电工电器产品质量检验终稿.doc

2008级《电风扇的检验》课程设计报告
目录
绪论 …………………………………………………………………………………2
1. 电风扇的类型……………………………………………………………………3
1.1 电风扇的分类 …………………………………………………………………3
1.2 电风扇的规格 …………………………………………………………………4
2. 电风扇结构与调速原理…………………………………………………………4
2.1 电风扇的结构 …………………………………………………………………4
2.2 调速原理 ………………………………………………………………………4
2.2.1 通断控制（间歇控制） ……………………………………………………6
2.2.2 简单程序控制 ………………………………………………………………6
2.2.3 电脑控制 ……………………………………………………………………6
3. 电风扇的检验……………………………………………………………………7
3.1 外观和扇叶直径的检查 ………………………………………………………8
3.2 主要性能指标的检验 …………………………………………………………8
3.2.1 启动性能检验 ………………………………………………………………8
3.2.2 转速测定及调速比检验 ……………………………………………………9
3.2.3 摇头机构与仰俯角检验 ……………………………………………………9
3.2.4 输出风量检验………………………………………………………………10
3.2.5 输人功率和电流的检验……………………………………………………14
3.2.6 使用值的检验………………………………………………………………14
3.2.7 电风扇噪声的检验…………………………………………………………15
3.2.8 温升检验……………………………………………………………………16
参考文献……………………………………………………………………………17
4.致谢………………………………………………………………………………18

电风扇的检验

绪论
电风扇是由电动机驱动扇叶，造成风叶进出风侧压力差，加速室内空气流动与循环，在夏季作为通风、散热和防暑降温，在冬季可作为加强室内空气循环的设备。它结构简单，制造容易，成本低、使用方便，在我国目前的生活水平下，特别是广大农村及中小城市中，它是一种最经济、最实惠的防暑降温设备。

1. 电风扇的类型
1.1电风扇的分类
（1）按使用电源分：有交流(三相、单相)电扇、直流电扇、交直流两用电扇。其中最常用的是交流单相电风扇，交流三相电风扇主要用于工矿企业中，直流及交直流两用电扇主要用于船舶、车辆等移动特定场合；
（2）按电动机的结构形式分：有单相交流电容式、单相交流罩极式、直流及交直流两用串激整流子式三类。应用较广泛的是单相交流电容式电动机。单相罩极式电动机生产工艺简单，适于大批量生产，缺点是起动转矩小，耗电量大，仅被部分小规格电风扇采用。单相电容式电动机的起动性能、效率、功率因数和噪声等特性均优于单相罩极式电动机，在电风扇生产中被广泛采用。
（3）根据使用方式和主要结构特征电风扇又可分为：台扇、壁扇、台地扇、落地扇、顶扇、吊扇、转页扇和排气扇。它们的主要特征见表1-1。
表 1-1 各类电风扇主要特征
类别
主要特征
扇头结构
支撑结构
安放(装)地点
台扇
防护式电机具有往复摆头机构
台座
桌上或台上
台地扇
台座
桌上或台上
壁扇
壁座
固定在墙上
落地扇
底座
放在地上
顶扇
封闭式电机具有回转摇头机构
座架
安装在天花板上
吊扇
外转子结构电机无摇头装置
吊攀和吊杆
悬挂在天花板上
转页扇
封闭式电机，靠转动百叶栅改变
框架
台上或桌上
排气扇
封闭式电机，无摇头机构
框架
装于窗上或墙孔上

