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压缩机用动磁式直线电机控制系统设计

压缩机用动磁式直线电机控制系统设计

作者：刘雅蒙深圳大学

学位级别：硕士

在全球节能减排的大环境下,直线压缩机相比于传统旋转压缩机明显节能高效,而直线压缩机的结构对性能起着至关重要的作用,优化直线压缩机用直线电机结构可提升直线压缩机的工作效率。通过查阅国内外相关资料,本文设计了一种高效直线压缩... 详细信息

在全球节能减排的大环境下,直线压缩机相比于传统旋转压缩机明显节能高效,而直线压缩机的结构对性能起着至关重要的作用,优化直线压缩机用直线电机结构可提升直线压缩机的工作效率。通过查阅国内外相关资料,本文设计了一种高效直线压缩机,该压缩机由动磁式直线电机驱动,动磁式直线电机由内、外定子与动子组成。外定子绕有励磁线圈,径向充磁的永磁体作为动子做直线往复运动,通过改进动磁式直线电机结构完成对直线压缩机的优化。本文通过对直线压缩机理论分析,建立了压缩机电磁系统、运行系统、动力系统的数学模型,通过描述函数法线性化气体力,为动磁式直线压缩机的结构设计提供理论基础。利用Ansoft Maxwell有限元仿真软件对压缩机用动磁式直线电机做建模仿真,从气隙厚度、动子厚度、动子长度、动子位置、内定子厚度这五个方面着手分析,完成电机几何参数优化。压缩机控制方面,具有行程和频率可调的优势,根据机械共振理论,保持压缩机运行频率接近机械共振频率,并通过调节输入电压有效值的方法稳定活塞运动平衡位置,消除余隙。在样机测试方面,硬件方面利用微控制器STM32F407作为数据处理器,在Keil uVision5编程环境下对动磁式直线压缩机进行程序设计。通过输入幅值与频率可调的正弦电压信号,分析直线压缩机的空载和负载运动特性,并比较驱动电路中串联电容前后的输出特性。在空载情况下,分析输入电压对活塞位置的影响;在负载情况下,分析气体力对活塞位置的影响、活塞位置对出力的影响、活塞行程对出力的影响。结合直线压缩机运动特性,最后设计自动调整活塞位置提升运行效率的方法。经过实验发现:活塞运动频率完全与输入电压频率一致。负载实验中,活塞运动下止点距离气缸底部距离越小,排气力越大,但当距离过小时,导致活塞振动颠簸。在频率55Hz幅值100V正弦电压输入下,串联电容可增加活塞行程3.2mm,排气力增加2kg/cm。负载运行中,在频率10Hz幅值100V正弦电压输入下,自动调整活塞位置后,行程增加2mm,排气力增加1kg/cm,说明该控制方法可有效消除余隙,提高系统性能,且保持系统平稳运行。

关键词：动磁式直线电机直线压缩机动力学分析控制方法

自由活塞斯特林制冷机用直线电机性能仿真与测试

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柴油机 2019年第6期41卷 52-55页

作者：唐天雁轩连梁伟青孙轶刘静上海齐耀动力技术有限公司上海201203 七一一研究所上海201108

介绍了自由活塞斯特林制冷机用动磁式直线电机结构。采用Ansoft软件对直线电机进行有限元仿真,配合自由活塞制冷机整机仿真软件,研究了直线电机性能及整机制冷性能。采用三组不同外气隙参数的直线电机进行试验验证,结果表明:直线电机性... 详细信息

介绍了自由活塞斯特林制冷机用动磁式直线电机结构。采用Ansoft软件对直线电机进行有限元仿真,配合自由活塞制冷机整机仿真软件,研究了直线电机性能及整机制冷性能。采用三组不同外气隙参数的直线电机进行试验验证,结果表明:直线电机性能对整机性能影响较大,且直线电机的定位力会影响动子系统的固有频率,降低自由活塞制冷机的制冷效率;外气隙参数对直线电机性能影响较大,经比较:0.5 mm为外气隙优选参数,并且,在生产过程中须保证直线电机的径向加工精度。

