自由活塞式斯特林发电机启动特性研究

1

作者 帅智康 冯宇 +3 位作者 黄文 靳张涛 杨炬辉 吴浩 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第S1期287-298,共12页

自由活塞式斯特林发电机(free piston Stirling generator,FPSG)具有可靠性高、环境适应性强、噪音低等诸多优势,在可再生能源发电、深空探测电源等领域具有较大潜力。快速可靠的启动能力是FPSG的关键性能之一。然而,FPSG内部包含两组... 自由活塞式斯特林发电机(free piston Stirling generator,FPSG)具有可靠性高、环境适应性强、噪音低等诸多优势,在可再生能源发电、深空探测电源等领域具有较大潜力。快速可靠的启动能力是FPSG的关键性能之一。然而,FPSG内部包含两组机械上完全独立的振动系统,与压力波耦合,进而产生正弦振动对外做功,启动过程较为复杂。该文在分析FPSG启动过程的基础上,提出一种FPSG热力学-动力学时域交互迭代算法,能够精确描述启动过程中活塞位移、压力波等关键参数的动态变化情况。在所提迭代算法的基础上,根据灵敏度分析方法,得出影响FPSG启动的关键因素,分析配气活塞杆面积比、动力活塞质量、热端温度和充气压力等关键因素对FPSG启动和运行性能的影响。同时,自主设计并研制一台100 W FPSG,搭建实验测试平台。实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 热电转换 自由活塞式斯特林发电机 启动特性 迭代算法

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自由活塞斯特林发电机耦合不同负载的运行特性研究

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作者 朱启鲁 张丽敏 +2 位作者 罗靖 刘明皓 罗二仓 《低温工程》 北大核心 2025年第1期20-28,共9页

为全面考察自由活塞斯特林发电机在外接纯阻性、感性、容性负载和交流母线负载以及桥式整流器等不同类型负载时的运行特性,对自由活塞斯特林发电整机系统开展了数值模拟。研究结果表明,自由活塞斯特林发电机在耦合纯阻性、感性、容性负... 为全面考察自由活塞斯特林发电机在外接纯阻性、感性、容性负载和交流母线负载以及桥式整流器等不同类型负载时的运行特性,对自由活塞斯特林发电整机系统开展了数值模拟。研究结果表明,自由活塞斯特林发电机在耦合纯阻性、感性、容性负载时随负载电阻的变化规律类似,耦合合适的容性负载时,可获得最佳的发电性能。自由活塞斯特林发电机在与交流母线负载和桥式整流器负载耦合时动力活塞的位移均和母线电压成正比,可通过改变交流母线的参数调节系统的运行状态。 展开更多

关键词 斯特林发动机 自由活塞斯特林发电机 运行特性 不同负载

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不同温比下自由活塞斯特林发电机的数值研究 被引量：2

3

作者 张蓉 闫春杰 +2 位作者 罗新奎 屈方杰 孙述泽 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期79-86,共8页

为提高自由活塞斯特林动力系统的输出功率和热电转换效率,通过Sage软件对斯特林机的关键参数进行模拟研究,探讨关键参数在不同温比下对发电机输出功率和热电转换效率的影响。研究结果表明在不同温比下,相位角分别为80°和50°... 为提高自由活塞斯特林动力系统的输出功率和热电转换效率,通过Sage软件对斯特林机的关键参数进行模拟研究,探讨关键参数在不同温比下对发电机输出功率和热电转换效率的影响。研究结果表明在不同温比下,相位角分别为80°和50°时对应输出功率和热电转换效率最高,充气压力的增大对输出功率的增大效果显著,但对热电转换效率的影响较小;同温比下,提高冷端温度对输出功率和热电转换效率的影响大于提高热端温度的影响,但当温比为2.5时,冷端温度高于430 K后,热电转换效率反而降低。 展开更多

关键词 斯特林发电机 热电转换效率 相位角 充气压力 温比

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宇航级自由活塞斯特林发电机回热器优化设计

4

作者 罗新奎 张安 +5 位作者 张学林 屈方杰 朱建炳 闫春杰 马动涛 王小军 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期14-19,共6页

