本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种转子、转子的整极模块装配方法、更换方法及电机。
背景技术
直驱永磁发电机通常采用外转子、内定子的结构。转子包括转子磁轭和固定至转子磁轭上充磁的永磁体。
在诸如风力发电机组的大型发电机中，转子一般由多列整极模块提供交变磁场，每列整极模块由多块永磁体或多个磁极模块组成，需要重复进行相同的组装工艺将永磁体或磁极模块逐个组装到转子磁轭上，装配过程复杂。
另外，转子和定子之间形成的气隙通常为毫米级。一旦某个永磁体或磁极模块损坏，在毫米级的气隙空间内很难逐个拆除并更换损坏的永磁体或磁极模块，只能把发电机从塔架上吊装下来进行返修，考虑到后续运输、生产、二次吊装的成本，维修费用非常昂贵。
技术实现要素：
本发明的一个目的是提供一种转子及电机，其可以在不拆开电机转子与定子的情况下将整极模块整体进行更换，降低电机转子的维修成本。
本发明的另一个目的是提供一种转子的整极模块装配方法及更换方法，其可以提高电机转子的组装效率和更换效率。
一方面，本发明实施例提出了一种转子，其套设于电机定子的外周面，转子包括：转子磁轭，沿径向具有相对的安装表面和外周面；多个压条，多个压条沿转子磁轭的周向间隔分布于安装表面上，并且每个压条与安装表面之间的径向距离可调设置；多个整极模块，每个整极模块可拆卸地连接于相邻的两个压条之间，整极模块包括载体板和设置于载体板上的多个永磁体，并且载体板贴合于安装表面设置；以及多个固定件，每个压条通过固定件安装于安装表面上，并且每个固定件具有能够从外周面伸出的操作部。
根据本发明实施例的一个方面，转子磁轭上设置有呈行列分布的多个第一通孔；每个压条沿自身长度延伸方向上设置有多个第二通孔，每个压条能够对应一列第一通孔设置，并且至少部分第一通孔能够对应于至少部分第二通孔；固定件包括多个杆件，每个杆件的操作部能够穿过相对的第一通孔及第二通孔，并且在径向上至少具有不同的两个卡接部，以使压条相对于安装表面至少在两个卡接部上卡接。
根据本发明实施例的一个方面，转子磁轭上进一步设置有至少呈列分布的多个第一工艺通孔；每个压条上设置有对应于一列第一工艺通孔的第二工艺通孔，通过第一工艺通孔和第二工艺通孔能够使每个压条与安装表面之间的径向距离可调。
根据本发明实施例的一个方面，转子磁轭上的第一通孔和第一工艺通孔均为螺纹通孔；压条上的第二通孔为光孔通孔，第二工艺通孔为螺纹通孔；杆件均为螺栓。
根据本发明实施例的一个方面，螺栓的操作部设置有平行于螺栓的轴向设置的至少一个平面。
根据本发明实施例的一个方面，转子磁轭沿轴向具有相对的第一端和第二端，第一端设置有形成于安装表面上的环状凸起，第二端设置有固定螺纹孔；整极模块的载体板的一端抵靠至环状凸起，另一端对应于固定螺纹孔的位置设置有通孔，通过穿过通孔和固定螺纹孔的紧固件将整极模块沿轴向连接于安装表面上。
根据本发明实施例的一个方面，压条沿自身宽度的两侧形成有套接部，载体板沿自身宽度的两侧形成有插接部，整极模块通过载体板两侧的插接部与压条的套接部相互搭接配合而可拆卸地连接于相邻的两个压条之间。
根据本发明实施例的一个方面，套接部沿压条自身宽度方向的横截面呈第一台阶，插接部沿载体板自身宽度方向的横截面呈第二台阶，第一台阶与第二台阶能够相互搭接配合；或者，套接部包括沿压条自身宽度方向设置的第一倾斜面，插接部包括沿载体板自身宽度方向设置的第二倾斜面，第一倾斜面与第二倾斜面能够相互搭接配合。
另一方面，本发明实施例还提出了一种如前所述的转子的整极模块装配方法，装配方法包括：将多个压条沿转子磁轭的周向间隔设置于安装表面，并利用支撑件调整每个压条与安装表面之间的径向距离至预定距离，使每相邻两个压条与安装表面共同形成安装空间；将每个整极模块置入安装空间内的预定位置，并使载体板贴合于安装表面固定；调整固定件，使每个压条与安装表面之间的径向距离保持预定距离；将支撑件拆除；调整固定件，以将压条固定于安装表面，并使固定件的操作部从外周面伸出。
