本发明涉及到用于电厂发电机线棒串联和相线圈的连接器，具体涉及到一种实现所述连接的方法和实现所述方法的设备。 本发明的应用场合是大型发电机，例如在核电站或其他商业性发电厂中由汽轮机驱动的发电机。上述发电机的尺寸和几何形状要求在构制或检修定子线圈时，线圈应该分元件或对半分布设置，当所有线圈元件就位后，在它们的端部须连接起来。在每相线圈的端部和围绕发电机定子端部的相线圈的并联环（Parallel phase ring）之间同样需要连接。
在发电机构制和检修时，受托者以往采用的标准工艺过程是，以构成一束分离的导电体单独组装成一个连接器。其问题在于：被连接的线圈其端部位置变化的允许偏差在± 1/2 英寸范围内，因而要连接的线圈端部大约有一英寸的变化范围。此外，线圈元件端部或端头从静子端部以一个可在某一实际范围内变化的角度轴向伸出。在以往标准技术中，需要等所有线圈元件安装在定子中，然后绕着定子分别地进行连接。每个连接都要求把一个很大数量（例如65根）的导电体元件个别地布放和弯曲成形，挤压在一起作成连接器部分。在这一工艺中，每一个导电体都要用手工弯曲，并把它们适当地排列整齐，然后连接器需进行焊接，并与相应的那对端头帽进行钎焊。
以上所述的工艺过程需要有一系列的操作。当进行上述操作时，不能在定子上进行什么其他工作。直到目前为止，现场的一个大型发电机，一般要用一至二周地时间去做线圈的连接工作，这一工作耗用了珍贵的时间和费用。在核电站中，当核燃料再装满时，发电机停运有一极限时间，检修发电机时，这一问题就显得更加突出。如果线圈端部连接要用一至二周时间，整个检修工作不可能在核反应堆已准备好运行的时间内完成，由此将导致整个电站停运的巨大损失。因此已经提出的这种需要不仅是减少实际连接操作的成本，而且还要减少重绕定子导体的时间周期，以及连造新机组所耗用的时间。
本发明的途径提供了一个新颖的技术，以确定当线圈元件就位后每个线棒串联和/或每相线圈的连接所要求的连接器的几何形状。因此，当正在进行线圈的构制和替换时，用每个连接要求的几何形状的有关数据，分别加工每个要求连接的连接器，这些连接器能迅速地就位固紧。因此，准备连接器的工作和线圈元件的布放工作可同时进行，这将大大地减少整个操作所要求的时间。
本发明的一个目的是对发电机的线棒串联和各相线圈元件之间连接提供一种改进的方法，以及提供了为实现上述改进方法所需的装置。
根据上述目的，提供一种改进的发电机以及制造该发电机的方法，该发电机具有连接线圈端部的连接器，该线圈端部根据结构上的允许偏差，具有一个间距和相应的几何形状。本发明具体包括制造上述连接器并把它们固紧在发电机上的方法。每个连接的线圈元件设有一个具有预定几何形状的端头帽。为了紧密地容纳端头帽，将一个实体的连接器板加工成带有互补几何形状的孔。该连接器板机械紧固在端头帽上，使它们紧密地插在孔中，从而在机械上和电气上都提供了紧密的连接。
从以下对附图中仅作为一个例子示出的较佳实施例的说明，会更容易了解本发明。
图1：是一个发电机定子透视图，示出了一对线圈元件的端部和一个按照本发明连接上述端部的连接器，图中还示出了一相线圈端头和一个相线圈并联环，以及一个用作连接该相线圈和并联环的连接器;
图2A是一对线圈元件端部和本发明的连接器组装就位后的侧视图;
图2B是本发明中所用的端头帽的详图;
图2C是本发明一个端头帽中用的水管螺纹接头的详图;
图3A是在一对端头帽上适当位置的本发明模型工具的一个较佳实施例的侧面图;
图3B示出了图3A中模型工具的平面图;
图4A是本发明的方法和设备的钻模的一个较佳实施例的端视图;
图4B是图4A的钻模的侧视图;
图4C是在实施本发明方法的较佳实施例中所用的模型工具对准销的详图;
图4D是在实施本发明的较佳实施例中用的穿孔对准销的详图。
如下文说明中所用的术语，线圈端头连接是指一半线圈或线圈元件端头的连接，以及线圈端头与相并联环的连接。此外，在说明书和随后的权利要求中所用的术语，“线圈端头”一词包括线圈端头和发电机的相并联环头部。诸如“连接器”一词包括端头帽和具有容纳该端头帽配合孔的实体铜条。
