[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，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电机、径向轴承、压气机、一体式轴承、透平；其中，所述电机包括电机定子、转子铁芯，所述电机定子套设于转轴的一端，所述转轴上套设所述电机定子的一端设置有电机转子铁芯安装腔，所述转子铁芯安装于电机转子铁芯安装腔，且所述电机转子铁芯安装腔的端口不封闭。本实用新型中，转子系统的布局紧凑、转子系统的轴向尺寸短，高速运行平稳性好，转轴采用开式结构，电机转子铁芯散热性好，转轴不宜变形、精度高。

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、燃烧室及涡轮三大部件。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涡轮中膨胀做功。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，通过燃气轮机转子的高速旋转带动发电机转子旋转进而发电。但现有技术中的微型燃气轮机发电机组的转子系统存在如下缺陷：

现有技术中，通常采用联轴器将燃气轮机转子与发电机转子进行连接,由于存在同轴度偏差导致转子系统稳定性差。同时，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涡轮之间，会使得整个转子系统的重心偏向涡轮侧，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，采用一体式转轴连接燃气轮机转子与发电机转子，并且转轴的轴向长度短，刚度强、容易加工，制造成本低，且转子系统高速运行的平稳性好。

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电机、径向轴承、压气机、一体式轴承、透平；

其中，所述电机包括电机定子、转子铁芯，所述电机定子套设于转轴的一端，所述转轴上套设所述电机定子的一端设置有电机转子铁芯安装腔，所述转子铁芯安装于电机转子铁芯安装腔，且所述电机转子铁芯安装腔的端口不封闭。

进一步的，所述转轴包括第一轴段和第二轴段，第一轴段的直径大于第二轴段的直径，第一轴段和第二轴段的过渡处形成有台阶面；

其中，电机、径向轴承设置于第一轴段上，压气机、一体式轴承和透平设置于第二轴段上，压气机的一端与台阶面抵接；电机定子套设于第一轴段的远离第二轴段的一端。

进一步的，所述径向轴承、一体式轴承均为气体轴承。

进一步的，所述电机定子包括定子铁芯和定子绕组；

定子绕组绕制于定子铁芯，径向轴承在径向方向上套设于定子绕组与转轴之间，定子绕组上设置有径向轴承的进气孔。

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；