專利名稱：具有軸承釋放系統(tǒng)的永磁電機(jī)以及軸承更換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有至少一個(gè)軸承的電機(jī)諸如永磁發(fā)電機(jī)(PMG)中的軸承更換方法。 此外，本發(fā)明涉及一種電機(jī)，例如永磁發(fā)電機(jī)或者永磁電機(jī)，其中電機(jī)適于便于軸承更換。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)式電機(jī)包括一個(gè)或多個(gè)軸承，以允許電機(jī)的轉(zhuǎn)子相對于定子旋轉(zhuǎn)。風(fēng)力渦輪機(jī)中電機(jī)或發(fā)電機(jī)的部件通常是大尺寸和大重量，使得軸承和其它部件的更換是一項(xiàng)困難的任務(wù)。此外，風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙中的自由空間是有限的，造成現(xiàn)場維修困難。由此，需要一種方法和裝置有助于電機(jī)軸承的更換。因而，目的是提供一種電機(jī)以有助于軸承更換。此外，本發(fā)明的目的是提供一種用于更換或者釋放電機(jī)中軸承的方法。

發(fā)明內(nèi)容
上面提到的以及其它目的是通過例如永磁電機(jī)的電機(jī)而實(shí)現(xiàn)的，該電機(jī)包括例如具有至少一個(gè)定子繞組的定子，該定子限定中心軸線；具有第一端部和第二端部的轉(zhuǎn)子； 包括第一軸承的至少一個(gè)軸承；以及包括第一支承元件的至少一個(gè)支承元件。所述至少一個(gè)軸承將所述轉(zhuǎn)子相對所述定子支承在運(yùn)行位置，以允許所述轉(zhuǎn)子繞著所述中心軸線相對于所述定子旋轉(zhuǎn)。所述至少一個(gè)支承元件適于相對于所述定子支承所述轉(zhuǎn)子，使得處于支承位置的所述至少一個(gè)支承元件支承繞著所述中心軸線居中的所述轉(zhuǎn)子，由此允許更換所述第一軸承。處于所述支承位置的所述支承元件可以在相對所述中心軸線的徑向方向上至少部分地定位在所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間。電機(jī)可以是永磁發(fā)電機(jī)(PMG)，例如轉(zhuǎn)子和/或定子可包括永磁材料。在永磁電機(jī)(例如永磁發(fā)電機(jī))中，當(dāng)轉(zhuǎn)子處于中心位置時(shí)作用在定子與轉(zhuǎn)子之間的磁性力可基本上均衡。如果轉(zhuǎn)子從中心位置移位，作用在定子與轉(zhuǎn)子之間的強(qiáng)磁力可能阻礙轉(zhuǎn)子重新定位到中心位置或者是使得轉(zhuǎn)子重新定位到中心位置復(fù)雜化。由此，特別是對于具有包括永磁材料的轉(zhuǎn)子或定子的電機(jī)而言，重要的是在軸承被更換時(shí)轉(zhuǎn)子保持在中心位置。此外，對于具有包括永磁材料的轉(zhuǎn)子或定子的電機(jī)而言，所導(dǎo)致的作用在定子和轉(zhuǎn)子之間的磁性力可以是強(qiáng)大的，即便是轉(zhuǎn)子處于中心位置或者轉(zhuǎn)子從中心位置至少微微地移位，例如3mm。通常地，轉(zhuǎn)子與定子之間的空氣間隙為大約2-10mm。由此，特別是對于其中轉(zhuǎn)子/定子包括永磁體的電機(jī)，，重要的是轉(zhuǎn)子相對于定子被牢固地支承。用于風(fēng)力渦輪機(jī)的電機(jī)的轉(zhuǎn)子是沉重的，例如轉(zhuǎn)子重量從大約500kg到5000kg， 以及由此作用到軸承以及支承轉(zhuǎn)子的其它部件上的重力是相當(dāng)大的。將至少一個(gè)支承元件在垂直于中心軸線的方向上至少部分地定位在轉(zhuǎn)子與定子之間有助于轉(zhuǎn)子相對于定子的支承，例如通過提供更強(qiáng)有力的支承和/或使至少一個(gè)支承元件適于更好地經(jīng)受由于作用到轉(zhuǎn)子上(即向著定子拉動(dòng)和/或推動(dòng)轉(zhuǎn)子)的作用力(例如磁力和/或重力)導(dǎo)致的應(yīng)力。由此，提供適于至少部分地定位在定子與轉(zhuǎn)子之間的至少一個(gè)支承元件能夠加強(qiáng)轉(zhuǎn)子相對于定子的支承。此外，上面提到的及其它目的是通過一種用于更換永磁電機(jī)中的軸承的方法來實(shí)現(xiàn)的，所述永磁電機(jī)包括所述軸承、具有至少一個(gè)定子繞組的定子、以及具有第一端部和第二端部的轉(zhuǎn)子。所述定子限定了中心軸線，所述軸承將所述轉(zhuǎn)子相對所述定子支承在運(yùn)行位置使得所述轉(zhuǎn)子繞著所述中心軸線居中，以允許所述轉(zhuǎn)子繞著所述中心軸線相對于所述定子旋轉(zhuǎn)。所述方法包括利用處于支承位置的至少一個(gè)支承元件相對于所述定子支承所述轉(zhuǎn)子，使得在更換所述軸承時(shí)所述轉(zhuǎn)子保持繞著所述中心軸線居中。優(yōu)選地，處于所述支承位置的所述支承元件在相對所述中心軸線的垂直方向上至少部分地定位在所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間。


