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新型節(jié)能制冷壓縮機(jī)

    家用制冷壓縮機(jī)的節(jié)能措施有多種：變頻制冷壓縮機(jī)、雙轉(zhuǎn)子制冷壓縮機(jī)、模糊邏輯控制、微孔發(fā)泡、節(jié)能差壓閥等。其中采用變頻控制實現(xiàn)節(jié)能的方案正在得到廣泛應(yīng)用。由于采用變頻制冷壓縮機(jī)，要解決低速運(yùn)轉(zhuǎn)時的振動問題和潤滑油供給問題，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時的軸承負(fù)荷問題、摩擦和磨損問題，因此對制冷壓縮機(jī)的設(shè)計和制造提出了更高的要求，控制系統(tǒng)也比較復(fù)雜，增加了成本。而直線電機(jī)驅(qū)動的活塞式制冷壓縮機(jī)具有優(yōu)良的控制性能，采用簡單的控制環(huán)路可以通過調(diào)節(jié)掃氣容積來直接實現(xiàn)能量調(diào)節(jié)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

    目前發(fā)達(dá)國家均采用微型低溫制冷壓縮機(jī)作為紅外探測器件以及高溫超導(dǎo)器件的冷源（通常提供液氮至液氫溫區(qū)（約-200℃直至-150℃）的制冷溫度），因為它更容易做到微型化、更高的可靠性和不受放置方向的限制等。低溫制冷壓縮機(jī)由低溫制冷器和壓力波發(fā)生器組成。其中壓力波發(fā)生器是一種無閥型活塞-電機(jī)-體化設(shè)計的特種直線制冷壓縮機(jī)，其電功轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)90%以上。美國宇航局及歐洲航天局從八十年代末至今發(fā)射的十余顆衛(wèi)星均采用了這種制冷壓縮機(jī)驅(qū)動的斯特林制冷壓縮機(jī)，它是提高衛(wèi)星有效載荷和延長衛(wèi)星使用壽命的有效手段。目前，國外正在進(jìn)行將這一高技術(shù)成果推向民用的研究。美國正在開發(fā)用于家用制冷機(jī)的直線馬達(dá)制冷壓縮機(jī)。這一項目由美國環(huán)保署（U.S.Environmental Protection Agency ，簡稱EPA）發(fā)起并啟動研發(fā)，美國環(huán)保署、美國宇航局、投資公司等相繼投入資金推動進(jìn)一步的研究。

我們知道直線電機(jī)利用電能直接產(chǎn)生直線運(yùn)動，它有突出的優(yōu)點：

    結(jié)構(gòu)簡單：在需要直線運(yùn)動的地方，采用直線電機(jī)可以實現(xiàn)直接傳動，不需要一套將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊�直線往復(fù)運(yùn)動的中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，因而使機(jī)器設(shè)備總體結(jié)構(gòu)大大簡化，體積大大縮小。

    反應(yīng)速度快，隨動性好：直線電機(jī)容易做到無刷無接觸運(yùn)行，動子在運(yùn)動中毫無機(jī)械阻力，這是其它傳統(tǒng)驅(qū)動裝置無法競爭的優(yōu)點。

    容易密封，隨動性好：直線電機(jī)容易做到無刷無接觸運(yùn)行，動子在運(yùn)動中毫無機(jī)械阻力，這是其它傳統(tǒng)驅(qū)動裝置無法競爭的優(yōu)點。

    容易密封，適用性強(qiáng)：由于電機(jī)本身結(jié)構(gòu)簡單，又可做到無接觸運(yùn)行，因此容易密封，經(jīng)過適當(dāng)浸漬、涂封，它可在各種特殊環(huán)境中使用（包括液態(tài)物質(zhì)中）。

    穩(wěn)定可靠，壽命長：直線電機(jī)是一種直接傳動的特種電機(jī)，可實現(xiàn)無接觸傳遞力，沒有什么機(jī)械損耗，故障少，幾乎不需要維修，不怕震動和沖擊，因此穩(wěn)定可靠，壽命長。

此外，它還有控制方便、額定值高、精密定位和自鎖等獨特的優(yōu)勢。

    直線電機(jī)早在1845年就有人提出，但直到最近二、三十年才得到開發(fā)和應(yīng)用。直線電動機(jī)的設(shè)計和研制要緊密結(jié)合它所在系統(tǒng)的技術(shù)要求，進(jìn)行機(jī)電控制系統(tǒng)一體化設(shè)計。直線電機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用表明它只有向著其他驅(qū)動裝置所不能滿足的或使用旋轉(zhuǎn)電機(jī)受到限制的領(lǐng)域發(fā)展，才能找到直線電機(jī)獨特的應(yīng)用領(lǐng)域和優(yōu)秀的應(yīng)用機(jī)型。目前用于紅外探測器件和高溫超導(dǎo)器件的低溫制冷機(jī)使用一種微型、高效、高可靠性的直線往復(fù)振蕩電動機(jī)來驅(qū)動活塞式超凈氣體壓縮機(jī)。

    直線振蕩電機(jī)有感應(yīng)型直線振電機(jī)、推斥感應(yīng)型直線振蕩電機(jī)、直線同步振蕩電機(jī)等。其中前兩款直線振蕩電機(jī)由于始終處于啟動和制動狀態(tài)，能量損耗大、效率低、發(fā)熱利害，而且漏磁大、功率因數(shù)低。而采用直線同步振蕩電機(jī)驅(qū)動的微型、高效、高可靠性的超凈氣體壓縮機(jī)得到廣泛的使用，激磁方式采用永磁式。這樣既利用了直線電機(jī)可實現(xiàn)直線直接傳動、無接觸運(yùn)行帶來的結(jié)構(gòu)簡單、隨動性好、適應(yīng)性強(qiáng)、穩(wěn)定可靠、控制性好等特點，又發(fā)揮了永磁式電機(jī)由于沒有激磁繞組和對應(yīng)的銅損而減少了電機(jī)體積和重量、提高了效率和成本等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)勢。直線電機(jī)的主要缺點除了研究較少，掌握不夠外，主要是沒有很好的直線運(yùn)動支承、動子和定子間氣隙比旋轉(zhuǎn)式電機(jī)大，使得功率因數(shù)及效率降低。