1、“.....日本年进行了船用发动机的开发,只做了些基础工作。从年起列入目前计划大型节能技术开发项目,计划投资亿日元,到年开发出民用和发动机。经过约年的开发,试制出的台样机于年在国立机械研究所进行了运行试验,功率和热效率均达到设计要求,改进加热器换热器和活塞环密封后,发电用斯特林发动机亦基本上达到了规定的目标。最近几十年,随着能源问题和环境问题的日益突出,国内外广大学者对斯特林发动机兴趣逐渐增加并进行了广泛的研究。.国内外研究状况现阶段,斯特林机已在太阳能热发电水下动力等多个领域得到运用,但还存在热交换密封等问题制约着斯特林机的发展和运用。国内研究现状国内许多学者对利用太阳能的斯特林发电系统展开了较多研究,如姚睿,吴克奇提出了空间太阳能发电系统中采用四缸自由活塞式斯特林发动机发电装置的概念设计模型,确定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,同时对相关问题进行了探讨,提出了未来的发展方向。李鑫李斌等以能量守恒方程为基础,结合抛物面光学特性......”。
2、“.....并采用试算和迭代核算相结合的方法,对碟式斯特林太阳能发电系统聚光器的尺寸进行了计算。还对此系统的经济性进行了分析。黄护林对太阳能斯特林发动机的性能进行了模拟,考虑太阳辐射强度的变化,模拟了天中太阳能斯特林发动机的输出功率和系统效率曲线。崔海亭袁修干等,根据国外研究经验,提出了发展中国空间太阳能热动力发电系统研究的建议。关于本文提出的单缸自由活塞式斯特林发动机带动直线发电机工作的运行方式,还未见国内学者对其进行研究的报道。国外研究现状现阶段采用斯特林发动机的发电系统主要应用在以下几个方面空间发电应用美国公司和瑞典公司为共同开发了宇航用的型自由活塞式发动机发电系统,并通过了地面测试工作,由于可用太阳能和核能为热源,相比空间运行的其它发电系统具有以下优点降低了怀的使用量系统具有高于其它系统倍基于循环,直线,发电,系统,设计,毕业设计,全套,图纸摘要基于循环的直线发电系统具有可采用多种能源效率高寿命长和可靠性高等优势,在许多应用领域有取代传统发电系统的潜力和广泛的应用前景,尤其在深空探测和军事上有不可替代的优势......”。
3、“.....建立基于循环的直线发电系统,其主要由单缸自由活塞式发动机和直线发电机构成,对单缸自由活塞式发动机的几何尺寸进行了初步设计,运用等温分析法对发动机运行性能进行了仿真分析,得到了发电机运行时冷腔压缩图热腔膨胀图和发动机膨胀功和压缩功相减后的图等,并由此计算了单缸自由活塞式发动机功率和效率。此外,运用电磁场有限元法对直线发电机定子绕组通定电流时的恒稳磁场进行了分析,计算出了穿过绕组内部的磁链值,进而求出了发电机定子绕组电感运用场路祸合时步有限元法对永磁直线发电机空载运行负载运行进行了瞬态仿真分析,得到了永磁直线发电机空载磁场空载电动势和负载运行时电压电流值等参数,计算了永磁直线发电机带适当负载时可得到最大电功率。同时,求解并分析了永磁直线发电机定子对自由活塞式发动机的电磁反作用力。这是种跨电工和热工学科研究,以上结果不仅对特种永磁式直线发电机,而且对自由活塞式发动机的设计均有定的参考价值。要目录第章绪论.课题背景.斯特林发动机.国内外研究状况国内研究现状国外研究现状......”。
4、“.....课题研究内容第章发电系统的结构及工作原理.发电系统结构原理和特点发电系统结构发电系统工作原理.自由活塞式发动机及其工作原理自由活塞式发动机的结构自由活塞式发动机的原理自由活塞式发动机的特点.永磁直线发电机及其工作原理永磁直线发动机结构永磁直线发动机工作原理永磁直线发动机特点第章自由活塞式发动机的尺寸设计和运行性能分析.自由活塞式发动机设计要求.工质选择.结构尺寸确定汽缸直径热腔冷腔和无益容积缝隙式回热器和配气活塞尺寸配气活塞行程动力活塞尺寸和质量缓冲腔容积.基于等温分析法的动力特性数值模拟简化假设冷腔压力热腔压力和容积计算系统功率和效率.本章小结第章永磁直线发电机空载磁场及电动势计算数学模型建立有限元计算空载磁场分布.空载电动势计算.带负载时磁场分析结论致谢参考文献第章绪论.课题背景离合器是汽车传动系中与发动机直接联系的重要部件。对于以内燃机作为动力的机械传动汽车中,离合器是作为个独立的总成槽中放有定子绕组,上下两定子中绕组线圈采用串联方式以提高输出电压。定子采用模块式设计,可根据实际需求......”。
5、“.....动子结构如图所示,动子由磁极和动子框架组成,选用永磁铁为动子磁极,固定在不导磁的铝框内,铝框中间开槽以防止运行时在铝框上形成大的环流损耗,相邻的永磁体磁极相反放置,有利于永磁体通过定子铁心形成磁回路。永磁直线发动机工作原理由上述结构可见,本系统采用的直线发电机的工作原理与以往旋转式发动机有很大不同。直线发电机工作时,是将自由活塞式发动机动力活塞所连接的传动轴和发电机动子的轴相连而带动动子作往复运动,动子运动的速度和频率则由自由活塞式发动机的动力活塞速度和频率决定。永磁直线发电机动子磁极通过定子铁心形成磁回路,穿过定子绕组的磁链大小与动子的位置有关,如图所示,动子在初始位置,即最左端时,磁链由动子永磁体中极发出,经过气隙定子铁心和气隙回到动子永磁体中极,定子绕组线圈中形成了向上的磁通分布,动子开始往复运动后,动子永磁体极发出的磁链与定子铁心相交联部分逐渐减小当动子运动到最右端位置时,处在定子中间铁心齿上的永磁体极向上,所以定子绕组线圈中形成了向下的磁通分布,随着动子的往复运动,动子中永磁体在铁心绕组线圈中形成的磁通分布由上到下......”。
