專利名稱：維修發(fā)電機的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電機，更具體而言，涉及一種維修發(fā)電機中的定子架的方法。
背景技術(shù)：
美國專利US5，875，540公開了一種形成定子架中的定子鐵心的方法，其全部公開 的內(nèi)容合并于此作為參考。該方法包括形成多個鐵心模塊或者鐵心圈，每個鐵心模塊或者 鐵心圈包括層疊在一起的多個定子鐵心環(huán)。定子架以直立狀態(tài)放置。然后使預(yù)定數(shù)量的鐵 心模塊下降進入直立的定子架。對于已經(jīng)運行了一段時間并且需要一個新的定子鐵心的發(fā) 電機來說，旋轉(zhuǎn)其定子架至直立狀態(tài)以接收新的定子鐵心可能是非常困難的。美國專利US7，302，754、US7，353，586和US7，395，594涉及在不將定子架放置為直 立狀態(tài)的情況下將定子鐵心安裝入定子架，所述專利的全部公開內(nèi)容合并于此作為參考。 美國專利US7，202，587公開了利用楔形物將具有放大的槽的定子鐵心圈安裝入定子架中， 楔形物以圓周的方式將力分散到定子鐵心圈上，其全部公開的內(nèi)容合并于此作為參考。放 大的槽減小了安裝定子鐵心圈的難度，同時，楔形物保證了各層在定子架中的緊密配合。圖1示出了用于發(fā)電機的一種已知定子架10。定子架10包括用于支撐定子鐵心 的主殼體11，在圖1中未示出定子鐵心。主殼體11包括外部結(jié)構(gòu)13和連接到該外部結(jié)構(gòu) 13上的主支撐結(jié)構(gòu)15。主支撐結(jié)構(gòu)15包括連接到外部結(jié)構(gòu)13上的多個定子孔或者支撐 環(huán)18和連接到定子孔環(huán)18上的多個架橫梁16。主殼體11還包括連接到架橫梁16上的多 個燕尾榫形建筑螺栓或鍵棒12。在圖1中未示出的定子鐵心通過鍵棒12支撐在定子架10中。圖2示出了定子鐵心疊層或者定子鐵心圈14，其包括多個層疊或者以其它方式連 接在一起的多個定子鐵心環(huán)(也稱為疊層)，這些定子鐵心環(huán)構(gòu)形成支撐在圖1中示出的鍵 棒12上。應(yīng)該注意，多個定子鐵心圈14在定子架10內(nèi)堆疊在一起以形成定子鐵心。現(xiàn)在 參照圖2，每個定子鐵心圈14包括多個沿著其外圓周的切口或者凹槽20(參見圖3)，以接 收鍵棒12。凹槽20具有與鍵棒12的形狀相對應(yīng)的燕尾槽形，以保證可靠地、緊密地配合在 定子架10內(nèi)，這在圖3中更清楚地示出。應(yīng)該注意，如圖2所示，在每個定子鐵心圈14的 圓周和支撐環(huán)18的內(nèi)徑之間形成了小的徑向間隙21。還應(yīng)該注意到，在定子鐵心圈14和 相應(yīng)的鍵棒12之間的每個凹槽20中可以設(shè)置一個或者多個安裝輔助結(jié)構(gòu)23A、23B和23C。 安裝輔助結(jié)構(gòu)23A、23B和23C幫助保證在定子鐵心圈14和鍵棒12之間的緊密配合。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種維修發(fā)電機定子架的方法。該方法包括從定子架的主殼體移除第一定子鐵心，移除在形成主殼體的一部分的主支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)軸向延伸 并連接到該主支撐結(jié)構(gòu)的多個第一燕尾榫形鍵棒，和在主支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)安裝多個第二鍵棒。 第二鍵棒適于支撐第二定子鐵心。第二鍵棒中的每一個具有大體上圓形的接合表面，第二 定子鐵心包含凹槽，凹槽的形狀與第二鍵棒的大體上圓形的接合表面相對應(yīng)，這樣可以通 過第二鍵棒由主支撐結(jié)構(gòu)牢固地支撐第二定子鐵心。主支撐結(jié)構(gòu)可包括多個定子孔環(huán)和多個架橫梁，第二鍵棒連接到架橫梁。將多個第二鍵棒安裝在主支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)可包括將第二鍵棒栓接到架橫梁。