线性斯特林制冷机逆变器的频率精度分析

线性斯特林制冷机在整个工作过程中,输入正弦交流电的频率精度是直接影响线性斯特林制冷机振动的重要因素。尤其是对于单活塞线性斯特林制冷机而言,输入的正弦交流电频率精度将直接影响到与之相连的动力吸振器的减振性能。基于此,本文在线性斯特林制冷机逆变器的研究基础上,通过对SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)波生成方法、逆变电路中MCU(MoneyWise Credit Union)时钟频率及滤波电路中截止频率、电容和电感等多个参数的分析,得到了开关数和频率精度之间的关系。根据实际应用的要求,线性斯特林制冷机逆变器输出实际频率与目标频率误差不得超过±0.1Hz,频率精度则需要求控制在±0.1%以内。所以在该应用条件下,本文在单片机MCU频率为72MHz时找到了满足合适需求的开关次数在1400～2400之间,其对应的频率精度均小于±0.1%。     

大冷量分置式斯特林制冷机

多元器件和焦平面阵列技术的蓬勃发展,要求制冷机提供较大的制冷量来满足系统的需要。本文充分介绍了国内外大冷量斯特林制冷机的研制情况,并在继承已有成熟技术的前提下,提出了研制大冷量分置式斯特林制冷机所需解决的关键技术,最后概述了国内外在斯特林制冷机方面的理论研究情况和发展趋势。     

大功率线性斯特林制冷机驱动电路设计

随着大面元、长线列红外器件更多应用于军事、航空等领域,对大功率线性制冷机的需求越来越大,使得大功率驱动电路的研制、开发与性能指标的提高变得更加急迫.本文重点介绍了采用FPGA为主控芯片,针对于大功率线性斯特林制冷机所设计的高控温精度驱动电路的功能与特点.经验证,采用此电路的控温精度达到±0.1 K以内,且具有较强的稳定...     

线性斯特林制冷机分层回热器优化设计与实验

回热器为回热式低温制冷机的主要部件之一,其结构直接影响制冷机的性能.本文分析了分层填充回热器对制冷机性能的影响,在此基础上,结合回热器模拟软件REGEN3.3的仿真结果,设计了线性斯特林制冷机的分层填充回热器结构,并做了实验验证.实验结果表明,回热器采用适当的分层方式能大幅度提高制冷机的性能.该制冷机与优化前相比,降温速度提升了14％,整机效率提高了37.5％.     

美国战术用线性斯特林制冷机进展

为满足二代焦平面探测器组件发展需求,美国国防部在上世纪90代制定SADA系列(Standar Advanced Dewar Assembly)标准.为支持SADA系列标准的发展,美国国防部还制定了一个完整的军用线性斯特林制冷机系列.重点介绍了这个制冷机系列的发展情况,同时给出美军线性斯特林制冷机在各个武器系统中的使用情况.最后介绍了美军线性斯特林制冷机可靠性改进情况.     

气动式斯特林制冷机中膨胀机固有频率的试验研究

针对气动膨胀机中排出器固有频率对制冷机制冷性能的影响进行了试验研究.试验表明:随排出器固有频率的增大,压缩机共振频率减小;当制冷机充气压力为1.8 MPa,压缩机共振频率与排出器固有频率比约为0.73～0.75时,制冷机性能最佳;同时,要使制冷机获得较高的效率和较好的制冷性能,不仅要使工作频率在压缩机共振点或共振点附近,而且要使制冷机运行频率与排出器共振频率之比为最佳值.     

一款基于DSP的线性斯特林制冷机驱动控制电路设计

通过对斯特林制冷机驱动控制电路的设计计算和器件优选,设计了一款以DSP为核心,软硬件相结合,可实现功率和频率连续可调的高精度控制电路。介绍了电路的设计思想、电路组成及功能,以及实际电路的测试结果。电路具有较宽的功率和频率调节范围,可满足现阶段大部分线性斯特林制冷机驱动控制的需求。     

小型斯特林制冷机的航空应用与发展趋势

介绍了国外军用航空器搭载的红外搜索跟踪系统、红外对抗系统、导弹及对应的制冷机匹配情况.对目前国外空军使用的在产或在研的各种整体集成式斯特林制冷机、线性斯特林制冷机的特点进行了总结,指出制冷机的环境适应性与可靠性是制冷机最重要的发展特点.     

微型斯特林制冷机的进展

随着高温超导和空间技术的发展对微型低温制冷机的制冷量、效率和可靠性提出了更高的要求.新出现的技术如柔性支撑和脉管将对未来的制冷机产生巨大的影响.介绍了最近几十年里各种微型制冷机的发展状况,特别是重点介绍了微型斯特林制冷机的发展,给出了世界各大制冷机生产厂家的生产水平.同时本文介绍了目前国内的微型斯特林制冷机发展状况.     