1.2 电风扇的规格
电风扇常用的规格系列见表1-2。
表 1-2 各类电风扇规格
类　别
规格系列(以扇叶直径表示mm)
台　扇
200，250，300，350，400
台地扇
300，350，400
壁　扇
250，300，350，400
落地扇
350，400，500，600，750
顶　扇
300，350，400
排气扇
250，300，350，400
转页扇
300，350
吊　扇
900，1050，1200，1400，1500，1800
2. 电风扇结构与调速原理
图2-1 台扇的外形结构
1一电动机;2一摇头装置;3一连接头；
4一前后网罩；5一风叶；6一底座；
7一摇头控制开关；8一调速开关；9一面板
2.1 电风扇的结构
台扇以及由它派生出的壁扇、台地扇和落地扇，通常由网罩、扇叶、扇头和机座四大部分组成。
扇头包括电动机、前后端盖、及摇头机构等，是电风扇的主要动力源和传动机构部件。为使风叶每分钟摇摆不少于4次，专门配有一组齿轮传动的减速装置及控制机构，电动机的后端盖附带有齿轮箱。机座是支撑结构，由立柱架（对台扇和落地扇还包括升降杆）、底板和面板等组成，它具有良好的稳定性，以确保扇头仰俯一定角度运转时不发生翻倒事故。图2-1是台扇的外形结构。 2.2 调速原理
调速器、定时器及摇头控制开关一般装在底座面板上（落地扇装在立柱架上）。定时器有45min, 60min,120min及更长时间的类型。
电风扇一般都具有调速功能，通过调速来满足人们对风速、风压、风量的不同要求。调速的方法很多，普通台扇、落地扇常用电抗器调速和改变电动机定子绕组抽头两种方法调速。
图2-2是电抗器调速的典型电路。图中定时器与调速开关（一般采用琴键开关）在电路中串联，只有当定时器与调速开关同时接通，风扇电机才能启动运转。也就是说，只有定时器右旋（顺时针旋转）到定时位置或左旋（逆时针旋转）到“ON”位置，同时调速开关1～3按键中有一个按键按下，电路才能完全接通，风扇电机才能启动运转。
定时器触点接通条件下，按下调速开关的按键"1”时电源直接给运转绕组供电，运转绕组的外加电压最高；同时经过线圈fd与电容器给启动绕组供电，风扇电机以高速运转，风量最大。线圈fd在这里起自藕变压器的作用，指示灯由fe两端获得一定的电压而发亮。
按下调速开关的按键"2”时，电源经过线圈bc 给运转绕组供电，风扇电机以中速运转，
风量居中。由于线圈bc 与线圈fd的绕制方向相反，是反向串接的，两个线圈的电压降部分抵消，这使加在启动绕组上的电压比较大，有利于电机启动。
图2-3 抽头调速的台扇典型电路

图 2-2 电抗器调速的台扇典型电路

