电器产品质检第四章 家用电器使用性能的测试

电器产品质检

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根据人们各种不同的使用需要，生产出各种不同的家用电器，即每种家用电器都有各自的使用性能来为人们服务。家用电器的使用性能测试就是检验家用电器是否达到了它的使用性能指标。家用电器的种类非常多，它们的使用性能又各不相同，本书难以一一讲述，本章仅讲述常用的几种典型家用电器的使用性能测试，如电风扇、洗衣机、吸尘器、电饭锅、电冰箱等的测试。由于微电机在家用电器中使用广泛，本章也讲述家用微电机的测试。第三章家用电器使用性能的测试1/3/20232本章内容：√第一节家用微电机性能测试第二节电风扇测试第三节洗衣机测试第四节吸尘器测试第五节电饭锅测试第六节电冰箱测试要点

第三章家用电器使用性能的测试了解电器产品中微电机性能测试项目熟悉转速、转矩以及机械特性的测试方法了解电风扇测试项目和方法1/3/20233第三章家用电器使用性能的测试

家用电器产品分类1.按颜色分类目前国际上根据家用电器产品的惯用颜色把家用电器产品分为白色家电、灰色家电和黑色家电三大类。其中：白色家电：电器外壳常用白颜色，主要是指GB4706(IEC60335)系列标准规定的电器产品，如洗衣机、电冰箱、空调器、电风扇等，一般由市电供电工作。灰色家电：电器外壳常用灰颜色，主要指由GB4943(IEC60950)标准规定的办公电器产品，如计算机、传真机等。黑色家电：电器外壳常用黑颜色，主要指由GB8898(IEC60065)标准规定的电子电器产品，如电视机、音响、VCD等产品。1/3/20234第三章家用电器使用性能的测试2.按家用电器主要功能分类电动式器具：装有驱动用电动机而不带电热元件的器具，如洗衣机、电动按摩器等。电热式器具：装有电热元件而不带有电动机的器具，如电热毯、电水壶等。组合式器具：同时装有电动机和电热元件的器具，如风扇加热器、暖风机、饮水机等。1/3/20235第三章家用电器使用性能的测试3.按消费者使用习惯分类通风器具：如电风扇、吸油烟机等取暖器具：如室内加热器等制冷器具：如电冰箱、空调器、压缩机、饮水机等厨房器具：如电饭锅、电灶、微波炉等美容器具：如电吹风、卷发器、蒸面器、电动剃须刀等保健器具：如按摩器、电动牙刷等清洁器具：如吸尘器、地板洗涤器等其它器具：如电烙铁等1/3/20236第三章家用电器使用性能的测试第一节家用微电机性能测试在许多家用电器产品中，都要用到家用微电机，家用微电机的性能好坏，直接影响到产品的优劣，因此对微电机的性能进行测试是非常必要的。衡量微电机是否合格的试验包括安全性能和使用性能测试，电机产品测试所依据标准：GB/T5171-2002：小功率电动机通用技术条件GB12350一2000：小功率电动机的安全要求

这里仅讲微电机的使用性能测试，主要介绍微电机的转速、转矩、工作特性和机械特性等的测试。

1/3/20237第三章家用电器使用性能的测试项目序号检验项目标准章号项目序号检验项目标准章号1标志检查412内部布线检验152外壳防护试验513元件检验163起动试验614连接电源和元件的软线检验174温升试验715外接导线的接线端检验185泄漏电流测量816接地装置检验196绝缘电阻和电气强度测量917联接件检验207湿热试验1018电气间隙和爬电距离检验218耐久性试验1119耐热试验22.19非正常工作试验1220耐燃试验22.210机械强度检验1321耐漏电痕迹试验22.311结构检验1422防锈检验23GB12350一2000：小功率电动机的安全要求1/3/20238第三章家用电器使用性能的测试GB/T5171-2002：小功率电动机通用技术条件项目序号检验项目项目序号检验项目1外观检查14最大转矩的测定2绕组对机壳及绕组相互间