顾怡红
（1.衢州职业技术学院 机电工程学院 浙江衢州 324000）
摘要：动磁式直线压缩机是利用电磁和机械振动原理驱动，将电机动子的直线运动直接转化为压缩机活塞的直线运动从而压缩气体，借以提高气体压力的机械设备。本文通过等效磁路对电机电磁场进行了简化，从而推出电磁推力公式，并建立压缩机动力学模型；最后对直线压缩机进行仿真分析，分析动磁式直线压缩机的位移、线圈电流、功率，结果表明动磁式直线压缩机的动态性能良好。
关键词：压缩机，动态，模型
引言
直线式压缩机也叫线性压缩机，是利用电磁和机械振动原理，将电机转子的直线运动直接转化为直线运动的活塞式压缩机和压缩气体，从而提高气体压力机 。
与传统往复式压缩机相比，直线式压缩机消除了曲柄连杆机构，提高了压缩机的能量利用效率，具有结构简单、运行可靠、运动自由度高、寿命长、成本低、无需润滑、振动和噪声低等优点。一般用于小型制冷领域，如斯特灵的冰箱，冰箱，热声制冷机回热循环的发动机，随着技术的改进和发展，已被广泛应用于冰箱等家用电器。
目前国内有关直线压缩机的研究主要集中在动圈式压缩机的理论设计方面。本文深入研究了动磁式直线压缩机的工作特性，建立了磁路模型与动力学模型，进行了仿真研究，完成了动磁式直线压缩机的动态性能分析研究。
1动力学模型
1.1压缩机结构
如图1所示，当线圈通电时，定子和定子绕组形成一个定子磁路，从而产生一个稳定的内部和外部之间的空气间隙磁场。在磁场作用下，永磁体的运动产生一个交变电磁力，从而推动活塞作往复直线运动。在活塞的运动过程中，弹簧具有储存和释放能量的功能。
图2 电机模型
动磁式直线压缩机简化的单边电机物理模型如图2所示，图中，2块永磁体沿较厚的方向充磁，与气隙磁场中的极性刚好相反， 是气隙磁阻， 是永久铁内阻， 是永磁铁的等效磁动势，模型的等效磁路如图3所示，其中 、 分别是2块永久磁铁的磁动势， 为激烈线圈磁动势。
图6 位移-电压变化曲线
从图6可以得知，随着输入电压的增大，活塞位移也逐渐增大。在220 V电压下，串联60 的电容运行时，活塞位移可达至17 mm。
图8 功率因数-电压变化曲线
图8为压缩机功率因数 随输入电压变化的曲线。可知，在串联电容后， 大幅提高； 随输入电压的变化而变化，且其变化趋势在串联电容前后相反。可知：压缩机工作时的电感与磁铁行程有关，且随行程的增大而减小。
3结论
动磁式直线压缩机是利用电磁和机械振动原理驱动，将电机动子的直线运动直接转化为压缩机活塞的直线运动从而压缩气体，借以提高气体压力的机械设备。本文通过等效磁路对电机电磁场进行了简化，从而推出电磁推力公式，并建立压缩机动力学模型；最后对直线压缩机进行仿真分析。结果表明：动磁式压缩机的动态性能良好，在实际工程中可以得到良好的应用，具有一定的研究价值。
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论文作者:顾怡红
论文发表刊物:《电力设备》2016年第9期
论文发表时间:2016/7/5
标签：压缩机论文; 直线论文; 磁路论文; 模型论文; 活塞论文; 永磁论文; 电机论文; 《电力设备》2016年第9期论文;