IEC 60068-2-10 是國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)制定的環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于 低溫測(cè)試 的部分(全稱(chēng)為《環(huán)境試驗(yàn) 第 2-10 部分:試驗(yàn) 試驗(yàn) Cb:規(guī)定轉(zhuǎn)換時(shí)間的溫度變化》),主要用于評(píng)估電機(jī)等電工電子產(chǎn)品在極端低溫及溫度快速變化環(huán)境下的性能穩(wěn)定性和可靠性。以下是該標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)電機(jī)高低溫檢測(cè)(側(cè)重低溫及溫度變化)的核心內(nèi)容、檢測(cè)方法及相關(guān)說(shuō)明:
該標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了 “試驗(yàn) Cb” 的具體要求,即 “規(guī)定轉(zhuǎn)換時(shí)間的溫度變化試驗(yàn)”,適用于需要驗(yàn)證在低溫、高溫交替快速變化環(huán)境中能否正常工作的產(chǎn)品(包括電機(jī)、電子元件、設(shè)備等)。
與單純的低溫恒定試驗(yàn)(如 IEC 60068-2-1:試驗(yàn) A)不同,試驗(yàn) Cb 更關(guān)注 溫度在高低溫之間快速轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)產(chǎn)品的影響(如熱應(yīng)力導(dǎo)致的材料收縮 / 膨脹、絕緣性能變化、機(jī)械部件卡滯等)。
電機(jī)作為機(jī)電一體化產(chǎn)品,其繞組絕緣、軸承、結(jié)構(gòu)件等對(duì)溫度變化敏感,需通過(guò)該試驗(yàn)驗(yàn)證其在環(huán)境溫度驟變時(shí)的可靠性。
試驗(yàn) Cb 的核心是模擬電機(jī)在使用或運(yùn)輸過(guò)程中可能遇到的 快速溫度波動(dòng),具體流程包括以下關(guān)鍵步驟:
樣品狀態(tài)確認(rèn):電機(jī)需處于正常工作狀態(tài)(或按制造商規(guī)定的試驗(yàn)狀態(tài),如未通電、空載、滿載等),記錄初始性能參數(shù)(如絕緣電阻、空載電流、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)等)。
試驗(yàn)設(shè)備要求:需使用具備快速溫度調(diào)節(jié)能力的高低溫箱,滿足溫度范圍、升溫 / 降溫速率、溫度偏差等要求(通常溫度偏差≤±2℃)。
根據(jù)電機(jī)的預(yù)期使用環(huán)境或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求,確定以下關(guān)鍵參數(shù)(需在試驗(yàn)方案中明確):
低溫限值(T_low):如 - 25℃、-40℃等(根據(jù)電機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景,如戶(hù)外電機(jī)需更低溫度)。
高溫限值(T_high):如 + 60℃、+85℃等(通常參考電機(jī)的工作溫升或環(huán)境最高溫度)。
轉(zhuǎn)換時(shí)間(τ):樣品從一個(gè)溫度極端(如高溫)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)極端(如低溫)的時(shí)間,標(biāo)準(zhǔn)要求≤5 分鐘(若無(wú)法快速轉(zhuǎn)移,需在高低溫箱內(nèi)通過(guò)程序控制快速切換溫度,此時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間指箱內(nèi)溫度從一個(gè)限值達(dá)到另一個(gè)限值的時(shí)間)。
在每個(gè)極端溫度的保持時(shí)間(t):確保電機(jī)溫度達(dá)到穩(wěn)定(通常為 2-4 小時(shí),或根據(jù)電機(jī)熱容量計(jì)算,直至樣品溫度與箱內(nèi)溫度偏差≤2℃)。
循環(huán)次數(shù):根據(jù)產(chǎn)品要求設(shè)定(如 10 次、20 次循環(huán)),每次循環(huán)為 “低溫保持→轉(zhuǎn)換至高溫→高溫保持→轉(zhuǎn)換至低溫” 的過(guò)程。
