（免費下載）GB/T 32503.1-2016 家用和類似用途變頻控制器的安全 第1部分：通用要求
1 范圍
1 范圍
GB／T 32503的本部分規(guī)定了家用和類似用途設(shè)備中的變頻控制器的安全，包括用在家用或類似用途的電冰箱、空調(diào)器、電風(fēng)扇、洗衣機、洗碗機、吸塵器、熱泵熱水器及類似用途的輸出功率大于10W的，且最大額定電壓不超過690V，最大額定電流不超過63A(這些參數(shù)是控制器)的用于控制電機的變頻控制器(簡稱：變頻控制器)。
本部分適用于在家用或類似用途設(shè)備中安裝在設(shè)備內(nèi)部的變頻控制器固有的安全，適用于與設(shè)備安全有關(guān)的操作值、操作時間和操作過程，以及適用于在家用或類似設(shè)備中隨設(shè)備一起使用的包含有變頻控制器的電自動控制裝置的安全試驗。
本部分適用于GB 4706.1范圍內(nèi)的器具與設(shè)備所使用的變頻控制器。
不作為一般家電，但用于公共場所，例如給商店、輕工業(yè)和農(nóng)場中由非專業(yè)人員使用的器具與設(shè)備，其裝入式變頻控制器也在本部分范圍。
本部分不適用于專門用于工業(yè)用途的變頻控制器及手持式電動工具、兒童車、殘疾人車、電動摩托車等使用的變頻控制器。
2 規(guī)范性引用文件
2 規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB／T 2423.10-2008 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Fc：振動(正弦)(IEC 60068-2-6：1995，IDT)
GB／T 2900.1-2008 電工術(shù)語 基本術(shù)語(IEC 60050-101-1998，NEQ)
GB／T 2900.25-2008 電工術(shù)語 旋轉(zhuǎn)電機(IEC 60050-411：1996，IDT)
GB／T 2900.32-1994 電工術(shù)語 電力半導(dǎo)體器件
GB 4343.1-2009 家用電器、電動工具和類似器具的電磁兼容要求 第1部分：發(fā)射(IEC／CISPR 14-1：2005，IDT)
GB 4343.2-2009 家用電器、電動工具和類似器具的電磁兼容要求 第2部分：抗擾度(IEC CISPR 14-2：2008，IDT)
GB 4706.1-2005 家用和類似用途電器的安全 第1部分：通用要求[IEC 60335-1：2004(Ed4.1)，IDT]
GB 4706.32-2012 家用和類似用途電器的安全 熱泵、空調(diào)器和除濕機的特殊要求(IEC 60335-2-40：2005，IDT)
GB 9364.1 小型熔斷器 第1部分：小型熔斷器定義和小型熔斷體通用要求(GB 9364.1-1997，IEC 60127-1：1988，IDT)
GB／T 14472-1998 電子設(shè)備用固定電容器 第14部分：分規(guī)范抑制電源電磁干擾用固定電容器(IEC 60384-14：1993，IDT)
GB 14536.1-2008 家用和類似用途電自動控制器 第1部分：通用要求(IEC 60730-1：2003，IDT)
GB／T 16842-2008 外殼對人和設(shè)備的防護檢驗用試具(IEC 61032：1997，IDT)
GB 19212.1-2008 電力變壓器、電源、電抗器和類似產(chǎn)品的安全 第1部分：通用要求和試驗
(IEC 61558-1：2005，IDT)
GB／T 29486-2013 家用和類似用途變頻控制器 術(shù)語
3 定義
3.1
電流頻率 current frequency
變頻控制器輸出的基波電流的頻率，單位Hz。
3.2
共振 resonance
物理系統(tǒng)中強迫振蕩周期能使振蕩的特征量或其時間導(dǎo)數(shù)達到極值時出現(xiàn)的現(xiàn)象。
[GB／T 2900.1-2008，定義3.1.11]
3.3
共振頻率 resonant frequency
電機與其支撐結(jié)構(gòu)、及相關(guān)聯(lián)的機械結(jié)構(gòu)發(fā)生共振，此時的電機的運行頻率稱為共振頻率。
3.4
升頻速率 speed of raising frequency
電機在啟動、運行過程中的運行頻率的上升速度，單位為Hz／s。
3.5
降頻速率 speed of reducing frequency
電機在啟動、運行過程中的運行頻率的下降速度，單位為Hz／s。
