CN208411534U - 一种移动充电车和移动能源站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种移动充电车和移动能源站，其中，移动充电车包括：移动装置，以及设置于所述移动装置的燃料存储箱、燃气轮机发电机组、电能存储装置、充电装置和控制系统；所述燃料存储箱、所述燃气轮机发电机组、所述电能存储装置和所述充电装置依次连接，所述控制系统分别与所述燃气轮机发电机组、所述电能存储装置和所述充电装置电连接；所述燃气轮机发电机组设置有尾气排放管；所述移动装置包括驱动机构、车轮、底盘、车厢和驾驶室。本实用新型中，采用燃气轮机发电机组作为移动充电车的电源，由于燃气轮机具有燃烧充分、排放低及热效率高的优点，从而使得本实用新型的移动充电车具有排放低及能源利用率高的有益效果。

Description

一种移动充电车和移动能源站

技术领域

本实用新型涉及充电设备技术领域，尤其涉及一种移动充电车和移动能源站。

背景技术

随着新能源汽车的推广，电动汽车行业得到了较快发展。其中，仅靠蓄电池作为储能动力源的纯电动汽车，由于蓄电池的储能有限，使得纯电动汽车的行驶里程受到限制。

为了推动电动汽车的普及，需要配置相应的充电设施。传统的充电设施主要有大型充电站、小区充电桩以及公共停车场充电桩等固定式充电装置。固定式充电装置由于存在建设周期长、布点不灵活等缺陷，无法大面积推广，从而制约了电动汽车的发展。

针对固定式充电装置存在的上述问题，现有技术提出了使用活塞式发电机组发电的移动充电车。然而，由于活塞式发电机存在燃烧不充分和尾气氧化不足等缺陷，这使得现有移动充电车的排放较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种移动充电车和移动能源站，以解决现有移动充电车存在因使用活塞式发电机组而导致排放较高的问题。

为解决上述问题，第一方面，本实用新型提供一种移动充电车，包括：

移动装置，以及设置于所述移动装置的燃料存储箱、燃气轮机发电机组、电能存储装置、充电装置和控制系统；

所述燃料存储箱、所述燃气轮机发电机组、所述电能存储装置和所述充电装置依次连接，所述控制系统分别与所述燃气轮机发电机组、所述电能存储装置和所述充电装置电连接；

所述燃气轮机发电机组设置有尾气排放管；

所述移动装置包括驱动机构、车轮、底盘、车厢和驾驶室。

第二方面，本实用新型还提供一种移动能源站，包括上述任一项所述的移动充电车；

所述移动充电车的所述燃气轮机发电机组的输电线路与输电网连通；或者，

所述移动充电车的所述燃气轮机发电机组通过孤网发电的方式提供电能。

本实用新型中，采用燃气轮机发电机组作为移动充电车的电源，由于燃气轮机具有燃烧充分、排放低及热效率高的优点，从而使得本实用新型的移动充电车具有排放低及能源利用率高的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的移动充电车的整体结构示意图之一；

图2是本实用新型实施例提供的移动充电车的整体结构示意图之二；

图3是本实用新型实施例提供的移动充电车的整体结构示意图之三；

图4是本实用新型实施例提供的移动充电车的整体模块示意图；

图5是本实用新型实施例提供的移动充电车的整流装置的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的移动充电车设置多个发电单元的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的移动充电车的热管理系统的结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的溴化锂机组的结构示意图；

图9是本实用新型实施例提供的一种移动能源站的结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供的另一种移动能源站的结构示意图；

图11至图35是本实用新型实施例提供的转子系统的结构示意图；

图36至图39是本实用新型实施例提供的箔片式气磁混合推力轴承的结构示意图；

图40至图46是本实用新型实施例提供的槽式气磁混合推力轴承的结构示意图；

图47至图54是本实用新型实施例提供的槽式气磁混合径向轴承的结构示意图；

图55至图64是本实用新型实施例提供的集成式轴承的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供一种移动充电车，包括：

移动装置100，以及设置于移动装置100的燃料存储箱600、燃气轮机发电机组200、电能存储装置300、充电装置400和控制系统(图中未示出)；

燃料存储箱600、燃气轮机发电机组200、电能存储装置300和充电装置400依次连接，控制系统分别与燃气轮机发电机组200、电能存储装置300和充电装置400电连接；

燃气轮机发电机组200设置有尾气排放管210；

移动装置100包括驱动机构(图中未示出)、车轮、底盘120、车厢130和驾驶室110。

本实用新型实施例的移动充电车能够为需要充电的用电设备充电，例如，电动汽车、电动自行车等等。

本实用新型实施例中，采用燃气轮机发电机组200作为移动充电车的电源，由于燃气轮机具有燃烧充分、排放低及热效率高的优点，从而使得本实用新型实施例的移动充电车具有排放低及能源利用率高的有益效果。

此外，本实用新型实施例的移动充电车由于设置有移动装置100，能够在路面上自由行驶。因此，相比于固定式的充电装置400而言，本实用新型实施例的移动充电车无需依赖电网，布点灵活。这样，电动汽车等用电设备需要充电时，无需受限于充电装置400的位置，从而有利于大范围推广使用。

在一些实施例中，移动装置100为纯电动载重车，即驱动机构为驱动电机，电能存储装置300与驱动电机电连接，电能存储装置300为移动装置100提供电能，以驱动移动装置100移动。

由于移动充电车采用纯电动驱动，因此该移动充电车为新能源汽车，能够降低移动充电车因行驶导致的尾气排放。

在一些实施例中，移动装置100的驾驶室110为单座舱(即仅有一个驾驶座位)，车厢130的宽度小于或等于1米。例如，移动装置100为单座舱的轻卡或厢式面包车。

现有路肩一般可允许2人并排通行，路肩的宽度大概为两米。因此，通过上述设置，能够使得本实用新型实施例的移动充电车能够开上路肩，移动充电车的宽度至多占用一人通行的宽度，不会影响行人通行。这样，解决了现有充电装置400存在的不好建、无地建及占车位的问题。

在一些实施例中，底盘120安装有液压支腿121，例如，底盘120安装有4个液压支腿121，液压支腿121通过控制系统进行操作。这样，能够提高移动充电车在充电时的稳定性。

在一些实施例中，燃气轮机发电机组200为微型燃气轮机发电机组。

在一些实施例中，燃料存储箱600、燃气轮机发电机组200和充电装置400均设置于车厢130内，车厢130设置有进风孔(图中未示出)，例如，可以在车厢130上设置百叶窗，进风孔用于为燃气轮机发电机组200提供进气。

在一些实施例中，电能存储装置300设置于底盘120。这样，有利于将整车的重心下移，从而能够提高移动充电车的稳定性。

在一些实施例中，电能存储装置300为蓄电池，例如，蓄电池为磷酸铁锂电池或三元锂电池或燃料动力电池。通过将电能存储装置300设置为蓄电池，能够实现直流对直流的充电方式，从而能够实现快速、稳定、安全地充电。

在一些实施例中，电能存储装置300采用废旧电池，例如电动车的废旧电池。为了确保足够的行驶里程和行驶速度，电动车上的电池在充电容量低于60％左右时，一般需要对电池进行更换，这样就产生了大量的废旧电池。因此，将这些废旧电池作为电能存储装置300使用于移动充电车，不仅能够解决现有电动车废旧电池的回收利用，而且废旧电池不易发热，还能够提高安全性。电能存储装置300可以采用多块废旧电池并联而成，这样，使用移动充电车为用电设备充电时，多块电池同时放电，效率高。

在一些实施例中，尾气排放管210从车厢130顶部伸出并朝后水平设置。这样，能够避免雨水通过尾气排放管210进入燃气轮机发电机组200。

在一些实施例中，尾气排放管210的出口设置有消音器211，该消音器211可以由变频扩压器和微孔板组成。

在一些实施例中，燃气轮机发电机组200和充电装置400均设置于车厢130的前部，燃料存储箱600设置于车厢130的后部，其中，燃料存储箱600内存储有燃料，例如，燃料为天然气，用于给燃气轮机发电机组200提供燃料。为了保证足够的燃料供给，燃料存储箱600可以占据车厢130的绝大部分容积。

该实施例中，可以将车厢130分隔成多个放置室，例如，用于放置燃气轮机发电机组200的第一放置室131，用于放置充电装置400的第二放置室132，用于放置燃料存储箱600的第三放置室。

本实用新型实施例中，如图4所示，燃气轮机发电机组200和电能存储装置300之间需要设置整流装置500，燃气轮机发电机组200、整流装置500、电能存储装置300和充电装置400依次连接。其中，如图5所示，整流装置500可以包括依次连接的滤波器510，AC(Alternating Current，交流电流)/DC(Direct Current，直流电流)转换器520，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块530和变压器540，滤波器510与燃气轮机发电机组200连接，变压器540与电能存储装置300连接。

对于上述整流装置500以及其他所需的相关电缆、电气元件等，可以与充电装置400共用第二放置室132。

在一些实施例中，上述用于放置燃气轮机发电机组200的第一放置室131设置有密封装置和降噪装置，例如，降噪装置为隔音棉。这样，能够降低燃气轮机发电机组200开启时产生的噪音。

在一些实施例中，燃气轮机发电机组200采用模块化设计，燃气轮机发电机组200包括至少两个并联的发电机组单元，每个发电机组单元包括微型燃气轮机230、发电机220和转轴，微型燃气轮机230用于驱动发电机220转动发电。微型燃气轮机230包括压气机和透平，发电机220、压气机和透平通过转轴依次连接，以形成发电机组单元的转子系统。

在一些实施例中，微型燃气轮机230的功率为15kw至200kw之间，燃气轮机发电机组200的发电效率在20％至50％之间，例如30％至35％之间；透平涡轮前温度为800至1600摄氏度。

在该实施例中，每个发电机组单元的发电功率可以相同，也可以不尽相同。例如，发电机组单元的发电功率为15kW、30kW或45kW等。通过使用不同的发电机组单元的组合可以实现多种输出功率，且即使同一辆车在启动不同规格或不同数量的发电机组单元时，其动力系统的输出功率可以不同。这样，在移动充电车处于不同的工况时，可以灵活地开启其中的一个或者多个发电机组单元以适应当前的工况，操作方便且节能环保。

另外，模块化的设计有利于实现微型燃气轮机230和发电机220的批量化和规模化生产，有利于降低生产和运营管理的成本，同时也可以满足不同充电能力的移动充电车对不同功率的动力系统的需求。

在一些实施例中，如图6所示，每个发电机组单元分别连接不同的整流装置500，多个整流装置500并联后与电能存储装置300连接。

在一些实施例中，充电装置400包括充电装置400本体和至少一个充电枪410，至少一个充电枪410与充电装置400本体连接，充电装置400本体设置有电压转换电路和功率调整电路；电压转换电路用于调节充电枪410的输出电压，功率调整电路用于调节充电枪410的输出电流。

上述功率调整电路和电压转换电路能够使得充电枪410输出的直流电满足用电设备的需求。上述电压转换电路可以采用电压转换器或者变压器实现，将充电枪410输出的电压转换成用电设备支持的标准电压；然后功率调整电路再调整电流的大小，以使充电枪410输出的直流电的功率满足用电设备的需求。

在一些实施例中，充电装置400设置多个电压转换电路、多个功率调整电路和多个充电枪410，这样，充电装置400可同时为多个用电设备充电。

在一些实施例中，充电装置400本体还设置有检测电路，控制系统分别与检测电路和功率调整电路电连接；在充电枪410的充电接口与外部用电设备连接时，检测电路用于检测用电设备的电池的当前容量；控制系统用于根据检测电路的检测结果控制功率调整电路的输出电流。

例如，当检测电路检测用电设备的电池的当前容量达到90％时，控制系统调整功率调整电路输出的功率，保证以最快的充电速度充电的同时，保护用电设备的电池。

在一些实施例中，充电装置400还包括充电操作显示装置700，控制系统与充电操作显示装置700电连接；充电操作显示装置700用于显示充电用户界面和充电信息。

上述充电操作显示装置700可以为触敏显示器，用于显示充电用户界面和充电信息。其中，充电用户界面可以包括充电启动区域、充电停止区域、计费区域等；充电信息可以包括已充电量、充电费用、用电设备电池的标称容量、用电设备电池的当前容量等。

在触敏显示器显示充电用户界面时，若控制系统检测到的接触位于充电启动区域，则控制系统启动充电设备的充电功能；若控制系统检测到的接触位于充电停止区域，则控制系统停止充电设备的充电功能；若控制系统检测到的接触位于计费区域，则控制系统生成对应于充电费用的二维码并通过触敏显示器显示该二维码。在充电结束后，用户可以通过支付软件直接扫描二维码来支付充电费用。

在一些实施例中，车厢130包括充电装置400放置室和关闭充电装置400放置室的室门133，充电装置400本体设置于充电装置400放置室内，室门133设置有搁置充电枪410的充电枪410底座，充电操作显示装置700设置于室门133；车厢130的侧壁设置有与上述室门133对应的卷拉门或窗户134。

通过上述设置，当需要对用电设备进行充电时，通过车厢130的外置开关，先将卷拉门或窗户134打开，使充电操作显示装置700和充电枪410裸露在外，方便给用电设备充电。充电完成后，将卷拉门或窗户134关上即可。这样，能够实现车厢130的密封，防止充电操作显示装置700和充电枪410被风吹、日晒或雨淋。

在一些实施例中，车厢130的侧壁设置有与燃气轮机发电机组200对应的卷拉门或窗户134。

通过上述设置，当需要对燃气轮机发电机组200检修保养时，通过车厢130的外置开关，先将卷拉门或窗户134打开。燃气轮机发电机组200检修保养完成后，将卷拉门或窗户134关上即可。这样，能够实现车厢130的密封，防止燃气轮机发电机组200被风吹、日晒或雨淋。

在一些实施例中，移动充电车还设置有通信模块(图中未示出)，通信模块用于与外部通信设备建立通信连接。

例如，用户可以在用电设备或手机、平板等移动通信终端上下载app(Application，应用程序)，用户可以通过app与移动充电车的通信模块建立通信连接。该app可以设置在线支付平台，以方便用户在充电时支付费用。此外，用户还可以通过app获取附近移动充电车的位置信息。

在一些实施例中，通信模块还用于在接受到用电设备(或移动通信终端)的充电请求之后，发送充电密码至用电设备(或移动通信终端)。相应的，触敏显示器的初始状态为锁定状态，充电密码用于解除触敏显示器的锁定状态，以使触敏显示器进入充电用户界面。这样，只有拥有当前充电权限的用电设备才能通过密码进入充电用户界面进行充电操作。在充电完成之后，下一位发送充电请求的用户才能通过充电密码进行充电。通过使用充电密码进行充电，一方面可以维护充电时的秩序，另一方面还能防止误操作。

在一些实施例中，电能存储装置300还设置有电量检测机构，控制系统与电量检测机构电连接；其中，电量检测机构检测电能存储装置300的电量低于或等于第一预定值时，控制系统控制燃气轮机发电机组200开启；电量检测机构检测电能存储装置300的电量高于或等于第二预定值时，控制系统控制燃气轮机发电机组200关闭。

例如，在电量检测机构检测到电能存储装置300的电量低于或等于额定电量的20％至40％之间时，控制系统控制燃气轮机发电机组200开启；在电量检测机构检测到电能存储装置300的电量高于或等于额定电量的90％至100％之间时，控制系统控制燃气轮机发电机组200关闭。

在一些实施例中，燃料存储箱600还设置有液位检测器和/或可燃气体浓度检测器。在一些实施例中，控制系统与液位检测器和/或可燃气体浓度检测器电连接。

例如，液位检测器检测到燃料存储箱600内的燃料低于额定量的10％至30％时，控制系统启动通信模块向燃料供应站(如加气站)发送缺燃料信息。例如，可燃气体浓度检测器检测到可燃气体浓度超标时，控制系统启动通信模块向维护终端发送相关信息，同时控制系统控制燃气轮机发电机组200关闭。

在一些实施例中，如图7所示，移动充电车还包括：

换热媒介循环系统610，换热媒介循环系统610包括填充有换热媒介的循环管道，换热媒介循环系统610用于对移动充电车中的电气控制元件611和/或电能存储装置300进行换热；

制热风机620，制热风机620用于对移动充电车的驾驶室110进行制热；

制冷风机630，制冷风机630用于对移动充电车的驾驶室110进行制冷；

制热系统640，制热系统640分别与换热媒介循环系统610和制热风机620连接；

以及制冷系统650，制冷系统650分别与换热媒介循环系统610和制冷风机630连接。

上述换热媒介循环系统610、制热风机620、制冷风机630、制热系统640和制冷系统650形成本实用新型实施例的移动充电车的热管理系统。

其中，换热媒介循环系统610用于利用制热系统640或制冷系统650对移动充电车中的电气控制元件611和/或电能存储装置300进行换热，以使移动充电车中的电气控制元件611和/或电能存储装置300的工作温度维持在合适的温度范围内。例如，在夏季时，移动充电车中的电气控制元件611和电能存储装置300的温度较高，换热媒介循环系统610可以利用制冷系统650对移动充电车中的电气控制元件611和/或电能存储装置300进行冷却；在冬季时，移动充电车中的电气控制元件611和电能存储装置300的温度较低，换热媒介循环系统610可以利用制热系统640对移动充电车中的电气控制元件611和/或电能存储装置300进行加热。

在一些实施例中，换热媒介循环系统610包括循环管道、换热媒介、换热循环泵、电磁阀、节流阀以及温度传感器等。电磁阀用于换热媒介的通断，节流阀用于换热媒介流量的控制，从而实现电气控制元件611和/或电能存储装置300温度的调控。

在一些实施例中，电气控制元件611周围设置循环管道，该循环管道与制热系统640和制冷系统650联通。循环管道中填充有换热媒介，同时循环管道上设置有换热循环泵、电磁阀以及节流阀。通过启动换热循环泵使得换热媒介在制冷系统650和电气控制元件611周围的循环管道之间循环，从而实现电气控制元件611降温冷却。同样的，通过启动换热循环泵使得换热媒介在制热系统640和电气控制元件611周围的循环管道之间循环，从而实现电气控制元件611升温加热。

