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直线压缩机用横向磁通永磁直线振荡电机系统研究

于明湖  
【摘要】:传统冰箱压缩机大多是采用旋转电机加曲柄联轴驱动的往复式活塞压缩机,此种方式由于中间转换环节的存在使得整体传动效率低下。永磁直线压缩机是一种采用永磁直线振荡电机直接驱动的新型压缩机,传动效率高,在制冷压缩机领域的应用日益得到重视。本论文在国家教育部博士点基金项目(200803350051)资助下,从开发高效节能的新型制冷压缩机出发,以动磁式直线压缩机系统及驱动用永磁直线振荡电机为主要研究对象。 本文根据现有的实验条件,在对横向磁通永磁直线振荡电机本体及工作特性深入研究的基础上,进一步提出了新型的动磁式横向磁通直线压缩机,并对其进行了深入的研究,主要研究成果包括: 1.深入分析了横向磁通永磁直线振荡电机,建立了横向磁通永磁直线振荡电机线性机电系统模型。在此基础上,通过解析法研究了气体力负载及频率对于电机工作特性的影响,并通过矢量图及仿真的方式进行了进一步分析,最后通过实验进行验证。 2.实现了电机的动子位移估算算法,并结合对于动子平衡点的偏移补偿初步实现了横向磁通直线振荡电机上止点控制。在对直线振荡电机工作特性进行详细分析的基础上,研究并对比了电机谐振频率跟踪策略,最后结合动子位移估算算法实现了电机的高效控制策略。 3.基于现有横向磁通永磁直线振荡电机的基础上,提出了一种一体化动磁式横向磁通直线压缩机。使用有限元软件建立了三维模型,求得了电机气隙磁场及电磁推力特性,详细分析多个关键参数对电机性能的影响,并由样机的空载与负载实验结果进行验证。研究结果为进一步深入研究动磁式横向磁通直线压缩机提供了详实的实验数据。


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