线性压缩机

摘要： 压缩机对膨胀机输出的PV功是评价压缩机性能的重要指标。用RC负载法可以模拟多种膨胀机,简化对压缩机与膨胀机之间匹配问题的研究。利用针阀连接气库与线性压缩机,搭建RC负载试验平台,测量了线性压缩机在多种工况下的输出声功特性和电源输出的反馈特性,用电压平衡和受力平衡分析不同负载下的测试结果。将理论计算与试验结果进行比对,验证了理论的准确性,为压缩机和膨胀机匹配优化奠定了基础。

摘要： 为了推进斯特林/脉管制冷机技术的发展,针对其动力驱动设备——线性压缩机进行了综述。简要地回顾了线性压缩机的发展历程,结合国内外主要研究单位的发展和近年来的文献,介绍了线性压缩机的最新研究进展,并对线性压缩机支撑技术、间隙密封技术的发展进行了重点论述。分析并给出了线性压缩机的发展方向:动磁式结构是大功率型线性压缩机的首选、空间用线性压缩机小型化趋势明显、民用线性压缩机成本的降低十分迫切,最后提出了现有研究存在的问题。

摘要： 现有压缩机用板弹簧刚度小、使用数量多,因此设计了一种盘簧。采用有限元法(FEM)对比了盘簧和柔性板弹簧的刚度,并从8种不同臂形的盘簧中确定了3种性能较优的臂形;分析了弹簧组的9种布置方式,发现将盘簧放置在两等厚柔性板弹簧之间时支撑性能较好;采用响应面目标优化法对弹簧组间距进行优化,优化后的径向刚度增大了37.5%;对优化后的弹簧组刚度进行了实验测试,并将其与FEM结果进行了对比。

摘要： 很多电子器件在低温环境下工作具有更强的性能,但低温电子器件的广泛应用仍受到制冷技术微型化落后的牵制。本文研究了一种基于多元混合工质的闭式节流制冷系统,该系统由Hampson型微型节流制冷机与线性压缩机相结合,工质采用摩尔浓度为39%甲烷/20%乙烷/41%异丁烷三元混合物,实验研究了制冷机在不同工况条件下的降温性能。结果表明:制冷机在0.10~1.77 MPa和0.14~1.90 MPa压力条件下均可实现165 K的制冷温度,在0.36~1.73 MPa和0.18~1.36 MPa压力条件下均可实现198 K的制冷温度。该系统结构紧凑,有利于促进低温电子器件在国防军事、空间科学和生物医疗等领域的应用。

摘要： 线性压缩机内部的活塞与气缸内壁面之间存在间隙,而间隙的厚度对压缩机运行效率影响甚大。间隙过小会导致磨损的可能,减少压缩机使用寿命;间隙过大又起不到密封工作流体的作用,造成相当一部分损失。基于分子动力学方法,建立了线性压缩机的物理模型,研究了线性压缩机在做正弦交变运动时,活塞运行频率、活塞行程、间隙宽度及间隙长度对间隙密封泄漏的影响关系。研究发现:泄漏量随频率和行程的增大而减小,且两者都使压缩机压比增大。在气缸总尺寸不变时,活塞宽度减小即间隙宽度增加时,泄漏量增大,压比以平方关系下降;活塞长度增加时即间隙密封长度增大,但是泄漏量和压缩机压比几乎没有变化。研究表明间隙宽度及活塞行程对泄漏量影响较大。

