[发明专利]用于磁极防护覆层固化成型的工艺设备和方法

说明书

本发明提供了一种用于磁极防护覆层固化成型的工艺设备和方法。所述工艺设备包括第一能量传递系统和第二能量传递系统，第一能量传递系统包括：第一径向限位支撑部件，面对所述磁轭的第一表面，与所述磁极间隔预定距离，以形成第一容纳空间；第一弹性腔体部件，为柔性密闭腔体，设置在所述第一径向限位支撑部件上，位于第一容纳空间内；第一流体介质供应系统，与第一弹性腔体部件连通，用于向第一弹性腔体部件供应加压流体介质或加压加热流体介质。根据本发明的技术方案，实现了磁极防护成型质量温升控制一致化、温度分布均一化这个目标，使得磁极防护层自身成型过程应力消除，保证成型质量，降低后期使用过程应力造成的剥离、断裂风险。

技术领域

本发明涉及风力发电机组技术领域，更具体地讲，涉及一种用于大型风力发电机的转子磁极防护覆层固化成型的工艺装备和方法。

背景技术

现有技术中的大型直驱永磁风力发电机外转子通过将永磁体磁极块固定在转子磁轭壁而形成。

图1是现有技术中永磁电机的外转子的结构示意图；图2是图1中的外转子的局部结构示意图；图3是现有技术中另一种转子结构示意图。图4是现有技术中用于形成磁极防护覆层的真空灌注工艺设备的示意图；图5是现有技术中用于使磁极防护覆层粘接固化成型的加热装置的示意图。

如图1-2所示，外转子永磁电机包括设置在定子主轴上的定子铁芯30，设置在定子铁芯30外周的转子40。转子40包括转子磁轭41、压条42和磁极43。磁轭41一般为圆筒结构，通过从磁轭41的径向外侧向内穿入的螺栓44等紧固件将压条42安装于磁轭41的内周壁上后，将磁极43推入相邻的压条42之间。压条42的横截面呈梯形，从而可以借助压条42的斜面压住磁极43的侧壁，将磁极43固定在相邻的压条42之间。在螺栓44的头部与空气接触的外露部分使用密封胶填充覆盖予以防护，在磁极43与磁极43之间、磁极43与压条42之间、磁极43与磁轭41之间的缝隙以及磁极43和压条42的表面填充灌注树脂以形成防护覆层45，对磁极43进行保护。图3示出了另一种结构的转子40。在该结构中，螺栓44从磁轭41的内表面沿径向向外的方向穿入压条42和磁轭41中，从而将压条42固定在磁轭41的内壁上。磁极防护覆层45在覆盖磁极43和压条42的同时覆盖螺栓44的外露的头部。

在现有技术中，永磁电机的磁极多采用钕铁硼(NdFeB)永磁材料形成。然而，在暖湿环境条件下，钕铁硼中的铁和钕比较容易发生氧化和电化学腐蚀，引起磁性能的变化甚至磁极的损坏。

在暖湿环境条件下，磁体表层的富钕晶界相首先与环境中的水蒸汽按下式发生腐蚀反应：3H₂0+Nd＝Nd(OH)₂+3H。反应生成的H渗入晶界中，与富Nd相发生进一步的反应：Nd+3H＝NdH₃，造成晶界腐蚀。NdH₃的生成将会使晶界体积增大，造成晶界应力，导致晶界破坏，严重时会使晶界断裂造成晶界应力，导致晶界破坏，甚至会使晶界断裂造成磁体粉化。当环境湿度过大时，如果磁体表面有液态的水存在时，将会发生电化学腐蚀。

在电化学环境中，NdFeB磁体中各相的电化学电势不同。富钕相和富硼相相对于Nd2Fel4B来说成为阳极，将会优先发生腐蚀，形成局部腐蚀的微电池，这样就会加速晶界腐蚀。当磁体表面有金属镀层时(如电镀Zn、Ni等)，一旦镀层出现孔洞、裂纹等缺陷时，在磁体与金属镀层间也会形成腐蚀电池作用，一般情况下，磁体作为阳极而优先腐蚀。另外，当对磁体进行表面处理的工艺过程中，往往要进行酸洗。同时，要接触各种镀液(如电镀、化学镀等)，而烧结的NdFeB磁体具有一定的孔洞，这样在这些工艺过程中，酸液或镀液就会进入孔洞，在以后的使用过程中也会造成电化学腐蚀。

因此，现有技术中，通常利用树脂在磁极表面形成防护覆层45，使磁极与外界隔绝开，对磁极43进行保护。