3.6
集成功率模塊 integrated power module
一種電路組件或電路組件與分立元器件的組件。這種組件是實現(xiàn)一種或多種電子線路功能而設(shè)計和制造的，并且在規(guī)范規(guī)定的試驗、銷售以及維修上均認為其結(jié)構(gòu)是不可分的。
3.7
缺相 lack phase
與變頻控制器輸出連接的電機負載的所有相中有一相或多相電機繞組中沒有電流，使得電機不能正常運轉(zhuǎn)的故障狀態(tài)叫缺相。
3.8
缺相保護 lack phase protection
變頻控制器為了防止電機因為長期缺相運行導(dǎo)致工作異常而采取的保護。
3.9
啟動過渡過程 transition starting process
變頻控制器被控部件，從靜止或反轉(zhuǎn)狀態(tài)，逐步切換到穩(wěn)定運行的過程。
3.10
過電流 over current
變頻控制器在運行情況下，在規(guī)定的時間間隔內(nèi)，施加規(guī)定時長的，超過輸出的均方根電流的電流值。
3.11
損壞性過電流 destructive over current
變頻控制器在額定運行情況下，能導(dǎo)致變頻控制器失效的過電流。
3.12
非損壞性過電流 non-destructive over current
變頻控制器在額定運行情況下，不會導(dǎo)致變頻控制器失效的過電流。
3.13
過電流保護 over current protection
變頻控制器為了防止因為長期過電流導(dǎo)致工作異常而采取的提前保護功能。
3.14
軟件保護 software protection
變頻控制器通過一重或多重軟件控制策略方法進行關(guān)聯(lián)保護，以排除電路單元故障、器件損壞或失效導(dǎo)致的控制器不能正常工作而可能產(chǎn)生安全隱患，確?？刂破骰蚱骶叩陌踩?。
4 一般要求
4 一般要求
控制器的設(shè)計和制造應(yīng)保證在正常使用中，即使由于粗心也不會對人身產(chǎn)生傷害或?qū)χ車h(huán)境產(chǎn)生破壞。
5 試驗的一般說明
5.2 試樣要求
試樣要求應(yīng)符合GB 14536.1-2008的4.2規(guī)定。
6 額定值
6.1 最大額定電壓
最大額定電壓為690V。
6.2 最大額定電流
最大額定電流為63A。
6.3 合格性
是否符合6.1和6.2的要求，按照第8章提供的資料檢查。
7 分類
7.2 按防護等級和變頻控制器所處的污染情況分類
按防護等級和變頻控制器所處的污染情況分類應(yīng)符合GB 14536.1-2008的6.5規(guī)定。
8 資料
8.1 一般要求
變頻控制器制造商應(yīng)提供足夠的資料以保證：
——能夠選用合適的變頻控制器。
——以滿足本部分要求的方法來安裝變頻控制器和使用變頻控制器。
——能夠進行有關(guān)的試驗，以確定變頻控制器符合本部分要求。
9 防觸電保護
9.1 防觸電保護應(yīng)符合GB 14536.1-2008中的8.1和GB 4706.1-2005中的8.1.4規(guī)定。
9.2 對于裝入式變頻控制器需要在實體機中實際安裝后通過視檢和相關(guān)的試驗確定其是否合格。
9.3 可能會觸及的高壓電，要求有明確的高壓標示。
10 接地保護措施
10 接地保護措施
接地保護措施應(yīng)符合GB 14536.1-2008的第9章規(guī)定。
11 端子和端頭
11 端子和端頭
端子和端頭應(yīng)符合GB 14536.1-2008的第10章規(guī)定。
12 結(jié)構(gòu)要求
12.1 一般要求
結(jié)構(gòu)的一般要求應(yīng)符合GB 14536.1-2008的11.1.2、11.1.3、11.2.3、11.6、11.7.1、11.8、11.10和11.11.1.3規(guī)定。
13 防潮與防塵
13 防潮與防塵
防潮與防塵應(yīng)符合GB 14536.1-2008的第12章規(guī)定。
注：同整機一起出貨的產(chǎn)品，以整機產(chǎn)品要求即可，不需要該章試驗。該試驗只適用獨立裝配的控制器。
14 電氣強度與絕緣電阻
14 電氣強度與絕緣電阻
電氣強度與絕緣電阻應(yīng)符合GB 14536.1-2008的第13章規(guī)定。
注：同整機一起出貨的產(chǎn)品，以整機產(chǎn)品要求即可，不需要該章試驗。該試驗只適用獨立裝配的控制器。
15 發(fā)熱
15 發(fā)熱
