低溫制冷機(jī)用雙磁鋼動(dòng)磁式線性壓縮機(jī)樣機(jī)設(shè)計(jì)與初步實(shí)驗(yàn).pdf

1、低溫制冷機(jī)高可靠性、低振動(dòng)和長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)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(jī)工作的高可靠性、低振動(dòng)與噪聲和高效運(yùn)行是制冷機(jī)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(jì)制造出一臺(tái)雙磁鋼動(dòng)磁式線性壓縮機(jī)，并開展初步試驗(yàn)研究，主要的研究?jī)?nèi)容包括:
　　 1.線性壓縮機(jī)復(fù)向量法動(dòng)力學(xué)及電路模型分析和渦旋臂板彈簧設(shè)計(jì)流程
　　 為解決壓縮機(jī)電-機(jī)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(jī)運(yùn)動(dòng)部件受力情況，由此對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，得到運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量的表達(dá)式;進(jìn)而進(jìn)行壓縮機(jī)功率轉(zhuǎn)換分析，得到壓縮機(jī)輸出PV功、輸入電功率和阻尼耗散的表達(dá)式，從而得到壓縮機(jī)效率。其次對(duì)線性壓縮機(jī)進(jìn)行電路模型分析，將電路系統(tǒng)和低溫制冷機(jī)冷頭等效的聲阻抗系統(tǒng)等效到機(jī)械系統(tǒng)，使三者耦合到同一個(gè)電路模型中得到清晰的表達(dá)，通過相對(duì)成熟的電路網(wǎng)絡(luò)理論得到效率的阻抗表達(dá)式，進(jìn)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(shí)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(dá)式。最后對(duì)渦旋臂板彈簧設(shè)計(jì)進(jìn)行了理論分析，總結(jié)出其詳細(xì)的設(shè)計(jì)流程，為渦旋臂板彈簧設(shè)計(jì)提供參考。
　　 2.雙磁鋼動(dòng)磁式線性壓縮機(jī)核心部件的數(shù)值模擬研究
　　 雙磁鋼動(dòng)磁式直線電機(jī)除了具備動(dòng)磁式直線電機(jī)的一般優(yōu)點(diǎn)外，其單邊兩種磁場(chǎng)在磁軛內(nèi)產(chǎn)生的磁滯損失幾乎完全抵消，提高了電機(jī)效率[1]。為了與線性壓縮機(jī)理論設(shè)計(jì)相耦合，完善線性壓縮機(jī)設(shè)計(jì)，采用數(shù)值模擬的方

4、法對(duì)壓縮機(jī)的核心部件直線電機(jī)進(jìn)行了初步分析和設(shè)計(jì)，對(duì)板彈簧進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。初步確定直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，模擬預(yù)測(cè)其關(guān)鍵性能參數(shù)。采用有限元分析方法對(duì)直線電機(jī)多個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化分析，得到所設(shè)計(jì)直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。采用有限元方法對(duì)板彈簧優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(cè)壓縮機(jī)諧振頻率。
　　 3.線性壓縮機(jī)RC負(fù)載初步實(shí)驗(yàn)研究