另一方面，本发明实施例还提供了一种如前所述的转子的整极模块更换方法，更换方法包括：从转子磁轭的外周面一侧调整位于待更换整极模块两侧的固定件的操作部，以使待更换整极模块两侧的压条与安装表面之间的径向距离可调；利用支撑件从外周面一侧调整压条与安装表面之间的径向距离至预定距离；将待更换整极模块从压条与安装表面共同形成的安装空间内取出；将备用整极模块置入安装空间内的预定位置，并使载体板贴合于安装表面固定；将支撑件拆除；调整固定件的操作部，以将压条固定于安装表面，并使操作部从外周面伸出。
根据本发明实施例的一个方面，更换方法还包括：确定待更换的整极模块在转子磁轭上的位置。
另一方面，本发明实施例提供了一种电机，其包括：定子；和转子，套设于定子的外周面，转子为如前所述的转子。
本发明实施例提供的转子及电机，通过将多个永磁体一并布置于一个载体板上以构成一个整极模块，可以对多个永磁体整体进行装配或拆卸；另外，通过设置具有操作部的固定件，可以在不拆开电机转子与定子的情况下从转子磁轭的外周面一侧松开固定件，使压条与安装表面之间的径向距离可调，从而在某个永磁体损坏时，可以将整个整极模块取出并更换，降低了电机转子的维修成本。另外，本发明实施例提供的转子的整极模块装配方法及更换方法，提高了电机转子的组装效率和更换效率。
附图说明
下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本发明实施例提供的一种电机沿垂直于转子的轴向方向截取的转子的局部结构示意图；
图2是图1中区域m所示部分转子沿一个角度的分解结构示意图；
图3是图1中区域m所示部分转子沿另一个角度的结构示意图；
图4是图2所示的转子的转子磁轭的俯视图；
图5是图4中沿a-a方向的示意性剖视图；
图6是图2所示的转子的固定件的透视结构示意图；
图7是图2所示的转子的整极模块与压条的组装效果示意图；
图8是本发明实施例提供的另一种转子的整极模块与压条的组装效果示意图；
图9是图2所示的转子的整极模块的装配过程示意图；
图10是本发明实施例提供的一种转子的整极模块装配方法的流程框图；
图11是图2所示的转子的整极模块的更换过程示意图；
图12是本发明实施例提供的一种转子的整极模块的更换方法的流程框图。
其中：
10-转子磁轭；1-安装表面；2-外周面；3-第一端；4-第二端；11-第一通孔；12-第一工艺通孔；13-环状凸起；14-固定螺纹孔；
20-压条；21-第二通孔；22-第二工艺通孔；23-套接部；
30-整极模块；30a-待更换的整极模块；30b-备用整极模块；31-载体板；311-通孔；312-插接部；32-永磁体；
40-固定件；41-操作部；42-螺帽；50-支撑件；60-紧固件。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的转子及电机的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸式连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更好地理解本发明，下面结合图1至图12对本发明实施例的转子、转子的整极模块装配方法、更换方法及电机进行详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种电机沿垂直于转子的轴向方向截取的转子的局部结构示意图，图2是图1中区域m所示部分转子沿一个角度的分解结构示意图，图3是图1中区域m所示部分转子沿另一个角度的结构示意图。
