許照銀

【摘要】本文對(duì)現(xiàn)調(diào)飲料機(jī)的過熱原因進(jìn)行了分析，對(duì)過熱測(cè)試方法和各種過熱保護(hù)方法進(jìn)行了解析。

【關(guān)鍵詞】絕緣系統(tǒng)；溫控器；熱熔斷器；耐高溫；隔熱

對(duì)于產(chǎn)品或者零件過熱的防護(hù)，一直是電氣產(chǎn)品安全的重要課題?，F(xiàn)調(diào)飲料機(jī)中無論是制冷單元還是制熱單元在使用過程中都會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，而這些熱量會(huì)影響到電氣零件甚至整個(gè)電氣系統(tǒng)的正常工作。所以在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的同時(shí)，必須設(shè)計(jì)好產(chǎn)品的過熱防護(hù)措施。一般我們通過溫升實(shí)驗(yàn)來檢查現(xiàn)調(diào)飲料機(jī)的過熱保護(hù)系統(tǒng)是否完備。而一旦出現(xiàn)過熱防護(hù)不足時(shí)，可以采取很多方法來解決，諸如隔熱、使用耐熱等級(jí)高的材料、主動(dòng)散熱與被動(dòng)散熱、提高絕緣系統(tǒng)等級(jí)、增設(shè)溫控器、過熱保護(hù)器及熱熔斷體等等。

1.過熱原因類別

對(duì)于現(xiàn)調(diào)飲料機(jī)，出現(xiàn)過熱的情況主要有以下幾個(gè)原因：

1）空間不足。隨著各類餐飲店及飲料零售店的出現(xiàn)，緊湊化小型化成為了對(duì)現(xiàn)調(diào)飲料機(jī)產(chǎn)品的趨勢(shì)要求。而隨著產(chǎn)品內(nèi)部空間的縮小，零部件的散熱成了一大難題。不同的零部件之間交叉影響，很容易出現(xiàn)溫升不合格的情況。

2）零件耐溫級(jí)別過低。在產(chǎn)品開發(fā)初期，零件的選型尤為重要。不同零件耐溫級(jí)別千差萬別。在零件處于不同的位置時(shí)，要確保其有足夠的耐溫性能。

3）加熱單元。現(xiàn)調(diào)飲料機(jī)除了能配出可口的飲料，還能對(duì)飲料的溫度進(jìn)行控制，當(dāng)存在加熱飲料的功能時(shí)，必須使用加熱單元。而加熱單元必須使用發(fā)熱元件，如何合理的控制發(fā)熱元件的熱量，顯得非常重要。

4）異常情況。當(dāng)現(xiàn)調(diào)飲料機(jī)出現(xiàn)電路故障時(shí)，電流的增大會(huì)導(dǎo)致元件發(fā)熱加劇，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生燒毀甚至著火的情況，所以現(xiàn)調(diào)飲料機(jī)對(duì)于異常情況下的過熱防護(hù)務(wù)必要更加重視。

2.溫升實(shí)驗(yàn)

對(duì)于產(chǎn)品的過熱防護(hù)系統(tǒng)，溫升試驗(yàn)是最好的測(cè)試方法之一。一般把設(shè)備按照規(guī)定好的距離安裝到測(cè)試角上，在一些關(guān)鍵位置貼好熱偶線測(cè)溫點(diǎn)，并測(cè)量各線圈初始電阻，在正常狀態(tài)下啟動(dòng)運(yùn)行，提供1.06倍的額定電壓，運(yùn)行直到各個(gè)溫度值達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，記錄各個(gè)點(diǎn)最大溫度，測(cè)量線圈末了電阻，計(jì)算線圈溫升值。最后判定各個(gè)溫度點(diǎn)溫度值是否滿足相應(yīng)的限值要求。在測(cè)試過程中要注意以下幾個(gè)方面：

