CN112204862B - 用于发电机定子芯的义齿组件 - Google Patents

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Abstract

提出了一种用于发电机定子芯的义齿组件。该义齿组件具有包括多个锥形义齿件的锥形形状。多个锥形义齿件被安装到定子芯的层压件的齿中的受损区域中，使得义齿组件的宽端被设置到受损区域的宽开口中，并且义齿组件的窄端在齿的末端处与受损区域的窄开口齐平。义齿组件的锥形形状使得义齿组件能够填充整个受损区域并将义齿组件锁定到受损区域中。该义齿组件可用于在包括台阶式铁区域的定子芯的任何区域中修复定子芯，而不会在发电机操作期间移位。

Description

用于发电机定子芯的义齿组件
技术领域
本发明总体上涉及一种用于发电机的定子芯的义齿组件。
背景技术
发电机是发电工业中将机械动力转换成电力的部件。发电机通常包括定子和转子。发电机定子可采用定子芯，定子芯包括沿定子芯的内周向部分的多个轴向延伸的槽。定子绕组以与定子芯绝缘的方式放置在槽中。转子可以安装在定子芯内。
定子芯可以包括堆叠的薄金属层压件的多个组。层压件的内部部分可以具有齿形，该齿形具有多个齿。在发电机操作期间，层压件可能由于各种原因而损坏，诸如由于高的局部温度，也称为局部热点，或者由于外来物体。损伤可能发生在齿区域中。可以将义齿安装到其中层压件齿被部分或完全损坏的区域中。义齿需要保持在该区域中而不会在发电机操作期间移位。
存在数种方式将义齿锁定在适当位置。定子芯槽楔可用于将义齿机械地锁定在适当位置。环氧胶也可以用于将义齿锁定在适当位置，尤其是在定子芯的其中定子芯槽楔不可用的区域中，诸如台阶式铁区域。将义齿施加到发电机的定子芯中的担忧在于，在发电机操作期间，义齿将保持在适当位置和按照预期起作用多久。需要提供一种容易且简单的方式来将义齿锁定在定子芯的任何区域中的适当位置。
发明内容
简而言之，本发明的各方面涉及发电机的定子芯、用于修复发电机的定子芯的方法以及用于发电机的定子芯的义齿组件。
根据一方面，提出了一种发电机的定子芯。定子芯包括具有齿的层压件。定子芯包括构造成安装到层压件的受损区域中的义齿组件。受损区域包括从齿的末端开始并且径向延伸到层压件中的切口。义齿组件包括锥形形状。所述义齿组件的所述锥形形状被构造成使得所述义齿组件能够填充所述受损区域并且将所述义齿组件锁定到所述受损区域中。
根据一方面，提出了一种用于修复发电机的定子芯的方法。定子芯包括具有齿的层压件。层压件包括受损区域。受损区域包括从齿的末端开始并且径向延伸到层压件中的切口。该方法包括提供义齿组件。该方法包括将义齿组件安装到受损区域中。义齿组件包括锥形形状。所述义齿组件的所述锥形形状被构造成使得所述义齿组件能够填充所述受损区域并且将所述义齿组件锁定到所述受损区域中。
根据一方面，提出了一种用于发电机的定子芯的义齿组件。定子芯包括具有齿的层压件。层压件包括受损区域。受损区域包括从齿的末端开始并且径向延伸到层压件中的切口。所述义齿组件包括多个锥形义齿件。多个锥形义齿件被构造成组装在一起以形成义齿组件。义齿组件包括锥形形状。所述义齿组件的所述锥形形状被构造成使得所述义齿组件能够填充所述受损区域并且将所述义齿组件锁定到所述受损区域中。
如上文和下文中描述的本申请的各个方面和实施例不仅可以在明确描述的组合中使用，而且可以在其他组合中使用。技术人员在阅读和理解本说明书时将想到修改。
附图说明
参考附图更详细地解释本申请的示例性实施例。在附图中：
图1示出了其中可以实现本发明的实施例的发电机的示意性截面图；
图2示出了可以实现本发明的实施例的层压件的示意性平面图；
图3示出了其中可以实现本发明的实施例的具有受损区域的层压件的示意性局部平面图；
图4示出了根据本发明的实施例的待插入到层压件的受损区域的义齿组件的示意性透视图；以及
图5至图7示出了根据本发明的实施例的层压件的一系列示意性局部平面图，其示出了将义齿组件安装到层压件的受损区域中的步骤。
为了便于理解，在可能的情况下，已经使用相同的附图标记来表示附图中共有的相同元件。
具体实施方式
下面将参考附图对与本发明的各方面相关的详细描述进行描述。
