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一种新型结构的直线压缩机研究

作　者: 李奎
导　师: 张晓青
学　校: 华中科技大学
专　业: 制冷及低温工程
关键词: 直线电磁驱动谐振系统驱动器磁场分析
分类号: TM359.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

相对于其它形式的直线振荡压缩,动磁式直线振荡压缩机具有体积更小、质量更轻、比电流推力更大,能耗更低、可靠性更高等优势,是研究的热门方向。随着直线压缩机的应用领域向大冷量制冷系统扩展,现有结构形式的动磁式直线压缩机的电磁推力和功率输出有限使其应用受到限制。因而有必要对动磁式直线压缩机进行结构创新。提出了一种新型结构的直线振荡压缩机,揭示了其结构的主要特点和驱动原理。针对压缩机机械振动系统和直线振荡电机的电气系统展开研究工作。根据压缩机与相关机构的两种主要的连接方式分别对其建立了机械振动系统模型。分析了电磁力、气体力、弹性力等作用力的特点,并通过模型分析的方法将其做必要的等效处理,化简了系统的运动控制方程。研究了振动系统对简谐激励的响应,总结了压缩机的控制运行规律,指出应该使压缩机额定运行在亚谐振状态,此时压缩的效率和调节特性最好。从电机材料特性、永磁磁路的一般规律等方面出发,探讨了新型直线振荡电机的选材要求和永磁体的设计原则。提出了直线振荡电机的定子结构和两种不同形式的动子结构以及一种可行的电机驱动控制方法。应用等效磁路法建立了新型直线振荡电机的等效磁路模型,并通过模型获得了气隙磁通的表达式和永磁体工作曲线,定性分析了磁路的特性。应用ansys的电磁分析模块建立了电机磁路的三维稳态模型,揭示了磁场强度的空间分布规律,验证电机磁路结构的合理性。在总结已完成工作的基础上,提出在理论研究和实验验证两个方面需要进一步展开的工作。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-18
  1.1 课题意义及背景  9-10
  1.2 直线压缩机的发展  10-14
  1.3 直线振荡电机的分类和原理  14-16
  1.4 研究的主要内容  16-18
2 新型动磁式直线振荡压缩机的结构及动力学特性研究  18-37
  2.1 引言  18
  2.2 新型稀土永磁直线振荡压缩机的结构形式  18-20
  2.3 单自由度直线压缩机振动系统数学模型及动力特性分析  20-28
  2.4 单自由度直线压缩机振动系统对谐和激励的响应  28-32
  2.5 双质点双自由度强迫振荡系统模型  32-35
  2.6 小结  35-37
3 新型动磁式直线电机  37-52
  3.1 引言  37
  3.2 构成直线电机的材料  37-40
  3.3 磁路基本定理和稀土永磁体的工作状态  40-45
  3.4 新型永磁直线振荡电机结构  45-50
  3.5 直线压缩机驱动系统及其工作原理  50-51
  3.6 小结  51-52
4 新型动磁式直线电机的电磁场分析  52-66
  4.1 引言  52
  4.2 新型动磁式直线电机的等效磁路分析  52-56
  4.3 直线电机磁场的有限元分析  56-65
  4.4 小结  65-66
5 总结与展望  66-68
  5.1 总结  66-67
  5.2 工作展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-73
附录  73

一种新型结构的直线压缩机研究

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