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    变频空调待机功耗测试难点及解决方案

    作者:时间:2019-06-21来源:电子产品世界收藏

    一、中国能效标识和待机功耗的测试关系

    本文引用地址:http://www.9113521.com/article/201906/401770.htm

    1.什么是中国能效标识

    能效标识也就是能源效率标识,是附在产品或产品最小包装物上的一种信息标签,用于表示用能产品能源效率等级、能源消耗量指标。目的是为用户和消费者的购买决策提供必要的信息,能够引导和帮助消费者选择高能效节能产品。

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    图1五级标准能效标识

    2.jpg

    图2三级标准标准能效标识

    2.中国能效标识等级

    通常会在空调表面贴有一张长方形的白底蓝框的贴纸,纸头上写着中国能效标识。能效标识?#31995;?#29420;标出是几级能效,就说明该款空调属于哪个等级的产品。空调能效等级是空调能效高低差别的一种划分能效等级方法。从2014年10月1日起,五级标准的SEER老标识的变频空调不允许在市场上流通销售。新的三级标准APF能效标准在目前的ISO国家标准制定中,已被列为评价定速空调和变频空调的指标。两种标准的最直观区别是从空调机身上粘贴的能效标识上识别。

    《GB 12021.3-2004 房间空调调节器能效限定值及能效等级》旧标准,中国能效标识划分5个等级:

    等级1表示产品达到国际先进水平,最节电,即耗能最低;

    等级2表示比较节电;

    等级3表示产品的能源效率为我国市场的平均水平;

    等级4表示产品能源效率低于市场平均水平;

    等级5是市场准入指标,低于该等级要求的产品不允许生产和销售。

    表1旧标准空调能效等级

    1561079599956065.png

    《GB 12021.3-2010 房间空调调节器能效限定值及能效等级》新标准,中国能效标识划分3个等级:

    等级1比老标准等级1能耗更低;

    等级2相当于旧标准等级1;

    等级3相当于旧标准等级2。

    表2新标准空调能效等级

    4.png

    1.中国能效标识分级的能效比

    能效比主要是指是在额定工况和规定条件下,空调进行制冷运行时?#23548;?#21046;冷量与?#23548;?#36755;入功率之比。即制冷能效比EER和制热能效比COP。数值越大意味着同等制冷气量,消耗的功率越小越省电。通俗讲,空调能效就是同样多的电所产生的冷气/暖气有多少,能效越高的空调越省电。所有,空调能效比是衡量空调性能优劣的重要指标。

    制冷量:空调主机?#23548;?#21046;冷量。

    输入功率:空调主机?#23548;?#36755;入功率(耗电量)。

    制冷量=C×M?#21147;=4.2×103 J/kg℃×M×(T回-T供)

    M=Q×h=D×1h=1000Ckg

    ΔT=(T回-T供)=(B-A)℃

    该数值的大小?#20174;?#20986;不同空调器产品的节能情况。能效比数值越大,表明该产品使用时所需要消耗的电功率就越小,则在单位时间内,该空调器产品的耗电量也就相对越少,如表 3所示。

    表 3能效等级说明

    5.png

    在能效比计算的过?#35752;校?#31354;调?#23548;?#36755;入功率的测试尤其重要,目前大部分厂家在家电行业功率测量的首选还是功率计,既能够完成对电压、电流、功率、能耗等基本功能的测试,又可以?#20801;?#20837;端电压、电流进行谐波等初步分析和检测。

    二、变频空调家电测试的测试方案

    越来越多的空调采用变频技术,核心组件变频器主要有整流、滤波、逆变、制动、驱动及检测单元组成,变频器靠内部的IGBT开断来调整输出电源的电压和频率;由于变频器本身的整流逆变器会产生谐波,影响电网。而且由于变频的应用导致空调运行过?#35752;校?#24037;作电流大范围变化,电流从几十安到几毫安。那么,到?#36164;?#20040;样的测量仪器才能满足变频空调的测试测量要求呢?