通過接下來參考附圖對本發(fā)明示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將會變得更易于清楚圖1-6示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明電機(jī)的實(shí)施例的一部分的橫截面視圖；圖7示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明電機(jī)的實(shí)施例的部分橫截面視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明電機(jī)的示意性橫截面視圖，該視圖垂直于定子的中心軸線，圖9是與定子的中心軸線垂直的根據(jù)本發(fā)明電機(jī)的示意性橫截面視圖；以及圖10是與定子的中心軸線垂直的根據(jù)本發(fā)明電機(jī)的示意性橫截面視圖。附圖是示意性的并且為了清楚被簡化，并且它們僅僅顯示了對于本發(fā)明理解而言重要的細(xì)節(jié)，而其它細(xì)節(jié)已被省略。自始至終，相同的附圖標(biāo)記被用于相同或者對應(yīng)的部件。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識的是，除了附圖中所示的本發(fā)明示例性實(shí)施例之外，本發(fā)明可被具體表現(xiàn)為不同形式并且不應(yīng)被理解為被局限于在此提出的實(shí)施例。相反地，這些實(shí)施例被提供使得該公開內(nèi)容對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是全面的和充分的，并且將會完全覆蓋本發(fā)明的
相法
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種電機(jī)以及一種用于更換電機(jī)中的軸承的方法。根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)適于有助于電機(jī)中軸承的更換。更換軸承可包括換成另一軸承或者取下/移動(dòng)軸承，例如為了維修軸承，以及重新安裝軸承。定子具有至少一個(gè)定子繞組并且限定中心軸線。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子包括例如永磁材料的磁性材料，諸如嵌入或者安裝在轉(zhuǎn)子上的一個(gè)或多個(gè)永磁體，并且具有第一端部和第二端部。轉(zhuǎn)子可包括從第一端部延伸到第二端部的轉(zhuǎn)子軸，轉(zhuǎn)子軸適于在運(yùn)行期間圍繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)。定子可限定凹穴，該凹穴容納轉(zhuǎn)子軸或者至少一部分轉(zhuǎn)子軸。至少一個(gè)軸承可在運(yùn)行位置相對所述定子支承所述轉(zhuǎn)子，以及由此允許轉(zhuǎn)子相對于定子圍繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)。然而在某些情況下，如果電機(jī)的提供第一軸承與定子之間連接的部件被取下，那么在運(yùn)行位置的第一軸承將不會相對于所述定子支承所述轉(zhuǎn)子。
至少一個(gè)支承元件可適于相對于所述定子支承所述轉(zhuǎn)子，使得處于支承位置的所述至少一個(gè)支承元件支承繞著所述中心軸線居中的所述轉(zhuǎn)子，由此允許更換所述第一軸承。至少一個(gè)支承元件可在支承位置在垂直于中心軸線以及相對于中心軸線徑向的至少兩個(gè)支承方向上支承繞著中心軸線居中的轉(zhuǎn)子。該至少兩個(gè)支承方向可包括第一支承方向和第二支承方向，其中第一支承方向和第二支承方向形成大于10°的角度，諸如大于 30°，例如大于60°。至少一個(gè)支承元件可在支承位置支承繞著中心軸線居中的轉(zhuǎn)子，從而防止轉(zhuǎn)子相對于中心軸線的水平移位。