1、“.....所以汽缸直径为。热腔冷腔和无益容积冷腔容积耳为动力活塞扫气容积材，系统最大体积与最小体积比式中为热腔容积，为无益容积。在斯特林发动机中压缩比般为左右，大于以上，系统将无法工作，本模型压缩比选为。无益容积比定义为,般在之间。由经验可知，其值越大发动机效率越接近等温分析法的计算值，本模型选择无益容积比为。即联立式和可得发动机热腔容积岭和无益容积岭分别为，和。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计论文缝隙式回热器和配气活塞尺寸在采用缝隙式回热器的自由活塞式斯特林发动机中，缝隙式回热器容积无益容积为，即珠为。回热器容积表示为式中为配气活塞半径，为配气活塞长度。将回热器容积和汽缸直径带入式可得出配气活塞半径和配气活塞长度分别为和,即缝隙式回热器的环隙长和环隙宽分别为和。配气活塞行程配气活塞扫气容积为为，活塞行程根据式求出配气活塞行程为。动力活塞尺寸和质量动力活塞直径即为汽缸内径......”。

2、“.....动力活塞两侧分别为冷腔和缓冲腔，二者压强差不断变化对动力活塞气密性要求较高，所以厚度不能太小，动力活塞厚度取。为使运行稳定，自由活塞式斯特林发动机的固有频率应接近或等于运行频率。动力活塞和与之相连的弹簧组成的最大质量震动系统，其固有频率即为自由活塞式斯特林发动机的固有频率。式中为运转频率，为常数，般为,为弹簧刚度，为动力活塞质量。取为，选择弹簧刚度为，即得出动哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计论文力活塞和其所带负载的质量共为。缓冲腔容积缓冲腔由配气活塞和配气活塞杆的内部空间和动力活塞下方空间组成，其内部压强为动力活塞定位的基准压强，要求其压强受动力活塞引起的体积变化的影响要小，所以缓冲腔体积为。图所示单缸自由活塞式斯特林发动机结构尺寸，热腔外围受加热器加热，冷腔外围与冷却器相连，冷却器对其冷却，回热器采用缝隙式回热器......”。

3、“.....基于等温分析法的动力特性数值模拟实用等温计算法，作为斯特林发动机功率和效率的初步估算是最适合的种方法，既简单又较准确，适用于各种传动机构，不必使用经验修正系数。实用等温计算法是模拟计算程序的最直接理论模型。简化假设为简化模型作出以下假设循环各部分皆为等温和完全回热，即热腔中工质温度选用冷腔温度界取为。即冷腔和热腔温度为工质空气为理想气体，无泄漏哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计论文活塞运动为简谐运动。冷腔压力热腔压力和容积计算冷腔压力热腔压力和容积在循环中的变化。采用实用等温分析法进行计算，可求得如下运行性能参数冷热腔瞬态容积由假设知，瞬时热腔容积可表示为式中为简谐运动的角速度，为从配气活塞上止点起算的时间，为热腔的最大容积。瞬时冷腔容积表示为其中，为活塞行程容积比，即配气活塞行程和动力活塞行程之比，为配气活塞领先于动力活塞运行的活塞领先角......”。

4、“.....活塞行程的重叠是自由活塞式斯特林发动机的特点之，可以在活塞行程和汽缸直径不变的情况下，选择适当的行程重叠容积，使热性能达到最佳。由于行程重叠容积的存在，可使冷腔容积为零则在冷腔容积为零时即由此引出容积相位角，容积相位角定义为热腔容积变化领先于冷腔容积变化的角度，它与活塞领先角是不等的。当热腔容积为零时，有由式可知，当时，冷腔容积，可得容积相位角活塞行程重叠容积可以分成两部分，即其中为配气活塞从冷腔容积为零时到其下止点的行程容积，为动力活塞从其哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计论文上止点到冷腔容积最小时的行程容积，所以式由式代入式得将改写为式中为从配气活塞下止点起算的时间。这样就得出了冷腔容积和热腔容积随时间的变化，如图所示。冷热腔瞬态压力因为工质假定为理想气体......”。