將第二鍵棒栓接到架橫梁可以包括在埋頭孔中安裝螺栓直到螺栓的端部被插入 經(jīng)過第二鍵棒的徑向內(nèi)表面。該方法還可包括將第二定子鐵心安裝到第二鍵棒上。該方法還可包括維修架橫梁，從而在不需要第二定子鐵心與架橫梁接觸的情況 下，能夠更容易地將第二定子鐵心軸向滑動到第二鍵棒上。維修架橫梁可包括徑向移除架橫梁的內(nèi)部角邊緣，從而為第二定子鐵心的徑向外 部邊緣產(chǎn)生徑向間隙。可以應(yīng)用便攜式研磨機械來移除架橫梁的徑向內(nèi)部角邊緣。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于維修發(fā)電機定子架的成套工具，其中定子 架包括安裝在其中的燕尾榫形鍵棒，用以在主殼體的主支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐第一定子鐵心。所 述成套工具包括多個第二鍵棒和緊固件，以將第二鍵棒連接到主殼體的主支撐結(jié)構(gòu)。第二 鍵棒中的每一個具有大體上圓形的接合表面并適于更換安裝在主支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的燕尾榫形 鍵棒。第二鍵棒適于在主支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐第二定子鐵心。第二定子鐵心包含凹槽，凹槽的 形狀與第二鍵棒的大體上圓形的接合表面相對應(yīng)。主支撐結(jié)構(gòu)可包括多個定子孔環(huán)和多個架橫梁，其中所述第二鍵棒用所述緊固件 連接到所述架橫梁。所述緊固件可包括螺栓，所述螺栓可安裝通過所述第二鍵棒中的埋頭孔。所述第二鍵棒的端部可以比所述螺栓的徑向端部更加向徑向內(nèi)部延伸。所述成套工具還可包括用于移除所述架橫梁的徑向內(nèi)部角邊緣的便攜式研磨機 械，從而為所述第二定子鐵心的徑向外邊緣產(chǎn)生徑向間隙。


雖然說明書以具體指出并清楚要求保護本發(fā)明的權(quán)利要求得出了結(jié)論，但是應(yīng)該 相信，從下面的說明并結(jié)合附圖可以更好地理解本發(fā)明，附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同 的部件，其中圖1是包括燕尾榫形鍵棒的環(huán)形陣列的現(xiàn)有技術(shù)發(fā)電機架的剖切透視圖；圖2是圖1中示出且包括現(xiàn)有技術(shù)定子鐵心圈的現(xiàn)有技術(shù)發(fā)電機架的內(nèi)部的橫截 面圖；圖3是圖2中示出的現(xiàn)有技術(shù)發(fā)電機架的一部分和定子鐵心圈的一部分的放大橫 截面圖；圖4是已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
維修發(fā)電機架后，包括替換圈的發(fā)電機架 的一部分的橫截面圖5是圖4中示出的替換圈的一部分和圖4中示出的發(fā)電機架中安裝的替換鍵棒 在其維修期間的放大橫截面圖；以及圖6是圖5中示出的替換鍵棒的一部分的分解透視圖。
具體實施例方式在下面對優(yōu)選實施方式的具體描述中，參考形成其一部分的附圖，其中以解釋的 方式而非以限制的方式示出可以實施本發(fā)明的具體優(yōu)選實施方式。應(yīng)該理解，可以應(yīng)用其 它的實施方式，而且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進行改變。在電力發(fā)電機應(yīng)用了一段時間之后，有必要更換發(fā)電機的定子鐵心架內(nèi)的定子鐵 心。如上所述，美國專利US7, 302，754、US7, 353，586和US7, 395，594涉及在不將定子架放 置為直立狀態(tài)的情況下將定子鐵心安裝入定子架。通常，由這些專利公開的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和方 法與具有圓形接合表面的鍵棒一起應(yīng)用，即鍵棒大體上是環(huán)形的。