质供应系统600包括压气机610、加热器620、第一连接管路630、流体输送管路640、流体回收管路650、旁通管路660。压气机610用于向第一弹性腔体部件200输送加压空气。加压空气在第一弹性腔体部件200中循环后通过流体回收管路650返回到压气机610。压气机610加压后的空气可通过第一连接管路630流向加热器620，加热器620将加压空气加热到预定温度后供应到第一弹性腔体部件200中。

旁通管路660连接在加热器620的进口和出口之间，当不需要通过加热器620对循环气体进行加热时，可以将加压气体通过旁通管路660从压气机610直接供应到第一弹性腔体部件200中。

在流体供应管路640上设置有控制流体路径通断的第一阀门641，第一阀门641可以是电控阀。在流体回收管路650上可以设置有控制流体路径通断的第二阀门651，第二阀门651可以是电控阀。在压气机610的入口侧可以设置有第三阀门652，可以通过打开第三阀门652来向压气机610供应外部空气。第三阀门652可以是电控阀。第四阀门631设置在第一连接管路630上，控制压气机610与加热器620之间的流体路径的通断。第五阀门661和第六阀门662设置在旁通管路660上，控制旁通管路660的通断。

在流体供应管路640上还可设置有第一压力表642和第一温度传感器643，分别用于检测供应的空气的压力和温度。在流体回收管路650还可设置有第二压力表653，用于检测回流的空气的压力。

当完成粘接剂的真空灌注之后，向第一弹性腔体部件200中供应加压气体时，可以开启根据本发明实施例的第一流体介质供应系统600，将加压空气供应到第一弹性腔体部件200中。当空气充满第一弹性腔体部件200而膨胀时，占据预留在第一径向限位支撑部件100与粘接剂层之间的环状膨胀伸缩空间。第一弹性腔体部件200的径向向内的膨胀被径向限位支撑部件100阻挡，径向向外的膨胀弹性挤压真空袋。第一弹性腔体部件200与真空袋柔性紧密接触，压紧真空袋。

在粘接剂与磁极之间形成粘接需要两个条件，一是浸润，二是粘接力，两者缺一不可。浸润是当粘接剂与磁极、磁轭壁、增强纤维布表面接触后，接触面自动增大的过程，是粘接剂(树脂和固化剂)与磁极表面、转子磁轭壁、增强纤维布接触时发生的分子间相互作用的现象。因此，为了促进粘接剂与磁极表面的浸润，在第一弹性腔体部件200中快速充入加压气体，对粘接剂进行加压，促进粘接剂的浸渍、浸润、渗流。

作为示例，可以先在第一弹性腔体部件200中预充入一部分气体，从而可以在开启压气机610之后，能够瞬间将第一弹性腔体部件200充满。

当通过压气机610向弹性腔体部件200充入加压气体时，可以先打开第一阀门641、第三阀门652、第四阀门631，关闭其他阀门。通过第三阀门652将外部空气引入压气机610，通过压气机610加压后的空气直接通过旁通管路660进入第一弹性腔体部件200。可以使气体从压气机610通过旁通管路660直接充入第一弹性腔体部件200中，而避免经过流动阻力大的加热器620。

第一弹性腔体部件200可以以恒定的压力挤压粘接剂，也可以以脉动的压力挤压粘接剂。为了促进粘接剂的流动、扩散，充入的加压气体的压力可以是周期性改变的。因此，第一流体介质供应系统600以变压方式运行，从而第一弹性腔体部件200以波动方式挤压粘接剂。

在变压运行期间，可以通过控制压气机610来使充入的气体压力升高，还可以通过操作第三阀门652向外释放一定量的气体来使弹性腔体部件200的内部压力减小。在压力改变时，可以关闭第四阀门631，打开旁通管路660上的第五阀门661和第六阀门662，使加压气体不通过加热器620，而是通过旁通管路660直接进入第一弹性腔体部件200中，实现压力的瞬间变化，提高对粘接剂的挤压和驱赶效果。

在根据本发明的第一实施例中，第一弹性腔体部件200中的腔体通过分隔带230被分为多个环状通道。多个环状通道串联连接，形成单个流体介质通道。分隔带230可以为柔性的肋状带，两侧分别连接到第一侧壁210和第二侧壁220上。当加压气体快速充入第一弹性腔体部件200时，一侧通道瞬间膨胀，对分隔带230形成一个瞬间的冲击力，分隔带230在整个冲击力的作用下会向另一侧弯曲变形，进入相邻的通道中。分隔带230受到的这种冲击力会撕扯分隔带230与第一弹性腔体部件200脱离。尤其是，在变压运行期间，分隔带230会反复朝着不同的方向弯曲变形，这会加剧分隔带230的损坏从而与第一弹性腔体部件200的侧壁脱离。因此，为了减少这种瞬间冲击对分隔带230造成的撕扯，在分隔带230上开设一些孔隙，使得一部分空气从压力高的通道进入压力相对低的通道中，减小分隔带230两侧的瞬间压力差。

