實驗研究與分析直線壓縮機共振頻率測試與分析自由活塞斯特林制冷機采用動磁式直線壓縮機，根據(jù)簡諧震動理論，在共振頻率運行時，壓縮活塞的振幅*大，電機效率*高。如示，當輸入均方根電流Irms保持在9A不變、運行頻率為52Hz時，壓縮活塞位移SC達到*大13mm，因此壓縮機的共振頻率為52Hz.

　　在制冷溫度Te為200K，壓縮活塞彈簧剛度kcs為20N/mm時，充氣壓力Par由1MPa增大到1.8MPa，壓縮機的共振頻率f由46Hz增大到55Hz.由可以看出，在制冷溫度Te由140K增大到250K時，壓縮機共振頻率由51Hz增大到53Hz.因此共振頻率不僅與板彈簧剛度有關，還與充氣壓力和制冷溫度有關。這是因為壓縮機的共振頻率接近壓縮機固有頻率，而固有頻率可通過下式計算fnc=12πkcs+kcgasmc（1）式中，kcgas為氣體彈簧剛度；mc為壓縮活塞組件的質量。

　　當充氣壓力增大時，氣體彈簧剛度增大，壓縮機固有頻率增大，從而共振頻率增加；當制冷溫度降低時，氣體彈簧剛度減小，壓縮機固有頻率減小，從而共振頻率降低。

　　制冷機的位移相位測試與分析自由活塞斯特林制冷機中，排出器（膨脹活塞）與壓縮活塞的位移相位差，對整機的制冷性能具有極其重要的影響。在實驗中，通過應變片式的位移傳感器同時測量了壓縮活塞和排出器的運動位移波，一般來說，制冷溫度越低要求排出器位移**于壓縮活塞位移相位越大。

　　制冷機的制冷性能測試與分析通過改變充氣壓力和輸入功，分別測試了制冷機的制冷量隨制冷溫度的變化情況。如所示為不同充氣壓力下，輸入功Pin為150W時，制冷量隨制冷溫度的變化情況。由可見，對于固定的制冷機有一個*佳充氣壓力，該制冷機的*佳充氣壓力為1.5MPa.

　　隨著輸入功的增加，整機的制冷量增大，在250W輸入功下，200K時制冷量為40W.隨著制冷溫度的提高，整機制冷量接近線性增加，180K以下的增大斜率小于200K以上的增大斜率，該現(xiàn)象說明制冷機適合于在200K以上溫區(qū)運行。