自由活塞式斯特林发电机启动特性研究

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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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宇航级自由活塞斯特林发电机回热器优化设计

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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

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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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自由活塞斯特林发电机的动力学特性研究 被引量：6

5

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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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

6

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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空间百瓦自由活塞斯特林发电机的实验研究 被引量：5

7

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

8

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

9

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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钠钾合金加热自由活塞斯特林发电机试验研究

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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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自由活塞斯特林发电机启动特性实验研究

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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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自由活塞式斯特林制冷机压缩活塞间隙密封泄漏的数值模拟 被引量：8

12

作者 马诗旻 陈曦 +3 位作者 李静 张华 袁重雨 祁影霞 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期24-28,共5页

采用数值模拟的方法,基于压力波和活塞位移波的简谐变化规律,对自由活塞式斯特林制冷机压缩活塞与气缸的间隙密封内氦气建立数值模型,模拟了间隙内氦气在不同工况下的层流流动。结果显示在一个周期内,流过间隙密封的气体体积净流量为0,... 采用数值模拟的方法,基于压力波和活塞位移波的简谐变化规律,对自由活塞式斯特林制冷机压缩活塞与气缸的间隙密封内氦气建立数值模型,模拟了间隙内氦气在不同工况下的层流流动。结果显示在一个周期内,流过间隙密封的气体体积净流量为0,质量净流量不为0,净流量方向从压缩腔流向背压腔,会造成活塞在工作中向压缩腔偏移。分析结果显示压力波和间隙宽度对泄漏量的影响较大,随充气压力、压比以及间隙的增大,泄漏量增加;活塞运动对其影响较小,当活塞位移波与压力波的相位差小于90°时,相位差增大,泄漏量增加,活塞频率增大,泄漏量增加。 展开更多

关键词 热工学 自由活塞式斯特林制冷机 数值模拟 间隙密封 泄漏量

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自由活塞式内燃发电机仿真研究 被引量：8

13

作者 李庆峰 肖进 黄震 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期911-916,共6页

建立了自由活塞式内燃发电机模型,所建模型主要由自由活塞式内燃机与直线发电机两部分组成。在MATLAB/Simulink仿真环境下,将通过有限元验证的直线发电机数学模型嵌入到自由活塞式内燃发电机仿真模型中。分析讨论了耦合系统的运动特征,... 建立了自由活塞式内燃发电机模型,所建模型主要由自由活塞式内燃机与直线发电机两部分组成。在MATLAB/Simulink仿真环境下,将通过有限元验证的直线发电机数学模型嵌入到自由活塞式内燃发电机仿真模型中。分析讨论了耦合系统的运动特征,阐明了它与传统内燃机运动规律的差异;研究了活塞质量、负载、初始进气压力等参数对该耦合系统运动规律的作用。仿真结果表明,自由活塞在每个循环的上止点附近加速度远大于传统内燃机的加速度,且上止点随活塞质量、负载、初始进气压力等参数而变化,可以很容易地实现高压缩比。该仿真模型有利于进一步掌握自由活塞式内燃发电机的特性,并为自由活塞式内燃发电机的实际样机设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 自由活塞式内燃机 直线发电机 运动仿真 动力系统

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直线发电机的方案设计——自由活塞式内燃直线发电机研究进展(二) 被引量：8

14

作者 周志宏 《石油机械》 北大核心 2003年第11期62-64,共3页

自由活塞式内燃直线发电机是近年来正在研究的发电机种类 ,具有结构简单、效率高和单位质量功率大等特点。介绍了感应发电机、永磁直线发电机和同步磁阻直线发电机的结构及特点 ,这些种类的发电机应力都较低 ,不会对设计产生多大影响。... 自由活塞式内燃直线发电机是近年来正在研究的发电机种类 ,具有结构简单、效率高和单位质量功率大等特点。介绍了感应发电机、永磁直线发电机和同步磁阻直线发电机的结构及特点 ,这些种类的发电机应力都较低 ,不会对设计产生多大影响。对方案影响较大的是发电机的效率、功率因数和比功率。 3种类型直线发电机中 ,永磁直线发电机综合性能最好 ,其中的扁平式永磁直线发电机性能最佳 ,是自由活塞式内燃发电机组的最佳选择。 展开更多