参阅图1，该图示出发电机定子的一对线圈元件的端头和按本发明连接这些端头的方法。同样示出一相线圈的端部和按本发明连接该端头与相并联环的方法。在已知技术中，这些线圈是大型发电机（例如，用于核发电站中）的发电机的定子30的部分。上部线圈元件31是线圈环路的第一半，其终端是上部端头帽33。在本发明中该端头帽33是钎焊到线圈元件上的铜部件。水管接头34从该端头帽伸出，该接头钎焊到端头帽上，并容纳一个往线圈内部供冷却水的水管。同样，下部线圈元件32的终端是下部端头帽36和下部水管接头37。连接器板40上有按本发明的方法加工出的一对孔，能够紧贴地容纳端头帽33和36，从而在线圈环路上部元件和下部元件之间提供一个牢固的机械和电气连接。同样，相下部线圈端头有端头帽42，而相并联环有端头帽44。连接器板45能够在该相下部线圈和并联环之间提供一个完整的机械和电气接触。这样，如该说明书技术背景部分所讨论，当安装好各线圈元件时，连接器板上的加工的孔具有适当的缝隙、匹配的角度，以实现极佳的连接。接法简便：把加工有孔的连接器板插到端头帽上，并用拧到螺纹水管接头上的螺帽紧固，下文详述。
参阅图2A，示出按本发明的方法加工的连接器铜板40，该连接器板已插接到端头帽33、36上。图2A和下文讨论都是说明线圈元件的串接，该讨论也适用于一相端头帽和相并联环上的端头帽之间的连接。
端头帽33、36的详图示于图2B，每一个都有上部圆锥面46A，并插在连接器板40上钻出的互补锥形孔46B内。详示于图2C的水管接头47与端头帽整体钎焊在一起，使之从端头帽内部伸出。在图2A能看出向上、向外伸出的接头端部。柱形轴向中心通道47A通过水管接头，以提供一个水道。接头上的螺纹47T（图2C）用来拧入紧固螺母48，该螺母用来压紧连接器板40，以使端头帽插入锥孔46B内。如图所示，端头帽的下部进入线圈端头上端形成的水室49A，该水室经水道49B连通线圈内部水道。
参阅图3A和3B，示出本发明的方法所用的模型工具，该工具用来装配连接器板和待插接的线圈端头。如图所示，模型工具53包括左工具架54和右工具架55，两个工具架可以彼此纵向相对滑动。以调整工具的总长度。左工具架54包括左球窝转座（swivel ball sockek）57，而右工具架55包括右球窝转座58。每个球窝转座的锥形内表面都与端头帽的内表面几何形状互补，转座的锥形内表面在角度上可以调整，也就是说相对于模型工具的中轴可以调整。
如图3A所示，两个球窝座安装在端头33和36的锥形投影部分（projecting portions）。根据上述各端头帽的角投影相应调整球窝转座，以适应该相应的投影。此外，左、右工具架54、55可以彼此相对滑动，分别进行调整。左工具架54有一个带凸出脊（projecting ridges）的左啮合面60，而右工具架55有一个带接收槽的右啮合面，这样就限定两个工具架细微的横向移动。相对调整这两个工具架，能使球窝座处于适当间距，从而调整端头帽33和36之间的距离。可以用蝶形螺母（未示出）拧到每个水管接头的螺纹47T上，以把球窝座压到适当位置。当两个球窝座位置适当时，就用锁紧螺栓59把它们固定，这时左、右球窝座的间距用锁紧螺栓62固定。然后将用完的模型工具53从实际的定子端头上取下。这样，模型工具53就作为记录工具，记录一对端头帽的间距投影和角度投影。要注意记录两个线圈头部的相对轴线，球窝座记录它们的相对准直度（alignment），同样还要记录两个端头帽的间距。
参阅图4A和4B，图中示出与模型工具53配用的钻模65，用来在连接器条40上钻出插孔46B。钻模65包括一个底座66、一个垂直前支件67和垂直后支件68。利用中心处为钻头套管71的钻模板70，进行专门的钻孔操作。
钻模与模型工具按下述方法配用。首先，将模型工具放在钻模内（放置方式下文详述），调整钻模，以便直通模型工具的左侧第一球窝座提供的孔纵向进钻。然后取出模型工具，将连接器板放入钻模内，钻出第一锥孔，然后取出连接器板，再将模型工具放入钻模内，进行调整，钻出第二锥孔。如侧视图4B所示，将模型工具作长度定位（利用间距定位导向装置调定第一锥孔）。在钻模内调整模型工具，以使钻头对准第二锥孔，然后取出模型工具，再将连接器板放回钻模内，钻出第二锥孔。按这种方法，将记录下的模型工具的间距数据和角度数据与钻模配合使用，以在连接器板上钻出配合孔46B。结合下述钻模构造详细说明本项操作。