在一些实施例中，在电能存储装置300内或电能存储装置300的周围设置有循环管道，该循环管道与制热系统640和制冷系统650联通。循环管道中填充有换热媒介，同时循环管道上设置有换热循环泵、电磁阀以及节流阀。通过启动换热循环泵使得换热媒介在制冷系统650和电能存储装置300的循环管道之间循环，从而实现电能存储装置300的降温冷却。同样的，通过启动换热循环泵使得换热媒介在制热系统640和电能存储装置300的循环管道之间循环，从而实现电能存储装置300的升温加热。

在一些实施例中，换热媒介为液-气相变物质，例如：蒸馏水、乙醇、甲醇、四氯化碳、苯等。相变物质具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。具体地，相变物质在加热到气化温度时，就产生从液态到气态的相变，气化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从气态到液态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。由于相变物质在相变过程中能够吸收或释放大量的热能，其换热效率高，相比于采用其它非相变物质的换热媒介实现换热的换热媒介循环系统，该换热媒介循环系统的换热媒介的流道可以设置得更小，这样不仅可以减少换热媒介的循环空间，同时可以减少换热媒介的使用量，从而可以减少换热媒介循环系统610的体积和重量，以实现整车的轻量化。

在一些实施例中，换热媒介为不导电且不易燃烧的换热媒介，例如四氯化碳、溴化锂机溶液等。这种情况下，电能存储装置300可以直接浸泡在换热媒介中，省去了电池组内或电池组周围的循环管道，这样不仅可以提高换热效率，简化电池组的结构，同时在电池组发生短路时，不会发生爆炸或者火灾等危险。

在一些实施例中，制热系统640设置于微型燃气轮机230的尾气排放端，制热系统640用于吸收燃气轮机发电机组200的尾气中的热能进行制热。

在一些实施例中，制热系统640包括翅片式换热器641，翅片式换热器641的翅片可伸缩；翅片式换热器641分别与换热媒介循环系统610和制热风机620连接。

通过上述设置，在需要制热的情况下，翅片式换热器641的翅片伸出，翅片式换热器641的翅片吸收燃气轮机尾气中的热能；在不需要制热时，翅片式换热器641的翅片收起。

在一些实施例中，翅片式换热器641的内部可以设置有与换热媒介循环系统610联通的液体回路和与制热风机620联通的气体回路。

通过上述设置，制热风机620可以通过气体回路将经微型燃气轮机230的尾气加热的空气送入到驾驶室110来实现驾驶室110的制热；换热媒介循环系统610可以通过液体回路实现微型燃气轮机230的尾气对换热媒介的加热。该制热系统640利用微型燃气轮机230的尾气中的热能实现制热，无需消耗电能，具有节能环保的有益效果。

在一些实施例中，移动充电车的热管理系统还设置有自动控制系统，该自动控制系统能够实时监测驾驶室110、换热媒介、电气控制元件611以及电能存储装置300的温度，并根据检测到的温度控制制热系统640或制冷系统650的启停，并控制对应的电磁阀的开关和节流阀的开度，实现驾驶室110、电气控制元件611以及电能存储装置300的温度的自动控制。

在一些实施例中，移动充电车的制热模式的控制方法包括以下步骤：

启动燃气轮机发电机组200，可以选择性的开启其中的一个或多个发电机组单元，自动控制系统检测电气控制元件611、电能存储装置300以及驾驶室110内的温度，当检测到电气控制元件611、电能存储装置300或者驾驶室110内的温度低于预定值时，自动控制系统控制制热系统640启动；当检测到电气控制元件611、电能存储装置300或者驾驶室110内的温度达到预定温度范围时，自动控制系统控制制热系统640关闭。

具体的，当自动控制系统检测到电气控制元件611、电能存储装置300或者驾驶室110内的温度低于预定值时，自动控制系统控制翅片式换热器641的翅片伸出，吸收微型燃气轮机230尾气的热能，翅片式换热器641产生的高温气体通过制热风机620对驾驶室110进行制热。同时，自动控制系统控制换热媒介循环系统610启动，换热媒介在翅片式换热器641与换热媒介循环系统610之间循环，实现对电气控制元件611和电能存储装置300的预热。当自动控制系统检测到电气控制元件611、电能存储装置300或者驾驶室110内的温度达到预定温度范围时，自动控制系统控制翅片式换热器641的翅片收起，并控制换热媒介循环系统610关闭。

在一些实施例中，在上述制热模式的控制过程中，如果电气控制元件611、电能存储装置300和驾驶室110中的一者达到预定温度，其余部件还需要制热时，自动控制系统控制已达到预定温度的支路上的电磁阀关闭以切断换热媒介的支路，或者，自动控制系统控制相应支路上的节流阀的开度以减少换热媒介的流量。

通过上述控制，能够提高制热系统640的换热效率。

在一些实施例中，制冷系统650包括制冷装置和冷却器652，制冷装置包括制冷机653和溴化锂机组651；

制冷机653与燃气轮机发电机组200和/或电能存储装置300电连接，且制冷机653与冷却器652和/或制冷风机630连接；

溴化锂机组651用于吸收燃气轮机发电机组200的尾气中的热能进行制冷，且溴化锂机组651与冷却器652连接；

冷却器652与换热媒介循环系统和/或制冷风机连接。

具体的，发电机220输出的电能通过高压母线240供给制冷机653以实现制冷，或者由电能存储装置300为制冷机653提供电能。具体的，制冷机653选择高压制冷机653时，可以由高压母线240为制冷机653提供电能；制冷机653选择低压制冷机653时，可以由电能存储装置300为制冷机653提供电能。

制冷机653产生的低温气体可以进入冷却器652，冷却经过冷却器652的高温换热媒介。高温换热媒介经过冷却器652的冷却后温度降低，然后回到换热媒介循环系统610循环以冷却电气控制元件611和电能存储装置300。制冷机653产生的低温气体也可以通过制冷风机630进入驾驶室110实现驾驶室110内的制冷。

在一些实施例中，可以在制冷机653与制冷风机630之间设置流量控制阀(图中未示出)，以控制低温气体的流量，从而控制驾驶室110内的温度，保证驾驶室110内适宜的温度。

另外，当燃料存储箱600内储存的燃料为液化气时，液化气由液态转化为气态用于微型燃气轮机230的燃烧。在液化气的气化过程中会从周围的环境中吸收大量的热量，从而在燃料存储箱600的周围形成低温气体，该低温气体可以通过制冷风机630实现驾驶室110的制冷，也可以作为冷却器652的冷源用于冷却换热媒介循环系统610中的换热媒介。

在一些实施例中，如图8所示，溴化锂机组651主要包括发生器6511、冷凝器6512、蒸发器6513、吸收器6514、热交换器6515、循环泵6516。将微型燃气轮机230的部分尾气分流用于发生器6511的加热，当溴化锂水溶液在发生器6511内受到微型燃气轮机230的尾气的加热后，溶液中的水不断汽化。随着水的不断汽化，发生器6511内的溴化锂水溶液浓度不断升高，进入吸收器6514。水蒸气进入冷凝器6512，被冷凝器6512内的冷却水降温后凝结，成为高压低温的液态水。当冷凝器6512内的水通过节流阀(图中未示出)进入蒸发器6513时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的。在此过程中，低温水蒸气进入吸收器6514，被吸收器6514内的溴化锂水溶液吸收，溶液浓度逐步降低，再由循环泵6516送回发生器6511，完成整个循环。如此循环不息，连续制取冷量。由于溴化锂稀溶液在吸收器内已被冷却，温度较低，为了节省加热稀溶液的热量，提高整个装置的热效率，在系统中增加了一个热交换器6515，让发生器6511流出的高温浓溶液与吸收器6514流出的低温稀溶液进行热交换，提高稀溶液进入发生器6511的温度。这样便实现了利用微型燃气轮机230的尾气通过溴化锂机组651制冷的目的。具体的，将溴化锂机组651产生的冷媒水联通到冷却器652并实现循环，从而为冷却器652提供了冷源的输入。冷却器652通过换热媒介循环系统610冷却电气控制元件611、电能存储装置300以及。同样，也可以将冷却器652和制冷风机630连接，利用溴化锂机组651产生的冷源为驾驶室110制冷。

当制冷装置既包括制冷机653也包括溴化锂机组651时，这两种制冷方式可单独进行，也可同时进行，以提高制冷效率。在制冷需求不高的情况下，优先使用溴化锂机组651的冷却方式，这样可以充分利用微型燃气轮机230的尾气中的热能，从而能够节约整车的电能。

在一些实施例中，冷却器652可以设置为两套单独的冷却单元，即制冷机653冷却换热媒介的冷却单元和溴化锂机组651冷却换热媒介的冷却单元。也可以两套冷却单元共用一个冷却器652，该冷却器652设置有通过制冷机653产生的低温气体的气路冷却管道和通过溴化锂机组651产生的冷媒水的液路冷却管道。

在一些实施例中，移动充电车的制冷模式的控制方法包括以下步骤：

S1：启动燃气轮机发电机组200，可以选择性的开启其中的一个或多个发电机组单元，自动控制系统检测电气控制元件611、电能存储装置300以及驾驶室110内的温度，当检测到电气控制元件611、电能存储装置300或者驾驶室110内的温度超过预定值时，自动控制系统控制溴化锂机组651启动，利用微型燃气轮机230的尾气中的热能给电气控制元件611或者电能存储装置300降温，并通过制冷风机630对驾驶室110进行制冷，直到自动控制系统检测电气控制元件611、电能存储装置300以及驾驶室110内的温度降低到正常范围。

S2：在上述制冷方式不能满足制冷要求或者制冷速度较慢时，冷却器652使用燃料存储箱600周围的低温气体作为冷源对换热媒介进行制冷，直到自动控制系统检测电气控制元件611、电能存储装置300、以及驾驶室110内的温度降低到正常范围。

S3：在上述制冷方式仍不能满足制冷要求或者制冷速度较慢时，开启制冷机653，制冷机653产生的低温气体通过制冷风机630对驾驶室110进行降温制冷，同时制冷机653产生的低温气体进入冷却器652与换热媒介进行热交换，从而对电气控制元件611或电能存储装置300进行降温，待自动控制系统检测到电气控制元件611、电能存储装置300或者驾驶室110内的温度达到预定值时，自动控制系统关闭制冷机653，只保留溴化锂机组651进行循环制冷。

S4：在上述制冷过程中，如果电气控制元件611、电能存储装置300或者驾驶室110中的一者达到预定温度，其余部件还需要制冷时，可以控制已到达预定温度的支路上的电磁阀关闭以切断换热媒介的支路，也可以控制相应支路上的节流阀的开度以减少换热媒介的流量，从而提高换热效率。

本实用新型实施例还涉及使用上述实施例中任一种移动充电车的移动能源站，该移动充电车的燃气轮机发电机组200的输电线路与输电网连通；或者，该移动充电车的燃气轮机发电机组200通过孤网发电的方式提供电能。具体的，本实用新型实施例的移动能源站包括以下至少两种实施方式。

作为一种实施方式，如图9所示，移动充电车通过孤网发电或并网发电的方式提供电能；移动能源站还包括余热锅炉和溴化锂机组，移动充电车的尾气排放管210分别与余热锅炉和溴化锂机组连接；其中，余热锅炉用于吸收移动充电车的燃气轮机发电机组200的尾气中的热能进行供热；溴化锂机组用于吸收移动充电车的燃气轮机发电机组200的尾气中的热能进行供冷。其中，余热锅炉支路可以设置第一控制阀，第一控制阀开启，则实现供热；溴化锂机组支路可以设置第二控制阀，第二控制阀开启，则实现供冷。

作为另一种实施方式，如图10所示，移动充电车通过孤网发电或并网发电的方式提供电能；移动能源站还包括烟气补燃型溴化锂机组，移动充电车的尾气排放管210与烟气补燃型溴化锂机组连接；烟气补燃型溴化锂机组用于吸收移动充电车的燃气轮机发电机组200的尾气中的热能进行供热或供冷。

其中，烟气补燃型溴化锂机组是以燃气发电机组的烟气为主要热源，同时设有补燃用燃烧器，当烟气回收热量不能满足冷热负载需求时，自动启动补燃燃烧器，使机组自动满足系统冷热负载的需求。

本实用新型实施例中，烟气补燃型溴化锂机组的具体结构可以采用现有的烟气补燃型溴化锂机组，本实用新型实施例对此不作具体描述。

本实用新型实施例中，移动能源站能够灵活移动、无需基建，可实现办公楼、宾馆、医院等建筑的供暖、供热以及供电。一般而言，单个移动能源站能够对面积在3000平方米以上的建筑进行供暖、供热以及供电；对于面积在10000平方米以上的建筑，可采用多个移动充电车的组合进行供暖、供热以及供电。

本实用新型实施例的移动能源站，通过采用燃气轮机发电机组200加之废热回收，能源综合利用率高达80％至90％，目前电厂能源利用率为50％左右，可见本实用新型实施例的移动能源站的能源利用率远高于电厂能源利用率。

本实用新型实施例中，发电机组单元的转子系统可以采用以下结构的转子系统：

转轴的轴体为一体结构，转轴水平设置；

转轴上还设置有推力轴承和至少两个径向轴承，推力轴承和至少两个径向轴承均为非接触式的轴承；

其中，推力轴承设置于透平的靠近压气机的一侧的预设位置上，预设位置为能够使转子系统的重心位于至少两个径向轴承中相距最远的两个径向轴承之间的位置。

本实用新型实施例中，推力轴承为用于限制转轴在轴向方向上移动的轴承，径向轴承为用于限制转轴在径向方向上移动的轴承。

随着转子转速的提高，普通的接触式轴承已无法满足高转速转子的需要。因此，本实用新型实施例中，为了适应转子高速转动的发展需求，推力轴承和径向轴承可以采用非接触式轴承。

本实用新型实施例中，转轴的轴体为一体结构，可以理解为，转轴的轴体为一整根轴，或者，转轴的轴体通过多个轴段刚性连接而成。由于转轴的轴体为一体结构，转轴上各处轴体的强度具有一致性，这使得推力轴承在转轴上的设置位置不受限制。

进一步的，为了使整个转子系统在高速旋转时也能保持结构稳定，整个转子系统的重心应位于上述至少两个径向轴承中相距最远的两个径向轴承之间。这样，整个转子系统形成纺锤体结构，区别于传统的悬臂式结构，本实用新型实施例提高了整个转子系统的稳定性。由于推力轴承在转轴的设置位置不受限制，因此，本实用新型实施例中，可以根据上述至少两个径向轴承的径向轴承的设置数量、每个径向轴承的设置位置以及整个转子系统中各部件的质量(包括推力轴承自身的质量)等参数对推力轴承的设置位置进行灵活地调整，以使整个转子系统的重心位于相距最远的两个径向轴承之间之间，优选的，整个转子系统的重心位于压气机上。

本实用新型实施例中，转轴水平设置，因此，可以理解地，本实用新型实施例的转子系统为水平转子系统。

为使本实用新型实施例的转子系统的整体技术方案更好地理解，下面结合各附图，对本实用新型实施例提供的转子系统进行各实施例的具体说明。

如图11至图13所示，转子系统包括：

转轴100，转轴100的轴体为一体结构，转轴100水平设置；

依次设置于转轴100上的电机200a、压气机300a和透平400a；

以及，设置于转轴100上的推力轴承500a、第一径向轴承600a和第二径向轴承700，第一径向轴承600a设置于电机200a的远离压气机300a的一侧，第二径向轴承700设置于压气机300a和透平400a之间。

推力轴承500a设置于第一径向轴承600a与电机200a之间，如图11所示；或者，推力轴承500a设置于第一径向轴承600a的远离电机200a的一侧，如图12所示；或者，推力轴承500a设置于电机200a与压气机300a之间，如图13所示。

其中，当透平400a的质量较大时，例如透平400a的材质为金属材料，为了使整个转子系统的重心位于第一径向轴承600a与第二径向轴承700之间，可以采用图11或图12所示的实施方式。

而当透平400a的质量较小时，例如透平400a的材质为陶瓷材料或陶瓷纤维复合材料等，为了使整个转子系统的重心位于第一径向轴承600a与第二径向轴承700之间，可以采用图13所示的实施方式。

需要说明的是，对于图13所示的实施方式，由于推力轴承500a设置于电机200a与压气机300a之间，为了避免推力轴承500a的推力盘挡住压气机300a的进气口，图13所示的实施方式适用于推力盘直径较小的推力轴承500a。

目前，非接触式轴承一般包括电磁轴承和空气轴承。然而，电磁轴承在长期开启时存在能耗太大以及发热等问题；而空气轴承在表面线速度接近或者超过音速时，会产生激波，从而导致轴承失稳，甚至产生撞轴等灾难性后果。

因此，考虑到燃气轮机或者燃气轮机发电机组高转速的发展需求，为了提高推力轴承和径向轴承的工作性能，本实用新型实施例中，推力轴承500a可以采用气磁混合推力轴承，第一径向轴承600a可以采用气磁混合径向轴承或气体动静压混合径向轴承。

另外，第二径向轴承700由于靠近透平400a，考虑到磁轴承中的磁性部件无法耐受透平400a传来的高温，第二径向轴承700可以采用气体动静压混合径向轴承。

作为另一种实施方式，第二径向轴承700也可以采用气磁混合径向轴承，该方式下，第二径向轴承700的磁性部件设置于第二径向轴承700上的远离透平400a的区域。也就是说，第二径向轴承700上的靠近透平400a的区域不设置磁性部件。

为保护第二径向轴承700上的磁性部件，可以通过减少透平400a辐射至第二径向轴承700上的热能的方式实现。具体的，透平400a上靠近第二径向轴承700的一侧设置有隔热层(图中未示出)。这里，隔热层的材料可以是气凝胶或隔热性能良好的其它材料。

