馬 雄 白 偉 嚴 磊 魏 凱 宗文超

（格力大松（宿遷）生活電器有限公司 宿遷 223800）

引言

隨著國內外消費升級浪潮的不斷推進，消費者對干衣機的需求日漸增強，尤其每年南方“回南天”期間干衣機出貨量巨大。潮濕環(huán)境下衣物烘干已成為全民最基礎的消費需求，由此干衣機市場規(guī)模連年增長，市場前景廣闊。衣柜式干衣機以其結構簡單，價格低廉，易于收納，在過去幾年線上市場規(guī)模取得了高速擴張。為保障性能的穩(wěn)定性，目前衣柜式干衣機整機功率測試方法比較復雜：先手工安裝衣柜，先進行加熱預熱，待功率穩(wěn)定后進行功率測試，測試完成后再拆下衣柜，整個功率測試過程繁瑣且效率低下，無法滿足產(chǎn)線的高效率的生產(chǎn)需求，無法快速滿足日益增長的市場銷售需求。因此亟需開發(fā)一種可以快速測試衣柜式干衣機整機工作功率的檢測方法，達到滿足在線快速檢測整機功率的效果。

1 本研究的重點思路

1）利用動態(tài)電源循環(huán)線體，對干衣機進行預加熱，整機流入性能房后其功率值可穩(wěn)定在一定范圍內?？煽焖俳由瞎β蕼y試設備進行功率值及其他性能指標測試檢驗。解決干衣機無法在流水線體預熱問題，如圖1所示。

2）通過陶瓷PTC(電阻與溫度的關系）特性及功率[1]計算公式：P= U2/R，基于測試空間環(huán)境溫度變化后PTC電阻隨溫度的上升與下降，影響整機功率值的下降及上升，通過探索和研究一種快速測試陶瓷PTC功率的方法。

2 PTC （R-T）特性闡述說明

PTC陶瓷體的電阻與其自身溫度有關。當溫度低于Tmin時,電阻隨溫度的上升與下降,呈現(xiàn)負的溫度系數(shù)。如R-T[2]曲線中的A段，若溫度在Tmin與Tmax之間，陶瓷體的電阻隨溫度上升而急劇增大，呈現(xiàn)正的溫度系數(shù)，如曲線中的B段，具有應用價值的也就是這一段。當溫度高于T max后，陶瓷體的電阻又隨溫度上升而下降。在常溫下PTC是低電阻，在加上電壓后，電流較大，溫度上升。但當PTC陶瓷體充分發(fā)熱后，電阻增大，電流減小，發(fā)熱功率P= U2/R比散熱功率小，故溫度下降；溫度下降后又導致電阻減小，電流增大，加大發(fā)熱功率，溫度反而上升，這樣的負反饋將使發(fā)熱體的溫度維持恒定。

3 過程分析及方法介紹

衣柜式干衣機整機功率值主要受到內部無刷直流風扇轉速（風量）及測試空間環(huán)境溫度兩大因素影響；

3.1 過程能力進行分析

首先通過對無刷直流風機轉速值一致性分析，判定對整機功率值影響程度。隨機取30件無刷直流風機進行轉速值數(shù)據(jù)采樣分析，再通過Minitab軟件對風扇轉速一致性過程能力進行分析（圖2）。

圖2 無刷直流風扇轉速值一致性過程能力分析

1）能力直方圖

直方圖的左右兩側的參考線分別為LSL和USL，無刷直流風機轉速的所有測試值均在規(guī)定界限之內，直方圖及兩條的重疊整體正態(tài)曲線和組內正態(tài)曲線可見，表面風機轉速近似服從正態(tài)分別，能夠滿足分析的要求。直方圖中央綠色的參考線為目標值，貼合與正態(tài)曲線的波峰。

2）過程數(shù)據(jù)

無刷直流風機轉速的樣本均值為：3 350 rtm與目標值3 350 rtm一致。

3）指數(shù)分析

整體能力指數(shù)（Pp）和潛在（組內）能力指數(shù)（Cp）約為1.7，均大于基準值1.33，表明過程能力充足。Ppk和Cpk約為：1.7左右，表明分別沒有分離；Cpm=1.63＞1.33，表明數(shù)據(jù)與目標值非常接近；

