发布于:2006-05-26 12:35:26
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我们知道普遍使用的家用制冷机压缩机大多数使用旋转式电动机驱动活塞作往复振荡,必须有一套将电动机的旋转运动转变为活塞直线往复运动的转换机构。通过对这类压缩机的动力学分析(以曲柄连杆机构为例)可见:作用在曲柄连杆机构上的力主要有三种——惯性力、气体力(负载)、摩察力。惯性力又分为活塞往复运动所产生的惯性力、曲柄不平衡旋转质量所产生的离心惯性力、连杆运动所产的惯性力;压缩机的摩擦功率包括往复摩擦功率、旋转摩擦功率。其中曲柄不平衡旋转质量所产生的离心惯性力、连杆运动所产生的惯性力以及旋转摩擦功率项都是因为使用旋转式电动机而直接带来能量损失的项目,而往复摩擦功率的损失则很大程度上是由曲柄造成的活塞所受到的径向力引起的。总之,这种机器总体体积庞大、传动效率低、噪声大、磨损利害、寿命短,因此活塞式制冷压缩机具有很大大的改善潜力。对于家用冰箱的全封闭式压缩机,输入功率只有1/3得到有效利用(电效率约为30%),而在商用制冷设备中,这个比例也仅有1/3至1/2。
建国以来,甸制冷工业在生产、国防和科技发展的推动下,从无到有、从小到大,获得了迅速的发展。活塞式制冷压缩机为制冷工业的建设做出了重大的贡献。
长期以来,我国的制冷技术一直落后于西方发达国家。50年代,活塞式压缩机行业从修理转向仿制和组织批量生产。60年代,结合我国国情,制定了我国中小型活塞式制冷压缩机系列标准。到70年代末,除了全封闭式外,大多数是自行设计制造的系列产品,其品种、数量、质量以及技术水平都有显著提高。80年代我国完成了全封闭式制冷压缩机标准的制定,并研制、生产了一些全封闭式压缩机。目前国内生产电冰箱压缩机的生产线情况是:连杆式引进了下列生产线(引进地):日本松下公司(广州),意大利伊瑞公司(北京)、扎努西公司(天津)、英坦斯特公司(常州)、阿斯培拉公司(嘉兴),美国怀特公司(杭州)、WCI公司(沙市),西班牙CARSA公司(北京),罗马尼亚ARCTIC公司(常熟),澳大利亚科贝公司(重庆)等;滚动活塞式引进了下列生产线:日本三菱公司(上海)、松下公司(广州),美国惠而浦公司(珠海)、FEDDERS公司(南京);滑管式引进了下列生产线:日本日立公司(西安)、丹麦丹福斯A/S公司(四川)、德国AEG公司(上海)。可见,我国制冷工业落后于发达国家,并成为他们的销售市场。
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此外,它还有控制方便、额定值高、精密定位和自锁等独特的优势。
直线电机早在1845年就有人提出,但直到最近二、三十年才得到开发和应用。直线电动机的设计和研制要紧密结合它所在系统的技术要求,进行机电控制系统一体化设计。直线电机的发展和应用表明它只有向着其他驱动装置所不能满足的或使用旋转电机受到限制的领域发展,才能找到直线电机独特的应用领域和优秀的应用机型。目前用于红外探测器件和高温超导器件的低温制冷机使用一种微型、高效、高可靠性的直线往复振荡电动机来驱动活塞式超净气体压缩机。直线振荡电机有感应型直线振电机、推斥感应型直线振荡电机、直线同步振荡电机等。其中前两款直线振荡电机由于始终处于启动和制动状态,能量损耗大、效率低、发热利害,而且漏磁大、功率因数低。而采用直线同步振荡电机驱动的微型、高效、高可靠性的超净气体压缩机得到广泛的使用,激磁方式采用永磁式。这样既利用了直线电机可实现直线直接传动、无接触运行带来的结构简单、随动性好、适应性强、稳定可靠、控制性好等特点,又发挥了永磁式电机由于没有激磁绕组和对应的铜损而减少了电机体积和重量、提高了效率和成本等经济技术指标的优势。直线电机的主要缺点除了研究较少,掌握不够外,主要是没有很好的直线运动支承、动子和定子间气隙比旋转式电机大,使得功率因数及效率降低。
四、结论
使用直线电动机驱动的新一代制冷压缩机不存在旋转运动以及将电动机的旋转运动转变为活塞直线往复运动的转换机构,结构紧凑,体积小、效率高、寿命长、可以轻松实现高速驱动。开展促进制冷机CFCs工质替代,并明显提高家用制冷机(冰箱、空调器等)能源效益的新一代直线马达制冷压缩机及其热力系统动态特性的理论和实验研究,将为促进环保和节能提供技术基础,大大缩短我国在制冷工业领域与发达国家的差距。
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