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单相串励电动机为驱动电机的家用电器,如何在生产过程中测量输入功率?

嘉峪检测网        2022-08-16 23:13

拙作《从一个工厂案例说起,家用电器例行检验时究竟要不要测量输入功率?》发表后,收到了读者不少反馈信息,大多都认同文章的观点。也有读者提出了一些疑问,比如,绞肉机的输入功率如何在生产过程中进行测量?

 

因为绞肉机的负载是肉,一方面检验需要消耗食材,另一方面,经检验的样品难于清洗后作为新产品出厂销售。

 

绞肉机甚至也不能通过测量空载功率来等效监测负载时的输入功率。因为绞肉机的驱动电机绝大多数都是单相串励电动机,单相串励电动机的特性决定了它不能在额定电压下长期空载运行,否则会因电机转速过高而造成产品不可逆的损坏。

 

那么,在生产过程中是否就无法对绞肉机的输入功率进行监测了呢?

 

答案是否定的。

 

我们先来分析单相串励电动机的转矩转速曲线,典型的曲线如下图所示:

 

单相串励电动机为驱动电机的家用电器,如何在生产过程中测量输入功率?

 

图1  典型的单相串励电动机转矩转速曲线

 

绞肉机由单相串励电动机驱动,正常工作时电动机工作在设计的额定转速nN,不同供方生产的不同型号的电动机将可能有不同的额定转矩TN,因而也会有不同的电动机输出功率,满足不同规格的绞肉机的需要。

 

我们不方便测量绞肉机工作状态下的输入功率,也不方便测量空载状态下的输入功率,但是,由于单相串励电动机具有调压调速特性,我们可以很方便地通过调低输入电压,使产品空载工作在额定转速来测量产品的输入功率。

 

由于产品在额定转速时的空载输入功率与在额定工作状态时的输入功率具有较强的正相关性,因此,我们可以通过监测产品在额定转速时的空载输入功率来间接地等效监测产品在额定工作状态时的输入功率。

 

由于产品输入功率的贡献主要来源于电动机,因此,生产企业还可以考虑在进货检验时监测单相串励电动机在额定转速时的空载输入功率。

 

对于特定型号规格的电动机,由于其空载额定转速时的输入电压是一定的,因而还可以通过测量某输入电压下的空载输入功率来得到额定转速时的空载输入功率,更为方便。

 

至于电动机在额定转速时的空载输入功率中心值及偏差范围,是单相串励电动机生产企业出厂例行检验项目的控制要求,整机厂可以向电动机的生产企业索取。有条件的企业还可参考GB/T 5171.1-2014《小功率电动机 第1部分:通用技术条件》的附录A——《应用工序能力指数分析确定小功率电动机空载数据限值》所介绍的方法加以验证确认。

 

选择合适的电动机匹配绞肉机整机是非常重要的工作。首先要选择额定工作转速,以保证绞肉的效果;其次是选择电动机在额定工作转速时的输出功率。输出功率过小,小马拉大车,会导致电机温升升高,产品过热,导致产品损坏,甚至引发火灾;输出功率过大,则余量过剩,增加成本,还可能导致整机产品额定输入功率不合格。

 

可以推而广之的是,不仅绞肉机在生产过程中输入功率的监视和测量可以如前述这样进行控制,类似的使用单相串励电动机作为驱动电机的家用电器都可以借鉴。

 

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来源:质量观研社