支承元件例如第一支承元件、第二支承元件、第三支承元件和/或第四支承元件可以在支承位置在垂直于中心軸線的方向上至少部分地定位在轉(zhuǎn)子與定子之間。第一軸承可沿著中心軸線定位在轉(zhuǎn)子的第一端部與支承位置上的至少一個(gè)支承元件之間。將所述轉(zhuǎn)子相對所述定子支承在運(yùn)行位置的軸承可以環(huán)繞著轉(zhuǎn)子。電機(jī)可被設(shè)計(jì)成在向著轉(zhuǎn)子第一端部的第一方向上釋放第一軸承。至少一個(gè)軸承可包括多個(gè)軸承，該多個(gè)軸承包括第二軸承。第二軸承被定位在轉(zhuǎn)子的第二端部附近。相對于所述定子支承所述轉(zhuǎn)子的軸承可通過內(nèi)部蓋或者轉(zhuǎn)子軸承套筒而固定到轉(zhuǎn)子。軸承可通過定子軸承套筒而固定到定子。軸承套筒環(huán)繞著轉(zhuǎn)子軸。至少一個(gè)支承元件可被定位成，使得第一軸承沿著中心軸線被定位在轉(zhuǎn)子的第一端部與至少一個(gè)支承元件之間。這允許通過使軸承部件(例如第一軸承、軸承套筒)沿著轉(zhuǎn)子軸滑動(dòng)使得第一軸承容易更換，并且支承元件不會阻擋這種取下。定子可包括至少一個(gè)接合部分，其包括第一接合部分。定子的至少一個(gè)接合部分提供了用于至少一個(gè)支承元件的支承表面或者連接部。由此，定子的至少一個(gè)接合部分適于與至少一個(gè)支承元件接合。定子的至少一個(gè)接合部分可包括螺紋。定子的至少一個(gè)接合部分可提供用于至少一個(gè)支承元件的支承表面或者連接部。由此，定子的至少一個(gè)接合部分可適于在支承位置與至少一個(gè)支承元件接合。定子的至少一個(gè)接合部分包括截頭錐形接合表面或者截頭錐形接合表面的一部分，所述截頭錐形接合表面或者截頭錐形接合表面的一部分與中心軸線形成從0到45°范圍的角度，諸如在2°到25°的范圍內(nèi)，例如大約 12°。支承元件例如第一支承元件、第二支承元件、第三支承元件和/或第四支承元件可以包括定子接合部分，其適于在支承位置與定子的對應(yīng)接合部分接合。定子接合部分可包括螺紋。轉(zhuǎn)子可包括至少一個(gè)接合部分，其包括第一接合部分。轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)接合部分提供了用于至少一個(gè)支承元件的支承表面或者連接部。由此，轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)接合部分適于在支承位置與至少一個(gè)支承元件接合。轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)接合部分可包括至少一個(gè)凹部 (包括第一凹部)或者至少一個(gè)凸起(包括第一凸起)。第一凸起可以是垂直于中心軸線延伸的環(huán)形盤。第一凸起可以是截頭錐形凸起，即具有在轉(zhuǎn)子上的截頭錐形表面，與中心軸線形成一角度，例如在0到45°的范圍內(nèi)，諸如在2°到25°的范圍內(nèi)，例如大約12°。支承元件例如第一支承元件、第二支承元件、第三支承元件和/或第四支承元件可以包括轉(zhuǎn)子接合部分，其適于在支承位置與轉(zhuǎn)子的對應(yīng)接合部分接合。至少一個(gè)支承元件適于在支承位置使轉(zhuǎn)子相對于定子固定，從而防止轉(zhuǎn)子繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)和/或防止轉(zhuǎn)子從中心位置移位。支承元件的轉(zhuǎn)子接合部分可包括凸起和/或座部，例如適于與轉(zhuǎn)子的第一接合部分接合。支承元件可包括例如結(jié)合圖7-12所述的桿件。該桿件可包括在桿件第一端部附近或者第一端部上的轉(zhuǎn)子接合部分和/或在桿件第二端部附近或者第二端部上的定子接合部分。包括桿件或者大致縱向元件的支承元件可在電機(jī)中垂直于中心軸線并且可向著中心軸線徑向地移動(dòng)，從而將轉(zhuǎn)子支承在支承位置。桿件的直徑可在大約Icm到大約IOcm的范圍內(nèi)，例如從大約2cm到大約7cm。桿件的長度可從大約IOcm到大約100cm，例如從大約 30cm到大約70cm。支承元件可包括至少一個(gè)楔形件(包括第一楔形件)，適于通過平行于中心軸線移動(dòng)包括楔形件的支承元件從而與定子的接合部分接合以及與轉(zhuǎn)子的接合部分接合。支承元件可包括多個(gè)支承元件，其包括第一支承元件和第二支承元件。此外，多個(gè)支承元件可包括第三支承元件、可包括第四支承元件、可包括第五支承元件、可包括第六支承元件等。多個(gè)支承元件可包括一組或多組支承元件，例如第一組支承元件和/或第二組支承元件。