图1示出了发电机100的示意性截面图。发电机100包括转子110和定子200。定子200具有定子芯210。转子110安装在定子芯210内。定子绕组220可以布置在定子芯210内。定子芯210可以包括多个堆叠的薄金属层压件230。
图2示出了层压件230的示意性平面图。如图2中所示，层压件230的内部区域具有包括多个齿232的齿形。齿232具有向下渐缩到齿232的末端234的锥形形状。通常，层压件230的损坏发生在层压件230的齿232的区域附近，更可能是从齿232的末端234开始。这种损坏可能是由各种原因引起的，诸如由高的局部温度，也称为局部热点，或由外来物体。
图3示出了带有具有受损区域236的齿232的层压件230的示意性局部平面图。如图3中所示，受损区域236是齿232的局部切口，其从齿232的末端234开始并径向延伸到层压件230中。为了说明的目的，图3中所示的受损区域236具有锥形形状，该锥形形状具有在末端234处的窄开口和随着受损区域236径向更深地延伸到层压件230中的宽开口。应该理解的是，受损区域236可以具有任何形状。层压件230的受损区域236需要被修复以确保发电机100的正常操作。
可以将义齿（false tooth）插入层压件230的齿232的受损区域236中。义齿需要保持在受损区域236中而不会在发电操作期间移位。在定子芯210的其中可获得定子芯槽楔的区域中，定子芯槽楔可用于将义齿机械地锁定在适当位置。在定子芯210的其中定子芯槽楔不可用的区域中，诸如在台阶式铁区域（step iron region）中，环氧胶可用于将义齿锁定在适当位置。可能存在这样的担忧，即在将义齿施加到定子芯210中的层压件230的受损区域236中之后，在发电机操作期间，义齿可保持在受损区域236中并且按照预期起作用多久。
图4示出了根据本发明的实施例的待安装到层压件230的齿232的受损区域236中的义齿组件300的示意性透视图。如图4中所示，义齿组件300可包括第一义齿310和第二义齿320。第一义齿310和第二义齿320具有块状轨道形状。第一义齿310具有锥形形状，该锥形形状具有窄端312和宽端314。第二义齿320具有锥形形状，该锥形形状具有窄端322和宽端324。锥形的第一义齿310和锥形的第二义齿320组装在一起，使得第一义齿310的窄端312与第二义齿320的宽端324对准，并且第一义齿310的宽端314与第二义齿320的窄端322对准。义齿组件300可具有对应于层压件230的受损区域236的形状。例如，义齿组件300可具有锥形形状以填充锥形形状的受损区域236，这使得义齿组件300能够填充整个受损区域236并将义齿组件300以燕尾形锁定构造锁定在受损区域236中。为了说明的目的，图4中所示的义齿组件300具有包括第一义齿310的窄端312和第二义齿320的宽端324的窄端。义齿组件300具有包括第一义齿310的宽端314和第二义齿320的窄端322的宽端。第一义齿310和第二义齿320可包括任何合适的材料，诸如环氧树脂、云母（micas）、纤维玻璃等。为了说明的目的，图4中的义齿组件300包括两个义齿件310和320。应当理解的是，义齿组件300可包括单个锥形义齿或任何数量的锥形义齿件。
图5至图7示出了层压件230的一系列示意性局部平面图，其示出了根据本发明的实施例的将义齿组件300安装到定子芯210中的层压件230的受损区域236中的步骤。如图5中所示，首先将第一义齿310安装到受损区域236中。第一义齿310被安装，使得第一义齿310的宽端314朝向受损区域236的宽开口设置到受损区域236中。第一义齿310的窄端312与齿232的末端234对准。在安装之前，可以将第一义齿310在接触层压件230的侧部包裹在胶中，使得可以在安装之后将第一义齿310固定到层压件230。第一义齿310的与其次待安装的第二义齿320界面接合的一侧也可以在安装之前包裹在胶中，以确保在安装之后与第二义齿320的紧密组装。胶可以包括任何合适的胶，诸如浸渍树脂、DacronTM、NomexTM、树脂浸渍的DacronTM、树脂浸渍的NomexTM等。