這是因為，與向燕尾榫形 鍵棒上更換定子鐵心相比，相信比應(yīng)用水平更換方法向圓形鍵棒上更換定子鐵心更容易且 更有效。如圖1所示，發(fā)電機定子架10可以包括用于支撐定子鐵心的主殼體11，在圖1中 未示出定子鐵心。主殼體11包括外部結(jié)構(gòu)13和連接到外部結(jié)構(gòu)13的主支撐結(jié)構(gòu)15。主 支撐結(jié)構(gòu)15包括固定地連接到外部結(jié)構(gòu)13的多個定子孔環(huán)18和固定連接到定子孔環(huán)18 的多個架橫梁16。主殼體11還包括多個建筑螺栓或者鍵棒12，其為圖1中的燕尾榫形并 連接到架橫梁16。圖1中未示出的定子鐵心通過鍵棒12支撐在定子架10中。根據(jù)本發(fā)明，在將安裝到定子架10的燕尾榫形鍵棒12的定子鐵心移除后，將燕尾 榫形鍵棒12移除，并用大體上圓形或者圓柱形的鍵棒替換，然后將新的定子鐵心安裝到圓 形鍵棒上。通過將燕尾榫形鍵棒12替換為圓形鍵棒，應(yīng)該相信，在具有圓形鍵棒的定子鐵 心架內(nèi)安裝新的定子鐵心會以更有效的方式完成。參考圖1-3，安裝在燕尾榫形鍵棒12上并限定要被更換的定子鐵心的圈14，可以 按照任意用于將這種定子鐵心從相應(yīng)定子架上移除的方法將其移除。例如，通過沿著燕尾 榫形鍵棒12軸向滑動定子鐵心圈14，可以逐個的單獨移除定子鐵心圈14，直到將所有的定 子鐵心圈14從定子架10上移除。應(yīng)該注意，圈14包括兩個或者多個層疊在一起的定子鐵 心環(huán)。代替應(yīng)用本發(fā)明中的圈14，可以替換為應(yīng)用單個的定子鐵心環(huán)或者疊層。一旦將電子鐵心圈14從定子架10移除，通過移除延伸穿過在鍵棒12中形成的埋 頭孔24(參見圖3)和在架橫梁16中形成的相應(yīng)孔25的緊固件22，比如螺栓，將燕尾榫形 鍵棒12從架橫梁16移除。移除緊固件22可以將每個鍵棒12從其各自的架橫梁16卸下。為了將替換圈30(參照圖4)更容易地安裝在定子架10中，根據(jù)本發(fā)明，通過移除 架橫梁16的徑向內(nèi)部角邊緣IeA1UeB1來維修架橫梁16中的一個或者多個，使得修正的架 橫梁16’包括有斜面的徑向內(nèi)部角邊緣16A2、16B2(參見圖5)。有斜面的徑向內(nèi)部角邊緣 16A2、16B2在架橫梁16’和替換圈30中每一個的徑向外邊緣30A之間提供了一定量的徑向 間隙。有斜面的徑向內(nèi)部角邊緣16A2、16B2可以在架橫梁16’中形成，例如，通過應(yīng)用便攜 式研磨機械(未示出)磨削徑向內(nèi)部角邊緣IeA1UeB1,便攜式研磨機械例如是由康涅狄格 (Connecticut)的法明頓(Farmington)的Trumpf公司生產(chǎn)的TKF1500-0型可調(diào)角度斜面 機。
然后將替換建筑螺栓或鍵棒32安裝在架橫梁16’上，其位置大體上和之前移除的 鍵棒12的位置相同。如圖5所示，替換鍵棒32大體上是圓形的，并包括大體上圓形的接合 表面34，而不是所移除鍵棒12的燕尾榫形。如圖5和6所示，替換鍵棒32包括在其中形成的埋頭孔36，埋頭孔36可以與架 橫梁16’中形成的孔25基本上對準(zhǔn)，但是應(yīng)該理解，在架橫梁16’中可以形成新孔(未示 出)，并且如果期望，與在替換鍵棒32中的埋頭孔36對準(zhǔn)。然后，將緊固件38，在圖5和6 中示出為螺栓，插入替換鍵棒32中的埋頭孔36中，并將其旋入架橫梁16’中的相應(yīng)孔25 中，以將替換鍵棒32固定到架橫梁16’?？梢詫⒕o固件38插入埋頭孔36中，直到相應(yīng)替換 鍵棒32的徑向內(nèi)表面32A比緊固件38中每一個的端部38A更向徑向內(nèi)部延伸，S卩，直到緊 固件38不再向外延伸經(jīng)過替換鍵棒32的徑向內(nèi)表面32A。因此，在不接觸緊固件38的情 況下，替換圈30可以在替換鍵棒32上軸向滑動。如圖5所示，替換圈30包括凹槽50。每個替換圈30相對于定子架10定位，這樣 每個凹槽50與相應(yīng)的替換鍵棒32對齊。