Q/DCH 005-2024 ← 返回测试库
可靠性测试 · Reliability

过载运行 Overload Operation Test

通过施加 1.2 倍额定负载连续运行 2 小时与 1.5 倍额定负载短时运行,考核电动工具在过载工况下的温升控制与安全裕量,验证热保护功能有效性,确保产品在短时过载下温升不超限、不损坏。

标准:Q/DCH 005-2024 过载倍数:1.2倍 / 1.5倍 温升限值:不超限
测试标准
Q/DCH 005-2024
测试设备
测功机
过载倍数
1.2 / 1.5 倍
温升限值
不超限
1测试概述
过载运行测试是电动工具可靠性与安全性试验,通过施加超过额定值的负载(1.2倍连续运行2小时、1.5倍短时运行),考核产品在过载工况下的温升控制能力与安全裕量,验证热保护、过流保护功能的有效性。

电动工具在实际使用中常遇到 过载工况:电钻卡钻、角磨机切割硬质材料、电圆锯遇硬节、电锤遇钢筋等。这些工况使电机负载扭矩瞬时增大至额定值的 1.2–2 倍,电流急剧上升,绕组温升在数十秒至数分钟内可能超过绝缘限值。若无有效保护,将导致 绕组过热烧毁、绝缘击穿、磁钢退磁、齿轮断齿 等失效,甚至引发火灾。

本试验依据 Q/DCH 005-2024,分两阶段进行:①1.2倍额定负载连续运行2小时,考核持续过载下的温升控制,绕组温升不超过绝缘等级限值(B级80K/F级105K)的1.1倍;②1.5倍额定负载短时运行(运行至热保护动作或达规定时间,通常5–15分钟),考核短时严重过载下不损坏,热保护能可靠动作切断电源。试验中监测温升、电流、转速、保护动作,试验后样机功能正常、无损坏。

测试目的

  • 考核产品在1.2倍持续过载下的温升控制能力,验证散热设计余量
  • 考核1.5倍短时严重过载下不损坏,验证安全裕量
  • 验证热保护、过流保护在过载工况下能可靠动作
  • 暴露过载下的薄弱环节(绕组、磁钢、齿轮、开关管)
  • 为产品安全设计与保护策略优化提供依据
2标准要求
Q/DCH 005-2024 §6过载运行试验条件:①1.2倍额定负载连续运行2小时,绕组温升不超过绝缘等级限值的1.1倍(B级88K、F级115K),轴承温升≤60K,机壳温升≤65K;②1.5倍额定负载短时运行,运行至热保护动作或达15分钟,样机不损坏,热保护可靠动作。试验后样机功能正常,绝缘电阻≥2MΩ,耐压试验合格。
GB/T 3883.1-2014 §12手持式电动工具在过载条件下应配置过流保护或热保护装置,当绕组温度超过限值时可靠切断电源。对串激电机工具,过载保护应在1.5倍额定电流下60秒内动作;对无刷电机工具,控制器应具备过流关断与温度保护功能。

