冷柜电控系统可靠性设计.docx

1、冷柜电器设计简述1.1、冷柜电器设计的内涵根据产品的功能需要，设计冷柜的电气系统，确定照明、风扇、控制器（电子）、除霜、加热等系统的功能匹配和认证要求，确定各电气零部件的布局，确定内部线束的布局等来达成产品的设计功能要求。根据市场、技术、质量和产品本身的完善等需要，对各电器零部件进行持续改进。1.2、冷柜电器系统设计的内容及流程冷柜电器系统设计的内容主要是确定产品电气原理方案、接线方案，确定照明、风扇、控制器（电子）、除霜、加热等系统的具体方案，明确各系统的主要技术参数，比如功率、功能等。电器系统设计的流程:根据产品要求确定产品的电气系统具体功能，出电气原理和接线方案，再确定照明、风扇、控制器（电子）、除霜、加热等子系统的方案，再确定控制器、灯、风扇、加热器、开关等零部件的具体参数和型号，在转入零部件的具体设计。1.3、 冷柜电器零部件设计的内容及流程零件电器设计分为定制设计和选型设计。定制件设计为根据系统确定的方案和外协单位、行业的实际能力明确定制件的具体功能，比如控制器出控制规格书、控制板的主要零部件和安装尺寸等，加热器明确结构方式和功率参数等；将具体方案以蓝图的形式明确下来并发各部门和外协单位。选型设计为根据系统确定的方案和行业、外协单位电器件现有的型号，确定电器件的具体功能和型号，参考外协单位的技术规格书，将具体的技术参数以蓝图的形式确定下来并发给各部门和外协单位。作为外协单位和质量部后续生产、检验的依据。2、电器系统符合性设计2.1、冷柜电器设计核心要点冷柜采用的电器件，其本身就是一个功能件，在额定的电压下工作的功率器件，本身就是一个为实现某种功能的系统。电器设计核心要点为主要功能限定、电压频率限定、安全符合性、可靠性规范、认证限定、有害物质限定、安装尺寸限定。2.2、电气系统图设计电气原理图是用来表明冷柜电气的工作原理及各电器元件的作用，相互之间的关系的一种表示方式，其作用为通过电气原理图的运用，用于分析冷柜电气线路，排除冷柜电路故障。电气原理图示例如下： 2.3、电气接线图设计冷柜的电气接线图主要显示该系统中压缩机、控制器、风扇电机、照明、化霜等电器部件之间的电气接线；由电气接线图可获得对该冷柜电气系统的更细致的了解。冷柜电气接线图是明确各电器零部件之间的电气接线关系，以此来指导冷柜生产合理的接线以及便于日后维修电工尽快查找故障。电气接线图示例如下：2.4、电子控制器系统设计控制器系统设计是指电子温控器为控制枢纽的系统设计，需要根据产品的功能明确控制器的显示、设定温度范围、照明、风扇电机、加热、化霜等功能要点的方案，对于与电气原理图，确定整个产品的电气系统的框架。电子控制器分选型和订制开发两种，选型指选控制器厂家现有的型号进行匹配，如danfoss的erc 102d控制器；订制开发指控制器厂家根据我司项目组的确定的控制规格书、控制板显示图案和控制板尺寸，进行专门开发。2.5、照明系统设计照明系统设计主要是根据标准要求和客户的需求，进行照明方案和功率匹配，目前冷柜的照明系统有五种方案a、白炽灯系统：由白炽灯和灯座组成，目前在卧柜上有使用（如bd-260系列），功率为15w，采用e14灯座，成本最低，但不环保，不节能，寿命短、照明效果差，在开关卧柜门3000次左右就可能造成灯丝断而使灯坏，部分地区（如欧洲）计划禁用。b、节能灯系统：由白炽灯和灯座组成，目前在低中端立柜上有使用，功率为15w和24w，采用e14灯座和e27灯座，成本较低、结构简单，但寿命短、照明效果差；c、荧光灯系统：由荧光灯、灯座、启辉器、启辉器座、整流器和连接线组成；目前为中端立柜常规的照明方式，成本适中，照明效果好，但寿命一般，在6000小时到10000小时之间，结构复杂，故障率高；d、led系统：由led灯和电源组成，成本高，但结构简单，使用寿命长，一般能达到20000小时以上，照明效果好，节能效果好，可实现定向照明，是荧光灯能耗的30%左右，故障率低，为目前高端冷柜采用的照明方式。