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家电温控器寿命试验装置研制方法详解

1、家电温控器产品先容

  KSD301温控器广泛的应用于各种家电产品,如电冰箱、饮水机、热水器、咖啡壶、电磁炉、微波炉、电饭煲等。家电温控器的质量直接影响到整机的安全、性能、寿命,是非常关键的一个元件。在温控器的众多技术指标当中,寿命是衡量温控器产品最重要的技术指标之一。家电标准规定,温控器的寿命至少为10000次,部分家电,如电冰箱产品当中控制电动机-压缩机的温控器,充液式散热器中的一些温控器寿命要求至少为100000次。家用温控器对应的标准GB14536.10-2008/IEC60730-2-9:2004对温控器的寿命试验做了详细的规定。

  目前市场上有不少温控器寿命试验装置生产厂家,各有其优缺点,主要的缺点采用摇臂式结构,测试过程当中温控器安装偏离使用实际情况,加热体热惯性影响大,对温控器寿命影响较大,从而导致试验结果不够准确;温控器通断可调范围较小,不能满足标准要求;寿命试验装置维护保养复杂,总是要更换加热体;试验装置适用面窄;设备操作复杂,价格昂贵等。编辑根据多年的温控器检测经验,设计了一种结构较简单的试验装置,该设备已经投入使用,实际使用证明了该装置通用性强,贴近实际工作情况,试验结果准确,同时成本低廉。

  2、家电温控器标准要求

  2.1 试验的电气条件

  家电温控器的每个电路应按制造厂规定的额定值负载作为基本技术参数进行试验

  2.1.1快速自动动作的过压试验

  采用1.15倍的额定电压及在该电压下的电气负载。

  2.1.2快速自动动作的试验

  采用额定电压及在该电压下的电气负载。

  2.2 试验的热条件

  当温控器按制造厂规定的方法安装好时,易触及的部件应暴露在正常的室温下。

  2.3 试验的机械条件

  2.3.1慢速试验期间,试验设备应要可靠地驱动起动元件,在设备和起动元件之间无明显的滞后。

  2.3.2 快速试验期间,试验设备应保证试验允许起动元件自由操作,以至于不会干扰机构的正常动作。

  3、家电温控器试验装置先容

  3.1 设备参数

  试验电压:0-300VAC可调;电气负载:1~24A可调;试验次数设定范围:1000-99999;加热温度调节范围:室温至500℃;冷却气压:0~1MPa;工位:3个;自带电阻负载台,并可外接负载台;可预设试验次数、周期;具备试验样品失效自动检测和不合格报警功能;并显示试验次数。

  3.2 设备原理

  本装置主要由四部分组成:升温部分、气流冷却部分、负载部分和检测控制显示电路,如图1所示。

   

 

 

图1 设备组成

 

  3.3 家电温控器功能流程

  以常开型温控器为例,将温控敏感部位安装在加热块表面,调节好样品要求的电气负载,设定加热块温度、故障报警时间、寿命次数等参数,调节冷却气体气压,使工作频率与技术要求保持一致,开始试验,试验流程如图2所示。

  


                                      试验流程
 3.4 家电温控器设备主要结构

  采取什么方式进行升温和冷却是温控器寿命试验装置最重要的部分。

  本装置升温采用的是铜块加电热管的方式来实现,电热管置于铜块内部,加热采用PID方式控制。加热管通电后,加热铜块,在铜块的表面装有热电偶实时采集铜块的温度与预设温度进行比较,如图3所示。

  该种加热方式因铜的导热性能好,表面的温度场均匀性好,从而实现了加热温度可精确调节,加热速度快,同时热惯性小,有效减少热过冲对检测结果的影响;铜块较厚较大,热容量大,冷却后温度回升速度快;加热装置的寿命长,电热管位于铜块的中间偏下位置,冷热变化较小,不易损坏。

                                         图 3 加热原理

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  冷却通过下面方式来实现:环境空气通过气泵变成高压气流通过1-4个喷头施加在铜板上,使铜板局部快速冷却,如图3虚线部分,从而使温度敏感部位温度下降,温控器复位。该种方式有三个明显的优点:第一,冷却速度随着气流的压力的大小而改变,冷却气压在0-1MPa范围内连续可调,从而实现通断时间可控,可满足标准要求或制造商自己宣称的试验要求;第二,冷却时根据被测温控器的敏感元件的面积大小,可灵活选择1-4个喷头施加温控器的敏感元件周围的铜块上,实现温度敏感元件周围铜块表面局部冷却,不需将整个温控器的温度都降下来,通断速度可调范围较大;第三, 被测件固定在铜板上,最贴近温控器实际工作情况。

  4、家电温控器优点先容

  4.1 加热温度在室温至500℃范围内可精确调节,热过冲小

  目前市场上的加热方式主要有卤钨灯/电烙铁/电热圈加热和热风枪加热等方式。存在着热惯性大,有较严重的温度过冲现象,对检测结果影响很大;加热体的寿命短,增加了维护保养的负责程度,需不定期更换;加热温度范围不大,不容易精确控制等不足。

  本装置加热温度可较精确调节,量程大,可达到500℃,且能有效解决热过冲对检测结果的影响。设备维护保养简单。

  4.2 通断速度可调范围大

  冷却气流仅施加在温控器敏感装置周围的部分表面,为局部冷却,而不是将整个温控器的温度都降下来,可以灵活调整冷却气流的压力和喷头数量,冷却速度快;加热铜块较厚较大,热容量大,温度回升速度快,从而实现了通断占空比可调,且可控范围大,

  满足标准要求或制造商自己宣称的试验要求。相对于改变整个温控器的温度的方式,通断速度可调范围有明显提高。

  4.3 最贴近家电温控器实际工作情况

  在整个寿命试验过程中,被测件固定在铜板上,最贴近温控器实际的工作情况,对结果影响也最小。目前市场的方式多为摇臂式结构,寿命试验当中,被测件的位置一直在变化,对一些温控器,如压力式温控器,影响较大。

  4.4 家电温控器结构简单,成本低廉,通用性强

  整套设备结构简单,成本低廉,通用性强,维护简单。温度敏感控制器品种繁多,外形尺寸各异,该设备只要找准最接近温度敏感元件的一面贴在铜块上,用耐热绝缘压板压住,操作简单,方便有效。整个设备相对结构简单,成本低。

  5、家电温控器总结

  该套设备已经研制完成,于本单位和几个温控器企业投入使用多年,使用情况良好,能实现双金属片式温控器,毛细管压力膨胀式温控器等多种家电温控器的寿命试验。与其他厂家的设备的检测结果比较来看,检测状态更符合温控器相关标准要求,检测结果准确,成本低廉。

发布人:家电温控器 已被浏览:2579 次 2015-11-4

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