此外，多個(gè)支承元件可包括第三組支承元件或更多。支承元件可以圍繞著轉(zhuǎn)子圓周地和/或等距地間隔。支承元件(例如第一支承元件)可包括第一環(huán)形套筒。第一環(huán)形套筒可具有至少一個(gè)內(nèi)表面(例如圓柱形或者錐形內(nèi)表面)，該表面適于與轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)接合部分接合。錐形內(nèi)表面可組成或者形成支承元件的轉(zhuǎn)子接合部分的一部分并且與中心軸線形成從 0到大約45°范圍的角度，例如在2°到大約25°的范圍內(nèi)。第一環(huán)形套筒可具有至少一個(gè)錐形外表面，該表面適于與定子的至少一個(gè)接合部分接合。錐形外表面可組成或者形成支承元件的定子接合部分的一部分并且與中心軸線形成從0到大約45°范圍的角度，例如在2°到大約25°的范圍內(nèi)，例如大約12°。支承元件的定子接合表面或者部分可形成截頭錐形表面或者截頭錐形表面的一部分。支承元件的轉(zhuǎn)子接合表面或者部分可形成截頭錐形表面或者截頭錐形表面的一部分。通過在平行于中心軸線的方向上向著轉(zhuǎn)子的接合部分移位，第一環(huán)形套筒可適于與轉(zhuǎn)子接合。通過在與中心軸線平行或垂直的方向上移動(dòng)，支承元件可適于與轉(zhuǎn)子/定子接
I=I O至少一個(gè)支承元件可相對于定子和/或轉(zhuǎn)子移動(dòng)地(例如可滑動(dòng)地)設(shè)置，例如平行于或者垂直于中心軸線。通過使支承元件圍繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)，支承元件可移動(dòng)地設(shè)置成平行于該中心軸線，例如平行于或者垂直于中心軸線。支承元件的接合部分與定子/ 轉(zhuǎn)子之間的螺紋連接可提供支承元件的接合部分/定子/轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致支承元件平行于該中心軸線移動(dòng)。定子可包括至少一個(gè)導(dǎo)引部分，該至少一個(gè)導(dǎo)引部分包括第一導(dǎo)引部分，其中至少一個(gè)導(dǎo)引部分適于將至少一個(gè)支承元件導(dǎo)引到支承位置。導(dǎo)引部分例如第一導(dǎo)引部分可包括通孔，該通孔適于例如沿著垂直于中心軸線或者平行于中心軸線的支承軸線向著轉(zhuǎn)子或者轉(zhuǎn)子的接合部分導(dǎo)引支承元件例如第一支承元件。電機(jī)可包括至少一個(gè)緊固元件，該至少一個(gè)緊固元件包括第一緊固元件，其適于將至少一個(gè)支承元件緊固到定子。在運(yùn)行期間，電機(jī)可被定位成使得重力在垂直于中心軸線的方向上起作用。對于一些實(shí)施例，作用在定子與轉(zhuǎn)子之間的磁性合力在垂直于中心軸線的方向上起作用。作用在轉(zhuǎn)子與定子之間的磁性合力還可包括沿著中心軸線的分量。然而在大多數(shù)情況下，這對于更換軸承是不相關(guān)的，因?yàn)檗D(zhuǎn)子通常被防止平行于中心軸線移位，即便在將被更換的軸承從電機(jī)上拆下時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)可以是風(fēng)力渦輪機(jī)的一部分。優(yōu)選地，電機(jī)是風(fēng)力渦輪機(jī)中的發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)子可包括從第一端部延伸到第二端部的轉(zhuǎn)子軸，例如長度從大約0. 5m到5m。轉(zhuǎn)子的直徑可以沿著中心軸線改變。轉(zhuǎn)子直徑可以在從大約IOcm到大約IOOcm的范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)子可包括一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子繞組以及定子可包括永磁材料。根據(jù)本發(fā)明的方法和電機(jī)提供了風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)中一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)軸承的安全便利更換。該方法可用于如在此所述的更換電機(jī)中的軸承。例如本申請中所述的本發(fā)明的用于更換電機(jī)中的軸承的方法的實(shí)施例包括利用處于支承位置的至少一個(gè)支承元件相對于定子支承轉(zhuǎn)子，使得在更換軸承時(shí)轉(zhuǎn)子保持繞著所述中心軸線居中。