为提升一台宇航级自由活塞斯特林发电机(FPSG)回热器性能,提出了一种基于响应面法的回热器优化方法。基于Sage平台构建了FPSG仿真模型,研究了回热器长度、孔隙率、丝径对FPSG输出PV功与热功转换效率的影响,得到了回热器的优化参数。结... 为提升一台宇航级自由活塞斯特林发电机(FPSG)回热器性能,提出了一种基于响应面法的回热器优化方法。基于Sage平台构建了FPSG仿真模型,研究了回热器长度、孔隙率、丝径对FPSG输出PV功与热功转换效率的影响,得到了回热器的优化参数。结果显示:FPSG输出PV功随回热器长度、孔隙率、丝径的增大而减小;热功转换效率随回热器长度的增大而缓慢增大,随孔隙率的增大而先增大后减小,随丝径的增大而减小;优化后回热器长度为40 mm,孔隙率为85%,丝径为30μm;经实验验证,FPSG输出PV功提升16.9%,热功转换效率提升12.9%。 展开更多

关键词 自由活塞斯特林发电机 回热器 响应面 优化设计

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空间自由活塞斯特林发电机气体轴承研究

5

作者 杨明卓 牟健 +1 位作者 林明嫱 洪国同 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第3期500-505,共6页

自由活塞斯特林发电机具有可靠性高,使用寿命长,可适应多种形式的热源等优点,在深空探测和探月工程领域具有广泛的应用前景。气体轴承技术作为发电机的关键技术之一,可使活塞实现无接触的支撑,并做高频往复运动,从而提高发电机的可靠性... 自由活塞斯特林发电机具有可靠性高,使用寿命长,可适应多种形式的热源等优点,在深空探测和探月工程领域具有广泛的应用前景。气体轴承技术作为发电机的关键技术之一,可使活塞实现无接触的支撑,并做高频往复运动,从而提高发电机的可靠性。为了研究发电机在实际运行过程中气体轴承的特性,建立了气体轴承耦合间隙密封的三维计算模型,通过CFD数值模拟对流场进行了求解,分析了在交变流动下气体轴承承载力以及耗气量的变化规律,发现随着压缩腔的压力变化,气体轴承提供的承载力呈周期性变化趋势,承载力与供气压力及偏心率呈正相关关系。增大气体轴承节流孔孔径,可使承载力变大,但一个周期下的耗气量将增多。对于所研究的千瓦级发电机,动力活塞采用直径为0.1 mm的节流孔,在交变流动下,气体轴承最小可以产生1200 N/mm的径向支撑刚度,符合设计需求。 展开更多

关键词 自由活塞斯特林发电机 气体轴承 承载特性 CFD模拟

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30 W小型气体轴承斯特林发电机设计与实验 被引量：4

6

作者 王波 孔中科 +4 位作者 杨玉玲 侯光泽 刘昊 朱魁章 郭良珠 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期47-51,共5页

为满足未来中国空间探测对高效率、小型电源的需求,对小型线性整体式气体轴承斯特林发电机进行了设计和实验研究,发电机采用气体轴承支承活塞、采用动磁式直线电机和高效回热器等技术,使其具有效率高、寿命长、体积小和重量轻的优点。... 为满足未来中国空间探测对高效率、小型电源的需求,对小型线性整体式气体轴承斯特林发电机进行了设计和实验研究,发电机采用气体轴承支承活塞、采用动磁式直线电机和高效回热器等技术,使其具有效率高、寿命长、体积小和重量轻的优点。实验样机验证了仿真设计的准确性,实验样机质量仅1.3 kg,在热端温度625℃、20℃水冷散热时,得到33.27 W的电功率,净效率为18.22%。 展开更多

关键词 斯特林发电机 气体轴承 高效率 高比功率

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自由活塞斯特林发电机的动力学特性研究 被引量：6

7

作者 陈曦 郑朴 罗兰 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第1期38-42,共5页

将自由活塞斯特林发动机与直线发电机耦合,构成自由活塞斯特林发电机.分析了该发电机的系统结构和运行机理,建立了自由活塞斯特林发电机的质量-弹簧-阻尼系统模型.利用力多边形方法对自由活塞斯特林发电机的动力活塞和配气活塞进行了动... 将自由活塞斯特林发动机与直线发电机耦合,构成自由活塞斯特林发电机.分析了该发电机的系统结构和运行机理,建立了自由活塞斯特林发电机的质量-弹簧-阻尼系统模型.利用力多边形方法对自由活塞斯特林发电机的动力活塞和配气活塞进行了动力学分析,在力多边形图上可以直观地看出自由活塞斯特林发电机的受力情况以及位移或压力相位角之间的关系,并利用示功三角形表征了压缩功和膨胀功.此外,还对直线发电机的输出特性进行了研究,推导了输出功率的计算公式.研究表明,通过调节负载参数,可以控制自由活塞斯特林发电机的输出功率. 展开更多

