低溫制冷機用雙磁鋼動磁式線性壓縮機樣機設(shè)計與初步實驗.pdf

1、低溫制冷機高可靠性、低振動和長壽命等優(yōu)點使其能夠在航空航天及軍事、電子器件以及醫(yī)療等諸多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，而保證其中應(yīng)用的線性壓縮機工作的高可靠性、低振動與噪聲和高效運行是制冷機發(fā)展中的關(guān)鍵問題。本文通過理論分析和關(guān)鍵部件有限元分析，設(shè)計制造出一臺雙磁鋼動磁式線性壓縮機，并開展初步試驗研究，主要的研究內(nèi)容包括:
　　 1.線性壓縮機復(fù)向量法動力學(xué)及電路模型分析和渦旋臂板彈簧設(shè)計流程
　　 為解決壓縮機電-機械-流體復(fù)合系統(tǒng)理

2、論分析比較復(fù)雜的問題，首先采用復(fù)向量分析法分析壓縮機運動部件受力情況，由此對壓縮機進行動力學(xué)分析，得到運動部件質(zhì)量的表達式;進而進行壓縮機功率轉(zhuǎn)換分析，得到壓縮機輸出PV功、輸入電功率和阻尼耗散的表達式，從而得到壓縮機效率。其次對線性壓縮機進行電路模型分析，將電路系統(tǒng)和低溫制冷機冷頭等效的聲阻抗系統(tǒng)等效到機械系統(tǒng)，使三者耦合到同一個電路模型中得到清晰的表達，通過相對成熟的電路網(wǎng)絡(luò)理論得到效率的阻抗表達式，進而得到電路部分電感和等效電容不

3、影響效率的結(jié)論，同時得出在線圈組件允許的電流范圍內(nèi)系統(tǒng)最大輸出聲功表達式。最后對渦旋臂板彈簧設(shè)計進行了理論分析，總結(jié)出其詳細的設(shè)計流程，為渦旋臂板彈簧設(shè)計提供參考。
　　 2.雙磁鋼動磁式線性壓縮機核心部件的數(shù)值模擬研究
　　 雙磁鋼動磁式直線電機除了具備動磁式直線電機的一般優(yōu)點外，其單邊兩種磁場在磁軛內(nèi)產(chǎn)生的磁滯損失幾乎完全抵消，提高了電機效率[1]。為了與線性壓縮機理論設(shè)計相耦合，完善線性壓縮機設(shè)計，采用數(shù)值模擬的方

4、法對壓縮機的核心部件直線電機進行了初步分析和設(shè)計，對板彈簧進行優(yōu)化設(shè)計。初步確定直線電機的結(jié)構(gòu)參數(shù)，模擬預(yù)測其關(guān)鍵性能參數(shù)。采用有限元分析方法對直線電機多個結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化分析，得到所設(shè)計直線電機的結(jié)構(gòu)參數(shù)。采用有限元方法對板彈簧優(yōu)化設(shè)計，通過靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析和模態(tài)分析，得到活塞最大行程處板彈簧中最大應(yīng)力，板彈簧軸向和徑向剛度，以及板彈簧一階固有頻率頻率，最后根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果預(yù)測壓縮機諧振頻率。
　　 3.線性壓縮機RC負載初步實驗研究