優(yōu)選地，當(dāng)支承元件處于支承位置時(shí)，處于支承位置的至少一個(gè)支承元件在相對中心軸線的徑向方向上至少部分地定位在轉(zhuǎn)子與定子之間。優(yōu)選地，該方法包括在向著轉(zhuǎn)子的第一端部的方向上從運(yùn)行位置取下軸承。優(yōu)選地，該方法包括在從轉(zhuǎn)子的第一端部向著至少一個(gè)支承元件的方向上將第一更換軸承安裝在電機(jī)上。在該方法中，相對于所述定子支承所述轉(zhuǎn)子可包括平行于中心軸線移動(dòng)例如具有錐形表面的環(huán)形支承元件并且將環(huán)形支承元件移動(dòng)到支承位置上。在該方法中，相對于所述定子支承所述轉(zhuǎn)子可包括垂直于中心軸線移動(dòng)包括桿件的支承元件并且將包括桿件的支承元件移動(dòng)到到支承位置上。該方法包括釋放支承元件，由此使電機(jī)返回到運(yùn)行位置。圖1-6示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)2的實(shí)施例的一部分的橫截面視圖。此夕卜，圖1-6顯示了一種用于更換電機(jī)中的軸承的方法。電機(jī)2包括定子4、具有轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子6、第一軸承10、第一支承元件12、以及多個(gè)緊固元件，該轉(zhuǎn)子軸具有第一端部8，多個(gè)緊固元件包括第一緊固元件14和第二緊固元件16。定子具有至少一個(gè)定子繞組，以及定子限定中心軸線，該中心軸線平行于χ軸線。轉(zhuǎn)子可包括永磁材料(未示出)。電機(jī)可被定位成使得在電機(jī)運(yùn)行期間重力在與y軸相反的方向上起作用。轉(zhuǎn)子6包括接合部分，接合部分包括盤狀凸起18，該凸起18具有錐形或者截頭錐形表面20。轉(zhuǎn)子6的接合部分的錐形表面20為第一支承元件12提供了支承表面。第一支承元件包括滑動(dòng)設(shè)置的環(huán)形套筒12，其環(huán)繞著轉(zhuǎn)子軸，即，第一支承元件平行于中心軸線可移動(dòng)地設(shè)置。第一支承元件12包括轉(zhuǎn)子接合部分，該轉(zhuǎn)子接合部分包括錐形表面22，其適于與轉(zhuǎn)子6的第一接合部分接合。第一支承元件12被設(shè)置成平行于中心軸線即平行于軸線χ滑動(dòng)。由此，通過使環(huán)形第一支承元件12平行于中心軸線移動(dòng)并且移動(dòng)到支承位置，第一支承元件能夠移動(dòng)到支承位置。緊固元件14、16提供第一支承元件12的受控定位。每個(gè)緊固元件都包括內(nèi)六角螺栓。環(huán)形套筒12可被分成平行于中心軸線可移動(dòng)地或者可滑動(dòng)地設(shè)置的多個(gè)單獨(dú)支承元件。如圖1中所示，外部蓋M和預(yù)加載彈簧沈被取下并且顯示成相對于第一軸承移位。第一軸承處于運(yùn)行位置。在運(yùn)行位置，第一軸承10相對于所述定子支承所述轉(zhuǎn)子6、并且由此允許轉(zhuǎn)子相對于定子圍繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)。在圖2中，彈簧夾子觀以及內(nèi)部蓋30被取下并且顯示成相對于第一軸承10移位。在圖3中，第一支承元件被顯示成在支承位置。扳手32被顯示成與第一緊固元件接合。緊固元件的旋轉(zhuǎn)使第一支承元件平行于中心軸線移動(dòng)到支承位置，在此第一支承元件被楔入到定子和轉(zhuǎn)子的相應(yīng)接合部分之間。環(huán)形套筒12的內(nèi)部錐形表面22適于在支承位置與轉(zhuǎn)子的接合部分接合。環(huán)形套筒(第一支承元件)的外表面形成了第一支承元件的定子接合部分。外表面是圓柱形，然而第一支承元件的定子接合部分可包括錐形外表面。轉(zhuǎn)子的接合部分適于在支承位置與第一支承元件接合。在支承位置，第一支承元件12相對于所述定子支承所述轉(zhuǎn)子，即繞著中心軸線居中地支承轉(zhuǎn)子，由此允許第一軸承10的更換。處于支承位置的支承元件在相居中心軸線的徑向方向至少部分地定位在轉(zhuǎn)子與定子之間。第一軸承沿著中心軸線定位在轉(zhuǎn)子的第一端部與處于支承位置的第一支承元件之間，允許第一軸承以及軸承部件在向著第一端部的方向上直接取下。由此，有助于更換所述第一軸承。第一支承元件12適于使轉(zhuǎn)子相對于定子固定在支承位置，從而防止轉(zhuǎn)子圍繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)以及防止轉(zhuǎn)子垂直于中心軸線移位。