风力涡轮机的发电机中的气隙测量的制作方法

本发明涉及一种用于测量发电机的定子与转子之间的气隙的方法和设备。特别地、但不排他地，可以应用于风力涡轮机的发电机。

背景技术：

1、形成在风力涡轮机发电机的定子与转子之间的气隙是有助于确定风力涡轮机的整体效率的重要设计特征。该气隙越紧密，并且其在定子和转子的侧向表面和轴向端部上的波动越小，则可以产生越多的能量，并且效率越高。在发电机的组装过程期间，已知在定子与转子之间的配对之后测量该气隙。该气隙通常具有在几毫米的范围内的厚度，并且因此不易接达。然而，生产必须记录这些值作为质量检查的一部分。此外，气隙测量结果可能在将来作为关键质量参考提供给客户。

2、此测量可以由技术人员手动实施，技术人员必须爬入定子的内部，并且使用通过定子段中的径向风道施用的卡规来测量气隙。沿着发电机的周向部分实施多次测量。此程序意味着许多不便，例如：

3、-低测量精度，因为手动施用容易出错。可重复性是造成总测量结果的大误差的原因，

4、-测量点数量少导致气隙在高度和周向部分方向上的不精确测量，-实施测量操作所需的时间长。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的可以是提供一种用于测量发电机的定子与转子之间的气隙的方法和设备，其克服现有技术的上述不便。

2、此目的可以通过根据独立权利要求的主题的方法和设备来实现。从属权利要求描述本发明的有利实施例。

3、本发明的一个方面涉及一种用于在风力涡轮机的发电机的定子与转子之间的气隙中实施多次测量的方法，所述转子可相对于所述定子围绕旋转轴线旋转，所述方法包括以下步骤：

4、在定子和/或转子的至少一个表面上安装多个测距传感器，所述表面面向所述气隙，每一测距传感器沿着旋转轴线远离其他测距传感器，

5、使转子围绕旋转轴线旋转，

6、在旋转转子的同时，测量所述测距传感器(110)中的每一者与跨越所述气隙的相应面向点之间的多个距离，

7、从所述多个距离导出与所述气隙和/或所述定子和/或转子相关联的一个或多个参数的一个或多个值，

8、其中在安装的所述步骤期间，将多个测距传感器中的至少一部分固定到纵向支撑件，所述纵向支撑件固定在所述定子和/或所述转子的表面上，所述表面面向所述气隙。

9、根据本发明的可能实施例，与所述气隙相关联的所述一个或多个参数可以是以下中的任一者：

10、所述气隙的厚度，和/或

11、转子圆度(roundness)，和/或

12、定子圆度，和/或

13、转子同心度(concentricity)，和/或

14、定子同心度，和/或

15、转子中心距参考位置的距离，和/或

16、定子中心距参考位置的距离。

17、本发明准许实现以下优点：

18、-通过降低手动施用错误的风险以及高度可重复性来实现测量的精度，

19、-大量测量点，使得可以搜集整个气隙的包络，

20、-附接、测量和拆卸系统需要较少手动工作，并且比当前测量快

21、进一步可能的是，由于上述测量程序，由于气隙的更高置信度，在涡轮机发电中可以减小标称气隙。生产可以更快地完成质量保证步骤，以较少的手动工作(更快的过程)获得更高的数据精度。其还支持更好地理解装配因素如何影响气隙，并且因此优化装配以实现最佳气隙。

22、根据本发明的可能实施例，安装、旋转和测量的所述步骤首先借助安装在所述定子和转子中的一者上的所述多个测距传感器实施，并且然后安装、旋转和测量的所述步骤再次借助安装在转子和定子中的另一者上的所述多个测距传感器(110)实施。

23、根据本发明的另一可能实施例，在安装的所述步骤中，在定子的第一表面上安装第一多个测距传感器，并且在转子的第二表面上安装第二多个测距传感器，所述第一和第二表面面向所述气隙。