关键词 直线发电机 自由活塞式内燃直线发电机 功率因数 定子线圈 综合性能

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HCCI自由活塞式内燃机运行参数设计——自由活塞式内燃直线发电机研究进展(一) 被引量：6

15

作者 周志宏 《石油机械》 北大核心 2003年第10期62-64,69,共4页

HCCI自由活塞式内燃直线发电机是近年来正在研究的发电机的一种类型 ,它具有结构简单、效率高、功率大、质量轻、有害气体低排放和可使用多种燃料等特点 ,应用前景包括洁净汽车、野外作业、移动设备等方面。介绍了HCCI自由活塞式内燃直... HCCI自由活塞式内燃直线发电机是近年来正在研究的发电机的一种类型 ,它具有结构简单、效率高、功率大、质量轻、有害气体低排放和可使用多种燃料等特点 ,应用前景包括洁净汽车、野外作业、移动设备等方面。介绍了HCCI自由活塞式内燃直线发电机的结构、基本原理和特点 ,以及HCCI自由活塞式内燃机的设计方法与二冲程发动机清扫过程的数值模拟方法。 展开更多

关键词 自由活塞式内燃机 运行参数 设计 直线发电机 研究进展 均匀注入压缩点火

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自由活塞式内燃直线发电机的燃烧性能研究 被引量：5

16

作者 曾德全 郭帅 +3 位作者 张驰 赵飞 孙鹏 毛莲莲 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期20-26,共7页

对一台二冲程汽油自由活塞式内燃直线发电机(FPLG)的活塞动态特性、缸内压强、缸内温度和NO_x排放进行了数值分析。针对FPLG特点,具体分析了其NO_x污染物的来源及形成机理。借助于数值分析软件Matlab/Simulink,计算并分析了点火提前时... 对一台二冲程汽油自由活塞式内燃直线发电机(FPLG)的活塞动态特性、缸内压强、缸内温度和NO_x排放进行了数值分析。针对FPLG特点,具体分析了其NO_x污染物的来源及形成机理。借助于数值分析软件Matlab/Simulink,计算并分析了点火提前时间和燃烧持续时间对FPLG缸内压力、缸内温度和NO_x排放的作用。计算结果表明:点火时刻在上止点前171°~126°而燃烧持续时间为36°~108°曲轴转角(点火提前时间相对上止点前为0 6ms,燃烧持续时间在412ms)时,增大提前点火时间和缩短燃烧持续时间都会使缸内的压力和温度上升,相应的NO_x的排放量也会急剧增大。 展开更多

关键词 内燃机 自由活塞式直线发电机 缸内压力 缸内温度 NO_X排放

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自由活塞式斯特林发动机的性能优化 被引量：6

17

作者 唐硕捷 黄护林 张银 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1138-1143,共6页

以Simple分析法为基础,扩展针对自由活塞式斯特林发动机的分析软件,研究各项设计参数对自由活塞式斯特林发动机性能的影响,并对各项设计参数进行优化。结果表明:发动机性能随回热器孔隙率和相位角的变化有最佳值,而随系统平均压力和频... 以Simple分析法为基础,扩展针对自由活塞式斯特林发动机的分析软件,研究各项设计参数对自由活塞式斯特林发动机性能的影响,并对各项设计参数进行优化。结果表明:发动机性能随回热器孔隙率和相位角的变化有最佳值,而随系统平均压力和频率的增加而增加;当加热器和冷却器长径比(L/g)大于10时,环形间隙(g)越小,发动机输出功率与热效率越高;发动机输出功率随回热器长径比的增加而减小,热效率随回热器长径比的增加而增加;而发动机性能随加热器与冷却器长径比的变化有最佳值。 展开更多

关键词 自由活塞式斯特林发动机 性能优化 长径比 相位角 频率 平均压力

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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：2

18

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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斯特林发动机在空间太阳能发电中的应用 被引量：8

19

作者 姚睿 吴克启 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期111-114,共4页

提出了空间太阳能发电系统中采用自由活塞式斯特林发动机发电装置的概念设计模型,确立了整个概念设计的框架,并对自由活塞式斯特林发动机作了初步设计,同时对有关问题进行了讨论,提出了今后的发展方向。

关键词 空间太阳能发电 发电装置 自由活塞式 斯特林发动机

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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

20

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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