e、面板灯系统：由led面板灯和电源组成，成本昂贵，结构复杂，但使用寿命长，一般能达到20000小时以上，照明效果好，节能效果好，可实现面照明、无影照明，故障率低，为目前在哈根达斯雪糕柜使用。白炽灯、荧光灯荧光灯、节能灯led灯、 led射灯led面光源2.6、风机系统设计风机系统主要有电机和风叶组成，根据制冷系统的需要合适的电机和风叶，具体匹配表如下：电机类型电机特征主要特征目前用途电压、频率标配风叶可使用风叶罩极电机外铝壳，内线圈的电机，比较适合温度较高的场所，但不适合湿度很大和要求防爆的场所，不适合风叶水平安装的方式，2.5w，含油冷凝、蒸发220/50154/34154/22、154/28、154/34、172/22、172/285w，含油冷凝220/50172/34172/22、172/28、172/34、200/22、200/287w，含油冷凝220/50200/34200/22、200/28、200/34、230/22、230/2810w，含油冷凝、蒸发220/50230/34230/22、230/28、230/34、250/22、250/285w，含油(不含安装螺钉）蒸发220/50172/34172/22、172/28、172/34、200/22、200/287w，含油(不含安装螺钉）蒸发220/50200/34200/22、200/28、200/34、230/22、230/282.5w，滚珠冷凝、蒸发220/50154/34154/22、154/28、154/34、172/22、172/285w，含油冷凝、蒸发230/50172/34172/22、172/28、172/34、200/22、200/28em电机线圈全密封，线圈与转子分离，使用防爆和防潮场所，但不适合温度较高的场所，不适合风叶水平安装的方式em3020l-c07蒸发230/50172/22172/22、172/28em3020l-c07-aa蒸发230/50172/22172/22、172/28em3030l蒸发230/50200/22230/22、230/281w,(安装柱后面）冷凝220/50110（塑料）贯流电机带滚筒和em电机，不适用湿度较大场所滚筒60，1w冷凝220/50滚筒30,，1w冷凝220/50滚筒40,2.5w加热220/50方块电机带风叶的方形风机，四个角安装孔固定，不建议在蒸发上使用9090，滚珠冷凝220-240/56-6012038，滚珠蒸发220-240/56-6012038，滚珠冷凝220-240/56-602.7、加热系统设计加热系统设计主要分以加热为主要功能的冷柜上采用的系统和加热作为辅助手段的系统。加热为主功能的系统：目前在加热柜和冷热柜上使用，以ptc加热器和电热丝加热丝为主要手段，在系统上增加可自动恢复的恒温器、不可恢复的热熔断丝以及过流保护的保险丝。该系统功率较大，在100w以上，电压为市电电压，温度较高（80以上），需要通过性能试验、热稳定性试验、干烧试验等多项试验验证功率匹配合理性、安全保护位置参数等合理性。加热为辅助功能的系统：目前用户卧柜是热补偿用，在温控系统控制冷藏冷冻箱的其中一个间室系统中，当环境温度变化时，通过加热系统的工作抬高主控温间室来实现另外一个间室的温度处在合理的温度区域。该系统温度一般在60以下，由加热丝直接通过补偿开关接市电工作。目前温度要求在0度以下的展示柜中，用于玻璃门的除露用，保证门玻璃上的凝露处于标准要求的范围之内，一般电压在ac24v或ac32v;需要配变压器，所选变压器的功率保证输出工作在加热丝工作的1.2倍以上。该系统温度一般在60以到80之间。2.8、化霜系统设计化霜系统主要用于冷冻柜除蒸发器在工作中凝结的霜，由加热器、自动恢复的恒温器、不可恢复的热熔断丝组成。加热器有带铝箔的加热丝、套铝管的加热丝和套不锈钢管的加热丝。在冷柜正常工作周期内8到24小时的范围，工作10到30分钟左右，实际情况根据产品的特性来定。化霜系统设计需要考虑在性能测试中能够使蒸发器上的霜清除干净，同时需要考虑在恒温器或热熔断丝其中一个失效、箱体不制冷情况下的安全。2.9、线束布局设计线束布局设计主要是对产品的各功率器件通过对合理的方式、有简单的工序、有节省的成本用导线连接起来，对应于电气接线图。