按下调速开关的按键“3”时，电源经过线圈ac给运转绕组供电，运转绕组的外加电压进一步降低，达到最低值；同时经过线圈ac之后、再经过线圈fd与电容器给启动绕组供电，风扇电机以低速运转，风量最小。同样，由于线圈ac与线圈fd的绕制方向相反，是反向串接的，两个线圈的电压降部分抵消，这使加在启动绕组上的电压比较大，有利于电机启动。线圈fd起自耦变压器 的作用，指示灯由fe两端获得一定的电压而发亮。
在图2-3是抽头调速的台扇典型电路。定时器与调速开关串联在电路中，只有当两者同时接通，风扇电机才能启动运转。
定时器触点接通条件下，按下调速开关的按键“ 1 ”，电源直接给运转绕组供电，同时经过电容器给调速绕组与启动绕组（此时这两个绕组相串联）供电，风扇电机高速运转，风量最大；按下调速开关的按键“2”，电源经过大部分调速绕组给运转绕组供电，风扇电机中速运转，风量居中；按下调速开关的按键“3”，电源经过全部调速绕组给运转绕组供电，同时电容器给启动绕组供电，风扇电机低速运转，风量最小，指示灯由运转绕组的部分线圈供电点亮。
高档电风扇的调速大都采用电子调速，常见电路有三种：通断控制（间歇控制）、简单程序控制和微电脑控制。
2.2.1 通断控制（间歇控制）
通断控制又称间歇控制，利用电子开关控制风扇电机的电源，周期性地“导通—断开
—导通—断开……”，使电风扇扇叶以对应的周期性“慢速—快速—慢速—停转—慢速一一快速—慢速—停转……”，送出间歇阵风，也可称为模拟自然风。由于惯性作用，所以风扇电源导通时，是慢速开始运转，逐渐达到高速；电源断开时，由高速变为慢速，逐渐停转。常采用集成电路555组成通断控制电路。
2.2.2 简单程序控制
简单程序控制，利用各调速档之间的自动过渡转换与电源断开时的惯性旋转，将高速、中速、低速、断开停转组合成各种风型，风速变化多，而且可以减少风扇的启动次数，也即减少启动时大电流的冲击。例如电风扇的风型为“低速风（30s)—中速风（(30s)—高速风（(30s)—低速风（30s)—中速风（30s)—高速风（30s)------”，如此循环，形成阶梯风。常用集成电路 CD4017 组成简单程序控制电路。
2.2.3 电脑控制
电脑控制，实质上是利用单片微机组成控制电路，除具有调速功能外，还具有定时及按照预先编制的程序送出多种程控风等功能。
3. 电风扇的检验
电风扇除应满足家用电动器具的一般通用技术要求外，还应满足一些特殊要求。电风扇检验分出厂检验和型式检验两种，被检电风扇是否合格，需针对不同情况（出厂检验和型式检验）。按国家检验标准进行全部检验后方可确定。
电风扇的检验标准有GB4706.27-2003《风扇的特殊要求》、GB/T13380-1992《交流电风扇和调速器》，其检验项目如表3-1。
表 3-1　　　电风扇的检验项目
序号
检验项目
采用标准
GB 3046.27-92
GB 158-96
技术要求
试验方法
技术要求
试验方法
1
线速度
1.1
2.3

