CN105988052A - 家电电机绕组温升在机测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家电电机绕组温升在机测试装置，包括器具、MCU、电源板、绕组采样单元、开关组单元、液晶显示单元、按键单元、报警单元、转速传感器以及温度传感器。本发明将电机绕组温升测试方法更趋于智能化，改变了传统上用带电绕组测试仪测绕组温升的弊端，电机不必从器具中取出，测量方法简单易行，有较好的灵活性，且测得的结果准确。

Description

家电电机绕组温升在机测试装置及方法

技术领域

本发明涉及一种电机绕组测试装置，特别涉及一种家电电机绕组温升在机测试装置及方法。

背景技术

在家电检测中，GB4706.1-2005《家用和类似用途的电器的安全 第1部分：通用要求》第11章《发热试验》对电机绕组的温升有明确的说明，器具在标准要求条件下工作标准要求的时间后，器具内电机绕组温升不能超过标准中的规定值，所以选取合适的、正确的方法来测量电机绕组温升是十分必要的。装有电机的器具有电动器具(装有电动机而不带有电热元件的器具)、组合型器具(装有电动机和电热元件的器具)。对于电动器具和组合型器具，绕组温升的测量一般有两种形式： 1、绕组均匀，通过绕组阻值法即在测量电机在冷态下的绕组阻值和器具工作一定时间之后电机的绕组阻值，并经过相关计算得出绕组温升值。2、绕组不均匀，可以直接通过热电偶法直接进行测量温升。此专利中测试方法对应的绕组均匀。目前测试绕组阻值的器具如带电绕组测试仪：需要将电机从器具上拆下来，用带电绕组测试仪给电机供电， 进行实时测量电机绕组的热态阻值，测试结束后并能计算出绕组温升值。但这种方法有不足之处：器具中的电机在器具内部工作与取出后单独工作， 工作相同时间，绕组的阻值会有差别。 特别是带有发热元件的组合型器具，电机绕组的阻值会受到周围温度影响，把电机取出后单独供电测绕组阻值法更不可取。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种家电电机绕组温升在机测试装置及方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种家电电机绕组温升在机测试装置，包括器具、MCU、电源板、绕组采样单元、开关组单元、液晶显示单元、按键单元、报警单元、转速传感器以及温度传感器；所述的电源板通过全桥整流电路以及降压电路与MCU器相连，为MCU供电；所述的电源板通过第一开关组给器具相连，MCU与第一开关组相连，控制器具与电源板之间的通断；所述的器具包括电机以及其他元器件，电机与其他元器件之间通过第二开关组相连，MCU与第二开关组相连，控制电机与其他元器件的通断；所述的绕组采样单元通过第二开关组与电机相连；所述的转速传感器感受电机转速，转速传感器与MCU相连，将信号送入MCU；所述的液晶显示单元与MCU相连，显示输出信息；所述的按键单元与MCU相连，用于设置控制参数；所述的MCU与报警单元相连，提示测试结束的信息；所述的温度传感器与MCU相连，将测得的温度信号传输到MCU。

作为本发明的一种改进，所述的电机与其他元器件的连接通过四个连接端口来控制。

本发明还公开了上述家电电机绕组温升在机测试装置的测试方法，包括如下步骤：

（1）将各部分的连接线路接好，并设置器具运行时间、采样间隔、采样个数等参数；

（2）通过MCU控制第一开关组断开电源板与器具的连接，控制第二开关组断开电机与其他元器件的连接，控制绕组采样单元与电机相连，进行冷态绕组的采样；

（3）通过MCU控制第一开关组使电源板给器具供电，控制第二开关组使电机与其他元器件连接，断开绕组采样单元与电机的连接，电机与其他元器件连接的状态下器具进行工作，工作时间达到设定的时间后通过MCU控制电源板断开器具的供电以及控制第二开关组断开电机与其他元器件的连接；