图7示出了孔隙开设在分隔带230与第一侧壁210连接的位置处的示例。图8示出了孔隙开始在分隔带230与第二侧壁220连接的位置处的示例。然而，孔隙可以开设在分隔带230的任意位置，例如，开设在分隔带230的中部。孔隙240的形状优选为圆形，避免局部应力过大而开裂。

根据本发明的实施例，用于磁极防护覆层固化成型的工艺装备还可包括用于对磁轭41的外圆周表面进行加热的第二能量传递系统。如图11所示，第二能量传递系统可包括第二弹性腔体部件300和第二径向限位支撑部件400。第二径向限位支撑部件400为圆筒状，设置在转子40的外周，与转子40的外圆周表面之间形成环状间隙，即，第二容纳空间，第二弹性腔体部件300设置在第二容纳空间内。第二能量传递系统还可以包括第二流体介质供应系统(未示出)，从而向第二弹性腔体部件300中充入加热加压气体。由于对磁轭41的外表面仅需要加热，因此，可以仅向第二弹性腔体部件300中充入加热气体。然而，优选地，为了使第二弹性腔体部件300与磁轭41的外表面紧密接触从而以热传导方式对磁轭41加热并且避免第二弹性腔体部件300烧毁，第二能量传递系统还可以包括第二压气机(未示出)，以向第二弹性腔体部件300充入加热加压气体。在环状间隙的两端还可以设置限位压板410和420，以限制第二弹性腔体部件200的轴向向外膨胀和热量传递。由于不需要对磁轭41的圆筒壁进行波动加压。因此，除了波动加压之外，第二能量传递系统可以与第一能量传递系统的构造类似，为了使说明书简洁，这里不再对第二能量传递系统进行详细描述。

如图13所示，第一弹性腔体部件200和第二弹性腔体部件300均可以采用柔性橡胶或柔性塑料制成，并且可以埋设有温度传感器510和压力传感器520，并通过数据总线与控制器500连接，将压力信号和温度信号传递给控制器500，从而实现对压力和温度的总体监测和控制。压力信号偏差与磁极防护覆层厚度偏差对应，压力低则对应磁极防护覆层厚度大，压力大则对应磁极防护覆层厚度小。可建立压力信号偏差与厚度偏差的关系，作为评价能量传递系统工作效果的指标。轴向高度压力偏差信号可作为真空系统故障判断依据，借助测厚仪检验、校正变压运行周期和力度。

此外，根据本发明的实施例，由于弹性腔体部件200挤压在真空袋外表面，即使是真空袋有破损，也能够通过与真空袋外表面的紧密接触并紧紧挤压真空袋，防止真空袋内的真空失效。

图14是根据本发明第二实施例的第一能量传递系统的示意图。在根据本发明的第二实施例中，弹性腔体部件200中的各层通道相互独立，并联连接在第一流体介质供应系统600的入口和出口之间，因此，各个通道可以单独控制。图14所示的第一能量传递系统包括与流体输送管路640连接的分流母管645和与流体回收管路650连接的回流母管655。分流母管645与用于将空气分别输送到弹性腔体部件200的各个环状通道中的分流支管连通，各个分流支管上设置有用于控制各个分流支管通断的分流支管阀门7、9、11、13、15、17、19。回流母管655与用于将各个环状通道中的空气回收的回流支管连通，各个回流支管上设置有用于控制各个回流支管通断的回流支管阀门6、8、10、12、14、16、18。

为了形成各个独立的通道，通过环形分隔带230将第一弹性腔体部件200的内部空间沿转子的轴向方向分隔为多个环形通道。为了将各个环形通道相互分开并且减小相邻通道之间的干涉和影响，分隔带230可以是具有一定刚性的环形肋状分隔板。此外，在各个环形通道中还设置一个纵向分隔片(未示出)，并在纵向分隔片的两侧设置分流支管和回流支管，使得流入环形通道的空气在整个圆周方向上循环一周。通过分流支管流入环形通道的气流沿圆周360o度循环一周后通过回流支管流出。

在图14所示的示例中，沿着转子的轴向方向，第一弹性腔体部件200中的空间被分为7个环形通道，从左向右分别为第一环形通道，第二环形通道、第三环形通道、第四环形通道、第五环形通道、第六环形通道、第七环形通道。可以分别通过阀7、9、11、13、15、17、19控制各个通道的分流支管，通过阀6、8、10、12、14、16、18控制各个通道的回流支管。但是，上述通道的层数仅仅是示例性的，可以根据转子的尺寸以及压力控制的需要来设置通道的数量。