定子可包括至少一個(gè)接合和/或?qū)б糠?，該接合?或?qū)б糠诌m于沿著中心軸線以及向著支承位置與第一支承元件接合和/或?qū)б谝恢С性?。第一支承元件可包括定子接合部分，該定子接合部分適于在支承位置與定子的第一接合部分接合。定子與支承元件之間的接合進(jìn)一步防止了支承元件圍繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)并且由此避免在緊固元件上產(chǎn)生過多的應(yīng)力，例如當(dāng)支承元件在支承位置時(shí)從轉(zhuǎn)子施加轉(zhuǎn)矩的情況下。在圖4中，通過使用Jacking螺栓36將軸承套筒；34取下。軸承套筒和Jacking 螺栓被顯示成相對于第一軸承移位。在圖5中，軸承在向著轉(zhuǎn)子的第一端部的方向上從運(yùn)行位置被取下。在圖6中，通過將新的軸承滑動(dòng)到轉(zhuǎn)子軸上，替換軸承(或者同一軸承例如維修后)被安裝在電機(jī)上。附圖1-6中所示的方法和電機(jī)在軸承更換期間提供了轉(zhuǎn)子相對于定子的均勻支承。提供如圖1-6中所示的方法可具有如下優(yōu)點(diǎn)僅僅單個(gè)支承元件需要被定位在支承位置，以便軸承被取下。由此，忘記將多個(gè)支承元件中的一個(gè)或多個(gè)支承元件放置在支承位置的風(fēng)險(xiǎn)被降低。應(yīng)注意的是如圖1-6中所示而執(zhí)行的某些動(dòng)作可以按照其它順序執(zhí)行。例如，如圖2中所示的彈簧夾子和內(nèi)部蓋可在支承元件如圖3中所示被放置在支承位置之后而被取下。此外，圖1-6中所示的某些動(dòng)作對于根據(jù)本發(fā)明的方法并非必不可少的，并且可能是專用于圖1-6中所示的特定實(shí)施例。圖7示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)102的實(shí)施例的部分橫截面視圖。該電機(jī)包括定子104、具有第一端部108和第二端部109的轉(zhuǎn)子106、包括第一軸承110和第二軸承111的多個(gè)軸承、以及多個(gè)支承元件。多個(gè)支承元件包括靠近第一軸承定位的第一組支承元件以及靠近第二軸承定位的第二組支承元件。第一組支承元件包括第一支承元件112、第二支承元件138、以及第三支承元件140 (參見圖8)。第二組支承元件包括第四支承元件142、第五支承元件144、以及第六支承元件(在圖7中未示出)。第一支承元件112可被省略。支承元件112、138、140、142均包括桿件，該桿件具有形成轉(zhuǎn)子接合部分的第一端部113以及第二端部。支承元件112、138、140、142在電機(jī)中垂直于中心軸線。第一組支承元件112、138、140被顯示在它們的支承位置，在此它們繞著中心軸線居中地支承轉(zhuǎn)子106，由此允許第一軸承110的更換。在支承位置的第一支承元件(以及第二支承元件、以及第三支承元件)在垂直于中心軸線的方向上至少部分地定位在轉(zhuǎn)子和定子之間。第一軸承沿著中心軸線被定位在轉(zhuǎn)子的第一端部與處于支承位置的第一組支承元件之間。電機(jī)102的支承元件均包括靠近桿件的第二端部的定子接合部分，例如第一支承元件112的定子接合部分146。支承元件112、138、140、142、144的定子接合部分包括螺紋， 其適于與定子的接合部分的對應(yīng)螺紋接合，例如第一支承元件112的定子接合部分146適于與定子的第一接合部分148接合。支承元件向著中心軸線徑向地(垂直于中心軸線)被移動(dòng)到支承位置，從而將轉(zhuǎn)子支承在支承位置。轉(zhuǎn)子106包括呈凹部形式的第一接合部分150，該凹部適于與處于支承位置的第一支承元件112的轉(zhuǎn)子接合部分接合。轉(zhuǎn)子的第一接合部分150可采用任意適當(dāng)形式，例如圓形凹部、平行于中心軸線的長方形凹部或者垂直于中心軸線的長方形凹部。在電機(jī)102 中，轉(zhuǎn)子具有圓形凹部，該圓形凹部形成轉(zhuǎn)子的接合部分，以用于每個(gè)支承元件。在電機(jī)102中，至少一個(gè)支承元件適于在支承位置使轉(zhuǎn)子相對于定子固定，從而防止轉(zhuǎn)子圍繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)。定子104適于使得處于支承位置的第一支承元件112沿著垂直于中心軸線的第一支承軸線(在第一支承方向)被定位。此外，定子適于使得處于支承位置的第二支承元件 138沿著垂直于中心軸線的第二支承軸線(在第二支承方向)被定位，以及對于第三支承元件140也是這樣的。圖8是垂直于定子的中心軸線(即χ軸線)的圖7中電機(jī)的示意性橫截面視圖。 支承元件112、138和140圍繞著轉(zhuǎn)子圓周并且等距地間隔，即支承元件之間間隔120°角度。第二與第三支承元件之間的角度可以在從大約20°到大約150°的范圍內(nèi)，諸如從大約50°到大約130°，例如大約90°或者大約110°。