关键词 自由活塞斯特林发电机 力多边形 直线发电机 动力学特性

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空间斯特林发电机热头结构设计及分析 被引量：3

8

作者 霍英杰 张安 张学林 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期5-9,共5页

空间斯特林发电机热头在工作中要承受严酷的高温高压的工况,为了保证其长寿命和高效换热等要求,需要对斯特林发电机热头的材料、结构等方面进行分析和优化设计。本文初步介绍了空间斯特林发电机热头结构设计的要求和准则,分析了热头结... 空间斯特林发电机热头在工作中要承受严酷的高温高压的工况,为了保证其长寿命和高效换热等要求,需要对斯特林发电机热头的材料、结构等方面进行分析和优化设计。本文初步介绍了空间斯特林发电机热头结构设计的要求和准则,分析了热头结构设计的难点和关键点及解决途径。采用有限元分析方法,开展了斯特林发电样机热头的温度和压力综合应力分析和热头结构的优化设计。加工完成的热头结构的工作性能满足斯特林发电机样机的要求,初步验证了设计方法和途径的正确性。 展开更多

关键词 空间 斯特林发电机 热头 结构 设计 分析

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自由活塞斯特林发电机空载磁场模拟及分析

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作者 陈曦 崔浩 《上海理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期540-545,共6页

自由活塞斯特林发电机是由自由活塞斯特林发动机和直线发电机耦合在一起构成的,在太阳能热利用以及热电联产等方面具有重要的应用价值。针对自由活塞斯特林发电机中的动磁式直线电机,设计了一种磁路结构,采用有限元软件Ansys/Maxwell进... 自由活塞斯特林发电机是由自由活塞斯特林发动机和直线发电机耦合在一起构成的,在太阳能热利用以及热电联产等方面具有重要的应用价值。针对自由活塞斯特林发电机中的动磁式直线电机,设计了一种磁路结构,采用有限元软件Ansys/Maxwell进行模拟分析,建立了该磁路结构的动磁式直线电机的电磁场仿真模型,得到了直线发电机空载运行时不同位置的磁感线分布和磁感应强度分布云图,发现不论动子运行到任何位置,齿尖位置的磁感应强度总是最大。基于模拟结果,计算得到了直线发电机的空载感应电动势,其有效值为111.22 V。对动磁式直线发电机的空载性能模拟有助于对其进行优化设计。 展开更多

关键词 动磁式直线发电机 斯特林发电机 磁场 模拟

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250 W空间自由活塞斯特林发电机模拟与实验研究 被引量：6

10

作者 焦珂欣 牟健 +4 位作者 池春云 林明嫱 杨明卓 李瑞杰 洪国同 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1-7,共7页

为建设高效的空间能源系统,利用Sage软件设计了一台250 W空间自由活塞斯特林发电机,并对其进行了模拟研究,然后搭建了实验系统对其性能进行了测试,并与模拟结果进行了对比,研究了关键参数对发电机输出性能和稳定运行特性的影响规律。研... 为建设高效的空间能源系统,利用Sage软件设计了一台250 W空间自由活塞斯特林发电机,并对其进行了模拟研究,然后搭建了实验系统对其性能进行了测试,并与模拟结果进行了对比,研究了关键参数对发电机输出性能和稳定运行特性的影响规律。研究结果表明,发电机的输出功率和效率随加热功率的增加而增大,随充气压力、配气活塞板簧刚度、配气活塞杆直径以及膨胀腔初始长度的增加而减小,而发电机的热端温度和运行频率随上述参数的改变则均呈现单调的趋势。经过初步的优化,该发电机的最高输出功率达到275.1 W,热电转换效率达到23.14%。 展开更多

关键词 自由活塞斯特林发电机 Sage模拟 实验测试 热端温度 运行频率

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斯特林发电机中气体轴承设计与实验研究 被引量：3

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作者 刘贤贤 陈燕燕 +2 位作者 张丽敏 胡剑英 罗二仓 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期1084-1094,共11页

