一种风电变桨轴伸式编码器安装工装的制作方法

本实用新型涉及一种用于风电变桨轴伸式编码器安装的工装。

背景技术：

在现代工程中传感器是获取信息的工具，是实现自动检测和自动控制的首要环节，它是将各种非电量变换为电量的装置。编码器是众多传感器中的一种。编码器按运动部件的运动方式可以区分为旋转式和直线式两种；根据检测原理，编码器又可分为光学式、磁式、感应式和电容式；根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种；根据安装方式，可分为轴伸式、外置式等。风电控制系统中通常使用轴伸式编码器，以下简称编码器，完成对变桨电机转子旋转速度和位置的准确测量，以及双馈发电机转子转速的精确测量，从而实现对桨叶角度控制和双馈发电机的伺服控制。

编码器在风电控制系统中主要用于拾取变桨控制系统以及双馈发电机转子转速或位置的数据，这两组数据对提高伺服电机驱动的精确度提供了重要的数据，从而实现了变桨系统对桨叶的精确定位和复位控制，为整个风力发电系统的发电效率和电能质量的提高发挥了重要作用。绝对式编码器作为位置反馈元件广泛应用于电机伺服系统。它精度高、惯量小、稳定性好，能直接输出数字量形式的绝对位置信息，与控制单元的连接简单方便，已成为中小功率伺服系统的主流位置反馈元件。而增量式编码器的特点可以无限累加测量，因此它应用于发电机转速测量是最为合适的；典型的编码器由码盘(Disk)、检测光栅(Mask)、光电转换电路，包括光源、光敏器件、信号转换电路，以及机械部件等组成。

变桨控制器接收风力发电机组控制系统变桨位置指令，输出转速给定信号给伺服驱动器，由伺服驱动器控制变桨电机的转速，将叶片拖动到目标位置，变桨控制过程所需的桨叶位置信号和电机转速信号均是通过变桨电机上安装的编码器采集。编码器采集的信号，很大程度上影响着风力发电机组的效率以及安全性，由于风电机组运行工况的特殊性，变桨电动机轴向的作用力，可以轻易的造成编码器码盘的损坏，出现增量输出异常、绝对值通信异常等问题，因此编码器的安装工艺也在根本上决定着对信号采集的效果，可以提高机组的运行状况，减少故障率，节约成本费用。

目前，在电机上安装编码器的方式主要为使用标尺等工具，对电机轴侧联轴器的实际位置进行人工测量，通过计算确定编码器轴侧联轴器的安装位置。此方法的缺点在于人工测量尺寸时可能存在较大的误差，且效率较低，会极大的影响到编码器的安装效果。所以，使用特制的工装进行安装十分必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术误差大、效率低等缺点，提出一种用于风电变桨轴伸式编码器安装的工装。本实用新型简单易行，利用金属间的硬连接，精确地规范了编码器与变桨电机轴向之间的距离，避免了编码器受到轴向外力作用而造成损坏的风险，提高了风电机组运行的可靠性，而且大大降低了装配的时间成本。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型风电变桨轴伸式编码器安装用的工装包括一个定位芯与一个定位套。所述的定位芯为圆柱体金属铸件，一端切割出U形凹槽。圆柱体的直径与编码器安装孔的直径相等。定位套为圆柱体金属铸件，圆柱体中央同心位置切割通孔，通孔的直径与定位芯的直径相同，定位套的一端有一个U形开口。

编码器轴在编码器安装面圆心位置伸出，编码器侧联轴器套装在编码器轴上。安装编码器时，首先把定位芯安装在电机编码器安装孔内，然后将定位套装在定位芯之外，再将编码器置于定位套另一侧，利用定位芯与定位套的高度差确定编码器侧联轴器的位置，利用定位套的U形开口紧固编码器侧联轴器顶丝，如此便较为精确的完成了编码器侧联轴器的安装，最后卸下工装与编码器，将编码器装入电机编码器安装孔，编码器侧联轴器的爪与电机侧联轴器的爪相互咬合，并将编码器固定在电机外壳处即可。

本实用新型可根据不同品牌的电动机与编码器，确定定位芯与定位套之间的高度差，二者可根据尺寸任意定制，在批量产品的安装中，可大幅提高生产效率与产品质量。

附图说明

图1是工装与编码器安装位置示意图；

图2是编码器联轴器安装到位的安装图；

图3a是电机侧联轴器轴向距离原理示意图；

图3b是编码器侧联轴器轴向距离原理示意图；

图4a是定位芯的剖面图，图4b为定位芯的立体图；

图5a是定位套的剖面图，图5b定位套的为立体图；

图中，1定位芯，2定位套，3编码器侧联轴器,4电机编码器安装孔，5编码器，6电机外壳，7电机侧联轴器，8编码器轴，9编码器安装面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式进一步说明本实用新型。

本实用新型用于风电变桨轴伸式编码器安装的工装包括一个定位芯1与一个定位套2，定位芯1在内，定位套2装在定位芯1外，二者配合使用。

所述的定位芯1为圆柱体金属铸件，右端切割出U形凹槽。定位芯1的直径与电机编码器安装孔4的直径相等；定位套2为圆柱体金属铸件，定位套2的中央同心位置开有一个通孔，通孔的直径与定位芯1的直径相同，定位套2的一端有一个U形开口，如图5所示。

如图1、图2、图3所示，首先将定位芯1装入电机编码器安装孔4内，定位芯1的左端面与电机侧联轴器7爪的右端面贴合；定位套2套装在定位芯1外，定位套2的左端面与电机外壳6贴合。编码器轴8位于编码器安装面9的圆心位置，将编码器侧联轴器3安装在编码器轴8上，与编码器5一起套装在定位套2的通孔内，编码器侧联轴器3的两爪置于定位芯1右端的U型凹槽内，编码器侧联轴器3左端面与定位芯1右端面贴合。编码器安装面 9与定位套2的右端面贴合。

为确保编码器5不受到电机轴的轴向作用力，要求电机侧联轴器7与编码器侧联轴器3 之间的间隙为2mm，即图3a与图3b所示的L1-L2＝2mm，其中L1为电机侧联轴器7爪的右端面到电机编码器安装孔4安装面的垂直距离，L2为编码器侧联轴器3的左端面到编码器安装面9的垂直距离，L1减去L2所得之差，即为编码器5安装到位后，电机侧联轴器7的爪与编码器侧联轴器3左端面之间的距离。

本实用新型定位芯1的长度超出定位套长度2mm。

本实用新型使用时，首先将定位芯1轻推进电机编码器安装孔4中，定位芯1左端面与电机侧联轴器7贴合；随后将定位套2装在定位芯1外，同样轻推定位套2直至其与电机外壳6贴合。最后将需要安装的编码器5装入定位套2的通孔内。编码器侧联轴器3顶丝暂不紧固，将编码器侧联轴器3的爪放入定位芯1的U形凹槽中，编码器安装面9与定位套2贴合，推动编码器侧联轴器3使编码器侧联轴器3左端面与定位芯1右端面贴合。确定所有零部件安装到位后，从定位套2的U形开口拧紧编码器侧联轴器3顶丝。至此编码器侧联轴器 3安装完成。取出定位芯1和定位套2，将编码器5安装在电机编码器安装孔4中，调整编码器侧联轴器3爪的角度以便和电机侧编码器7的爪相互咬合，最后固定编码器5。如此便精确的完成了编码器5在电机上的安装。