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空调器机内配线走线若干问题的探讨

2013-07-09毛跃辉

家电科技 2013年10期
关键词:走线线槽感温

毛跃辉

(珠海格力电器股份有限公司家用空调技术部 广东珠海 519070)

1 引言

空调内部走线的好与坏,不仅影响到产品的安全性,也对产品的可靠性有重要影响,比如EMC可靠性等。如何掌控好机内配线长度,降低生产成本,保证电气走线的质量,方便各总装分厂生产,提高生产效率等,值得我们去研究和探讨,本文对如何进行合理走线进行了一些讨论和分析。

2 走线的基本原则和要求

人们习惯将电压信号分为强电(电力)和弱电(信息)两部分。两者既有联系又有区别,一般来说强电的处理对象是能源(电力),其特点是电压高、电流大、功率大、频率低,主要考虑的问题是减少损耗、提高效率;弱电的处理对象主要是信息,即信息的传送和控制,其特点是电压低、电流小、功率小、频率高,主要考虑的是信息传送的效果问题,如信息传送的保真度、速度、广度、可靠性。

空调产品里的电压信号也有强电和弱电之分,用于传送强电信号的线路称之为强电线,相对弱电线而言其一般线径大,耐压高,主要有:电源线、压缩机线、风机线、四通阀线、变压器初级输入线等等。用于传送弱电信号的线路称为弱电线,相对强电线而言其一般线径小,耐压低,主要有:板间连线、感温包线、显示板线、步进电机线、变压器次级输出线等。走线时,弱电线尽量不与强电线在同一通道走线,特别是板间连线。对于强、弱电必须一个方向走线的,一般情况下弱电线不要与强电线扎在一起,同时要作好屏蔽措施,具体视EMC传导而定。

2.1 机内配线走线具体遵循的原则和要求

(1)配线不能经过尖锐、锋利的地方。如:钣金件锐边、尖头螺钉、换热器翅片等。当配线必须经过这些地方时,一定要采取相应的保护措施,此类措施有:对钣金件锐边进行翻边处理或加保护胶圈,环境感温包过冷凝器时使用合适的感温包支架等,如图1所示。

(2)配线不能经过高温区域,不能与高温部件接触。如:压缩机壳体、四通阀体、排气管等;此外还要特别留意控制器高温器件,如:整流桥、稳压块,散热器等,这些元器件在运行过程中温度也较高,配线不能与之直接接触,走线时应尽量远离或作隔离措施。

(3)配线不能经过运动部件活动区域。如:室外机配线不能从风叶转动范围内走线;检验方法:将5N的力作用在配线上,在任意方向上都要确保配线不会经过运动部件活动区域,不会与运动部件接触。配线走线要确保机器运输及正常运行过程中不与其他部件相互摩擦,尤其是四通阀和电容附近的线。

图1 配线不能经过尖锐、锋利的地方

图2 防止引水的回水弯示意

图3 压缩机地线直接打在中隔板上示意图

(4)配线走线不能有引水到带电部件的隐患,否则要有“回水弯”设计。如:室内机管温感温包进入电器盒前要形成回水弯,或确保不会引流冷凝水进电器盒;感温包走线不能有引流冷凝水到感温头的隐患,走线时可形成回水弯,管温和排气感温包还可以将感温包引线反扎在感温包套管上解决此问题。

(5)走线后配线不能直接与人手易触及金属部件接触。如:外机配线不能直接与金属顶盖、侧板接触,必要时增加绝缘板和绝缘布。

(6)配线走线时应充分考虑对传导的影响。如:强、弱电线尽量分开走线,强电走线远离芯片;走线图下发时应该以EMC试验通过时的走向方式为准,通过EMC试验后方可正式下发走线图。

(7)配线走线时应尽量简洁、美观、易操作,如:尽量少扎线扎,尤其要避免在不便操作的地方扎线扎。

此外,电气走线与控制器排版密不可分,排版时应尽量使强电端子排在板的四周,便于走线美观,遵循“强弱电分离,交直流分开”的原则。系统、结构设计也应兼顾到电气走线,避免因管路复杂、结构怪异引起走线困难。