请一并参阅图1至图3，本发明实施例提供了一种转子，套设于电机定子的外周面。转子包括：转子磁轭10、多个压条20、多个整极模块30以及多个固定件40。
转子磁轭10沿径向具有相对的安装表面1和外周面2。
多个压条20沿转子磁轭10的周向间隔分布于安装表面1上，并且每个压条20与安装表面1之间的径向距离可调设置。
每个整极模块30可拆卸地连接于相邻的两个压条20之间，整极模块30包括载体板31和设置于载体板31上的多个永磁体32，载体板31贴合于安装表面1设置。多个永磁体32布置于一个载体板31上以组成一个整极模块30，便于对整极模块30整体进行装配或拆卸。
每个压条20通过固定件40安装于安装表面1上，并且每个固定件40具有能够从外周面2伸出的操作部41。利用操作工具可以夹持固定件40的操作部41，即可在转子磁轭10的外周面2一侧松开固定件40，使压条20与安装表面1之间的径向距离可调。
本发明实施例提供的转子，通过将多个永磁体32一并布置于一个载体板31上以构成一个整极模块，可以对多个永磁体整体进行装配或者拆卸；另外，通过设置具有操作部41的固定件40，可以在不拆开电机转子与定子的情况下从转子磁轭10的外周面2一侧松开固定件40，使压条20与安装表面1之间的径向距离可调，从而在某个永磁体32损坏时，可以将整个整极模块30取出并更换，降低了电机转子的维修成本。
下面结合附图详细描述本发明实施例提供的转子的具体结构。
图4是图2所示的转子的转子磁轭的俯视图，图5是图4中沿a-a方向的示意性剖视图。
请一并参阅图4和图5，转子磁轭10上设置有呈行列分布的多个第一通孔11，多个压条20成列地布置于转子磁轭10的安装表面1上，故每个压条20能够对应一列第一通孔11设置；另外，每个压条20沿自身长度延伸方向上设置有多个第二通孔21，并且至少部分第一通孔11能够对应于至少部分第二通孔21。
第一通孔11的数量可以多于第二通孔21的数量。当每个压条20上的第二通孔21的数量与转子磁轭10上的第一通孔11的行数相同时，多个压条20上同样位置的第二通孔21对应于转子磁轭10的一行第一通孔11。当压条20的数量与转子磁轭10上的第一通孔11的列数相同时，转子磁轭10的第一通孔11与压条20的第二通孔21是一一对应的。
固定件40包括多个杆件，每个杆件的操作部41能够穿过相对的第一通孔11及第二通孔21，并且在径向上至少具有不同的两个卡接部，以使压条20相对于安装表面1至少在两个卡接部上卡接。
具体来说，当压条20相对于安装表面1在杆件的其中一个卡接部上卡接时，压条20与安装表面1之间的径向距离保持预定距离；当压条20相对于安装表面1在杆件的另一个卡接部上卡接时，压条20固定于安装表面1。
作为一种可选的实施方式，杆件均为螺栓，一个卡接部为螺帽，另一个卡接部设置有外螺纹。为了使压条20与转子磁轭紧固连接，压条20上的第二通孔21为光孔通孔，第二工艺通孔22为螺纹通孔。
为了使压条20与安装表面1之间的径向距离保持预定距离，转子磁轭10上进一步设置有至少呈列分布的多个第一工艺通孔12，每个压条20上设置有对应于一列第一工艺通孔12的第二工艺通孔22，通过第一工艺通孔12和第二工艺通孔22能够使每个压条20与安装表面1之间的径向距离可调。
当每个压条20上的第二工艺通孔22数量为一个时，转子磁轭10上的多个第一工艺通孔12呈列分布；当每个压条20上的第二工艺通孔22数量为多个时，转子磁轭10上的多个第一工艺通孔12呈行列分布，每一列第一工艺通孔12与每一列第一通孔11可以位于同一列，第一工艺通孔12可以设置于相邻的两个第一通孔11之间，如图4所示。