对于金属板空需要橡胶圈保护，内胆为塑料（abs或hips）,泡层内的导线可以不要护套；内胆为金属板，泡层内的导线可必须要护套；压缩机仓和灯箱处的强电线需要有pvc护套；低压（24v以下）用的导线以能过四项安全性能为原则，不强制要求用护套。3、冷柜电器零部件设计及选用规范3.1、零部件符合性设计概述在整机的电气系统和各子系统明确了功能性设计后，零部件设计主要是确定零部件的具体电压频率、功率、符合的认证、符合的标准、功能性参数等具体的技术参数，设计时充分考虑现有电器零部件和外协单位的现有技术和要求；以蓝图的形式固化下来，发给各部门和外协单位，作为后续批量生产的依据。3.2、零部件选用规范概述在零部件设计时，必须要考虑现有零部件的使用状态，根据现有零部件的设计要数、使用范围、价格和质量等情况，建立零部件使用情况的一览表并对具体零部件给出使用建议，作为后续电器设计的参考和选用规范。3.3、电子温度控制器设计电子温度控制器主要分软件部分设计和硬件部分设计。软件部分设计为编制控制规格书，确定各项功能、显示方案等详细技术细节；硬件部分设计为确定主控制板和显示板的具体尺寸，关键元器件的厂家、认证、参数等；以下我司控制器使用情况，选用控制器优先考虑表内的控制器，尤其是推荐使用的：类别产品电压硬件备注卧柜bcd-178/218220v显示板、主控板显示板的参数不同，主控板的关键元件电压和认证不同bcd-178/218/h(ev)115v显示板、主控板bcd-256/h(eu)115v显示板、主控板立柜sc-382wyl/h(e)100-240v控制器成本较高，后续不建议借用sc-382wyla/h(ev)100-240v控制器成本较高，用于高端产品sd-338wyl100-240v控制器用于高端产品sd-388wyl/hg100-240v控制器控制参数不同,与sd-338wyl增加了报警器sd-100fyl/h100-240v控制器sd-40wyl/h(e)220v显示板、主控板sc-500wyl/h(e)220v控制器成本较高，后续不建议借用sc-982wylb/h(e)220v显示板、主控板老品延续控制器sc-758wyl/hp220v显示板、主控板老品延续控制器3.4、led灯设计led灯设计根据产品的功能要技术参数，属于定制件，需要确定功率、安装尺寸、灯珠的类型，目前公司使用的led情况如下，选择led灯优先考虑下表的灯：类别种类规格对应荧光灯备注led灯led灯-l03230053-sc-982wyl5050灯，带铝槽，1000长，11.8w30w382、500等型号使用led灯-l03230063-sd-338wyl/hg3528灯(高亮），无铝槽，1274长新338专用led灯-l03230064-sd-338wyl/hg3528灯(高亮），无铝槽，530长新338专用led灯-l03230069-sd-100fyl/h3528灯，无铝槽，480长sd-100专用led射灯led射灯-l03230067-sc-758wyl/hp330长度，8w,2线30w758上使用led射灯-l03230066-sc-1000wl/hp380长度，8w，2线30w1000上使用led射灯-l03230014-通用380长度，8w,通用，4，线长15030w382、500等使用，柜内灯使用led射灯-l03230013-通用380长度，4w,通用，4线15w382、500等使用，灯箱灯使用led灯-l03230042-sc-758wyl/hp330,1w,8灯,引出线45030w758上使用led灯-l03230042-sc-220wld/h330,1w,8灯,引出线15030w220上使用led灯-l03230032-sc-982wl/hp!8w760长度，8w，2线，线200，30w982上使用led灯-l03230014-sc982wl/hp760长度，8w，2线，线350，30w983上使用led灯-l03230070-sc-388wl/