关于IEC 60335-2-34中变频压缩机过载测试的差异分析

邓 欣 章黎君 俞群涛 陈碧蓉 吴嘉辉

（嘉兴威凯检测技术有限公司 嘉兴 314000）

引言

随着社会的不断发展，家用电器的安全和节能越来越被人们所重视，在大环境的推动下，作为制冷产品心脏的压缩机也迎来了革命性的突破，变频压缩机应运而生，并逐渐成为了新的发展趋势。

变频压缩机不但继承了传统转速恒定压缩机较强的稳定性，而且拥有了传统转速恒定压缩机不具备的灵活性，它可以通过程序智能化地调节压缩机制冷功率，为制冷器具提供持续而稳定的制冷效果。

如今，拥有变频压缩机的制冷产品已逐渐成为人们的首选。如何更好的保障用户安全已经成为每一位检验工程师需要认真探讨的课题之一。

1 变频压缩机

1.1 变频压缩机的定义及原理

变频压缩机，是相对转速恒定的压缩机而言的，它是通过变频控制器调节转速改变输出功率的一种压缩机。变频压缩机可以分为两部分：压缩机本体（图1）和变频控制器（图2）。

图1 压缩机本体

图2 变频控制器

其中，变频控制器的作用是将电网中提供的交流电转换为方波脉冲，通过处理器预设的程序控制后，根据实际需求调节方波脉冲的频率（即调节占空比）后输出，由此控制驱动压缩机的电机转速。输出的方波频率越高，对应的压缩机转速也就越高。

1.2 变频压缩机的优势

以冰箱器具为例，使用传统转速恒定压缩机的冰箱，是依靠于根据冰箱使用温度要求设置的温控器，通过不断开停压缩机，从而保持内部制冷区域温度的相对恒定的。压缩机开停之间容易造成制冷区域内温度的较大变化，而且会消耗较多电能，会对电网造成大的冲击，影响家庭电网的稳定性。

而使用变频压缩机的冰箱相对更加智能化，它可以根据制冷区域实际温度自动选择工作方式，依靠变频控制器对压缩机的转速进行调节，从而达到控制温度的目的。相对使用传统转速恒定的压缩机的冰箱，对温度的控制更为细腻和合理。其次，在低转速、低能耗状态下运转，变频压缩机可以仅以所需的功率维持设定的温度，这样不但温度稳定，还避免了压缩机频繁开停对其寿命造成的衰减，且耗电量会有明显降低，更加高效和节能。

1.3 变频压缩机的缺点

变频压缩机机在更加智能化的同时，也存在着比传统转速恒定的压缩机更大的风险。

首先，由于变频控制器智能化功能需要数量较大的电子元器件和复杂的电路支持，使得变频压缩机发生故障的概率比传统转速恒定的压缩机的大了很多。其次，传统转速恒定的压缩机的运转速度恒定，因此曲轴表面相对速度不变，相对摩擦较小，磨损也小，而变频压缩机在工作环境恶劣时，会不断地提速和减速，势必会对压缩机的使用寿命造成影响。

考虑到变频压缩机相对于传统转速恒定压缩机存在的更大风险，国际电工委员会（IEC）与其他认证机构及压缩机生产企业研究讨论后，提出了针对变频压缩机的单独测试方案。

2 标准对变频压缩机过载测试的具体要求

2.1 IEC 60335-2-34(Edition 5.0)

标准IEC 60335-2-34(Edition 5.0)首次对变频压缩机提出测试要求，明确指出包含压缩机保护系统和控制系统的压缩机需以额定电压进行表1工况的测试，在测试的过程中需要满足以下三点要求：

1）压缩机保护系统不应动作；

2）压缩机壳体及可触及相关表面的温度不应该超过150 ℃；

3）压缩机变频控制系统的温升不应超过IEC 60335-1表3中的限值减去7 K[1]。

随后在4、5、6、7的测试中选取压缩机壳体温升最高的一组工况进行降速测试。即冷凝温度以5 K的增幅逐步增加，这一过程一直持续到下列情况出现：

1）压缩机保护系统动作；

2）压缩机失速，并达到稳定状态。

在上述整个测试过程中，合成绝缘材料的电动机—压缩机绕组温度不应超过160 ℃，纤维素绝缘材料的电动机-压缩机绕组温度不应超过150 ℃。

从标准的具体要求可以看出，变频压缩机整个考核的方向与定频压缩机基本相同。根据变频压缩机转速可调节等特点，测试要求也扩大到整个转速范围中，确保变频压缩机的正常可运行。

2.2 IEC 60335-2-34(Edition 5.1)

IEC 60335-2-34(Edition 5.1)修订件对变频压缩机的测试方法没有做出明显的调整。仅对表1中的蒸发温度进行了一定调整，并对用于跨临界制冷系统R-744制冷剂做出了单独的考核要求（这里不对R-744制冷剂单独进行阐述）。

表1 变频压缩机测试工况表[2]

2.3 IEC 60335-2-34(Edition 5.2)

IEC 60335-2-34（Edition 5.2）对表1做了优化，删除了6和7最小冷量的测试工况（见表2）。

随后进行的测试相比较5.0版有了较大的变化，通过以下工况的变化考核压缩机过载能力：

1）升高冷凝温度至70 ℃；

2）以5 K的增幅逐步增加蒸发温度至0 ℃（低背压），10 ℃（中背压），20 ℃（高背压）后；

3）以6%的幅度上升额定电压直至达到1.12倍额定电压；

4）以5%的幅度降低额定电压。

直至压缩机保护系统动作或者达到稳定状态。

表2 变频压缩机测试工况表[2]

3 试验数据比对分析

表3数据由同一台样机根据不同的测试方法获得，由数据可知，在两种测试方法下，被测变频压缩机的保护器均能及时起到保护作用； IEC 60335-2-34（Edition 5.2）的测试数据相对于IEC 60335-2-34（Edition 5.1），绕组温升更高，变频压缩机的工作电流随工况变化提升更快，因此，相对而言IEC 60335-2-34（Edition 5.2）的测试条件更为严酷。

表3 新旧测试方法实时测试数据对照表

4 小结

综上所述，IEC 60335-2-34（Edition 5.2） 版本的测试方法相对之前提出的IEC 60334-2-35（Edition 5.0）和IEC 60335-2-34（Edition 5.1）两个版本而言，有了很多的精简和改进，摒弃了冗余的测试工况，极大缩短了试验的周期，并且更全面的考虑到可能影响压缩机运行的各种不良因素，测试方法更为合理和完善。

IEC 60335-2-34（Edition 5.2）版本测试方法的提出，是一个起点而非终点，相信随着变频技术的不断发展，变频压缩机的测试方法和要求也将随之不断地进步和完善，但值得肯定的是，每一次测试方法的更替，都将对压缩机制冷产业产生巨大的推动作用。