如图6中所示，然后将第二义齿320安装到受损区域236中。第二义齿320被安装，使得窄端322朝向受损区域236的宽开口设置在受损区域236中。第二义齿320的窄端322与第一义齿310的宽端314对准。可以使用用于紧密组装的工具将第二义齿320安装到受损区域236中。工具可以是手动工具或动力驱动工具。第二义齿320可以比齿232的受损区域236的径向长度长，以确保紧密组装。在安装之前，第二义齿320可以在接触层压件230的侧部上包裹在胶中，使得第二义齿320可以在安装之后固定到层压件230。第二义齿320的与第一义齿310界面接合的一侧可以在安装之前包裹在胶中，以确保在安装之后与第一义齿310紧密组装。胶可以包括任何合适的胶，诸如浸渍树脂、Dacron™、Nomex™、树脂浸渍的Dacron™、树脂浸渍的Nomex™等。
如图7中所示，义齿组件300完全组装在齿232的受损区域236中。第二义齿320的延伸出齿232的末端234的一部分在末端234处被切掉，使得义齿组件300与齿232的末端234齐平。义齿组件300具有锥形形状。第一义齿310和第二义齿320在受损区域236中组装在一起，使得锥形义齿组件300的宽端设置在延伸到层压件230中的受损区域236的宽开口中，并且锥形义齿组件300的窄端与受损区域236的在齿232的末端234处的窄开口齐平。锥形义齿组件300使得义齿组件300能够填充层压件230的整个受损区域236。锥形义齿组件300使得义齿组件300能够以燕尾形锁定构造锁定在受损区域236中。接触层压件230的第一义齿310和第二义齿320的侧部可以在安装之前包裹在胶中，使得义齿组件300可以固定到层压件230。彼此界面接合的第一义齿310的侧部和第二义齿320的侧部也可以包裹在胶中，以确保义齿组件300的紧密组装。
在安装义齿组件300之前，可以释放层压件230上的压力，以允许容易安装义齿组件300的空间。例如，层压件230上的通气间隔件可以被机械加工至一定程度以释放层压件230上的压力。层压件230上的通气间隔件可被机械加工至诸如3至5英寸（7.62至12.7cm）。在安装义齿组件300之后，可以将通气间隔件替换件安装回层压件230上，以恢复层压件230上的压力。通气间隔件替换件可以诸如通过胶紧密地配合和固定在层压件230上。
在安装义齿组件300之前，可以对定子芯210进行测试，以识别定子芯210的任何其它潜在损坏。还可以在安装义齿组件300之后对定子芯210进行测试，以确保受损区域236被适当地修复。测试可以包括工业中已知的任何合适的测试，诸如环路测试。
根据一方面，所提出的义齿组件300填充定子芯210中的受损区域236，并保持在受损区域236中，而不会在发电机100的操作过程中移位。所提出的义齿组件300具有锥形形状，该锥形形状允许义齿组件300填充整个受损区域236并且以燕尾形锁定构造锁定到受损区域236中。义齿组件300可以包括单个锥形义齿或多个锥形义齿件。
根据一方面，所提出的义齿组件300可以用于修复定子芯210的其中定子槽楔可用的区域中的发电机100的定子芯210的受损区域236。所提出的义齿组件300可以用于修复定子芯210的其中定子槽楔不可用的区域（诸如台阶式铁区域）中的发电机100的定子芯210的受损区域236。所提出的义齿组件300提供了在定子芯210的任何区域中修复发电机100的定子芯210而不拆卸和重新组装定子芯210的容易且简单的方式。所提出的义齿组件300为发电机100的维护提供了显著的成本节省和显著增加的效率。
尽管本文已经详细示出和描述了结合本发明教导的各种实施例，但是本领域技术人员可以容易地设计出仍然结合这些教导的许多其它变化的实施例。本发明在其应用方面不限于在说明书中阐述的或在附图中示出的示例性实施例的构造细节和部件的布置。本发明能够具有其他实施例并且能够以各种方式实践或执行。此外，应当理解的是，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的并且不应被认为是限制性的。“包括”、“包含”或“具有”及其变型在本文中的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。除非另有说明或限制，否则术语“安装”、“连接”，“支撑”和“联接”及其变型被广泛地使用，并且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接。