与前面参照图14所描述的过程类似，在真空灌注粘接剂之后，先对粘接剂施加压力，通过挤压、驱赶使粘接剂层的厚度均匀一致，同时使粘接剂浸渍、浸润、渗流到各个缝隙中。可以通过各个阀门的开闭来分层控制各层通道的压力，使第一弹性腔体部件200的压力分层循环脉动。在变压运行的过程中，可打开旁通管路660，使加压气体直接通过分流母管645，然后通过分流支管进入各个通道中。通过波动加压，可以驱赶、推挤粘接剂，使得粘接剂沿着轴向和圆周方向均匀分布，同时对粘接剂进行径向挤压，驱赶粘接剂克服径向阻力，进入磁极43之间的缝隙以及磁极43与压条42之间的缝隙，进入磁极43与磁轭42之间的缝隙，提高粘接剂的填充饱满率。

图15A和15B示出了根据本发明实施例的电机转子的主视图和压条的截面图。如图15A和15B所示，沿着转子40的圆周方向，磁极43和压条42交替设置，通过压条42将磁极43固定在转子磁轭41的内壁上。与现有技术不同的是，在根据本发明的实施例中，在压条42中形成纵向通道421和横向通道422，纵向通道421和横向通道422可以相互连通，形成网状结构，以使得粘接剂能够在不同方向上相互连通和流动。在本发明的实施例中，纵向通道421沿着转子的轴向形成在压条42中，可沿着转子的轴向贯通压条42。横向通道422可沿着转子40的圆周方向形成并贯穿压条42。纵向通道421和横向通道422可以通过在压条42的背面形成凹槽来形成。在这种情况下，更多的粘接剂进入压条42与磁轭41之间，从而增加压条42与磁轭41之间的结合力。

下面参照附图16A-18B描述在粘接剂混合空腔中不同位置处粘接剂的流动特征。为了便于表述位于转子不同位置的粘接剂，在电机转子40轴向水平放置的情况下，定义电机转子40的最底部为6点钟位置，顶部为12点钟位置。

图16A和16B示出了在时钟6点钟附近(例如，在4-5-6-7-8点钟位置范围内)粘接剂的流动特征。如图16A和16B所示，在时钟六点钟附近的位置，一方面，在第一弹性腔体部件200施加的挤压力的作用下，粘接剂沿着圆周方向和轴向方向流动、展开。具体地，在磁极43的上表面，粘接剂在导流材料的引导下，充分浸润增强材料51，在磁极43的下表面，粘接剂沿着磁极43与磁轭41之间的缝隙，压条42与磁轭41之间的缝隙朝着各个方向流动。另一方面，沿径向方向，第一弹性腔体部件200对粘接剂施加的径向压力与粘接剂自身重力联合作用于粘接剂，使得粘接剂在双重作用力驱动下进入磁极43之间的径向间隙、磁极43与压条42的间隙中。由于径向间隙很小，尤其是磁极43与压条42之间的间隙相对波折，粘接剂沿着进入径向间隙的阻力非常大，如果仅仅靠重力自流的作用，很难完全深入径向间隙。然而，根据本发明的实施例，通过在第一弹性腔体部件200中充入加压流体介质，对粘接剂施加柔性挤压力，为粘接剂沿着径向方向渗透到径向缝隙中提供了充足的驱动力，使得粘接剂能够沿着径向间隙流动，从而将各个空隙填满。

图17A和17B示出了粘接剂在12点钟位置附近(例如，在10-11-12-13-14点钟范围内)的流动特征。在该位置，与图16A和16B所示的流动特征类似，粘接剂在圆周方向上双向展开流动，在轴向上双向展开流动。在径向方向上，重力方向向下，与第一弹性腔体部件200施加的径向挤压力方向相反，对粘接剂径向渗流不利。然而第一弹性腔体部件200施加的挤压力远远大于重力，因此，粘接剂在弹性强部件200施加的径向压力的作用下，能够克服径向阻力，沿着径向方向在磁极43之间以及磁极43与压条42之间的间隙中渗流、浸渍。

图18A和18B示出了对应3点钟附近(时钟2-3-4范围内)或9点钟附近(时钟8-9-10范围内)位置的流动特征。与前面图16A、16B、17A和17B所示的流动特征类似，在第一弹性腔体部件200施加的挤压力的作用下，粘接剂在圆周方向上双向展开流动，在轴向上双向展开流动。与此同时，粘接剂在第一弹性强部件200施加的径向压力的作用下，沿着径向方向在磁极43之间以及磁极43与压条42之间的间隙中渗流、浸渍。虽然重力方向与径向方向垂直，不利于粘接剂沿径向方向进入径向间隙中，然而，根据本发明的实施例，由于设置了弹性腔体部件200，通过施加柔性挤压力，使得粘接剂能够克服阻力越过磁极43和压条42，沿着径向间隙流动，进入磁极和压条背后。

