【摘要】：目前電冰箱上廣泛使用的制冷壓縮機(jī)大多數(shù)是由旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞式壓縮機(jī),其中轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(曲柄連桿機(jī)構(gòu))必不可少,但是該機(jī)構(gòu)的引入造成壓縮機(jī)的整體結(jié)構(gòu)龐大,傳遞環(huán)節(jié)增多,傳動(dòng)效率降低,除此之外還帶來(lái)了摩擦損耗、磨損、噪音等問(wèn)題。直線壓縮機(jī)與常規(guī)往復(fù)式壓縮機(jī)的基本差異在于沒(méi)有曲柄連桿機(jī)構(gòu),減少了相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件,因而大大減少摩擦損耗,并通過(guò)調(diào)節(jié)電壓實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié),在整個(gè)可變流量范圍內(nèi)效率都非常高。正是由于直線壓縮機(jī)具有的這些傳統(tǒng)壓縮機(jī)無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn),使其成為未來(lái)冰箱壓縮機(jī)的一個(gè)極其重要的研究發(fā)展方向。本文圍繞動(dòng)圈式直線壓縮機(jī)展開(kāi)了研究工作： (1)提出了一種由多層長(zhǎng)短不一的硅鋼片排列而成的磁路結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)在降低電機(jī)渦耗的同時(shí),盡可能地減小了電機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸。但傳統(tǒng)的等效電路方法和有限元方法很難計(jì)算硅鋼片間有間隙的鐵芯的磁通分布問(wèn)題。因此針對(duì)新磁路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),提出一種新的考慮鐵芯磁阻的磁路模型,對(duì)鐵芯磁路進(jìn)行分層處理,鐵芯每一層對(duì)應(yīng)一段鐵芯、氣隙和磁鐵,然后通過(guò)使總磁阻最小確定各層的磁通。并利用該模型結(jié)合機(jī)械動(dòng)力學(xué)導(dǎo)出了直線壓縮機(jī)的動(dòng)力學(xué)和電壓方程。在此基礎(chǔ)上論文進(jìn)行了大量的計(jì)算工作,分析了磁路結(jié)構(gòu)中的多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)如內(nèi)外軛鐵尺寸、線圈的大小、壓縮機(jī)余隙、活塞行程以及工作頻率等對(duì)直線壓縮機(jī)性能的影響,在此基礎(chǔ)上完成了直線壓縮機(jī)的多參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。 (2)在分析現(xiàn)有流量調(diào)節(jié)法的基礎(chǔ)上,以壓縮機(jī)耗功少、效率高為目標(biāo),針對(duì)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(jī)流量調(diào)節(jié)方法,即余隙行程綜合調(diào)節(jié)法。并通過(guò)大量的計(jì)算和分析,對(duì)流量與行程、余隙的關(guān)系以及影響壓縮機(jī)效率的其它因素進(jìn)行研究,得到流量調(diào)節(jié)時(shí)余隙和行程的設(shè)定方案。通過(guò)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(yàn)證了余隙行程綜合調(diào)節(jié)法的高效可行性。除了對(duì)流量調(diào)節(jié)方法的研究外,根據(jù)控制系統(tǒng)的需求,設(shè)計(jì)了以單片機(jī)為核心、采用雙向可控硅控制的直線壓縮機(jī)控制系統(tǒng),包括開(kāi)機(jī)、負(fù)荷運(yùn)行、停機(jī)以及壓縮機(jī)保護(hù)等功能,并設(shè)計(jì)了電路板,編寫(xiě)了相關(guān)程序。 (3)在理論分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)直線壓縮機(jī)樣機(jī)。建立了直線壓縮機(jī)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析了直線壓縮機(jī)運(yùn)行中的各種損耗。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了磁路結(jié)構(gòu)改進(jìn)后直線壓縮機(jī)的鐵芯損耗有了較大的降低。通過(guò)控制電路實(shí)現(xiàn)了直線壓縮機(jī)的運(yùn)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(guò)程中直線壓縮機(jī)保持較高的效率。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH45
【圖文】：

業(yè)領(lǐng)域中最鮮明的主題無(wú)疑是節(jié)能與環(huán)保。各國(guó)都在積極推效水平產(chǎn)品的消費(fèi)者進(jìn)行補(bǔ)貼，對(duì)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(guān)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(guān)的C。:排放量的36%。其中工業(yè)化國(guó)家約消耗其中一半【習(xí)。電器電冰箱，雖然功率不大，但其工作時(shí)間長(zhǎng)，總耗電量大，備。OECD(經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織)國(guó)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(guó)，這一比年中國(guó)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(shuō)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(shè)備，另外密封要求也很高，在小制冷量范圍內(nèi)沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，用于電冰箱的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)目前在中國(guó)已經(jīng)沒(méi)有生產(chǎn)「川。往復(fù)式壓縮機(jī)由于已有長(zhǎng)期的使用經(jīng)驗(yàn)，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(jī)提供的是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。其中轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(曲柄連桿機(jī)構(gòu))必不可少，但是該機(jī)構(gòu)的引入造成壓縮機(jī)的整體結(jié)構(gòu)龐大，傳遞環(huán)節(jié)增多，傳動(dòng)效率降低，除此之外還帶來(lái)了摩擦功耗、磨損、噪音等問(wèn)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(shè)備中，這個(gè)比例也僅有1/3至1/2�；钊�!!!，...圖1.2傳統(tǒng)的往復(fù)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

據(jù)直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的特點(diǎn)又可以分為:動(dòng)圈式、動(dòng)鐵式以及動(dòng)磁式〔2幻。1.2.1.1動(dòng)圈式直線壓縮機(jī)圖1.4為動(dòng)圈式直線壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖「細(xì)。該直線壓縮機(jī)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(gè)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(duì)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(jìn)行共振運(yùn)動(dòng);吸排氣閥組件安裝在內(nèi)輛鐵上，用于控制活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的吸、排氣。其工作原理是:當(dāng)向線圈中通入交流電時(shí)一，線圈組件受到周期性電磁力作用進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連接在線圈組件上的活塞便在氣缸內(nèi)部作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，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(guò)進(jìn)氣閥片進(jìn)入壓縮腔，經(jīng)過(guò)壓縮后又排出。以上工作過(guò)程反復(fù)進(jìn)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(xiàn)】

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