附图标记列表：
100： 发电机
110： 转子
200： 定子
210： 定子芯
220： 定子绕组
230： 层压件
232： 层压件齿
234： 齿末端
236： 受损区域
300： 义齿组件
310： 第一义齿
312： 第一义齿的窄端
314： 第一义齿的宽端
320： 第二义齿
322： 第二义齿的窄端
324： 第二义齿的宽端。

Claims (13)

1.一种用于发电机的定子芯的义齿组件，其中，所述定子芯包括层压件，所述层压件包括齿，其中，所述层压件包括受损区域，其中，所述受损区域包括从所述齿的末端开始并且径向延伸到所述层压件中的切口，所述义齿组件包括：
多个锥形义齿件，所述锥形义齿件包括具有锥形形状的第一义齿和具有锥形形状的第二义齿，
其中，所述多个锥形义齿件被构造成组装在一起以形成所述义齿组件，
其中，所述义齿组件包括锥形形状，以及
其中，所述义齿组件的所述锥形形状被构造成使得所述义齿组件能够填充所述受损区域并且将所述义齿组件锁定到所述受损区域中。
2.一种发电机的定子芯，包括：
包括齿的层压件；以及
根据权利要求1所述的义齿组件，其被构造成安装到所述层压件的受损区域中，
其中，所述受损区域包括从所述齿的末端开始并且径向延伸到所述层压件中的切口，
其中，所述义齿组件包括所述锥形形状，
其中，所述义齿组件的所述锥形形状被构造成使得所述义齿组件能够填充所述受损区域并且将所述义齿组件锁定到所述受损区域中，
其中，多个义齿件在所述受损区域中被组装在一起，使得锥形义齿组件的宽端被设置在所述受损区域的宽开口中，并且所述锥形义齿组件的窄端与所述受损区域的在所述齿的末端处的窄开口齐平。
3.根据权利要求2所述的定子芯，其中，所述锥形义齿组件以燕尾形锁定构造被锁定到所述受损区域中。
4.根据权利要求2所述的定子芯，其中，所述第一义齿的接触所述层压件的侧部被包裹在胶中。
5.根据权利要求2所述的定子芯，其中，所述第二义齿的与所述第一义齿界面接合的一侧被包裹在胶中。
6.根据权利要求2所述的定子芯，其中，所述义齿组件包括环氧树脂。
7.一种用于修复发电机的定子芯的方法，其中，所述定子芯包括层压件，所述层压件包括齿，其中，所述层压件包括受损区域，其中，所述受损区域包括切口，所述切口从所述齿的末端开始并且径向延伸到所述层压件中，所述方法包括：
提供根据权利要求1所述的义齿组件；以及
将根据权利要求1所述的义齿组件安装到所述受损区域中，所述安装包括：
将所述第一义齿的宽端侧插入到所述受损区域中；以及
将剩余的多个锥形义齿件插入到所述受损区域中，
其中，所述义齿组件的锥形形状将所述义齿组件锁定到所述受损区域中，以及
其中，所述多个锥形义齿件在所述受损区域中被组装在一起，使得所述锥形义齿组件的宽端被设置到所述受损区域的宽开口中，并且所述锥形义齿组件的窄端与所述受损区域的在所述齿的末端处的窄开口齐平。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述义齿组件包括具有锥形形状的第二义齿，并且其中，安装步骤包括：在安装所述第一义齿之后将所述第二义齿安装到所述受损区域中，使得所述第二义齿的窄端设置在所述受损区域中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二义齿比所述受损区域的径向长度长，并且其中，所述方法还包括：在安装到所述受损区域中之后在所述齿的所述末端处切割所述第二义齿。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括：在安装之前将所述第一义齿的接触所述层压件的侧部包裹在胶中。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：在安装之前将所述第二义齿的接触所述层压件的侧部包裹在胶中。
12.根据权利要求7所述的方法，还包括：在安装所述义齿组件之前释放所述层压件上的压力。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：在安装所述义齿组件之后恢复所述层压件上的压力。
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