CN111293834A - 一种风电机组发电机集电环安装装置及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风电机组发电机集电环安装装置及安装方法，装置包括固定螺杆、推进螺栓、固定圆盘、圆盘套，所述固定螺杆一端固定在发电机轴上，另一端固定住固定圆盘上，所述圆盘套为中空圆环结构，所述圆盘套一端套设在集电环上，另一端套设在固定圆盘上，所述推进螺栓安装在固定圆盘上。本发明将过去分别安装的三个固定螺杆统一安装在一个固定圆盘上，避免对发电机轴及轴上固定孔螺纹的伤害，同时利用推进螺栓和固定圆盘的四点定位帮助检修人员在安装过程中调整集电环的平衡，减少安装过程中对集电环的伤害，减轻检修人员的劳动强度，利用圆盘套将受力作用在可以承受作用力的导电环上，进一步避免对集电环的伤害，提高了工作效率。

Description

一种风电机组发电机集电环安装装置及安装方法

技术领域

本发明属于风电机组发电机集电环安装辅助工具技术领域，具体涉及一种风电机组发电机集电环安装装置及安装方法。

背景技术

风能作为清洁能源，受到全球各国的追捧，但因为风能的不稳定性以及捕获最大风能的要求，有一种双馈形式的风力发电机组，其在风速、转速处在不断变化过程中，为了实现对风能最大能量的追踪和捕获，同时满足电网的要求，双馈机组通常采用变速恒频运行方式。

这种运行方式要求转子交流励磁电源不仅要有良好的变流输入、输出特性，而且要有能量双向流动的能力。现有的技术是通过装有IGBT器件的变频器作为其励磁电源，向发电机的转子绕组提供励磁电流，对定子实现定向矢量控制。控制电流由发电机集电环导入，实现亚同步、同步和超同步运行方式之间的转换，所以集电环作为风机上重要的大部件，其安装精度有一定要求。

根据国家能源局统计，2010年年底前，全国累计安装风电机组34485台，装机容量44733.29兆瓦，截止2019年，这些风电机组服役寿命接近一半，集电环等大部件需要进行更换，但集电环更换安装时，受风机空间的影响，集电环安装困难，人员费时费力，还容易造成损坏。

现有技术中利用发电机轴上的三个固定孔，先将螺杆一部分带入到发电机轴上的固定孔，然后调整双螺母进行受力点确定，之后利用发电机轴上的三个固定孔，强行拧后面的螺栓，将受力点转移到发电机轴的固定孔上，将集电环带入，最后使用三个螺栓最终将集电环与发电机轴进行固定连接，但该方法具有以下缺点：1、发电机轴上的固定孔为受力点，使用几次后，固定孔的螺纹被破坏，造成集电环的固定不稳，同时附带的编码器固定支架容易滑丝脱落，而固定孔在发电机转子轴上，无法进行简单更换或处理，螺纹破坏后更换补救麻烦；2、双螺母固定是通过破坏螺纹的方法进行固定的，在使用中会破坏安装螺杆的螺纹，在使用几次后，整个螺杆的螺纹被全部破坏掉，需要重新加工螺杆，同时在双螺母固定时，人员操作过程中，用力较大，存在螺杆固定不牢，造成螺杆弹飞伤人情况；3、固定孔的孔深有限，使用该种方法需要重复进行5次或更多次才能将集电环装入，人员费时费力同时对固定轴伤害大；4、采用三个受力点进行安装，集电环在装入过程中容易因一侧受力过大造成跑偏，跑偏后，集电环安装更加费力，同时螺栓的位置不便于观察，调整不方便；5、双螺母固定处在拧螺栓过程中，螺母会相应的旋转，对集电环的三个固定点造成损伤，造成编码器固定支架安装不平衡，后期，在发电过程中，容易报出故障。

发明内容

本发明提供一种风电机组发电机集电环安装装置及安装方法，确保集电环安装平衡到位，避免不平衡导致的安装精度下降问题，且有效避免了对发电机轴上固定孔螺纹的损伤。

本发明的技术方案是：一种风电机组发电机集电环安装装置，包括固定螺杆、推进螺栓、固定圆盘、圆盘套，所述固定螺杆一端固定在发电机轴上，另一端固定住固定圆盘上，所述圆盘套为中空圆环结构，所述圆盘套一端套设在集电环上，另一端套设在固定圆盘上，所述推进螺栓安装在固定圆盘上。

