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吸尘器电机技术知识

吸尘器的基本知识

作者: 来源: 日期:2017-3-28 15:50:16 人气:366

本结构

吸尘器的基本结构按功能分为五个部分:

1、动力部分:吸尘器电机和调速器。调速器分手控、机控。

2、过滤系统:尘袋、前过滤片、后过滤片。按过滤材料不同又分:纸质、布质、SMS、海帕。

3、功能性部分:收放线机构、尘满指示、按钮或滑动开关。

4、保护措施:无尘袋保护、真空度过高保护、抗干扰保护(软启动)、过热保护(温度保护器)、防静电保护。

5、附件:手柄和软管、接管、地刷、扁吸、圆刷、沙发吸、挂钩、背带。

二、工作原理

吸尘器的工作原理是吸尘器电机高速旋转,从吸入口吸入空气,使尘箱产生一定的真空,灰尘通过地刷、接管、手柄、软管、主吸管进入尘箱中的滤尘袋,灰尘被留在滤尘袋内,过滤后的空气再经过一层过滤片进入电机,这层过滤片是防止尘袋破裂灰尘吸入电机的一道保护屏障,进入电机的空气经电机流出,由于电机运行中碳刷不断的磨损,因此流出吸尘器前又加了一道过滤。

过滤材料越细密就可以将空气过滤得越干净,但透气度就越差,这样影响了电机吸入的风量,降低了吸尘器效率。但是对用户而言,舒适干净是主要的,因此近年来流行叫“海帕”的过滤器。海帕是外来名,它是一种高效过滤器,可以将极小的灰尘挡住,效率达到99.97%3σ)。它的透气度是较低的,因此都做成波浪形以增加透气面积。这种过滤材料有的还可以反复清洗。任何过滤材料都有“寿命”,也就是长期使用后过滤材料的微孔已被小颗粒灰尘堵死。因此纸质的尘袋是比较理想的,用后即弃,卫生又方便。布质滤尘袋清洗后纤维会板结,影响过滤效果和透气效果。SMS三层复合过滤材料耐洗,但透气度稍低。

三、吸尘型号命名方法

四、吸尘器的主要技术指标

1、电气性能:

电源电压:伏V

频率:赫兹Hz

输入功率P1:瓦特W

2、空气性能:    

风量Q

单位m3/min,手持式1.5m3/min,卧式2m3/min

真空度Hs

单位KPa

吸入功率P2

单位WP2 = 16.67Hs·Q

效率n

n=P2/P1*100%

可见相关的空气性能曲线测试报告。

其中,在空气性能曲线中我们可以看到:

1HSQ曲线:当吸入风量(Q值)越来越大时,真空度(HS值)越来越小,当HS小到为零时,风量达到最大。当风量最小为零时,真空度值则达到最大值。

从曲线中还可以知道,吸尘器在使用中风量—真空度都是一个变量。风量大真空度小,反之亦然。将吸尘器吸入口全堵,真空度可以达到最大值,同样将吸入口畅开时就是风量的最大值。我们通常指吸尘器技术指标的真空度、风量都应该是最大值。

2P1曲线:是吸尘器的输入功率变化曲线,随着风量的增加(吸尘器吸入口从全堵到全开)输入功率是逐步增加的,这是因为吸入口全堵时没有空气可以吸入,吸尘器电机的风机有近似真空状态下工作,因此输入的功率就最小。而吸入口全开时吸入风量达到最大,输入的电量也应该比较大。两者相差较大,平时我们的标志吸尘器功率不是指最大功率(即全开时的功率),也不是最小功率,而是平均功率。

吸尘器输入功率=(吸口全开时的输入功率+吸口全堵时的输入功率)÷2,在铭牌上标注的吸尘器功率即是指平均功率。

虽然吸尘器的输入功率主要取决于电机功率,但是影响输入功率的因素很多,也就是一台1500W的电机装入吸尘器后就会低于1500W,变化的范围还比较大。吸入口全开和合闭两者的差值也是一个不确定的因素。一般可以认为吸尘器整个风道不畅顺,有漏气,进出风截面不够等都可以影响输入功率的大小。因此同一规格,同一批吸尘器的输入功率因为电机的工艺条件和吸尘器的生产工艺而造成功率有一定范围的变化一般规定了允许有±15%的差值。而世界各国对输入功率变化范围也在安全规则上作了规定,如美国UL是±1015%,欧洲为+15%,没有负。

按照这些规定,只要在符合指定国家地区的功率允差范围都是允许的,如销往美国铭牌功率为1500W的吸尘器,实际产品输入功率可以在1650W-1275W之间。

3P2曲线是吸尘器输出功率变化的曲线。吸尘器的输出功率是以真空度、风量来体现的,一般来说,真空度又高、风量又大输出功率就会比较高,它的公式是:

输出功率公式:P2=16.67HSQ(W)

HS:吸尘器的真空度,单位KPa

Q:吸尘器的风量,单位m3/min

吸尘器在使用过程中,真空度HS和风量Q不断按HSQ曲线变化,因此技术标准中规定的输出功率是最大功率,也就是P2曲线的顶点。千万注意,最大输出功率绝对不是吸尘器最大真空度和最大风量的乘积,可以观察空气性能曲线,当真空度最大时,风量为零,输出功率也为零。

4、η效率:吸尘器的效率=(吸尘器的输出功率P2÷吸尘器的输入功率P1)×100%

当然,P1P2都是在变化的,效率η也应该是曲线的顶点,即最大值。吸尘器效率一般在较小,这是因为吸尘器使用中空气流通有很大的阻力,降低了风量。阻力主要是过滤系统和吸尘器内部的内道,而且吸尘器电机本身的效率一般也小于40%