圖9-10是垂直于定子的中心軸線(即χ軸線)的根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)的兩個(gè)示例性實(shí)施例的示意性橫截面視圖，顯示了支承元件以及支承元件位置的示例。在圖9中，電機(jī)202包括第一組支承元件，其包括四個(gè)支承元件112、138、140、162， 所述四個(gè)支承元件圍繞著轉(zhuǎn)子垂直于中心軸線圓周并且等距地間隔。第一支承元件112和第三支承元件是豎直的并且第二支承元件138和第四支承元件162是水平的。在圖10中，電機(jī)302包括第一組支承元件，其包括四個(gè)支承元件112、138、140、 162，所述四個(gè)支承元件圍繞著轉(zhuǎn)子垂直于中心軸線圓周并且等距地間隔。第一支承元件 112被定位成相對于水平線成45°角度。支承元件圍繞著轉(zhuǎn)子圓周分布，使得相鄰支承元件之間形成90°角度。發(fā)電機(jī)可包括第一組支承元件，其包括相對于中心軸線徑向地并且大致垂直地延伸的兩個(gè)、三個(gè)或者更多支承元件。第一組支承元件的支承元件可以圍繞著轉(zhuǎn)子垂直于中心軸線圓周并且等距地間隔，例如使第一支承元件在轉(zhuǎn)子下方豎直地定位。可以提供支承元件的其它位置，例如支承元件之間不等距的間隔。
權(quán)利要求
1.一種永磁電機(jī)，包括具有至少一個(gè)定子繞組的定子，所述定子限定中心軸線；包括永磁材料并且具有第一端部和第二端部的轉(zhuǎn)子；至少一個(gè)軸承，所述至少一個(gè)軸承包括第一軸承并且將所述轉(zhuǎn)子相對所述定子支承在運(yùn)行位置，以允許所述轉(zhuǎn)子繞著所述中心軸線相對于所述定子旋轉(zhuǎn)；以及至少一個(gè)支承元件，所述至少一個(gè)支承元件包括第一支承元件并且適于相對于所述定子支承所述轉(zhuǎn)子，使得處于支承位置的所述至少一個(gè)支承元件支承繞著所述中心軸線居中的所述轉(zhuǎn)子，由此允許更換所述第一軸承，處于所述支承位置的所述支承元件在相對所述中心軸線的徑向方向上至少部分地定位在所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間。
2.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于，所述第一軸承被定位成沿著所述中心軸線在所述轉(zhuǎn)子的第一端部與處于所述支承位置的所述至少一個(gè)支承元件之間。
3.如前述權(quán)利要求任一所述的電機(jī)，其特征在于，所述定子包括至少一個(gè)接合部分，所述定子的至少一個(gè)接合部分包括諸如螺紋的第一接合部分、并且適于與所述至少一個(gè)支承元件接合。
4.如權(quán)利要求3所述的電機(jī)，其特征在于，所述第一支承元件包括諸如螺紋的定子接合部分，所述定子接合部分適于在所述支承位置與所述定子的所述第一接合部分接合。
5.如前述權(quán)利要求任一所述的電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)接合部分，所述轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)接合部分包括第一接合部分，諸如包括第一凹部的至少一個(gè)凹部或包括第一凸起的至少一個(gè)凸起，例如具有錐形表面，所述轉(zhuǎn)子的所述第一接合部分適于在所述支承位置與所述至少一個(gè)支承元件接合。
6.如權(quán)利要求5所述的電機(jī)，其特征在于，所述第一支承元件包括轉(zhuǎn)子接合部分，所述轉(zhuǎn)子接合部分適于在所述支承位置與所述轉(zhuǎn)子的第一接合部分接合。
7.如權(quán)利要求6所述的電機(jī)，其特征在于，處于所述支承位置的所述第一支承元件適于相對所述定子固定所述轉(zhuǎn)子，從而防止所述轉(zhuǎn)子繞著所述中心軸線旋轉(zhuǎn)。
8.如引用權(quán)利要求5的權(quán)利要求6或7所述的電機(jī)，其特征在于，所述第一支承元件的所述轉(zhuǎn)子接合部分包括凸起，所述凸起適于與所述轉(zhuǎn)子的所述第一接合部分接合。
9.如前述權(quán)利要求任一所述的電機(jī)，其特征在于，所述第一支承元件包括桿件。