摘要： 针对线性压缩机随工况和热负荷变化而引起共振频率和活塞中心位置偏移量改变的问题,建立了关于压缩机共振频率的线性等效模型和傅里叶变换计算模型.两种模型用来预测线性压缩机的共振频率,后者同时用来计算活塞中心位置偏移量,模型中考虑了不同行程、不同排气压力对共振频率的影响以及不同行程、不同排气压力和不同运行频率对活塞中心位置偏移量的影响.为了验证模型的有效性,搭建了用来测量线性压缩机共振频率和活塞中心位置偏移量的测试系统,并将测量结果与模型所计算结果进行对比,结果表明,线性等效模型相比于傅里叶变换计算模型能更加准确的预测线性压缩机的共振频率;线性压缩机的共振频率随着行程的增加而逐渐减小,随着排气压力的增加而逐渐增加.实验表明,线性压缩机活塞中心位置偏移量随行程的增加而几乎不变,随着排气压力的增加而逐渐增加.傅里叶变换计算模型针对不同行程下活塞中心位置偏移量预测值高于实际值;但在不同排气压力或不同行程下的活塞偏移量可用该模型计算压缩机在上止点位置的偏移量来进行预测,误差不大于10％.

摘要： 为了提出一种有效且简易的线性压缩机设计和优化方案,本文针对一款商用Cryo S 100小型斯特林制冷机,推导出其动磁式线性压缩机中气体阻尼力和气体弹簧力的表达式,并采用COMSOL软件将压缩机动力模型和电磁模型相耦合,建立了联合仿真模型,模拟了不同负载下压缩机的动力特性,模拟结果与SAGE相吻合.通过空载下对线性压缩机的瞬态位移特性的测试和稳态下对电机比推力特性的测试,验证了耦合模型的准确性.

摘要： 线性压缩机的工作特点使得其适合使用静压气体轴承技术来提供压缩活塞所需的径向支撑力,以改善气缸和活塞的自润滑特性,提高压缩机的性能及寿命.本文利用有限体积分析方法,针对静态和动态压力出口条件,研究了小型静压气体轴承结构参数和进气压力对轴承承载力及耗气量的影响,给出了最佳的几何参数,并模拟分析了静压气体轴承运行对线性压缩机产生的影响,为静压气体轴承的设计提供了优化方向.

摘要： 针对百万像素大面阵、双色探测器的应用需求,研制了一款微型动磁式线性压缩机.压缩机采用对置式Redlich型动磁电机驱动、单侧板弹簧支撑方案.通过有限元仿真计算和动力学建模分析,完成了电机磁路、活塞面积及行程、动子质量和整机结构的优化,实现了压缩机的轻量化设计.研制的压缩机质量为787 g,耦合气动式斯特林冷指的实测常温制冷量为1.3 W@77 K@35.6 W,比质量小于0.73 kg/W,比卡诺效率为14.1％.

摘要： 小容量制冷压缩机技术的发明和应用使得冰箱、空调等家电产品走入千家万户,使容易腐败的农产品和新鲜肉制品进行远距离运输成为可能。由于小容量制冷压缩机在我国存在广阔的市场,近年来我国对小容量制冷压缩机的技术研究更加频繁。文章主要介绍了当前小容量的分类情况,阐述了当前主要的小容量制冷压缩机技术类型的应用情况与市场情况,分析了未来一段时间内小容量制冷压缩机的发展方向。

摘要： 设计了一台最大输入功率为500W的对置式双活塞线性压缩机,采用Maxwell软件对直线电机进行了参数化优化.结合电-动-声耦合原理,搭建了动力联合仿真设计平台,分析了负载运行下压缩机的动态特性.为达到整机的谐振状态,对压缩机质量-弹簧系统进行了调整.该样机匹配一台同轴型脉冲管冷指,230W输入功下,能够获得50W/170K的制冷性能,电机效率92％,整机比卡诺效率16.5％.该制冷机可以用于航天相机焦平面和相关光学器件的冷却,同时为190K-230K(-80°C～-40°C)温区的商业低温冰箱低温冷源的选择提供了参考.