提出一种适用于大功率斯特林发电系统中动力活塞的稳定气体轴承支撑方案,所提方案采用独立气泵、间隙密封与气体轴承耦合的供排气气路、间隙密封隔绝两侧腔体压力。采用计算流体动力学数值模拟分析不同节流孔直径、不同气膜厚度对气体... 提出一种适用于大功率斯特林发电系统中动力活塞的稳定气体轴承支撑方案,所提方案采用独立气泵、间隙密封与气体轴承耦合的供排气气路、间隙密封隔绝两侧腔体压力。采用计算流体动力学数值模拟分析不同节流孔直径、不同气膜厚度对气体轴承耗气量和承载力的影响,并验证间隙密封耦合气体轴承的新型气路的可行性。通过节流器、气膜厚度、活塞摩擦力等实验测试分析,以及对气体轴承中结构参数的高精度测量,结合激光测距仪与推拉力测试,实现对动力活塞气体轴承性能的高精度、完整评测。最后,建立一套完整的气体轴承设计、测试与分析平台,实现气体轴承活塞支撑的完全可控设计。 展开更多

关键词 自由活塞斯特林发电机 气体轴承 计算流体动力学仿真 实验研究

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空间百瓦自由活塞斯特林发电机的实验研究 被引量：5

12

作者 池春云 牟健 +2 位作者 林明嫱 洪国同 王新平 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期17-22,共6页

搭建了实验测试系统并对研制的百瓦自由活塞斯特林发电机进行性能优化实验,探究了板簧刚度、运行压力、外负载和冷端温度等因素对发电机输出功率、热电效率、运行频率、热端温度等输出特性的影响。结果表明:同一工况下,配气、动力活塞... 搭建了实验测试系统并对研制的百瓦自由活塞斯特林发电机进行性能优化实验,探究了板簧刚度、运行压力、外负载和冷端温度等因素对发电机输出功率、热电效率、运行频率、热端温度等输出特性的影响。结果表明:同一工况下,配气、动力活塞板簧刚度均存在最佳值使得发电机的输出功率与热电效率最高,运行频率对前者的变化更为敏感。运行压力和外负载的增加有效降低稳定热端温度,而冷端温度的提升则起相反作用。冷端温度的增加提升了发电机的整体运行温区,导致输出性能下降。经过实验优化,发电机在热端温度890 K,冷端温度298.5 K时,最大输出功率125.2 W,热电效率为25.4%。 展开更多

关键词 自由活塞斯特林发电机 测试系统 优化实验 热电效率

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自由活塞斯特林发电机管壳式冷却器参数分析与实验研究 被引量：1

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作者 罗新奎 陈鹏帆 +4 位作者 李生华 安锦涛 闫春杰 刘迎文 王小军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期91-99,共9页

为满足某大功率自由活塞斯特林发电机(FPSG)冷端散热需求,设计了由995根换热管构成的管壳式冷却器。构建了FPSG热-动力学耦合模型,基于根轨迹分析方法确定了使系统实现起振的冷却器结构参数范围,并探究了冷却温度及冷却器无益容积对系... 为满足某大功率自由活塞斯特林发电机(FPSG)冷端散热需求,设计了由995根换热管构成的管壳式冷却器。构建了FPSG热-动力学耦合模型,基于根轨迹分析方法确定了使系统实现起振的冷却器结构参数范围,并探究了冷却温度及冷却器无益容积对系统运行频率、活塞相位角和PV功的影响;基于Sage平台构建了FPSG热力学仿真模型,优化了冷却器结构参数,对冷却器的换热性能进行了实验研究。研究结果表明:当冷却温度和冷却器无益容积增大时,运行频率逐渐减小,活塞相位角逐渐增大;PV功随冷却温度的升高而减小,随冷却器无益容积的增大而先增大后减小;冷却温度的最佳取值范围为275~305 K,冷却器无益容积的最优值为250 cm 3;换热管最佳长度与内径分别为80 mm与2 mm;冷却器的最大散热功率为21.11 kW。该研究结果可为自由活塞斯特林发电机管壳式冷却器的优化设计提供参考。 展开更多

关键词 自由活塞斯特林发电机 热-动力学 管壳式冷却器 换热性能

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自由活塞斯特林发电机设计优化方法 被引量：1

14

作者 池春云 林明嫱 +3 位作者 牟健 李瑞杰 焦珂欣 洪国同 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期235-240,共6页

