吹风机电机最怕的不是长时间运行,是进气口被头发堵住。进气口被堵住的时候电机风扇吸不到风,电机没有风冷散热,绕组温度急剧上升。进气口堵住60%的时候,电机绕组温度从70℃升到120℃只需要2分钟。吹风机用户使用过程中头发被吸进进气口是常见情况,但常规耐久测试是在进气口完全通畅的条件下做的,测不出来堵转工况。
取暖器出厂之前要做功率测试,标称2000W的取暖器实际功率不能偏差超过±5%。功率测不准的原因不是功率计不准,是取暖器在测试台上被风吹着——测试台旁边的风扇把它吹凉了,发热丝温度上不去,电阻偏低,功率偏高。同样一台取暖器,有风吹的时候测出来2100W,没风吹的时候测出来1950W。差150W,超出±5%的允许偏差范围。取暖器功率测试要求无风环境,但产线上做不到无风。
洗碗机电机在空载状态下电流只有额定值的30%到40%。放进去的餐具越多,水流喷射被阻挡越严重,电机负载越大电流越高。标准洗涤程序里电机负载不是固定的——预洗阶段轻载、主洗阶段重载、漂洗阶段中载。常规耐久测试让电机在额定负载下恒定运行,模拟不了洗碗机洗涤程序中的负载变化。
热泵产品的负载类型比其他家电复杂。压缩机是感性负载,启动电流是额定值的5到8倍;PTC电辅热是阻性负载,功率稳定;变频驱动板是容性负载,对电源谐波敏感。测热泵产品的不同负载类型要换不同设备,一台热泵产品测完三个负载要换三台设备。换一次设备接一次线,操作员的大部分时间花在接线和拆线上,不是测试上。广州智品汇电子科技的热泵家电综合负载柜体把阻性、感性、容性三种负载装在一个柜体里。阻性负载用电阻丝实现,感性负载用电抗器实现,容性负载用电容器组实现。
直流小家电电子负载柜内置阻性负载模块、感性负载模块和容性负载模块,三种模块可组合使用。操作员在触摸屏上选择被测产品类型——吸尘器、加湿器、电热毯——设备自动匹配对应的负载类型和功率范围。负载功率从5W到500W连续可调,电压范围0到60V,电流范围0到30A。
频空调电控负载柜在电控板输出端接入模拟压缩机的三相感性负载模块,输出频率从10Hz到120Hz连续可调。变频空调压缩机的运行频率从10Hz到120Hz变化,电控板在不同频率下的发热量不同。10Hz低频时IGBT模块开关损耗小、发热低;120Hz高频时开关损耗大、发热高。电控板在实验室里50Hz固定频率下老化1000小时合格,但在实际使用中每天经历从10Hz到120Hz的反复变化。IGBT模块的焊点在高频发热和低频冷却的交替中承受热应力,热应力累积到一定程度后焊点开裂。
广州智品汇电子科技的加湿器电源负载试验台在电源输出端接入模拟加湿器工作状态的负载模块——雾化片负载和风扇负载同时接入。试验台按用户设定的通断时序自动执行通断循环,通电时间、断电时间、循环次数均可设。 缺水保护动作的断电瞬间,设备自动记录电源输出端的电压跌落波形和恢复时间。每次通电瞬间记录浪涌电流峰值,浪涌电流峰值超过初始值30%时提示电源滤波电容老化。设备在电源输出端安装电子负载,负载电流从0到5A连续可调,可模拟不同加湿量档位下的电源负载。
吸尘器电机在吸尘口完全敞开的时候电流最低,吸尘口被堵塞的时候电流最高。用户吸地毯的时候吸尘口被绒布堵住一半,电机电流比空载时高出30%到50%,电机绕组温度快速上升。吸尘器电机的失效通常发生在吸尘口堵塞的时候,不是正常吸尘的时候。常规耐久测试让电机在额定电流下运行,测不出堵塞工况下的温升和寿命表现。
