全自動電動壓縮機堵轉試驗裝置的開發及應用

王志坤 楊雙 蔡寧 張宇佳

1.中家院（北京）檢測認證有限公司 北京 100176；

2.中國家用電器研究院 北京 100176

1 引言

非正常工作條件試驗是考核壓縮機安全性能的一個重要手段，GB 4706.17-2010《家用和類似用途電器的安全 電動機-壓縮機的特殊要求》中對于帶自動復位電動機-壓縮機保護系統的電動機-壓縮機，要求電動機-壓縮機保護系統允許連續循環工作進行15天或至少完成2000個循環（取其較長者）[1]。早期的試驗裝置由于計算機技術及自動化技術所限，一般采用“電流表+計數器”的方式來實現測試流程，通過電流表采集電流信號，當壓縮機啟動時，電流超過設定的壓縮機報警值，電流表輸出報警脈沖信號至計數器中，計數器加一。壓縮機保護后自動停機，待自復位后再次開機，如此往復。此種設計雖然能夠完成基本功能，但壓縮機啟動電流及啟動次數需人工記錄，一方面增加了人工成本，另一方面也無法記錄壓縮機測試失敗時的具體時間，測試結果可信度較低。

為了解決上述設備存在的問題，本文提出了一種針對電動壓縮機的全自動堵轉測試裝置。該裝置主要由計算機、程控變頻電源、可編程控制器（PLC）、接觸器、電流表、測試軟件等構成，能夠根據用戶設定自動調整測試電壓，具有實時記錄被測機電流、自動啟動及停止測試、實時統計當前測試進度等功能。

2 測試裝置介紹

2.1 測試原理

根據GB 4706.17的要求，需要把電動機-壓縮機和保護系統及控制系統連接到如圖1（單相電動機-壓縮機）所示的回路中，保持轉子鎖定，并按照規定的額定電壓供電。

2.2 測試裝置連接

堵轉試驗裝置結構較為簡單，主要由試驗樣機及測試電氣元器件構成，系統連接如圖2所示。變頻電源、PLC、電流表通過RS485方式分別與計算機連接，變頻電源采用可編程控制電源，電壓連續無極可調，可根據不同電動-壓縮機測試條件任意設定電壓及頻率條件。PLC的作用是實現自動化控制，根據軟件輸出的控制信號控制接觸器通斷動作。接觸器是實現自動化測試的關鍵元件之一，可根據PLC指令接通或斷開被測電源，進而實現被測機的工作與否。帶有通訊功能的電流表可實時測量壓縮機工作電流值，將測量值傳送到計算機中通過測試軟件進行采集。計算機（包括測試軟件）是整個測試系統的大腦，負責數據采集，同時可根據測試流程及狀態發出相應的動作提示或報警。

圖1 單相電動機-壓縮機堵轉試驗的電源線路

圖2 測試裝置連接示意圖

圖3 測試軟件界面

2.3 測試流程

測試樣品安裝就位后，實際操作工作全部通過測試軟件即可完成。主要操作包括樣品信息參數的輸入、圖形曲線狀態設定、數據周期的選取等，測試軟件界面如圖3所示。具體測試流程如圖4所示，從測試軟件界面輸入試驗的電壓條件，程控變頻電源自動調節試驗電壓值，軟件讀取電流數據并按照不小于1秒的時間間隔存入到數據庫中，同時向PLC發出壓縮機啟動指令，PLC控制接觸器動作啟動壓縮機。測試軟件可實時計算測試電動機-壓縮機開機至當前時間的開停機循環周期數及測試時間，當測試時間到達2000個循環周期或者15天到達，即向PLC發出提示信號，并可通過聲音和指示燈提示測試人員更換樣品，試驗完成之后可自動生成測試報告。

3 測試結果評價

全自動電動壓縮機堵轉實驗裝置的數據記錄時間可設置到1秒，并實時記錄到計算機，因此可以方便地分析壓縮機在堵轉過程中電流變化狀過程，為壓縮機性能分析提供可靠的數據支撐。

如圖5所示是一個壓縮機在堵轉過程中的運行實例曲線結果，在此過程中最大電流為4.97A，從壓縮機上電到停機的時間為10秒，再次啟動時間間隔為30秒，同時可以將測試過程中電流變化以圖形方式顯示到屏幕上，通過圖形可以直觀地看出壓縮機在堵轉過程中溫控器的性能變化，同時配合溫度記錄儀測點能夠分析壓縮機發生堵轉時的最高溫度。該測試方式較手動記錄或半自動試驗方式精度較高，特征點的拾取更為準確，對于分析電動壓縮機堵轉試驗結果提供了更為穩定可靠的測試手段。

由于堵轉試驗是長期性時間，一般采取多臺套同時運行的模式，采用本文提到的設計思路，調整硬件及軟件匹配即可實現多臺位連續穩定的試驗過程，各試驗之間互不干擾，人員投入、測試周期都得到較大縮減。

圖4 測試流程圖

圖5 測試結果曲線圖

4 結論

本文提到的全自動電動壓縮機堵轉試驗裝置在完全滿足標準中對于試驗條件要求的前提下，可自動進行測控及結果輸出的過程，節約人員成本，提高測試結果可信度。操作簡單，運行穩定，具有很好的應用推廣價值。