摘要：CCC認(rèn)證的全稱為“強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證制度”，它是我國(guó)政府為保護(hù)消費(fèi)者人身安全和國(guó)家安全、加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量管理、依照法律法規(guī)實(shí)施的一種產(chǎn)品合格評(píng)定制度。電容運(yùn)轉(zhuǎn)的單相異步電動(dòng)機(jī)包括單值電容啟動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)和雙值電容兩種型式，它們?cè)诠I(yè)生產(chǎn)和家用電器中的應(yīng)用非常廣泛。由于電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的特殊性，在溫升試驗(yàn)時(shí)，需要同時(shí)考核Zui大損耗點(diǎn)和空載點(diǎn)的溫升，本文就這種類型的電機(jī)如何做溫升試驗(yàn)結(jié)合實(shí)例作了簡(jiǎn)單介紹。

    關(guān)鍵詞：電容運(yùn)轉(zhuǎn)；Zui大損耗點(diǎn)；溫升試驗(yàn)

    前言

    在CCC認(rèn)證的檢測(cè)中，電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的溫升值是考核其在安全方面的重要指標(biāo)。 GB12350-2009中首次引入Zui大損耗點(diǎn)的概念，明確了此類電機(jī)的溫升考核要求。

    1 電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)在CCC認(rèn)證中依據(jù)的安全標(biāo)準(zhǔn)

   中國(guó)國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督委員會(huì)發(fā)布的《電氣電子產(chǎn)品類強(qiáng)制性認(rèn)證實(shí)施規(guī)則》規(guī)定：小功率電動(dòng)機(jī)的安全檢測(cè)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是GB12350《小功率電動(dòng)機(jī)的安全要求》和GB14711《中小型旋轉(zhuǎn)電機(jī)安全要求》。根據(jù)實(shí)施規(guī)則的附表可以查到電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是選用GB12350《小功率電動(dòng)機(jī)的安全要求》。

    現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB12350-2009規(guī)定：在溫升試驗(yàn)時(shí)，對(duì)有明確額定工作點(diǎn)的帶電容運(yùn)行的單相異步電動(dòng)機(jī)，其溫升試驗(yàn)應(yīng)在Zui大損耗點(diǎn)進(jìn)行考核。Zui大損耗點(diǎn)在額定點(diǎn)和空載點(diǎn)以及上述兩點(diǎn)中間轉(zhuǎn)速點(diǎn)三點(diǎn)中通過(guò)試驗(yàn)求取。對(duì)電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)以及雙值電容異步電動(dòng)機(jī)，還應(yīng)測(cè)取其空載時(shí)的溫升,溫升限值可以比GB 12350-2009中表8的限值高5K。

    2 電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)工作原理

    2.1 單值電容啟動(dòng)并運(yùn)行型

   在電動(dòng)機(jī)的副繞組電路中串聯(lián)一個(gè)電容，主副繞組在定子鐵心圓周上的位置相差90度電角度，由于繞組的空間位置及阻抗的不同，使兩繞組中的電流產(chǎn)生相位差，從而產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。這種電機(jī)的副繞組在啟動(dòng)和運(yùn)行中均通電工作，原理接線圖如圖1所示。

    2.2 雙值電容型

   雙值電容型是單值電容啟動(dòng)單值型和電容啟動(dòng)并運(yùn)行型線路的組合，它的兩個(gè)電容的容量是不相同的，一般大容量的電容是啟動(dòng)電容，較小的那個(gè)是運(yùn)轉(zhuǎn)電容，這種類型的電機(jī)容量比較大，原理接線圖如圖2。

    3 電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的溫升分析

   電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程也是能量變換的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中損耗的能量多數(shù)以熱能的形式表現(xiàn)出來(lái)。電機(jī)的損耗是發(fā)熱源，它的散熱方式主要有熱傳遞、對(duì)流和輻射。電機(jī)剛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，各部分的發(fā)熱一般都用于提高其自身的溫度，在其運(yùn)行一段時(shí)間后，它的溫度會(huì)達(dá)到基本平衡，即我們所說(shuō)的熱穩(wěn)定狀態(tài)，在半小時(shí)內(nèi)溫度變化不超過(guò)0.5K。GB12350的起草單位根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在GB12350-2009的標(biāo)準(zhǔn)引入了Zui大損耗點(diǎn)的概念，明確了帶電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的溫升負(fù)載試驗(yàn)要在Zui大損耗點(diǎn)處考核，因?yàn)檫@類電機(jī)在Zui大損耗點(diǎn)的溫升值一定大于額定點(diǎn)的溫升值，GB12350-2009對(duì)這一類電機(jī)溫升的要求提高了。

