电冰箱性能测试系统故障分析及其对策
hzlyblue · 2008-09-26 15:00 · 63513 次点击
科龙公司目前共有12个冰箱性能试验室,都是由国内的几家公司承建,至今已有5至6年的历史。由于公司冰箱产量较大,这些试验室的工作负荷也相当重。近年来,试验室的测试系统已多次出现各种故障,而在电学计量方面,电功率测试数据不准确则是出现最多的故障。有的工位计算机测量与采样仪表数据均不准确,有的则是计算机数据不准确而采样仪表显示准确。这些问题又直接导致试验室的多个工位被停用,严重影响了电冰箱出厂性能测试的进度,进而直接影响到生产的计划与安排。
以往我们的周检校准工作,只是针对系统中计算机得到的最终数据来判断某工位工作是否正常。对数据误差大而用修正程序又修正不过来的工位一般采取限用或停用措施。系统维护人员只知道这些工位工作不正常,但具体故障原因在哪里很难自己确定,致使问题迟迟得不到解决。
一、冰箱性能测试系统的工作原理
电冰箱性能试验室中功率的测量是通过电能表(采样仪表)对各工位耗电量进行监测取样。电参数表采用单片机技术,目前的单片机都有全自动全双工串行口,只要启动串行口工作,即可自动将单片机内的并行数据转换成串行数据流。然后经过电平转换芯片,将数据流向外发送,而计算机都至少带有一个串行口,可以将数据流转化成并行数据进行处理,所有的数据流都是由方波脉冲组成,对我们来说,数据流只是一个中间过程,只是因为考虑可靠性才使我们不得不注意到它。
系统工作的原理图如图1所示。
!(http://zgjl.chinajl.com.cn/zgjl/inset/03/030105901.JPG)
图1冰箱性能测试系统工作原理
二、测试系统的检定原理
!(http://zgjl.chinajl.com.cn/zgjl/inset/03/030105902.JPG)
图2测试系统检定原理
测试系统检定原理如图2所示,接通系统电源后,调节电压调节器,使监视电压表的示值为额定电压220V。调节电抗调节器在某一负载下进行一定时间的耗电量测试,然后从标准电能表读数中计算出负载的实际稳态功率:
Pn=Qn/t(1)
式中:Qn——标准表的读数(kWh);t——测试过程的时间。
计算得出的Pn与计算机的读数Px逐点比较,计算稳态功率的测量误差(Sp):
Sp=(Px-Pn)/Pm(2)
式中:Px——计算机的读数;Pm——稳态功率的测量上限(300W)。
三、检定校准方法概述
由于电冰箱性能试验室所承担的试验任务相当繁重,考虑到实际生产的需要,我们不可能完全按照检定规程来对测试系统进行检定。为了做到既能满足规程的要求,保证测试准确度,又不影响试验室的工作进度,我们编制了适用的自校方法,主要包括以下内容:
1.标准电能表采用CB3A型0.05级三相标准功率计,可直接由表头读出平均功率,而无需先读出Qn再来计算Pn。
2.电抗调节器采用不同功率的电炉作模拟负载,在0~300W间(规程规定)均匀选取6个点来进行测试。
3.本系统耗电量测试时间由手动控制,一般每个点测试6分钟(规程上每个点要求作20分钟的测试)。
4.计算机软件须实现以下功能:
(1)将标准表读数输入计算机,由程序来完成最终的误差计算;
(2)对发现超差的工位,可采用二次曲线拟合或其他方法对数据进行修正;
(3)贮存多组数据,便于查询;
(4)打印出计算机最终显示的各工位耗电量、平均功率、标准表的平均功率、相对误差等数据。
四、故障分析及相应对策
为协助系统维护人员找到故障所在,给他们提供必要的数据,我们对系统进行了一次较全面的检测,在测试中我们采用FLUKE196型手持式万用示波表测量从采样仪表输出的串行脉冲信号,在加上固定的负载后分别记录以下数据:
标准表的读数(W);计算机的功率示值(W);示波表的示值(Hz);计算机的频率示值(Hz);采样仪表的示值(kWh);监示表(U)×监示表(A)。
首先,我们对工作正常的若干组工位进行几次测试,通过录得的数据的比较,可以掌握正常状态下相对某固定负载各参数的变动范围,可较易判断出数据是否失常。然后,我们在不改变负载的情况下对存在问题的各个工位进行测试,并根据得到的数据及以上分析的测试信号在系统中的传送过程来判断发生故障的部分:
1.所有的工位均由同一种型号的电能表进行采样,采样信号通过各自的电平转换芯片后被传送到同一台计算机,由程序进行换算、修正。大部分工位工作显示均正常,即可排除计算机计算、修正程序出现错误的可能。
2.若标准表读数与采样仪表示值有较大误差,则采样仪表已不合格,需更换。更换合格采样表后进行再次检测。
3.若标准表读数与采样仪表示值相近,而示波表测得脉冲数明显与合格的仪表不同,则采样仪表的输出有故障,需修理或更换。
4.若标准表读数与采样仪表示值相近,示波表测得脉冲数也正确,但计算机最终测得频率值和最终功率显示均不正确,则电平转换芯片发生故障,需更换。
性能试验室对我们白色家电生产厂家的重要地位是不言而喻的。我们通过在检定/校准过程中增加了对脉冲信号的测量分析,从而找到了产生故障的不同原因,及时采取相应措施,使系统恢复正常工作,并且测试准确度能达到国家规程的要求,产生了巨大的经济效益。