多段定子的组装制造技术

描述了一种确定电机的多段定子的定子段（101）的位置和/或取向方面的重新调整值的方法，该定子段要与轴（103）一起组装，该方法包括：使用相机系统（105）检测附接到定子段（101）的多个第一参考对象（107a，107b，107c）的位置；使用激光跟踪系统（109）检测附接到轴（103）的多个第二参考对象（111a，...，111f）的位置；使用激光跟踪系统（109）检测附接到相机系统（105）的多个第三参考对象（113a，113b）的位置；基于多个第一、第二和第三参考对象的位置来确定定子段（101）的位置和/或取向方面的重新调整值（121）。整值（121）。整值（121）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多段定子的组装


[0001]本专利技术涉及一种确定电机多段定子的定子段的位置和/或取向方面的重新调整值的方法和布置。另外，本专利技术涉及一种将这样的多段定子的定子段与轴一起组装的方法，并且进一步涉及一种组装电机的多段定子的方法。

技术介绍

[0002]构建诸如发电机或电动机之类的电机需要组装定子，并且进一步组装转子并且将定子和转子放在一起。由于现在电机变得越来越大，因此定子照惯例由多个定子段组装。多个定子段需要正确地组装。组装多个定子段需要关于位置和/或取向正确地调整或对准或布置那些定子段。
[0003]照惯例，摄影测量系统已经用于测量定子段的位置。此外，转子的转子外壳的值照惯例被键入到Excel表格中，在该Excel表格中，操作者找出每个定子段的每个角需要移动多少。照惯例，在调整定子的所有段之后，用摄影测量法再次测量整个定子，以验证调整已经如意图那样工作。因此，常规的系统以迭代的方式工作，并且仅在已经执行下一完整测量时，才可以验证重新调整的结果。
[0004]已经观察到，当发电机变得更大时，与组装公差相比，常规测量系统通常在不足够准确的情况下递送结果。当定子段关于位置和/或取向没有正确地布置或组装时，可能发生与转子的碰撞，或者至少与其上安装有多个磁体的转子的期望气隙大小的偏差。此外，已经观察到组装过程非常耗时，因为常规的测量仅在生产过程的每次迭代之后提供位置结果，其中基于第一测量来改变调整器块。因此，直到已经执行下一测量为止，操作者不知道调整过程的结果。这照惯例导致调整和测量的多次迭代，这是非常耗时的。
[0005]因此，可能需要一种确定电机多段定子的定子段的位置和/或取向的重新调整值的方法和布置，该定子段要与轴一起组装，其中与常规方法和系统相比，改进了关于位置和/或取向的正确组装准确度，同时减少了所需时间。