试验条件与限值

阶段负载运行时间绕组温升限值其他要求
持续过载1.2倍额定2小时连续B88K/F115K轴承≤60K,机壳≤65K
短时过载1.5倍额定至保护动作或15min不损坏热保护可靠动作
试验后———功能正常,绝缘≥2MΩ
3设备要求
⚙测功机
型号:定制磁滞/磁粉测功机
加载:0–75N·m(过载容量)
闭环控制,扭矩稳定
过载能力≥2倍额定
📊功率分析仪
型号:Yokogawa WT500
测量:电压/电流/功率
精度:±0.1%
瞬态捕获
🌡温度记录仪
型号:横河 MX100
通道:60通道 K型热电偶
测点:绕组/轴承/机壳/磁钢
采样:1s
🔌可编程交流电源
型号:艾普斯 ASR-2150
输出:0–300V AC
容量:≥3kVA
过流容量充足
📏扭矩传感器
型号:HBM T20WN
量程:0–30N·m(过载)
精度:±0.1%
⚡兆欧表
型号:FLUKE 1508
测试电压:500V/1000V
量程:0.01–600MΩ
🔧耐压测试仪
型号:华仪 7120
输出:0–5kV AC
用途:试验后耐压验证
4测试步骤
试验前基线测量
样机在额定电压下空载运行5分钟确认功能正常。加载至额定负载运行至热稳定,记录基线参数:输入功率、负载电流、转速、绕组温度(电阻法)、轴承温度、机壳温度。测量绝缘电阻(≥2MΩ)。对样机外观与保护装置状态拍照存档。
样机安装与布置
将样机刚性固定于测功机台架,输出轴接测功机。在绕组端部、轴承外圈、机壳、磁钢(无刷电机)布置热电偶。样机接可编程电源,设定额定电压。确认热保护装置接线正常,过流保护功能启用。
1.2倍持续过载运行
启动样机空载运行,缓慢加载至 1.2倍额定负载(允差±5%),开始计时 2小时。实时监测:输入功率、负载电流、转速、绕组温度、轴承温度、机壳温度。每15分钟记录一次参数。重点关注绕组温升是否超限(B88K/F115K)、热保护是否动作。
1.2倍过载异常处理
1.2倍过载运行中如出现:绕组温升超限、热保护动作、转速突降>15%、负载电流突增>20%、冒烟异味,应记录现象与时刻。如热保护动作属正常(设计为1.2倍过载保护),待冷却复位后继续;如为损坏则判定失效终止。
1.5倍短时过载运行
1.2倍过载完成后样机冷却至室温。重新启动样机空载运行,缓慢加载至 1.5倍额定负载(允差±5%),开始计时。运行至 热保护动作切断电源 或达 15分钟(以先到者为准)。实时监测温升、电流、转速,记录热保护动作时刻与温度。
1.5倍过载后检查
1.5倍过载运行结束(保护动作或达15分钟)后,让样机自然冷却至室温。检查样机有无损坏:绕组有无烧毁短路、磁钢有无退磁(测反电势)、齿轮有无断齿、开关管有无击穿、外壳有无变形变色。测量绝缘电阻(≥2MΩ)与耐压(1250V/1min无击穿)。
试验后功能复测
样机冷却后,在额定电压下空载运行5分钟检查功能。加载至额定负载运行至热稳定,复测输入功率、负载电流、转速,与试验前基线对比,性能无明显下降。确认热保护装置复位正常,可重复动作。
数据记录与判定
汇总试验数据:1.2倍过载温升曲线、1.5倍过载温升与保护动作记录、试验后性能与绝缘。对照 Q/DCH 005-2024 判定限值(温升不超限、1.5倍不损坏、保护可靠动作、试验后功能正常)判定合格性。由测试人员、复核人员签字归档。
5测试指导书 (SOP)

作业前准备

  • 核对样机铭牌:额定电压、额定功率、额定负载、绝缘等级、保护类型
  • 确认测功机过载容量≥2倍额定负载,扭矩传感器量程覆盖1.5倍
  • 校验热电偶、功率分析仪、扭矩传感器精度
  • 试验前测量额定负载热稳态基线参数与绝缘电阻
  • 确认热保护/过流保护装置接线正常、功能启用

安全注意事项

⚠
危险:过载试验样机温升剧烈,可能冒烟、起火、爆裂。试验台周围禁止堆放易燃物,配备灭火器。1.5倍过载时人员应保持安全距离,必要时加装防爆挡板。试验中如发现冒烟明火应立即切断电源。
!
警告:加载扭矩必须从0缓慢升至目标值,避免冲击导致齿轮断齿或联轴器损坏。1.2倍与1.5倍之间必须让样机完全冷却至室温,否则温升叠加导致误判。热保护动作后必须等待自动复位或手动复位,不可强制短接保护。测功机过载容量必须充足,否则无法维持1.5倍负载。