1）熱偶線的選擇。常用的熱偶線主要有T型、K型和S型。其中T型因?yàn)閮r(jià)格低廉經(jīng)常成為首選。但在選擇熱線時(shí)一定要考慮到可能探測(cè)溫度范圍。熱偶線存在會(huì)隨著溫度接近其探測(cè)限值而減少其準(zhǔn)確度的不足，因此務(wù)必根據(jù)可能的溫度值選定具備高溫度限值，高精確度的熱偶線進(jìn)行檢測(cè)。

2）初始電阻值的記錄。對(duì)于含線圈的電機(jī)變壓器等元件，需要記錄初始電阻值。但是溫度的差異對(duì)于電阻值的差異影響非常大。而現(xiàn)調(diào)飲料機(jī)因?yàn)椴粩嗟倪\(yùn)行和測(cè)試，其元件的溫度不能及時(shí)回復(fù)到室溫。所以務(wù)必在元件的溫度降到或達(dá)到室溫時(shí)進(jìn)行初始電阻值的記錄。

3）末了電阻值的測(cè)量。在停機(jī)之后，有時(shí)元件溫度會(huì)因?yàn)槭チ死鋮s風(fēng)扇的散熱而上升，而有的元件則會(huì)因自然冷卻而下降。往往在數(shù)秒內(nèi)溫度變化會(huì)非常大。所以務(wù)必在第一時(shí)間采集得到正確的電阻值。

3.隔熱

在現(xiàn)調(diào)飲料機(jī)中，諸如壓縮機(jī)，電加熱管，電機(jī)等核心零件在工作中會(huì)產(chǎn)生很多的熱量。而往往因?yàn)榫o湊的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，有限的空間布置，這些發(fā)熱零件周圍有時(shí)不得不布置一些耐溫低的零件?？梢栽诎l(fā)熱零件與耐低溫零件之間設(shè)置隔熱擋板。同時(shí)為了防止人在使用產(chǎn)品的過程中誤觸及發(fā)熱零件，也須設(shè)置隔熱擋板將發(fā)熱零件隔離起來。

4.耐熱材料

常用的電線耐溫標(biāo)稱值一般為60度，90度，105度等，在電氣室環(huán)境溫度較高的情況下往往達(dá)不到耐溫要求。而一般的耐高溫玻璃纖維套管溫度往往可以達(dá)到200多度。故可以將二者配合使用。除了電線和電線護(hù)套外，塑料材料的耐溫性能對(duì)于現(xiàn)調(diào)飲料機(jī)的過熱保護(hù)系統(tǒng)也起到了重要作用。在IEC體系中，塑料的耐熱特性一般通過球壓測(cè)試來進(jìn)行檢驗(yàn)。球壓測(cè)試通過烤箱來進(jìn)行。塑料在正常溫升中測(cè)得的溫度加上40攝氏度，在非正常溫升中測(cè)得的溫度加上25攝氏度，兩者之間取較大的值作為烤箱的設(shè)定溫度。但對(duì)于一般塑料材料設(shè)定溫度不能低于75攝氏度，對(duì)于支撐帶電部的塑料材料設(shè)定溫度不能低于125攝氏度。壓力球壓好并烘烤1個(gè)小時(shí)之后取出，塑料上的壓痕不得超過2毫米。而在UL體系之中，一般用相對(duì)溫度指數(shù)RTI來表示塑料的耐熱級(jí)別。相對(duì)溫度指數(shù)RTI一般分為三個(gè)，分別是電氣性能RTI，沖擊RTI和機(jī)械RTI。RTI越高，表明該材料耐熱等級(jí)越高。一般來說，對(duì)于靠近壓縮機(jī)、電機(jī)、加熱管、變壓器等發(fā)熱源的電線和塑料，務(wù)必采用耐溫高的類型。而在產(chǎn)品外部用于外觀展示的塑料，一般因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)溫度較低而可以選用耐溫稍低一些的類型。

5.主動(dòng)散熱與被動(dòng)散熱

常見的主動(dòng)散熱方式為冷卻風(fēng)扇，使用冷卻風(fēng)扇可以很好的為發(fā)熱零件解決散熱問題。而被動(dòng)散熱常用于發(fā)熱量不太大的場(chǎng)合，通常使用散熱孔、散熱片。在某些特殊場(chǎng)合，也可以使用主動(dòng)散熱與被動(dòng)散熱相結(jié)合的方式。