进一步地，转子磁轭10上的第一通孔11和第一工艺通孔12均为螺纹通孔，如图5所示。由于第二工艺通孔22和第一工艺通孔12均为螺纹通孔，故可以提供具有外螺纹的支撑件，使支撑件从转子磁轭10的安装表面1一侧依次穿过相对的第二工艺通孔22和第一工艺通孔12，或者，从转子磁轭10的外周面2一侧依次穿过相对的第一工艺通孔12和第二工艺通孔2，通过内螺纹与外螺纹的配合使压条20与安装表面1之间的径向距离保持预定距离。
当支撑件从转子磁轭10的安装表面1一侧依次穿过相对的第二工艺通孔22和第一工艺通孔12时，将固定件40即螺栓穿过相对的第二通孔21和第一通孔11而连接在压条20与安装表面1之间，调整螺栓的拧紧高度可以使二者之间保持预定距离。该预定距离与相邻的两个压条20共同形成安装空间，便于将整极模块30经该安装空间装配至转子磁轭10。将支撑件拆除后，继续调整螺栓的拧紧高度，以将压条20固定至安装表面1上，同时螺栓的操作部41从外周面2一侧伸出。
当电机转子与定子套装为一体后，反向转动操作部41时可以从转子磁轭10的外周面2一侧将压条20从安装表面1上松开，使得压条20与安装表面1之间的径向距离可调。将支撑件从转子磁轭10的外周面2一侧依次穿过相对的第一工艺通孔12和第二工艺通孔22，可以使压条20与安装表面1之间再次保持预定距离，从而便于从该预定距离与相邻的两个压条20共同形成安装空间内取出整极模块30并更换。更换完成后拆除支撑件，调整螺栓的拧紧高度，以将压条20固定至安装表面1上。
以风力发电机组的大型发电机为例，当整极模块30中某一个永磁体32发生故障后，不用将电机从塔架上吊装下来，也不用拆开电机转子与定子，更不用将与发生故障的永磁体32相邻的其它永磁体32逐个拆除后再更换，只需要维修人员攀爬到塔架上，在不拆开发电机的转子与定子的情况下，将发生故障的永磁体32所属的整极模块30整体更换即可，极大地提高了永磁体32的更换效率，降低了电机转子的维修成本。
另外，转子磁轭10沿轴向具有相对的第一端3和第二端4，第一端3设置有形成于安装表面1上的环状凸起13，第二端4设置有固定螺纹孔14，固定螺纹孔14的数量可以为两个，如图4所示。
整极模块30的载体板31的一端抵靠至环状凸起13，另一端对应于固定螺纹孔14的位置设置有通孔311，通过穿过通孔311和固定螺纹孔14的紧固件60将整极模块30沿轴向连接于安装表面1上。通孔311可以为台阶孔或者光孔。
图6是图2所示的转子的固定件的透视结构示意图。
参阅图6，固定件40为螺栓，螺栓包括螺帽42和操作部41，操作部41设置有平行于螺栓的轴向设置的至少一个平面，优选为两个或者更多个平面，以方便扳手等操作工具夹持，从而在转子磁轭10的外周面2一侧反向转动即可松开螺栓，使压条20与安装表面1之间的径向距离可调。
图7是图2所示的转子的整极模块与压条的组装效果示意图。
参阅图7，压条20沿自身宽度的两侧形成有套接部23，整极模块30的载体板31沿自身宽度的两侧形成有插接部312，整极模块30通过载体板31两侧的插接部312与压条20的套接部23相互搭接配合而可拆卸地连接于相邻的两个压条20之间。
具体来说，套接部23包括沿压条20自身宽度方向设置的第一倾斜面，插接部312包括沿载体板31自身宽度方向设置的第二倾斜面，第一倾斜面与第二倾斜面能够相互搭接配合，从而将整极模块30可拆卸地连接于相邻的两个压条20之间。
由此，当压条20与安装表面1之间的预定距离与相邻的两个压条20共同形成安装空间后，将整极模块30沿转子磁轭10的轴向置入该安装空间，调整压条20与安装表面1之间的径向距离，使压条20的套接部23与载体板31的插接部312相互搭接配合即可将整极模块30固定于转子磁轭10的安装表面1上。
