一種冰箱用風(fēng)機(jī)測(cè)試工裝的設(shè)計(jì)

左秋杰 束仁志 程勁蘭 任 猛

（長(zhǎng)虹美菱股份有限公司 合肥 230601）

引言

目前，在新品冰箱的開發(fā)及驗(yàn)證過程中，樣機(jī)往往需要反復(fù)的進(jìn)行綜合性能如耗電量、冷凍能力、噪音測(cè)試等試驗(yàn)，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)試過程較為繁瑣。作為冰箱主要制冷器件，風(fēng)機(jī)的性能直接影響制冷效果、冰箱噪音等性能[1]，風(fēng)機(jī)性能不達(dá)標(biāo)會(huì)直接導(dǎo)致冰箱制冷效果不合格。目前測(cè)試人員在驗(yàn)證風(fēng)機(jī)性能時(shí)，往往需要冰箱整機(jī)通電，利用萬用表測(cè)試各線路通斷情況與控制板驅(qū)動(dòng)電路的好壞；或者將風(fēng)機(jī)取下，實(shí)驗(yàn)室搭建220 V測(cè)試環(huán)境，同時(shí)配合控制程序的特殊設(shè)置。復(fù)雜的測(cè)試工序極大可能影響產(chǎn)品性能驗(yàn)證及開發(fā)進(jìn)度[2]，同時(shí)強(qiáng)電測(cè)試環(huán)境會(huì)增加測(cè)試者的安全風(fēng)險(xiǎn)。

基于以上存在的問題，為提高測(cè)試效率及安全性，設(shè)計(jì)一套風(fēng)機(jī)測(cè)試工裝，包括控制面板、主板、電源、測(cè)速儀和分貝計(jì)等，主板包括PWM發(fā)生芯片，主板分別與測(cè)速儀和分貝計(jì)電性連接，通過PWM發(fā)生裝置、分貝計(jì)和測(cè)速儀的相互配合，能夠快速排查風(fēng)機(jī)是否故障，同時(shí)可以測(cè)試不同占空比下風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化與噪音大小，便于制冷性能的驗(yàn)證，提高風(fēng)機(jī)檢測(cè)效率。本文將圍繞該工裝的結(jié)構(gòu)、連接方式以及測(cè)試方法在冰箱中的具體實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。

1 設(shè)計(jì)方案

所述冰箱用風(fēng)機(jī)測(cè)試工裝設(shè)計(jì)，主要包括三大部分：測(cè)試工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、連接方式設(shè)計(jì)、測(cè)試方法設(shè)計(jì)。所述測(cè)試工裝可在安全的弱電環(huán)境下，快速排查風(fēng)機(jī)是否故障，同時(shí)可以測(cè)試不同占空比下風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化與噪音大小。

1.1 測(cè)試工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖1 風(fēng)機(jī)測(cè)試工裝結(jié)構(gòu)示意圖

為實(shí)現(xiàn)此測(cè)試工裝結(jié)構(gòu)小型化、便于攜帶的設(shè)計(jì)要求，該工裝設(shè)計(jì)包括機(jī)殼（1）與蓋板組成的箱體和收納艙，收納艙內(nèi)通過隔板（5）分為電源輸出艙和檢測(cè)艙，輸出艙內(nèi)設(shè)置有電源（4），電源為聚合物鋰電池，包括5 V端口和12 V端口，分別為風(fēng)機(jī)PWM口和電壓口提供源動(dòng)力。檢測(cè)艙內(nèi)集成有用于測(cè)試風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)速儀（7）和檢測(cè)風(fēng)機(jī)噪音的分貝計(jì)（8）。

