[实用新型]一种转子系统及微型燃气轮机发电机组

说明书

本实用新型提供一种转子系统及微型燃气轮机发电机组，其中转子系统包括:转轴，所述转轴为一体成型结构；以及，依次设置于所述转轴上的推力轴承、第一径向轴承、电机、第二径向轴承、压气机和透平；其中，所述转轴在所述推力轴承的定子、第一径向轴承、电机定子和第二径向轴承内旋转，所述转轴与推力轴承的推力盘以及透平的涡轮、压气机的压缩轮固定连接。本实用新型采用一体式旋转轴连接微型燃气轮机转子与发电机转子，并将推力轴承设置于发电机所在的一端，解决了现有技术中存在的推力轴承的设置位置受到限制的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及转子动力学技术领域，尤其涉及一种转子系统及微型燃气轮机发电机组。

背景技术

微型燃气轮机是一类新近发展起来的小型热力发动机，其单机功率范围为25～300kW，基本技术特征是采用径流式叶轮机械以及回热循环。微型燃气轮机主要包括压气机、燃烧室及透平三大部件。空气进入压气机后被压缩成高温高压的空气，然后供给燃烧室与燃料混合燃烧，其产生的高温高压燃气在透平中膨胀做功。转子高速转动时，转子会受到径向方向的力和轴向方向的力。为了限制转轴发生径向和轴向上的移动，转子系统中需要安装径向轴承和推力轴承。传统的径向轴承和推力轴承均为普通的接触式轴承，随着转子转速的提高，尤其是转子转速每分钟超过40000转时，普通的接触式轴承由于存在较大的机械磨损，已不能满足工作转速的需求。

对于微型燃气轮机发电机组，通过微型燃气轮机转子的高速旋转带动发电机转子旋转进而发电。现有技术中，通常采用联轴器将微型燃气轮机转子与发电机转子进行连接。联轴器的设置使得推力轴承的设置位置受到限制，这是因为随着转子转速的提高，转子受到的轴向力也会进一步提高，若将推力轴承设置于压气机和透平之间，会使得整个转子系统的重心偏向透平侧，从而导致转子系统的稳定性差。如果将推力轴承设置于联轴器朝向发电机一侧，则转子的轴向力全部作用到联轴器上，容易导致联轴器损坏。

可见，目前亟需提供一种新的转子系统，以解决现有微型燃气轮机发电机组存在的上述问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种转子系统及微型燃气轮机发电机组，其采用一体式旋转轴连接微型燃气轮机转子与发电机转子，并将推力轴承设置于发电机所在的一端，解决了现有技术中存在的推力轴承的设置位置受到限制的技术问题。

本实用新型的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供一种转子系统，包括:

转轴，所述转轴为一体成型结构；

以及，依次设置于所述转轴上的推力轴承、第一径向轴承、电机、第二径向轴承、压气机和透平；

其中，所述转轴在所述推力轴承的定子、第一径向轴承、电机定子和第二径向轴承内旋转，所述转轴与推力轴承的推力盘以及透平的涡轮、压气机的压缩轮固定连接。

进一步的，所述第一径向轴承、第二径向轴承和推力轴承均为非接触式轴承。

进一步的，所述第一径向轴承、第二径向轴承和推力轴承均为气体轴承。

进一步的，所述电机为流体动压轴承电机，所述转轴上作为电机转子的部分设置有动压发生槽。

进一步的，所述电机定子上设置有轴向贯穿所述电机定子的多个进气道；

其中，所述电机定子包括定子铁芯和定子绕组；

所述定子铁芯呈圆柱体状，且在圆柱体的中心位置形成有供所述转轴安装的通孔；

所述定子铁芯的外径侧形成有沿圆柱体的轴向延伸、沿圆柱体的周向均布的多个外线槽，所述定子铁芯的内径侧形成有沿圆柱体的轴向延伸、沿圆柱体周向均布的多个内线槽；

所述定子绕组沿圆柱体的轴向缠绕于所述外线槽和内线槽内，且在内线槽内形成所述进气道。