    6.png

    图3APFC变频器电压电流波形图

    7.png

    图4普通变频器电压电流波形图

    1.测试难点

    采用交流变频技术的空调核心组件变频器,变频器是电网中的非线性负载,变频空调运行?#20445;?#20250;产生丰富的高频谐波分量;普通的功率测量仪器因带宽限制,采样率不够,高频成分可能测试不出,测量的数值会偏低、波形不是真实波形。

    一般的功率测量仪器在积分模式下不支持自动量程设置,无法满足对变频空调功率的准确测量。

    2.解决方案

    那应该如何应对以上测量难点呢?在家电的检测认证机构,高精度的功率计已成为不可或缺的测量利器。致远电子PA310功率计以下特性,为变频家电功耗测试、谐波测量等提供了可靠的解决方案。

    基本功率精度可达0.1%,500Ks/s采样率,300kHz带宽,能够高精度测量畸变波形中丰富的高次谐波;

    标配同?#35762;?#37327;谐波(高达50次)与总谐波失真(THD)符合IEC61000-4-7谐波测量标准,能够解决目前变频空调行业因谐波引发的测试不精准情况;

    采用全新的设计架构,在低功耗测量方面进行多项优化。在积分模式下能自动切换量程,其最小测量电流低至25μA,能够测量低至5mW的功耗,符合国际标准(IEC62301、能源之星等)的测试;

    配合本身对功耗和谐波的测试功能,利用可达100ms的快速数据更新周期能够完美实现对变频空调输入端的功率测试;

    丰富的通信接口,免费标配的PAM上位机软件,可实时获取数据、存储数据、查看波形等。

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    图5 300kHz准确捕获高频信号

    三、待机功耗测量注意事项

    现场测试空调电机功耗?#20445;?#21482;有设置合适的?#38382;?#27491;确的接线才能获得真实的待机功耗数据。

    1.预热

    高精度测量仪器使用前一般需要预热,设备的预热是为了仪器内部电子器件达到热稳定平衡?#36234;?#20302;测量误差;因电路中的电容电感等达到稳态,需要一定的时间,功率计建议至少开机30分钟。

    2.仪器正确设置

    量程选择?#33322;?#21512;被测信号,电压/电流选择合适量程,建议量程选择接近并大于测量值;选购传感器?#20445;?#26368;好选择量程与被测电流最大?#21040;?#36817;的型号,否则不但无法测量小电流,而且会增加量程误差(所有传感器都有测量盲区,即低于某个数值之后测量不到数据,一般是最大测试值的5%或10%);

    选购传感器的输出和仪器的输入相匹配:传感器二次侧电流输出值不能低于仪器最小输入有效值;

    更新率设置:保证更新率时间大于被测信号10个周期,例如,电压输入频率50Hz,建议更新周期选择200ms以上;

    需要选择合适的同步源,当被测对象是变频空调输入端,其电流波形的畸变相比电压波形较大?#20445;?#35831;选择电压信号作为同步源;

    ?#34987;?#27874;频率小于等于200Hz?#20445;?#24314;议打开频率滤波器;

    需要结合?#23548;?#27979;量,在测量小电流信号?#20445;?#29305;别是1mA以下电流信号,建议开启线路滤波器。

    3.选择合?#24335;?#32447;方式

    内外接影响:测试负载接线方式有电流表内接和外接两种,测试大电流,选择电流表外接,测试小电流,电流表外接。

    ?#30001;?#30005;容影响:电流测量接入点位于电位?#31995;?#31471;(如零线),可?#36234;?#20302;?#30001;?#30005;容对测量电路的影响。

    测量线选择:?#30001;?#19981;规则接线?#20445;?#27979;量环路中产生不能抵消的噪声电压,测量接线建议选择同轴电缆或屏蔽双绞线。



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