2
启动性能
1.2
2.4

3
输入总功率
1.3
2.5

3.8
4
温升
1.4
2.6

5
泄漏电流
1.5
2.7

6
绝缘电阻
1.6
2.8

7
电气强度
1.7
2.9

8
耐久性
1.8
2.10

9
耐受非正常运行能力
1.9
2.11

10
机械危险及稳定性
1.10
2.12

11
防触电保护
1.11
2.13

12
电源线
1.12
2.14

13
吊扇的机械强度
1.13
2.16

14
接地连接
1.14
2.15

15
塑料件的要求
1.15
燃烧试验

16
电扇用的电容器
安装应可靠
试验或目测

17
漏电距离与电气间隙

量具测量

18
输出风量

2.2
3.7

19
使用值

2.3
3.9

20
调速性能

2.4
3.4，3.10

21
噪声

2.5
3.6

22
摇头机构

2.6
3.5

23
仰俯角调节

2.7
3.12

24
定时器

2.8
3.11

25
一般结构

2.9
根据标准目测

26
外观

2.10
试验及目测

27
寿命

2.11
3.14

3.1 外观和扇叶直径的检查
电镀件的镀层应光滑细密，色泽均匀，不应有斑点、针孔、气泡和脱落；有机材料涂敷件的表面涂膜应平整光滑、色泽均匀、涂层牢固，表面无明显流漆痕，皱纹和脱落等缺陷。塑料制件表面应光滑、色泽均匀，不应有明显的斑痕、划痕及凹缩。
扇叶直径检查，用误差不大于1mm的量具，检查扇叶旋转时顶端所画圆的直径，其检查结果应符合其标称值。
3.2 主要性能指标的检验
3.2.1 启动性能检验
电风扇在额定电压、额定功率条件下，将调速器调至最大不利启动的转速档（通常是最低转速档位），应启动灵敏，在3s～5s内能达到全速运转，且运转平稳，风压均匀。
3.2.2 转速测定及调速比检验
测量转速的仪表，应为非接触式，其精度为 ±lr/min。
最高转速档的转速测量，让电风扇在最高转速档位运转1h后，用转速表进行测量。最高转速档位的转速测量完成后紧接着测量中间各档位。上两项转速测量完成后，让电风扇在最低转速档位运转1h后，用转速表进行最低转速档位的转速测量。
调速比指电风扇在额定电压、额定频率的条件下运转，最低转速档转速与最高转速档转速的比值，用百分数表示：
调速比＝×100％ 　　　　　　　 （3-1）
调速比反映高低档转速差别的程度。如果调速比百分数按近100%，说明低速档与高速档的转速没有明显差别，失去调速的意义；如果调速百分数过小，说明低速档转速太低，将造成低速档启动困难。将所测得最低和最高转速档位的转速值代入上式(3-1)计算出被检电风扇的调速比，对规格为250mm及250mm以下者，应不大于80%；对规格为300mm及300mm以上者，应不大于70％；吊扇的所有规格不大于50%。
3.2.3 摇头机构与仰俯角检验
(1) 摇头次数的测定
在额定电压和额定频率下，被检电风扇在最高转速档位运转，摇头机构处于工作状态，用精度在0.1s 以内的秒表计时，测定电风扇每分钟的摇头次数。每分钟的摇头次数不少于4次。
(2) 电风扇机头摇摆角度的测定
将电动机轴线调至水平位置（通过仰俯角调节装置调定），用电风扇电动机轴线在水平面内的摆动角度来决定被测电风扇机头的摆动角度，为了便于记取位置，被测电风扇可在最低转速档位运转，其摇头角度不小于60度。
(3) 电风扇的仰俯角操作试验
试验在断开电源情况下进行。标准规定，试验开始时把电风扇电动机转轴置于最大仰角位置，而后从最大仰角位置操作到最大俯角位置。台扇的仰角应不小于20度；俯角应不小于15度。(实测时一般不做此项试验）。
3.2.4 输出风量检验
输出风量指电风扇在额定电压、额定频率与最高转速档运转的条件下，每分钟输出的最小风量，单位是m3/min。各种规格的电风扇其输出风量应符合表3-2所规定的值。
表 3-2 输出风量标准
规格
mm
风量(m3/min)
台扇
壁扇
地扇
落地扇
吊扇
200
16

250
24
24

300
34
34
34
34

350
46
46
46
46

400
60
60
60
60

500

80

600

130

900

140
1050

170
1200

215
1400

270
1500

300
1800

325
(1) 风量试验室
台扇、壁扇、台地扇和落地扇的输出风量试验应在图3-1所示的空气温度为（20士5)℃的风量试验室内进行，其试验室尺寸如下：
长度：台扇、壁扇、台地扇试验时为4 500mm，落地扇试验时为6 000mm 。（注：400mm及其以下的落地扇允许在长度为4 500mm的试验室内试验。）
宽度：4500mm ；高度：3000mm ；上列尺寸允许偏差为 ±15mm。