图8是本发明实施例提供的另一种转子的整极模块与压条的组装效果示意图。
参阅图8，本发明实施例提供的另一种转子与图7所示的转子结构类似，不同之处在于，压条20的套接部23与载体板31的插接部312结构不同。
具体来说，套接部23沿压条20自身宽度方向的横截面呈第一台阶，插接部312沿载体板31自身宽度方向的横截面呈第二台阶，第一台阶与第二台阶能够相互搭接配合，从而将整极模块30可拆卸地连接于相邻的两个压条20之间。
图9是图2所示的转子的整极模块的装配过程示意图，图10是本发明实施例提供的一种转子的整极模块装配方法的流程框图。
请一并参阅图9和图10，本发明实施例提供的如前所述的转子的整极模块装配方法包括：
步骤s10，将多个压条20沿转子磁轭10的周向间隔设置于安装表面1，并利用支撑件50调整每个压条20与安装表面1之间的径向距离至预定距离h，使每相邻两个压条20与安装表面1共同形成安装空间；
步骤s20，将每个整极模块30置入安装空间内的预定位置，并使载体板31贴合于安装表面1固定；
步骤s30，调整固定件40，使每个压条20与安装表面1之间的径向距离保持预定距离h；
步骤s40，将支撑件50拆除；
步骤s50，调整固定件40，以将压条20固定于安装表面1，并使固定件40的操作部41从外周面2伸出。
本发明实施例提供的转子的整极模块装配方法，通过将多个永磁体32一并布置于一个载体板31上以构成一个整极模块30，可以对多个永磁体32整体进行装配，避免了多次重复安装，提高了电机转子的组装效率。
图11是图2所示的转子的整极模块的更换过程示意图，图12是本发明实施例提供的一种转子的整极模块的更换方法的流程框图。
请一并参阅图11和图12，本发明实施例提供的如前所述的转子的整极模块更换方法包括：
步骤s100，从转子磁轭10的外周面2一侧调整位于待更换整极模块30a两侧的固定件40的操作部41，以使待更换整极模块30a两侧的压条20与安装表面1之间的径向距离可调；
步骤s200，利用支撑件50从外周面2一侧调整压条20与安装表面1之间的径向距离至预定距离h；
步骤s300，将待更换整极模块30a从压条20与安装表面1共同形成的安装空间内取出；
步骤s400，将备用整极模块30b置入安装空间内的预定位置，并使载体板31贴合于安装表面1固定；
步骤s500，将支撑件50拆除；
步骤s600，调整固定件40的操作部41，以将压条20固定于安装表面1，并使操作部41从外周面2伸出。
另外，转子的整极模块更换方法还包括：
步骤s90，确定待更换的整极模块30a在转子磁轭10上的位置。
在实际工程中，一般由维修人员定期排查电机故障，可以使用例如但不限于内窥镜伸入到电机中，以排查是否存在发生故障的永磁体32，并确定发生故障的永磁体32所属的整极模块30a在转子磁轭10上的位置，并采用上述更换方法将待更换的整极模块30a更换为备用整极模块30b。
本发明实施例提供的转子的整极模块更换方法，通过设置具有操作部41的固定件40，便于从转子磁轭10的外周面2一侧即可松开固定件40，使压条20与转子磁轭10的安装表面1之间的径向距离可调，并通过引入支撑件50，使每个压条20与安装表面1之间的径向距离保持预定距离h，从而在不拆开电机定子与转子的情况下即可在压条20与安装表面1共同形成的安装空间内快速将待更换的整极模块30a更换为备用整极模块30b，实现了整极模块的在线更换。
另外，本发明实施例还提供了一种电机，其包括定子和套设于定子的外周面的如前所述的任一种转子。
此外，根据以上所述的示例性实施例的整极模块和电机可被应用到各种需要设置电机的设备中，例如但不限于风力发电机组。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。