6、“.....根据法拉第电磁感应定律得定子绕组内磁链的变化引起的定子绕组线圈两端的感应电动势式中为穿过定子绕组线圈中的磁通量.为定子绕组匝数。永磁直线发动机特点永磁直线发电机结构相对于传统旋转发动机有很大不同,而使之具有以下特点。永磁直线发电机采用永磁体进行励磁,所以无需电流励磁,没有易损坏的电刷和滑环等结构,因此使用寿命长,可靠性高。采用永磁体励磁,简化结构的同时也使得永磁直线发电机动子上无励磁损耗,无电刷和滑环之间的摩擦损耗和接触电损耗。因此,永磁直线发电机的机械效率比电励磁式同步电机要高。在永磁体框架上使用不导磁材料,并且在框架中采用开槽的结构,消除了电机工作时往复运动而产生的环流,从而减少了损耗,降低了动子的温升,提高了电机效率。发电机的极距与活塞的冲程相等。动子极距与定子槽宽相配合,使磁路在动子两端位置均能闭合,并关于动子运动左右止点位置对称。由于永磁直线发电机的特殊结构,使其工作原理不同于旋转发电机,即使与普通的直线电机相比也有很大的不同。因具有上述优点,对于基于循环的直线发电系统的研究具有如下意义作为传统电网的补充......”。
7、“.....提供种可利用当地能源的发电设备。替代传统内燃机发电系统,降低其污染特性,减少对空气的排污。因为其低噪音和可采用多种能源的优点,在军事上是潜艇的化中种很实用的选择。.课题研究内容本文对基于循环的发电系统进行了概念设计和运行特性的数值模拟,具体工作如下单缸自由活塞式发动机几何尺寸确定单缸自由活塞式发电机运行特性数值分析永磁直线发电机结构设计及运行特性数值分析。第章发电系统的结构及工作原理.发电系统结构原理和特点发电系统结构本发电系统由单缸自由活塞式发动机永磁直线发电机充电回路和蓄电池组组成,如图所示,自由活塞式发动机动力活塞与永磁直线发动机的动子直接相连,永磁直线发电机绕组出线与充电回路相连,充电回路起到将交流整流为直流的作用,蓄电池组将系统发出的电能储存起来,可供随时使用。发电系统工作原理本发电系统实现的是将外部热源转化为蓄电池组中的电能,其工作流程如图所示。外部热源包括太阳能生物质燃料地热和余热等,为单缸自由活塞式发动机加热器提供热量。从外部热源获得热能后,单缸自由活塞式发动机开始工作......”。
8、“.....动子的往复运动使得永磁直线发电机定子中的绕组相对动子中的磁极作切割磁力线的运动,从而产生感应电动势永磁直线发电机发出的交流电通过充电回路整流为直流后充入蓄电池组,系统完成从热能到电能的转化。配气活塞将汽缸分为膨胀腔和压缩腔两部分,起到分配膨胀腔和压缩腔内气体工质比例的作用。配气活塞通过弹簧与汽缸相连,弹簧对配气活塞的运动起到定的控制作用,动力活塞除与发动机负载相连外还与自己的储能弹簧相连,弹簧和动力活塞的重量形成最大质量震动系统,使动力活塞的运动接近于简谐运动。回热器为种类似金属丝网状结构,其作用相当于热力海绵,根据工质温度能吸收或放出热量。.自由活塞式发动机及其工作原理基于循环的发电系统主要采用的是单作用活塞配气活塞式结构,其起到将热能转化为机械能的重要作用。自由活塞式发动机的结构自由活塞式发动机结构如图所示,由加热器回热器冷却器配气活塞的效率相同质量下要比其他系统发电功率大因可采用其它能源,特别适用于没有太阳能的深空探测。由于具有上述优点,此系统引起各方的广泛关注......”。
9、“.....所利用生物质燃料。美国俄勒冈州科瓦利斯市废水处理厂于年应用商业发动机建立了座利用废水处理中产生的沼气发电的示范工程,解决了当地因担心使用内燃机发电系统会带来新的空气污染而不能被利用的沼气的问题。该工程证实了利用废水站沼气和其它热电共生项目热源的发电设备可进行成功的商业应用,并提供了种在有丰富生物能源的地区可广泛应用的可再生能源利用技术。三蝶式聚光太阳能热发电系统世纪年代末到年代初由瑞典美国及等开始对现代碟式太阳能热发电技术进行研究,大都采用聚光镜,管状直接照射式集热器及型斯特林发动机。目前,因碟式发电装置的聚光系统与理想抛物面形状的偏差易造成焦斑直径过大和受到镜面和结构方面的限制,所以容量范围般在之间。点聚焦系统聚光比聚光镜开口直径般限制在米之间。美国于年建立了套碟式斯特林太阳热发电系统,从太阳能到电能的最高转换效率是.。以后,建立了套碟式斯特林热发电系统,系统净效率大于,后来将硬件和技术全部转让给在年间进行了试验,年平均效率达。德国公司于年至年间建造了两套大型碟式太阳热发电装置......”。
基于Stirling循环的直线发电系统设计说明书.doc
斯特林发动机总装图.dwg
(CAD图纸)