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三相变频微型压缩机及便携式冷藏箱设计

作　者: 房立新
导　师: 宋俊；卜海潮
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 便携式制冷滚动转子压缩机变频调速
分类号: TB65
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 203次
引　用: 1次
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内容摘要

通过对现阶段国内外便携式制冷技术的研究，本文主要探讨了蒸汽压缩式制冷技术应用于便携式制冷领域的可能性，由此提出采用三相变频压缩机的制冷方案。本文根据蒸汽压缩式制冷循环的热力学原理，从小冷量、小体积的便携式冷藏箱的热负荷计算出发，以所选用制冷剂(R134a)的热力性质表为依据，进行了制冷系统的基本热力计算。根据计算结果，并充分考虑到小体积、小功率的应用环境限制，进一步完成了整个制冷系统的设计实现，包括压缩机的选型和设计、换热器的选择和计算以及节流管的计算等等。其中，滚动转子压缩机的结构微型化设计是整个制冷系统设计的核心部分。为了进一步缩小压缩机体积，采用三相交流异步电机作为压缩机驱动电机，同时引入近年来发展迅速的SPWM变频调速技术，一方面解决电源匹配的问题，另一方面改善压缩机启动和运行状态，减少能源消耗。变频电源的控制系统采用单片机和专用芯片相结合，在实现变频控制功能的前提下做到电路结构简洁而且成本低廉。通过改进压缩机的结构，选用三相电机以及引入变频调速控制技术，本文实现了蒸汽压缩式制冷的微型化设计，从而为小体积、小功率的便携式应用提供了一个崭新的解决思路和实施方案。若能及时完成从科研到产业的转换，该方案将具有比较高的实用价值和广阔的市场前景。

全文目录

1 绪论  9-15
  1.1 制冷技术概述  9-11
    1.1.1 冷藏链的形成  10
    1.1.2 工业冷却  10
    1.1.3 创造舒适环境  10
    1.1.4 科学研究的需要  10-11
  1.2 研究便携式制冷系统的意义  11
  1.3 国内外在便携式制冷方面的研究动态  11-14
    1.3.1 半导体制冷  11-13
    1.3.2 涡流管制冷  13
    1.3.3 相变制冷  13-14
  1.4 课题研究设想及预期目标  14-15
2 制冷循环的热力学原理  15-26
  2.1 基本概念  15-18
    2.1.1 热力状态参量  15-16
    2.1.2 热力学第一定律  16-17
    2.1.3 常用热力参数图表  17-18
  2.2 蒸汽压缩式制冷的热力学循环  18-26
    2.2.1 热力学第二定律  18
    2.2.2 理想制冷循环--逆卡诺循环  18-21
    2.2.3 蒸汽压缩式制冷的饱和循环  21-24
    2.2.4 蒸汽压缩制冷的回热循环  24-25
    2.2.5 实际制冷循环  25-26
3 制冷装置的选择和计算  26-47
  3.1 冷负荷的估算  26-28
    3.1.1 渗入热的计算  26-27
    3.1.2 货物热的计算  27
    3.1.3 换气热的计算  27
    3.1.4 确定冷却设备负荷和机械负荷  27-28
  3.2 制冷剂的选择  28-30
    3.2.1 制冷剂的性质  28-29
    3.2.2 选择R134a作为制冷剂  29-30
  3.3 制冷工况的确定  30-31
  3.4 制冷压缩机的设计和计算  31-41
    3.4.1 基本热力计算  31-33
    3.4.2 压缩机及电动机功率的计算  33
    3.4.3 制冷压缩机的结构设计  33-41
  3.5 冷凝器的选择和计算  41-42
    3.5.1 冷凝器的选择  41
    3.5.2 设计计算  41-42
  3.6 蒸发器的选择和计算  42-44
    3.6.1 蒸发器的选择  42-43
    3.6.2 传热面积计算  43-44
  3.7 节流装置及其它辅助设备  44-47
    3.7.1 节流装置  44-46
    3.7.2 干燥过滤器的选择  46-47
4 压缩机电机及控制系统  47-68
  4.1 压缩机电机的选择  47-50
    4.1.1 电机类型  47-48
    4.1.2 压缩机电机的特殊技术要求  48-49
    4.1.3 变频电机设计时要注意的问题  49-50
  4.2 变频调速原理  50-55
    4.2.1 调速问题的提出  50-51
    4.2.2 VVVF变频调速原理  51-53
    4.2.3 正弦波脉宽调制方法(SPWM)  53-55
  4.3 逆变电源电路  55-68
    4.3.1 电力电子器件选择  55-57
    4.3.2 交-直-交变频主电路  57-59
    4.3.3 SPWM变频控制电路  59-63
    4.3.4 软件设计  63-68
5 冷藏箱箱体结构设计  68-70
  5.1 冷藏箱整体布置  68-69
  5.2 箱体结构设计  69-70
6 结论  70-73
  6.1 论文结论  70-71
  6.2 建议及研究设想  71-73
致谢  73-74
本人在攻读学位期间发表的论文  74-75
参考文献  75-79
附录1  79-80
附录2  80

三相变频微型压缩机及便携式冷藏箱设计

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