方案进一步的，所述固定螺杆包括布满螺纹的螺杆以及套设在螺杆上的3个螺母。

方案进一步的，所述推进螺栓包括推进螺杆、连接销、手柄，所述推进螺杆一端为圆球面，另一端通过连接销和手柄连接，所述手柄为L型结构。

方案进一步的，所述固定圆盘靠近圆心处对称设有三个固定螺杆孔，所述固定圆盘近圆周处对称设有四个推进螺栓孔。

方案进一步的，所述推进螺栓孔内设有螺纹。

方案进一步的，所述固定螺杆孔内没有螺纹。

本发明另一方面，一种风电机组发电机集电环安装方法，包括如下步骤：首先将3个固定螺杆一端与发电机的固定孔进行配合安装；然后将2个螺母拧入螺杆上，将固定圆盘4通过固定螺杆孔套在三个固定螺杆上，再拧入最后1个螺母，并调,3个螺母，形成一个可靠的平面；接着将圆盘套通过固定圆盘套设在集电环的导电环上；最后在固定圆盘的推进螺栓孔上置入推进螺栓，将推进螺栓的手柄打开，缓慢摇动手柄，调整推进螺栓，使圆盘套均匀受力；圆盘套推动集电环通过过盈方式到达指定的安装位置，安装过程结束。

本发明的原理是：将过去分别安装的三个固定螺杆统一安装在一个固定圆盘上，避免对发电机轴及轴上固定孔螺纹的伤害，同时利用推进螺栓和固定圆盘的四点定位帮助检修人员在安装过程中调整集电环的平衡，减少安装过程中对集电环的伤害，减轻检修人员的劳动强度，利用圆盘套将受力作用在可以承受作用力的导电环上，进一步避免对集电环的伤害。

本发明的优点是：1、本发明结构简单，原理清晰，可靠性性高；2、本发明的加工制作过程简单，所用的材料为常见的钢材，制作成本较低；3、本发明便于携带，方便检修维护人员的使用，自带手柄的设计，让整个安装过程不需要借助于其他扳手等工具；4、本发明安装过程中，发电机轴上固定孔不受力，保护了更换成本较高的螺纹孔；5、本发明安装过程中，可以通过四个方向的推进螺栓进行调整，保证集电环安装的平衡问题，避免不平衡导致的安装精度下降问题；6、本发明安装过程中，使用圆盘套将集电环进行有效防护，避免了安装时对集电环的伤害；7、本发明安装过程中，检修维护人员不需要反复进行位置调整等工作，提高了工作效率，减轻了工作强度。

附图说明

图1是本发明一种风电机组发电机集电环安装装置结构示意图；

图2是本发明一种风电机组发电机集电环安装装置的固定螺杆结构示意图；

图3是本发明一种风电机组发电机集电环安装装置的推进螺栓结构示意图；

图4是本发明一种风电机组发电机集电环安装装置的固定圆盘结构示意图；

图5是本发明一种风电机组发电机集电环安装装置的圆盘套结构示意图；

图6是本发明一种风电机组发电机集电环安装装置的圆盘套和固定圆盘连接结构示意图；

其中：1、发电机轴，2、集电环，3、圆盘套，4、固定圆盘，4-1、固定螺杆孔，4-2、推进螺栓孔，5、固定螺杆，5-1、螺杆，5-2、螺母，6、推进螺栓，6-1、推进螺杆，6-2、连接销，6-3、手柄。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做清楚完整的描述，以使本领域的技术人员在不需要作出创造性劳动的条件下，能够充分实施本发明。

本发明的具体实施方式是：如图1-6所示，一种风电机组发电机集电环安装装置，包括固定螺杆5、推进螺栓6、固定圆盘4、圆盘套3，所述固定螺杆5一端固定在发电机轴上，另一端固定住固定圆盘4上，所述圆盘套3为中空圆环结构，所述圆盘套3一端穿过集电环的绝缘环套设在集电环的导电环上，另一端套设在固定圆盘4上，连接集电环和固定圆盘4，以便固定圆盘4受力时带动集电环向发电机轴推进，同时能够保护集电环，所述推进螺栓6安装在固定圆盘4上。

本实施例中进一步的，所述固定螺杆5包括布满螺纹的螺杆5-1以及套设在螺杆5-1上的3个螺母5-2，如图2所示，利用固定螺杆上的3个螺母5-2，可以将固定圆盘4固定并进行微调，安装时2个螺母5-2在固定圆盘4一端，剩余1个螺母5-2固定在另一端，形成一个与发电机轴端面相互平行的受力平面，固定的受力点在固定圆盘4上，避免了对发电机轴上固定孔螺纹的损伤。