h450长度，8w，2线，线100，30w388、518等百事新品使用led灯led灯组件-l03030003-bd-306p/h(e)12灯珠，草帽灯卧柜使用3.5、节能灯设计节能灯设计为选用厂家现有型号，根据冷柜产品的功能要确定型号，根据厂家的技术规格书和我司的标准要求，确定以下功率、电压和灯头等技术参数：目前冷柜公司采用的节能灯如下：厂家电压功率灯头型号使用意见斯朗柏220v11we27限制使用斯朗柏110v15we14,限制使用斯朗柏220v15we14限制使用斯朗柏220v15we27推荐使用斯朗柏110v24we27推荐使用斯朗柏220v24we27推荐使用3.6、荧光灯设计荧光灯设计为选用厂家现有型号，根据冷柜产品的功能要确定型号，根据厂家的技术规格书和我司的标准要求，确定功率、灯管类型等技术参数：。目前冷柜公司采用的荧光灯规格如下：种类功率备注t58w一体式t514wt521wt810wt815wt818wt830wt836w3.7、镇流器设计镇流器设计为选用厂家现有型号和根据产品需要定制，与荧光灯管配套，根据厂家的技术规格书和我司的标准要求，确定以下功率、配有灯管、电压等技术参数：目前采用的镇流器如下：种类220v/50hz230v/60hz220-240v/50hz120v/60hz10w有无无无15w有有有有18w有无产品配置无产品配置无30w有有有有36w目前无产品配置无无无3.8、电磁阀设计电磁阀设计为选用外协单位现有的型号，并根据产品的具体情况做适当地更改,主要技术参数如下：技术参数示例技术参数示例工作模式双稳态峰值功率120w额定工作电压115v、60hz最低工作电压85v驱动脉冲不少于10个50/60hz正弦脉冲动作次数10万次认证ul标准q/hkb/j 04007-20073.9、变压器设计变压器设计为选用外协单位现有的型号；或者根据其结构方式根据功率的要求确定尺寸，外协单位根据我们的要求进行定制，目前我司变压器的主要作用为对市电进行降压给门玻璃加热丝提供电压，设计要求功率选择在加热丝功率的1.2倍以上，主要确定功率、输入输出电压等技术参数如下，现有变压器如下：种类主要特征备注线性变压器100fyl/h220v/32v，60w,线性变压器338wyl/hg220v/24v，150w,冰箱变压器382wyla/h(e)220v/24v，60w,冰箱变压器382wyla/h(ev)115v/24v，60w,冰箱变压器sd-40220v/24v，60w,冰箱变压器338wyl德力西，220v/24v，150w,被新338代用变压器的功率在30w以上一般就没有认证的，所以选择上一定要求符合认证要求，以保证随机认证时能够符合认证要求。3.10、加热器设计化霜加热器设计为根据产品的要求确定加热方式、防护方式、外形尺寸和功率，找外协单位定制，设计时需要重点考虑对于加热丝的防护和产品非金属件的隔离，主要确定加热丝防护方式、装配方式、功率计加热丝的类型等技术参数，目前冷柜使用的加热器情况如下，意见在表中选用加热器：种类特性使用意见说明加热器sc/sr-70wlx铝磁片加热器，400w推荐使用新品用加热器sc/sr-70wl回形铝箔加热丝，129w推荐使用新品用加热器 化霜-sc-382wyla/h(e)铝管加热丝，150w推荐使用加热器 接水盘-sc-382wyla/h(e)铝箔加热丝，15w推荐使用加热器sr-60lptc加热器，500w推荐使用加热柜使用加热器sd-338wyl加热丝，35w限制使用338门框上使用加热器sc-382wyla/h(ev)铝箔加热丝，25w 115v限制使用出口382上0度柜使用加热器sc-382wyla/h(ev)铝管加热丝，200w 115v限制使用出口382上0度柜使用加热器sc-382wyla/h(ev)铝管加热丝，150w 115v限制使用出口382上0度柜使用加热器sc-982wyl铝箔加热丝，限制使用出口982上使用3.11、导线设计根据功率器件的电压、功率和产品认证、结构的情况，确定导线的规格、长度、护套位置、接线端子的规格，主要技术参数如下，具体使用情况见冷柜 