基于未来太阳能应用的重大需求及国内斯特林发电技术较为落后的现状,提出一种自由活塞斯特林发电机的设计优化方法。使用Sage软件建立发电机的热力学模型,利用软件的优化功能进行参数优化,同时结合直线电机的力学平衡方程修正优化结果... 基于未来太阳能应用的重大需求及国内斯特林发电技术较为落后的现状,提出一种自由活塞斯特林发电机的设计优化方法。使用Sage软件建立发电机的热力学模型,利用软件的优化功能进行参数优化,同时结合直线电机的力学平衡方程修正优化结果。利用该方法优化设计新实验样机,同时获得冷端温度、动力活塞板簧刚度和运行压力等参数对发电机输出性能的影响规律,并与实验进行对比。实验结果表明,各参数对发电机输出性能的影响与模拟基本一致。新实验样机在热端温度865 K、冷端温度300 K条件下输出136.6 W的电功率,热电效率达到27.8%,较旧样机提升10.4%,与模拟值误差为6.0%。 展开更多

关键词 自由活塞 斯特林发电机 热力学 力学平衡方程

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自由活塞斯特林发电机启动特性实验研究 被引量：1

15

作者 林明嫱 刘润宝 +3 位作者 池春云 焦珂欣 周宇昊 牟健 《太阳能学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期130-135,共6页

启动是开展自由活塞斯特林发电机实验研究的前提,为更系统研究发电机的启动特性,搭建相关实验测试系统并开展实验。发现发电机在激励过后,只有热端温度超过一定值才能成功启动,并以此定义发电机的启动温度。然后以启动温度为评价指标,... 启动是开展自由活塞斯特林发电机实验研究的前提,为更系统研究发电机的启动特性,搭建相关实验测试系统并开展实验。发现发电机在激励过后,只有热端温度超过一定值才能成功启动,并以此定义发电机的启动温度。然后以启动温度为评价指标,探究充气压力,配气活塞板弹簧刚度等参数对发电机启动的影响规律。实验结果表明:随着充气压力增加,发电机对应的启动温度逐渐降低。配气活塞板弹簧刚度只有在一定范围内,发电机才能成功启动,并存在最优值。同时,减小外负载阻值以及通过串连电容增加系统的谐振都有利于发电机的启动。 展开更多

关键词 太阳能热发电 启动 实验 自由活塞斯特林发电机 激励

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钠钾合金加热自由活塞斯特林发电机试验研究

16

作者 倪文涛 丁校勇 +2 位作者 廉丽莉 赵爱虎 解家春 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期184-189,共6页

以国产1 kW自由活塞斯特林发电样机为研究对象,建立电加热钠钾合金试验台架,开展斯特林发电机发电试验,验证液态金属加热斯特林发电机发电的技术可行性。试验获得最大电输出功率884 W,热电转换效率为23.3%,得到了发电机的启动温度和停... 以国产1 kW自由活塞斯特林发电样机为研究对象,建立电加热钠钾合金试验台架,开展斯特林发电机发电试验,验证液态金属加热斯特林发电机发电的技术可行性。试验获得最大电输出功率884 W,热电转换效率为23.3%,得到了发电机的启动温度和停机温度等关键数据,初步明确了热源温度、冷源温度和钠钾合金流量对发电性能的影响规律。 展开更多

关键词 自由活塞斯特林发电机 钠钾合金 热电转换 发电性能

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百瓦级小型气体轴承斯特林发电机研究 被引量：2

17

作者 王波 孔中科 +3 位作者 朱严 翟文英 杨玉玲 蔡斌 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期43-48,62,共7页

为了给未来深空探测同位素电源提供高效、高比功率的热电转换方式,对100 W小型线性整体式气体轴承斯特林发电机进行了设计和实验研究。通过Sage整机热力学设计、Maxwell直线电机动力学分析、气体轴承CFD模拟,设计了输出电功率为100 W的... 为了给未来深空探测同位素电源提供高效、高比功率的热电转换方式,对100 W小型线性整体式气体轴承斯特林发电机进行了设计和实验研究。通过Sage整机热力学设计、Maxwell直线电机动力学分析、气体轴承CFD模拟,设计了输出电功率为100 W的气体轴承斯特林发电机。搭建样机并进行了测试,在充气压力2.36 MPa、热端温度625℃、水冷散热20℃时可获得最大电功输出102.9 W,净效率为25.8%。发电机的重量仅为3.5 kg,比功率达到29.4 W/kg。实验中发电机运行平稳,所支承的活塞长时间运行后无磨损迹象,验证了该气体轴承方案的可行性。 展开更多