技术实现思路

[0006]该需求可以通过根据独立权利要求的主题来满足。从属权利要求描述了本专利技术的有利实施例。
[0007]根据本专利技术的实施例，提供了一种确定电机多段定子的定子段的位置和/或取向方面的重新调整值的方法，该定子段要与轴一起组装，该方法包括：使用相机系统检测附接到定子段的多个第一参考对象的位置；使用激光跟踪系统检测附接到轴的多个第二参考对象的位置；使用激光跟踪系统检测附接到相机系统的多个第三参考对象的位置；基于多个第一、第二和第三参考对象的位置来确定在定子段的位置和/或取向方面的重新调整值。
[0008]该方法可以由根据本专利技术的实施例的用于确定重新调整值的布置执行。该方法可以部分地以软件和/或硬件实现。重新调整值可以涉及关于位置的值和/或关于定子段取向的值。重新调整值可以例如以长度单位和/或诸如度之类的角度单位给出。多段定子可以基
本上具有圆柱形形状。电机可以是发电机或电动机。特别地，电机可以是风力涡轮机的发电机。
[0009]定子段可以包括铁磁材料，特别是具有高磁导率的软铁磁材料。完整的定子可以进一步包括一个或多个（例如三相）绕组集，所述绕组集缠绕在每个定子段中包括的齿周围或通过每个定子段中包括的槽。轴也可以具有圆柱形形状，并且可以包括中心轴线，特别是对称轴线。每个定子段要与轴一起组装，并且然后，在成功定位之后，必须安装在其上。
[0010]第一参考对象以及还有第二参考对象以及还有第三参考对象可以是通过使用相机系统的一个或多个相机对对象成像而容易可见的对象。参考对象可以是有源参考对象——诸如光源，或者可以是非有源参考对象——诸如特定反射器（诸如猫眼反射器）。参考对象可以具有相对小的（横向）延伸或大小，诸如例如在0.5 mm和10 mm之间，并且可以具有甚至更小的厚度，诸如在0.01 mm和1 mm之间。所有参考对象可以在预确定位置处附接到相应的定子段或轴或相机系统。通过检测参考对象的位置，它们分别附接到的整个对象的位置和取向——即定子段、轴和相机系统——可以通过该方法可导出和导出。
[0011]例如，第一参考对象可以全部附接到相应定子段的径向外表面，特别是还包括定子段每个角（或边）处的第一参考对象。第二参考对象可以附接在轴的径向外表面处，特别是包括至少一些第二参考对象，所述第二参考对象布置在垂直于轴的轴线的相同平面中。第三参考对象也可以在预确定位置处附接到相机系统（的一个或多个相机的框架或外壳）。
[0012]激光跟踪系统可以包括用于生成激光束的激光源，用于在特定方向上引导激光束并用于测量方向角、特别是（例如球面坐标系的）两个角度的测角仪。例如，激光跟踪系统可以进一步包括使用激光束和干涉仪的距离测量能力。由此，使得激光跟踪系统能够确定每个第三参考对象和每个第二参考对象的三维位置。相机系统不需要从轴获取图像数据。仅可以使用激光跟踪系统检测轴的位置和/或取向。由于激光跟踪系统也检测附接到相机系统的多个第三参考对象的位置，因此可以建立相机系统的位置和取向与轴的位置和取向之间的位置和取向关系。因此，定子段相对于轴的相对布置也可以通过该方法建立或导出。由此，可以确定的是定子段特别是相对于轴是否被定位和定向在期望或目标位置和取向上。由此，可以容易地确定重新调整值，即，根据其要重新布置定子段（以产生目标位置和/或取向）的值。此外，可以改进准确度，因为使得激光跟踪系统能够以高准确度确定相对远的对象的位置，而相机系统可以为相距越来越远的对象提供具有越来越低准确度的位置数据。因此，与使用激光跟踪系统相比，使用相机系统将尚未以这样高的准确度确定轴的位置。
[0013]根据本专利技术的实施例，该方法进一步包括基于多个第二参考对象的位置确定轴的轴线的位置和取向，其中确定重新调整值进一步基于轴的轴线的确定位置和取向。
[0014]轴的轴线可以是轴的圆柱对称轴线。在完全组装的电机（诸如发电机）中，轴的轴线可以进一步与电机转子的轴线重合，所述电机转子特别是外转子，其例如附接有永磁体。
[0015]第二参考对象可以例如围绕轴的外表面——特别是在垂直于轴的轴线的一个或若干平面中——在圆周方向上以等距离布置。例如，所有第二参考对象的（例如3D）位置的算术均值可以限定该轴的轴线在该平面中的位置。然后可以推断该轴线垂直于该平面。替代地或附加地，在若干（轴向间隔开的）平面中测量第二参考对象也使能导出轴线的方向。定子段的外表面（或任何其它点）可以例如意图被布置在离轴的轴线特定距离处。因此，知道轴线的位置和/或取向可以容易地允许确定重新调整值。
[0016]根据本专利技术的实施例，相机系统包括至少两个或三个或四个相机或更多个相机，每个相机从不同的查看区域获取来自定子段的2D图像数据，其中检测多个第一参考对象的位置包括基于至少两个相机中每一个的2D图像数据对包括第一参考对象的体积部分进行3D重建。
[0017]所述一个或多个相机可以是可见光敏感相机，每个相机包括例如光敏元件的二维阵列。相机可以对不同光谱范围的电磁辐射——诸如红外线、可见光、紫外线以及它们的组合——敏感。所述两个或更多个相机可以布置在不同的位置处，并且可以布置在不同或相同的取向上。因此，不同的相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种确定电机的多段定子的定子段（101）的位置和/或取向方面的重新调整值的方法，所述定子段要与轴（103）一起组装，所述方法包括：使用相机系统（105）检测附接到定子段（101）的多个第一参考对象（107a，107b，107c）的位置；使用激光跟踪系统（109）检测附接到轴（103）的多个第二参考对象（111a，...，111f）的位置；使用激光跟踪系统（109）检测附接到相机系统（105）的多个第三参考对象（113a，113b）的位置；以及基于多个第一参考对象、第二参考对象和第三参考对象的位置来确定定子段（101）的位置和/或取向方面的重新调整值（121）。2.根据前述权利要求所述的方法，进一步包括：基于多个第二参考对象（111a，...，111f）的位置来确定轴（103）的轴线（110）的位置和取向，其中确定重新调整值（121）进一步基于所确定的轴（103）的轴线（119）的位置和取向。3.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中所述相机系统（105）包括至少两个或三个或四个相机或更多个相机（123a，123b），每个相机从不同的查看区域和/或角度从定子段（103）获取2D图像数据，其中检测多个第一参考对象（107a，107b，107c）的位置包括基于所述至少两个相机（123a，123b）中的每一个的2D图像数据对包括第一参考对象（107a，107b，107c）的体积部分进行3D重建。4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中所述多个第一参考对象（107a，107b，107c）包括至少9个、特别是9和100个之间或者更多个第一参考对象，所述第一参考对象特别地附接到定子段（101）的径向外表面（127），和/或其中所述多个第二参考对象（111a，...，111f）包括至少3个、特别是3和6个之间或者更多个第二参考对象，其中至少3个布置在垂直于轴（103）的轴线（119）的相同平面中，和/或其中所述多个第三参考对象（113a，113b）特别是对于相机系统的每个相机包括至少4个或更多个第三参考对象，其中所述第一和/或第二和/或第三参考对象特别地包括使用粘合剂附接的光反射器。5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中所述激光跟踪系统（109）被配置为通过检测第二和第三参考对象中每一个的两个角度值和距离值来检测多个第二参考对象（111a，...，111f）和第三参考对象（113a，113b）的位置。6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中所述相机系统（109）和/或激光跟踪系统（105）被配置为以1 Hz和10 Hz之间或更大的速率获取测量数据。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：