现有技术中，压条42沿圆周方向将各排磁极相互隔开，压条中并未形成使圆周方向上的磁极之间的粘接剂相互流通的通道，使得磁极之间多余的粘接剂无法补充到相邻的磁极缝隙中。然而，根据本发明的实施例，由于在压条42背后设置了流体通道，使得粘接剂能够沿着圆周方向穿过压条42流动，使得不同区域的粘接剂相互连通、相互补充，从而充分填充各个缝隙。

图19和20示出了根据本发明实施例的工艺装备的外部结构示图。

如图19所示，根据本发明实施例的工艺装备还包括第二能量传递系统，用于从外部对磁轭41进行加热。在根据本发明的实施例中，第二能量传递系统包括第一电磁感应加热单元800。第一电磁感应加热单元800设置在转子磁轭41的径向外侧，用于从外侧对转子磁轭41进行加热，从而从另一侧对磁极进行加热。

第一电磁感应加热单元800可包括缠绕在磁轭41的外壁上的电磁感应加热线圈801、为电磁感应加热线圈801提供交流电的感应加热电源802、以及感测磁轭41外壁温度的温度传感器803。第一电磁感应加热单元800还可包括外侧绝热部件804，围绕在磁轭41的外侧，防止磁轭41的热量向外散发。外侧绝热部件804包括径向环绕筒体以及轴向端部挡板，以对电磁线圈801进行径向限位和轴向限位。

外侧绝热部件804设置在转子磁轭41的外侧，并在与转子磁轭41的外侧壁间隔预定距离，从而在外侧绝热部件804与转子磁轭41外侧壁之间形成环形腔体。电磁线圈801在该环形腔体中缠绕在磁轭41的外壁上。该环形腔体中充满空气，由于空气具有较低的导热系数，从而通过该环形腔体中的空气能进一步提高绝热性能。另一方面，由于整个环形腔体内的空气是相互流通的，从而使得转子磁轭41的外壁的整个外表面的温度均匀一致。如果转子磁轭41的外壁各处的温度不一致，则容易在膨胀过程中引起转子40的扭曲变形。然而，根据本发明的实施例，由于环形腔体的存在，使得转子磁轭41的外表面的温度均匀一致，避免由于温度不一致导致的扭曲变形。

此外，该外侧绝热腔体804还可以具有电磁屏蔽作用，避免电磁线圈801的电磁波向外辐射，对环境造成电磁波污染，对工人造成辐射伤害。可以在该绝热腔体的内壁上附上一层铝箔。一方面，通过该铝箔层对电磁波进行屏蔽，另一方面，铝箔层能够降低辐射率，进一步增强保温性能。

根据本发明实施例工艺装备还可以包括端部隔热板805。端部隔热板805为圆形，设置在转子的一端，用于封堵转子内腔，避免转子40从轴向端部向外散发热量。端部隔热板805还具有隔音和电磁屏蔽的作用，用于隔绝设置在转子内腔中的部件的噪音并且防止各个电磁部件之间的相互干扰。

如图19和图20所示，根据本发明的工艺装备还包括旋转驱动单元900，用于驱动电机转子沿圆周方向旋转。

旋转驱动单元900可包括伺服传动部件901以及转换节904，伺服传动部件901可包括伺服传动电动机和减速器，伺服传动单元901可通过驱动轴902和柔性联轴器903连接转换节904。转换节904包括小端部和大端部，小端部与柔性联轴器903的动力输出端连接，大端部与电机转子的法兰47配合连接，完成大直径旋转部件与小直径旋转部件的转换连接功能。

旋转驱动单元900还包括伺服控制电源905、伺服传感器906以及支撑基座908。伺服传感器906用于检测转换节904的旋转角度，伺服传动电机根据伺服传感器906所检测的转动角度信号确定转动方向和转动角度。

控制器500可以控制旋转驱动单元900，根据粘接剂的渗流情况，使转子40旋转预定角度后停留预定时间。例如，在粘接剂灌注完成后，使转子40停留预定时间，使得粘接剂充分渗流、浸渍。由于处于6点钟位置的粘接剂在重力和径向挤压力的双重作用下更有利于填充磁极间隙，为了使得转子的各个位置填充率和防护覆层的形成厚度均匀一致，可以在静止预定时间后，将转子的6点钟位置旋转预定角度，使得转子的各个部位均在6点钟位置停留预定时间，从而不同位置处粘接剂充分渗流、填充到磁极缝隙中。