图3-1 风量试验几何位置示意图
(2) 风速测定
① 测试条件与所用仪表
风速测定在风量试验室中进行。被测电风扇扇叶中心距地面高度 (h)：台扇、壁扇、台地扇为1 200mm；落地扇为1 500mm, 400mm及其以下的落地扇在长度为4 500mm的试验室测试时，其高度h为1 200mm。
被测电扇扇叶中心与左右两侧墙墙面的距离：台扇、壁扇、台地扇应不小于1 800mm；落地扇应不小于2 000mm(400mm及其以下的落扇允许为不小于1 800mm) 。
被测电风扇扇叶中心与后墙墙面的距离：各种类型，规格的电风扇均不小于1200mm。被测电风扇为壁扇时，要将壁扇安装在一块平板上，平板尺寸至少为1000mm × l000mm。
测量风速的风速表采用标称直径不大于l00mm的叶轮式风速仪，灵敏度不低于0. 15m/s，风速的最大量程为1 200 m/min 。
测量时间用的仪表，其精度在0.1s 以内。试验时，在电风扇送风的一边，除了放置风速表及其搁架外，在整个试验屏内不应放置其它物品。试验过程中，测试人员可以在电风扇进风一边停留，仅在操作风速表和读取数据时，才能进入电风扇的送风一边，并应尽快返回。风速表的叶片平面与被测电风扇的扇叶平面平行，这两个平行平面之间的距离d为被测电风扇扇叶直径的 3倍（如400mm电风扇，d为1 200mm)。风速表在试验平面内，向左右两个方向移动，移动过程中；风速表叶片的轴线应始终与电风扇扇叶的轴线相平行且保持两平面的距离d不变。风速表的搁架应对气流阻碍尽可能小。
② 试验程序
试验前，应将被测电风扇在额定电压、额定频率下至少运转lh。
测量时，电风扇应带有风罩（扇叶防护罩），其电动机轴线调至水平位置，摇头机构不工作，并在最高转速档位运转。
试验时，应从距离扇叶轴线（即电动机轴线）20mm左右两点处开始测量（即移动圆环平均半径 r 从20mm开始），以每40mm的增量沿着水平直线逐点向两边移动，直到所测得的平均风速下降到低于24m/min 时为止。
测量各点风速的时间不应少于lmin，以风速表指示值除以在该点风速表的采样时间，为所测得之风速（m/min）。实用中风速表多自带表内定时装置，可以直接读出风速值。
任何圆环的平均风速应该是该圆环平均半径上左右两个风速读数的平均值。
(3) 输出风量的确定
将各圆环的平均风速（即各测量点的平均风速）乘以相应的圆环面积即得通过圆环的风量(m3/min)，将其结果列入表3-3。
做完风速试验并按表3-3填好表后，则台扇、壁扇、台地扇、落地扇的输出风量为通过所有圆环（即各测试点）的风量总和。即：
电风扇的总输出风量＝∑Q＝∑V×S＝∑V×2πrd/106 （3-2）
式中：Q－通过圆环的风量，m3/min；
V—同一半径上圆环（即扇叶轴线左、右两测试点）的平均风速，m/min;
r—圆环的平均半径；
d—圆环的宽度，等于40mm ;
S—圆环面积，m2。
S＝2πrd/106＝2π×40r×10-6＝0.000251r (3-3)
通过式(3-2) 计算出的电风扇总输出风量应符合表 3-3的规定。
表3-3 输出风量测定表
测点
圆环的平均半径(r/mm)
风速（m/min）
平均风速v（m/min）
圆环面积S(m2)
通过圆环的
风量Q(m3/min)
左边
右边
1
20

0.005

2
60

0.0151

3
100

0.0251

4
140

0.0352

5
180

0.0452

6
220

0.0553

7
260

0.0653

8
300

0.0754

9
340

0.0855

10
380

0.0955

11
420

0.01055

12
460

0.1155

13
500

0.1255

14
540

0.1355

15
580

0.1455

3.2.5 输人功率和电流的检验
图3-2 输入功率和电流的测量 v一电压表；w一功率表；
A一电流表；R一负载（电风扇）
测量电风扇电动机的输入功率和电流时，按图3-2接线原理图接线。要求施以额定电压、额定频率，电动机轴线调至水平位置，摇头工作状态（壁扇处于正常工作位置）。在最高转速档位下运行30min后，功率表和电流表上分别读得电动机的输入功率和电流值。测量使用的电压表、电流表、功率表、频率表的准确度不应低于0. 5级。
3.2.6 使用值的检验
使用值指电风扇在额定电压、额定频率与最高转速档运转的条件下，每分钟每瓦（功率）所输出的最小风量，即是实测的输出风量（m3/min)除以实测的电动机输入功率（W)，单位是m3/min*W。电风扇的使用值越大，说明它把电能转换成风能的效率越高，输出同样的风量它所消耗的电能越少。
电风扇的使用值应符合（不小于）表3-4 的规定。
表3-4 电风扇使用值检验标准
规格(mm)
调速比(%)
台扇
壁扇
台地扇
落地扇
吊扇
电容式
蔽极式
电容式
蔽极式
电容式
蔽极式
电容式
蔽极式
电容式
蔽极式
200
0.54
0.45