    另外，大量的電機(jī)試驗(yàn)結(jié)果還顯示,電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的空載溫升和負(fù)載溫升接近，兩者的大小不能確定。電容運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)，在額定條件下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的磁場(chǎng)接近圓形，在空載條件下，電機(jī)的磁場(chǎng)偏離圓形很遠(yuǎn)，為橢圓形。負(fù)載條件下的電機(jī)和空載條件下的電機(jī)，其電流大小和相位都相差很大的，他們?cè)诓煌瑮l件下的變化規(guī)律也不一樣，主相電流一般是隨負(fù)載的增加而增加，副相電流一般是隨負(fù)載的增加而減小，在大多數(shù)情況下，主副繞組的發(fā)熱成互補(bǔ)狀態(tài)。在負(fù)載條件下，一般主繞組的發(fā)熱高于副繞組，而在空載條件下，一般副繞組的發(fā)熱會(huì)高于主繞組，兩者通過(guò)互補(bǔ)，電機(jī)的負(fù)載溫升和空載溫升會(huì)相互接近。因此，電容運(yùn)轉(zhuǎn)型的電機(jī)空載溫升的試驗(yàn)很有必要。

4Zui大損耗點(diǎn)的求取

Zui大損耗點(diǎn)一般可以根據(jù)電機(jī)從空載逐漸運(yùn)行到額定負(fù)載的過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)求出，GB12350-2009規(guī)定：Zui大損耗點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)從空載到額定負(fù)載點(diǎn)運(yùn)行的過(guò)程中，產(chǎn)生Zui大損耗的運(yùn)行點(diǎn)。因此，在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，負(fù)載要盡可能慢的加，采集的數(shù)據(jù)也要盡可能的多，然后找出輸入功率和輸出功率之差的值Zui大點(diǎn)，此點(diǎn)就是Zui大損耗點(diǎn)。

5 電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)溫升試驗(yàn)的一般步驟
　　5.1 用測(cè)功機(jī)法進(jìn)行溫升試驗(yàn)

有明確額定工作點(diǎn)的電動(dòng)機(jī)采用直接負(fù)載法，通過(guò)測(cè)功機(jī)（或負(fù)載電動(dòng)機(jī)）給被試電動(dòng)機(jī)施加Zui大額定點(diǎn)時(shí)的負(fù)載，在額定頻率、額定電壓下進(jìn)行試驗(yàn)。具體的操作步驟如下：

1)在室溫狀態(tài)下，用數(shù)字電橋測(cè)量電動(dòng)機(jī)繞組的冷態(tài)電阻R1，記錄此時(shí)的冷卻介質(zhì)溫度t1；
　　2)用聯(lián)軸器把電動(dòng)機(jī)與適合的測(cè)功機(jī)同軸聯(lián)接；
　　3)將熱電偶分別布在電動(dòng)機(jī)的軸承附近、內(nèi)部線以及電容表面等；
　　4)調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)的負(fù)載使電動(dòng)機(jī)在額定輸入電壓和額定輸出功率的條件下運(yùn)行；
　　5)每隔半小時(shí)記錄一次電動(dòng)機(jī)的輸入電壓、電流、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率、機(jī)殼溫度和環(huán)境溫度；
　　6)試驗(yàn)至電動(dòng)機(jī)機(jī)殼溫度穩(wěn)定或者其工作制規(guī)定的時(shí)間，然后停車(chē)，迅速在15s內(nèi)測(cè)取電動(dòng)機(jī)繞組的熱態(tài)溫度R2，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定得到此時(shí)的冷卻介質(zhì)溫度t2，此時(shí)還要記錄軸承、內(nèi)部線、電容溫度等；
　　7)常用電阻法求取繞組的溫升值，用電阻法測(cè)量繞組溫度時(shí)，試驗(yàn)前用溫度計(jì)測(cè)得的繞組溫度實(shí)際上應(yīng)為冷卻介質(zhì)溫度。
　　繞組溫升可由式（1）計(jì)算求得：
                           （1）
　　式中：
　　　　——繞組溫升，K；
　　　　——試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的繞組電阻，單位為歐姆（Ω）；
　　　　——試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的繞組電阻，單位為歐姆（Ω）；
　　　　——試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的繞組溫度，單位為攝氏度（℃）；
　　　　——試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的冷卻介質(zhì)溫度，單位為攝氏度（℃）；。
　　　　——常數(shù)，對(duì)銅繞組為234.5；對(duì)鋁繞組為225，對(duì)于銅鋁混合繞組，按234.5計(jì)算考核。

