动磁式直线空气压缩机的研发

发布时间：2020-03-26 02:42

【摘要】： 论文的目标是在对动磁式直线压缩机内在机理研究的基础上,设计并完善一种微型、便携式、高效率的动磁式直线空气压缩机。与传统旋转电机驱动的微型活塞式压缩机不同,直线压缩机是一种由直线电机直接驱动活塞作往复直线运动的新型压缩机,省去了将旋转运动转变为活塞往复运动的曲柄连杆机构,而且可以实现无油润滑。直线压缩机活塞的行程可以通过输入电压来调整,从而实现压缩机流量的连续调节,使得直线压缩机在整个工作范围内都保持较高的效率。 本文研究的动磁式直线压缩机的轴向的往复电磁驱动力,是由励磁线圈产生的交变磁场与永久磁铁产生的恒定磁场相互作用下产生的。本文建立了动磁式直线压缩机的等效磁路模型,推导了电磁力的计算公式与系统电压方程,进而建立了系统的数学模型,并采用线性简化法将非线性的气体力简化为等效的气体刚度与气体阻尼,利用龙格一库塔法对简化后的系统微分方程组进行了求解;建立了动磁式直线振荡电机的有限元模型,模型中考虑了磁路的非线性特性、漏磁通及永磁体位置等因素的影响,揭示了电机推力、位移和电流之间的相互关系,还给出了几个不同电压、不同时刻下的矢量磁通密度图,直观地显示了磁场的分布特点及磁路的饱和特性,为动磁式直线压缩机的设计奠定了基础。 动力学响应最终决定了压缩机的性能。本文利用等效磁路模型与有限元模型的计算结果,对影响动磁式直线压缩机性能的关键因素进行了深入研究,包括励磁线圈的位置、导线的直径,活塞的直径与行程、内外轭铁的尺寸等,以提高压缩机的性能。同时通过吸取国内外的成功经验,对动磁式直线压缩机的动子支架、永磁体和弹簧进行了合理设计。并在此基础上研制了一台动磁式直线压缩机。 本文建立了一套测试实验系统,对动磁式直线压缩机样机进行了性能测试实验。测试了样机在空载条件下的活塞位移、频率、电流、电压和功率等参数之间的相互关系、压缩机的各种损耗与比推力。得到了样机在空载和不同背压下的共振频率,研究了背压对动子平衡位置的影响。给出了0.7MPa背压下动磁式直线压缩机的性能参数,最后分析了影响动磁式直线压缩机性能的原因。
【图文】：

采用集中供气方式导致机组单机容量减小，台数内的需求不断增长。国外往复活塞压缩机己经随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，动工具、风动工具和便携式空压机的需求量大，在国内空压机制造厂尚未转变传统观念时，机(简称直联机)就像潮水一样从境外涌入国并组合在一起的高速轻便微型空气压缩机，由电源，而受到个人用户的喜爱。1993年以前，大利进口、售价约为1800元/台，年销售1~2量生产直联机，目前制造水平已达一定水准，有是这种空压机同传统的往复式压缩机一样需要成活塞的直线运动，因此机械效率较低，比功率。

浙江人学硕}学位论文1.2.1动铁式直线压缩机的原理与研究现状动铁式直线压缩机主要是采用动铁式直线同步振荡电动机(如图1.3所示)驱动的往复式活塞压缩机。动子用铁芯材料做成，通过支撑件与活塞、弹簧连接在-起，置于强磁场中。当励磁线圈通以交流电，就能产生交变磁场，，从而吸引铁芯轴向运动，进而推动活塞往复运动。这种压缩机动子质量轻、惯性小、振动频率低，与相同体积的其他压缩机相比能产生较大的驱动力，压缩比也较大，但动子在磁场气隙中的运动是不稳定的，容易偏离气隙中心轴线，从而在活塞上产生很大的径向力【’7]，增加了活塞与气缸之间的摩擦和磨损，应用中性能无法与其他类型的压缩机相比，将逐渐被淘汰。初级娜公线圈}}}}}}{}日… …山 山 Lhaaa皿皿 卜卜<飞 飞哪哪 lll \\\\\
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH45

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王基超;王文;;微小型对置式线性压缩机特性分析[J];低温工程;2012年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李志海;动圈式直线压缩机若干关键问题研究[D];浙江大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王洋;双定子动铁式直线振荡电机的设计与研究[D];浙江理工大学;2011年

本文编号：2600829