發(fā)熱應(yīng)符合GB 14536.1-2008的第14章規(guī)定，并在GB 14536.1-2008表14.1基礎(chǔ)上增加以下規(guī)定，見表3：
表3 發(fā)熱部件的允許最高溫度
16 制造偏差和漂移
16 制造偏差和漂移
制造偏差和漂移應(yīng)符合GB 14536.1-2008的15章規(guī)定。
17 環(huán)境應(yīng)力
17.1 基本要求
對溫度環(huán)境應(yīng)力敏感的變頻控制器，應(yīng)能經(jīng)受在運輸和貯存中可能出現(xiàn)的適當?shù)沫h(huán)境應(yīng)力水平的影響。
是否合格，通過17.2的相應(yīng)試驗檢查。將變頻控制器于所規(guī)定的與運輸條件相同的條件下進行試驗。如果沒有規(guī)定控制器的運輸條件，則控制器應(yīng)在起動元件或起動裝置處于最不利的位置時進行試驗。
18 空章
18 空章
19 機械強度
19.1 一般要求
機械強度的一般要求應(yīng)符合GB 14536.1-2008的18.1規(guī)定。
19.2 耐沖擊性能
耐沖擊性能應(yīng)符合GB 14536.1-2008的18.2除18.2.4外的規(guī)定。
注：同整機一起出貨的產(chǎn)品，以整機產(chǎn)品要求即可，不需要該章試驗。該試驗只適用獨立裝配的控制器。
20 螺紋部件及連接
20 螺紋部件及連接
螺紋部件及連接應(yīng)符合GB 14536.1-2008的第19章除19.1.9以外的規(guī)定。
21 電氣間隙、爬電距離和固體絕緣
21 電氣間隙、爬電距離和固體絕緣
電氣間隙、爬電距離和固體絕緣應(yīng)符合GB 14536.1-2008的第20章除20.3以外的規(guī)定。
22 耐熱、耐燃和耐漏電起痕
22 耐熱、耐燃和耐漏電起痕
耐熱、耐燃和耐漏電起痕應(yīng)符合GB 14536.1-2008的第21章規(guī)定。
23 耐腐蝕性
23 耐腐蝕性
耐腐蝕性應(yīng)符合GB 14536.1-2008的第22章規(guī)定。
24 電磁兼容性(EMC)要求——發(fā)射
24 電磁兼容性(EMC)要求——發(fā)射
變頻控制器的EMC——發(fā)射要求應(yīng)符合GB 4343.1-2009的要求。
25 空章
25 空章
26 正常操作
26.1 一般要求
按照第5章規(guī)定的試驗條件，測量變頻控制器的正常啟動及運行狀態(tài)。
26.2 啟動(失敗)試驗
變頻控制器在啟動過渡過程中，由于偶然因素，導(dǎo)致不能按照預(yù)定的程序啟動。此過程要求保證變頻控制器的安全，并能及時停止，恢復(fù)到啟動前的狀態(tài)。
通過下述試驗進行驗證。
人為制造電機失步狀態(tài)，如采用電機堵轉(zhuǎn)方式，觀察是否發(fā)生起火、漏電等安全問題。
27 電磁兼容性(EMC)要求——抗擾度
27 電磁兼容性(EMC)要求——抗擾度
變頻控制器的EMC——抗擾度應(yīng)符合GB 4343.2-2009規(guī)定。
28 非正常操作
28.1 一般要求
變頻控制器的設(shè)計應(yīng)盡可能避免由于非正常工作和誤操作導(dǎo)致的著火風(fēng)險、危及安全或防觸電保護的機械危險；傳熱介質(zhì)流或任何控制裝置的失效都不應(yīng)導(dǎo)致危險。
電子電路的設(shè)計和應(yīng)用，應(yīng)使其任何一種故障都不會在電擊、著火危險、機械危險或危險性功能失效方面導(dǎo)致器具不安全。
通過28.2～28.3的試驗來確定其是否合格。
試驗期間到試驗結(jié)束，變頻控制器應(yīng)符合28.4的要求。
28.3 依賴于微型熔斷器動作的安全判定
在出現(xiàn)28.2.3中規(guī)定的任何故障時，如果器具的安全依賴于一個符合GB 9364.1的微型熔斷器的動作，則要用一個電流表替換微型熔斷器，重復(fù)進行該項試驗。
如果測得的電流：
——不超過熔斷器額定電流的2.1倍，則不認為此電路是被充分保護的，然后要在熔斷器短接的情況下進行該項試驗。
——至少為熔斷器額定電流的2.75倍，則認為此電路是被充分保護的。
——在此熔斷器額定電流的2.1倍和2.75倍之間，則要將此熔斷器短接并進行試驗，試驗持續(xù)時間：
· 對快速熔斷器：為一相應(yīng)時間或30min，兩者中取時間較短者；
· 對延時熔斷器：為一相應(yīng)時間或2min，兩者中取時間較短者。
注1：在有疑問的情況下，確定電流時，要考慮到此熔斷器的最大電阻值。