之后，將替換圈30水平移入定子架中，這樣替換 鍵棒32被替換圈30中的凹槽50中的相應(yīng)凹槽接收?？梢岳妹绹鴮＠鸘S7，302，754、 US7, 353，586和US7，395，594中列出的結(jié)構(gòu)和方法將替換圈30安裝入定子架中?？商娲?地，可以應(yīng)用任何其它合適的結(jié)構(gòu)和方法將替換圈30安裝入定子架10中。以這種方式安 裝多個圈30，直到已經(jīng)安裝預(yù)定的數(shù)量，從而限定替換定子鐵心。在所示出的實施方式中，凹槽50的尺寸稍大，以允許更容易地將圈30安裝到替換 鍵棒32上。為了在每個圈30和替換鍵棒32之間產(chǎn)生緊密配合，在圈30和相應(yīng)的鍵棒32 之間的每個凹槽50中提供第一和第二楔形結(jié)構(gòu)組件54和56，參見圖5。在所示實施方式 中的第一和第二楔形結(jié)構(gòu)組件54和56中的每一個包括填充物元件54A、56A與第一和第二 楔形物54B、54C和56B、56C。在解釋的實施方式中，在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置六個圈30，每個圈30 具有約六英寸的寬度。然后安裝第一和第二楔形物54B、54C和56B、56C和填充物元件54A、 56A，每一個約36英寸長。第一和第二楔形物結(jié)構(gòu)組件54和56用來幫助將替換圈30安裝 在替換鍵棒32上，并保證替換圈30和替換鍵棒32之間的緊密配合。應(yīng)該理解，如果需要 可以應(yīng)用其它類型的安裝輔助結(jié)構(gòu)。如上所述，與將定子鐵心替換到燕尾榫形鍵棒上相比，利用水平更換方法將定子 鐵心替換到圓形鍵棒上相信是更加容易且更加有效。因此，將燕尾榫形鍵棒12替換為替換 鍵棒32有利于在定子架10中更容易地替換定子鐵心。特別地，因為工具、方法和結(jié)構(gòu)已經(jīng) 得到發(fā)展，以利用水平方法和圓柱形鍵棒更換定子架內(nèi)的定子鐵心，所以一旦安裝了替換 鍵棒32就可以在定子架10中應(yīng)用這些得到發(fā)展的工具、方法和結(jié)構(gòu)。例如，應(yīng)用替換圈 30和第一、第二楔形結(jié)構(gòu)組件54、56以及替換圓柱形鍵棒32避免了研發(fā)新的工具、方法和 結(jié)構(gòu)，在包括燕尾榫形鍵棒的定子架中使用水平方法更換定子鐵心會需要用到這些新的工 具、方法和結(jié)構(gòu)。雖然解釋和說明了本發(fā)明的具體實施方式
，但是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍 的情況下，進行各種其它的改變和修正對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，意欲 在所附的權(quán)利要求中覆蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)所有的這些改變和修正。
權(quán)利要求
一種維修發(fā)電機的定子架的方法，包括從定子架的主殼體移除第一定子鐵心；移除在形成主殼體的一部分的主支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)軸向延伸并連接到該主支撐結(jié)構(gòu)的多個第一燕尾榫形鍵棒；和在主支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)安裝適于支撐第二定子鐵心的多個第二鍵棒，第二鍵棒中的每一個具有大體上圓形的接合表面，第二定子鐵心具有凹槽，凹槽的形狀與第二鍵棒的大體上圓形的接合表面相對應(yīng)，這樣能夠通過第二鍵棒由主支撐結(jié)構(gòu)牢固地支撐第二定子鐵心。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于主支撐結(jié)構(gòu)包括多個定子孔環(huán)和多個架橫 梁，第二鍵棒連接到架橫梁。