钻模架支承一个下部可调构件80，该构件可以围绕锁定销81沿其长度倾斜动作。这样，可调构件80能够围绕垂直于钻轴线的轴线作第一自由度旋转，以调整其水平角度。构件80有一个圆内表面80c，该内表面容纳上部可调构件82，构件82有一个纵向的圆柱，圆柱直径使其恰好能在内表面80c内旋转。构件82还有一个内表面82I，恰好能容纳模型工具或连接器板40。内表面82I有一个可以放入对准销92和94的孔（未示出），如下文讨论。构件82有一个从侧视。图4B可看出的伸向下部构件80左侧的端部82E，还有切口83，该切口可使构件82相对于螺栓84作角度转动。这样，构件82就提供一个第二自由度，从而使内表面82I相对于垂直轴（见图4A，在图4B中为水平轴）作角度定位。紧固螺母85固定住调好的角度位置。
实施时，使用者取用模型工具53，将其一端牢靠地放在垂直下降伸出的钻头下面（见附图）。具有头部92H（模拟端头帽的几何形状）的模型工具的对准销92放入钻模内，对准销底部定位在底座66的孔90内。孔90直接定位在钻孔道的下面，对准销的头部92H穿过内表面82I向上伸出。调整构件80和82时，模型工具53的左孔恰好套在头部92H上，即表明调整适当。则可以取下模型工具，将连接器板放入钻模，以适当角度稳固地安放在内表面82I上，以便钻第一孔。本发明的步骤包括先钻出一个恒定直径通孔，而且钻出定钻面51（图2A）。必要时，可以在孔90中放置档销（未示出），以控制下向进钻，从而控制定钻面深度。
钻出通孔和定钻面后，取下连接器板并翻转，以钻出锥孔，也就是说从连接器板的反面进钻，钻出锥孔。显然，为了完成上述步骤，连接器板在钻模内的位置必须调整适当，从而，连接器板的角度实际上颠倒了。这一步骤可以借助于通孔对准销94（图4D）来完成，对准销94同样放置在孔90内，其外径等于通孔直径。如此定位，就容易调整可调构件80、82，从而能准直地钻过通孔中心。将钻模的构件80、82固定在这个位置后，取下通孔对准销94，再将连接器板放回到适当位置，随后钻出锥形钻孔。
钻完第一锥孔后，需要准备钻模钻第二锥孔。在此阶段必须采用的附加步骤是，适当确定已钻出的第一孔和待钻的第二孔之间的间距。这一步骤是将模型工具53放到钻模中，将钻出的孔相对间距定位导向装置75固定。如图4B所示，将定位导向装置75放在下部水平支架72的孔76中。定位导向装置75有一个上部圆珠笔头75H，已钻出的锥孔套在该圆头上。同时，将模型工具的对准销92放回孔90内。然后，相对于对准销92水平调整间距定位导向装置，使模型工具的两个孔正好分别坐入定位导向装置75和模型工具的对准销92。然后，把孔76内能水平移动的间距定位导向装置用螺母77紧固就位。如处理前一个孔那样，调整可调构件80和82，适当校准钻模。然后，取出模型工具53，放回连接器板，把钻出的孔定位在定位导向装置75的上部圆头上。然后，如上文所述，按相同顺序钻孔。
本发明使用的一种很简便的钻模实施例已作了说明。显然，在本发明的范围内亦可以使用先进的钻孔设备。
这样，为了求得简便、可靠紧固端头帽的方法，披露了一种方法和较佳装置，从而可将一对串联线圈元件或一相线路接到相并联环上。这个方法省去装配和调整大量多个导体构件的时间，不必用早先的焊接操作。如上述的较佳实施例，锥形端头帽和连接器板的互补锥形孔配合应用时，同样可以采用本发明和本发明范围内的其它几何形状。
从较佳实施例的上述讨论可以看出，本法包括模拟连接器板两个孔的间距和准直度的装置，从而钻孔以容纳一对端头帽。该模拟装置提供一个精确记录，或记录下有关数据。模型工具可以记录端头帽的间距，该间距可以在一定范围（或容限）内变动，例如达1英寸或以上;还可以记录每个端头帽的投影，亦即轴向准直度。如本文所用，准直度一词表示端头帽角度位置或投影，它也可以在规定范围（或容限）内变动。虽然已经举例说明较佳的机械方式记录装置，但在本发明的范围内可以应用别种方式（机械的或电的）记录或模拟装置。本发明的方法可以用于装配新发电机，也可以用于维修发电机。