[发明专利]竖直组装风力涡轮机的发电机的方法

说明书

本发明涉及竖直组装风力涡轮机的发电机的方法，该方法包括步骤：提供用于支撑发电机的部件的水平组装支撑以便在组装期间部件的旋转轴线基本竖直，并且其中组装支撑被实现成允许在组装过程期间通达到发电机部件的内部；在水平组装支撑上设置转子零件；在转子零件内设置定子零件；以及将定子零件连结到转子零件。本发明还描述在风力涡轮机的发电机的竖直组装中使用的组装设置，该组装设置包括用于支撑发电机的部件的水平组装支撑以便在组装期间部件的旋转轴线基本竖直，并且其中组装支撑被实现成允许在组装过程期间通达到发电机部件的内部。本发明还描述在风力涡轮发电机的组装中这种组装设置的使用。

技术领域

本发明描述了组装风力涡轮机的发电机的方法，以及用于风力涡轮机的发电机的竖直组装的组装设置。

背景技术

风力涡轮发电机能够是非常大型且因而非常笨重的。例如，用于水平轴线3.0兆瓦级风力涡轮机的直接驱动发电机能够重50-80吨左右或更重。这种发电机的组装能够包括首先组装具有磁体的转子结构，并且组装具有绕组的定子结构。随后这些结构必须被合并或“结合”，并且安装轴承，以便例如在外部转子机器的情况中所述转子能够绕定子自由运动。通常通过支撑转子外壳以使其旋转轴线水平且之后将保持水平的定子插入到转子内部腔内来实现这样的合并。因为在整个合并过程中旋转轴线均是水平的，所以这种过程通常被称为“水平结合”。在结合期间必须执行各种严格的步骤以便确保转子、定子和轴承相对于彼此均准确定位并且整个组装是安全的。还必须执行磁体装载步骤，例如将永磁体装载到发电机（通常是转子） 的磁场设置上。当使用永磁体时，由于强大的磁场，极端的力作用在发电机的各种部件上并且作用于其他已经被加载的磁体上。磁力且还有转子外壳的重量能够起作用从而在磁体装载过程期间扭曲转子外壳。不过，特别重要的是，在组装期间在场绕组和磁体之间维持通常仅几毫米的间隙。已知的组装技术包括使用间隔件、液压或其他定位和定向调节致动器和传感器来避免在结合期间与转子和定子之间的预定最小/最大距离的任何偏离。这样的技术还可以包括使用机械引导器件，例如轨道，以便引导转子和/或定子的通行。

与大型结构（例如直径几米的圆筒形中空转子）有关的另一挑战是固有地缺乏刚性且导致的变形。转子本身的重量能够导致显著变形。为了避免在结合过程期间这样的变形，诸如支撑环的支撑结构能够绕转子结构被临时安装以便维持其圆形周边。这样的支撑环需要维护、维修和存储，并且因此增加了构造的总体成本。此外，在结合期间，这样的零件可能失效并且导致转子和定子之间的意外接触。由于其界面处的错误偏移，转子的变形能够导致例如转子、轴承和定子的连接零件之间的未对准。另一问题在于安装螺栓穿过定子、转子和轴承内的匹配孔以便使其互连，因为必然地会具有非常小的余隙的匹配孔必须非常高精度地对齐以便螺栓穿过。这样的竖直结合的另一问题是这样的笨重部件的对中。竖直结合的另一挑战是，在结合定子和转子时，转子和定子中的每一者均需要大型且非常刚性的处理和支撑结构。这些结构虽然是麻烦且笨重的，但是必须在毫米级别可被非常精确地调节，并且这些导致了进一步的显著成本因数。为此原因，组装大型发电机的已知方法是非常耗时且成本密集的。

发明内容

因此，本发明的目标是提供避免上述问题的组装风力涡轮发电机的改进方式。

这个目标是通过权利要求1的组装风力涡轮机的发电机的方法来实现的；并且通过权利要求8的组装设置来实现。

根据本发明，组装风力涡轮机的发电机的方法包括步骤：提供用于支撑发电机的部件的水平组装支撑以便在组装期间部件的旋转轴线基本竖直；在水平组装支撑上设置转子零件；在转子零件内设置定子零件；以及将定子零件连结到转子零件。