（4）转速传感器感应电机的转速，传感器传送电机停转信号给 MCU， MCU 收到信号电机停转后，控制第二开关组使电机与绕组采样单元连接，进行热态绕组的取样；

（5）测试结束后蜂鸣器会进行一段时间报警提示，测试结束，从液晶显示器中读取所要数据。

有益效果：

（1）本发明将电机绕组测试方法更趋于智能化，改变了传统上用带电绕组测试仪测绕组 的弊端，电机不必从器具中取出。 (2)电机与器具连接及器具与电源板连接，通过一键式操作，且若电动器具或组合器具 测量时间不同，可通过设置测试时间对测试过程进行控制。 (3)本发明中所采用转速传感器能够更有效的确保电机停转后对热态绕组的测量，避免 电机未停止转动即开始测量，使测量不够准确。

(4)本发明通过测量多组热态绕组阻值，并根据器具被断开电源到电机停止转动时间 T的大小选取更有效的方法得出停止对器具供电那一时刻，电机的绕组阻值， 并通过相关计算，计算电机的绕组温升。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的测试方法流程图；

图3为本发明的装置的外形结构图；

图4为本发明的举例曲线拟合图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1所述的一种家电电机绕组温升在机测试装置，包括器具、MCU、电源板、绕组采样单元、开关组单元、液晶显示单元、按键单元、报警单元、转速传感器以及温度传感器。

电源板通过全桥整流电路以及降压电路与MCU器相连，为MCU供电；所述的电源板通过第一开关组给器具相连，MCU与第一开关组相连，控制器具与电源板之间的通断；所述的器具包括电机以及其他元器件，电机与其他元器件之间通过第二开关组相连，MCU与第二开关组相连，控制电机与其他元器件的通断；所述的绕组采样单元通过第二开关组与电机相连；所述的转速传感器感受电机转速，转速传感器与MCU相连，将信号送入MCU；所述的液晶显示单元与MCU相连，显示输出信息；所述的按键单元与MCU相连，用于设置控制参数；所述的MCU与报警单元相连，提示测试结束的信息；所述的温度传感器与MCU相连，将测得的温度信号传输到MCU。

进一步地，如图3所述的电机与其他元器件的连接通过四个连接端口来控制。这样的设计方便接线，提高了操作的简便性。

本发明还公开了上述家电电机绕组温升在机测试装置的测试方法，包括以下的步骤：

（1）将各部分的连接线路接好，将器具的电源线插入装置插座中，将器具中电机两个绕组线断开，其他元件端(见图3)与端口 1,2 相连，断开后电机端(见图3)与端口 3,4 相连，通过调节1键、调节2键设置器具运行时间、采样个数、采样间隔等参数，按下测试按钮进行测试。

（2）通过MCU控制第一开关组断开电源板与器具的连接，控制第二开关组断开电机与其他元器件的连接，控制绕组采样单元与电机相连，进行冷态绕组的采样，得到冷态绕组值RL。

（3）通过MCU控制第一开关组使电源板给器具供电，控制第二开关组使电机与其他元器件连接，断开绕组采样单元与电机的连接，电机连接其他元器件状态下器具进行工作，工作时间达到设定的时间后通过MCU控制电源板断开器具的供电以及控制第二开关组断开电机与其他元器件的连接。

（4）转速传感器感应电机的转速，器具运行时 MCU 会收到转速传感器的方波信号，转速越快， 单位时间的方波个数越多， 当电机运行设定时间后， 运动部件停止运转，单位时间的方波信号为 0，传感器传送电机停转信号给 MCU，MCU 收到信号才可控制第二开关组使电机与绕组采样单元连接，进行热态绕组的取样，根据采样时间的间隔时间，进行多组采样，多组热态绕组阻值 R1…..Rn。

（5）测试结束后蜂鸣器会进行一段时间报警提示，测试结束，从液晶显示器中读取所要数据，包括冷态绕组阻值 RL， 开始环境温度 t1，结束环境温度（即停止对器具供电时刻） t2，多组热态绕组阻值 R1…..Rn，器具被断开电源到电机停止转动时间 T ，采样间隔时间 ts 等数据。