摘要： 线性压缩机是保证斯特林型低温制冷机高效可靠运行的关键.其中存在四个决定线性压缩机性能的重要参数,分别是机械弹簧刚度、动子质量、电机比推力以及机械阻尼系数.通常它们在压缩机装配之前由特殊测量装置直接测量得到.然而线性压缩机的性能与设计、加工、装配均密切相关,且经过长时间的运行之后,上述压缩机参数值可能发生变化,从而恶化压缩机性能.因此亟需发展一种检测方法,来检验其实际工作特性与设计性能是否吻合.本文基于线性压缩机与声学负载耦合匹配的原理,提出一种间接测量压缩机参数的方法。该方法无需拆解压缩机，通过在压缩机出口连接声学负载，利用声阻抗对压缩机输出性能影响的特征，对上述四个参数进行反求。

摘要： 对置式气体轴承线性压缩机运用气体润滑技术,可消除活塞与气缸之间的摩擦磨损,消除柔性弹簧的支承结构,提高压缩机的使用寿命,降低了压缩机的体积与重量.为了研制高效线性压缩机,并解决气体轴承技术导致的启动不稳定问题,开展了理论和实验研究.利用数值模拟气体轴承支承的Redich线性压缩机的输出能力,并搭建线性压缩机输出声功测试实验台,研究气体轴承线性压缩机的输出特性.压缩机可输出稳定的正弦压力波,压缩机重量小于5kg,输出压比达到1.24,效率高达62.4％.该气体轴承线性压缩机为斯特林制冷机研发提供了一种高效、高可靠轻型的压缩机解决方案.

摘要： 本文通过建立电冰箱线性压缩机数学模型对其变容量运行过程进行了研究,并将仿真结果与实验结果进行了对比.结果显示,不同工况下电压有效值、电流有效值、压缩效率及电流与位移的相位差均良好吻合,误差分别在±6.9％,±8.5％,±6.2％和±13.4％内.分析结果表明气体等效弹簧刚度和等效阻尼系数随行程变化而变化从而导致压缩机频率特性改变,而电流-位移捆住差为90°时压缩机效率最高,因此线性压缩机变容量运行时,在调整压缩机驱动电压幅值的同时,需要采用变频技术保证压缩机高效运行.

摘要： 基于广泛使用于脉冲管制冷机的动圈式线性压缩机的结构及设计方程,讨论分析了该类压缩机的缩放法则及其基本原理,并归纳总结了具体的缩放实施方法.在整体缩放法则基础上提出了动圈式线性压缩机的局部缩放理论及方法,并对其进行了系统的理论分析和讨论.

摘要： 本文通过建立线性压缩机二自由度动力学模型,并将二自由度线性压缩机动力学模型模拟结果与实验结果进行了对比.结果显示,在不同排气压力下的电流和功率的模拟结果与实验结果的误差在10％以内;电压误差在20％左右.在此基础上,本文采用二自由度模型,对直径及活塞行程进行优化设计后的冰箱用线性压缩机运动部件质量与压缩机机身质量配比进行了优化设计,得到了50Hz运行频率下最佳质量比值为0.08.

摘要： 气体轴承技术与斯特林制冷机、斯特林发电机和线性压缩机结合,可大幅提升制冷机、发电机和压缩机的寿命、减小体积和重量.中国电子科技集团公司第十六研究所率先在国内开展了气体轴承斯特林制冷机、气体轴承发电机和气体轴承线性压缩研究,并取得突破.80K温区气体轴承斯特林制冷机获得了10.3W/80K@23°C的制冷量,输入功率小于170W,重量小于3.7kg,冷量重量比为2.78W/kg;-100°C～-20°C温区气体轴承斯特林制冷机150W输入制冷量为38W@-80°C,效率为25.3％,冷量重量比为10.27W/kg;100W级气体轴承斯特林发电机获得了102W的发电量,加热功率为590W,净效率25.6％,发电机的发电量/重量比为22.7W/kg;30W级的气体轴承斯特林发电机获得了33.27W的发电量,加热功率为260W,系统净效率18.22％,重量为1.5kg,发电机的发电量/重量比为22W/kg;单侧式气体轴承线性压缩机的输出声功效率为66％(RC负载法),重量低于2.5kg;对置式气体轴承线性压缩机的输出声功效率为62.4％(RC负载法)重量低于5kg;气体轴承支承的制冷机、发电机和压缩机的成功研制可解决国内超导冷却、便携发电以及制冷机动力等各种需求,同时满足了效率要求高、体积要求小和重量要求轻的苛刻要求.