初始檢測(cè):測(cè)試電機(jī)在常溫下的性能(如絕緣電阻、耐壓、運(yùn)行電流、噪聲等),作為基準(zhǔn)。
循環(huán)試驗(yàn):
將電機(jī)放入低溫箱,降溫至 T_low 并保持 t 時(shí)間(期間可根據(jù)要求通電運(yùn)行或不通電)。
在≤5 分鐘內(nèi)將電機(jī)轉(zhuǎn)移至高溫箱(或通過(guò)設(shè)備快速切換至 T_high),升溫至 T_high 并保持 t 時(shí)間(同樣可選擇通電運(yùn)行)。
重復(fù) “低溫→高溫” 轉(zhuǎn)換,完成規(guī)定的循環(huán)次數(shù)。
中間檢測(cè)(可選):在循環(huán)過(guò)程中(如每 5 次循環(huán)后),可在常溫下測(cè)試電機(jī)性能,觀察是否出現(xiàn)臨時(shí)故障。
恢復(fù)階段:試驗(yàn)結(jié)束后,將電機(jī)置于常溫(23℃±2℃)、常濕(50%±5% RH)環(huán)境中恢復(fù) 1-2 小時(shí),使樣品溫度穩(wěn)定。
最終檢測(cè):再次測(cè)試電機(jī)性能,與初始值對(duì)比,評(píng)估是否滿足要求(如無(wú)絕緣擊穿、繞組過(guò)熱、機(jī)械卡滯、性能參數(shù)超出允許偏差等)。
電機(jī)通過(guò)試驗(yàn)的核心要求包括:
機(jī)械結(jié)構(gòu)無(wú)損壞(如外殼開(kāi)裂、部件松動(dòng)、軸承卡死)。
電氣性能達(dá)標(biāo)(絕緣電阻≥規(guī)定值,如 1MΩ;耐壓測(cè)試無(wú)擊穿;運(yùn)行時(shí)電流、轉(zhuǎn)速在正常范圍)。
無(wú)功能性故障(如無(wú)法啟動(dòng)、異響、過(guò)熱保護(hù)誤動(dòng)作等)。
IEC 60068-2-10 聚焦于 溫度快速變化,而電機(jī)的高低溫檢測(cè)可能還涉及其他標(biāo)準(zhǔn),需根據(jù)產(chǎn)品需求組合使用:
IEC 60068-2-1:《試驗(yàn) A:低溫》(恒定低溫環(huán)境,如 - 40℃保持 100 小時(shí),評(píng)估長(zhǎng)期低溫對(duì)電機(jī)的影響)。
IEC 60068-2-2:《試驗(yàn) B:高溫》(恒定高溫環(huán)境,如 + 125℃保持 100 小時(shí),驗(yàn)證絕緣和材料耐高溫性)。
IEC 60034-1:《旋轉(zhuǎn)電機(jī) 第 1 部分:額定值和性能》(規(guī)定電機(jī)在不同溫度下的性能指標(biāo),如溫升限值)。
參數(shù)定制化:試驗(yàn)中的溫度限值、循環(huán)次數(shù)等需根據(jù)電機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景(如汽車(chē)電機(jī)、工業(yè)電機(jī)、家用電機(jī))確定,無(wú)統(tǒng)一固定值,通常由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或客戶(hù)要求明確。
樣品狀態(tài):電機(jī)在試驗(yàn)中是否通電運(yùn)行是關(guān)鍵變量(如 “通電運(yùn)行” 更接近實(shí)際工作狀態(tài),可評(píng)估溫度變化對(duì)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的影響;“不通電” 則側(cè)重對(duì)材料和結(jié)構(gòu)的影響)。
實(shí)驗(yàn)室資質(zhì):檢測(cè)需由具備 CNAS、ILAC 等資質(zhì)的第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,出具的報(bào)告才具有公信力,可用于產(chǎn)品認(rèn)證(如 CE、UL)或市場(chǎng)準(zhǔn)入。
總之,IEC 60068-2-10 的低溫及溫度變化試驗(yàn)是評(píng)估電機(jī)環(huán)境適應(yīng)性的重要手段,通過(guò)模擬極端溫度波動(dòng),提前暴露電機(jī)在材料、結(jié)構(gòu)、電氣性能上的潛在風(fēng)險(xiǎn),確保其在實(shí)際使用中的可靠性。