根据本发明实施例的工艺装备还可以包括第二电磁感应加热单元700。图21示出了根据本发明实施例的第二电磁感应加热单元的示意图。第二电磁感应加热单元700用于从转子的内部对磁极43进行加热，使得磁轭43率先热起来，从而降低粘接剂与固体部件之间的浸润角，实现两者之间的粘接。在仅通过第一弹性腔体部件200中的热流体介质从粘接剂混合空间的内侧进行加热以及通过第一电磁感应加热单元800从磁轭41的外侧对磁轭41进行加热时，磁极43只能通过热传导的方式受热，位于磁轭41与磁极43之间的粘接剂的温度低于位于磁极43的径向内侧粘接剂的温度，因此，磁极43两侧的粘接剂温度不一致。另一方面，在通过弹性腔体部件以热传导的方式从内侧加热磁极43的情况下，磁极43的温度低于粘接剂的温度，不利于实现粘接剂与磁极之间的粘接。然而，根据本发明的实施例，通过第二电磁感应加热单元700能够越过粘接剂来对磁极43进行加热，能够使磁极43的温度率先热起来，使其温度高于粘接剂的温度，降低磁极43的表面能，减小粘接剂与磁极43之间的浸润角，提高两者之间的粘接力。另一方面，通过使磁极43的温度高于粘接剂的温度，能够保证粘接剂混合空间从两侧均匀受热。

如图21所示，第二电磁感应加热单元700可包括支撑主体701、支撑悬臂702、电磁感应加热筒703、感应加热电源704。电磁感应加热筒703由圆柱形线圈骨架7031和缠绕在线圈骨架7031上的电磁线圈7032形成。为了使得电磁线圈7032均匀地缠绕在线圈骨架7031上，可以在线圈骨架7031上预先设置有线圈容纳槽，通过将电磁线圈7032设置在线圈容纳槽中，来有效控制电磁线圈7032的疏密与间隔。

电磁感应加热筒703固定在支撑悬臂702的一端，通过支撑悬臂702的另一端由支撑主体701支撑。支撑悬臂702整体上可以直线伸缩、整体升降，以根据转子的位置，调节电磁感应加热筒703的高度和水平位置，从而准确地放置到转子内腔中。

支撑悬臂702可以为至少两根，对称地支撑在电磁感应加热筒703的两侧。在本发明的附图所示的实施例中，支撑悬臂702为四根，对称设置在电磁感应加热筒703上。

可以通过驱动部件705驱动支撑悬臂702伸缩，从而将电磁感应加热筒703放入转子内腔中或从转子内腔中取出。当将电磁感应加热筒703放入转子中时，电磁感应加热筒703位于径向支撑部件100的径向内侧。

在利用电磁感应加热筒703对磁极进行加热的情况下，需要保证电磁感应加热筒703与电机转子的对称设置，使得磁极上产生的感应电流均匀一致，因此，需要通过调节电磁感应加热筒703的位置，使得电磁感应加热筒703与转子磁轭内壁之间的间隙均匀一致。根据本发明的实施例，将支撑悬臂703设置为至少四根，并且使支撑悬臂702不仅可以相对于转子磁轭来调整电磁感应加热筒703的水平位置，左右位置、上下位置还可以调节电磁感应加热筒703倾斜角度。然而，在这种情况下，支撑悬臂702的造价比较高。

为了节省整个工艺装备的制造成本，根据本发明的实施例的工艺装备还包括激光对中装置907。激光对中装置907可以包括激光发射器和激光接收器。激光发射器可以安装在基准轴上，激光接收器可以安装在调整轴上。

例如，在转子保持不动而使第二电磁感应加热单元700朝着转子移动的情况下，可以将激光发射器安装在转子40上，而将激光接收器安装在电磁感应加热筒703上。此外，在转子也可以沿着轨道移动的情况下，可以设置两个激光对中装置907，使得转子相对于第二电磁感应加热单元700为调整轴。在这种情况下，可以使第一电磁感应加热单元700保持不动，而使转子向着第一电磁感应加热单元700移动。通过激光对中装置907，能够调整电磁感应加热筒703轴向对准地放置在电机转子中。在保证转子40和电磁感应加热筒703的圆度并且将转子和电磁感应加热筒703水平安装的情况下，仅需要通过激光对中装置调整两者之间轴向对准，而不需要设置造价较高的机械臂，从而节省制造成本。

如图23所示，此外，为了进一步确认电磁感应加热筒703与电机转子之间的间隙是否沿圆周方向均匀一致，还可以在电机转子内壁或者在电磁感应加热筒703的外壁设置距离传感器808。距离传感器808可以为至少四个，沿圆周方向均匀布置在所述第一径向限位支撑部件100的径向内侧或者布置在所述电磁感应加热筒703的外侧。

根据本发明的实施例，为了便于移动第二电磁感应加热单元700，以及便于调节电磁感应加热筒703的位置，可以在支撑主体701的下部设置滚轮，还可以设置有移动轨道706，使得支撑主体701沿着设定的轨道706移动，避免在移动过程中偏斜。