摘要： 斯特林型脉冲管制冷机是一类重要的空间用制冷机.压缩机、冷指和调相机构的匹配程度是制约该类制冷机性能的关键因素之一.本文研究了负载体积,压缩机运行频率和输出压力波对压缩机输出特性影响,为研究脉冲管制冷机压缩机与不同体积负载匹配提供参考.压缩机输出特性包括,压缩机活塞位移幅值和相位角,压缩机电机效率,活塞PV功效率,压缩机PV功效率以及压缩机出口质量流幅值和相位角.

摘要： 相比斯特林制冷机而言,脉管制冷机由于冷端无运动部件,其声功需要耗散在脉管热端的调相机构中,但对于高温超导冷却中所需要的百瓦级和千瓦级制冷量等应用场合,这意味着脉管制冷机热端需要耗散相当可观的能量(千瓦级).为了能有效的利用这部分能量,本文提出了一种可以部分回收声功的串联型脉管制冷机,它由主级脉管制冷机和辅级脉管制冷机构成,主辅级之间通过一根适当截面和长度的传输管相连,利用气体的惯性效应,调节压力波相位使得其适宜驱动辅级脉管制冷机,从而达到部分声功回收的目的.数值模拟结果显示,该结构能明显提高脉管制冷机的效率.本文同时给出了主级脉管制冷机的设计过程和实验结果,该结果与模拟结果吻合较好,从另一个侧面验证了模型的正确性,为后期声功回收型脉管制冷机的验证奠定了基础,同时本文的研究对于脉管制冷机在普冷温区的应用也可提供一些借鉴.

摘要： 相比斯特林制冷机而言,脉管制冷机由于冷端无运动部件,其声功需要耗散在脉管热端的调相机构中,但对于高温超导冷却中所需要的百瓦级和千瓦级制冷量等应用场合,这意味着脉管制冷机热端需要耗散相当可观的能量(千瓦级).为了能有效的利用这部分能量,本文提出了一种可以部分回收声功的串联型脉管制冷机,它由主级脉管制冷机和辅级脉管制冷机构成,主辅级之间通过一根适当截面和长度的传输管相连,利用气体的惯性效应,调节压力波相位使得其适宜驱动辅级脉管制冷机,从而达到部分声功回收的目的.数值模拟结果显示,该结构能明显提高脉管制冷机的效率.本文同时给出了主级脉管制冷机的设计过程和实验结果,该结果与模拟结果吻合较好,从另一个侧面验证了模型的正确性,为后期声功回收型脉管制冷机的验证奠定了基础,同时本文的研究对于脉管制冷机在普冷温区的应用也可提供一些借鉴.

摘要： 本发明公开了一种线性马达(10)、一种线性压缩机(100)、一种控制线性压缩机(100)的方法、一种冷却系统(20)以及一种控制线性压缩机(100)在其整个运行中以尽可能大的效率共振地运行线性压缩机(100)的系统。实现这些目标的方法之一是借助于适于冷却系统(20)的线性压缩机(100)，线性压缩机(100)包括由线性马达(10)驱动的活塞(1)，活塞(1)具有借助于控制电压(VM)控制的位移范围，具有电压频率(ΦP)的控制电压(VM)施加于线性马达(10)并由处理单元(22)调整，活塞(1)的位移范围随冷却系统(20)的变化的需求动态地受到控制，线性压缩机(100)具有共振频率，处理单元(22)调整活塞(1)的位移范围，以使线性压缩机(100)在冷却系统(20)的整个需求变化中都动态地保持共振状态。

摘要： 本发明涉及用于共振式线性压缩机(50)的促动系统，所述共振式线性压缩机(50)被应用于冷却系统，后者被特别地设计成在所述压缩机(50)的机电频率下运行，使得在所述冷却系统的过载的状态下，该系统将能够提升由线性促动器供应的最大功率。另外，本发明涉及用于共振式线性压缩机(50)的促动方法，该促动方法的操作步骤使得人们能够在机电共振频率下促动设备，又能够在过载状态下控制该设备的促动。