24、根据本发明的可能实施例，在安装的所述步骤期间，将多个测距传感器中的至少一部分固定到纵向支撑件，所述纵向支撑件固定在所述定子和/或所述转子的表面上，所述表面面向所述气隙。

25、本发明的另一方面涉及一种用于在风力涡轮机的发电机的定子与转子之间的气隙中实施多次测量的测量设备，所述测量设备包括：

26、安装在纵向支撑件上的多个测距传感器，

27、控制器，所述控制器连接到所述多个测距传感器，并且被配置成用于在实施上文描述的测量方法的步骤时，从由所述传感器测量的多个距离导出与所述气隙和/或所述定子和/或转子相关联的一个或多个参数的一个或多个值。

28、根据本发明的可能实施例，所述纵向支撑件可以呈杆的形式，所述多个传感器沿着所述杆附接。所述传感器可以沿着纵向支撑件的长度规则地分布。在测量操作期间，纵向支撑件可以沿着发电机的旋转轴线取向或相对于其倾斜包括在0和10度之间的倾斜角。这样的倾斜角可能取决于定子和/或转子的几何约束。在测量操作期间，带有多个传感器的纵向支撑件可以固定到定子的表面或转子的表面，定子和转子的这种表面面向所述气隙。在其中转子在定子的径向外部的发电机中，在测量操作期间，带有多个传感器的纵向支撑件可以固定到定子的外表面或转子的内表面。在其中转子在定子的径向内部的发电机中，在测量操作期间，带有多个传感器的纵向支撑件可以固定到转子的外表面或定子的内表面。在永磁发电机中，带有多个传感器的纵向支撑件可以固定到面向气隙的一个或多个磁体。

29、根据本发明的可能实施例，所述测量设备可以包括两个纵向支撑件以在测量操作期间分别固定到定子的表面和转子的表面，定子和转子的这种表面面向气隙。

30、根据本发明的可能实施例，带有多个传感器的纵向支撑件可以固定在径向远离气隙的位置处。

31、根据本发明的可能实施例，所述多个测距传感器是电容式传感器。所述传感器可以是电容式膜传感器或电容式平面传感器(capacitive flat sensor)。所述传感器可以是电容式触觉传感器或涡流传感器。

32、根据本发明的可能实施例，纵向支撑件借助于至少一个螺纹或类似的薄材料固定到定子或转子。每一螺纹可以抓牢纵向支撑件并且延伸穿过定子的相应风道，所述螺纹被紧固成使得纵向支撑件被推靠在定子的外侧上。这种实施例准许纵向支撑件到定子表面上的牢固固定。固定程序的特征在于在紧固方面的容易操纵性(易于紧固)、在不破坏材料的情况下的可移除性和可重复使用性。

33、根据本发明的可能实施例，通过在纵向支撑件与定子或转子的面向气隙的表面之间施加负压(under-pressure)而将纵向支撑件固定到定子或转子，所述负压将纵向支撑件推向定子或转子的面向气隙的表面。在这种实施例中，纵向支撑件可以包括具有开口的通道以便附接到转子的面向气隙的表面，激活包括连接到用于排出空气的通道的负压发生器的所述测量设备，空气可以从所述开口排出。通过施加负压进行固定允许纵向支撑件到转子表面(例如磁体表面)上的安全且牢固的固定。可以实现在不破坏材料的情况下的可移除性和可重复使用性。薄的设计可能适于气隙中的紧密空间条件。

34、应理解，已经针对用于在风力涡轮机的发电机的定子与转子之间的气隙中实施多次测量的方法单独地或以任何组合公开的特征也可以单独地或以任何组合被提供用于根据本发明的实施例的测量设备并且反之亦然。

35、本发明的上文定义的方面和其他方面根据将在下文中描述的实施例的实例显而易见并参考所述实施例的实例进行解释。在下文中将参考实施例的实例更详细描述本发明，但是本发明并不限于所述实施例的实例。