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分析丨分體式永磁無刷直流電動機在CCC認證過程中值得關注的4個問題
日期：2023-10-09 13:50
專欄簡介
伍說技術專欄旨在對產品認證過程中遇到的有關質量管理問題進行深度剖析。專欄將陸續(xù)推出小功率電動機、家用電器等產品的相關內容，希望能對相關生產企業(yè)和認證檢查人員有所裨益。
無刷直流電動機（brushless direct current motor）是指“沒有電刷和機械換向器，通過控制器控制各相繞組進行電子換向的電動機”（GBT 5171.21-2016《小功率電動機 第21部分 通用試驗方法》3.1.101給出的定義）。
永磁無刷直流電動機是隨著電子技術發(fā)展而出現(xiàn)的機電一體化電動機。相對于永磁有刷直流電動機而言，它沒有電刷和機械換向器，借助轉子位置檢測信號，控制各相繞組進行電子換向。它既有直流電動機的優(yōu)越的調速性能，又不存在電接觸磨損，相比傳統(tǒng)的有刷直流電動機，無刷直流電動機具有電磁干擾小、噪聲小、可靠性高、壽命長等優(yōu)點，因而近年來得到了越來越廣泛的運用。
由于永磁無刷直流電動機是通過改變定子繞組的頻率來實現(xiàn)調速，所以，早期也有人把這種電機稱為變頻電機。
完整的永磁無刷電動機包括了電動機本體及其控制器。考慮到控制器的安裝方式，永磁無刷電動機又可分為整體式和分體式，分體式是指電動機本體與控制器是通過一條或多條線纜進行連接的永磁無刷直流電動機。舉個例子，電動自行車用永磁無刷直流電動機就是典型的分體式永磁無刷直流電動機，它的調速控制旋鈕還通過連接線安置在電動自行車的把手上。
目前，已有不少生產分體式永磁無刷直流電動機，例如，電動自行車用永磁無刷直流電動機，獲得了CCC認證，但是，在該類型產品的認證過程中仍然存在著幾個問題，值得探討。
永磁無刷直流電動機的原理是，將直流電源通過逆變器逆變成3頻率可調的三相交流電源給電動機本體供電，逆變后的三相交流電可以是方波，也可以是含有一定諧波的正弦波。當然，直流電源也可以是又交流市電通過整流獲得，這時，包含了整流部分的永磁無刷直流電動機的輸入電源則為交流電源。
而永磁無刷直流電動機其電動機本體部分，從電動機的原理上來說，就是永磁同步電動機。
理論上，永磁同步電動機是可以單獨申請認證的。但是，我們要考慮到實際情況，實際情況是，該永磁同步電動機并不單獨作為獨立的電動機進行銷售，而是作為永磁無刷直流電動機的一個部分進行銷售，或與控制器一起進行銷
售。
因此，分體式永磁無刷直流電動機不帶控制器不能單獨申請CCC認證的。
有些企業(yè)不僅生產分體式永磁無刷直流電動機本體，同時也生產與電動機本體配套使用的控制器，這種情況下，企業(yè)以永磁無刷直流電動機整體申請CCC認證，是不存在問題的。
也有些企業(yè)，只生產分體式永磁無刷直流電動機本體，控制器由類似電動自行車這樣的整機生產企業(yè)選配，這種情況下企業(yè)該如何申請CCC認證呢？
筆者認為，生產企業(yè)應將電動機本體與其配套的控制器一起申請CCC認證。
考慮到某企業(yè)生產的某一個規(guī)格的電動機本體，有可能給多家終端整機產品配套，因此，一個規(guī)格的電動機本體有可能配套不同企業(yè)生產的不同型號規(guī)格的控制器。這種情況下，各種型號規(guī)格的控制器應隨同電動機本體一起送樣進行型式試驗。
CCC認證指定實驗室應選擇典型規(guī)格的控制器，比如容量小、變頻范圍大的控制器，配套電動機本體進行全項目的型式試驗，并用其它規(guī)格的控制器配套電動機本體完成相關項目的補充測試。
CCC認證指定實驗室在出具型式試驗報告時，應將完成檢測并合格的控制器作為關鍵元器件在型式試驗報告中列出。
有些永磁無刷直流電動機的控制器是與整機的主控制板設計在一起的，比如，洗衣機用永磁無刷直流電動機，這時，則應將主控制板或其中的永磁無刷直流電動機驅動模塊作為關鍵元器件。
分體式永磁無刷直流電動機的銘牌也是一個值得關注的問題，幾個主要問題探討如下：
一、銘牌標注的位置
分體式永磁無刷直流電動機分體的特征，使得其銘牌標注的位置成為了一個問題。由于控制器本身有一個銘牌，主要標識了控制器的一些額定值，如輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流、輸出電壓的頻率范圍等參數，因此，分體式永磁無刷直流電動機的銘牌標注在電動機本體上是比較合適的。
二、產品的名稱
分體式永磁無刷直流電動機通常都有特定的用途，是針對特定的整機產品的特性需求而專門設計的，因此，通常都以“ＸＸＸ（整機產品名稱）用永磁無刷直流電動機”來命名產品。例如，“電動自行車用永磁無刷直流電動機”。
三、產品的型號
電機產品的型號通常都由企業(yè)自主命名，推薦性國家標準GB/T 4831-2016《旋轉電機產品型號編制方法》規(guī)定了電機產品型號的編制方法，適用于各種類型電機產品型號的編制，可供參考。
但是，需要特別指出的是，分體式永磁無刷直流電動機應針對每一個規(guī)格的控制器與電動機本體組合給出唯一的產品型號。在產品的銘牌中，還應標注出其配套使用的控制器的型號和規(guī)格參數。
四、額定轉速
永磁無刷直流電動機突出的優(yōu)點之一就是優(yōu)越的調速性能。因此，其額定轉速應標注一個范圍，即，標出電動機的最高轉速和最短轉速值，這兩個轉速值也是產品進行型式試驗時的重要工作點。
永磁無刷直流電動機的額定轉速范圍由電動機的磁極對數和控制器輸出電壓的頻率范圍決定，可由下式計算得出：
n=60×f/p
n—電動機的轉速，r/min；
f—控制器輸出電壓的頻率，Hz；
p—電動機的磁極對數。
電動機本體的磁極對數確定后，電動機的轉速范圍就由控制器的輸出電壓頻率范圍決定了。
電動機的額定轉速范圍客觀上由終端產品的特性需要決定，這也是設計或選擇控制器的輸出電壓頻率范圍的依據。
五、接線圖
由于分體式永磁無刷直流電動機包含著控制器和電動機本體兩個部分，分體式永磁無刷直流電動機的接線圖不僅應明確標識控制器的電源連接，還應明確標識出控制器與電動機本體之間的連接，包括其間的電源線連接和控制線連接兩大部分。
接線圖可標在銘牌上，也可以標在電動機機殼或其他位置上。