摘要： 本发明涉及线性压缩机控制系统，涉及相应的控制方法以及涉及结合入本发明控制系统的线性控制。根据现有技术的教导，常规压缩机的容积控制由于该类型设备的本质特性而存在问题。如众所周知的那样，在冷却系统不平衡的情况下人们不会设法启动常规的压缩机。常规可变容积压缩机的一个功能其实是为了防止系统压力变得不平衡，以便防止停止设备的需求并等待冷却流体压力变得平衡。为了克服现有技术的问题，预见一种线性压缩机控制系统，包括通过电动机(7)控制线性压缩机(10)的电子电路(50)，线性压缩机(10)包括汽缸(4)和活塞(5)；活塞(5)设置于汽缸(4)内部，其由电动机(7)驱动并且在汽缸(4)内沿着上止端(TDE)和下止端(BDE)之间的活塞冲程进行轴向移动，压缩腔室(C)接近上止端(TDE)设置，并且活塞(5)对位于压缩腔室(C)内的流体进行压缩，电子电路(50)在线性压缩机(10)的整个运行过程中以间歇的方式通过开机时间(tL)、关机时间(tD)控制电动机(7)，电子电路(5)驱动电动机(7)并保持活塞冲程恒定，当电子电路(50)控制电动机(7)运行开机时间(tL)时产生恒定的压缩容积；如此设计系统，以致电子电路(50)控制开机时间(tL)和关机时间(tD)以便在线性压缩机(10)的整个运行时间内保持压缩容积基本恒定。

摘要： 本申请涉及一种用于控制直流线性压缩机的方法，其中，压缩机包括：设置有线圈的定子，以及设置有永磁体的动子，动子与压缩机的吸气端通过吸气弹簧连接，线圈通过开关管电路接电，用于控制直流线性压缩机的方法包括：检测线圈的反电动势；当反电动势达到预设值时，接通开关管电路，在达到第一时长后断开开关管电路。通过检测线圈的反电动势，在反电动势达到预设值时，接通开关管电路，使动子的永磁体收到定子的线圈的吸引，动子向排气端移动压缩制冷剂，在达到第一时长后断开开关管电路，使动子被吸气弹簧拉回至吸气端，简化了控制流程，节省了电能，增加了压缩机的可靠性。本申请还涉及用于控制直流线性压缩机的装置。

摘要： 本发明提供一种不需要用于检测动子位置的传感器而且考虑感应电压常数的位置依存性而能够高精度地运算动子位置的线性压缩机以及线性压缩机控制系统。本发明的线性压缩机(20)具备：励磁元件(11)，其一端连接至弹性体(201a、201b)，具有永磁铁(111)；电枢(12)，其具有卷绕在磁极(121)上的绕组(122)；以及线性马达(10)，其使励磁元件(11)与电枢(12)在轴向上相对往复运动。以如下方式控制活塞的行程：根据输出至线性马达(10)的电压指令值以及流过绕组(122)的电流值运算的感应电压为规定值时的感应电压的斜率为规定范围的位置成为连接于励磁元件(111)的另一端的活塞(212)的行程的上死点及/或下死点。

摘要： 本发明公开了一种线性马达(10)、一种线性压缩机(100)、一种控制线性压缩机(100)的方法、一种冷却系统(20)以及一种控制线性压缩机(100)在其整个运行中以尽可能大的效率共振地运行线性压缩机(100)的系统。实现这些目标的方法之一是借助于适于冷却系统(20)的线性压缩机(100)，线性压缩机(100)包括由线性马达(10)驱动的活塞(1)，活塞(1)具有借助于控制电压(VM)控制的位移范围，具有电压频率(P)的控制电压(VM)施加于线性马达(10)并由处理单元(22)调整，活塞(1)的位移范围随冷却系统(20)的变化的需求动态地受到控制，线性压缩机(100)具有共振频率，处理单元(22)调整活塞(1)的位移范围，以使线性压缩机(100)在冷却系统(20)的整个需求变化中都动态地保持共振状态。

