动磁式直线压缩机电机电磁力及能量转换效率的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文分类号学号M201270987学校代码密级硕士学位论文动磁式直线压缩机电机电磁力及能量转换效率的研究学位申请人：杨磊学科专业：制冷及低温工程指导教师：张晓青副教授答辩日期：2015年5月21日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftherequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringInvestigationofMotorElectromagneticForceandEnergyConversi

2、onEfficiencyforMoving-magnetLinearCompressorsCandidate：YangLeiMajor：RefrigerationandCryogenicEngineeringSupervisor：AssociateProf.ZhangXiaoqingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015华中科技大学硕士学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的

3、研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采

4、用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□在____年解密后适用本授权书本论文属于不保密□（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文本硕士论文工作得到国家自然科学基金项目（非线性热声的基础研究及其实验现象的数值重构与模拟分析，项目资助号：51476062）的资助。华中科技大学硕士学位论文摘要动磁式直线压缩机是一种新型压缩机，它基于电磁振荡原理，利用直线电机作为驱动源，通过板弹簧将永磁体在电机气隙中的往复直线运动传递转换成

5、活塞在气缸中的往复直线运动，从而完成对气缸内气体压缩做功过程。由于没有曲柄连杆机构的存在，因而具有结构紧凑、易于控制、低振低噪和高效节能等特点。它的应用场合非常广泛，既可以应用于普通制冷系统中，也可以作为振荡运动的驱动器应用于各种回热式低温制冷机中，是一种发展前景不可限量的新型压缩机。本文针对动磁式直线压缩机，主要进行了如下几个方面内容的研究：1.基于动磁式直线压缩机动力系统的受迫阻尼振动模型，对压缩机谐振系统的受力进行了分析，然后利用等效磁路法和磁共能分析方法，推导了动磁式直线电机中电机电磁力的

6、表达式，并利用有限元分析方法分别分析了气隙高度、永磁体半径和永磁体厚度这三个电机结构参数对电机电磁力的影响。通过有限元分析结果和表达式计算结果的比较，验证了推导所得的表达式及其简化式的适用性。2.利用电-力-声类比的方法，结合所推导的电机电磁力表达式，为动磁式直线压缩机建立了等效电路模型，并由该模型推导了压缩机电声能量转换效率的表达式以及该能量转换效率取得最大值的条件。最后，分别研究了电-力变量器两边的比值、电磁部分等效电阻、机械力学部分等效电阻这三个参数对于动磁式直线压缩机最高能量转换效率的影响

7、关系。3.针对板弹簧在动磁式直线压缩机中的重要意义，利用有限元分析方法，研究了板弹簧的槽宽和厚度这两个结构参数对其应力分布、径向刚度和轴向刚度的影响，并指出了板弹簧受力时的应力集中处。关键词：动磁式直线压缩机电机电磁力有限元分析方法等效电路模型能量转换效率板弹簧I华中科技大学硕士学位论文AbstractThemoving-magnetlinearcompressorisanewtypeofcompressorbasedontheelectromagnetoscillationtheory,usin

8、gthelinearmotorasdrivingsourceandtheplatespringsasmechanicaltransfertotransmitthereciprocatinglinearmotionofthepermanentmagnetintheairgaptothepistoninthecylinder,andthustofulfillthecompressionofworkinggas.Theadvantagesofnopresenceofcrankconnec