一种电机、转子系统及微型燃气轮机发电机组技术方案

本实用新型专利技术提供一种电机、转子系统及微型燃气轮机发电机组，所述电机套设于转轴上，所述电机包括线圈、定子与壳体；其中，所述线圈沿轴向缠绕在定子内，所述线圈两端延伸出定子，所述定子外套设所述壳体，所述壳体两端设有端盖，所述转轴贯穿端盖与定子以安装在电机内，所述转轴上套设空气轴承，所述空气轴承设置在端盖与转轴之间，所述空气轴承为节流孔靠边式空气轴承。本实用新型专利技术中，节流孔位于轴承靠近边缘位置，可以减小轴承密封部分的轴向长度，同时电机线圈通过绕线设计，可以将轴承塞到电机线圈下，并根据需要减少定子的长度和体积，减少定子中气路的长度和大小，从而减小转子的轴向长度。

【技术实现步骤摘要】
一种电机、转子系统及微型燃气轮机发电机组
本技术涉及转子系统
，具体涉及一种电机、转子系统及微型燃气轮机发电机组。
技术介绍
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。微型燃气轮机发电机组通常是包括同轴安装的发电机和微型燃气轮机。具体地，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，推动透平转动，透平进而带动发电机发电。燃气轮机转子系统的转速超过40000RPM(转/分钟)时，普通机械轴承已不能满足工作转速的需求，因此，现有技术提出了采用非接触性轴承替代原有的机械轴承，其中，最有代表性的为空气轴承。但现有技术中空气轴承存在如下缺陷：现有的静压空气轴承在关闭静压时，无法工作，需要一直将高压气源保持打开状态，而且需要通过较大的供气压力使轴承间隙内的气膜产生较大的刚度和阻尼来维持转子运动状态的稳定，因此需要多的节流孔和较大的孔径，静压气体轴承一直保持静压供气状态时消耗的功率也较大。同时，在关闭静压的时候，节流孔会阻碍轴承气膜的产生。在关掉静压供气或者直接拔掉供气管的时候，节流孔部分就是直接连通大气，可以认为此处压力始终与大气压力相当。假如动压气膜在此处形成的压力高于大气压力时，节流孔处，气体会从轴承内部由节流孔流到外面；假如动压气膜在此处形成的压力低于大气压力时，节流孔处，外界气体就会由节流孔处进入到轴承内。因此，在关闭静压供气或者直接拔掉静压供气气管时，节流孔部位会出现气膜压力突变，气膜不连续，气体更倾向于通过节流孔部位将压力卸掉，而不是在轴承间隙内被挤压，因此导致轴承承载力降低，转子在轴承内的位置下降，转子的下边缘会更贴近轴承内边缘，容易发生碰撞。并且，节流孔部位因为气体的进出会产生额外的干扰力，干扰轴承内部气膜的稳定性，容易导致轴承失稳，从而导致转子和轴承发生碰撞，使转子转速下降甚至直接停机。而高速运动的转子和轴承相接触是很危险的，可以导致轴承转子当场报废。此外，当轴承非常靠近压气机进口时，轴承的厚度会遮挡一部分压气机的进口空间，阻碍压气机吸气，降低压气机的效率。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术的目的在于提供一种电机、转子系统及微型燃气轮机发电机组。本技术的技术方案如下：根据本技术的一个方面，提供一种电机，所述电机套设于转轴上，所述电机包括线圈、定子与壳体；其中，所述线圈沿轴向缠绕在定子内，所述线圈两端延伸出定子，所述定子外套设所述壳体，所述壳体两端设有端盖，所述转轴贯穿端盖与定子以安装在电机内，所述转轴上套设空气轴承，所述空气轴承设置在端盖与转轴之间；所述空气轴承包括圆筒状本体，所述本体端部外周一体成型有多个同心的环状阻尼座，所述阻尼座径向安装有阻尼器，所述阻尼座径向设置有与所述阻尼器匹配的安装槽，所述阻尼座之间设置沿径向贯通所述本体的节流孔，所述本体设置阻尼座与节流孔的部分为空气轴承静压部分，所述本体未设置阻尼座与节流孔的部分为空气轴承动压部分。进一步的，所述本体的一端外周一体成型所述多个同心的环状阻尼座；所述空气轴承静压部分设置在端盖与转轴之间，空气轴承静压部分靠边设置在端盖一端，空气轴承动压部分设置在定子两端延伸出的线圈与转轴之间。进一步的，所述本体的两端外周均一体成型有所述多个同心的环状阻尼座，两端的阻尼座之间分别设置沿径向贯通所述本体的节流孔；所述空气轴承静压部分与动压部分均设置在端盖与转轴之间，空气轴承静压部分靠边设置在端盖两端。进一步的，所述本体一端的阻尼座与节流孔相对于另一端的阻尼座与节流孔对称设置。进一步的，所述本体一端的阻尼座设置为1～3个，所述节流孔沿本体周向分布为一排，对应的所述节流孔设置为1～3排。进一步的，所述节流孔数量为6～25个/排，所述节流孔直径小于500um。进一步的，所述本体一端的阻尼座设置为2个，对应的所述节流孔设置为1排；或者，所述本体一端的阻尼座设置为3个，对应的所述节流孔设置为2排，所述阻尼座与节流孔间隔设置；或者，所述本体一端的阻尼座设置为2个，对应的所述节流孔设置为2排。进一步的，所述本体一端的端面与该端最外侧的阻尼座的端面重合。进一步的，所述节流孔为阶梯孔或者截面是漏斗状或者圆锥状的变径孔。进一步的，所述阻尼座等径设置，所述阻尼座沿轴向宽度相等。进一步的，所述电机一侧端盖外设置推力轴承，所述推力轴承为箔片式或者一体式推力轴承。进一步的，所述电机上设有用于为空气轴承供气、排气的通道，所述用于为空气轴承供气、排气的通道设置在端盖或壳体上；所述定子呈圆柱体，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，线圈沿圆柱体的轴向缠绕于所述外线槽和内线槽内。根据本技术的另一方面，提供一种转子系统，包括转轴、依次设置于转轴上的电机、压气机以及透平，所述转轴具有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，所述电机设置于第一轴段上，所述压气机、透平设置于第二轴段上，压气机的一端与所述台阶面抵接；所述电机为上述的电机，所述空气轴承设置于电机两端。进一步的，所述电机内靠近压气机一端的空气轴承本体向端盖外延伸有缩径段；所述缩径段向一端渐变式外缩径或者所述缩径段向一端渐变式内缩径；所述缩径段延伸至转轴的台阶面处；所述缩径段厚度小于4mm。根据本技术的另一方面，提供一种微型燃气轮机发电机组，包括上述的转子系统、电机机匣、燃气轮机机匣以及燃烧室；所述电机机匣罩设于电机的外周，所述燃气轮机机匣罩设于压气机和透平的外周，并且与电机机匣连接，所述燃烧室与燃气轮机机匣连接，并且燃烧室的进气口与压气机的排气口连接，燃烧室的排气口与透平的进气口连接。本技术的有益效果：1、本技术中，节流孔位于轴承靠近边缘位置，故而可以减小轴承密封部分的轴向长度，同时在电机线圈通过绕线设计，可以将轴承塞到电机线圈下，并根据需要减少定子的长度和体积，减少定子中气路的长度和大小，从而减小转子的轴向长度。2、本技术中，节流孔位于轴承靠近边缘位置，为节流孔非对称分布的混合式空气轴承，由于节流孔非常偏于轴承的一侧，故没有注气需求的一侧是非常薄的结构，一根转轴的直径在已经确定的情况下，其长度是决定它是否是细长轴的重要指标，对临界频率有着至关重要的影响，所以将空气轴承较薄的部分塞进电机线圈两侧的出线侧之内，可以大幅降低端面占用的空间，可以为转子节省出约等于电机整个磁芯的长度，对缩短转子、降低临界频率有着决定性的作用。3、本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机，所述电机套设于转轴上，其特征在于，所述电机包括线圈、定子与壳体；/n其中，所述线圈沿轴向缠绕在定子内，所述线圈两端延伸出定子，所述定子外套设所述壳体，所述壳体两端设有端盖，所述转轴贯穿端盖与定子以安装在电机内，所述转轴上套设空气轴承，所述空气轴承设置在端盖与转轴之间；/n所述空气轴承包括圆筒状本体，所述本体端部外周一体成型有多个同心的环状阻尼座，所述阻尼座径向安装有阻尼器，所述阻尼座径向设置有与所述阻尼器匹配的安装槽，所述阻尼座之间设置沿径向贯通所述本体的节流孔，所述本体设置阻尼座与节流孔的部分为空气轴承静压部分，所述本体未设置阻尼座与节流孔的部分为空气轴承动压部分。/n