绝缘电阻测定15牵入同步转矩的测定3绕组在实际冷状态下直流电阻的测定16短时过转矩试验4耐电压试验17温升试验5匝间绝缘试验18额定数据检查:a)功率、b)电流、c)转速、d)效率、e)功率因数、f)电容器端电压6额定电压下空载试验数据的测定19振动的测定7堵转试验20噪声的测定8换向检查21无线电干扰的测试9超速试验22湿热试验10离心开关断开转速的测定23外壳胁护等级试验11转向检查24偶然过电流试验12机械检查25工作期限试验13起动过程中最小转矩的测定26重量检查1/3/20239第三章家用电器使用性能的测试(一)速度传感器法这种方法是利用传感器将转轴的转速转换成与之成正比的脉冲信号，再将脉冲信号进行计数。如图为其方框图，依其转速变换方式的不同又可分为几种类型：一、转速测量电机的转速是以单位时间内的转数来表示的，一般都是采用一分钟内旋转多少转来表示。微电机转速的测量方法很多，目前常采用的方法有速度传感器法及智能测试法。1/3/202310第三章家用电电器使用性能能的测试1．光电转换换式光电转速变换换器由光源及及接收器组成成，依其发射射方式不同分分为直射式和和反射式两种种。(1)直射式式直射式式是指光源直直接照射到接接收信号的光光电管上，在在光源与光电电管之间插入入一个开有均均匀分布的小小孔的圆盘(称为测量盘盘)，盘上的的小孔一般是是取60或60的倍数个个。从图可以以看出，光电电管接收到的的光脉冲数和和电动机的转转速成正比。。用这种方法测测量时，需将将测量盘装到到电动机的轴轴上，增加了了测量时的工工作量，同时时由于转轴上上加一个盘会会给测试带来来一点误差，，因此往往采采用反射式光光电传感器。。12/25/202211第三章家用用电器使用用性能的测测试(2)反射射式用这种传感感器测量时时，先要在在电机轴上上贴反光的的材料。从从图可见，，由光源、、接收器和和凸镜组成成系统，由由光源发射射的光束经经凸镜聚焦焦到电机轴轴上，如果果光束投射射处贴有反反光纸，则则反射光经经凸镜射回回接收器，，接收器产产生电脉冲冲，如果无无反射光束束投射，则则接收器无无信号产生生。电机旋旋转后、接接收器交替替出现电脉脉冲，其频频率也正比比于转速。。12/25/202212第三章家用用电器使用用性能的测测试2．磁阻感感应式磁阻感应式式测速原理理示意图如如图。被试试电机轴上上装有齿轮轮(齿数为为60)，，邻近放一一绕有两组组线圈的铁铁心，一组组为通直流流电的励磁磁线圈，用用以建立磁磁场；另一一组为测量量线圈，用用以指示转转速。电机机旋转时，，由于齿轮轮的齿顶与与齿谷交替替，造成气气隙磁导的的交变(与与两个齿顶顶相对时，，磁导最大大；与两个个齿谷相对对时，磁导导最小)。。由于磁导的的变化，在在测量线圈圈中感应出出交流电动动势，此电电势的频率率就等于电电动机的转转速。磁阻阻感应式的的优点是结结构简单，，不需电源源，其缺点点是不宜用用于测量低低速，因为为当被测转转速甚低时时，测量线线圈的感应应电势也极极小。12/25/202213第三章家用用电器使用用性能的测测试3．数字式式转速表数字式转速速表测试的的结果直接接以数字显显示出来，，它具有如如下的特点点：①用数字显显示能够消消除一般指指针式仪表表的刻度误误差和视觉觉误差，故故读数准确确；②测量范围围宽、精度度高、速度度快、显示示字迹清晰晰；③可以进行行瞬时速度度的测量。。12/25/202214第三章家用用电器使用用性能的测测试二、转矩测测量转矩是电机机的一个重重要参数，，它用来计计算电机的的输出功率率。转矩的的检测是依依据作用力力和反作用用力的平衡衡原理，由由实测反作作用力矩大大小反推作作用力矩值值，常用的的方法是测测功机法。。12/25/202215第三章家用用电器使用用性能的测测试当电动机工工作时，在在它的转子子的周边上上有切向力力的作用，，这个切向向力、作用用于转轴的的中心则成成为转矩。。