图14至图16分别示出了图11至图13中第二径向轴承700上的远离透平400a的区域设置磁性部件的示意图。

压气机300a可以为离心压气机300a，透平400a涡轮可以为离心式涡轮；电机200a可以为动压轴承电机，转轴100对应电机200a的轴承的部位可以设置有第一动压发生槽201。

如图17至图20所示，转子系统包括：

转轴100，转轴100的轴体为一体结构，转轴100水平设置；

依次设置于转轴100上的电机200a、压气机300a和透平400a；

以及，设置于转轴100上的推力轴承500a、第一径向轴承600a、第二径向轴承700和第三径向轴承800，第一径向轴承600a设置于电机200a的远离压气机300a的一侧，第二径向轴承700设置于压气机300a和透平400a之间，第三径向轴承800设置于电机200a与压气机300a之间。

推力轴承500a设置于第一径向轴承600a与电机200a之间，如图17所示；或者，推力轴承500a设置于第一径向轴承600a的远离电机200a的一侧，如图18所示；或者，推力轴承500a设置于电机200a与压气机300a之间，如图19或图20所示。

由于增加了第三径向轴承800，推力轴承500a设置于电机200a与压气机300a之间时，推力轴承500a既可以设置于电机200a与第三径向轴承800之间，如图19所示；推力轴承500a又可以设置于第三径向轴承800与压气机300a之间，如图20所示。

通过在电机200a与压气机300a之间增加了第三径向轴承800，能够进一步提高整个转子系统的稳定性。

本实用新型实施例中，推力轴承500a可以采用气磁混合推力轴承，第一径向轴承600a可以采用气磁混合径向轴承或气体动静压混合径向轴承；第二径向轴承700由于靠近透平400a，考虑到其中磁轴承所包含的磁性部件无法耐受透平400a传来的高温，第二径向轴承700可以采用气体动静压混合径向轴承。

作为另一种实施方式，第二径向轴承700也可以采用气磁混合径向轴承，该方式下，第二径向轴承700的磁性部件设置于第二径向轴承700上的远离透平400a的区域。也就是说，第二径向轴承700上的靠近透平400a的区域不设置磁性部件。

为保护第二径向轴承700上的磁性部件，可以通过减少透平400a辐射至第二径向轴承700上的热能的方式实现。具体的，透平400a上靠近第二径向轴承700的一侧设置有隔热层(图中未示出)。这里，隔热层可以是气凝胶或其它材料。

图21至图24分别示出了图17至图20中第二径向轴承700上的远离透平400a的区域设置磁性部件的示意图。

如图25所示，转子系统包括：

转轴100，转轴100的轴体为一体结构，转轴100水平设置；

依次设置于转轴100上的电机200a、压气机300a和透平400a；

以及，设置于转轴100上的推力轴承500a、第一径向轴承600a、第二径向轴承700和第四径向轴承900，第一径向轴承600a设置于电机200a的远离压气机300a的一侧，第二径向轴承700设置于压气机300a和透平400a之间，第四径向轴承900设置于透平400a的远离压气机300a的一侧，推力轴承500a设置于压气机300a与第二径向轴承700之间。

本实用新型实施例可以适用于电机200a质量过大的情况，当电机200a的质量过大时，为保持转子系统的稳定性，转子系统的两端均需要设置径向轴承(即第一径向轴承600a和第四径向轴承900)，同时推力轴承500a需要朝透平400a的一侧移动。

考虑到透平400a的温度较高，当推力轴承500a采用气磁混合推力轴承时，由于磁轴承中的磁性部件无法耐受透平400a传来的高温，推力轴承500a可以设置于压气机300a与第二径向轴承700之间。相应的，第二径向轴承700可以采用气体动静压混合径向轴承。

一般的，透平400a上靠近第四径向轴承900一侧的温度高于透平400a上靠近第二径向轴承700一侧的温度，因此，第四径向轴承900优选采用气体动静压混合径向轴承。

作为另一种实施方式，第二径向轴承700也可以采用气磁混合径向轴承，该方式下，第二径向轴承700的磁性部件设置于第二径向轴承700上的远离透平400a的区域。也就是说，第二径向轴承700上的靠近透平400a的区域不设置磁性部件。

为保护第二径向轴承700上的磁性部件，可以通过减少透平400a辐射至第二径向轴承700上的热能的方式实现。具体的，透平400a上靠近第二径向轴承700的一侧设置有隔热层(图中未示出)。这里，隔热层可以是气凝胶或其它材料。

图26示出了图25中第二径向轴承700上的远离透平400a的区域设置磁性部件的示意图。

需要说明的是，当电机200a的质量并不太大时，推力轴承500a可以设置于第一径向轴承600a与电机200a之间；或者，推力轴承500a可以设置于第一径向轴承600a的远离电机200a的一侧；或者，推力轴承500a可以设置于电机200a与压气机300a之间。由于容易理解，对此不作具体描述。

如图27所示，转子系统包括：

转轴100，转轴100的轴体为一体结构，转轴100水平设置；

依次设置于转轴100上的电机200a、压气机300a和透平400a；

以及，设置于转轴100上的推力轴承500a、第一径向轴承600a、第二径向轴承700、第三径向轴承800和第四径向轴承900，第一径向轴承600a设置于电机200a的远离压气机300a的一侧，第二径向轴承700设置于压气机300a和透平400a之间，第三径向轴承800设置于电机200a与压气机300a之间，第四径向轴承900设置于透平400a的远离压气机300a的一侧，推力轴承500a设置于压气机300a与第二径向轴承700之间。

在电机200a与压气机300a之间增加第三径向轴承800，可以进一步提高整个转子系统的稳定性。

本实用新型实施例中，推力轴承500a可以采用气磁混合推力轴承，第二径向轴承700和第四径向轴承900均可以采用气体动静压混合径向轴承。

作为另一种实施方式，第二径向轴承700也可以采用气磁混合径向轴承，该方式下，第二径向轴承700的磁性部件设置于第二径向轴承700上的远离透平400a的区域。也就是说，第二径向轴承700上的靠近透平400a的区域不设置磁性部件。

为保护第二径向轴承700上的磁性部件，可以通过减少透平400a辐射至第二径向轴承700上的热能的方式实现。具体的，透平400a上靠近第二径向轴承700的一侧设置有隔热层(图中未示出)。这里，隔热层可以是气凝胶或其它材料。

图28示出了图21中第二径向轴承700上的远离透平400a的区域设置磁性部件的示意图。

考虑到本实用新型实施例的移动充电车为移动设备，在转子系统不工作的情况下，转轴与轴承直接接触。移动充电车在行驶过程中，由于颠簸或者振动引起转轴相对于轴承径向或者轴向的移动，使得转轴和轴承之间产生磨损，进而影响轴承的精度和寿命。

因此，为了解决上述问题，在本实用新型其它实施例的基础上，本实用新型实施例的转子系统可以设置锁紧装置，该锁紧装置用于在转子系统不工作时，锁紧转轴。本实用新型实施例的转子系统也可以在转轴100的安装轴承的部位涂防磨涂层。

本实用新型实施例中，锁紧装置的结构形式及设置方式并不唯一，为便于理解，下面结合附图对两种实施方式进行具体描述。

一种实施方式下，如图29所示，锁紧装置110包括伸缩顶紧单元111、连接杆112和固定部件113，连接杆112的一端连接固定部件113，另一端连接伸缩顶紧单元111，伸缩顶紧单元111正对转轴100的远离透平400a的一端的端面，固定部件113的另一端固定连接到安装本申请的转子系统的壳体。

在转子系统停机时，锁紧装置110的伸缩顶紧单元111动作，并沿转轴100的轴向推动转轴100，使得推力轴承500a的定子与推力盘接触，从而将转轴100轴向固定，同时利用推力轴承500a的定子与推力盘之间的摩擦力将转轴100径向固定。

进一步地，伸缩顶紧单元111设置有顶尖部(图中未示出)，转轴100的远离透平400a的一端的端面设置有顶尖孔(图中未示出)。在锁紧状态下，顶尖部顶入转轴100的顶尖孔，从而能够更好地将转轴100固定，防止在车辆的行驶过程中，造成对转轴100和轴承的磨损和损坏。

另一种实施方式下，如图30至图31所示，锁紧装置120a也可以设置为卡套结构的锁紧装置。具体的，锁紧装置120a包括伸缩单元121a和卡套122，卡套122连接到伸缩单元122的伸缩端。卡套122可以为半圆卡套，其半径等于或者稍微大于转轴100的半径，卡套122的轴线与转轴100的轴线平行设置，伸缩单元121a安装到转轴100的大致轴向中间位置，并固定连接至安装本申请的转子系统的壳体。

在转子系统停机时，伸缩单元121a伸出，使卡套122卡住转轴100，并将转轴100推动到与径向轴承接触，从而将转轴100径向固定，同时利用径向轴承与转轴100的摩擦力将转轴100轴向固定。

进一步地，伸缩单元121a可以选择活塞式气缸或者液压缸等可实现伸缩控制的部件。

在该实施方式下，锁紧装置120a在转轴100上的设置位置可以不作限定，优选地，锁紧装置120a设置于转子系统中的最远的两个径向轴承之间。

需要说明的是，图29与图30中的锁紧装置均基于图11示出的转子系统设置，对于在本实用新型其它实施例的转子系统中设置锁紧装置，在此不作一一描述。

本实用新型实施例中，通过设置锁紧装置，在转子系统不工作时，锁紧装置能够锁紧转轴。这样，能够防止转轴相对于轴承径向或者轴向的移动，从而能够提高轴承的精度和寿命。

如图32所示，在转轴100的安装轴承的部位涂有防磨涂层101，可以有效防止转轴100和轴承的磨损。该防磨涂层101优先选用化学稳定性、耐腐蚀性、高润滑不粘性和良好的抗老化耐力的材料，例如聚四氟乙烯等。

本实用新型实施例中，发电机组单元的转子系统也可以采用以下结构的立式转子系统：

转轴的轴体为一体结构，转轴竖向设置；

转轴上还设置有推力轴承和至少两个径向轴承，推力轴承和至少两个径向轴承均为非接触式的轴承；

其中，推力轴承设置于透平的靠近压气机的一侧的预设位置上，预设位置为能够使转子系统的重心位于至少两个径向轴承中相距最远的两个径向轴承之间的位置。

将图11至图32中示出的水平转子系统中的转轴竖向设置，即可形成相应的立式转子系统，为避免重复，本实用新型实施例对此不作赘述。立式转子系统除了能够达到与水平转子系统相同的技术效果，由于转子系统立式设置，所有部件的重心向下，还能够避免因转子系统水平设置而导致的悬臂轴式结构所带来的问题。

本实用新型实施例中，发电机组单元的转子系统可以采用以下结构的转子系统：

转轴的轴体为一体结构，转轴水平设置或竖向设置；

转轴上还设置有推力轴承和两个径向轴承，推力轴承和两个径向轴承均为非接触式的轴承；

转子系统还包括第一机匣和第二机匣，第一机匣与第二机匣连接；

其中，发电机、推力轴承和两个径向轴承均设置于第一机匣内，压气机和透平均设置于第二机匣内，压气机的叶轮与透平的叶轮在第二机匣内相靠设置。

本实用新型实施例中，通过将压气机的叶轮与透平的叶轮相靠设置，使得第一机匣内的轴向长度缩短，从而能够进一步提高整个转子系统的稳定性。

本实用新型实施例中，第一机匣和第二机匣可以通过止口(图中未示出)定位并连接，其中，推力轴承和所有的径向轴承可以全部设置在第一机匣(可以理解为发电机机匣)内，而第二机匣(可以理解为燃气轮机机匣)内无需设置轴承。这样，只需保证第一机匣内用于设置轴承定子的部位的加工精度即可，在装配时第一机匣内用于连接轴承定子的部位通过一次装卡加工即可完成，可见，本实用新型降低了燃气轮机发电机组的加工精度和装配精度，降低了成本，适合工程化批量生产。

如图33至图35所示，转子系统包括：

转轴100，转轴100的轴体为一体结构，转轴100水平设置；

设置于转轴100上的电机200a、压气机300a、透平400a、推力轴承500a、第一径向轴承600a和第二径向轴承700，推力轴承500a、第一径向轴承600a和第二径向轴承700均为非接触式轴承；

以及第一机匣801和第二机匣901，第一机匣801与第二机匣901连接，其中，电机200a、推力轴承500a、第一径向轴承600a和第二径向轴承700均设置于第一机匣801内，压气机300a和透平400a均设置于第二机匣901内；压气机300a的叶轮与透平400a的叶轮在第二机匣901内相靠设置。

第一径向轴承600a设置于电机200a的远离第二机匣901的一侧，第二径向轴承700设置于电机200a的靠近第二机匣901的一侧。

推力轴承500a设置于第一径向轴承600a与电机200a之间，如图23所示；或者，推力轴承500a设置于电机200a与第二径向轴承700之间，如图24所示；或者，推力轴承500a设置于第二径向轴承700的靠近第二机匣901的一侧，如图25所示。

需要说明的是，对于图35所示的实施方式，由于推力轴承500a设置于第二径向轴承700的靠近第二机匣901的一侧，也就是说，推力轴承500a设置于靠近第二机匣901内的压气机的位置，为了避免推力轴承500a的推力盘挡住压气机300a的进气口，图35所示的实施方式适用于推力盘直径较小的推力轴承500a。

可选的，第二径向轴承700的承载力大于第一径向轴承600a的承载力。

本实用新型实施例中，一般的，电机200a和推力轴承500a的重量均较大，整个转子系统的重心会偏向于第一径向轴承600a一侧。鉴于此，提高第二径向轴承700的承载力有助于提高整个转子系统的稳定性。

本实用新型实施例中，压气机300a可以为离心压气机300a，透平400a的涡轮可以为离心式涡轮；电机200a的轴承可以为流体动压轴承，转轴100对应电机200a的轴承的部位可以设置有第一动压发生槽201。

将图33至图35中示出的转子系统中的转轴竖向设置，即可形成相应的立式转子系统，为避免重复，本实用新型实施例对此不作赘述。

下面就燃气轮机发电机组的工作过程进行具体说明。

如前所示，转子系统中的推力轴承可以采用气磁混合推力轴承，径向轴承可以采用气磁混合推力轴承或气体动静压混合径向轴承。为了便于描述，我们将不需要转轴100转动就能起到润滑作用的轴承定义为静压轴承，转轴100转动到一定速度时才能工作的轴承定义为动压轴承。依此逻辑，气磁混合推力轴承中的磁轴承和气体静压轴承，以及气体动静压混合径向轴承中的气体静压轴承均可以称为静压轴承；而气磁混合推力轴承中的气体动压轴承，以及气体动静压混合径向轴承中的气体动压轴承均可以称为动压轴承。

本实用新型实施例提供一种燃气轮机发电机组的控制方法，包括：

S21、开启径向轴承和推力轴承中的静压轴承，以使转轴移动至预设径向位置，使推力轴承的推力盘移动至预设轴向位置。

其中，开启静压轴承包括：开启轴承中的磁轴承，和/或，向轴承中的静压进气节流孔输送气体。

S22、启动燃气轮机发电机组，空气经压气机压缩后进入燃烧室和燃烧室内的燃料混合燃烧；燃烧室排出的高温高压气体对透平的涡轮进行冲击，使涡轮旋转，涡轮通过转轴带动电机旋转发电。

以下以电机为启发一体式电机为例，对燃气轮机发电机组的启动过程进行具体描述。

燃气轮机控制器(Electronic Control Unit，简称ECU)接收到启动信号后，对电机功率控制器(Data Processing Center，简称DPC)发送电机驱动模式指令；DPC切换到电机驱动模式，DPC将燃气轮机内置电池的直流电进行变频，驱动电机工作，电机带动燃气轮机提升转速。

待燃气轮机的转速提升至点火转速后，打开燃料阀，进入点火程序。空气由进气道进入压气机进行压缩后进入回热器并被来自涡轮排出的高温气体预热，预热后的压缩空气进入燃烧室与燃料混合并燃烧，燃烧室充分燃烧后的高温高压气体进入透平对涡轮进行冲击，使透平涡轮旋转，涡轮排气进入回热器对进入燃烧室前的冷压缩空气预加热后由尾气管排出，由于透平与压气机和电机通过转轴连接，透平涡轮旋转带动压气机一起旋转至自持速度。

燃气轮机到达自持转速后，DPC挂起，电机空转继续增加油门，涡轮继续提升功率，使转速提升至工作转速。ECU对DPC发送发电机模式指令；DPC切换到发电机模式，并将电机输出的交流电通过整流变压后输出用户所需电压电流。

其中，压气机为离心式压气机，该离心式压气机包括动叶和沿周向布置的静叶，静叶为扩压器。这样，空气由进气道进入压气机进行压缩的具体过程可以为：空气进入离心式压气机的动叶被压缩后，进入沿周向布置的扩压器(即静叶)继续被压缩。

其中，透平涡轮为离心式涡轮，该离心式涡轮设置有动叶。燃烧室出口沿周向布置有静叶，该静叶为喷嘴。这样，燃烧室充分燃烧后的高温高压气体进入透平做功，使透平涡轮旋转的具体过程可以为：燃烧室充分燃烧后的高温高压气体通过在燃烧室出口沿周向布置的喷嘴(即静叶)进行膨胀加速后，对涡轮的动叶进行冲击，使涡轮旋转。

S23、转轴的转速加速至工作转速之后，关闭径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

其中，关闭静压轴承包括：关闭轴承中的磁轴承，和/或，停止向轴承中的静压进气节流孔输送气体。

S24、燃气轮机发电机组停机时，开启径向轴承中的静压轴承和推力轴承中的静压轴承。

S25、转轴的转速减速至零之后，关闭径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

在上述过程中，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承中的静压轴承一直开启至转轴的转速达到工作转速。

燃气轮机发电机组停机时，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承中的静压轴承一直开启至转轴的转速为零。