5、“.....和分别为热腔冷腔和无益容积处的平均温度。热气机的输出功率可用下式表示式中为输出功率，为平均循环压力,伪循环频率,为汽缸排气量。由式算出，功率，频率，汽缸排量，的斯特林发动机需要的平均循环压力为。将带入式确定工作工质为。将容积相位角代入式，并令和化简整理后得循环瞬时压力由循环瞬时压力表达式计算出稳定运行时个周期的压力变化波形，如图所示。由图可以看出，当时，即，循环压力最小。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计论文当时，即中磁场分布出现涡流。图和图分别为动子运动右端和回到初始位置时磁场分布，可见磁场分布不再均匀，在空气和绕组线圈中形成较大的漏磁。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计论文空载电动势计算永磁直线发电机的空载电动势是其最基本也是最重要的参数......”。

6、“.....因此准确计算出电机的空载电动势波形是性能分析和进步优化设计的基础。本文利用二维有限元法计算永磁直线发电机的空载电动势。根据电磁场分析结果求永磁往复式发电机空载电势的方法有很多，如计算空载气隙磁密计算绕组磁链等，但各种方法的精度不同。对于旋转电机求发电机空载电动势般通过求出其气隙磁密而得到每极下的磁通中，然后利用经典公式求解。式中为空载电动势伪电动势频率为绕组匝数为每极下的磁通。但这只适用于气隙磁场为正弦分布，动子相对定子作恒速运动的条件。永磁直线发电机动子由自由活塞式发动机驱动而做往复直线运动，动子与定子之间相对运动并非恒速，所以经典公式不适用于永磁直线发电机。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计论文通过上节对样机的有限元分析可知，经过有限元计算，可以求出样机定子内表面单元气隙磁密和矢量磁位咬的分布，由此可以利用法拉第电磁感应定律来计算发电机空载电势......”。

7、“.....首先，需要求的就是动子在不同位置时定子绕组线圈中磁链分布。定子速度为自由活塞式发动机动力活塞运动速度，行程为。直线发电机动子运动速度如图所示。直线发电机动子运动位移如图所示。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计论文动子运动在不同位置时，动子中磁极发出的磁通通过定子铁心穿过绕组线圈形成回路。对穿过绕组线圈截面的磁链进行积分求和，可得到绕组线圈中磁链与时间的关系，如图所示。绕组线圈匝数为。总磁链根据式和式，对磁链进行求导就得到了电机定子绕组线圈中产生的反电动势，如图所示。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计论文本文永磁直线发电机为双边扁平式，定子绕组上下两线圈结构完全对称。所以产生的反电动势也完全致，为提高输出电压，将两线圈端部串联，永磁直线发电机空载电动势由式计算得到永磁直线发电机空载电动势如图所示，由图可见空载电动势波形较标准正弦有畸变，出现尖峰......”。

8、“.....在零点附近有段电压值很低的区域，这主要是因为发电机的动子在最大位移处速度较低所致。空载电动势波形在上升段有抖动，因为磁极通过定子齿与定子铁心相交联的磁通随着动子的位移而断开又相连所致。产生如此电压波形的原有两个是绕组线圈中磁链波形不是标准正弦波，二是动子运动是正弦规律变化的往复运动，定子和动子的相对运动不是恒速运动。空载电动势的有效值表征了电机输出电压的能力，可表示为式中为空载电动势周期长度。根据式可求得空载电动势的有效值为。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计论文对空载电动势进行谐波分析，结果如图和图所示。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计论文由图可见三次谐波幅值为基波幅值的三分之左右，五次谐波幅值为基波幅值的六分之左右。三次和五次谐波幅值较大，对波形的畸变影响很大，二次四次和五次以上谐波幅值很小，可以忽略。带负载时磁场分析永磁直线发电机负载运行时......”。

9、“.....负载电流通过绕组铁心产生新的磁动势，从而电机磁路上形成了单独由定子线圈电流产生的磁场，即为电枢反应磁场，它的分布和强度与定子电流有关。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计论文定子电流越大则电枢反映磁场越大，定子电流越小则电枢反映磁场越小。电枢反映磁场会对永磁体的工作状态和穿过定子绕组线圈中磁场的分布和大小产生影响，影响的程度与动子磁路结构有很大的关系。在磁路不饱和时，该电枢反应线圈净磁通与空载磁通同向时具有助磁作用而两者反向时，电枢反应线圈磁通具有去磁作用。图所示为发电机带阻性负载运行时动子运动到最右端时磁密分布，由图可见，发电机带负载运行时磁密强度幅值相对于空载运行时磁场强度幅值要小，这是因为此时定子绕组线圈形成的电枢反映磁场对永磁体形成的磁场起削弱作用。气隙附近的定子齿处磁密较大......”。