10.如權(quán)利要求1至8中引用權(quán)利要求5的任一權(quán)利要求所述的電機(jī)，其特征在于，所述至少一個(gè)支承元件包括至少一個(gè)楔形件，所述至少一個(gè)楔形件包括第一楔形件，所述第一楔形件適于與所述定子接合以及與所述轉(zhuǎn)子的所述至少一個(gè)接合部分接合。
11.如前述權(quán)利要求任一所述的電機(jī)，其特征在于，所述至少一個(gè)支承元件包括多個(gè)支承元件，所述多個(gè)支承元件包括第一支承元件和第二支承元件。
12.如權(quán)利要求11所述的電機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)支承元件包括第三支承元件。
13.如權(quán)利要求11或12所述的電機(jī)，其特征在于，所述支承元件繞著所述轉(zhuǎn)子圓周地間隔。
14.如權(quán)利要求1-8任一所述的電機(jī)，其特征在于，所述第一支承元件包括第一環(huán)形套筒。
15.如引用權(quán)利要求5的權(quán)利要求14所述的電機(jī)，其特征在于，所述第一環(huán)形套筒具有至少一個(gè)錐形表面，所述至少一個(gè)錐形表面適于與所述轉(zhuǎn)子的所述至少一個(gè)接合部分接口 O
16.如前述權(quán)利要求任一所述的電機(jī)，其特征在于，所述至少一個(gè)支承元件平行于所述中心軸線可移動(dòng)地設(shè)置。
17.如前述權(quán)利要求任一所述的電機(jī)，其特征在于，所述至少一個(gè)支承元件垂直于所述中心軸線可移動(dòng)地設(shè)置。
18.如前述權(quán)利要求任一所述的電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)包括至少一個(gè)緊固元件， 所述至少一個(gè)緊固元件包括第一緊固元件，所述第一緊固元件適于將所述至少一個(gè)支承元件緊固到所述定子上。
19.一種用于更換永磁電機(jī)中的軸承的方法，所述永磁電機(jī)包括所述軸承、具有至少一個(gè)定子繞組的定子、具有第一端部和第二端部的轉(zhuǎn)子、以及包括第一支承元件的至少一個(gè)支承元件，其中，所述定子限定了中心軸線，所述軸承將所述轉(zhuǎn)子相對所述定子支承在運(yùn)行位置使得所述轉(zhuǎn)子繞著所述中心軸線居中，以允許所述轉(zhuǎn)子繞著所述中心軸線相對于所述定子旋轉(zhuǎn)，所述方法包括利用處于支承位置的所述至少一個(gè)支承元件相對于所述定子支承所述轉(zhuǎn)子，使得在更換所述軸承時(shí)所述轉(zhuǎn)子保持繞著所述中心軸線居中，處于所述支承位置的所述支承元件在相對所述中心軸線的徑向方向上至少部分地定位在所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法包括在向著所述轉(zhuǎn)子的所述第一端部的方向上從所述運(yùn)行位置取下所述軸承。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法包括在從所述轉(zhuǎn)子的所述第一端部向著所述至少一個(gè)支承元件的方向上將第一更換軸承安裝在所述電機(jī)上。
22.如權(quán)利要求19-21任一所述的方法，其特征在于，所述電機(jī)是如權(quán)利要求1-18任一所述的電機(jī)。
全文摘要
提供一種方法和裝置用于發(fā)電機(jī)中的軸承更換。提供一種發(fā)電機(jī)，其包括具有至少一個(gè)定子繞組的定子、所述定子限定了中心軸線，以及包括永磁材料并且具有第一端部和第二端部的轉(zhuǎn)子。發(fā)電機(jī)進(jìn)一步包括至少一個(gè)軸承，其包括第一軸承以及將所述轉(zhuǎn)子相對所述定子支承在運(yùn)行位置，以允許所述轉(zhuǎn)子繞著所述中心軸線相對于所述定子旋轉(zhuǎn)，以及至少一個(gè)支承元件，其包括第一支承元件以及適于相對于所述定子支承所述轉(zhuǎn)子，從而使得處于支承位置的所述至少一個(gè)支承元件支承繞著所述中心軸線居中的所述轉(zhuǎn)子，由此允許更換所述第一軸承，支承元件在支承位置、在垂直于中心軸線的方向上至少部分地定位在轉(zhuǎn)子與定子之間。
文檔編號H02K15/16GK102474162SQ201080032598
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者N·施坦克 申請人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)集團(tuán)公司