本实用新型实施例提供另一种燃气轮机发电机组的控制方法，包括：

S31、开启径向轴承和推力轴承中的静压轴承，以使转轴移动至预设径向位置，使推力轴承的推力盘移动至预设轴向位置。

其中，开启静压轴承包括：开启轴承中的磁轴承，和/或，向轴承中的静压进气节流孔输送气体。

S32、启动燃气轮机发电机组，空气经压气机压缩后进入燃烧室和燃烧室内的燃料混合燃烧；燃烧室排出的高温高压气体对透平的涡轮进行冲击，使涡轮旋转，涡轮通过转轴带动电机旋转发电。

S33、转轴的转速加速至第一预设值之后，关闭径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

其中，第一预设值可以是额定转速的5％至30％。

其中，关闭静压轴承，包括：关闭轴承中的磁轴承，和/或，停止向轴承中的静压进气节流孔输送气体。

S34、转子系统加速至一阶临界速度或二阶临界速度时，开启径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

S35、转子系统平稳度过一阶临界速度或二阶临界速度之后，关闭径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

S36、燃气轮机发电机组停机过程中，当转子系统减速至一阶临界速度或二阶临界速度时，开启径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

S37、转子系统平稳度过一阶临界速度或二阶临界速度之后，关闭径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

S38、转轴的转速减速至第二预设值时，开启径向轴承中的静压轴承和推力轴承中的静压轴承。

其中，第二预设值可以等于第一预设值，也可以不等于第一预设值，第二预设值可以是额定转速的5％至30％。

S39、转轴的转速减速至零之后，关闭径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

在上述过程中，燃气轮机发电机组启动之前，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承的静压轴承开启。这样，转轴在径向轴承的静压轴承的作用下，被托起至预设径向位置；推力盘在推力轴承的静压轴承的作用下，被推动至预设轴向位置。

燃气轮机发电机组启动之后，转轴的转速逐渐增大，当转轴的转速达到第一预设值时，例如额定转速的5％至30％时，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承中的静压轴承停止工作。当转轴的转速达到一阶临界速度或二阶临界速度时，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承的静压轴承重新开启。在转轴的转速平稳度过一阶临界速度或二阶临界速度之后，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承中的静压轴承再次停止工作。

燃气轮机发电机组停机过程中，转轴的转速逐渐下降，当转轴的转速达到二阶临界速度或一阶临界速度时，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承的静压轴承再次开启。在转轴的转速平稳度过二阶临界速度或一阶临界速度之后，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承中的静压轴承再次停止工作。当转轴的转速下降至预定值时，例如额定转速的5％至30％时，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承的静压轴承再次开启直至转速降为零之后，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承中的静压轴承再次停止工作。

下面基于上述燃气轮机发电机组的控制方法，对转子系统的控制方法进行具体说明。

本实用新型实施例提供一种转子系统的控制方法，包括：

S101、开启径向轴承和推力轴承中的静压轴承，以使转轴移动至预设径向位置，使推力轴承的推力盘移动至预设轴向位置。

其中，开启静压轴承包括：开启轴承中的磁轴承，和/或，向轴承中的静压进气节流孔输送气体。

S102、转轴的转速加速至工作转速之后，关闭径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

其中，关闭静压轴承包括：关闭轴承中的磁轴承，和/或，停止向轴承中的静压进气节流孔输送气体。

S103、转子系统停机时，开启径向轴承中的静压轴承和推力轴承中的静压轴承。

S104、转轴的转速减速至零之后，关闭径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

在上述过程中，转子系统启动之前，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承的静压轴承开启。这样，转轴在径向轴承的静压轴承的作用下，被托起至预设径向位置；推力盘在推力轴承的静压轴承的作用下，被推动至预设轴向位置。径向轴承和推力轴承中的静压轴承一直开启至转轴的转速达到工作转速。

转子系统停机时，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承中的静压轴承一直开启至转轴的转速为零。

本实用新型实施例提供另一种转子系统的控制方法，包括：

S201、开启径向轴承和推力轴承中的静压轴承，以使转轴移动至预设径向位置，使推力轴承的推力盘移动至预设轴向位置。

其中，开启静压轴承，包括：开启轴承中的磁轴承，和/或，向轴承中的静压进气节流孔输送气体。

S202、转轴的转速加速至第一预设值之后，关闭径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

其中，第一预设值可以是额定转速的5％至30％。

其中，关闭静压轴承，包括：关闭轴承中的磁轴承，和/或，停止向轴承中的静压进气节流孔输送气体。

S203、转子系统加速至一阶临界速度或二阶临界速度时，开启径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

S204、转子系统平稳度过一阶临界速度或二阶临界速度之后，关闭径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

S205、转子系统减速至一阶临界速度或二阶临界速度时，开启径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

S206、转子系统平稳度过一阶临界速度或二阶临界速度之后，关闭径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

S207、转轴的转速减速至第二预设值时，开启径向轴承中的静压轴承和推力轴承中的静压轴承。

其中，第二预设值可以等于第一预设值，也可以不等于第一预设值，第二预设值可以是额定转速的5％至30％。

S208、转轴的转速减速至零之后，关闭径向轴承和推力轴承中的静压轴承。

在上述过程中，转子系统启动之前，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承的静压轴承开启。这样，转轴在径向轴承的静压轴承的作用下，被托起至预设径向位置；推力盘在推力轴承的静压轴承的作用下，被推动至预设轴向位置。

转子系统启动之后，转轴的转速逐渐增大，当转轴的转速达到第一预设值时，例如额定转速的5％至30％时，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承中的静压轴承停止工作。当转轴的转速达到一阶临界速度或二阶临界速度时，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承的静压轴承重新开启。在转轴的转速平稳度过一阶临界速度或二阶临界速度之后，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承中的静压轴承再次停止工作。

转子系统停机过程中，转轴的转速逐渐下降，当转轴的转速达到二阶临界速度或一阶临界速度时，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承的静压轴承再次开启。在转轴的转速平稳度过二阶临界速度或一阶临界速度之后，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承中的静压轴承再次停止工作。当转轴的转速下降至预定值时，例如额定转速的5％至30％时，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承的静压轴承再次开启直至转速降为零之后，控制转子系统中的轴承，使径向轴承和推力轴承中的静压轴承再次停止工作。

本实用新型实施例中，转子系统中的径向轴承优选气磁混合径向轴承，转子系统中的推力轴承优选气磁混合推力轴承。

其中，气磁混合径向轴承可以采用箔片式气磁混合径向轴承。

该箔片式气磁混合径向轴承的其它具体结构可以参见申请号为CN201810030888.1、CN201810030299.3或CN201810031822.4的专利申请文件中的相关说明，且能够达到相同的有益效果，为避免重复，本实用新型实施例对此不作赘述。

其中，气磁混合推力轴承可以采用箔片式气磁混合推力轴承。

如图36至图39所示，箔片式气磁混合推力轴承5100包括：

第一推力盘5101，第一推力盘5101固定连接于转轴100上；

以及，穿设于转轴100上的第一定子5102和第二定子5103，第一定子5102和第二定子5103分别设置于第一推力盘5101的相对两侧；

第一定子5102和第二定子5103中，每个定子包括第一磁轴承5104和第一箔片轴承5105，第一磁轴承5104上沿周向设置有多个第一磁性部件，第一箔片轴承5105设置有能够与多个第一磁性部件之间产生磁力的第二磁性部件；

其中，第一箔片轴承5105设置于第一磁轴承5104与第一推力盘5101之间，并与第一推力盘5101之间具有第一间隙5106，且第一箔片轴承5105能够在第一磁性部件和第二磁性部件之间的磁力作用下在转轴100的轴向方向上移动。

本实用新型实施例中，通过在推力轴承5100中设置第一间隙5106和第一磁轴承5104，从而使该推力轴承5100形成气、磁混合推力轴承。

工作时，推力轴承5100中的气体轴承与第一磁轴承5104能够协同工作，在推力轴承5100处于稳定的工作状态时，依靠气体轴承实现支承；而在推力轴承5100处于非稳定的工作状态时，依靠第一磁轴承5104及时对推力轴承5100进行控制和响应。

可见，本实用新型实施例能够改善推力轴承，尤其在高速运转状态下的动态性能和稳定性，抗受扰动能力强，进而提高了推力轴承的承载能力。本实用新型实施例的推力轴承能够满足高转速的转子系统，例如，燃气轮机或者燃气轮机发电联合机组等的需求。

本实用新型实施例中，第一推力盘5101、第一定子5102和第二定子5103的外径可以相等，且第一定子5102和第二定子5103的结构可以完全相同。

当本实用新型实施例的转子系统应用于燃气轮机或者燃气轮机发电联合机组时，第一定子5102和第二定子5103可以通过连接件与燃气轮机的壳体连接。

可选的，多个第一磁性部件包括多个第一永磁体，多个第一永磁体在第一磁轴承5104上沿周向设置；

或者，多个第一磁性部件包括多个第一电磁铁，多个第一电磁铁在第一磁轴承5104上沿周向设置，多个第一电磁铁中的每个第一电磁铁包括设置于第一磁轴承5104上的第一磁芯51041及缠绕于第一磁芯上的第一线圈51042。

本实用新型实施例中，当箔片式气磁混合推力轴承5100仅需要磁性部件提供磁力而无需磁控时，第一磁性部件优选第一永磁体；当箔片式气磁混合推力轴承5100同时需要磁力和磁控时，第一磁性部件优选第一电磁铁。

当第一磁性部件为第一电磁铁时，往第一线圈51042通入电流，即可以使第一磁芯51041产生磁力。往第一线圈51042通入电流的大小不同，第一磁芯51041产生的磁力大小也不同；往第一线圈51042通入电流的方向不同，第一磁芯51041的磁极也不同。

其中，由于硅钢片或矽钢片具有磁导率高、涡流损耗低等物理特性，本实用新型的优选实施例中，第一磁芯51041由若干硅钢片或者矽钢片叠压而成。

可选的，第一磁轴承5104包括：

第一磁轴承座51043，第一磁轴承座51043与第一推力盘5101相对设置，第一磁轴承座51043上沿周向设置有多个第一容纳槽51044，多个第一磁性部件设置于多个第一容纳槽51044内，且多个第一磁性部件的磁极朝向第一箔片轴承5105所在的一侧；

第一端盖51045，第一端盖51045设置于第一磁轴承座51043的远离第一箔片轴承5105的一侧，并与第一箔片轴承5105配合，将第一磁性部件固定于第一磁轴承座51043上。

其中，由于硅钢片或矽钢片具有磁导率高、涡流损耗低等物理特性，本实用新型的优选实施例中，第一磁轴承座51043由若干硅钢片或者矽钢片叠压而成。第一容纳槽51044的数量可以为但不限于为六个或八个，沿第一磁轴承座51043的周向均匀设置。这样，能够使第一磁轴承座51043与第一箔片轴承5105之间的磁力更加均匀、稳定。需要说明的是，多个第一磁性部件还可以采用其他方式设置于第一磁轴承座51043上，对此不进行限定。第一端盖51045的材料可以是非磁性材料，优选硬铝材料。

可选的，第一箔片轴承5105包括：

与第一磁轴承座51043固定连接的第一箔片轴承座51051；

以及，设置于第一箔片轴承座51051上的第一箔片51052和第二箔片51053，第一箔片51052安装于第一箔片轴承座51051上，第二箔片51053叠设于第一箔片51052的靠近第一推力盘5101的一侧；

其中，第二箔片51053为平箔片，第二磁性部件设置于第二箔片51053上，以使第二箔片51053能够在第一磁性部件和第二磁性部件的磁力作用下在转轴100的轴向方向上移动；第一箔片51052为能够在第二箔片51053移动时发生弹性变形的弹性变形箔片。

其中，第一箔片轴承座51051的材料为非磁性材料，优选硬铝材料。第一箔片51052为弹性变形箔片，考虑到导磁材料的材质较硬且脆，不宜作为弹性变形箔片，因此，第一箔片51052优选不导磁的不锈钢带。

本实用新型实施例中，通过将第二箔片51053设置为平箔片，便于控制第二箔片51053与第一推力盘5101之间的距离，或者说，便于控制第一间隙5106的大小。第一箔片51052采用能够弹性变形的箔片，一方面起到连接第二箔片51053和第一箔片轴承座51051的作用，另一方面可以实现第二箔片51053相对于第一箔片轴承座51051可沿转轴100的轴向移动的目的。

可选的，第一箔片51052为呈波浪状的弹性变形箔片，且第一箔片51052为不封闭的环形，其上设有一开口，开口的一端为固定端，固定端固定于第一箔片轴承座51051上，开口的另一端为活动端；

其中，第二箔片51053在转轴100的轴向方向上移动时，第一箔片51052上的波浪纹伸展或收缩，活动端沿环形的周向移动。

本实用新型实施例中，通过将第一箔片51052设置为呈波浪状的弹性变形箔片，便于利用波浪纹的伸展或收缩特性，推动第二箔片51053在转轴100的轴向方向上移动。

需要说明的是，本实用新型实施例中的第一箔片51052的形状并不局限于波浪状，其它能够产生弹性变形的形状均可以适用于本实用新型实施例的第一箔片51052。

可选的，第二磁性部件包括设置于第二箔片51053的靠近第一磁轴承5104的一侧表面上的第一磁性材料；

其中，第一磁性材料在第二箔片51053上呈条状分布，而形成多个条状磁性部，多个条状磁性部呈辐射状或环状；

或者，第一磁性部件在第二箔片51053上呈点状分布。

其中，第二箔片51053的材料优选非导磁材料，在第二箔片51053的表面遮喷第一磁性材料后，可以用陶瓷涂层覆盖第一磁性材料。第二箔片51053可以通过使用40％的氧化锆、30％的α氧化铝和30％的铝酸镁尖晶石的陶瓷纳米微粉烧结制成。

若第二箔片51053的表面完全覆盖第一磁性材料，则会大幅增加第一磁性材料与第一磁性部件之间产生的磁力，这样容易导致第二箔片51053发生变形。鉴于此，本实用新型实施例中，通过在第二箔片51053的表面遮喷第一磁性材料，使第一磁性材料在第二箔片51053上呈条状分布或点状分布，可以将第一磁性材料与第一磁性部件之间产生的磁力控制在合理的范围，从而避免第二箔片51053因过大的磁力而发生变形。

可选的，箔片式气磁混合推力轴承5100还包括第一传感器5107，第一传感器5107的传感器探头设置于第一间隙5106内。

本实用新型实施例中，通过设置第一传感器5107，能够实时检测第一间隙5106处的参数，例如第一间隙5106处的气膜压力等。这样，第一磁轴承5104可以根据第一传感器5107的检测结果对推力轴承5100进行主动控制，并能够使控制达到较高的精度。

可选的，第一传感器5107包括第一传感器盖51071和第一传感器探头51072，第一传感器探头51072的第一端连接第一传感器盖51071，第一传感器盖51071固定于第一磁轴承5104上，第一磁轴承5104和第一箔片轴承5105上设有用于供第一传感器探头51072穿过的通孔；第一传感器探头51072的第二端穿过第一磁轴承5104和第一箔片轴承5105上的通孔，并伸至第一间隙5106，且第一传感器探头51072的第二端端部与第一箔片轴承5105的靠近第一推力盘5101的一侧平齐。

本实用新型实施例中，通过上述第一传感器5107的结构形式和安装方式，能够使第一传感器5107更稳定地设置于第一磁轴承5104上。将第一传感器探头51072的第二端端部与第一箔片轴承5105的靠近第一推力盘5101的一侧平齐，一方面，能够避免第一传感器探头51072受到第一推力盘5101的碰触，从而有利于保护第一传感器探头51072；另一方面，不会对第一间隙5106内的气膜产生影响，避免第一间隙5106内的气膜发生扰动。

可选的，第一传感器5107设置于相邻的两个第一磁性部件之间。

本实用新型实施例中，每个定子上均应当设置至少一个第一传感器5107，优选设置一个第一传感器5107，该第一传感器5107优选设置在相邻两个第一磁性部件之间。

可选的，第一传感器5107为以下任意一种或多种的组合：

用于检测第一推力盘5101位置的位移传感器；

用于检测第一间隙5106处的气膜压力的压力传感器；

用于检测第一推力盘5101转速的速度传感器；

用于检测第一推力盘5101旋转加速度的加速度传感器。

下面以本实用新型实施例的箔片式气磁混合推力轴承(其中，第一磁轴承中的第一磁性部件为电磁铁)参与转子系统的控制过程时的具体控制方法进行详细地说明。

本实用新型实施例提供一种箔片式气磁混合推力轴承的控制方法，包括：

S511、开启第一定子和第二定子中的第一磁轴承，控制第一推力盘在多个第一磁性部件的磁力作用下在转轴的轴向方向上移动，以使第一推力盘与第一定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙与第一推力盘与第二定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙的差值小于或者等于预定值。

S512、转轴的转速加速至工作转速之后，关闭第一定子和第二定子中的第一磁轴承。

S513、转子系统停机时，开启第一定子和第二定子中的第一磁轴承。

S514、转轴的转速减速至零之后，关闭第一定子和第二定子中的第一磁轴承。

在上述过程中，第一磁轴承开启后，第一推力盘在第一磁轴承的作用下到达第一定子和第二定子之间的预定位置，第一推力盘与第一定子和第二定子的端面均具有第一间隙。

随着转轴的转动，第一推力盘在受第一间隙中气流润滑的情况下相对第一定子和第二定子开始转动，以防止磨损。第一磁轴承开启的具体过程为：向第一线圈输入预定值的电流信号，第一推力盘在第一磁轴承的作用下到达第一定子和第二定子之间的预定位置。

随着转轴的转速越来越大，第一推力盘的转速也同步增大，当转轴的转速到达工作转速时，该推力轴承的气体动压轴承(第一推力盘与第一定子和第二定子之间设置第一间隙即形成该推力轴承的气体动压轴承)产生的气膜压力可以将第一推力盘稳定，届时可以关闭第一磁轴承。

在转子系统停机时，第一推力盘随着转轴减速而减速，为了使转轴在整个转子系统停机过程中保持稳定，在转子系统停机时即开启第一磁轴承，直到第一推力盘完全停下后即可关闭第一磁轴承。

