斯特林制冷机驱动器元器件的散热优化设计及试验研究

驱动器元器件的散热问题一直是斯特林制冷机在高温环境下稳定运行的主要限制因素。以某款斯特林制冷机为研究对象,通过具体的驱动器元器件的散热结构设计来优化其散热特性。通过试验验证了优化后散热结构的可靠性及散热提升效果。在热真空环境温度60℃条件下,应用这种散热优化结构的斯特林制冷机的驱动器元器件的平均温降约为7.18%。通过试验发现,在热真空环境温度60℃条件下,用紫铜作为背板材料的元器件的平均温度比用铝作为背板材料时约低9.05%;制冷机反向放置时元器件的平均温度比正向放置时约低19.25%。本文设计的散热优化结构、试验过程及结果,对具体的工程实践具有一定的指导意义。     

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.     

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%。     

动磁式线性斯特林制冷机仿真分析

动磁式线性斯特林制冷机是目前国际上比较流行的战术用长寿命微型斯特林制冷机.以昆明物理研究所的SCI15H动磁式线性斯特林制冷机为研究对象,对制冷机的板弹簧、磁路和热力学循环进行了仿真分析.分析方法采用了FEM(有限元法)和CFD(计算流体力学)分析方法.热力学分析'模拟了制冷机的内部流动情况和制冷量,磁路分析计算了线圈的磁感应强度和磁力线分布,板弹簧分析给出了弹簧应力分布和弹簧刚度.     

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％.     

狭缝调相式分置斯特林制冷机理论模型与模拟

自从分置式斯特林制冷机出现以来,工程设计对可靠的整机理论模型有着迫切需求。给出狭缝调相式气动分置式斯特林制冷机热动力学模型及控制方程,直线压缩机采用了绝热模型,压缩活塞的运动规律采用了试验修正,模型中考虑了活塞驱动电机运动特征和回热不完全、轴向导热、穿梭运动、气体泵热、辐射等主要冷损,排出器运动采用单自由度强迫运动模型,并运用数值计算方法模拟整机性能。该模型可用来对整机性能进行预测并帮助设计者深入理解整机物理过程。     

斯特林制冷机回热器的热损失理论分析及实验研究

回热器是斯特林制冷机的核心部件,其性能优劣对斯特林制冷机的性能有决定性影响.对斯特林制冷机回热器的各项热损失(主要包括有限传热损失、流动压降损失、空容积损失等)进行了理论分析,并通过实验研究了增加丝网数量和采取不同丝网填充方式对回热器性能的影响.结果表明,增加丝网数量可以有效提高制冷机的性能,采取冷端布置400目丝网和...     

电梯噪声传播分析与控制

分析了电梯噪声产生机理与传播途径,通过查阅相关技术文件总结了电梯噪声标准.试验通过工程案例阐述了如何测试分析电梯噪声,并提出有效控制电梯噪声和减少振动的途径、措施.采用阻尼隔声板增加降噪减振层方式以隔断声音传播的方法实现电梯降噪处理、控制柜的固定作软接触处理等措施隔断“声桥”,使业主房内噪声声压降低.     

大型电力变压器的噪声分析与控制

中国城市的发展进程伴随着社会经济的发展而逐年加快,对于能源建设提出了更高的要求。然而,由于大型的电力变压器被安装在城市内,其在运行过程中所发出的噪声已经成为了城市的一项污染源。分析大型电力变压器的噪声,并制定相应的控制措施是非常必要的。     

家庭多媒体网络电磁噪声测量与控制分析

对由消费类电子组成的多媒体家庭网络的电磁环境进行了实际测试，给出了家庭网络的电磁噪声的测量数据，并提供了家庭环境下控制电磁噪声的一些实用方法。     

红外探测器用旋转集成式斯特林制冷机失效分析

以一款制冷量为0.4 W的XD-2A型旋转集成式斯特林制冷机为例,介绍其耦合红外焦平面探测器杜瓦组件后,在实际使用过程中遇到的一些故障现象。通过故障机理分析,给出了故障的解决或控制措施,方便用户及时排查与制冷机、驱动电路及红外焦平面探测器杜瓦组件相关的故障原因。文中介绍的一些故障现象、机理分析及解决和控制措施同样也适用其他型号的旋转集成式斯特林制冷机。     

