GM制冷机的基本制冷原理是绝热放气降温，采用气缸—排出器组件，通过按给定相位工作的配气阀门来周期性地实现西蒙膨胀过程。系统包括压缩机、两端密封的气缸、气缸中的活塞和回热器、阀门组件以及旋转电机等，其中压缩机的主要作用是吸入低压气体，为冷头提供稳定的高压气体源。

GM制冷机自1959年被发明以来，历经了80多年的发展。目前，最低制冷温度已突破至液氦温区，是国际上唯一得到工业化大批量生产的低温制冷机。同其他类型低温制冷机相比，GM制冷机结构简单、运转可靠、性能稳定、操作方便，同时不受运行方向的限制，液氦温区制冷效率高。目前，GM制冷机已广泛应用于低温真空泵、高温超导电缆、MRI超导磁体冷却系统、红外探测器、低温光电子学器件冷却等众多场合。

GM制冷机发展历程

鹏力超低温是国内首家在全球拥有GM制冷机自主知识产权并实现产业化的企业，自2010年成功研制液氦温区1.0W冷量GM制冷机以来，随后的10年时间里不断深入研究，突破稀土类蓄冷材料—研制、高效驱动电机、低磨损部件、狭缝换热技术等关键技术难点，建立气缸精密加工与装配、真空钎焊、低温涂层等关键工艺。在KDE410SA的基础上，鹏力超低温对液氦温区双级制冷机进行了产品迭代更新，1.2W、1.5W、1.8W冷量GM制冷机陆续研制成功，形成了液氦温区系列化产品，满足了客户不同层次的需求。2014年，技术团队又成功研制出轻量化GM制冷机，二级最低温度＜2.5K，为高端仪器提供超低温条件。2016年，20~30K温区大冷量制冷机-KDE400SX问世，为国内高温超导产业发展提供有力保障。

制冷机冷指是直接产生制冷量的部件，而与之配套的压缩机则为其提供高压氦气，可以认为是制冷系统的“心脏”，二者缺一不可。鹏力超低温技术团队早期便研制出两款水冷氦压缩机：KDC6000和KDC6000V，这也是目前应用最为广泛的产品型号，长久以来经受住了市场考验，深受客户好评。针对不同的应用场合，鹏力超低温三款风冷压缩机（KDC4000F、KDC2000F和KDC1000A）均已成功量产。在已有的技术基础上，鹏力超低温团队不懈努力，在国产化、大功率等方向继续深入探索。不久的将来，会有更多的新产品问世，服务于广大客户。

最新GM制冷机性能

KDE420SA

在KDE418SA制冷机的基础上，针对液氦温区较大冷量的需求，最新研制出KDE420SA制冷机，外部尺寸在略微增加的情况下，提高了二级冷量，冷头总重20kg，一级制冷量20W@50K，二级冷量[email protected]。

KDE300SA

2021年，由于高温超导技术的快速发展，拉动了大冷量制冷机的需求。鹏力超低温积极响应，成功研制出KDE300系列型制冷机，可提供250W@77K的制冷量，实现了77K大冷量制冷机的国产化。该产品现已批量应用于超导电力领域。

制冷机冷头与压缩机产品的不断迭代以及新产品的研制成功，实现了对不同温区低温制冷需求的全面覆盖，打造了“鹏力超低温”特色产品。未来，鹏力超低温将持续在GM制冷机产品全国产化等方向上发力，争取为广大客户提供优质的产品、高效的服务。