本实施例中进一步的，所述推进螺栓6包括推进螺杆6-1、连接销6-2、手柄6-3，推进螺杆6-1采用高强度钢材料，沿长度方向全部布满螺纹，所述推进螺杆6-1一端为圆球面，用于推进集电环，减少转动时造成的损伤，另一端为方形设计并通过连接销6-2和手柄6-3连接，所述手柄6-3为L型结构，使用时将其打开如图3所示，使用完毕后将其折回成直的，便于携带，其作用为与固定圆盘4配合，将集电环推入到指定位置。

本实施例中进一步的，所述固定圆盘4靠近圆心处对称设有三个固定螺杆孔4-1，所述固定圆盘4近圆周处对称设有四个推进螺栓孔4-2，如图4所示，所述固定螺杆孔4-1尺寸及位置与发电机轴的3个固定孔一致，以便固定螺杆5连接发电机轴和固定圆盘4，所述固定螺杆孔4-1内没有螺纹，所述推进螺栓孔4-2内设有螺纹，推进螺栓孔4-2尺寸根据集电环尺寸而来，四个孔相互成90度分布于上下左右四个位置，该孔全部有螺纹，与推进螺栓6相互配合，将集电环推入，推进的受力点也在该固定圆盘4上，避免对固定孔螺纹的损伤。

本实施例中进一步的，如图5-6所示，圆盘套3的尺寸根据集电环的尺寸确定，中空部分刚好让圆盘套3通过集电环的绝缘环，圆盘套3将集电环的导电环套住并相互贴合，这样，在推进螺栓6将力作用于固定圆盘4时，圆盘套3将力传递给合金的导电环部分，避免了对绝缘环的破坏，同时有圆盘套3的存在，避免了推进螺栓6对集电环的损伤。

本发明的具体工作过程是：首先将3个固定螺杆5一端与发电机的固定孔进行配合安装；然后将2个螺母5-2拧入螺杆5-1上，将固定圆盘4通过固定螺杆孔4-1套在三个固定螺杆5上，再拧入最后1个螺母5-2，并调,3个螺母5-2，形成一个可靠的平面；接着将圆盘套3通过固定圆盘4套设在集电环的导电环上；最后在固定圆盘4的推进螺栓孔4-2上置入推进螺栓6，将推进螺栓6的手柄6-3打开，缓慢摇动手柄6-3，调整推进螺栓6，使圆盘套3均匀受力；圆盘套3推动集电环通过过盈方式到达指定的安装位置，安装过程结束。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述，需要指出的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种风电机组发电机集电环安装装置，其特征在于，包括固定螺杆、推进螺栓、固定圆盘、圆盘套，所述固定螺杆一端固定在发电机轴上，另一端固定住固定圆盘上，所述圆盘套为中空圆环结构，所述圆盘套一端套设在集电环上，另一端套设在固定圆盘上，所述推进螺栓安装在固定圆盘上。

2.根据权利要求1所述的一种风电机组发电机集电环安装装置，其特征在于，所述固定螺杆包括布满螺纹的螺杆以及套设在螺杆上的螺母。

3.根据权利要求2所述的一种风电机组发电机集电环安装装置，其特征在于，所述螺母的个数为3个。

4.根据权利要求3所述的一种风电机组发电机集电环安装装置，其特征在于，所述推进螺栓包括推进螺杆、连接销、手柄，所述推进螺杆一端为圆球面，另一端通过连接销和手柄连接，所述手柄为L型结构。

5.根据权利要求4所述的一种风电机组发电机集电环安装装置，其特征在于，所述固定圆盘靠近圆心处对称设有三个固定螺杆孔，所述固定圆盘近圆周处对称设有四个推进螺栓孔。

6.根据权利要求5所述的一种风电机组发电机集电环安装装置，其特征在于，所述推进螺栓孔内设有螺纹。

7.根据权利要求6所述的一种风电机组发电机集电环安装装置，其特征在于，所述固定螺杆孔内没有螺纹。

8.利用权利要求7所述的装置的一种风电机组发电机集电环安装方法，其特征在于，包括如下步骤：首先将3个固定螺杆一端与发电机的固定孔进行配合安装；然后将2个螺母拧入螺杆上，将固定圆盘4通过固定螺杆孔套在三个固定螺杆上，再拧入最后1个螺母，并调,3个螺母，形成一个可靠的平面；接着将圆盘套通过固定圆盘套设在集电环的导电环上；最后在固定圆盘的推进螺栓孔上置入推进螺栓，将推进螺栓的手柄打开，缓慢摇动手柄，调整推进螺栓，使圆盘套均匀受力；圆盘套推动集电环通过过盈方式到达指定的安装位置，安装过程结束。

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