圖1為結(jié)構(gòu)示意圖，控制面板包括顯示器（201）、電源開關(guān)(202）、測(cè)速儀開關(guān)（203）、分貝計(jì)開關(guān)（204）、PWM頻率調(diào)節(jié)旋鈕（205）和PWM占空比調(diào)節(jié)旋鈕（206）。以上描述的電源、PWM發(fā)生器、測(cè)速儀、分貝計(jì)等通過線束電性連接起來，確保各個(gè)部分組裝完成之后，只需要從設(shè)備外將測(cè)試風(fēng)機(jī)連接至電源輸出端，通過調(diào)節(jié)控制面板上的PWM頻率調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)到風(fēng)機(jī)額定頻率后，調(diào)節(jié)PWM占空比調(diào)節(jié)旋鈕使得占空比在0～100 %之間連續(xù)變化，讀取顯示器上分貝值與轉(zhuǎn)速值，就能對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，具有操作便捷性與安全性。

1.2 連接方式設(shè)計(jì)

風(fēng)機(jī)測(cè)試工裝整體連接示意圖如圖2所示，電源與電源開關(guān)電性連接，同時(shí)電源與主板電性連接，主板分別與測(cè)速儀和分貝計(jì)電性連接，測(cè)速儀開關(guān)與測(cè)速儀電性連接，分貝計(jì)開關(guān)與分貝計(jì)電性連接，PWM頻率調(diào)節(jié)旋鈕和PWM占空比調(diào)節(jié)旋鈕均與主板電性連接，測(cè)速探頭與測(cè)速儀電性連接，分貝探頭與分貝計(jì)電性連接。

此種方式連接簡(jiǎn)單，便于操作，確保實(shí)際使用此套工裝可以快速進(jìn)入測(cè)試驗(yàn)證階段。

1.3 測(cè)試方法設(shè)計(jì)

當(dāng)需要測(cè)試風(fēng)機(jī)時(shí)，先將風(fēng)機(jī)與測(cè)試工裝的電源輸出端電性連接，然后通電，通過PWM頻率調(diào)節(jié)旋鈕和PWM占空比調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)PWM波形的輸出頻率及占空比，當(dāng)達(dá)到風(fēng)機(jī)的額定頻率時(shí)，通過測(cè)速儀與分貝計(jì)測(cè)量風(fēng)機(jī)扇葉轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)噪音，并將數(shù)值通過顯示器顯示，通過風(fēng)機(jī)的扇葉轉(zhuǎn)速及風(fēng)機(jī)噪音大小的實(shí)際數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)比對(duì)，判斷風(fēng)機(jī)是否正常工作，達(dá)到測(cè)試風(fēng)機(jī)的目的。

2 測(cè)試工裝測(cè)試效果

本文將測(cè)試工裝與傳統(tǒng)測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)間、安全性、便攜性、操作簡(jiǎn)便性等方面做對(duì)比分析，結(jié)果如表1。

對(duì)比傳統(tǒng)測(cè)試方法，測(cè)試工裝節(jié)省了近2倍以上時(shí)間，提高了測(cè)試效率。同時(shí)測(cè)試工裝具有體積小、集成化高的優(yōu)點(diǎn)，便于攜帶與操作，大幅度提高了測(cè)試效率，同時(shí)縮短了產(chǎn)品開發(fā)過程中性能的測(cè)試和驗(yàn)證。

圖2 風(fēng)機(jī)測(cè)試工裝的電氣元件連接關(guān)系圖

表1 測(cè)試工裝與傳統(tǒng)測(cè)試方法對(duì)比分析

3 結(jié)論

本文創(chuàng)新設(shè)計(jì)出便于風(fēng)機(jī)檢測(cè)的測(cè)試工裝結(jié)構(gòu)、連接方式與測(cè)試方法等，采用簡(jiǎn)單的連接方式進(jìn)行風(fēng)機(jī)與測(cè)試工裝之間的連接，通過調(diào)節(jié)控制面板上的PWM占空比調(diào)節(jié)旋鈕與頻率調(diào)節(jié)旋鈕，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量風(fēng)機(jī)扇葉轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)噪音的測(cè)試要求，測(cè)試方便可行，便于制冷性能的驗(yàn)證，提高風(fēng)機(jī)檢測(cè)效率。