五、吸尘器的调速器

1、调速和干扰:为了使吸尘器的“吸力”可以按使用要求变化,就配置了调速器。调速器的基本原理是改变电源输入波形,从下图中一个完整的交流正弦波形,调速器是利用可控硅导通角的改变使正弦波有一部分(阴影部分)截止不导通使输入电机的电源减少,不断变化导通角,使阴影部分增加或减少可以获得无级变速的效果。

这种调速器简单可靠,但是带来了谐波干扰。被削波的输入波形不再是平滑的,而是断续的“尖峰”,这些“尖峰”引成了脉冲波,多次谐波后孔造成了无线电干扰,这就是谐波干扰的主要根源。随着波形的变化,干扰的大小也在变化。这种干扰对其它电器,尤其是对电子类器具干扰很大,世界各国对谐波干扰作了相应的规定。在吸尘器调速器上我们也研制了抑制这种干扰的措施。

   2、软启动:吸尘器电机的启动电流非常大,它的启动电流大到足以对家用电网引起干扰,日常生活中家中大电器的突然启动其它电器,如白炽灯会稍许暗一点,这种对电网的干扰在欧洲地区也是不允许的,针对这种干扰在吸尘器上增加称作软启地动的控制线路,

它的基本原理是不让吸尘器电机突然启动(全电压启动),而是当开关按下,电源接通时,先施加一个较低的电压,让电机缓慢的转起来,转动以后的电机建立了反电势,启动电流就不是很大了,这时再正常电压运转,这就是所谓的软启动。

六、主要性能指标的测量方法

1、真空度的单位:

1个大气压=101325Pa=英制406.7英寸水柱=旧制760毫米汞柱

如果一般吸尘器的最大真空度是23K Pa

23K Pa =23000Pa=英制92.336英寸水柱=旧制172.51毫米汞柱

上述三个单位制, PaK Pa是符合国际、国内标准的单位,而英、美国家还通用英寸水柱。而毫米汞柱虽然是旧制,但在生产现场计量时比较方便,公司内部还在一定范围内流通。

1 Pa读作1帕斯卡=1N/m2(每平方米上有1牛顿压力)

1inH2O读作1英寸水柱=249.1N/m2=249.1  Pa

1mmHg读作1毫米汞柱=133.32.1N/m2=133.32  Pa

2、真空度的测量

测量真空度的的仪器已经比较多,如U型管法、真空表法、数字化测量等,生产中常用的还是U型管法,比较方便、直观,而且仪器维修费用极低。U型管法是利用连通器的原理,在一个U型管内灌入适量水银(汞),使水银液面在两端管子内保持水平,当一端接上吸尘器水银面被增高,另一面下降,上升和下降的高度可以在刻度上读出。

真空度 H=h1+h2=2h2毫米汞柱

因为吸尘器接入U型管后,相当于将吸入口全闭,因此此时测得的真空度即是最大真空度。

3、空气数据的测试

如图为中国行业标准真空吸尘器规定的测试方法,它主要由均压容器(均压箱)、真空压力表、测风量用压力表(毕柱管)和尾部的一个调节阀门组成。

当接通吸尘器电源,调节阀门全开时,可以测得最大风量,而当将调节阀门全闭时风量为零可测得最大真空度。逐步调节阀门的大小可逐点测得每一阀门开启状态的真空度和风量。如果在吸尘器的电源输入端接上功率表,还可以同时测得各个开启状态的输入功率,从下表我们可以作出各相关空气数据曲线。虽然各个点分布多,足够细化,所作的曲线也越逼真。

空气曲线测量记录表

测量数据              单位数    据测量方法                           状态

                                                                                                1 2 3

HS:真空度            KPa        读表

Q:风量               m3/min     读表或计算

P1:输入功率          W          读表

P2:输入功率          W          计算 P2=16.67HSQ(W)

n:吸入效率           %          计算 n= P2÷P1×100%

其中输出功率和效率是一个抛物线,它的顶点就是输出功率的最大值和效率最大值。因此在测量时为了更精确,常常在顶点的附近多测量几个点。

4、地刷吸尘效率的测定

吸尘器的好坏,一个重要指标就是吸尘效率的高低,行业标准对此工作作如下规定:吸尘器的吸尘能力是吸尘器在规定的清洁周期内,吸除灰尘的量与试验面积上分布的灰尘量之比。

在硬木地板上除尘        吸尘能力         98%

在地毯上除尘            吸尘能力         65%

其中:

a、在硬木地板上的除尘能力试验方法是:在一块0.7×1米的光滑试验用地板上,均匀分布35克的试验尘粉。开启吸尘器,地刷按0.5±0.02/秒推行速度,采用之型模式,走一个行程,使地刷在试验板上均匀走过,吸除了试验板上的尘粉,停机后仔细地将试验                 板上的残余尘粉收集起来,称重mr吸尘能力Kb=(35- mr)÷35克×100%

b、在地毯上的吸尘能力测试方法与木板大体相同,但实践证明地毯的规格品种对测试效果影响很大,如一般短毛化纤地毯和长毛绒地毯,同样的吸尘器测试结果不一样,长毛绒地毯不容易吸尽,而行业标准对此没有作明确规定。

在企业的修订中将作出明确的规定,在与客户的交往中我们也应该注意到试验地毯的规格,否则会造成测试数据的很大误差。

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