本实用新型实施例还提供另一种箔片式气磁混合推力轴承的控制方法，包括：

S521、开启第一定子和第二定子中的第一磁轴承，控制第一推力盘在多个第一磁性部件的磁力作用下在转轴的轴向方向上移动，以使第一推力盘与第一定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙与第一推力盘与第二定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙的差值小于或者等于预定值。

S522、转轴的转速加速至第一预设值之后，关闭第一定子和第二定子中的第一磁轴承。

S523、转轴的转速减速至第二预设值时，开启第一定子和第二定子中的第一磁轴承。

S524、转轴的转速减速至零之后，关闭第一定子和第二定子中的第一磁轴承。

在上述过程中，第一磁轴承开启后，第一推力盘在第一磁轴承的作用下到达第一定子和第二定子之间的预定位置，第一推力盘与第一定子和第二定子的端面均具有第一间隙。

随着转轴的转动，第一推力盘在受第一间隙中气流润滑的情况下相对第一定子和第二定子开始转动，以防止磨损。第一磁轴承开启的具体过程为：向第一线圈输入预定值的电流信号，第一推力盘在第一磁轴承的作用下到达第一定子和第二定子之间的预定位置。

随着转轴的转速越来越大，第一推力盘的转速也同步增大，当转轴的转速到达第一预设值，例如额定转速的5％至30％时，该推力轴承的气体动压轴承(第一推力盘与第一定子和第二定子之间设置第一间隙即形成该箔片式气磁混合推力轴承的气体动压轴承)产生的气膜压力可以将第一推力盘稳定，届时可以关闭第一磁轴承。

在转子系统停机过程中，第一推力盘随着转轴减速而减速，当转轴的转速低于第二预设值，例如额定转速的5％至30％时，此时，推力轴承的气体动压轴承产生的气膜压力也随第一推力盘减速而减小，因此，需要开启第一磁轴承以使第一推力盘保持稳定，直到第一推力盘完全停下后即可关闭第一磁轴承。

可选的，上述方法还包括：

当载荷负载在第一推力盘，第一推力盘在载荷负载的作用下在转轴的轴向方向上移动，第一推力盘与第一定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙与第一推力盘与第二定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙的差值大于预定值时，开启第一定子和第二定子中的第一磁轴承；

当第一推力盘与第一定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙与第一推力盘与第二定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙的差值小于或等于预定值，关闭第一定子和第二定子中的第一磁轴承。

当载荷负载在第一推力盘上，使第一推力盘与第一定子或第二定子的第一箔片轴承之间的第一间隙变小而接近该侧的第一箔片轴承时，第一传感器(这里的第一传感器优选压力传感器)获得气压增大的信号，此时第一磁轴承需要介入工作。第一磁轴承并不完全直接将磁力作用于第一推力盘上，使其向另一侧的第一箔片轴承移动，而是使用磁力将另一侧的第一箔片轴承朝远离第一推力盘的方向移动，使第一推力盘与另一侧的第一箔片轴承之间的第一间隙提高，从而提高第一间隙变小侧的压力，适应第一推力盘上负载的重量，自动重新分配两个第一间隙上的气流压力。当第一推力盘达到新的平衡位置时，第一磁轴承停止工作。

具体的，若第一推力盘与第一定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙小于第一推力盘与第二定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙，则控制第二定子中的第一箔片轴承在多个第一磁性部件与第二磁性部件之间的磁力作用下，朝远离第一推力盘的方向在转轴的轴向方向上移动。

若第一推力盘与第二定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙小于第一推力盘与第一定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙，则控制第一定子中的第一箔片轴承在多个第一磁性部件与第二磁性部件之间的磁力作用下，朝远离第一推力盘的方向在转轴的轴向方向上移动。

可选的，当载荷负载在第一推力盘，第一推力盘在载荷负载的作用下在转轴的轴向方向上移动，第一推力盘与第一定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙与第一推力盘与第二定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙的差值大于预定值时，开启第一定子和第二定子中的第一磁轴承，包括：

当载荷负载在第一推力盘，第一推力盘在载荷负载的作用下在转轴的轴向方向上移动，第一推力盘与第一定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙与第一推力盘与第二定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙的差值大于预定值时，控制第一定子和第二定子中的第一磁轴承以最大功率开启；或者，

当载荷负载在第一推力盘，第一推力盘在载荷负载的作用下在转轴的轴向方向上移动，第一推力盘与第一定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙与第一推力盘与第二定子中的第一箔片轴承之间的第一间隙的差值大于预定值时，控制第一定子和第二定子中的第一磁轴承按照预设频率以频闪的方式开启。

当有外部冲击扰动发生时，第一推力盘可能快速地接近某侧第一箔片轴承，则有可能导致该侧的第一间隙瞬间过小，使该侧第一间隙处的局部气体流速接近甚至达到音速，从而引发激波产生气锤自激现象。激波的产生会导致局部气体流动发生扰动和混乱，当流体速度在音速到亚音速之间变化时其压力呈阶梯式显著下降。这种情况下，需要该侧第一箔片轴承主动“避让”第一推力盘，从而使该侧的第一间隙增大以使气流速度尽可能维持在亚音速区间，以维护其正常的流体压力。具体的，需要同时控制第一定子和第二定子上的第一磁轴承，使第一磁轴承的磁极以相同的极性励磁，即第一间隙减小的一侧产生吸力，用于回吸该侧第一箔片轴承，第一间隙增大的一侧产生吸力，用于拉回第一推力盘。这样，利用两侧磁力作用距离的差产生磁力差，以此拉动第一推力盘使第一推力盘与两侧第一箔片轴承之间的第一间隙恢复正常，从而使第一推力盘重新回到平衡状态。

在上述过程中，利用第一磁轴承方便实时控制的优点，主动平衡第一推力盘的不平衡质量或第一推力盘涡动等导致第一推力盘过度偏移的因素，使第一推力盘在转轴的轴向方向上固定在某一极小范围内。另外，在第一推力盘的加速过程中，可以准确定位产生激波的位置(即线速度超声速部位)，并通过控制第一磁轴承的电流大小和方向等，使第一磁轴承产生相反的力来平衡激波作用。待激波平稳后，再次调整第一磁轴承的控制策略，以最节能的方式将第一推力盘固定在某一极小范围内。

综合上述，本实用新型实施例具有如下有益效果：

其一，电磁轴承与气体轴承协同工作，改善了轴承在高速运转状态下的动态性能和稳定性，抗受扰动能力强，进而提高了轴承的承载能力。同时，电磁轴承与气体轴承采用并联结构，简化了结构，集成度高，易加工、制造和操作，提高了轴承的综合性能。在转子系统启动或停机时，可以用电磁轴承使轴承的推力盘与定子在轴承间隙内转动，提高了轴承的低速性能，延长了轴承的使用寿命，能够提高轴承及整个系统的安全性和可靠性。

其二，相对于传统的采用气体静压轴承和气体动压轴承结合的气体动静压混合推力轴承，本实用新型实施例的箔片式气磁混合推力轴承具有响应速度快的优点。

其三，通过在箔片上设置磁性材料，通过电磁轴承的磁极的吸引能够使箔片适度变形，提高轴承中润滑气膜一侧的最高压力和防止润滑气流泄漏，提高推力盘抗受扰动偏心撞壁的能力，从而也提高了轴承的承载能力。

其四，采用成本较低的压力传感器采集气膜压力变化，通过简单的控制方法控制箔片的变形，可提供较高转子阻尼，从而提高转子稳定性。另外，由于控制方法简单，对轴承的加工精度要求不高。

其中，气磁混合推力轴承可以采用槽式气磁混合推力轴承。

如图40至图46所示，槽式气磁混合推力轴承5200包括：

第二推力盘5201，第二推力盘5201固定连接于转轴100上，第二推力盘5201上设置有第三磁性部件；

以及，穿设于转轴100上的第三定子5202和第四定子5203，第三定子5202和第四定子5203分别设置于第二推力盘5201的相对两侧；

第三定子5202和第四定子5203中，每个定子包括第二磁轴承5204，第二磁轴承5204上沿周向设置有能够与第三磁性部件之间产生磁力的多个第四磁性部件，第二磁轴承5204与第二推力盘5201之间具有第二间隙5206，且第二推力盘5201能够在第三磁性部件和多个第四磁性部件之间的磁力作用下在转轴100的轴向方向上移动；

其中，第二推力盘5201的面向第三定子5202和第四定子5203的端面，或，第三定子5202和第四定子5203的面向第二推力盘5201的端面上设置有第二动压发生槽5205。

本实用新型实施例中，通过在推力轴承5200中设置第二间隙5206和第二磁轴承5204，从而使该推力轴承5200形成气、磁混合推力轴承。

工作时，推力轴承5200中的气体轴承与第二磁轴承5204能够协同工作，在推力轴承5200处于稳定的工作状态时，依靠气体轴承实现支承；而在推力轴承5200处于非稳定的工作状态时，依靠第二磁轴承5204及时对推力轴承5200进行控制和响应。

可见，本实用新型实施例能够改善推力轴承，尤其在高速运转状态下的动态性能和稳定性，抗受扰动能力强，进而提高了推力轴承的承载能力。本实用新型实施例的推力轴承能够满足高转速的转子系统，例如，燃气轮机或者燃气轮机发电联合机组等的需求。

本实用新型实施例中，第二推力盘5201、第三定子5202和第四定子5203的外径可以相等，且第三定子5202和第四定子5203的结构可以完全相同。

当本实用新型实施例的转子系统应用于燃气轮机时，第三定子5202和第四定子5203可以通过连接件与燃气轮机的壳体连接。

本实用新型实施例中，当第二推力盘5201旋转时，存在于第二间隙5206的流动气体被压入第二动压发生槽5205内，从而产生压力，以实现第二推力盘5201沿轴向方向被非接触地保持。其中，第二动压发生槽5205产生压力的大小随第二动压发生槽5205的角度、槽宽、槽长、槽深、槽数以及平面度的不同而变化。此外，第二动压发生槽5205产生压力的大小也和第二推力盘5201的旋转速度以及第二间隙5206有关。可以根据实际工况对第二动压发生槽5205的参数进行设计。第二动压发生槽5205可以通过锻造、滚轧、刻蚀或冲压等方式形成于第三定子5202和第四定子5203上，或者，第二动压发生槽5205可以通过锻造、滚轧、刻蚀或冲压等方式形成于第二推力盘5201上。

可选的，多个第四磁性部件包括多个第二永磁体，多个第二永磁体在第二磁轴承5204上沿周向设置；

或者，多个第四磁性部件包括多个第二电磁铁，多个第二电磁铁在第二磁轴承5204上沿周向设置，多个第二电磁铁中的每个第二电磁铁包括设置于第二磁轴承5204上的第二磁芯52041及缠绕于第二磁芯52041上的第二线圈52042。

本实用新型实施例中，当槽式气磁混合推力轴承5200仅需要磁性部件提供磁力而无需磁控时，第四磁性部件优选第二永磁体；当槽式气磁混合推力轴承5200同时需要磁力和磁控时，第四磁性部件优选第二电磁铁。

当第四磁性部件为第二电磁铁时，往第二线圈52042通入电流，即可以使第二磁芯52041产生磁力。往第二线圈52042通入电流的大小不同，第二磁芯52041产生的磁力大小也不同；往第二线圈52042通入电流的方向不同，第二磁芯52041的磁极也不同。

其中，由于硅钢片或矽钢片具有磁导率高、涡流损耗低等物理特性，本实用新型的优选实施例中，第二磁芯52041可以由若干硅钢片或者矽钢片叠压而成。

可选的，第二磁轴承5204包括：

第二磁轴承座52043，第二磁轴承座52043与第二推力盘5201相对设置，第二磁轴承座52043上沿周向设置有多个第二容纳槽52044，多个第四磁性部件设置于多个第二容纳槽52044内，且多个第四磁性部件的磁极朝向第二推力盘5201所在的一侧；

第二端盖52045和第一压环52046，第二端盖52045设置于第二磁轴承座52043的远离第二推力盘5201的一侧，第一压环52046设置于第二磁轴承座52043的靠近第二推力盘5201的一侧，第二端盖52045与第一压环52046配合，将多个第四磁性部件固定于第二磁轴承座52043上。

其中，由于硅钢片或矽钢片具有磁导率高、涡流损耗低等物理特性，本实用新型的优选实施例中，第二磁轴承座52043可以由若干硅钢片或者矽钢片叠压而成。第二容纳槽52044的数量可以为但不限于为六个或八个，沿第二磁轴承座52043的周向均匀设置。这样，能够使第二磁轴承5204与第二推力盘5201之间的磁力更加均匀、稳定。需要说明的是，多个第四磁性部件还可以采用其他方式设置于第二磁轴承座52043上，对此不进行限定。第二端盖52045的材料可以为非磁性材料，优选硬铝材料。第一压环52046的材料可以为非磁性材料，优选硬铝材料。

本实用新型实施例中，可以在第一压环52046上设置第二动压发生槽5205，为便于第二动压发生槽5205的加工，第一压环52046可以由不锈钢材料制成。

可选的，第三磁性部件包括设置于第二推力盘5201的面向第三定子5202和第四定子5203的端面上的第二磁性材料(图中未示出)；

其中，第二磁性材料在第二推力盘5201上呈条状分布，而形成多个条状磁性部，多个条状磁性部呈辐射状或环状；

或者，第二磁性部件在第二推力盘5201上呈点状分布。

本实用新型实施例中，使第二磁性材料在第二推力盘5201上呈条状分布或点状分布，可以将第二磁性材料与第四磁性部件之间产生的磁力控制在合理的范围。

可选的，第二动压发生槽5205呈辐射状或同心圆状排布，这样，有利于使气膜更均匀地分布于第二间隙5206内。

可选的，第二动压发生槽5205包括第一螺旋槽52051和第二螺旋槽52052，第一螺旋槽52051环绕于第二螺旋槽52052外，第一螺旋槽52051和第二螺旋槽52052的螺旋走向相反，第一螺旋槽52051的靠近第二螺旋槽52052的一端与第二螺旋槽52052的靠近第一螺旋槽52051的一端连接或断开。

其中，第一螺旋槽52051的靠近第二螺旋槽52052的一端至转轴100的轴心的距离等于第一螺旋槽52051的靠近第二螺旋槽52052的一端至第三定子5202或第四定子5203或第二推力盘5201的外周边缘的距离。或者，第二螺旋槽52052的靠近第一螺旋槽52051的一端至转轴100的轴心的距离等于第二螺旋槽52052的靠近第一螺旋槽52051的一端至第三定子5202或第四定子5203或第二推力盘5201的外周边缘的距离。

本实用新型实施例中，通过采用上述第二动压发生槽5205的设置方式，能够在转轴100正向旋转或者反向旋转的情况下，第二推力盘5201都能以期望的方式非接触式地保持，从而使转轴100具有负载能力高及稳定性好的优点。

可选的，第三定子5202和第四定子5203中，每个定子上还设置有第一静压进气节流孔5208，第一静压进气节流孔5208的一端与第二间隙5206相通，另一端连接外部气源，用于将外部气源输送至第二间隙5206内。

本实用新型实施例中，通过设置上述第一静压进气节流孔5208，可以形成气体静压轴承，从而该推力轴承5200可以构成气体动静压-磁混合推力轴承。其中，第一静压进气节流孔5208的流通直径可以根据气量需求等实际工况进行调节。

可选的，第三定子5202和第四定子5203中，每个定子上设置有多个第一静压进气节流孔5208，且多个第一静压进气节流孔5208沿定子的周向间隔设置。

本实用新型实施例中，多个第一静压进气节流孔5208沿定子的周向间隔设置，优选沿定子的周向均匀间隔设置。这样，有利于使第二间隙5206内的气膜压力更加均匀。

可选的，第三定子5202和第四定子5203中，第一静压进气节流孔5208至转轴100的轴心的距离大于或者等于第一静压进气节流孔5208至定子的外周边缘的距离。

本实用新型实施例中，上述第一静压进气节流孔5208的设置方式可以使气体静压轴承更加稳定，如果静压进气节流孔过于靠近转轴100的轴心，则无法及时有效地使气膜布满整个第二推力盘5201的端面，使第二推力盘5201的旋转不够稳定。优选的，第一静压进气节流孔5208至转轴100的轴心的距离等于第一静压进气节流孔5208至定子的外周边缘的距离。

可选的，槽式气磁混合推力轴承5200还包括第二传感器5207，第二传感器5207的传感器探头设置于第二间隙5206内。

本实用新型实施例中，通过设置第二传感器5207，能够实时检测第二间隙5206处的参数，例如第二间隙5206处的气膜压力等。这样，第二磁轴承5204可以根据第二传感器5207的检测结果对推力轴承5200进行主动控制，并能够使控制达到较高的精度。

可选的，第二传感器5207包括第二传感器盖52071和第二传感器探头52072，第二传感器探头52072的第一端连接第二传感器盖52071，第二传感器盖52071固定于第二磁轴承5204上，第二磁轴承5204上设有用于供第二传感器探头52072穿过的通孔；第二传感器探头52072的第二端穿过第二磁轴承5204上的通孔，并伸至第二间隙5206，且第二传感器探头52072的第二端端部与第二磁轴承5204的靠近第二推力盘5201的一侧平齐。

本实用新型实施例中，通过上述第二传感器5207的结构形式和安装方式，能够使第二传感器5207更稳定地设置于第二磁轴承5204上。此外，将第二传感器探头52072的第二端端部与第二磁轴承5204的靠近第二推力盘5201的一侧平齐，一方面，能够避免第二传感器探头52072受到第二推力盘5201的碰触，从而有利于保护第二传感器探头52072；另一方面，不会对第二间隙5206内的气膜产生影响，避免第二间隙5206内的气膜发生扰动。