注2：驗證熔斷器是否能作為保護裝置，要以GB 9364.1中規(guī)定的熔斷特性為基礎(chǔ)。同時它也給出了計算此熔斷器最大電阻值所需的信息。
28.4 一般性判定
在進行28.2～28.3的試驗期間，如適用，器具不應(yīng)釋放出火焰、熔融金屬、達到危險量的有毒或可燃氣體。外殼的變形不應(yīng)影響器具符合本標準，并且溫度不應(yīng)超過表4中的規(guī)定值。
表4 非正常溫度的最高值
附錄A 變頻控制器典型故障的軟件保護
A.1 總體說明
變頻控制器軟件保護的定義見3.14。
由于軟件保護功能和變頻控制器功能緊密相關(guān)，因此需要供應(yīng)商在第8章的說明文件中明確說明所具備的軟件保護功能、與該保護功能相關(guān)的控制方法、涉及的硬件參數(shù)和硬件電路單元、保護發(fā)生時響應(yīng)的優(yōu)先級。當使用較低優(yōu)先級時應(yīng)確保在響應(yīng)了所有可能的優(yōu)先事件后應(yīng)符合第26章的正常操作要求。
以下為典型故障的軟件保護功能舉例。
A.2 EEPROM芯片或數(shù)據(jù)損壞保護
變頻控制器中一般會將可以配置的電機或整機參數(shù)內(nèi)置于EEPROM芯片中。該芯片損壞或數(shù)據(jù)不能正確被讀取時，不允許出現(xiàn)因調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)置的嚴重失配的參數(shù)而導(dǎo)致變頻控制器運行在非常危險的狀態(tài)。允許出現(xiàn)功能缺失或停機等保護功能。
A.3 電流檢測故障保護
變頻控制器一般設(shè)有電流檢測功能。電流檢測的電流采樣由取樣電阻或由霍爾電流傳感器完成。電流檢測故障指的是，當這些傳感器出現(xiàn)故障，或者電流取樣電路的放大、緩沖電路失效時，電流檢測系統(tǒng)將失效。此時應(yīng)有電流檢測故障保護，以確保變頻控制器不能運行，或者即使能運行，也要確保不會出現(xiàn)起火、漏電、電解電容爆裂等安全隱患。
電流檢測故障保護通常有穩(wěn)頻保護、降頻保護和停機保護。
穩(wěn)頻保護是變頻控制器為防止非損壞性過電流長期運行或其他超出額定限制情況下，主動停止升頻，通過穩(wěn)定頻率來防止電流繼續(xù)上升。
降頻保護是變頻控制器為防止非損壞性過電流長期運行或其他超出額定限制情況下，主動降低運行頻率來減小運行電流，提高系統(tǒng)安全性。
停機保護是變頻控制器為防止損壞性過電流造成不可恢復(fù)的損傷，通過停機來實現(xiàn)保護的機制。
A.4 電機霍爾傳感器失效保護
對于部分變頻控制器的驅(qū)動對象是帶霍爾傳感器的電機，當霍爾傳感器出現(xiàn)故障時，通過軟件關(guān)聯(lián)保護確保變頻控制器和電機系統(tǒng)的安全，要確保不會出現(xiàn)起火、漏電、電解電容爆裂等安全隱患。
A.5 失速運行保護
在負載過重或過輕，且力矩配合不合理、升／降頻速率不合理時極易發(fā)生失速運行，變頻控制器對于失速運行應(yīng)進行關(guān)聯(lián)保護，如減速運行或停機。
注：變頻控制器的輸出不能按照預(yù)定的程序運行，稱為失速。
A.6 過欠壓保護
為保護變頻器及電機的安全，變頻控制器應(yīng)確保在安全的電壓范圍內(nèi)工作。包括交流供電電壓上下限值及直流母線電壓上下限值。軟件應(yīng)采取過欠壓保護，確保交流供電電壓和直流母線電壓不超過上下限值。
附錄B 功率模塊的發(fā)熱試驗方法
B.1 測溫點位置
一般的，功率器件規(guī)格書中會指定測溫點位置。對于沒有在規(guī)格書中指定溫度測試點的，應(yīng)通過測試，確定最大發(fā)熱點的位置。方法為：使用紅外熱成像儀，對運行穩(wěn)定后的變頻控制器進行熱成像，被測部件上溫度最高點，即為測溫點。
B.2 測溫?zé)犭娕脊潭?
對于測溫點可觸及的器件，熱電偶采取表面安裝的方式，直接將熱電偶通過高溫膠，或者螺釘固定。
對于測溫點在功率器件和散熱器的貼合面的器件，推薦采用下述方法：
在散熱器上對應(yīng)測溫點的位置打孔，將熱電偶穿過散熱器，貼在功率器件的測溫點上，使用高溫膠固定。
圖B.1舉例說明了測溫點的位置。
圖B.1 功率器件的測溫用散熱器開孔方法
如圖B.1所示，在散熱器上，離功率器件的測溫點大約3mm的位置開一個直徑為1.8mm的通孔，然后在散熱器的與功率器件貼合面上開一個長3mm、深1mm的凹槽，將熱電偶從散熱器的另一面通過通孔穿過來，放置在凹槽里。應(yīng)保證熱電偶的位置對準測溫點。
