器具开关寿命检测中电流波形失真的分析与研究

引言器具开关是人们在日常生活中每日必会接触到的一·类蓖要的家用电器设备附件，因此，切实保汪器具开关产品质量的安拿性和可靠性，不仅是国家进行生产监管的强制性要求，是质检部门的一项重要业务服务，更是杜绝安伞突发事件的前提，是关乎千家万户生活品质的首要指标。

根据中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布的器具开关质量检测国家标准GBl5092．卜2003和国际电工委员会(IEC)颁布的国际标准IEC61058一I：2008中第l部分通用要求⋯比1，与器具开关的使用寿命密切相关的系列试验，即耐久性试验中，对所有通过COC认证为质量合格的开关产品，一般要求是应能承受正常使用中出现的机械的、电气的和热的应力而无过度磨损或其它有害后果。另外，对于不同开关类型和不同试验类型，标准中也给出了相关的检验参数与指标。然而，在交流电气耐久性检测试验中，关于试验电路的负载设计，两份标准却都只提到采用铁芯电感可以替代对环境磁污染严重的空心电感，以模拟家用电器作实际负载的情况，节省试验空问并提高试验效率，但对于不同铁芯电感制作负载所造成非线性失真的量值及试验允许范围，并未给出明确的判定标准。目前这方面的研究上作仍未见报道。这就造成了国内外不同检验机构的实验室，在检测器具开关耐久性能时所使用的负载有一定差异，导致试验互认发生问题。

基于上述考虑，各种家用电器实际波形失真的量值范围确定、不同铁芯电感的波形失真情况及试验中建议的负载制作方式等方面的研究，对于推进器件开关检测方式的业内统一性和标准化管理体系的不断完善，都将具有关键作用与重要意义。

本文首先对日常生活中常见几种感件家用电器的电流失真情况进行了数据采集与统计分析，为各试验室提供一套可信的参照标尺；|一时对几种代表性铁芯电感分别进行测试和研究，给出每种实验电感的电流失真关键参数的量值范围；最后，将不同铁芯电感与家用电器的统计结果进行对比分析，并对开关寿命检测试验中的负载制作提出合理化建议。

对图1中所有类别家用电器的峰值因数和总谐波失真度的数值统计结果，进行概率密度的计算，得到概率密度分布图3(a)和(b)，以确定实际家用电器作负载时电路电流的失真量值范围。从图3的数据结果可看出，电路中实际电流的波峰因数CF，概率密度大于0．04时的函数值，集中分布在[1．5008，1．5496]与[1．8916，2．2336]两个区间范围内；而系统对应的总谐波失真度THD，概率密度大于0．04的值，则主要分布在[6．9％，11．4621％1与[56．7724％，68．1％]区间范围内。对照图1给出的数据统计散点图，容易看出，造成两失真参最高域值区间卵∈[1．8916，2．2336]和THD∈[56．7724％，68．1％]的主要原因是按摩器加重负载时，强力按压导致电流不稳定且畸变严重，因此实验结果统计得到的失真参量数值偏高。实际应用时，可对更多感性家用电器(PFE[0．6，0．9])进行实验，并根据不同使用概率进行大量数据统计，得到更贴近实际情况的准确结果。

铁芯电感电流失真量值在器具开关耐久性试验设计中，若使用空心电感模拟实际家用电器作负载，由于空心电感的磁导率恒定，线性度好，电路电流将符合理想的标准正弦波形，且空气不易发生磁饱和，具有较规范的实验性能表现哺1。然而，众所周知，空心电抗器的线圈外围磁辐射较强，对实验室周围环境的磁场污染严重，且受外界干扰影响较大，为了避免电感之间发生互感效应，实验时对窄心电感之间的最小放置距离和放置方位，甚至屏蔽外干扰的设置(屏蔽罩)都有一定的限制要求。而铁芯电感由于感心磁场主要分布在线圈与铁磁体内部，具有磁感应强度大、抗干扰能力强、对外围环境磁污染低、空间利用率高、体积小、方便实用等诸多优势口1，因此，实际上，目前许多实验室通常会使用铁芯电感代替空心电感进行检测试验。如前所述，各种家用电器作负载时，电流失真主要参数值的统计分布范围已经确定，以此为参照标尺，下面将对不同铁芯电感的失真性能分别进行研究。