强电连接线、电源线、风扇电机等电器件物料优选库强电连接线部分：cccvdeul规格型号227 iec 06（rv）、227 iec 08（rv-90）或227 iec 53（rvv）227 iec 06（rv）、227 iec 08（rv-90）或227 iec 53（rvv）ul1015ul2468ul1007ul3135额定电压300/500v或300v300/500v或300v300/600导体标称截面0.5mm20.75mm21.0 mm20.5mm20.75mm21.0 mm216awg18awg20awg在负载方面，规格选择如下：导体标称截面500升及以下立柜、卧柜压缩机负载回路、其他500升以上立柜压缩机负载回来照明回路、风机回路ccc0.75mm21.00mm20.5mm2vde0.75mm21.00mm20.5mm2ul18awg16awg20awg设计选型方面，量大的可虑专用，量小的考虑借用。3.12、电源线设计按照产品的认证和负载，选择电源的规格和长度。长度要求如下：普通客户百事客户特殊客户导线长度1.5m2.5m按黄金样机或客户要求电源线的标称截面如下：导体标称截面500升及以下立柜、卧柜500升以上立柜特殊客户ccc、vde0.75mm21.00mm20.5mm2ul18awg16awg20awg主要地区电源线认证要求如下:规格地区中国欧洲英国北美巴西阿根廷澳洲韩国日本南非中东插头认证cccvde,saa,bsi,bsasta，bsi,bsul,csaucieeiramsaakccpsesabsvde、bsi电源线认证cccvdevdeulvdevdevdevdeulvdevde目前电源线使用情况如下表示种类主要特征备注交流电源线-l03120039-英式-黑色-通用2300，英式建议使用l03120037电源线部件-l03120076-以色列三圆-bd510/he2300，以色列三圆电源线部件-l03120075-bd-145n/h(eu)2300.，美插，斜建议使用l03120025电源线部件-l03120073-sc-758wl/hp(e)3360，英式客户指定时使用电源线部件-l03120070-sd-40wyl/h(e)2300，法式，带端子40新品试用电源线部件-l03120068-sc-382wyla/h(ev)2850，美插，直北美百事立柜使用电源线部件-l03120066-sc-758wl/h(eu)2150，美插，直电源线部件-l03120065-通用2200，乌拉圭三扁插电源线部件-l03120063-通用2170，中式建议用l03120048电源线部件-l03120060-通用2150，法式建议用l03120011电源线部件-l03120058-bd-203d(phl.tt)2040，日本，18awg电源线部件-l03120056-白色-smrsk-225d3650，英式客户指定时使用电源线部件-l03120054-sc-982wyla(ago.icc)2800，法式，1.0500升以上立柜使用电源线部件-l03120022-灰色!saa!半剥3500，澳洲，直插客户特殊要求用电源线部件-l03120011-通用!白色2150，法插，白色电源线部件-l03120011-黑色!通用2150，法插，黑色电源线部件-l03120003-银灰!带接地线!ccc3000，中式百事立柜使用电源线部件-l03120002-黑色!瑞士三圆插2200，瑞士三圆插电源线部件-l03120033-灰色!pse3500，日本插客户指定时使用电源线部件-l03120001-白!