测试时，在在电动机的的输出轴上上安装特制制带槽的滑滑轮，在槽槽中缠绕绳索，绳索索一端固定定在支架的的测力计上上，绳索自自由端吊砝砝码，当电电动机旋转转后，加载载的绳索与与滑轮之间间发生摩擦擦产生制动动力矩消耗耗能量，该该能量与电电动机的作作用力矩相相等，改变变砝码重量量就能改变变电动机的的负载。(一)测功功机的工作作原理12/25/202216第三章家用用电器使用用性能的测测试上图电动机机以顺时针针方向旋转转，由于砝砝码G的作作用拉紧绳绳子，使绳绳子与滑轮轮相摩擦，，产生一个个与电机转转矩相反的的转矩。转转矩的大小小用下式计计算：这种方法常常用于极小小功率电机机转矩的测测量。12/25/202217第三章家用用电器使用用性能的测测试(二)测功功机的种类类根据上述工工作原理，，测功机可可以做或不不同的形式式，常用的的有如下几几种：1．机械测测功机机械测动机机的结构如如图1-空心摩摩擦轮；2一制动带带；3一硬硬木块；4一手轮；；5一水平平仪6一安全架架；7-测测功器的臂臂；8-磅磅秤12/25/202218第三章家用用电器使用用性能的测测试上图中空心心摩擦轮装装在被测电电机的轴上上，利用制制动带2和和摩擦轮l之间的摩摩擦所产生生的制动力力来测量被被测电机的的转矩，通通过调节手手轮4，即即调节摩擦擦力的大小小，用磅秤秤或弹簧秤秤读出力的的数值。用用下式可可以算出电电动机的转转矩：这种测功机机在测量时时要发生大大量的热量量，这样就就会使摩擦擦因数不太太稳定，从从而使得它它的测量性性能也不太太稳定，影影响测量精精度。这种种测功机宜宜用于测量量电动机的的起动转矩矩(由于这这种测功机机是将电动动机发出的的机械功由由摩擦全部部转变为热热量，因此此这种测功功机只能用用于测量小小型电动机机，否则将将会烧坏摩摩擦部分)。12/25/202219第三三章章家家用用电电器器使使用用性性能能的的测测试试2．．电电机机测测功功机机电机机测测功功机机是是一一台台支支撑撑在在支支架架上上，，定定转转子子均均能能自自由由转转动动的的直直流流电电动动机机，，其其结结构构如如图图所所示示。。12/25/202220第三三章章家家用用电电器器使使用用性性能能的的测测试试电机机测测功功机机的的转转轴轴直直接接与与被被测测电电机机连连接接，，当当被被测测电电机机为为电电动动机机时时，，电电机机测测功功机机作作为为发发电电机机运运行行，，励励磁磁绕绕组组由由独独立立的的直直流流电电源源供供电电。。它的的工工作作原原理理完完全全与与一一般般直直流流电电机机相相同同，，但但电电机机测测功功机机的的定定子子受受到到转转矩矩作作用用后后会会产产生生偏偏转转，，利利用用杠杠杆杆装装置置对对定定子子施施加加平平衡衡力力矩矩，，当当平平衡衡力力矩矩和和测测功功机机的的转转矩矩相相等等时时，，可可用用测测力力计计(或或磅磅秤秤)指指示示出出电电机机测测功功机机的的转转矩矩大大小小。。12/25/202221第三三章章家家用用电电器器使使用用性性能能的的测测试试直流流电电机机测测功功机机转转矩矩平平衡衡原原理理见见图图：：在电电枢枢上上：：在定定子子上上：：一般般可可以以认认为为T3和T5相等等，，则则T1=T6，说说明明测测力力计计上上所所示示转转矩矩为为被被测测机机械械的的输输入入转转矩矩。。12/25/202222第三三章章家家用用电电器器使使用用性性能能的的测测试试3．．电电阻阻应应变变式式转转矩矩测测量量仪仪当转转轴轴受受到到转转矩矩M的的作作用用时时，，在在与与转转轴轴线线成成±±45。。夹夹角角方方向向上上产产生生最最大大应应变变。。如如果果这这时时在在最最大大应应变变方方向向上上粘粘贴贴电电阻阻应应变变片片，，应应变变片片的的电电阻阻值值随随着着转转矩矩的的大大小小而而变变化化。。