图23示出了根据本发明实施例的工艺装备的一部分的立体分解视图。如图所示，在通过激光对中装置907将电磁感应加热筒703放入电机转子内腔中的情况下，可以通过端部隔热板805将电机转子内腔的端部密封，一方面防止热量向外散发，另一方面对电磁波进行屏蔽，避免电磁波向外辐射造成环境污染。另外，端部隔热板805还能起到隔音的作用，避免电机转子内腔中的部件运转时发出的噪声对环境造成噪声污染。根据本发明的实施例，可以将真空灌注设备设置在转子内腔中。如图21所示，真空泵53、树脂罐54、树脂体系收集罐57等部件可以设置在转子内腔中，并通过端部隔热板805封闭起来，一方面可以避免热量损失，另一方面，通过端部隔热板805可以对各个部件的运转噪声进行屏蔽，实现节能环保和绿色制造。

根据本发明的实施例，在真空灌注过程中，设置第一弹性腔体部件200对粘接剂混合空间施加径向挤压力，解决粘接剂径向渗流的驱动力缺失的问题，从而解决磁极与磁轭壁缝隙、磁极与磁极之间、磁极与压条之间的缝隙的填充问题。尤其是通过在压条中设置流体通道，使得粘接剂在通过压条中的流体通道相互连通，使不同区域的粘接剂相互补充，充分填充各个间隙。在转子水平放置的情况下，还可以使转子旋转到某一位置并保持预定时间，使得粘接剂在重力作用下、径向压力梯度、轴向压力梯度的作用下，充分浸渍、渗流、填充防护覆层形成空间。

通过弹性腔体部件200中充满加压流体介质，对粘接剂施加充分的挤压，可以充分驱赶、挤出粘接剂中的气体、气泡等，避免防护覆层中形成气泡和空穴。

当粘接剂灌注到一定程度，可能很难继续向真空袋中补充粘接剂。然而，根据本发明的实施例，由于弹性腔体部件的存在，可以在正压条件下向真空袋50灌注粘结剂。也可以适当降低真空袋内的压力，使得更多的粘接剂补充进来。换句话说，可以提高粘接剂的压力，强行向真空袋中补充粘接剂，从而保证粘接剂填充空间中各个缝隙充满粘接剂，保证防护覆层填充空间的填充饱满率，使得磁极的各个表面均能够被粘接剂覆盖。

通过电磁感应加热单元700对磁极进行加热，使磁极率先热起来，温度高于粘接剂的温度，降低磁极的浸润角，提高固液之间的接合力。

由于第一弹性腔体部件200的容积非常小，在通过弹性腔体部件中充入热空气对粘接剂进行加热的情况下，空气吸热量小，空气流循环过程代价小，能量消耗少，温升过渡过程短暂，温升速率可控性高，容易实现树脂填充过程对温升的快速要求。

热气流在转子外侧的环形空间内连续流动，以及热气流在弹性腔体部件中连续流动，保证了温度场圆周方向、轴向方向的温度分布均一化，使得转子的膨胀变形保持一致，避免了转子膨胀过程中发生扭曲。

通过控制转子的磁轭两侧的加热装置，能够使得粘接剂混合空间两侧的温度一致，温升速率一致。温度是粘接剂固化的主要因素，不仅决定固化完成的程度，而且也决定固化过程进行的快慢。固化时间太长或固化时间太短，都会使粘接性能下降。温度过高，因反应过快，粘度迅速上升会影响粘接剂向被粘接物表面的扩散，也会造成粘接性能的下降，因此，在粘接剂固化过程中，要严格控制粘接剂固化温度。目前使用的粘接剂属于反应性粘接剂，在树脂和固化剂两个组分混合后，发生交联反应，还需要在固化粘接温度维持必须的小时数，获得加热粘接期间固化达到的强度要求。

在将粘接剂维持在较佳的粘接固化温度持续设定的时间之后，粘接剂基本上已经完全固化，因此进入降温及应力松弛阶段。在降温及应力松弛阶段，以设定速率使粘接剂混合空间降温，相应地，第一弹性腔体部件200中的压力也逐渐减小。可以通过控制加热器620的功率来使充入的气体的温度以设定的速率降低。

根据本发明实施例的用于磁极防护覆层固化成型的工艺设备以及工艺方法，能够提高永磁磁极生产制造的工艺可靠性，以提高磁极防护成型质量。根据本发明的实施例，通过控制磁极两侧的能量传递系统，使热气流自身在整个弹性腔内连续流动，保证了温度场圆周方位、不同高度的温度分布均一化可控，能够实现温升控制一致化、温度分布均一化、温升速率可控性极快，解决永磁电机磁极的防护覆层成型过程中在圆周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。