操作规程

  1. 样机额定电压空载运行5分钟,加载至额定负载测热稳态基线
  2. 样机刚性固定于测功机,布置热电偶,确认保护装置正常
  3. 1.2倍额定负载连续运行2小时,每15分钟记录温升与性能
  4. 样机冷却至室温
  5. 1.5倍额定负载短时运行至保护动作或15分钟,记录动作时刻
  6. 样机自然冷却至室温,检查有无损坏
  7. 测量绝缘电阻与耐压,复测额定负载性能
  8. 对照判定限值判定合格性,填写报告,签字归档
6测试大纲

过载运行测试大纲规定过载倍数、运行时间、监测项目与判定限值:

序号测试项目技术要求测试方法测试设备判定
11.2倍过载负载1.2倍额定±5%闭环控制测功机+HBM必检
21.2倍运行时间2小时连续计时系统必检
31.2倍绕组温升B88K/F115K电阻法+热电偶MX100必检
41.2倍轴承温升≤60K热电偶MX100必检
51.5倍过载负载1.5倍额定±5%闭环控制测功机必检
61.5倍运行时间至保护动作/15min计时系统必检
7热保护动作可靠动作监测监测必检
81.5倍后不损坏无烧毁/退磁/断齿检查目视/仪器必检
9试验后绝缘电阻≥2MΩ500V兆欧表FLUKE 1508必检
10试验后耐压1250V/1min 无击穿耐压测试华仪 7120必检
7测试报告

测试完成后应出具完整的过载运行测试报告,包含样品信息、过载数据、保护动作记录与判定:

过载运行测试报告
OVERLOAD OPERATION TEST REPORT
报告编号:RPT-OL-2026-XXXX
样品型号:____________
额定负载:__N·m
保护类型:热保护/过流
绝缘等级:__级
测试日期:YYYY-MM-DD
测试人员:____________
复核人员:____________

1.2倍持续过载记录

时间 (min)负载 (倍)电流 (A)转速 (rpm)绕组温升 (K)异常
01.2______无
301.2______无
601.2______无
901.2______无
1201.2______无

1.5倍短时过载记录

时间 (min)负载 (倍)绕组温升 (K)保护动作现象
01.5__—正常
51.5__—正常
__1.5__动作切断保护动作

试验后检查

项目结果限值判定
外观__无变形变色□合格
绕组__无烧毁□合格
绝缘电阻__MΩ≥2MΩ□合格
耐压试验__mA≤0.5mA 无击穿□合格
功能__正常□合格

测试结论

判定结果
□ 合格
判定结果
□ 不合格
8判定标准

过载运行测试按 Q/DCH 005-2024 进行判定,所有项目均满足要求方可判定合格。

项目限值判定依据
1.2倍过载运行时间2小时连续Q/DCH 005-2024 §6.1
1.2倍绕组温升B88K/F115KQ/DCH 005-2024 §6.2
1.2倍轴承温升≤60KQ/DCH 005-2024 §6.2
1.2倍机壳温升≤65KQ/DCH 005-2024 §6.2
1.5倍过载不损坏无烧毁/退磁/断齿Q/DCH 005-2024 §6.3
热保护动作可靠动作Q/DCH 005-2024 §6.3
试验后功能正常Q/DCH 005-2024 §6.3
试验后绝缘电阻≥2MΩGB/T 3883.1
试验后耐压1250V/1min 无击穿GB/T 3883.1
✓
合格判定:样机在1.2倍额定负载下连续运行2小时,绕组温升≤B88K/F115K、轴承温升≤60K;1.5倍额定负载短时运行热保护可靠动作,无损坏;试验后功能正常、绝缘电阻≥2MΩ、耐压合格,判定合格。
✖
不合格处理:对1.2倍过载温升超限,应优化通风散热、提高绝缘等级、增大电机功率余量;对1.5倍过载损坏,应优化热保护阈值(降低动作温度)、增加过流关断延时、选用更高耐温磁钢;对保护不动作,应检查热保护器安装位置与接线、控制器保护逻辑。整改后重新测试。