【技术特征摘要】
1.一种电机，所述电机套设于转轴上，其特征在于，所述电机包括线圈、定子与壳体；
其中，所述线圈沿轴向缠绕在定子内，所述线圈两端延伸出定子，所述定子外套设所述壳体，所述壳体两端设有端盖，所述转轴贯穿端盖与定子以安装在电机内，所述转轴上套设空气轴承，所述空气轴承设置在端盖与转轴之间；
所述空气轴承包括圆筒状本体，所述本体端部外周一体成型有多个同心的环状阻尼座，所述阻尼座径向安装有阻尼器，所述阻尼座径向设置有与所述阻尼器匹配的安装槽，所述阻尼座之间设置沿径向贯通所述本体的节流孔，所述本体设置阻尼座与节流孔的部分为空气轴承静压部分，所述本体未设置阻尼座与节流孔的部分为空气轴承动压部分。


2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述本体的一端外周一体成型所述多个同心的环状阻尼座；
所述空气轴承静压部分设置在端盖与转轴之间，空气轴承静压部分靠边设置在端盖一端，空气轴承动压部分设置在定子两端延伸出的线圈与转轴之间。


3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述本体的两端外周均一体成型有所述多个同心的环状阻尼座，两端的阻尼座之间分别设置沿径向贯通所述本体的节流孔；
所述空气轴承静压部分与动压部分均设置在端盖与转轴之间，空气轴承静压部分靠边设置在端盖两端。


4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述本体一端的阻尼座与节流孔相对于另一端的阻尼座与节流孔对称设置。


5.根据权利要求2～4任一项所述的电机，其特征在于，所述本体一端的阻尼座设置为1～3个，所述节流孔沿本体周向分布为一排，对应的所述节流孔设置为1～3排。


6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述节流孔数量为6～25个/排，所述节流孔直径小于500um。


7.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述本体一端的阻尼座设置为2个，对应的所述节流孔设置为1排；
或者，所述本体一端的阻尼座设置为3个，对应的所述节流孔设置为2排，所述阻尼座与节流孔间隔设置；
或者，所述本体一端的阻尼座设置为2个，对应的所述节流孔设置为2排。


8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘慕华，
申请(专利权)人：至玥腾风科技集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11