漏电保护插头!ccc2990，漏电保护建议l03120040替代3.13、风扇电机设计风扇电机根据产品的要求和外协单位的现有型号确定电机的型号和风叶，需要明确以下功率、轴承类型、电压、电流、认证等技术参数，目前使用的电机情况如下，尽量使用推荐款电机：电机类型主要特征用途电压、频率标配风叶备注罩极电机2.5w，含油冷凝、蒸发220/50154/34小容积柜使用，或者卧柜5w，含油冷凝220/50172/34380升以下立柜和卧柜冷凝上使用，全系列蒸发用，7w，含油冷凝220/50200/34380升以上立柜冷凝上使用或500以上立柜使用5w，含油(不含安装螺钉）蒸发220/50172/34考虑通用性，用1143029替代7w，含油(不含安装螺钉）蒸发220/50200/34考虑通用性，用1143235替代em电机em3020l-c07蒸发230/50172/22成本高，只有客户指定或者高端产品上使用，否则可以用1169015替代em3020l-c07-aa蒸发230/50172/22成本高，可以用1160084或1169015替代em3030l蒸发230/50200/22成本高，计划用霸菱用参数电机替代，客户指定的除外1w,(安装柱后面）冷凝220/50110（塑料）卧柜冷凝不建议用该款电机1w,(安装柱前面）蒸发220/50110（塑料）经济性电机，普通280升以下立柜蒸发上使用4w冷凝220/50160（塑料）卧柜冷凝不建议用该款电机，计划用罩极电机替代4w冷凝220/50160（塑料）目前只有180在使用贯流电机滚筒60，1w冷凝220/50目前在冷热柜70新品上使用滚筒30,，1w冷凝220/50目前在加热柜上使用滚筒40,2.5w加热220/50目前在冰晶柜40冷凝上使用方块电机9090，滚珠冷凝220-240/56-60目前计划用在260升以下卧柜上12038，滚珠蒸发220-240/56-60只有252上使用，其他请使用116667012038，滚珠冷凝220-240/56-60用于冰晶柜40蒸发上3.14、开关设计开关根据产品的要求和外协单位的现有型号确定开关的型号，重点考虑负载与开关触电能力的关系，需要明确认证、电压、电流、黑色和安装尺寸等技术参数，目前我司使用开关情况如下：种类主要特征使用意见切换开关-l03100015-sd-338wyl/hg按扭开关推荐使用切换开关-l03100001-黑色!cqc!250v!6.5圆形翘板开关，带指示灯推荐使用开关-l03100014-sc/sr-70wl方形翘板开关推荐使用开关-l03100011-sd-338wyl电源开关，26a推荐使用灯开关-l03100010-sd-338wyl灯开关推荐使用灯开关-l03100004-白色!cqc!250!6方形翘板开关推荐使用灯开关-l03100002-黑色!cqc!250!10方形翘板灯开关，黑色推荐使用灯开关-l03100002-白色-sc-60l方形翘板灯开关，白色推荐使用磁敏开关-l03100003-12v磁敏开关，带引线（立柜c/smr-02v-b)推荐使用磁敏开关-b03360005-220240!9!15感温，218美国用限制使用注：种磁敏开关，主要考察开关与磁铁的动作行程，该开关只能作为弱电的开关信号用，不能作为灯、风机等功率器件的控制开关。3.15、铭牌设计电路图铭牌设计根据产品的主要功能指标，明确以下技术参数：技术参数示例技术参数示例气候类型st(5)防触电保护类别i总容积388l有效容积380l展示面积0.539m2额定电压220v额定频率50hz额定电流3.6a照明灯功率4w+8w耗电量4.2kwh/24h制冷剂及装入量r134a 200g发泡剂环戊烷重量93kg电路图铭牌为每个型号一种，并需要进行认证报备。3.16、保险丝设计保险丝设计根据所保护器件的功率，额定电流一般需要在保护器件功率电流的1.11.的范围之间，明确以下认证、电压、电流等技术参数，目前公司使用的保险丝情况如下：种类主要特征使用意见保险丝部件-l03260003-sd-338wyl1.0a推荐使用保险丝部件-l03260002-sr-60l组件推荐使用保险丝部件-l03260001-sr-60l组件内的保险丝，6.3a推荐使用4、结束语冷柜电器系统设计过程中主要考虑经济性及可靠性，通常还要遵循以下准则：（1）通用化设计原则。电器零部件原则上都是通用件，在新零件设计时一般为特定的产品而设计和选型，但确定后可以使用到其他的产品上，所以在通用化设计