关键词 深空探测 气体轴承 线性电机 斯特林发电机 比功率

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γ型自由活塞式斯特林发电机稳定性模型分析及验证

18

作者 张安 闫春杰 +2 位作者 孙述泽 罗新奎 马动涛 《宇航学报》 2025年第10期2103-2111,共9页

自由活塞式斯特林发电机在深空探测及空间热电转换领域具有广阔的应用前景。从热动力学角度建立了γ型自由活塞式斯特林发电机的稳定性模型,提出了其稳定运行条件,并利用该模型分析了影响系统稳定性的主要因素。结果表明,合理的压力耦... 自由活塞式斯特林发电机在深空探测及空间热电转换领域具有广阔的应用前景。从热动力学角度建立了γ型自由活塞式斯特林发电机的稳定性模型,提出了其稳定运行条件,并利用该模型分析了影响系统稳定性的主要因素。结果表明,合理的压力耦合因子和温度耦合因子可以大幅提高系统运行的稳定性。设计试验验证了γ型自由活塞式斯特林发电机的在轨稳定性,证明了该分析模型的有效性,为未来空间高效同位素电源等不完全依赖太阳能的能源技术应用奠定了基础。 展开更多

关键词 自由活塞 斯特林发电机 热动力学 稳定性

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基于斯特林循环的空间核电源控制策略研究

19

作者 韩宇航 张经伟 +2 位作者 徐海天 贺嘉琪 魏新宇 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第11期2554-2563,共10页

空间核电源具有功率密度高、寿命长等优点,已经逐渐成为未来太空能源的主要发展方向。精准迅速的负荷跟踪响应能力和良好的抗干扰能力可使空间核电源应对不同环境条件下的使用需求。本文对锂冷快堆耦合斯特林循环的空间核电源进行建模仿... 空间核电源具有功率密度高、寿命长等优点,已经逐渐成为未来太空能源的主要发展方向。精准迅速的负荷跟踪响应能力和良好的抗干扰能力可使空间核电源应对不同环境条件下的使用需求。本文对锂冷快堆耦合斯特林循环的空间核电源进行建模仿真,基于PID控制方法,设计了电功率偏差控制、冷却剂平均温度偏差控制、反应堆功率偏差控制和三通道控制4种控制策略,并基于建立的仿真平台进行了分析和评价。结果表明,对于负荷跟踪的工况,电功率偏差控制是较好的控制策略;对于一回路反应性扰动的工况和流量扰动的工况,反应堆功率偏差控制是较好的控制策略。本文研究结果可为基于斯特林循环的空间核电源的研究提供参考。 展开更多

关键词 空间核电源 斯特林发电机:锂冷快堆:PID控制 反应性控制

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用于斯特林热机的动圈式直线电机设计与分析 被引量：3

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作者 贾红书 洪国同 陈厚磊 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期21-25,共5页

为了研制用于自由活塞斯特林发电机的直线电机,完成动圈式直线电机结构设计,模拟并测试电机磁场强度,对发电机的输出特性进行实验研究。采用有限元软件ANSYS计算电机的磁场密度,并与测试结果进行比较,气隙宽度为6 mm时,磁通密度为626 mT... 为了研制用于自由活塞斯特林发电机的直线电机,完成动圈式直线电机结构设计,模拟并测试电机磁场强度,对发电机的输出特性进行实验研究。采用有限元软件ANSYS计算电机的磁场密度,并与测试结果进行比较,气隙宽度为6 mm时,磁通密度为626 mT,计算结果与测试值一致;搭建动圈式发电机的输出特性测试系统,进行实验研究。实验结果表明,磁场中线圈长度和电机频率不变时,有效输出电压随线圈位移线性增大,斜率与线圈阻抗和外接负载有关;系统的固有频率计算值为16.5 Hz,当工作频率远离系统固有频率时,电机输出电流随工作频率的增大而变小,系统效率最高为20%。 展开更多

关键词 动圈式直线电机 自由活塞斯特林发电机 磁通密度 输出特性 频率

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