4）性能指標

預期整體合計PPM為0.28，即無刷直流風機轉速的預期不合格率為：0.28×10＾6，表明每百萬個產(chǎn)品中大約1個轉速不符合要求。

5）綜上數(shù)據(jù)分析

說明此款風機轉速的一致性好,生產(chǎn)過程管控能力富余，轉速對整機功率值的影響甚微，可忽略此因素影響，見表1。

表1 過程能力判斷參考標準

3.2 測試方法

1）根據(jù)陶瓷PTC（電阻與溫度的關系）自身特性，測試性能房環(huán)境溫度控制在23±2 ℃，整機加熱工作時間80 s的時長后功率輸出值處于一個穩(wěn)定范圍上下波動，此在條件環(huán)境下驗證判斷測試空間環(huán)境溫度對整機功率值的影響（圖3）。

圖3 相同測試環(huán)境下同一臺整機安裝衣柜與不安裝衣柜功率測試值

2）取一臺干衣機套上衣罩拉上衣罩拉鏈前記錄當前溫度測試儀顯示的空間溫度：24.5 ℃，拉上衣罩拉鏈后開啟整機加熱工作運行80 s后，拉開衣罩再次記錄衣罩內環(huán)境溫度為：29.2 ℃，此次功率測試值顯示整機功率為：967 W。

3）取同一臺干衣機待完全冷卻后，測試性能房環(huán)境溫度為：24.5 ℃，不安裝衣柜直接開機運行80 s后，性能房空間溫度24.7 ℃，整機功率值為：1 013 W；

通過如上驗證測試空間環(huán)境溫度變化對整機功率值的影響，環(huán)境溫度相差5 ℃帶衣罩與不帶衣罩整機功率值相差近45 W。環(huán)境溫度變化1 ℃功率值有近10 W左右差異。

4 方案驗證

為更進一步驗證確認安裝與不安裝衣罩整機測試功率的關系，對200臺整機進行安裝衣罩和不安裝衣罩進行整機功率值測試，對測試數(shù)據(jù)通過Minitab質量分析工具進行直方圖數(shù)據(jù)分析（圖4）。

圖4 整機功率測試兩種狀態(tài)直方圖

4.1 驗證過程

安裝衣罩測試功率與未安裝衣罩測試功率值的標準差約7.16，兩者均值差約36，同步采用散點圖對兩者功率測試值關聯(lián)性進行分析（圖5）。

圖5 安裝與不安裝衣柜功率

4.2 結果

1）通過數(shù)據(jù)對比分析，可以得出前后兩者存在正相關特性。因此，可以得出利用測試空間環(huán)境溫度變化后整機功率值的差異性[3]，可以通過不安裝衣罩的測試并通過功率值補償?shù)姆绞娇梢钥焖龠M行整機功率值測試，結果可靠。

2）依據(jù)相關數(shù)據(jù)分析情況，可以制定不帶衣柜干衣機整機功率測試條件和標準，具體對比如表2。

表2 檢驗標準功率

5 總結

通過在流水線線體與性能檢驗房上部空間，增加10 m左右的可循環(huán)滾動的供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)循環(huán)滾動速度可根據(jù)生產(chǎn)線體線速進行調整，根據(jù)此款產(chǎn)品的預加熱后整機功率穩(wěn)定時間為需70 s左右，依據(jù)此時間再調整線速與供電系統(tǒng)滾動速度，保證線體裝配好的裝機插入到電源后流入到性能房時間在70 s，性能房檢驗員可快速拔掉已預熱完成的產(chǎn)品插入到檢驗設備上進行功率值及相關性能指標測試此檢驗過程僅需要12 s時間有效解決需要在檢驗房安裝衣柜先預熱再功率性能測試的繁瑣方式，大大提升的產(chǎn)品測試效率及可靠性（圖6）。

圖6 利用供電循環(huán)系統(tǒng)解決單機預熱等待時間