测测出出电电阻阻应应变变值值就就能能算算出出转转矩矩的的大大小小。。测量电机的转转矩时，应变变片在轴上的的位置通常如如左下图所示示。R1和R4在轴的上方，，R2和R3在轴的下方，，此时四片应应变片组成桥桥式电路，如如右下图所示示。电源电压压加在AB两两端上，信号号电压由CD两端输出，，这样四个桥桥臂由应变片片组成的电桥桥称为全桥。。12/25/202223第三章家用电电器使用性能能的测试将应变片贴在在测量轴上，，将其连接成成全桥，全桥桥的供电电压压和输出电压压均用滑电刷刷连到外面。。转矩的大小由由电压输出的的信号反映，，但是该信号号虽经全桥的的连接已有所所增加，但仍仍然是很小的的，不能用电电工仪表来测测量，还需将将信号放大再再进行测量，，一般是采用用电阻应变仪仪进行测量。。电阻应变仪的的主要任务是是将微小的电电压信号进行行高倍数的放放大，在应变变仪上指示出出测量结果，，或配用示波波器等进行记记录。12/25/202224第三章家用电电器使用性能能的测试三、工作持性和机机械特性的测测试(一)工作特特性测量工作特性曲线线是指在额定定电压和额定定频率下，以以输出功率P2为函数的一组组曲线。它表示与输入入功率P1、定子电流I1、电机效率η、功率因数cosφ以及转差率s等的关系曲线线。它的测量是在在正常的工作作温度和负载载情况下进行行的，实验应应在(O.25～1.25）负载的的范围内，选选取5～8个个点，在每个个点上要测取取电压U、电流I、输入功率Pl、输出功率P2(转矩)以及及转速(转差差率s)。对多速电电动机，则应应测取每一额额定转速下的的工作特性曲曲线。电压U、电流I1、输输入功功率P1可以用用电工工仪表表测量量得到到，而输出出功率率P2(转矩矩)与与转速速(转转差率率)的的测量量方法法如下下。12/25/202225第三章章家用用电器器使用用性能能的测测试输出功功率P2和转速速(转转差率率)的的测量量电动机机的输输出功功率通通常都都是通通过测测量转转矩M和转速速n，再由由转矩矩M和转速速n用下式式计算算，即即工作特特性：：1．P1=f(P2)曲线线和I1=f(P2)曲线线电动机机在额额定情情况下下运行行，使使电动动机温温度接接近于于工作作温度度。用用功率率表和和电流流表来来测出出输入入端的的功率率P1、电流流I1，输出出功率率P2的测量量方法法和上上述方方法一一致，，从而而可画画出Pl=f(P2)曲线线和Il=f(P2)曲线线。12/25/202226第三章章家用用电器器使用用性能能的测测试2．cosφ=f(P2)曲线线交流电电动机机由于于其电电压和和电流流不是是同相相位，，因此此存在在一个个功率率因数数的问问题，，功率率因数数cosφ可由下下式计计算：：√对于电电容运运转的的单相相异步步电动动机：：输入端端的端端电压压可由由电压压表测测量得得到，，I1、P2的测量量同前前述，，可用用上述述公式式计算算出cosφ，从而而画出出cosφ=f(P2)曲线线。√对于分分相起起动的的单相相电动动机：：12/25/202227第三章章家用用电器器使用用性能能的测测试3．η=f(P2)曲线线用上述述方法法测出出输入入功率率P1、输出出功率率P2，由下下式计计算出出效率率η：：4．s=f(P2)曲线线一般电电动机机工作作时的的转速速是知知道的的，因因此可可以得得知电电动机机的同同步转转速nc为同时，，测得得电动动机工工阼的的旋转转速度度n，，从而而可得得到转转差率率s为为：12/25/202228第三章章家用用电器器使用用性能能的测测试(二)机械械特性性的测测量机械特特性是是电动动机的的一项项重要要指标标:设计单单位关关心此此特性性是否否能满满足技技术指指标使用单单位则则关心心这个个技术术指标标能否否满足足系统统驱动动的要要求机械特特性在在设计计对就就已算算出，，但是是由于于设计计、加加工、、材料料等的的原因因，生生产出出来的的电动动机的