　　5.2 帶實(shí)際負(fù)載進(jìn)行溫升試驗(yàn)

　　帶實(shí)際負(fù)載的電動(dòng)機(jī)由于在正常工作時(shí)均帶有實(shí)際負(fù)載，這些實(shí)際負(fù)載對(duì)電動(dòng)機(jī)的溫升影響較大，因此在進(jìn)行溫升測(cè)試時(shí)，需帶上實(shí)際負(fù)載在額定頻率、額定電壓之下進(jìn)行試驗(yàn)，繞組溫升的計(jì)算和軸承溫度等的測(cè)量同5.1。

5.3 其他情況的溫升試驗(yàn)

如果電機(jī)的繞組不便于測(cè)量或者由于情況特殊電阻法測(cè)量不成立時(shí)，那么可以采用熱電偶法，熱電偶的布點(diǎn)盡量放在繞組上溫度可能出現(xiàn)的Zui高點(diǎn)，然后進(jìn)行溫升試驗(yàn)，記錄開(kāi)始和結(jié)束時(shí)的溫度值，它們的差值就是電機(jī)的溫升值。

5.4 空載溫升試驗(yàn)

帶電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)在額定電壓下進(jìn)行空載溫升試驗(yàn)，繞組溫升的計(jì)算和軸承溫度等的測(cè)量同5.1，實(shí)際負(fù)載的電動(dòng)機(jī)由于實(shí)際負(fù)載對(duì)電動(dòng)機(jī)的溫升影響較大，因此不需要進(jìn)行空載試驗(yàn)。

6 檢測(cè)實(shí)例

6.1 樣機(jī)信息

現(xiàn)有一電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)，銘牌信息見(jiàn)表1。

　　6.2 電機(jī)Zui大損耗點(diǎn)的求取

　　把電機(jī)裝到測(cè)功機(jī)上之后，接通電源，電機(jī)在額定電壓和額定頻率下運(yùn)行，從空載逐漸增加測(cè)功的負(fù)載，負(fù)載一直加到額定功率為止，在此期間盡可能多的并且均勻地采集電機(jī)的輸入功率、輸出功率、輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)。

　　在電機(jī)從空載到額定負(fù)載的運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)電腦軟件采集的數(shù)據(jù)作了輸入輸出功率之差值的趨勢(shì)圖，如圖3所示。

　　6.3 電機(jī)溫升試驗(yàn)

　　從圖3中可以看出，Zui大損耗點(diǎn)就在空載點(diǎn)，因此電機(jī)的溫升試驗(yàn)要在此點(diǎn)考核，也即是空載溫升試驗(yàn)，試驗(yàn)在額定頻率和額定電壓下空載進(jìn)行，直至達(dá)到熱穩(wěn)定，斷電后馬上測(cè)量繞組的熱態(tài)直流電阻，根據(jù)公式計(jì)算溫升值。

　　溫升計(jì)算結(jié)果如表2所示。

根據(jù)GB 12350-2009的溫升限值表可知，此電機(jī)溫升考核合格。

7 總結(jié)

溫升試驗(yàn)的目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到電機(jī)繞組、軸承。外殼等發(fā)熱部件在規(guī)定的工作條件下運(yùn)行并達(dá)到溫升穩(wěn)定時(shí)的溫度或溫升值。溫升試驗(yàn)用于考核被試電機(jī)所用的絕緣材料、生產(chǎn)工藝能否滿足電機(jī)正常工作及設(shè)計(jì)壽命的要求。電容運(yùn)轉(zhuǎn)型電機(jī)作為應(yīng)用比較廣泛的電機(jī)，其溫升值在安全方面起決定性作用，因此需要引起大家的高度重視。