通过在第一弹性腔体部件200充入加压气体，以柔性材料表面适应于真空袋表面抽真空后形成的比较刚硬的外表面，客观上容易实现与真空袋表面无缝隙贴合，实现紧密接触。实现了紧密接触才能以导热方式传递热能，从而提高传热效率。通过波动加压，促进了粘接剂的浸润、渗流，为粘接力的形成提供了充分保障。同时，通过对粘接剂施加挤压力，能够充分驱赶粘接剂中的气体，避免防护覆层中形成气泡和空穴。

由于通过第一径向限位部件100的隔热作用，使得第一弹性腔体部件200只能向粘接剂混合空间传热，热量损失小，并且避免了其他部件吸收热量，减少整个工艺过程中的热量损失和热量消耗。

此外，由于在整个加热过程中，没有采用用于强制对流换热的风机，并且将产生噪声的部件封闭在转子内腔中，通过隔音部件放置隔绝噪声，与现有技术中的空气对流换热的方式相比，减少了噪声污染，有利于实现绿色制造。与此同时，通过使隔热部件同时具备电磁屏蔽功能，能够防止电磁波辐射对工人造成的伤害。

根据本发明的实施例，通过使磁极防护覆层成型过程中温升速率一致化、温度分布均一化，使得磁极防护覆层自身成型过程应力消除，保证成型质量，降低后期使用过程应力造成的剥离、断裂，磁极防护覆层断裂现象的发生，提高了机组运行寿命。

根据本发明的实施例，不限于应用于风力发电机转子的磁极防护覆层的固化成型，还可以应用于其他需要敷设粘接层并使粘接剂固化成型的场合，同样可以实现类似的技术效果。此外，虽然上面以同时采用第一能量传递系统、第二能量传递系统以及内部电磁感应加热器，从粘接剂混合空间的两侧对粘结剂混合空间进行对称加热的示例，但是，在由于工艺条件限制或部件本身的结构限制等原因而选择在粘接剂混合空间一侧进行加热时，采用本发明的第一能量传递时也能够实现相应的技术效果。

此外，根据本发明实施例的工艺装备并不限于应用于外转子的防护覆层固化成型工艺，也可以用于内转子的防护覆层固化成型工艺。另外，除了用于电机的转子的防护覆层固化成型工艺之外，还可以应用于任何使粘接剂固化成型的类似场合。此外，也可以利用根据本发明的工艺装备，仅对粘接剂层进行加压或仅对粘接剂层加热。除了本发明实施例的圆柱形转子之外，本发明的工艺装备对防护覆层固化成型的表面形状没有限制，这是因为本发明的弹性腔体部件是柔性的，因而是随形的，从而能够用于在各种不规则形状或规则形状的部件的表面形成防护覆层。

虽然已经参照优选实施例描述了本发明，但是以上实施例的描述只是用于帮助理解本发明的原理和精神。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理的前提下，可以对本发明进行各种改进，这些改进将落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (24)

1.一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(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)的径向第一侧的第一表面上，所述磁极(43)的外表面上覆盖有真空袋(50)，用于在所述真空袋(50)与所述磁轭(41)之间形成防护覆层成型空间，所述工艺装备包括第一能量传递系统，其特征在于，所述电机转子(40)轴向水平放置，所述第一能量传递系统包括：

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)挤压所述真空袋(50)内灌注的粘接剂。

2.如权利要求1所述的工艺装备，其特征在于，所述工艺装备还包括旋转驱动单元(900)，所述旋转驱动单元(900)与所述电机转子(40)连接，用于驱动所述电机转子(40)旋转。

3.如权利要求1所述的工艺装备，其特征在于，所述工艺装备还包括第一电磁感应加热单元(800)，所述第一电磁感应加热单元(800)设置在所述磁轭(41)的径向第二侧，用于从所述第二侧加热所述磁轭(41)。

4.如权利要求3所述的工艺装备，其特征在于，所述第一电磁感应加热单元(800)包括电磁感应加热线圈(801)，所述电磁感应线圈(801)在所述第二侧缠绕在所述磁轭(41)的表面上，所述径向第一侧和径向第二侧分别为所述磁轭(41)的径向内侧和径向外侧。

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外侧绝热部件(804)，所述外侧绝热部件(804)设置在所述磁轭(41)的径向外侧，并与所述磁轭(41)的外侧壁间隔预定距离，从而形成围绕所述磁轭(41)的环状空间。

6.如权利要求5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。

7.如权利要求6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。

8.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)，用于设置在所述电机转子(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。

9.如权利要求8所述的工艺装备，其特征在于，所述第二电磁感应加热单元(700)包括支撑主体(701)、支撑悬臂(702)、电磁感应加热筒(703)以及感应加热电源(704)，所述支撑悬臂(702)的一端固定在所述支撑主体(701)上，所述支撑悬臂(702)的另一端支撑所述电磁感应加热筒(703)，通过将所述电磁感应加热筒(703)放置在所述第一径向限位支撑部件(100)的与所述第一弹性腔体部件(200)相对于的另一侧来对所述磁极(43)进行电磁感应加热。