EMC设计在斯特林制冷机中的实际应用

目前,电子设备越来越向高速、宽带、高灵敏度、高密集度、集成化、小型化趋势发展。电磁兼容问题日益成为电子产品设计和使用中需要关注的焦点。在军用产品中EMC设计尤其重要,将EMC的设计思想融入到产品设计的各个方面,将大部分EMC问题解决在萌芽状态,这是军用产品要达到的目标。本文重点介绍了针对斯特林制冷机所采用的相应滤波电路设计及电磁屏蔽技术。经实际验证,采用滤波电路及屏蔽措施整改后的制冷机组件完全满足国军标GJB151A-97标准的要求。     

不同斯特林制冷机驱动盖板的探测器热仿真

斯特林制冷机作为红外探测器的重要组成部分,可为红外探测器提供必需的低温工作环境,确保红外探测器正常工作,有效的斯特林制冷机散热设计,可提高红外探测器的工作性能。本文基于Ansys有限元软件,对不同制冷机驱动盖板结构的红外探测器组件进行了热仿真计算,结果表明,红外探测器组件内制冷机驱动板和电机外壳的温度较高,其最高温度出现在驱动板的驱动元器件位置。制冷机驱动盖板由平板式结构改为凸台式结构、增大驱动盖板和导热垫的导热系数可有效改善红外探测器组件的散热性能,红外探测器组件的最高温度可减小8.5%。     

基于定子隔离技术的旋转集成式斯特林制冷机的优化研究

以一款制冷量为04W/77 K的小型化旋转集成式斯特林制冷机为研究对象,优化其结构,将定子隔离技术应用于该款制冷机中。优化后的制冷机避免了定子外壳玻璃-金属封接处气体泄漏的风险,同时也降低了制冷工质气体污染导致制冷机失效的可能性。通过制冷机与探测器联试数据,表明该样机性能可满足红外探测器组件应用需求,达到了预期优化研究目的。     

串联机械臂及视觉控制探究

本文从串联机器人和视觉技术的应用方面,对机器人如何通过视觉完成复杂的包装工作进行探究.     

微型低温制冷技术的现状和发展趋势

介绍了目前典型的军用第二代、第三代焦平面探测器杜瓦制冷机组件中斯特林制冷机和节流制冷器的应用情况,从焦平面探测器芯片探测元尺寸的变化,提出了配接制冷机的冷指尺寸的变化,介绍了昆明物理研究所微型低温制冷技术的发展现状及微型低温制冷机向高可靠性、低成本、高工作温度的发展趋势。     

斯特林制冷机间隙密封泄漏量的影响因素权重分析

为分析斯特林制冷机间隙密封泄漏量影响因素权重,结合同心环形缝隙流动理论,确定影响因素包括间隙厚度、密封长度、间隙两端压差、转速、间隙内径以及活塞冲程.通过正交试验搭建32组数学模型,基于计算流体CFD数值模拟的方法,研究分析不同密封间隙的泄漏情况.利用方差分析对仿真结果进行处理,结果表明间隙厚度对斯特林制冷机的泄漏量影...     

Modeling of avalanche effect in integral charge control model

A compact model for bipolar transistors (integral charge control model) which includes many high-level effects has recently been developed. This model has been shown to give much more accurate results than the conventional Ebers-Moll model. However, avalanche effects have not been included previously. Here a simple expression is developed for the avalanche current generated in the collector junction of a transistor. Avalanche current calculated from this expression agrees very well with the results of exact numerical calculations, which solve the Poisson equation and continuity equations for a realistic structure. With this simple expression, avalanche effects can be incorporated into the integral charge control model with the addition of three model parameters. Output characteristics have been calculated with such a modified integral charge control model and compare very well with measured results demonstrating the accuracy of the avalanche modeling.