关键词：自由活塞斯特林制冷机动磁式直线电机气隙性能

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冰箱用直线压缩机系统开发

低温与超导 2014年第4期42卷 45-47,52页

作者：徐海峰杨坤满长才朱魁章中国电子科技集团公司第十六研究所合肥230043

直线压缩机具有效率高、结构简单、体积小、容量调节性能优异等优点,是目前冰箱用压缩机的一个发展热点。文中介绍了冰箱用直线压缩机的结构设计、动磁式直线电机设计及直线电机的控制方法。

关键词：冰箱直线压缩机动磁式直线电机

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管路主动减振系统作动器设计

轻工机械 2019年第5期37卷 57-61,67页

作者：曾威嶂郑水英浙江大学能源工程学院

为提高管路主动减振系统中动磁式直线电机的减振效果,课题组提出了适用于不同情况的作动器的设计思路。以等效磁路法为基础,得到了作动器的电磁特性;利用有限元软件Ansoft Maxwell模拟仿真得出相关参数,并与公式计算的结果进行对比,确... 详细信息

为提高管路主动减振系统中动磁式直线电机的减振效果,课题组提出了适用于不同情况的作动器的设计思路。以等效磁路法为基础,得到了作动器的电磁特性;利用有限元软件Ansoft Maxwell模拟仿真得出相关参数,并与公式计算的结果进行对比,确认设计具有合理性。应用此方法可以根据实际需求设计不同性能参数的作动器。

关键词：管路振动动磁式直线电机等效磁路法电磁力 Ansoft Maxwell

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小型对置式直线压缩机模拟及实验研究

能源研究与信息 2021年第4期37卷 187-192,206页

作者：洪昊赵志康陈曦何韩军上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

直线压缩机具有体积小、摩擦力小、效率高以及无油润滑等优点,其小型化设计在微电子冷却及微型空调领域具有重要的发展前景。利用Ansoft Maxwell有限元分析软件建立了动磁式直线电机模型,确定了谐振工况下直线电机结构及性能参数,通过... 详细信息

直线压缩机具有体积小、摩擦力小、效率高以及无油润滑等优点,其小型化设计在微电子冷却及微型空调领域具有重要的发展前景。利用Ansoft Maxwell有限元分析软件建立了动磁式直线电机模型,确定了谐振工况下直线电机结构及性能参数,通过数值积分分析了空载和负载工况下的活塞位移。根据理论分析和模拟,研制了对置式直线压缩机实验样机,压缩机总质量为1.2 kg,总长度为118 mm。实验结果显示:以R134a为制冷剂时,在冷凝压力为0.79 MPa、蒸发压力为0.39 MPa下,制冷量为57.3 W。模拟及实验结果对直线压缩机小型化设计具有参考价值。

关键词：直线压缩机动磁式直线电机有限元分析 R134a

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新型圆筒形直线振动压缩机的设计

机械与电子 2010年第3期28卷 37-39页

作者：周志宏长江大学机械工程学院湖北荆州434023

提出了一种新型的直线振动压缩机,压缩机的直线电机的定子铁芯由渐开线硅钢片冲片叠成圆筒形,解决了LG直线压缩机漏磁的问题.针对新型的直线振动压缩机进行了结构设计,并用有限元计算直线电机的磁路,结合ANSYS的APDL进行编程,使有限元... 详细信息

提出了一种新型的直线振动压缩机,压缩机的直线电机的定子铁芯由渐开线硅钢片冲片叠成圆筒形,解决了LG直线压缩机漏磁的问题.针对新型的直线振动压缩机进行了结构设计,并用有限元计算直线电机的磁路,结合ANSYS的APDL进行编程,使有限元电磁计算和压缩机的热力学计算结合起来.

关键词：直线压缩机动磁式直线电机有限元分析渐开线层压

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线性压缩机用动磁式直线电动机研究

线性压缩机用动磁式直线电动机研究