可选的，第二传感器5207设置于相邻的两个第四磁性部件之间。

本实用新型实施例中，每个定子上均应当设置至少一个第二传感器5207，优选设置一个第二传感器5207，该第二传感器5207优选设置在相邻两个第四磁性部件之间。

可选的，第二传感器5207为以下任意一种或多种的组合：

用于检测第二推力盘5201位置的位移传感器；

用于检测第二间隙5206处的气膜压力的压力传感器；

用于检测第二推力盘5201转速的速度传感器；

用于检测第二推力盘5201旋转加速度的加速度传感器。

下面以本实用新型实施例的槽式气磁混合推力轴承(其中，第二磁轴承中的第四磁性部件为电磁铁)参与转子系统的控制过程时的具体控制方法进行详细地说明。

本实用新型实施例提供一种槽式气磁混合推力轴承的控制方法，包括：

S531、开启第三定子和第四定子中的第二磁轴承，控制第二推力盘在第三磁性部件与多个第四磁性部件之间的磁力作用下在转轴的轴向方向上移动，以使第二推力盘与第三定子中的第二磁轴承之间的第二间隙与第二推力盘与第四定子中的第二磁轴承之间的第二间隙的差值小于或等于预定值。

S532、转轴的转速加速至工作转速之后，关闭第三定子和第四定子中的第二磁轴承。

S533、转子系统停机时，开启第三定子和第四定子中的第二磁轴承。

S534、转轴的转速减速至零之后，关闭第三定子和第四定子中的第二磁轴承。

在上述过程中，第二磁轴承开启后，第二推力盘在第二磁轴承的作用下到达第三定子和第四定子之间的预定位置，第二推力盘与第三定子和第四定子的端面均具有第二间隙。

随着转轴的转动，第二推力盘在受第二间隙中气流润滑的情况下相对第三定子和第四定子开始转动，以防止磨损。第二磁轴承开启的具体过程为：向第二线圈输入预定值的电流信号，第二推力盘在第二磁轴承的作用下到达第三定子和第四定子之间的预定位置。

随着转轴的转速越来越大，第二推力盘的转速也同步增大，当转轴的转速到达工作转速时，该推力轴承的气体动压轴承(第二推力盘与第三定子和第四定子之间设置第二间隙即形成该推力轴承的气体动压轴承)产生的气膜压力可以将第二推力盘稳定，届时可以关闭第二磁轴承。

在转子系统停机时，第二推力盘随着转轴减速而减速，为了使转轴在整个转子系统停机过程中保持稳定，在转子系统停机时即开启第二磁轴承，直到第二推力盘完全停下后即可关闭第二磁轴承。

本实用新型实施例还提供另一种槽式气磁混合推力轴承的控制方法，包括：

S541、开启第三定子和第四定子中的第二磁轴承，控制第二推力盘在第三磁性部件与多个第四磁性部件之间的磁力作用下在转轴的轴向方向上移动，以使第二推力盘与第三定子中的第二磁轴承之间的第二间隙与第二推力盘与第四定子中的第二磁轴承之间的第二间隙的差值小于或等于预定值。

S542、转轴的转速加速至第一预设值之后，关闭第三定子和第四定子中的第二磁轴承。

S543、转轴的转速减速至第二预设值时，开启第三定子和第四定子中的第二磁轴承。

S544、转轴的转速减速至零之后，关闭第三定子和第四定子中的第二磁轴承。

在上述过程中，第二磁轴承开启后，第二推力盘在第二磁轴承的作用下到达第三定子和第四定子之间的预定位置，第二推力盘与第三定子和第四定子的端面均具有第二间隙。随着转轴的转动，第二推力盘在受第二间隙中气流润滑的情况下相对第三定子和第四定子开始转动，以防止磨损。第二磁轴承开启的具体过程为：向第二线圈输入预定值的电流信号，第二推力盘在第二磁轴承的作用下到达第三定子和第四定子之间的预定位置。

随着转轴的转速越来越大，第二推力盘的转速也同步增大，当转轴的转速到达第二预设值，例如额定转速的5％至30％时，该推力轴承的气体动压轴承(第二推力盘与第三定子和第四定子之间设置第二间隙即形成该槽式气磁混合推力轴承的气体动压轴承)产生的气膜压力可以将第二推力盘稳定，届时可以关闭第二磁轴承。

在转子系统停机过程中，第二推力盘随着转轴减速而减速，当转轴的转速低于第二预设值时，例如额定转速的5％至30％时，此时，推力轴承的气体动压轴承产生的气膜压力也随第二推力盘减速而减小，因此，需要开启第二磁轴承以使第二推力盘保持稳定，直到第二推力盘完全停下后即可关闭第二磁轴承。

可选的，上述方法还包括：

当载荷负载在第二推力盘，第二推力盘在载荷负载的作用下在转轴的轴向方向上移动，第二推力盘与第三定子中的第二磁轴承之间的第二间隙与第二推力盘与第四定子中的第二磁轴承之间的第二间隙的差值大于预定值时，开启所述第三定子或所述第四定子中的第二磁轴承；

当第二推力盘与第三定子中的第二磁轴承之间的第二间隙与第二推力盘与第四定子中的第二磁轴承之间的第二间隙的差值小于或者等于预定值，关闭第三定子或第四定子中的第二磁轴承。

当载荷负载在第二推力盘上，使第二推力盘与第三定子或第四定子的第二磁轴承之间的第二间隙变小而接近该侧的第二磁轴承时，第二传感器(这里的第二传感器优选压力传感器)获得气压增大的信号，此时第二磁轴承需要介入工作。第二磁轴承将磁力作用于第二推力盘上，使其向另一侧的第二磁轴承移动，当第二推力盘达到新的平衡位置之后，第二磁轴承停止工作。

具体的，若第二推力盘与第三定子中的第二磁轴承之间的第二间隙小于第二推力盘与第四定子中的第二磁轴承之间的第二间隙，且第二推力盘与第三定子中的第二磁轴承之间的第二间隙与第二推力盘与第四定子中的第二磁轴承之间的第二间隙的差值大于预定值，则控制第四定子中的第二磁轴承，使第二推力盘在第三磁性部件与多个第四磁性部件之间的磁力作用下，朝远离第四定子的方向在转轴的轴向方向上移动。

若第二推力盘与第四定子中的第二磁轴承之间的第二间隙小于第二推力盘与第三定子中的第二磁轴承之间的第二间隙，且第二推力盘与第三定子中的第二磁轴承之间的第二间隙与第二推力盘与第四定子中的第二磁轴承之间的第二间隙的差值大于预定值，则控制第三定子中的第二磁轴承，使第二推力盘在第三磁性部件与多个第四磁性部件之间的磁力作用下，朝远离第三定子的方向在转轴的轴向方向上移动。

可选的，当载荷负载在第二推力盘，第二推力盘在载荷负载的作用下在转轴的轴向方向上移动，第二推力盘与第三定子中的第二磁轴承之间的第二间隙与第二推力盘与第四定子中的第二磁轴承之间的第二间隙的差值大于预定值时，开启第三定子或第四定子中的第二磁轴承，包括：

当载荷负载在第二推力盘，第二推力盘在载荷负载的作用下在转轴的轴向方向上移动，第二推力盘与第三定子中的第二磁轴承之间的第二间隙与第二推力盘与第四定子中的第二磁轴承之间的第二间隙的差值大于预定值时，控制第三定子或第四定子中的第二磁轴承以最大功率开启；或者，

当载荷负载在第二推力盘，第二推力盘在载荷负载的作用下在转轴的轴向方向上移动，第二推力盘与第三定子中的第二磁轴承之间的第二间隙与第二推力盘与第四定子中的第二磁轴承之间的第二间隙的差值大于预定值时，控制第三定子或第四定子中的第二磁轴承按照预设频率以频闪的方式开启。

当有外部冲击扰动发生时，第二推力盘可能快速地接近某侧第二磁轴承，则有可能导致该侧的第二间隙瞬间过小，使该侧第二间隙处的局部气体流速接近甚至达到音速，从而引发激波产生气锤自激现象。激波的产生会导致局部气体流动发生扰动和混乱，当流体速度在音速到亚音速之间变化时其压力呈阶梯式显著下降。这种情况下，需要控制第三定子或第四定子中的第二磁轴承以最大功率开启，或者控制第三定子或第四定子中的第二磁轴承按照预设频率以频闪的方式轮流开启，以提供对扰动的阻尼作用，从而有效抑制外部扰动。当第二推力盘重新回到平衡状态之后，第二磁轴承停止工作。

需要说明的是，本实用新型实施例中，对于同时设置有电磁轴承(第二磁轴承中的第四磁性部件为电磁铁即形成电磁轴承)和气体静压轴承(第三定子和第四定子上设置的第一静压进气节流孔即形成气体静压轴承)的情况下，电磁轴承和气体静压轴承可以相互备用，在其中一方故障、失效或者无法满足开启条件的情况下，另一方可作为备用轴承起到相同的作用。例如，在检测到电磁轴承故障的情况下，控制外部气源开启以替代电磁轴承执行相应的动作，从而提高轴承的安全性和可靠性。

本实用新型实施例中，对于同时设置有电磁轴承和气体静压轴承的情况下，对于“开启所述推力轴承中的静压轴承，以使所述推力轴承的推力盘移动至预设轴向位置”的步骤，可以包括如下实施方式：

开启所述第三定子和所述第四定子的第二磁轴承；和/或，启动外部气源，通过所述第一静压进气节流孔向所述第二间隙处输送气体；

控制所述第二推力盘在所述第三磁性部件与所述第四磁性部件之间的磁力作用下，和/或所述气体的推动作用下在所述转轴的轴向方向上移动，以使所述第二推力盘与所述第三定子中的第二磁轴承之间的所述第二间隙与所述第二推力盘与所述第四定子中的第二磁轴承之间的所述第二间隙的差值小于或等于所述预定值。

在上述过程中，利用第二磁轴承方便实时控制的优点，主动平衡第二推力盘的不平衡质量或第二推力盘涡动等导致第二推力盘过度偏移的因素，使第二推力盘在转轴的轴向方向上固定在某一极小范围内。另外，在第二推力盘的加速过程中，可以准确定位产生激波的位置(即线速度超声速部位)，并通过控制第二磁轴承的电流大小和方向等，使第二磁轴承产生相反的力来平衡激波作用。待激波平稳后，再次调整第二磁轴承的控制策略，以最节能的方式将第二推力盘固定在某一极小范围内。

综合上述，本实用新型实施例具有如下有益效果：

其一，电磁轴承与气体轴承协同工作，改善了轴承在高速运转状态下的动态性能和稳定性，抗受扰动能力强，进而提高了轴承的承载能力。同时，电磁轴承与气体轴承采用并联结构，简化了结构，集成度高，易加工、制造和操作，提高了轴承的综合性能。在转子系统启动或停机时，可以用电磁轴承使轴承的推力盘与定子在第二间隙内转动，提高了轴承的低速性能，延长了轴承的使用寿命，能够提高轴承及整个系统的安全性和可靠性。

其二，相对于传统的采用气体静压轴承和气体动压轴承结合的气体动静压混合推力轴承，本实用新型实施例的槽式气磁混合推力轴承具有响应速度快的优点。

其三，增加了气体静压轴承，形成槽式动静压-磁混合推力轴承，在同时设置有电磁轴承和气体静压轴承的情况下，轴承的承载力进一步加大，电磁轴承和气体静压轴承可以相互备用，在其中一方故障、失效或者无法满足开启条件的情况下，另一方可作为备用轴承起到相同的作用。例如，在检测到电磁轴承故障的情况，控制系统控制气体静压轴承开启以替代电磁轴承执行相应的动作，从而提高轴承的安全性和可靠性。

其中，气磁混合径向轴承可以采用槽式气磁混合径向轴承。

如图47至图54所示，槽式气磁混合径向轴承6200包括：

套设于转轴100上的第四磁轴承6201，第四磁轴承6201上沿周向设置有多个第七磁性部件；

第四磁轴承6201朝向转轴100的侧壁，或转轴100朝向第四磁轴承6201的圆周面上设置有第三动压发生槽6202；

其中，第四磁轴承6201与转轴100之间具有第四间隙6203，且转轴100能够在多个第七磁性部件的磁力作用下在转轴100的径向方向上移动。

本实用新型实施例中，通过在径向轴承6200中设置第四间隙6203和第四磁轴承6201，从而使该径向轴承6200形成气、磁混合径向轴承。

工作时，径向轴承6200中的气体轴承与第四磁轴承6201能够协同工作，在径向轴承6200处于稳定的工作状态时，依靠气体轴承实现支承；而在径向轴承6200处于非稳定的工作状态时，依靠第四磁轴承6201及时对径向轴承6200进行控制和响应。

可见，本实用新型实施例能够改善径向轴承，尤其在高速运转状态下的动态性能和稳定性，抗受扰动能力强，进而提高了径向轴承的承载能力。本实用新型实施例的径向轴承能够满足高转速的转子系统，例如，燃气轮机或者燃气轮机发电联合机组等的需求。

本实用新型实施例中，由于硅钢片或矽钢片具有磁导率高、涡流损耗低等物理特性，转轴100可以由若干硅钢片或者矽钢片叠压而成。

本实用新型实施例中，当转轴100旋转时，存在于第四间隙6203的流动气体被压入第三动压发生槽6202内，从而产生压力，使转轴100上浮，以实现转轴100沿径向方向被非接触地保持。其中，第三动压发生槽6202产生压力的大小随第三动压发生槽6202的角度、槽宽、槽长、槽深、槽数以及平面度的不同而变化。此外，第三动压发生槽6202产生压力的大小也和转轴100的旋转速度以及第四间隙6203有关。可以根据实际工况对第三动压发生槽6202的参数进行设计。第三动压发生槽6202可以通过锻造、滚轧、刻蚀或冲压等方式形成于第四磁轴承6201或转轴上。

可选的，多个第七磁性部件包括多个第四永磁体，多个第四永磁体在第四磁轴承6201上沿周向设置；

或者，多个第七磁性部件包括多个第四电磁铁，多个第四电磁铁在第四磁轴承6201上沿周向设置，多个第四电磁铁中的每个第四电磁铁包括设置于第四磁轴承6201上的第四磁芯62011及缠绕于第四磁芯62011上的第四线圈62012。

本实用新型实施例中，当槽式气磁混合径向轴承6200仅需要磁性部件提供磁力而无需磁控时，第七磁性部件优选第四永磁体；当箔片式气磁混合推力轴承同时需要磁力和磁控时，第七磁性部件优选第四电磁铁。

当第七磁性部件为第四电磁铁时，往第四线圈62012通入电流，即可以使第四磁芯62011产生磁力。往第四线圈62012通入电流的大小不同，第四磁芯62011产生的磁力大小也不同；往第四线圈62012通入电流的方向不同，第四磁芯62011的磁极也不同。

其中，由于硅钢片或矽钢片具有磁导率高、涡流损耗低等物理特性，本实用新型的优选实施例中，第四磁芯62011可以由若干硅钢片或者矽钢片叠压而成。

可选的，第四磁轴承6201包括：

第四磁轴承座62013，第四磁轴承座62013套设于转轴100上，第四磁轴承座62013上沿周向设置有多个第四容纳槽62014，多个第七磁性部件设置于多个第四容纳槽62014内，且多个第七磁性部件的磁极朝向转轴100；

套设于第四磁轴承座62013外的第二轴承壳62015；

套设于第四磁轴承座62013与转轴100之间的第二轴承套62016；

以及，分别设置于第二轴承壳62015两端的第五端盖62017和第六端盖62018；

其中，第二轴承套62016、第五端盖62017及第六端盖62018配合，将多个第七磁性部件固定于第四磁轴承座62013上。

本实用新型实施例中，通过设置第二轴承套62016，能够封闭第四磁芯62011以及第四线圈62012之间的间隙，从而在第二轴承套62016和转轴100之间形成稳定、均匀的气膜压力。另外，通过设置不同径向厚度的第二轴承套62016能够方便地调节和控制第四间隙6203的大小。

其中，第二轴承套62016与转轴100之间的第四间隙6203的宽度可以为5μm至12μm，优选8μm至10μm。

其中，由于硅钢片或矽钢片具有磁导率高、涡流损耗低等物理特性，本实用新型的优选实施例中，第四磁轴承座62013可以由若干硅钢片或者矽钢片叠压而成。第四容纳槽62014的数量可以为但不限于为六个或八个，沿第四磁轴承座62013的周向均匀设置。这样，能够使第四磁轴承6201与转轴100之间的磁力更加均匀、稳定。需要说明的是，多个第七磁性部件还可以采用其他方式设置于第四磁轴承座62013上，对此不进行限定。第五端盖62017和第六端盖62018的材料均可以是非磁性材料，优选硬铝材料。第二轴承套62016的材料可以是非磁性材料，优选硬铝材料。第二轴承壳62015的材料可以是非磁性材料，优选硬铝材料。

优选的，第五端盖62017和第六端盖62018均设置有外径与第二轴承壳62015的内径相同的凸台，第五端盖62017和第六端盖62018的凸台用于从两端固定和压紧组成第四磁轴承座62013的硅钢片或者矽钢片。

本实用新型实施例中，可以在第二轴承套62016上设置第三动压发生槽6202，为便于第三动压发生槽6202的加工，第二轴承套62016可以由不锈钢材料制成。具体地，第三动压发生槽6202可以设置在转轴100上对应第二轴承套62016的圆周面的中间部分，也可以设置为对称分布在中间部分的两侧、相互独立的两部分第三动压发生槽6202；第三动压发生槽6202还可以设置在第二轴承套62016内侧壁的中间部分，也可以设置为对称分布在第二轴承套62016内侧壁两端、相互独立的两部分第三动压发生槽6202。

可选的，第三动压发生槽6202呈矩阵排布，这样，有利于使气膜更均匀地分布于第四间隙6203内。

可选的，第三动压发生槽6202为连续或间隔设置的V形槽。

本实用新型实施例中，通过采用上述第三动压发生槽6202的设置方式，能够在转轴100正向旋转或者反向旋转的情况下，转轴都能以期望的方式非接触式地保持，从而使转轴100具有负载能力高及稳定性好的优点。第三动压发生槽6202除了设置为V形槽，还可以设置为人字形槽或其它形状的槽。