2.2 总装方面的接线和走线要求

(1)各线的插簧必须与插片配合到位,严禁虚插、反插、错插、漏插;各线严禁压倒电容插片。

图4 感温包走线规范

(2)各线严禁碰到钣金件锐边、四通阀体、螺钉头、压缩机体、管路件。

(3)管温感温包线严禁扎在高温的小弯头上,且小弯头上扎管温感温包处到感温包套管间的感温包线不能拉紧,以防止感温头脱离感温包套管。管温感温包在扎线时不要将感温包拉得过紧,如存在弯折角度超过90度的情况,将感温包线向上走20~30mm后再向下折弯,可以通过线扎与U形管固定,避免感温包的连线与感温铜头连接根部强折。感温包线捆扎在感温包套管上时应避开感温包插片,即感温包线应位于插片的偏下方,防止感温包插片把感温包线扎破。

(4)线扎头留长3~5mm,防止线扎头过长摩擦顶盖、侧板发出异响,线扎头一般朝外。

(5)走线必须预留滴水弯,所有线严禁碰到管路。对于因管路复杂、走线空间太小,线很难避开管路时,要求借助线扎或过线管固定块来使线避开管路。

(6)需要连接到电器盒的各种线全部从过线孔中通过或定位,然后再进行理线,不得在理线前将线搭在各种钣金件锐边上。

(7)电加热带发热体不能碰到其他配线,严禁发热体与其他配线扎在一起;电机支架不能压电加热带;底盘上的电加热带线体不能起翘,防止线与风叶干涉;电加热带引线部分不能碰到底盘,以免被水浸泡。

图5 过载内置压缩机线从旗型护套外围走线

3 走线设计典型实例分析

实例一:开发初期,在结构设计及控制器PCB排板时电气人员也要参与,应与结构设计人员、控制器设计人员一起讨论电器盒设计、管路设计,PCB板排版时考虑在符合电气安全前提下强弱电线分开走线,方便生产,方便接插及符合相关走线要求,电气人员此时对整个机子的走线要清楚,不能等结构及控制器决定后,才发现走线方式不合理。如E项除湿机开发就是比较成功的案例。整个壳体结构在计算机设计快要完成时,发现电气盒原来结构设计时只开了两个过线孔,没有把强弱电分开走线,也没有把进电气盒的电源线及出电气盒的强弱电线分开,此时,电气设计人员要求多加一个出线孔,这样就解决了强弱电分开走的问题。

模型设计时,还应考虑到“外部溢流试验”会不会有引水入电气盒等不符合电气安全的因素。E项除湿机在结构设计时,发现从右侧走线时,有引水入电气盒的隐患,因此,要求结构设计人员在右侧面开一个孔,在此处形成一个回水弯后用支头线扎固定,这样就避免了水进入电气盒的危险,也避免了引试验不合格再重新改模而延长项目开发周期。同时,也能事先知道线长,避免事后多次更改线长的不必要麻烦。如图2所示。

实例二:对于一些配线,如压缩机线、压缩机过载线、压缩机地线等,走线时容易受到管路的影响。在保证钣金件可靠连续性连接时,可以把压缩机接地线打在中间隔板上,如图3所示。在走线确认后要告知管路设计人员,不能随便更改管路,如果受影响,一定要更改管路时,需通知电气人员核实走线是否会有影响,否则,一上生产线,发现此问题就会引起不必要的麻烦,有可能导致总装停线。如某32外机就因在小批试制前,项目组更改了管路,事后没有通知电气设计人员核对走线,导致小批试制时,发现压缩机地线碰到管路,生产临时更改走线方式,事后再作更改走线图及配线长度等重复性的工作,最后,小批试制结果不合格。这个教训值得我们深思。