摘要： 本发明涉及用于共振式线性压缩机(50)的促动系统，所述共振式线性压缩机(50)被应用于冷却系统，后者被特别地设计成在所述压缩机(50)的机电频率下运行，使得在所述冷却系统的过载的状态下，该系统将能够提升由线性促动器供应的最大功率。另外，本发明涉及用于共振式线性压缩机(50)的促动方法，该促动方法的操作步骤使得人们能够在机电共振频率下促动设备，又能够在过载状态下控制该设备的促动。

摘要： 本发明涉及一种用于控制共振式线性压缩机(100)活塞的系统和方法，专门设计用于以其最高效率工作，其中该系统无需使用传感器测量机械参量或变量就能够致动压缩机。本发明进一步涉及共振式线性压缩机活塞的控制方法，该方法包括的步骤可以估算活塞的速度和位移从而以高效方式控制压缩机电机。另外，本发明涉及一种共振式线性压缩机(100)，设有要求保护的控制系统。

摘要： 本发明涉及线性压缩机控制系统，涉及相应的控制方法以及涉及结合入本发明控制系统的线性控制。根据现有技术的教导，常规压缩机的容积控制由于该类型设备的本质特性而存在问题。如众所周知的那样，在冷却系统不平衡的情况下人们不会设法启动常规的压缩机。常规可变容积压缩机的一个功能其实是为了防止系统压力变得不平衡，以便防止停止设备的需求并等待冷却流体压力变得平衡。为了克服现有技术的问题，预见一种线性压缩机控制系统，包括通过电动机(7)控制线性压缩机(10)的电子电路(50)，线性压缩机(10)包括汽缸(4)和活塞(5)；活塞(5)设置于汽缸(4)内部，其由电动机(7)驱动并且在汽缸(4)内沿着上止端(TDE)和下止端(BDE)之间的活塞冲程进行轴向移动，压缩腔室(C)接近上止端(TDE)设置，并且活塞(5)对位于压缩腔室(C)内的流体进行压缩，电子电路(50)在线性压缩机(10)的整个运行过程中以间歇的方式通过开机时间(tL)、关机时间(tD)控制电动机(7)，电子电路(5)驱动电动机(7)并保持活塞冲程恒定，当电子电路(50)控制电动机(7)运行开机时间(tL)时产生恒定的压缩容积；如此设计系统，以致电子电路(50)控制开机时间(tL)和关机时间(tD)以便在线性压缩机(10)的整个运行时间内保持压缩容积基本恒定。

摘要： 本发明涉及一种控制线性压缩机中活塞的系统、控制线性压缩机中的活塞的方法，以及线性压缩机，其尤其适用于例如可包括冷冻机、空调系统等的制冷系统。本发明的目标是一种用于控制线性压缩机(10)的系统，线性压缩机(10)包括可动组件(1)，由在电机(1′)中产生电流循环的外加电压(VT)馈电的电机(1′)，电子开关装置(52)，以及控制电子开关装置(52)以便控制施加给电机(1′)的外加电压(VT)的电子电路(51)，电机(1′)驱动可动组件(1)，电子电路(51)测量在电机(1′)中循环的电流的驱动相位(ΦC)和可动组件(1)的动态相位(ΦP)，并在驱动相位(ΦC)和动态相位(ΦP)之间建立关系，求出测量相位(ΦPC)，电子电路(51)从测量相位(ΦPC)值中得出校正电压(VF)值，电子电路(51)从可动组件(1)的物理位置(DP)中得出规定电压(VP)值，电子电路(51)从校正电压(VF)和规定电压(VP)之和中得出的外加电压(VT)值下进行驱动。控制线性压缩机的方法、线性压缩机以及制冷系统也是本发明的目标。