10.如权利要求9所述的工艺装备，其特征在于，所述电磁感应加热筒(703)为圆筒状，包括线圈骨架(7031)和均匀地缠绕在所述线圈骨架(7031)上的电磁感应加热线圈(7032)，所述工艺装备还包括激光对中装置(907)，用于使所述电磁感应加热筒(703)与所述转子(40)轴向对准，使得所述电磁感应加热筒(703)与所述转子(40)之间的周向间隙均匀一致。

11.如权利要求10所述的工艺装备，其特征在于，所述工艺装备还包括距离传感器(808)，用于检测所述电磁感应加热筒(703)与所述转子(40)之间的间隙，所述距离传感器(808)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(100)的径向内侧或者布置在所述电磁感应加热筒(703)的外侧；

所述激光对中装置(907)包括激光发射器和激光接收器，分别安装在所述转子(40)和所述电磁感应加热筒(703)上。

12.如权利要求9所述的工艺装备，其特征在于，所述支撑悬臂(702)能够相对于所述支撑主体(701)水平伸缩和上下升降，以调整所述电磁感应加热筒(703)与所述转子(40)之间的位置。

13.如权利要求8所述的工艺装备，其特征在于，所述工艺装备还包括端部隔热板(805)，所述端部隔热板(805)具有隔热、隔音和电磁屏蔽功能，所述端部隔板(805)设置在所述转子(40)的端部，密封所述转子(40)的转子内腔。

14.如权利要求2所述的工艺装备，其特征在于，所述磁极(43)通过压条(42)固定在所述磁轭(41)上，所述压条(42)中形成有相互连通的纵向通道(421)和横向通道(422)，所述横向通道(422)沿着圆周方向贯穿所述压条(42)，所述纵向通道(421)和横向通道(422)由形成在所述压条(42)底表面上的网状凹槽形成。

15.如权利要求2-14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控制器(500)，用于控制所述旋转驱动单元(900)的旋转速度和停止持续时间。

16.如权利要求15所述的工艺装备，其特征在于，所述第一流体介质供应系统(600)包括流体介质加压机，用于向所述第一弹性腔体部件(200)供应加压的流体介质。

17.如权利要求16所述的工艺装备，其特征在于，所述第一弹性腔体部件(200)为环状，在所述转子(40)的轴向方向上，所述第一弹性腔体部件(200)的内部腔体通过分隔带(230)被分隔为多个环状通道(240)，所述多个环状通道(240)相互串联连接或并联。

18.如权利要求17所述的工艺装备，其特征在于，所述第一流体介质供应系统(600)向所述流体介质通道供应压力大小交替变化的流体介质，使得所述第一弹性腔体部件(200)以脉动的压力挤压所述粘接剂，以使所述粘接剂在所述防护覆层成型空间内沿着圆周方向和轴向扩散，并且沿着所述防护覆层成型空间内的径向缝隙渗流，进入所述磁极(43)与所述磁轭(41)之间的间隙内。

19.如权利要求18工艺装备，其特征在于，所述第一流体介质供应系统(600)还包括加热器(620)，所述加热器(620)连接在所述流体介质加压机的出口与所述第一弹性腔体部件(200)之间，用于向所述第一弹性腔体部件(200)供应加热加压的流体介质。

20.如权利要求19所述的工艺装备，其特征在于，所述流体介质为液体，所述流体介质加压机为液体压力泵，或者所述流体介质为气体，所述流体介质加压机为压气机(610)。

21.如权利要求19所述的工艺装备，其特征在于，所述第一径向限位支撑部件(100)为刚性绝热板，所述第一容纳空间的轴向两端设置有限位压板(110、120)，所述第一径向限位支撑部件(100)和所述限位压板(110、120)中的至少一个由透明材料制成。

22.如权利要求19所述的工艺装备，其特征在于，所述第一弹性腔体部件(200)由柔性橡胶或柔性塑料材料制成，埋设有温度传感器(510)和压力传感器(520)，所述温度传感器(510)和压力传感器(520)通过数据总线向所述控制器(500)反馈温度信号和压力信号。

23.如权利要求22所述的工艺装备，其特征在于，所述控制器(500)控制所述第一流体介质供应系统(600)，使得所述流体介质的压力按照增大-减小的方式进行周期性变化，以对粘接剂进行脉动挤压，然后以恒定压力保持预定时间。

24.如权利要求23所述的工艺装备，其特征在于，所述控制器(500)控制所述防护覆层成型空间的径向方向的两侧对称受热，使所述防护覆层成型空间在所述转子(40)的圆周方向和轴向方向的温度分布均一化。