动圈式线性压缩机变工况特性研究

论文摘要

压缩机是影响制冷机性能的关键部件。线性压缩机由直线电机驱动,无曲柄连杆机构,能大幅提高制冷机的能效比,具有节能和环保的重要意义。以动圈式线性压缩机为研究对象,建立了压缩机的热力学和动力学模型,运用描述函数法和Matlab软件研究其振动特性、活塞运动特性和频率特性,以及摩擦力、弹簧刚度和电路特性对压缩机的影响。利用压缩机性能测试实验台,理论比较了变工况下线性压缩机和传统压缩机的性能,并分析吸气压力、吸气温度、排气压力和余隙变化对线性压缩机性能的影响。同时进行了积分分离PID替代普通PID控制的研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外线性压缩机研究现状
• 1.2.2 国内线性压缩机研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 第二章 动圈式线性压缩机数学模型
• 2.1 引言
• 2.1.1 动圈式线性压缩机工作原理
• 2.1.2 系统模型简介
• 2.2 热力学模型
• 2.2.1 基本假设
• 2.2.2 基本微分方程
• 2.3 动力学模型
• 2.3.1 机械系统
• 2.3.2 电磁系统
• 2.4 动力学模型的求解
• 2.4.1 引言
• 2.4.2 描述函数法
• 2.5 模型结果的比较分析
• 2.6 小结
• 第三章 动圈式线性压缩机特性分析
• 3.1 线性压缩机共振特性分析
• 3.2 线性压缩机活塞运动特性
• 3.3 线性压缩机频率特性分析
• 3.3.1 线性压缩机空载的频率特性
• 3.3.2 线性压缩机带负载的频率特性
• 3.4 摩擦力对线性压缩机的影响
• 3.4.1 摩擦力对线性压缩机整体性能的影响
• 3.4.2 摩擦力对位移响应的影响
• 3.5 弹簧刚度对系统特性的影响
• 3.5.1 输入电压幅值不变时刚度的影响
• 3.5.2 相同背压下刚度的影响
• 3.6 电路特性对位移响应的影响
• 3.6.1 线圈电阻的影响
• 3.6.2 线圈等效电感的影响
• 3.7 小结
• 第四章 线性压缩机变工况特性研究
• 4.1 基本性能参数
• 4.2 性能比较
• 4.3 变工况特性实验及分析
• 4.3.1 变质量流量试验
• 4.3.2 变工况特性分析
• 4.4 小结
• 第五章 系统控制方法研究
• 5.1 概述
• 5.1.1 线性压缩机制冷量的调节措施
• 5.1.2 控制系统的提出
• 5.2 控制系统原理
• 5.3 控制算法的研究
• 5.3.1 PID 控制算法的研究
• 5.3.2 数字PID 控制算法
• 5.4 控制系统仿真研究
• 5.5 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况