空气炸锅的发热丝装在炸篮上方,炸篮空载的时候热风在腔体内快速循环,发热丝表面温度稳定在200℃左右。炸篮装了食材之后风道被遮挡,热风循环受阻,发热丝表面温度可能升到280℃。温度差了80℃。发热丝在280℃下的氧化速度是200℃下的数倍。空气炸锅的发热丝失效案例中,90%发生在用户装载了食材之后,不是空载试机的时候。常规耐久测试让空气炸锅空载运行,测出来的发热丝寿命跟实际使用差了一大截。
电饭煲电热负载试验机按照电饭煲的实际工作程序设定测试曲线——前20分钟满功率加热模拟煮饭,后40分钟20%功率间歇加热模拟保温。一个循环60分钟,循环次数可设。在加热管表面布置热电偶,每个循环的加热段和保温段末端自动采集加热管表面温度。
净水器电控负载柜体在电控板的输出端接入模拟水泵的感性负载模块,启动瞬间产生5到8倍的冲击电流,模拟真实水泵的启动特性。设备按用户设定的通断时序自动执行通断循环,通电时间、断电时间、循环次数均可设。每次通电瞬间自动记录峰值电流和继电器触点压降,触点压降超过初始值50%时自动报警。16通道独立输出,可同时测试16块电控板。
电风扇电机在实验室里做耐久测试的时候,很多厂家让电机空载运转,不装风叶不给阻力。空载电流只有额定值的40%,电机几乎不发热,轴承几乎不磨损。一台空载跑5000小时合格的电机,装上风叶之后可能2000小时轴承就磨坏了。风叶的阻力让电机一直在额定电流下工作,发热量大,轴承润滑脂干得快。空载耐久测的是电机“能不能转”,不是“能不能带着负载转”。电风扇耐久负载试验柜在电机输出轴上安装模拟风叶的阻力负载,负载大小可调,覆盖落地扇、台扇、吊扇、循环扇的典型风叶阻力。
电容的寿命跟温度直接相关。电解电容的寿命遵循“10度法则”——工作温度每升高10℃,寿命缩短一半;每降低10℃,寿命延长一倍。利用这个加速原理,可以提高环境温度来缩短试验时间,从而在较短时间内推算出电容在常温下的寿命。这就是加速寿命试验的理论基础。Arrhenius模型是行业通用的加速寿命推算方法:通过高温条件下的寿命测试数据,反推常温条件下的预期寿命。
热水器滤波电容老化设备是针对热水器电源板滤波电容专门设计的耐久性测试装置。热水器每天加热一到两次,每次加热持续30到60分钟,电容每天跟着经历一次从室温到高温再回到室温的热循环。一年下来365次热循环,持续使用8年就是近3000次。普通耐久测试跑2000小时连续通电模拟的是“持续工作”状态,测不出热循环带来的热胀冷缩疲劳。设备按热水器实际工作模式设置了加热-保温-冷却循环程序,一个循环约60分钟。
洗衣机电机电容耐久测试仪模拟洗衣机实际工作条件,让电容按洗衣机电机启停频率充放电。设备可设定启动电流冲击、运行时长、停机时长、循环次数,在每次循环的启停瞬间测量电容的端电压和电流波形,捕捉电机启动瞬间电容的放电特性变化。8个独立工位可同时测试8只电容,每只电容独立设定测试条件。
在电容两端施加直流偏压和叠加的交流纹波电流,偏压0到800V可调,纹波电流0到100A可调,频率10Hz到100kHz覆盖绝大多数开关电源的工作频段。芯包位置插入微型热电偶线径0.1mm直接测量内部温度。 设备输出纹波电流的同时持续监测芯包温度和外壳温度,芯包温度超过设定阈值时自动限流保护。试验过程中设备计算等效串联电阻的变化率——等效串联电阻增大是电容老化的典型标志。