当前，对于吸振器和单活塞线性斯特林制冷机振动系统的研究，几乎都是在已知制冷机进行某种固定安装方式的正定模型上进行的。而这种正定方法由于缺乏对制冷机和吸振器系统固有频率的分析，当改变系统的安装方式后，可能会产生共振并减小吸振器的减振效果。基于此，本文将对制冷机和吸振器振动系统在未进行任何安装时的半正定模型进行理论分析，并通过悬挂测试法对制冷机适配吸振器前后进行振动实验。由此得到了系统在半正定模型下的理论固有频率值为 78.6Hz。而通过实验可发现，受吸振器实际加工和装配的影响，系统的固有频率随吸其刚度的增大而增大，其增大的范围在 78.1～80.8 Hz之间。
单活塞线性斯特林制冷机 吸振器固有频率 半正定模型 single-piston linear Stirling cryocooler, vibratio
回热器是斯特林制冷机的核心部件，其性能优劣对斯特林制冷机的性能有决定性影响。对斯特林制冷机回热器的各项热损失(主要包括有限传热损失、 流动压降损失、 空容积损失等)进行了理论分析，并通过实验研究了增加丝网数量和采取不同丝网填充方式对回热器性能的影响。结果表明，增加丝网数量可以有效提高制冷机的性能，采取冷端布置400目丝网和热端布置少量100目丝网的混合丝网布置方式达到的效果最好，为斯特林制冷机的回热器性能优化提供了依据。
斯特林制冷机 回热器 热损失 丝网填料混合布置 Stirling cryocooler regenerator heat loss mesh mixed arrangement
回热器为回热式低温制冷机的主要部件之一, 其结构直接影响制冷机的性能。本文分析了分层填充回热器对制冷机性能的影响, 在此基础上, 结合回热器模拟软件 REGEN3.3的仿真结果, 设计了线性斯特林制冷机的分层填充回热器结构, 并做了实验验证。实验结果表明, 回热器采用适当的分层方式能大幅度提高制冷机的性能。该制冷机与优化前相比, 降温速度提升了 14%, 整机效率提高了 37.5%。
线性斯特林制冷机 分层回热器 linear Stirling cryocooler multi-layer regenerator REGEN 3.3 REGEN 3.3
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斯特林制冷机被广泛用于机载、舰载、装甲车等项目的红外**装备上，是现代**非常重要的尖端技术产品之一，实现高性能斯特林制冷机的国产化具有重要战略意义。RS058 是高德红外研制的微型旋转式斯特林制冷机系列产品之一，适合中面阵、大面阵探测器使用，本文主要论述制冷机的设计方法及实际性能。在现有0.5W@77 K 规格制冷机的基础上，结合了包括热力学、动力学和驱动控制等在内的理论计算和试验验证，RS058 实现了更好的制冷性能，卡诺效率达到6.20%，能够满足制冷红外探测器的使用和国产化需要。
高德红外 制冷红外探测器 旋转式斯特林制冷机 低温 Guide Infrared cooled infrared detector RS058 RS058 rotary stirling cryocooler cryogenics
现有旋转式斯特林制冷机控制器使用的是基于 PID控制的无刷直流电机, 存在控温波动较大、可靠性较低等问题。基于磁场定向控制的永磁同步电机控制性能卓越、运行平稳、损耗低, 将其作为提高斯特林制冷机性能的有效途径。根据这一方案进行硬件及软件设计, 并给出实际电路测试结果。实验表明基于 FOC及 PMSM的斯特林制冷机控制系统可以作为提高斯特林制冷机性能的措施和途径。
旋转式斯特林制冷机 磁场定向控制 永磁同步电机 主控芯片 rotary Stirling cryocooler field oriented control permanent magnet synchronous motor main control chip
对气动分置式膨胀机振子进行运动分析和实验验证，说明随气动杆面积增加，振子相角减小、振幅增加；将直连结构与气动杆结构制冷机性能进行对比，介绍了阶梯轴面积比会影响制冷机的压缩机和膨胀机匹配，实际研发中应结合压比、相角、振幅几方面确定阶梯轴面积；分析了阶梯轴结构膨胀机的宽频工作特性。
斯特林制冷机 气动膨胀机 阶梯轴结构 振子振幅 振子相角 stirling cryocooler pneumatic driver stepped-rod stroke phase angle
1 北京航空工程技术研究中心，北京 100076
2 中国电子科技集团公司第十六研究所，合肥 230043
为设计出满足应用要求的长分置管斯特林制冷机，开展了制冷机的应用背景、设计要求、结构特点、关键技术的研究，并对影响制冷机应用的各类因素进行了分析。目前该型号制冷机已应用于机载红外探测装置中，经多次试验证明，该系统重复性好，运行稳定、可靠。
机载红外探测装置 长分置管 斯特林制冷机 airborne IR detector system long-connective-tube Stirling cryocooler