可选的，第四磁轴承6201上还设置有第二静压进气节流孔6205，第二静压进气节流孔6205的一端与第四间隙6203相通，另一端连接外部气源，用于将外部气源输送至第四间隙6203内。

本实用新型实施例中，通过设置上述第二静压进气节流孔6205，可以形成气体静压轴承，从而该槽式气磁混合径向轴承6200可以构成槽式气体动静压-磁混合径向轴承。其中，第二静压进气节流孔6205的流通直径可以根据气量需求等实际工况进行调节。

可选的，第二静压进气节流孔6205在第四磁轴承6201内分成至少两个支路连通至第四间隙6203内。

本实用新型实施例中，第二静压进气节流孔6205可以依次穿过第五端盖62017或第六端盖62018、第四磁轴承6201以及第二轴承套62016，将外部气源与第四间隙6203连通。进一步地，第二静压进气节流孔6205可以分为两个或者更多个支路连通至第四间隙6203，使得第四间隙6203内的气膜压力更加均匀。进一步的，第五端盖62017或第六端盖62018上可以设置有环形槽，可在第四磁轴承6201与该环形槽对应的环形区域内设置多个第二静压进气节流孔6205，例如，在每个第四磁芯62011中或每两个相邻的第四磁芯62011中设置一个第二静压进气节流孔6205。其中，第二静压进气节流孔6205以及支路的流通直径可以根据气量需求等实际工况进行调节。

可选的，槽式气磁混合径向轴承6200还包括沿第四磁轴承6201的周向间隔设置的多个第四传感器6204，其中每个第四传感器6204的传感器探头设置于第四间隙6203内。

本实用新型实施例中，通过设置第四传感器6204，能够实时检测第四间隙6203处的参数，例如第四间隙6203处的气膜压力。这样，第四磁轴承6201可以根据第四传感器6204的检测结果对径向轴承6200进行主动控制，并能够使控制达到较高的精度。

可选的，多个第四传感器6204中，每个第四传感器6204包括第四传感器盖62041和第四传感器探头62042，第四传感器探头62042的第一端连接第四传感器盖62041，第四传感器盖62041固定于第四磁轴承6201上，第四磁轴承6201上设有用于供第四传感器探头62042穿过的通孔；第四传感器探头62042的第二端穿过第四磁轴承6201上的通孔，并伸至第四间隙6203，且第四传感器探头62042的第二端端部与第四磁轴承6201的靠近转轴100的一侧平齐。

本实用新型实施例中，通过上述第四传感器6204的结构形式和安装方式，能够使第四传感器6204更稳定地设置于第四磁轴承6201上。此外，将第四传感器探头62042的第二端端部与第四磁轴承6201的靠近转轴100的一侧平齐，一方面，能够避免第四传感器探头62042受到转轴100的碰触，从而有利于保护第四传感器探头62042；另一方面，不会对第四间隙6203内的气膜产生影响，避免第四间隙6203内的气膜发生扰动。

本实用新型实施例中，第四传感器6204的数量可以与第七磁性部件的数量相同。第四传感器6204可以设置于相邻的两个第七磁性部件之间，也可以穿过第七磁性部件设置，本实用新型实施例对此不作限定。每个第四传感器6204优选设置于第四磁轴承6201的中部。

可选的，多个第四传感器6204为以下任意一种或多种的组合：

用于检测转轴100位置的位移传感器；

用于检测第四间隙6203处的气膜压力的压力传感器；

用于检测转轴100转速的速度传感器；

用于检测转轴100旋转加速度的加速度传感器。

下面以本实用新型实施例的槽式气磁混合径向轴承(其中，第四磁轴承中的第七磁性部件为电磁铁)参与转子系统的控制过程时的具体控制方法进行详细地说明。

本实用新型实施例提供一种槽式气磁混合径向轴承的控制方法，包括：

S631、开启第四磁轴承，控制转轴在多个第七磁性部件的磁力作用下在转轴的径向方向上移动，推动转轴至预设径向位置。

S632、转轴的转速加速至工作转速之后，关闭第四磁轴承。

S633、转子系统停机时，开启第四磁轴承。

S634、转轴的转速减速至零之后，关闭第四磁轴承。

在上述过程中，第四磁轴承开启后，转轴在第四磁轴承的作用下托起并到达预设径向位置，第四磁轴承与转轴之间具有第四间隙。

随着转轴的转动，转轴在受第四间隙中气流润滑的情况下开始转动，以防止磨损。第四磁轴承开启的具体过程为：向第四线圈输入预定值的电流信号，转轴在第四磁轴承的作用下托起并到达预设径向位置。

随着转轴的转速越来越大，当转轴的转速到达工作转速时，该径向轴承的气体动压轴承(第四磁轴承与转轴之间设置第四间隙即形成该径向轴承的气体动压轴承)产生的气膜压力可以将转轴稳定，届时可以关闭第四磁轴承。

在转子系统停机时，转轴减速，为了使转轴在整个转子系统停机过程中保持稳定，在转子系统停机时即开启第四磁轴承，直到转轴完全停下后即可关闭第四磁轴承。

本实用新型实施例还提供另一种槽式气磁混合径向轴承的控制方法，包括：

S641、开启第四磁轴承，控制转轴在多个第七磁性部件的磁力作用下在转轴的径向方向上移动，推动转轴至预设径向位置。

S642、转轴的转速加速至第一预设值之后，关闭第四磁轴承。

S643、转轴的转速加速至一阶临界速度或二阶临界速度时，开启第四磁轴承。

具体的，当转轴与第四磁轴承之间的第四间隙处的气体流速达到一阶临界速度或二阶临界速度时，开启第四磁轴承，直至转轴恢复至平衡径向位置。

可选的，转轴的转速加速至一阶临界速度或二阶临界速度时，开启第四磁轴承，包括：

转轴的转速加速至一阶临界速度或二阶临界速度时，控制第四磁轴承以最大功率开启；或者，

转轴的转速加速至一阶临界速度或二阶临界速度时，控制第四磁轴承按照预设频率以频闪的方式开启。

S644、转子系统平稳度过一阶临界速度或二阶临界速度之后，关闭第四磁轴承。

S645、转子系统停机过程中，当转子系统减速至一阶临界速度或二阶临界速度时，开启第四磁轴承。

具体的，当转轴与第四磁轴承之间的第四间隙处的气体流速减速至一阶临界速度或二阶临界速度时，开启第四磁轴承，直至转轴恢复至平衡径向位置。

可选的，转轴的转速减速至一阶临界速度或二阶临界速度时，开启第四磁轴承，包括：

转轴的转速减速至一阶临界速度或二阶临界速度时，控制第四磁轴承以最大功率开启；或者，

转轴的转速减速至一阶临界速度或二阶临界速度时，控制第四磁轴承按照预设频率以频闪的方式开启。

S646、转子系统平稳度过一阶临界速度或二阶临界速度之后，关闭第四磁轴承。

S647、转轴的转速减速至第二预设值时，开启第四磁轴承。

S648、转轴的转速减速至零之后，关闭第四磁轴承。

在上述过程中，第四磁轴承开启后，转轴在第四磁轴承的作用下托起并到达预设径向位置，第四磁轴承与转轴之间具有第四间隙。

随着转轴的转动，转轴在受第四间隙中气流润滑的情况下开始转动，以防止磨损。第四磁轴承开启的具体过程为：向第四线圈输入预定值的电流信号，转轴在第四磁轴承的作用下托起并到达预设径向位置。

随着转轴的转速越来越大，当转轴的转速到达第一预设值，例如额定转速的5％至30％时，该径向轴承的气体动压轴承(第四磁轴承与转轴之间设置第四间隙即形成该径向轴承的气体动压轴承)产生的气膜压力可以将转轴稳定，届时可以关闭第四磁轴承。

在转子系统停机过程中，转轴减速，当转轴的转速降至第二预设值，例如额定转速的5％至30％时，开启第四磁轴承，直到转轴完全停下后即可关闭第四磁轴承。

可选的，所述方法还包括：

当所述转轴与所述第四磁轴承之间的第四间隙发生变化时，开启所述第四磁轴承，使转轴在所述多个第七磁性部件的磁力作用下向远离间隙变小侧的方向移动；

所述转轴处于平衡径向位置之后，关闭所述第四磁轴承。

当载荷负载在转轴上，使转轴逐渐下降并接近下方的第四磁轴承时，第四传感器(这里的第四传感器优选压力传感器)获得气压增大的信号，此时第四磁轴承需要介入工作。第四磁轴承将磁力作用于转轴上使其向上悬浮，当转轴达到新的平衡位置时，第四磁轴承停止工作。

当有外部冲击扰动发生时，转轴可能快速地接近第四磁轴承，则有可能导致转轴与第四磁轴承之间的间隙瞬间过小，使间隙减小处的局部气体流速接近甚至达到音速，从而引发激波产生气锤自激现象。激波的产生会导致局部气体流动发生扰动和混乱，当流体速度在音速到亚音速之间变化时其压力呈阶梯式显著下降。这种情况下，需要控制第四磁轴承的第七磁性部件以预设频率轮流开启，以提供对扰动的阻尼作用，从而有效抑制外部扰动。当转轴恢复至新的平衡径向位置之后，第四磁轴承停止工作。

需要说明的是，本实用新型实施例中，对于同时设置有电磁轴承(第四磁轴承中的第七磁性部件为电磁铁即形成电磁轴承)和气体静压轴承(第四磁轴承上设置的第二静压进气节流孔即形成气体静压轴承)的情况下，电磁轴承和气体静压轴承可以相互备用，在其中一方故障、失效或者无法满足开启条件的情况下，另一方可作为备用轴承起到相同的作用。例如，在检测到电磁轴承故障的情况下，控制外部气源开启以替代电磁轴承执行相应的动作，从而提高轴承的安全性和可靠性。

本实用新型实施例中，对于同时设置有电磁轴承和气体静压轴承的情况下，对于“开启所述径向轴承中的静压轴承，以使所述转轴移动至预设径向位置，”的步骤，可以包括如下实施方式：

开启所述第四磁轴承；和/或，启动外部气源，通过所述第二静压进气节流孔向所述第四间隙处输送气体；

控制所述转轴在所述多个第七磁性部件的磁力作用下，和/或所述气体的推动作用下在所述转轴的径向方向上移动，以使所述转轴移动至预设径向位置。

在上述过程中，利用第四磁轴承方便实时控制的优点，主动平衡转轴的不平衡质量或转轴涡动等导致转轴过度偏移的因素，使转轴在径向方向上固定在某一极小范围内。另外，在转轴的加速过程中，可以准确定位产生激波的位置(即线速度超声速部位)，并通过控制第四磁轴承的电流大小和方向等，使第四磁轴承产生相反的力来平衡激波作用。待激波平稳后，再次调整第四磁轴承的控制策略，以最节能的方式将转轴固定在某一极小范围内。

综合上述，本实用新型实施例具有如下有益效果：

其一，电磁轴承与气体轴承协同工作，改善了轴承在高速运转状态下的动态性能和稳定性，抗受扰动能力强，进而提高了轴承的承载能力。同时，电磁轴承与气体轴承采用嵌套结构，简化了结构，集成度高，易加工、制造和操作，提高了轴承的综合性能。在转子系统启动或停机时，可以用电磁轴承使轴承的推力盘与定子在第一间隙内转动，提高了轴承的低速性能，延长了轴承的使用寿命，能够提高轴承及整个系统的安全性和可靠性。

其二，相对于传统的采用气体静压轴承和气体动压轴承结合的气体动静压混合推力轴承，本实用新型实施例的槽式气磁混合径向轴承具有响应速度快的优点。

其三，增加了气体静压轴承，形成槽式动静压-磁混合推力轴承，在同时设置有电磁轴承和气体静压轴承的情况下，轴承的承载力进一步加大，电磁轴承和气体静压轴承可以相互备用，在其中一方故障、失效或者无法满足开启条件的情况下，另一方可作为备用轴承起到相同的作用。例如，在检测到电磁轴承故障的情况，控制系统控制气体静压轴承开启以替代电磁轴承执行相应的动作，从而提高轴承的安全性和可靠性。

在一些实施例中，所述转子系统中，所述推力轴承和与所述推力轴承相邻的径向轴承可以集成一体，形成集成式轴承。

如图55至图64所示，集成式轴承1000包括：

第三轴承壳1001，第三轴承壳1001为中空回转体，第三轴承壳1001设置有第一容纳腔和第二容纳腔；

设置于第一容纳腔内的径向子轴承1002，径向子轴承1002穿设于转轴100上，径向子轴承1002与转轴100之间具有第五间隙1004；

以及，设置于第二容纳腔内的推力子轴承1003，推力子轴承1003包括第三推力盘10031，以及分别设置于第三推力盘10031两侧的第五定子10032和第六定子10033，第三推力盘10031固定连接于转轴100上，第五定子10032和第六定子10033均穿设于转轴100上；第五定子10032和第六定子10033中，每个定子与第三推力盘10031之间具有第六间隙1005。

本实用新型实施例中，将径向子轴承1002和推力子轴承1003集成在一个轴承壳内，易于加工和安装，具有结构简化、集成度高的特点，在加工和安装时能够有效保证径向子轴承1002和推力子轴承1003的同轴度一致的要求。另外，由于径向子轴承1002中设置有第五间隙1004，推力子轴承1003中设置有第六间隙1005，使得本实用新型的轴承为非接触式轴承，能够满足转子高速转动的需求。

其中，第三轴承壳1001的材料可以是非磁性材料，优选硬铝材料。

其中，第五定子10032与第三轴承壳1001可以一体成型，第六定子10033与第三轴承壳1001可以是可拆卸连接。

当本实用新型实施例的转子系统应用于燃气轮机或者燃气轮机发电联合机组时，第三轴承壳1001可以通过连接件与燃气轮机的壳体连接。

本实用新型实施例中，径向子轴承1002和推力子轴承1003均可以包括磁轴承，其中，径向子轴承1002中设置磁轴承的结构形式如下：

径向子轴承1002包括套设于转轴100上的第五磁轴承10021，第五磁轴承10021可拆卸安装于第一容纳腔内，第五磁轴承10021上沿周向设置有多个第八磁性部件；

其中，转轴100能够在多个第八磁性部件的磁力作用下在转轴100的径向方向上移动。

进一步的，第五磁轴承10021包括：

第五磁轴承座，第五磁轴承座套设于转轴100上，第五磁轴承座上沿周向设置有多个第五容纳槽，多个第八磁性部件设置于多个第五容纳槽内，且多个第八磁性部件的磁极朝向转轴100；

以及，套设于第五磁轴承座与转轴100之间的第三轴承套10022，第三轴承套10022与第五磁轴承座配合，将多个第八磁性部件固定于第五磁轴承座上。

上述径向子轴承1002中设置磁轴承的其它具体实施方式可以参见实施例十中的相关说明，并能够达到相同的有益效果，为避免重复，对此不作赘述。

本实用新型实施例中，集成式轴承1000还可以包括第七端盖1006，第七端盖1006设置于第三轴承壳1001的靠近第一容纳腔的端部，第七端盖1006与第五磁轴承座抵接，用于将径向子轴承1002固定于第一容纳腔内。

本实用新型实施例中，径向子轴承1002和推力子轴承1003均可以包括磁轴承，其中，推力子轴承1003中设置磁轴承的结构形式如下：

第五定子10032和第六定子10033中，每个定子包括第六磁轴承10034，第六磁轴承10034上沿周向设置有多个第九磁性部件；

第三推力盘10031上设置有第十磁性部件，第三推力盘10031能够在多个第九磁性部件和第十磁性部件之间的磁力作用下在转轴100的轴向方向上移动。

进一步的，第六磁轴承10034包括：

第六磁轴承座，第六磁轴承座与第三推力盘10031相对设置，第六磁轴承座上沿周向设置有多个第六容纳槽，多个第九磁性部件设置于多个第六容纳槽内，且多个第九磁性部件的磁极朝向第三推力盘10031所在的一侧；

第二压环，第二压环设置于第六磁轴承座的靠近第三推力盘10031的一侧，第二压环与第六磁轴承座配合，将多个第九磁性部件固定于第六磁轴承座上。

上述推力子轴承1003中设置磁轴承的其它具体实施方式可以参见实施例十中的相关说明，并能够达到相同的有益效果，为避免重复，对此不作赘述。

本实用新型实施例中，通过在集成式轴承1000中设置磁轴承，尤其是电磁轴承(其第五磁轴承10021中的第八磁性部件为电磁铁，第六磁轴承10034中的第九磁性部件为电磁铁)，在转子系统启动或停机时，可以用电磁轴承使集成式轴承1000中的推力盘与定子以及转轴与轴承套在间隙内转动，提高了集成式轴承1000的低速性能，延长了集成式轴承1000的使用寿命，能够提高集成式轴承1000及整个转子系统的安全性和可靠性。

本实用新型实施例中，第五定子10032可以与第三轴承壳1001一体成型，第六定子10033可以与第三轴承壳1001可拆卸连接。

本实用新型实施例中，径向子轴承1002和推力子轴承1003均可以设置动压发生槽，其中，径向子轴承1002中设置动压发生槽的结构形式如下：

径向子轴承1002朝向转轴100的侧壁，或转轴100朝向径向子轴承1002的圆周面设置有第四动压发生槽10023。

进一步的，第四动压发生槽10023呈矩阵排布。

进一步的，第四动压发生槽10023为连续或间隔设置的V形槽。

上述径向子轴承1002中设置动压发生槽的其它具体实施方式可以参见实施例十二中的相关说明，并能够达到相同的有益效果，为避免重复，对此不作赘述。

本实用新型实施例中，径向子轴承1002和推力子轴承1003均可以设置动压发生槽，其中，推力子轴承1003中设置动压发生槽的结构形式如下：

第三推力盘10031的面向第五定子10032和第六定子10033的端面，或，第五定子10032和第六定子10033的面向第三推力盘10031的端面上设置有第五动压发生槽10035。