（6）将数据进行处理，得到器具电机的绕组阻值。

数据处理的步骤为：

如测试装置测试间隔可以选择 1 秒， 2 秒， 3 秒。采样个数即热态绕组阻值个数为5-30 可选。如采样间隔可选为 1S，采样个数可为 10。如测试结束得到 T=2S，开始环境温度t1，结束环境温度t2， 测试所得十组数据值为（T，R1）、（T+1，R2）、（T+2，R3）、（T+3，R4）、（T+4，R5）、（T+5，R6）、（T+6，R7）、（T+7，R8）、（T+8，R9）、（T+9，R10）。温度下降如抛物线，绕组阻值的变化也一样，10组数据通过曲线拟合得到二次多项式的， x=0，即对应 0 时刻即停止对器具供电时刻，得到 y 值为 Rr 为 0 时刻绕组阻值。 如下例，测得风扇电机绕组组值如下。

图4为上述数据的曲线拟合图，图中 X=0 时， y=211.71， 即可作为 Rr 即 0 时刻，风扇被断开电源时刻电机绕组组值。Rr=211.71W 通过公式 △t= (Rr-RL)*(k+t1)/ RL-(t2-t1) ，得到温升值， k 对于铜绕组等于 234.5，对于铝绕组等于 225.若 t1=21.0℃， t2=21.5℃， RL=168.8W , Rr=211.71W ， 铜绕组。 代如上公式得到△t=64.45。

另外当 T 足够小，第一组的热态绕组值 R1 就越接近 Rr， 此时可以将 R1 代入公式求得绕组温升值。 可以设定 T<0.5 时,R1 约等于 Rr。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (3)

1.一种家电电机绕组温升在机测试装置，其特征在于：包括器具、MCU、电源板、绕组采样单元、开关组单元、液晶显示单元、按键单元、报警单元、转速传感器以及温度传感器；所述的电源板通过全桥整流电路以及降压电路与MCU器相连，为MCU供电；所述的电源板通过第一开关组给器具相连，MCU与第一开关组相连，控制器具与电源板之间的通断；所述的器具包括电机以及其他元器件，电机与其他元器件之间通过第二开关组相连，MCU与第二开关组相连，控制电机与其他元器件的通断；所述的绕组采样单元通过第二开关组与电机相连；所述的转速传感器感受电机转速，转速传感器与MCU相连，将信号送入MCU；所述的液晶显示单元与MCU相连，显示输出信息；所述的按键单元与MCU相连，用于设置控制参数；所述的MCU与报警单元相连，提示测试结束的信息；所述的温度传感器与MCU相连，将测得的温度信号传输到MCU。

2.根据权利要求1所述的一种家电电机绕组温升在机测试装置，其特征在于：所述的电机与其他元器件的连接通过四个连接端口来控制。

3.根据权利要求1所述的一种家电电机绕组温升在机测试装置的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

将各部分的连接线路接好，并设置器具运行时间、采样间隔、采样个数这些参数；

通过MCU控制第一开关组断开电源板与器具的连接，控制第二开关组断开电机与其他元器件的连接，控制绕组采样单元与电机相连，进行冷态绕组的采样；

通过MCU控制第一开关组使电源板给器具供电，控制第二开关组使电机与其他元器件连接，断开绕组采样单元与电机的连接，电机与其他元器件处于连接状态下器具进行工作，工作时间达到设定的时间后通过MCU控制电源板断开器具的供电以及控制第二开关组断开电机与其他元器件的连接；

转速传感器感应电机的转速，传感器传送电机停转信号给 MCU， MCU 收到信号电机停转后，控制第二开关组使电机与绕组采样单元连接，进行热态绕组的取样；

测试结束后蜂鸣器会进行一段时间报警提示，测试结束，从液晶显示器中读取所要数据。