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述在主支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)安裝多個第二鍵棒的步 驟包括將第二鍵棒栓接到架橫梁。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述將第二鍵棒栓接到架橫梁的步驟包括將 螺栓安裝到在第二鍵棒中形成的埋頭孔中。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括將第二定子鐵心安裝到第二鍵棒上。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述將螺栓安裝到在第二鍵棒中形成的埋頭 孔中的步驟包括將螺栓安裝入埋頭孔中，直到螺栓的端部被插入經(jīng)過第二鍵棒的徑向內(nèi)表
7.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括維修架橫梁，使得在不需要第二定子鐵心與架橫 梁接觸的情況下，更容易地將第二定子鐵心軸向滑動到第二鍵棒上。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述維修架橫梁的步驟包括移除架橫梁的徑 向內(nèi)部角邊緣，從而為第二定子鐵心的徑向外邊緣產(chǎn)生徑向間隙。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于應(yīng)用便攜式研磨機械來移除架橫梁的徑向內(nèi) 部角邊緣。
10.一種用于維修發(fā)電機的定子架的成套工具，定子架具有安裝在其中的燕尾榫形鍵 棒，用以在主殼體的主支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐第一定子鐵心，所述成套工具包括多個第二鍵棒，每個第二鍵棒具有大體上圓形的接合表面并適于更換安裝在主支撐結(jié) 構(gòu)內(nèi)的燕尾榫形鍵棒，所述第二鍵棒適于在主支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐第二定子鐵心，第二定子鐵 心具有凹槽，凹槽的形狀與第二鍵棒的大體上圓形的接合表面相對應(yīng)；和將所述第二鍵棒連接到主殼體的主支撐結(jié)構(gòu)的緊固件。
11.如權(quán)利要求10所述的成套工具，其特征在于主支撐結(jié)構(gòu)包括多個定子孔環(huán)和多個 架橫梁，所述第二鍵棒用所述緊固件連接到所述架橫梁。
12.如權(quán)利要求11所述的成套工具，其特征在于所述緊固件包括螺栓。
13.如權(quán)利要求12所述的成套工具，其特征在于所述螺栓被安裝通過所述第二鍵棒中 的埋頭孔。
14.如權(quán)利要求13所述的成套工具，其特征在于所述第二鍵棒的端部比所述螺栓的徑 向端部更加向徑向內(nèi)部延伸。
15.如權(quán)利要求10所述的成套工具，還包括用于移除所述架橫梁的徑向內(nèi)部角邊緣的 便攜式研磨機械，從而為所述第二定子鐵心的徑向外邊緣產(chǎn)生徑向間隙。
全文摘要
一種用于維修發(fā)電機定子架的方法。該方法包括從定子架的主殼體上移除第一定子鐵心，移除在形成主殼體的一部分的主支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)軸向延伸并連接到其上的多個第一燕尾榫形鍵棒，和在主支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)安裝多個第二鍵棒。第二鍵棒適于支撐第二定子鐵心。每個第二鍵棒具有基本上圓形的接合表面，第二定子鐵心具有凹槽，凹槽的形狀與第二鍵棒的基本上圓形的接合表面相對應(yīng)，這樣第二定子鐵心可以由第二鍵棒固定地支撐在主支撐結(jié)構(gòu)中。
文檔編號H02K15/02GK101978581SQ200980109494
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月19日
發(fā)明者C·P·諾塔朗格, D·T·艾倫 申請人:西門子能源公司