图6 过载外置压缩机线走线

图7 内机设计有走线槽的走线1

图8 内机设计有走线槽的走线2

图9 外机走线优化后效果图

如果走线过于复杂,势必直接影响生产效率,哪怕多了一个线扎,也是多了一道工序,会降低生产效率。机子在试制中心试制时,要线上跟进,在整机装配、走线的过程中还得听取线上工人的意见,这一点很重要,从中亦可反映出设计员设计的走线方式是否具有可操作性,是否方便生产,也能知道有哪些问题是电气设计员没能考虑到的,从而第一时间掌握所需信息,尽快更改影响装配的走线。

4 特殊线走线要求

4.1 感温包走线规范要求

图10 目前柜机外机的典型走线形状示意图

售后反馈感温包失效的原因之一为电迁移引起阻值异常。经分析,有电位差和潮湿的环境,给电迁移创造了条件,感温包受潮后在通电情况下水分电解后的离子穿过玻璃封装与感温包的树脂接触导致阻值异常,目前公司的铜头感温包的安装方式存在多种方式共存的现象,为进一步降低感温包的失效率,确保感温包使用的可靠性,需要规范感温包的走线。

为避免冷凝水顺着感温包的连线倒流到感温包的端口给感温包提供潮湿的必备条件,要求感温包头部由下往上插入铜套,根部不能直接折弯,需要有余量,如图4。

4.2 压缩机线部分走线要求

压缩机接线严格按照电路图进行,严禁接错位置,且压缩机线严禁从插片的旗型护套上走线,必须从护套外围走线,并将线尽量往下压,如图5和图6。

5 走线优化设计

5.1 内机的走线优化

在走线优化方面,各种不同的机型及内外机上所采用的方式不同,比如在柜机内机的走线优化上,在电器盒内部周围设计好走线槽是最好的方法。走线时,可以把线卡入走线槽内。注意走线时,线需要理顺,不能绕在一起,随意往槽内塞,以免影响EMC设计。另外,对走线槽也有一定的要求,线槽内壁不能有锐利的边缘,线槽卡扣的高度要适中,不能太高,以免线卡入后脱出。

利用走线槽走线的好处是使得走线美观、方便,同时可以取消贴在电器盒周围的绝缘布,降低了生产成本。具体效果如图7和图8。

5.2 外机的走线优化

在外机走线的优化方法上,建议首先对外机的整体走线在脑海中进行一个构思,大致确定走线的趋势,先按照构思的进行走线,初步走线完成后,按照走线的规范要求进行检查,逐步消除不合规范的各点,最后进行初步走线的修正,修正时需要考虑总装效率。走线时为防止线反弹碰到侧板,可以考虑线与线之间的搭配,使得各线的受力均匀,借助线自身约束控制,这样的话线就不容易碰到侧板,同时也可以取消加在侧板上的绝缘布或板(特殊情况除外)。上述方法已经在72王者独尊的外机上进行验证,有效保证了走线的安全性和美观性,同时也可以降低成本,该机按照上面的走线方法最终成型的走线效果如图9。依照上面的方法走线,目前所出的走线图基本没有存在反复更改的情况,除非管路更改或结构上有所变化后进行的相应改进。

6 结论

本文对空调器机内配线走线的问题进行了一些初步探讨,阐述了机内配线走线的基本原则和注意事项,并对以往设计过程中出现过的典型走线问题进行了分析和总结,希望通过这些表述和分析,让大家对机内配线走线有一个比较全面和清楚的认识,对以后走线设计有一定的帮助和借鉴作用。(列举两种典型走线形状如图10)

另外,线长设计是一个简单但又困难的工作,简单是指其遵循的原则简单,在走线方式确定好后,量取线长即可;困难是实际操作时量取的线长往往可能短一点,易导致过短无法装配或者过长而影响走线和美观,这就是一个理论与实际相结合的过程。测量的线长是一个理论值,而最后装配走线的长度才是实际值,这二者之间有一定的误差,决定线长前必须要先确定如何走线。遵循“走线为先,线长为后”的原则。

[1]张辉,陆梅等.中华人民共和国国家标准 家用和类似用途电器的安全.北京:中国标准出版社,2005,12

[2]张厚,电磁兼容原理.陕西:西北工业大学出版社,2009,4

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