|
基于缓启动原理的开环斯特林制冷机电控箱的研制
|
|
【暖通概预算学习论文】摘要：斯特林制冷机是红外成像仪的关键部件。通常的控制是采用闭环控制来实现, 其电路较为复杂。通过对闭环斯特林制冷机电控箱的特性分析,得出结论: 斯特林制冷机在启动初始, 由于气动力较大的原故,会对膨胀机的驱动产生影响, 使膨胀机出现撞缸。为解决这一问题,设计上提出了缓启动电路来克服这一困难。实验结果表明,这一设想是正确的, 设计出的开环电控箱达到了不撞缸连续工作的设计指标。缓启动的原理是在刚开机时给制冷机的压缩机和膨胀机加较小的工作电压,使之工作在不撞缸的工作模式下。随着制冷机的降温,气动力变的较小,工作电压逐渐增大, 适当选择延时时间,可保证制冷机在降温过程中不撞缸。开环电控箱的制作目的是用来摸索制冷机的最佳工作参数。整个电控箱的输出功率可达120瓦, 工作频率范围为:27-71赫兹, 相位调节范围为:0-360度. 延时时间为:0-10000秒。本电控箱与制冷机联机工作性能如下: 60K温度下,得到2瓦冷量, 80K温度下,得到4瓦冷量, 100K温度下,得到6瓦冷量。
关键词：斯特林制冷机 电控箱 开环控制 缓启动
0 引言
斯特林制冷机作为红外成像仪的关键部件, 对长波红外器件的成像不可或缺。长波红外器件一般都为窄禁带半导体器件, 常温环境下的热噪声会很大,以至不能很好成像, 必须将其冷却到低温才能达到很高的信噪比。斯特林制冷机一般由压缩机和膨胀机组成。两者的驱动都是正弦波交流电压, 频率范围为40-60赫兹, 幅度,相位,偏置可调。根据机器的不同(如振动簧片材料的不同), 最佳工作频率会不同, 根据充气压力的不同, 最佳的工作相位差(压缩机位移信号与膨胀机位移信号之间的相位差)会有所不同。在斯特林制冷机的制冷过程中, 驱动电压的偏置也会发生变化。因此, 传统的电控箱采用闭环的方式来控制制冷机的工作。但这种电控箱对研究制冷机的最佳工作状态带来了不便; 因为所有的工作参数都固化在芯片中, 要做任何改动都要重新烧芯片, 不利于研究工作的开展。为此, 我们研制了一台开环斯特林制冷机电控箱, 它的工作频率
|
|
|
广告服务