全自动电动压缩机堵转试验装置的开发及应用

王志坤 杨双 蔡宁 张宇佳

1.中家院（北京）检测认证有限公司 北京 100176；

2.中国家用电器研究院 北京 100176

1 引言

非正常工作条件试验是考核压缩机安全性能的一个重要手段，GB 4706.17-2010《家用和类似用途电器的安全 电动机-压缩机的特殊要求》中对于带自动复位电动机-压缩机保护系统的电动机-压缩机，要求电动机-压缩机保护系统允许连续循环工作进行15天或至少完成2000个循环（取其较长者）[1]。早期的试验装置由于计算机技术及自动化技术所限，一般采用“电流表+计数器”的方式来实现测试流程，通过电流表采集电流信号，当压缩机启动时，电流超过设定的压缩机报警值，电流表输出报警脉冲信号至计数器中，计数器加一。压缩机保护后自动停机，待自复位后再次开机，如此往复。此种设计虽然能够完成基本功能，但压缩机启动电流及启动次数需人工记录，一方面增加了人工成本，另一方面也无法记录压缩机测试失败时的具体时间，测试结果可信度较低。

为了解决上述设备存在的问题，本文提出了一种针对电动压缩机的全自动堵转测试装置。该装置主要由计算机、程控变频电源、可编程控制器（PLC）、接触器、电流表、测试软件等构成，能够根据用户设定自动调整测试电压，具有实时记录被测机电流、自动启动及停止测试、实时统计当前测试进度等功能。

2 测试装置介绍

2.1 测试原理

根据GB 4706.17的要求，需要把电动机-压缩机和保护系统及控制系统连接到如图1（单相电动机-压缩机）所示的回路中，保持转子锁定，并按照规定的额定电压供电。

2.2 测试装置连接

堵转试验装置结构较为简单，主要由试验样机及测试电气元器件构成，系统连接如图2所示。变频电源、PLC、电流表通过RS485方式分别与计算机连接，变频电源采用可编程控制电源，电压连续无极可调，可根据不同电动-压缩机测试条件任意设定电压及频率条件。PLC的作用是实现自动化控制，根据软件输出的控制信号控制接触器通断动作。接触器是实现自动化测试的关键元件之一，可根据PLC指令接通或断开被测电源，进而实现被测机的工作与否。带有通讯功能的电流表可实时测量压缩机工作电流值，将测量值传送到计算机中通过测试软件进行采集。计算机（包括测试软件）是整个测试系统的大脑，负责数据采集，同时可根据测试流程及状态发出相应的动作提示或报警。

图1 单相电动机-压缩机堵转试验的电源线路

图2 测试装置连接示意图

图3 测试软件界面

2.3 测试流程

测试样品安装就位后，实际操作工作全部通过测试软件即可完成。主要操作包括样品信息参数的输入、图形曲线状态设定、数据周期的选取等，测试软件界面如图3所示。具体测试流程如图4所示，从测试软件界面输入试验的电压条件，程控变频电源自动调节试验电压值，软件读取电流数据并按照不小于1秒的时间间隔存入到数据库中，同时向PLC发出压缩机启动指令，PLC控制接触器动作启动压缩机。测试软件可实时计算测试电动机-压缩机开机至当前时间的开停机循环周期数及测试时间，当测试时间到达2000个循环周期或者15天到达，即向PLC发出提示信号，并可通过声音和指示灯提示测试人员更换样品，试验完成之后可自动生成测试报告。

3 测试结果评价

全自动电动压缩机堵转实验装置的数据记录时间可设置到1秒，并实时记录到计算机，因此可以方便地分析压缩机在堵转过程中电流变化状过程，为压缩机性能分析提供可靠的数据支撑。

如图5所示是一个压缩机在堵转过程中的运行实例曲线结果，在此过程中最大电流为4.97A，从压缩机上电到停机的时间为10秒，再次启动时间间隔为30秒，同时可以将测试过程中电流变化以图形方式显示到屏幕上，通过图形可以直观地看出压缩机在堵转过程中温控器的性能变化，同时配合温度记录仪测点能够分析压缩机发生堵转时的最高温度。该测试方式较手动记录或半自动试验方式精度较高，特征点的拾取更为准确，对于分析电动压缩机堵转试验结果提供了更为稳定可靠的测试手段。

由于堵转试验是长期性时间，一般采取多台套同时运行的模式，采用本文提到的设计思路，调整硬件及软件匹配即可实现多台位连续稳定的试验过程，各试验之间互不干扰，人员投入、测试周期都得到较大缩减。

图4 测试流程图

图5 测试结果曲线图

4 结论

本文提到的全自动电动压缩机堵转试验装置在完全满足标准中对于试验条件要求的前提下，可自动进行测控及结果输出的过程，节约人员成本，提高测试结果可信度。操作简单，运行稳定，具有很好的应用推广价值。