1、引言

    高低溫試驗箱在長期的使用過程中控溫準確，運行可靠，多年來在發(fā)動機溫度試驗過程中起著重要作用。但在2019年6月的一次低溫-40℃試驗中，出現(xiàn)了-30℃時溫度不再繼續(xù)下降且略有回升現(xiàn)象，室領(lǐng)導(dǎo)組織了溫度試驗技術(shù)人員對該設(shè)備進行故障排查。節(jié)約了維修資金及按時完成了發(fā)動機試驗任務(wù)。

    2.、故障現(xiàn)象

    2019年7月19日，該高低溫試驗箱對發(fā)動機進行低溫試驗，晚7時左右，計算機上測得的溫度為-30℃左右不再下降，且隨著時間的延長，高低溫試驗箱的溫度緩慢上升。 觀察兩壓縮機組均處于了工作狀態(tài)，且高溫級、低溫級的排氣壓力、吸氣壓力均在正常范圍內(nèi)，壓縮機機頭回霜情況正常,打開照明，通過高低溫試驗箱門的玻璃窗口觀察，高低溫試驗箱內(nèi)并沒結(jié)出霜花，風(fēng)道的出入口也沒接太多霜。

    3、高低溫試驗箱組成及控溫原理

    3.1高低溫試驗箱組成
    該高低溫試驗箱由加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、保護系統(tǒng)及箱體組成。
    加熱系統(tǒng)由電加熱器等組成;
    制冷系統(tǒng)由高溫級壓縮機制冷機組、低溫級壓縮機制冷機組、冷凝器、蒸發(fā)器制冷管路系統(tǒng)、冷量調(diào)節(jié)電磁閥等組成;
    循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)由風(fēng)機、風(fēng)道等組成;
    控制系統(tǒng)由檢測傳感器、PLC、 觸摸屏及相應(yīng)輸出的繼電器、接觸器等組成;
    保護系統(tǒng)由故障故障檢測電路、模塊、PLC等組成;
    箱體由鋼板、隔熱材料、門、觀察窗等組成。
    3.2高低溫試驗箱的控制原理
    通過觸摸屏設(shè)定目標溫度值，設(shè)備運行后檢測出安裝在風(fēng)道的傳感器檢測的溫度，PLC 計算出兩者偏差,在利用PID算法根據(jù)偏差的大小、方向、變化的速率計算出輸出量，輸出量范圍為-100% ~+100%。 當輸出量小于0時，制冷機組工作，且冷量調(diào)節(jié)閥按輸出量調(diào)節(jié)輸送到蒸發(fā)器的冷量，在循環(huán)風(fēng)的作用下將高低溫試驗箱內(nèi)的溫度控制在設(shè)定的溫度;當輸出量大于0時，電加熱器工作，且固態(tài)繼電器按輸出量調(diào)節(jié)電加熱器產(chǎn)生的熱量，在循環(huán)風(fēng)的作用下將高低溫試驗箱內(nèi)的溫度控制在設(shè)定的溫度。

    4、低溫失控原因分析

    由3.2高低溫試驗箱的控制原理可知，因?qū)Ξa(chǎn)品進行的是低溫試驗，為了獲得低溫，溫度偏差為正偏差，PLC應(yīng)當輸出一個小于0的輸出量即制冷機組工作才能使高低溫試驗箱獲得低溫，又因為高低溫試驗箱對加熱系統(tǒng)的控制及制冷系統(tǒng)的控制是相互獨立的，所以電加熱器應(yīng)當停止狀態(tài)。所以低溫失控應(yīng)當為制冷系統(tǒng)出了問題。但是由2故障現(xiàn)象可知，制冷機組壓縮機機頭有少量的結(jié)霜，壓縮機吸排氣壓力處于正常，說明制冷系統(tǒng)工作正常，且通過門窗觀察高低溫試驗箱內(nèi)及風(fēng)道出入口并未結(jié)太多霜，根據(jù)經(jīng)驗可判斷，蒸發(fā)器也應(yīng)該沒結(jié)太多的霜，高低溫試驗箱內(nèi)溫度的回;升并不是因為蒸發(fā)器結(jié)霜太厚導(dǎo)致的蒸發(fā)器換熱不良、及風(fēng)道堵塞影響風(fēng)的循環(huán)。高低溫試驗箱內(nèi)及風(fēng)道出入口結(jié)霜情況正常也說明了高低溫試驗箱的密封狀態(tài)良好。
    由以上分析制冷系統(tǒng)應(yīng)當沒有問題，只有把思路轉(zhuǎn)向電加熱部分。由3.2高低溫試驗箱的控制原理可知，如果設(shè)備處于正常的運行情況下，加熱系統(tǒng)為停止狀態(tài)，但如果設(shè)備的某些元部件出現(xiàn)了故障，比如接觸器觸點粘連、固態(tài)繼電器輸出端擊穿短路，造成加熱系統(tǒng)錯誤的處于工作狀態(tài)，此時電加熱器產(chǎn)生的熱量抵消了一部分制冷量，因此出現(xiàn)低溫失控故障現(xiàn)象。

    5、故障檢查

    查看該高低溫試驗箱原理圖，該高低溫試驗箱的加熱系統(tǒng)與循環(huán)風(fēng)機均由一個接觸器控制，電加熱器的控制除了此接觸器控制外還受斷路器、固態(tài)繼電器的控制，斷路器處于平時為閉合通的狀態(tài)。高低溫試驗箱運行時，風(fēng)機工作，固態(tài)繼電器輸出部分的電源端得電，由4低溫失控原因分析可知，設(shè)備運行時，固態(tài)繼電器輸出部分的電源端得電后，在固態(tài)繼電器擊穿損壞的情況下即使固態(tài)繼電器的控制端沒得到控制信號，也能將電能加至電加熱器。所以可查固態(tài)繼電器是否擊穿，用鉗形表卡電流，有一組加熱器有電流，設(shè)備斷電測量相應(yīng)的固態(tài)繼電器輸出端子確已擊穿。對該固態(tài)繼電器進行了更換。對該高低溫試驗箱試運行，低溫控溫恢復(fù)正常。

    6、結(jié)論與建議

     該高低溫試驗箱此次出現(xiàn)的低溫失控是由于固態(tài)繼電器輸出端擊穿損壞引起電加熱器錯誤工作造成。
     建議：溫度試驗涉及電氣控制理論、壓縮機機械原理、制冷劑、循環(huán)風(fēng)流體力學(xué)各方面知識，只有平時有針對性的學(xué)習(xí)，再結(jié)合平時的維修經(jīng)驗，才能解決好以后溫度試驗過程中出現(xiàn)的各種問題。