进一步的，第五动压发生槽10035呈辐射状或同心圆状排布。

进一步的，第五动压发生槽10035包括第一螺旋槽和第二螺旋槽，第一螺旋槽环绕于第二螺旋槽外，第一螺旋槽和第二螺旋槽的螺旋走向相反，第一螺旋槽的靠近第二螺旋槽的一端与第二螺旋槽的靠近第一螺旋槽的一端连接或断开。

上述推力子轴承1003中设置动压发生槽的其它具体实施方式可以参见实施例十中的相关说明，并能够达到相同的有益效果，为避免重复，对此不作赘述。

本实用新型实施例中，通过在集成式轴承1000中设置动压发生槽，从而使集成式轴承1000包括动压气体轴承。在同时设置有电磁轴承和动压气体轴承的情况下，改善了集成式轴承1000在高速运转状态下的动态性能和稳定性，抗受扰动能力强，进而提高了轴承的承载能力。同时，电磁轴承与动压气体轴承采用嵌套并联结构，简化了结构，集成度高，易加工、制造和操作，提高了集成式轴承1000的综合性能。

本实用新型实施例中，集成式轴承1000还可以设置静压进气节流孔，其结构形式如下：

第三轴承壳1001还设置有第三静压进气节流孔1007；

其中，第三静压进气节流孔1007的一端连接外部气源，另一端经径向子轴承1002与第五间隙1004相通，和/或，经第五定子10032和第六定子10033与第六间隙1005相通，用于将外部气源输送至第五间隙1004和/或第六间隙1005。

本实用新型实施例中，通过集成式轴承1000还可以设置静压进气节流孔，从而使集成式轴承1000包括气体静压轴承。在同时设置有电磁轴承和气体静压轴承的情况下，能够使集成式轴承1000的承载力进一步加大。另外，电磁轴承和气体静压轴承可以相互备用，在其中一方故障、失效或者无法满足开启条件的情况下，另一方可作为备用轴承起到相同的作用。例如，在检测到电磁轴承故障的情况，通过控制气体静压轴承开启以替代电磁轴承执行相应的动作，从而提高集成式轴承1000的安全性和可靠性。

上述集成式轴承1000设置静压进气节流孔的其它具体实施方式可以参见实施例十和实施例十二中的相关说明，并能够达到相同的有益效果，为避免重复，对此不作赘述。

本实用新型实施例中，径向子轴承1002和推力子轴承1003均可以设置传感器，其结构形式分别如下：

径向子轴承1002上设置有第五传感器(图中未示出)，第五传感器的传感器探头设置于第五间隙1004内。

这样，能够实时检测第五间隙1004处的参数，例如第五间隙1004处的气膜压力等。这样，第五磁轴承10021可以根据第五传感器的检测结果对径向子轴承102进行主动控制，并能够使控制达到较高的精度。

可选的，多个第五传感器中，每个第五传感器包括传第一感器盖和第五传感器探头，第五传感器探头的第一端连接第五传感器盖，第五传感器盖固定于第五磁轴承10021上，第五磁轴承10021上设有用于供第五传感器探头穿过的通孔；第五传感器探头的第二端穿过第五磁轴承10021上的通孔，并伸至第五间隙1004，且第五传感器探头的第二端端部与第五磁轴承10021的靠近转轴100的一侧平齐。

这样，能够使第五传感器更稳定地设置于第五磁轴承10021上。此外，将传感器探头的第二端端部与第五磁轴承10021的靠近转轴100的一侧平齐，一方面，能够避免传感器探头受到转轴100的碰触，从而有利于保护传感器探头；另一方面，不会对第五间隙1004内的气膜产生影响，避免第五间隙1004内的气膜发生扰动。

推力子轴承1003上设置有第六传感器(图中未示出)，第六传感器的传感器探头设置于第六间隙1005内。

这样，能够实时检测第六间隙1005处的参数，例如第六间隙1005处的气膜压力等。这样，第六磁轴承10034可以根据第六传感器的检测结果对推力子轴承103进行主动控制，并能够使控制达到较高的精度。

可选的，第六传感器包括第六传感器盖和第六传感器探头，第六传感器探头的第一端连接第六传感器盖，第六传感器盖固定于第六磁轴承10034上，第六磁轴承10034上设有用于供第六传感器探头穿过的通孔；第六传感器探头的第二端穿过第六磁轴承10034上的通孔，并伸至第六间隙1005，且第六传感器探头的第二端端部与第六磁轴承10034的靠近第三推力盘10031的一侧平齐。

这样，能够使第六传感器更稳定地设置于第六磁轴承10034上。此外，将第六传感器探头的第二端端部与第六磁轴承10034的靠近第三推力盘10031的一侧平齐，一方面，能够避免第六传感器探头受到第三推力盘10031的碰触，从而有利于保护第六传感器探头；另一方面，不会对第六间隙1005内的气膜产生影响，避免第六间隙1005内的气膜发生扰动。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (30)

1.一种移动充电车，其特征在于，包括：

移动装置，以及设置于所述移动装置的燃料存储箱、燃气轮机发电机组、电能存储装置、充电装置和控制系统；

所述燃料存储箱、所述燃气轮机发电机组、所述电能存储装置和所述充电装置依次连接，所述控制系统分别与所述燃气轮机发电机组、所述电能存储装置和所述充电装置电连接；

所述燃气轮机发电机组设置有尾气排放管；

所述移动装置包括驱动机构、车轮、底盘、车厢和驾驶室。

2.根据权利要求1所述的移动充电车，其特征在于，

所述燃料存储箱、所述燃气轮机发电机组和所述充电装置均设置于所述车厢内，所述车厢设置有进风孔，所述进风孔用于为所述燃气轮机发电机组提供进气；

所述电能存储装置设置于所述底盘。

3.根据权利要求1所述的移动充电车，其特征在于，

所述驱动机构为驱动电机，所述电能存储装置与所述驱动电机电连接。

4.根据权利要求1所述的移动充电车，其特征在于，

所述驾驶室为单座舱，所述车厢的宽度小于或等于1米。

5.根据权利要求2所述的移动充电车，其特征在于，

所述尾气排放管从所述车厢顶部伸出并朝后水平设置，所述尾气排放管的出口设置有消音器。

6.根据权利要求2所述的移动充电车，其特征在于，

所述燃气轮机发电机组和所述充电装置均设置于所述车厢的前部，所述燃料存储箱设置于所述车厢的后部。

7.根据权利要求2所述的移动充电车，其特征在于，

所述充电装置包括充电装置本体和至少一个充电枪，所述至少一个充电枪与所述充电装置本体连接，所述充电装置本体设置有电压转换电路和功率调整电路；

所述电压转换电路用于调节充电枪的输出电压，所述功率调整电路用于调节充电枪的输出电流。

8.根据权利要求7所述的移动充电车，其特征在于，

所述充电装置本体还设置有检测电路，所述控制系统分别与所述检测电路和所述功率调整电路电连接；

在充电枪的充电接口与外部用电设备连接时，所述检测电路用于检测用电设备的电池的当前容量；

所述控制系统用于根据所述检测电路的检测结果控制所述功率调整电路的输出电流。

9.根据权利要求7所述的移动充电车，其特征在于，

所述充电装置还包括充电操作显示装置，所述控制系统与所述充电操作显示装置电连接；

所述充电操作显示装置用于显示充电用户界面和充电信息。

10.根据权利要求9所述的移动充电车，其特征在于，

所述车厢包括充电装置放置室和关闭所述充电装置放置室的室门，所述充电装置本体设置于所述充电装置放置室内，所述室门设置有搁置所述充电枪的充电枪底座，所述充电操作显示装置设置于所述室门；

车厢的侧壁设置有与所述室门对应的卷拉门或窗户。

11.根据权利要求1所述的移动充电车，其特征在于，

所述移动充电车还设置有通信模块，所述通信模块用于与外部通信设备建立通信连接。

12.根据权利要求1所述的移动充电车，其特征在于，

所述电能存储装置还设置有电量检测机构，所述控制系统与所述电量检测机构电连接；其中，

所述电量检测机构检测所述电能存储装置的电量低于或等于第一预定值时，所述控制系统控制所述燃气轮机发电机组开启；

所述电量检测机构检测所述电能存储装置的电量高于或等于第二预定值时，所述控制系统控制所述燃气轮机发电机组关闭。

13.根据权利要求1所述的移动充电车，其特征在于，

所述燃料存储箱还设置有液位检测器和/或可燃气体浓度检测器。

14.根据权利要求1所述的移动充电车，其特征在于，

所述移动充电车还包括：

换热媒介循环系统，所述换热媒介循环系统包括填充有换热媒介的循环管道，所述换热媒介循环系统用于对所述移动充电车中的电气控制元件和/或电能存储装置进行换热；

制热风机，所述制热风机用于对所述移动充电车的驾驶舱进行制热；

制冷风机，所述制冷风机用于对所述移动充电车的驾驶舱进行制冷；

制热系统，所述制热系统分别与所述换热媒介循环系统和所述制热风机连接；

以及制冷系统，所述制冷系统分别与所述换热媒介循环系统和所述制冷风机连接。

15.根据权利要求14所述的移动充电车，其特征在于，

所述制热系统包括翅片式换热器，所述翅片式换热器的翅片可伸缩；

所述翅片式换热器分别与所述换热媒介循环系统和所述制热风机连接。

16.根据权利要求14所述的移动充电车，其特征在于，

所述制冷系统包括制冷装置和冷却器，所述制冷装置包括制冷机和溴化锂机组；

所述制冷机与所述燃气轮机发电机组和/或所述电能存储装置电连接，且所述制冷机与所述冷却器和/或所述制冷风机连接；

所述溴化锂机组用于吸收所述燃气轮机发电机组的尾气中的热能进行制冷，且所述溴化锂机组与所述冷却器连接；

所述冷却器与所述换热媒介循环系统和/或所述制冷风机连接。

17.根据权利要求1所述的移动充电车，其特征在于，

所述燃气轮机发电机组包括至少两个并联的发电机组单元，每个发电机组单元包括微型燃气轮机、发电机和转轴，所述微型燃气轮机用于驱动所述发电机转动发电。

18.根据权利要求17所述的移动充电车，其特征在于，

所述微型燃气轮机包括压气机和透平，所述发电机、所述压气机和所述透平通过所述转轴依次连接，以形成发电机组单元的转子系统；

所述转轴的轴体为一体结构，所述转轴水平设置或竖向设置；

所述转轴上还设置有推力轴承和至少两个径向轴承，所述推力轴承和所述至少两个径向轴承均为非接触式的轴承；

其中，所述推力轴承设置于所述透平的靠近所述压气机的一侧的预设位置上，所述预设位置为能够使所述转子系统的重心位于所述至少两个径向轴承中相距最远的两个径向轴承之间的位置。

19.根据权利要求17所述的移动充电车，其特征在于，

所述微型燃气轮机包括压气机和透平，所述发电机、所述压气机和所述透平通过所述转轴依次连接，以形成发电机组单元的转子系统；

所述转轴的轴体为一体结构，所述转轴水平设置或竖向设置；

所述转轴上还设置有推力轴承和两个径向轴承，所述推力轴承和所述两个径向轴承均为非接触式的轴承；

所述转子系统还包括第一机匣和第二机匣，所述第一机匣与所述第二机匣连接；

其中，所述发电机、所述推力轴承和所述两个径向轴承均设置于所述第一机匣内，所述压气机和所述透平均设置于所述第二机匣内，所述压气机的叶轮与所述透平的叶轮在所述第二机匣内相靠设置。

20.根据权利要求18或19所述的移动充电车，其特征在于，

所述推力轴承为气磁混合推力轴承；

所述径向轴承为气磁混合径向轴承或者气体动静压混合径向轴承。

21.根据权利要求20所述的移动充电车，其特征在于，

所述气磁混合推力轴承为箔片式气磁混合推力轴承或槽式气磁混合推力轴承；

所述箔片式气磁混合推力轴承包括：

第一推力盘，所述第一推力盘固定连接于转轴上；

以及，穿设于转轴上的第一定子和第二定子，所述第一定子和所述第二定子分别设置于所述第一推力盘的相对两侧；

所述第一定子和所述第二定子中，每个定子包括第一磁轴承和第一箔片轴承，所述第一磁轴承上沿周向设置有多个第一磁性部件，所述第一箔片轴承设置有能够与所述多个第一磁性部件之间产生磁力的第二磁性部件；

其中，所述第一箔片轴承设置于所述第一磁轴承与所述第一推力盘之间，并与所述第一推力盘之间具有第一间隙，且所述第一箔片轴承能够在所述第一磁性部件和所述第二磁性部件之间的磁力作用下在转轴的轴向方向上移动；

所述槽式气磁混合推力轴承包括：

第二推力盘，所述第二推力盘固定连接于转轴上，所述第二推力盘上设置有第三磁性部件；

以及，穿设于转轴上的第三定子和第四定子，所述第三定子和所述第四定子分别设置于所述第二推力盘的相对两侧；

所述第三定子和所述第四定子中，每个定子包括第二磁轴承，所述第二磁轴承上沿周向设置有能够与所述第三磁性部件之间产生磁力的多个第四磁性部件，所述第二磁轴承与所述第二推力盘之间具有第二间隙，且所述第二推力盘能够在所述第三磁性部件和所述多个第四磁性部件之间的磁力作用下在转轴的轴向方向上移动；

其中，所述第二推力盘的面向所述第三定子和所述第四定子的端面，或，所述第三定子和所述第四定子的面向所述第二推力盘的端面上设置有第二动压发生槽。

22.根据权利要求21所述的移动充电车，其特征在于，

所述第三定子和所述第四定子中，每个定子上还设置有第一静压进气节流孔，所述第一静压进气节流孔的一端与所述第二间隙相通，另一端连接外部气源，用于将外部气源输送至所述第二间隙内。

23.根据权利要求20所述的移动充电车，其特征在于，

所述气磁混合径向轴承为箔片式气磁混合径向轴承或槽式气磁混合径向轴承；

所述箔片式气磁混合径向轴承包括：

套设于转轴上的第三磁轴承，所述第三磁轴承上沿周向设置有多个第五磁性部件；

套设于转轴上，并位于所述第三磁轴承和转轴之间的第二箔片轴承，所述第二箔片轴承上设有能够与所述多个第五磁性部件之间产生磁力的第六磁性部件；

其中，所述第二箔片轴承与转轴之间具有第三间隙，且所述第二箔片轴承能够在所述多个第五磁性部件和所述第六磁性部件的磁力作用下在转轴的径向方向上移动；

所述槽式气磁混合径向轴承包括：

套设于转轴上的第四磁轴承，所述第四磁轴承上沿周向设置有多个第七磁性部件；

所述第四磁轴承朝向转轴的侧壁，或转轴朝向所述第四磁轴承的圆周面上设置有第三动压发生槽；

其中，所述第四磁轴承与转轴之间具有第四间隙，且转轴能够在所述多个第七磁性部件的磁力作用下在转轴的径向方向上移动。

24.根据权利要求23所述的移动充电车，其特征在于，

所述第四磁轴承上还设置有静压进气节流孔，所述静压进气节流孔的一端与所述第四间隙相通，另一端连接外部气源，用于将外部气源输送至所述第四间隙内。

25.根据权利要求18或19所述的移动充电车，其特征在于，

所述转子系统中，所述推力轴承和与所述推力轴承相邻的径向轴承集成一体，形成集成式轴承，所述集成式轴承包括：

第三轴承壳，所述第三轴承壳为中空回转体，所述第三轴承壳设置有第一容纳腔和第二容纳腔；

设置于所述第一容纳腔内的径向子轴承，所述径向子轴承穿设于所述转轴上，所述径向子轴承与所述转轴之间具有第五间隙；

以及，设置于所述第二容纳腔内的推力子轴承，所述推力子轴承包括第三推力盘，以及分别设置于所述推力盘两侧的第五定子和第六定子，所述推力盘固定连接于所述转轴上，所述第五定子和所述第六定子均穿设于所述转轴上；所述第五定子和所述第六定子中，每个定子与所述第三推力盘之间具有第六间隙。

26.根据权利要求25所述的移动充电车，其特征在于，

所述径向子轴承包括套设于所述转轴上的第五磁轴承，所述第五磁轴承与所述转轴之间具有所述第五间隙，所述第五磁轴承上沿周向设置有多个第八磁性部件；所述转轴能够在所述多个第八磁性部件的磁力作用下在所述转轴的径向方向上移动；

所述第五定子和所述第六定子中，每个定子包括第六磁轴承，所述第六磁轴承上沿周向设置有多个第九磁性部件；所述第三推力盘上设置有第十磁性部件，所述第三推力盘能够在所述多个第九磁性部件和所述第十磁性部件之间的磁力作用下在所述转轴的轴向方向上移动。

27.根据权利要求26所述的移动充电车，其特征在于，

所述第三轴承壳还设置有第三静压进气节流孔；

其中，所述第三静压进气节流孔的一端连接外部气源，另一端经所述径向轴承与所述第五间隙相通，和/或，经所述第五定子和所述第六定子与所述第六间隙相通，用于将外部气源输送至所述第五间隙和/或第六间隙。

28.一种移动能源站，其特征在于，包括如权利要求1至27中任一项所述的移动充电车；

所述移动充电车的所述燃气轮机发电机组的输电线路与输电网连通；或者，

所述移动充电车的所述燃气轮机发电机组通过孤网发电的方式提供电能。

29.根据权利要求28所述的移动能源站，其特征在于，

所述移动能源站还包括余热锅炉和溴化锂机组，所述移动充电车的所述尾气排放管分别与所述余热锅炉和所述溴化锂机组连接；其中，

所述余热锅炉用于吸收所述移动充电车的所述燃气轮机发电机组的尾气中的热能进行供热；

所述溴化锂机组用于吸收所述移动充电车的所述燃气轮机发电机组的尾气中的热能进行供冷。

30.根据权利要求28所述的移动能源站，其特征在于，

所述移动能源站还包括烟气补燃型溴化锂机组，所述移动充电车的所述尾气排放管与所述烟气补燃型溴化锂机组连接；

所述烟气补燃型溴化锂机组用于吸收所述移动充电车的所述燃气轮机发电机组的尾气中的热能进行供热或供冷。