6.絕緣系統(tǒng)

絕大部分現(xiàn)調(diào)飲料機(jī)中都會(huì)使用電機(jī)，變壓器等零件。而這些零件都會(huì)用到絕緣系統(tǒng)。絕緣系統(tǒng)是由兩種或兩種以上絕緣材料組成的。一般包括漆包線、絕緣紙、套管、骨架等等。

在UL 1446中把絕緣系統(tǒng)分為多個(gè)不同的等級(jí)，如Class 105， Class 120， Class 130等等。每個(gè)不同的等級(jí)都要經(jīng)過嚴(yán)格地試驗(yàn)。如果電機(jī)或者變壓器的環(huán)境溫度過高，則可采用絕緣等級(jí)較高的絕緣系統(tǒng)來提高過熱防護(hù)等級(jí)。

7.溫控器

溫控器是控制產(chǎn)品維持在設(shè)定溫度范圍內(nèi)工作的自動(dòng)控制元件。一般現(xiàn)調(diào)飲料機(jī)中需要用到溫控器的場(chǎng)合有結(jié)冰控制和加熱溫度控制。結(jié)冰控制主要是用溫控器控制飲料溫度，一般與產(chǎn)品性能相關(guān)性較大，與過熱防護(hù)關(guān)聯(lián)不大。但用于加熱溫度控制的溫控器則對(duì)產(chǎn)品安全至關(guān)重要。溫控器主要有雙金屬片式、液漲式、壓力式幾種。雙金屬片式是最常見的一種。隨著溫度的變化，雙金屬片會(huì)因受熱發(fā)生變形，頂開觸點(diǎn)，從而斷開電路。而當(dāng)溫度下降到一定程度時(shí)，雙金屬片又會(huì)恢復(fù)原來的形狀，松開觸點(diǎn)，閉合電路。液漲式溫控器主要通過熱脹冷縮的原理來控制膜盒，從而最終控制開關(guān)的通斷。溫控器主要有以下重要的參數(shù)：

1）動(dòng)作次數(shù)：由于需要經(jīng)常的開閉，動(dòng)作次數(shù)成為溫控器最重要的參數(shù)之一。常見的溫控器動(dòng)作次數(shù)由數(shù)千次到數(shù)十萬次不等。對(duì)于現(xiàn)調(diào)飲料機(jī)來說，至少應(yīng)選擇一萬次以上動(dòng)作次數(shù)的溫控器。

2）動(dòng)作溫度：溫控器的動(dòng)作溫度往往是一個(gè)范圍，而且會(huì)隨著使用次數(shù)的增加發(fā)生細(xì)微的變化。在選擇溫控器時(shí)一定要考慮到以后可能的變化，做好提前的防范設(shè)計(jì)。

3）額定電流：在選擇溫控器時(shí)一定要注意溫控器可能承受的最大工作電流，溫控器的額定電流至少是最大工作電流的110%。

8.過熱保護(hù)器

與溫控器不同的是，過熱保護(hù)器主要是用于壓縮機(jī)，電機(jī)，變壓器等零件的過熱防護(hù)上。尤其是電氣產(chǎn)品出現(xiàn)一些內(nèi)部故障時(shí)，比如短路，過載等，變壓器、電機(jī)等繞組線圈可能會(huì)急劇發(fā)熱。為了確保這些零件不會(huì)在異常狀態(tài)下發(fā)熱過大，過熱保護(hù)器是很好的選擇之一。

9.熱熔斷體

熱熔斷體又稱為溫度保險(xiǎn)絲，是不可復(fù)位的熱敏保護(hù)元件。熱熔斷體價(jià)格便宜，體積小，安裝簡(jiǎn)單，可靠性高，廣泛應(yīng)用于各種電器設(shè)備中。動(dòng)作溫度也是熱熔斷體最重要的參數(shù)之一，一般而言，在動(dòng)作溫度正負(fù)10攝氏度內(nèi)，熱熔斷體都有可能熔斷。

參考文獻(xiàn)

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