[实用新型]含有空气轴承的电机、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含有空气轴承的电机、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，所述空气轴承套设在转轴上，所述空气轴承设置在端盖与转轴之间。本实用新型通过对空气轴承的合理设置使得空气轴承不会遮挡压气机的进口空间，能够提高压气机的效率。

技术领域

本实用新型涉及转子系统技术领域，具体涉及一种含有空气轴承的电机、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。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种含有空气轴承的电机、转子系统及微型燃气轮机发电机组，通过对空气轴承的合理设置使得空气轴承不会遮挡压气机的进口空间，能够提高压气机的效率。

本实用新型的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供一种含有空气轴承的电机，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，所述空气轴承套设在转轴上，所述空气轴承设置在端盖与转轴之间；

所述空气轴承包括静压部分和动压部分，所述空气轴承静压部分设置在端盖与转轴之间，所述空气轴承动压部分设置在端盖与转轴之间或者设置在定子两端延伸的线圈与转轴之间。

进一步的，所述空气轴承静压部分设置阻尼座与节流孔，所述空气轴承动压部分不设置阻尼座与节流孔；

空气轴承静压部分靠边设置在端盖一端或者两端。