铁芯电感的非线性失真特性与制作时所选用的铁芯介质、制作工艺，以及截面积大小、分频点差异、输入电流、输出功率、电感量等诸多因素都密切相关【81，本文实验共选取四种有代表性的铁芯电感及其不同工作状态作为研究对象：带空气问隙的UT型铁芯电抗器、大功率固定值铁芯电抗器加小电流工作(小于额定电流20％)、大功率EI型铁芯电抗器加额定电流工作、调压器式铁：卷电抗器。四种不同电感分别与滑线变阻器串联构成的电路简图町参见图4。实验时需注意电路中滑线变阻器的滑变范围和额定电流上下限，以避免铁：签电感发生磁饱和现象。

图5～图8中子图(a)分别演示了四种铁芯电感制作负载时的电流波形，对应的子图(b)则分别给出了每种铁芯电感工作在功率冈数PF为0．6～0．9时，实验测得的电流失真特征量CF与THD的变化曲线，具体的统计量值范围町参见表1。从波形图中容易看出，UT型铁芯电抗器和大功率固定值铁芯电抗器加小电流工作时的实验结果较接近理想正弦波形，而大功率EI型铁芯电抗器加额定电流工作和调压器式铁芯电感的电流波形畸变严重。对电流失真特征量的数值统计结果也充分说明了这一点，前两种铁芯电抗器的峰值因数与正弦波的标准值(CF=1．414)相近，只稍高出近似10’2的数量级，总谐波失真度则可低于5％，而后两种电抗器无论峰值因数还是总谐波失真方面都远远偏离正弦波，性能恶化严重。分析其失真差异的原因，主要是由于四种实验电感的铁芯介质制作方式不同而造成的。虽然四种铁芯都是由矽钢片冷轧制成，但实验所采用的UT型电抗器中铁芯具有气缝，而后三种电抗器的铁芯均无明显空气间隙存在。带空气间隙的电抗器中，磁感应线在铁芯内部不仅穿过铁磁体介质，也穿过空气间隙构成闭合凹路，因此，复合的磁阻率比无气缝的单纯铁磁体的值要大，电感的总体线性度得到相应地提高，且工作时线圈不易发生磁饱和现象旧儿川。这就不难解释uT型铁芯电抗器在实验电路中的性能表现最好且具有较低非线性失真度的物理原因。另外，四种实验电抗器所选用矽钢材料的质量也优劣不同，其中，制作大功率固定电抗器的铁芯是较优质的铁磁体。而且，实验中，由于大功率固定值电抗器并非是工作在额定电流值下，而是使用了具有较小比例(低于20％)的实际电流，这种情况下，我们发现实验结果良好，线圈中磁感应的非线性特性明显降低，其电流波形特征可逼近标准正弦波，性能表现和特征量的域值范围也几乎与带气隙的铁芯电抗器相近似。这是由于，当进入电感的实际电流远小于额定电流时，(例如本文实验只占到几分之一的比例)，铁芯介质的磁化强度低，反而言之，相当于是电抗器铁磁体的自身磁阻率被放大了几倍，因此，使用大功率小电流的工作状态与使用带窄气间隙的铁芯具有异曲同工的效用，同样可实现较小的峰值因数和总谐波失真度。而对于后两种铁芯电抗器的实验结果，由于其铁芯既没有空气间隙，也不是工作在小电流状态下，且其铁磁体的使用时间较长，介质存在缺陷，这些因素都造成了其峰值因数和总谐波失真度偏高，特别足凋压器式电抗器，如图8(b)所示，总谐波失真甚至逼近70％(PF<O．65)，对于器具开关的耐久性检测试验而言，将具有较高严酷度。

周芷若是客户最喜欢的销售员周芷若 张无忌的专业技能几乎武装到了牙齿，用武侠词汇形容就是“已臻化境”了，对付赵敏绰绰有余，对付周芷若则全然不管用，这是为什么？莫非赵敏的智商、情商、德商及战斗力等等，不如

分析奇力新之所以能在不景气中逆势成长，个中原因与该公司早在2009年便已布局手机市场有莫大关系，从当初完全没有此方面的产品线，到来自手机市场的营收贡献至2012年8月已占公司整体营收的两成以上，奇力

在信息采集系统中，传感器通常处于系统前端，即检测和控制系统之首，它提供给系统处理和决策所必需的原始信息，因此，传感器的精度对整个系统是至关重要的。一体电感器厂在位移、速度及加速度的测量中，经常使