250
0.74
0.54

0.54

300
0.80

0.80

350
0.90

0.90

400
1.00

1.00

500

1.13

600

1.30

900

2.75
1.90
1050

2.79
2.16
1200

2.93
2.47
1400

3.15
2.55
1500

3.33
2.70
1800

3.47
2.77
图 3-3 台扇噪声测点布置
3.2.7 电风扇噪声的检验
电风扇的噪声来源于电动机、机械传动部分和扇叶。合格的电风扇其运转响声应均匀平稳，无碰击声、尖叫声或其他杂声。
电风扇的噪声用1型或1型以上的声级计在半消声室内进行测试，以确定A计权声功率级。试验时，电风扇应在额定电压、额定频率和处于不摇头状态的最高转速档位下运转lh后，进行噪声测试。
台扇噪声测试采用半球包络面，测试半径R为1 000mm。将被测台扇置于半消声室中间的地面上，电风扇电动机轴线调至水平，电动机轴线在地面的投影与∠AOB的角平分线重合，声级计的传声器带风罩并对准电风扇摇头轴心，其测试噪声的位置如图3-3中A,B,C,D四点，传声器距地面的高度对各种规格的台扇均为 450mm，摇头轴心在地面上的投影点和传声器在地面上的投影点之间的距离是900mm，测试半径R是指摇头轴心在地面上的投影至传声器的距离。噪声测试时按上述规定将传声器分别置于A, B,C,D四点，在试样不摇头状态下，测出各点最大声压级、并计算出四个测点的平均声压级，然后按声功率级计算出被测电风扇噪声的声功率级。
壁扇、台地扇、落地扇噪声测试采用全球包络面，测试形式基本与台扇相同。
电风扇的噪声以A计权声功率级计，噪声的测试结果应不大于表3-5所规定的值。

表 3-5 电风扇噪声标准
台扇、壁扇、台地扇、落地扇
吊扇
规格（mm）
最大噪声功率(dB)
规格（mm）
最大噪声功率（(dB)
200
59
900
62
250
61
1 050
65
300
63
1 200
67
350
65
1 400
70
400
67
1 500
72
500
70
1 800
（75）
600
73

3.2.8 温升检验
温升指电风扇在额定电压、额定频率的条件下运转，各部位允许的最高温度与环境温度（规定取25℃）的差值。一般使用电阻法测量温度，如表3-6所示。
表3-6 电风扇温升值
测量部位
允许温升（℃）
测量方法
A级绝缘
B级绝缘
电动机绕组和调速器线圈
60
75
电阻法
电动机绕组和调速器线圈
45
60
温度计或热电偶
外壳
20
20
温度计或热电偶

参考文献
【1】李德明、王庆志编著.电工电气产品质量检验.上海：同济大学出版社，2007
【2】杨其华编著.电器产品质量检验.北京：中国计量出版社，1998
【3】于永芳，郑仲民编著.检验技术.北京：机械工业出版社，1997
【4】席宏卓编著.产品质量检验技术.北京：中国计量出版社，1992
【5】马大猷编著.噪声与振动控制工程手册.北京：机械工业出版社，2002

致谢
在课程设计的写作过程中多次得到王老师的悉心指导，老师曾多次询问设计进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，是我无法用言语表达的。 　　  
谢谢王庆志指导老师给予的指导，谢谢学校给我这次写作的机会，使我在写作中的水平不断提高，让我有了更大的进步。
但有于本人的知识有限，参考文献的缺陷，设计有许多不足之处，还望老师及各位读者给与宝贵的意见和建议。

河南质量职业学院机电工程系
课程设计综合成绩评定表
姓名
张艳军
学号
02013080243
班级
商检二班
课程名称
电器产品质量检验
设计题目
电风扇的检验
指导教师评语

指导教师签字：
年 月 日
设计报告成绩综合评定
项 目
标准
成绩
1、计算和绘图能力
10

2、综合运用专业知识能力
20

3、运用计算机能力和外语能力
10

4、查阅资料、运用工具书的能力
10

5、独立完成设计能力
10

6、书写情况（文字能力、整洁度）
10

7、表述能力（逻辑性、条理性）
10

平时考核成绩（20）
设计考核成绩（80）
综合成绩

教研室主任签名： 年 月 日

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