小型分置式斯特林制冷机的研究概述

自逆向斯特林循环被用做制冷获得成功以来,斯特林制冷机已经历了近半个世纪的发展。目前,斯特林制冷机已成为小型低温制冷机中被研究得最深入、应用最广泛、发展最成熟的制冷机。本文从分析小型分置式斯特林制冷机的原理出发,介绍了国外研究情况,阐述了小型分置式斯特林制冷机研究的关键技术和当前的一些相关研究。     

单活塞线性斯特林制冷机半正定减振系统研究

当前,对于吸振器和单活塞线性斯特林制冷机振动系统的研究,几乎都是在已知制冷机进行某种固定安装方式的正定模型上进行的.而这种正定方法由于缺乏对制冷机和吸振器系统固有频率的分析,当改变系统的安装方式后,可能会产生共振并减小吸振器的减振效果.基于此,本文将对制冷机和吸振器振动系统在未进行任何安装时的半正定模型进行理论分析,并...     

整体集成式斯特林制冷机实验研究

为了对斯特林制冷机的内部工作参数、性能进行研究,文章针对整体集成式斯特林制冷机的压力、制冷量、功耗、漏热等进行了实验测试.采用了压电式压力传感器、真空装置、加热电阻等实验设备.重点分析了制冷机内的压力波形,压比变化.本实验对整体集成式斯特林制冷机数值计算有着重要的实验依据.     

动磁式线性压缩机磁路性能研究

动磁式线性压缩机目前是长寿命斯特林制冷机比较常用的线性压缩机.以昆明物理研究所的LFC3600动磁式线性压缩机为研究对象,对压缩机的磁路进行了理论分析,数值计算和实验研究.理论分析给出了动磁式线性压缩机的磁阻和磁动势计算式.数值计算分析了动磁线性压缩机的磁感应强度和磁力线分布.实验研究采用了一种新的磁感应强度测试方法,测试结果和数值分析结果能够得到很好地吻合.     

金属C型密封圈在斯特林制冷机中的应用

介绍了斯特林制冷机里使用的一种新型空心金属C型密封圈的制作工艺与选材、密封特点和使用优势。针对传统的橡胶密封圈、PTFE、金属实心银丝密封圈等泄漏率高、易失效等特点,金属C型密封圈制造精度高,经过多年的测试使用和论证,该密封产品在抗强冲击和耐强辐射的环境下,依然可以实现较高的可靠性和较低的泄漏率,漏率最低则可以达到10－9 atm.cm3/s.m,可以满足斯特林制冷机泄漏率的要求。     

分置式斯特林制冷机耦合间隙对探测器性能的影响

分置式斯特林制冷机作为红外探测器组件的重要组成部分,在实际应用中对红外探测器组件的性能影响较大。其中,分置式斯特林制冷机与杜瓦耦合时的耦合间隙是对红外探测器组件的性能影响最大的因素之一。因此针对二者的耦合间隙对探测器性能的影响进行了实验研究。当芯片温度为75 K且制冷机的冷头温度为70 K时,模拟仿真冷指与杜瓦的变形量,耦合间隙变形为0.0096 mm。低温环境对制冷机冷指与杜瓦变形的影响较小,可以忽略冷指与杜瓦变形对耦合间隙的影响。实验结果表明,红外探测器组件的降温时间随耦合间隙的增大而逐渐增大。随着时间的逐渐增大,不同耦合间隙对应的直流电流也各不相同。同一时刻下,耦合间隙越小,直流电流就越小。二极管电压随时间的增加呈现出逐渐增大并逐渐平稳的状态。在达到控温状态前,同一时刻下,耦合间隙越小,二极管电压越大。     

基于FOC及PMSM的斯特林制冷机控制系统

现有旋转式斯特林制冷机控制器使用的是基于PID控制的无刷直流电机,存在控温波动较大、可靠性较低等问题。基于磁场定向控制的永磁同步电机控制性能卓越、运行平稳、损耗低,将其作为提高斯特林制冷机性能的有效途径。根据这一方案进行硬件及软件设计,并给出实际电路测试结果。实验表明基于 FOC 及 PMSM 的斯特林制冷机控制系统可以作为提高斯特林制冷机性能的措施和途径。     

斯特林制冷机污染退化的加速寿命模型

基于制冷机的污染失效机理、材料出气特性,探索性地提出制冷机污染退化的加速寿命模型,阐述了各模型参数的物理意义,并利用4300h的加速试验数据建模拟合,发现与加速寿命模型有较好的符合关系,最后提出外推到常规条件寿命的加速系数的计算方法.由于试验数量少,所得模型尚不成熟,需要更多的后续试验来验证,但该寿命模型的提出,对于实现快速寿命评价和考核具有参考价值.