發(fā)布時間：2020-07-29 15:04

【摘要】：目前電冰箱上廣泛使用的制冷壓縮機大多數(shù)是由旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動的往復活塞式壓縮機,其中轉(zhuǎn)換機構(曲柄連桿機構)必不可少,但是該機構的引入造成壓縮機的整體結構龐大,傳遞環(huán)節(jié)增多,傳動效率降低,除此之外還帶來了摩擦損耗、磨損、噪音等問題。直線壓縮機與常規(guī)往復式壓縮機的基本差異在于沒有曲柄連桿機構,減少了相對運動的零件,因而大大減少摩擦損耗,并通過調(diào)節(jié)電壓實現(xiàn)流量調(diào)節(jié),在整個可變流量范圍內(nèi)效率都非常高。正是由于直線壓縮機具有的這些傳統(tǒng)壓縮機無可比擬的優(yōu)點,使其成為未來冰箱壓縮機的一個極其重要的研究發(fā)展方向。本文圍繞動圈式直線壓縮機展開了研究工作： (1)提出了一種由多層長短不一的硅鋼片排列而成的磁路結構,這種結構在降低電機渦耗的同時,盡可能地減小了電機的結構尺寸。但傳統(tǒng)的等效電路方法和有限元方法很難計算硅鋼片間有間隙的鐵芯的磁通分布問題。因此針對新磁路結構的特點,提出一種新的考慮鐵芯磁阻的磁路模型,對鐵芯磁路進行分層處理,鐵芯每一層對應一段鐵芯、氣隙和磁鐵,然后通過使總磁阻最小確定各層的磁通。并利用該模型結合機械動力學導出了直線壓縮機的動力學和電壓方程。在此基礎上論文進行了大量的計算工作,分析了磁路結構中的多個關鍵參數(shù)如內(nèi)外軛鐵尺寸、線圈的大小、壓縮機余隙、活塞行程以及工作頻率等對直線壓縮機性能的影響,在此基礎上完成了直線壓縮機的多參數(shù)優(yōu)化設計。 (2)在分析現(xiàn)有流量調(diào)節(jié)法的基礎上,以壓縮機耗功少、效率高為目標,針對雙向可控硅控制方法,提出一種新的現(xiàn)階段更有效的直線壓縮機流量調(diào)節(jié)方法,即余隙行程綜合調(diào)節(jié)法。并通過大量的計算和分析,對流量與行程、余隙的關系以及影響壓縮機效率的其它因素進行研究,得到流量調(diào)節(jié)時余隙和行程的設定方案。通過與余隙容積調(diào)節(jié)法和行程容積調(diào)節(jié)法相比較,從效率方面驗證了余隙行程綜合調(diào)節(jié)法的高效可行性。除了對流量調(diào)節(jié)方法的研究外,根據(jù)控制系統(tǒng)的需求,設計了以單片機為核心、采用雙向可控硅控制的直線壓縮機控制系統(tǒng),包括開機、負荷運行、停機以及壓縮機保護等功能,并設計了電路板,編寫了相關程序。 (3)在理論分析的基礎上,設計制造了一臺直線壓縮機樣機。建立了直線壓縮機性能測試實驗平臺。通過實驗測試分析了直線壓縮機運行中的各種損耗。實驗驗證了磁路結構改進后直線壓縮機的鐵芯損耗有了較大的降低。通過控制電路實現(xiàn)了直線壓縮機的運行控制及流量調(diào)節(jié)。采用余隙行程綜合調(diào)節(jié)法,在流量調(diào)節(jié)過程中直線壓縮機保持較高的效率。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH45
【圖文】：

業(yè)領域中最鮮明的主題無疑是節(jié)能與環(huán)保。各國都在積極推效水平產(chǎn)品的消費者進行補貼，對生產(chǎn)高能效水平產(chǎn)品的制內(nèi)，一年要消耗4x102OJ的商業(yè)能源。其中與建筑有關的能照明，這部分能耗占總能耗(包括生物質(zhì)能)的420/012〕，產(chǎn)占與能源相關的C。:排放量的36%。其中工業(yè)化國家約消耗其中一半【習。電器電冰箱，雖然功率不大，但其工作時間長，總耗電量大，備。OECD(經(jīng)濟合作發(fā)展組織)國家家用電冰箱的能耗是3倍。在日本，電冰箱消耗了17%的住宅電能;在泰國，這一比年中國家用電器的耗電情況圖，可以看出電冰箱的耗電量所電冰箱的用電情況都說明了電冰箱是耗能大戶‘刁二。因此電冰。

需要采用專用的精密加工設備，另外密封要求也很高，在小制冷量范圍內(nèi)沒有優(yōu)勢，用于電冰箱的旋轉(zhuǎn)壓縮機目前在中國已經(jīng)沒有生產(chǎn)「川。往復式壓縮機由于已有長期的使用經(jīng)驗，其耐一久性好，可靠性高，廣泛用于家用冰箱，如圖1.2所示。其旋轉(zhuǎn)電機提供的是旋轉(zhuǎn)運動，通過曲柄連桿機構將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞的往復直線運動。其中轉(zhuǎn)換機構(曲柄連桿機構)必不可少，但是該機構的引入造成壓縮機的整體結構龐大，傳遞環(huán)節(jié)增多，傳動效率降低，除此之外還帶來了摩擦功耗、磨損、噪音等問題，使得輸入功率只有1/3得到有效利用(電效率約為30%)，而在商用制冷設備中，這個比例也僅有1/3至1/2�；钊�!!!，...圖1.2傳統(tǒng)的往復式壓縮機結構示意圖

據(jù)直線電機運動部件的特點又可以分為:動圈式、動鐵式以及動磁式〔2幻。1.2.1.1動圈式直線壓縮機圖1.4為動圈式直線壓縮機結構原理圖「細。該直線壓縮機內(nèi)扼鐵內(nèi)部裝有氣缸，外轆鐵在內(nèi)扼鐵的外部，并與內(nèi)驪鐵之間形成一個氣隙;線圈支架插入內(nèi)、外驪鐵形成的氣隙中，線圈纏繞在線圈支架上;一對共振彈簧使線圈組件在內(nèi)、外驪鐵形成的氣隙中連續(xù)的進行共振運動;吸排氣閥組件安裝在內(nèi)輛鐵上，用于控制活塞往復運動時的吸、排氣。其工作原理是:當向線圈中通入交流電時一，線圈組件受到周期性電磁力作用進行往復運動，連接在線圈組件上的活塞便在氣缸內(nèi)部作直線往復運動，使由氣缸、活塞、閥組件組成的壓縮腔周期性膨脹壓縮，于是制冷劑氣體便通過進氣閥片進入壓縮腔，經(jīng)過壓縮后又排出。以上工作過程反復進行。七七二辦、們二二二 二 ...}}}舌目 ---角角戶一自自自一戶‘‘匕 lllllllllll ]]]]]]]]]]]]]]]]]]]刃 刃刃從

【參考文獻】

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本文編號：2774125