Коллекторный двигатель стиральной машины устройство
Своими руками
Какой двигатель стиральной машины лучше: инверторный, асинхронный или коллекторный?
Производители стиралок используют электродвигатели трех типов: коллекторные, инверторные, асинхронные. Каждый из них имеет свои достоинства и изъяны. Они разные как технически, так и функционально. Перед потенциальным покупателем встает закономерный вопрос, машинку с каким двигателем лучше покупать? Чтобы дать объективную оценку, нужно подробно изучить каждый из доступных вариантов.
Стиральные машины с коллекторным двигателем
Подавляющее большинство стиралок оснащено именно таким мотором. Конструкция устройства – корпус из высококачественного алюминия, внутри которого расположены аппаратные модули. Щетки обеспечивают контакт между двигателем и ротором. Через эти комплектующие ток подается на якорь, создавая магнитное поле, которое заставляет мотор вращаться.
Уровень электрического напряжения определяет интенсивность вращения. Коллекторный мотор расположен внизу стиралки. Он соединен со шкивом барабана специальным ремнем. Главные недостатки конструкции – щетки и ремень. В ходе эксплуатации машинки происходит естественный износ комплектующих. Щетки истираются, а ремень теряет эластичность. Поэтому детали приходится менять на новые.
Электрические щетки – главная особенность коллекторных моторов. Они издают своеобразный шелест во время работы техники.
Сила трения ремня преодолевается за счет увеличения объема потребляемой электроэнергии. Расход электричества возрастает, а КПД падает. Однако с этим утверждением можно спорить. Больше всего ресурсов потребляет ТЭН, а не мотор.
Принцип работы инверторного двигателя
Стиралки с электродвигателями этого типа начали появляться, начиная с 2005 года. Впервые машинку с инверторным мотором выпустила компания LG. Однако немного позже на рынке бытовой техники стали появляться аналогичные модели от других популярных брендов: Вирпул, Самсунг, Бош.
Инвертор – это крышка с магнитами, которая оснащена обоймой с катушками. Эта комплектующая интегрирована в барабан стиралки. Ключевая особенность конструкции – отказ от коллекторно-щеточного механизма. Инверторный двигатель в стиральной машинке устанавливается на барабан, поэтому пропадает необходимость в использовании соединительного ремня.
Якорь собран на магнитах. Подача напряжения осуществляется на обмотку катушки в преобразованном виде. Пользователь получает возможность контролировать и регулировать скорость вращения.
Основные преимущества технологии:
Инверторный двигатель исключает потребность в потреблении электроэнергии для преодоления силы трения. Поэтому стиральная машина рационально расходует электричество. Владельцы такой техники смогут сэкономить около 5% на оплате счетов за электроэнергию.
Некоторые модели поддерживают возможность настройки режимов вращения барабана. Создателем этой технологии стала компания LG. В спецификациях агрегата эта функция обозначается «6 Motion». Однако за такое устройство придется существенно переплатить, да и стоимость обслуживания заметно выше, если сравнивать с представителями низшего и среднего ценовых сегментов.
Стиральные машины с асинхронным двигателем
Моторы этого типа бывают двух- и трехфазными. Техника с двухфазными двигателями считается устаревшей, поэтому представлена на рынке в ограниченном количестве. Она практически полностью снята с производства. Трехфазные моторы часто встречаются в старых машинках Candy, Ardo, Bosch.
Ротор расположен внизу. Соединение с барабаном осуществляется с помощью ремня. Поэтому комплектующие начинают работать одновременно. Механизм состоит из барабана, статора и ротора. Ремень обеспечивает передачу крутящего момента.
В обслуживании асинхронный мотор стиралок действительно неприхотлив. Чтобы избежать преждевременного выхода из строя, нужно своевременно смазывать механизм, а также менять поврежденные подшипники. Однако недостатки тоже есть. Из-за столь примитивного принципа работы мотор функционирует с относительно небольшим уровнем мощности. Ослабление вращающего момента приведет к тому, что барабан перестанет делать полный оборот, поэтому качество стирки существенно ухудшится.
Сложность в управлении электросхемами – это еще один нюанс, который стоит учитывать. Невзирая на все преимущества, асинхронные двигатели являются пережитком прошлого. Поэтому потенциальным покупателям стоит отказаться от приобретения такой техники.
Какой двигатель стиральной машины лучше выбрать: комплексное сравнение
Вся информация о спецификациях мотора указана в паспорте стиралки. Всегда можно уточнить тип двигателя у продавца бытовой техники. Чтобы выбрать оптимальную машинку, нужно сравнивать все существующие типы моторов. Однако некоторые производители идут на определенные уловки, которые усложняют процесс подбора устройства. Сейчас сравним все двигатели по основным критериям.
Трение внутри двигателя
Например, замена подшипников – это более финансово затратная процедура. Статистика подтверждает, что ТЭН ломается намного чаще, чем щетки. Поэтому не стоит бояться износа этой комплектующей.
Уровень шума во время работы
Щетки действительно издают неприятный шелест, однако и инвертору свойственен писк. В любой стиралке ключевой источник шума – это не двигатель, а насос и барабан. В процессе отжима инверторные стиральные машины оптимальный вариант для кухни, поскольку они издают минимальный уровень шума. Коллекторный мотор работает на порядок громче.
Энергоэффективность
Стиралки с инверторным двигателем потребляют на 20% меньше электричества, чем устройства с другими моторами. Впечатляющая экономия осуществляется путем точечного контроля количества вращений, и нагрузки на мотор. Это происходит следующим образом: пользователь не до конца загружает барабан, а инверторный механизм обеспечит стабилизацию оборотов. Коллектор, наоборот, раскручивает барабан максимально.
Экономия есть, но на выходе она составляет около 5%, поскольку больше всего ресурсов потребляет ТЭН. Он обеспечивает оперативный нагрев воды, который требует максимум энергии.
Подводим итоги
Если уровень шума для вас не важен, а также вы готовы постоянно обслуживать стиралку, тогда можете смело покупать коллекторную машинку, не переплачивая за инвертор. Экономия будет действительно большой. Если вы хотите обзавестись мощной и бесшумной техникой, делайте выбор в пользу инверторной модели. На такие устройства производители дают гарантию до 10 лет. Однако она распространяется именно на двигатель, а не на все комплектующие, которые также могут ломаться в ходе эксплуатации.
Схема подключения двигателя стиральной машины
Перед подключением мотора современной стиралки к сети 220В, нужно проанализировать несколько важных аспектов:
Пошаговая инструкция по подключения двигателя современной стиральной машины:
Стиральные машины с инверторным двигателем стоят дороже, но они действительно лучше своих конкурентов по ряду характеристик. Поэтому если бюджет позволяет, покупайте именно такое устройство. Самостоятельное подключение мотора требует определенных знаний, навыков и профессионального оборудования. Разумней доверить эту работу специалистам.
Как проверить коллекторный двигатель стиральной машины
Стиральная машина дала сбой: не запускается стирка, не вращается барабан? Возможно, вам нужно проверить исправность электродвигателя стиральной машины. Когда случается поломка мотора, СМА полностью прекращает работать.
Определить неисправность можно по внешним признакам – мы подробно описали каждый в этой статье. Также вы узнаете, как правильно проверить двигатель в стиральной машине мультиметром.
Разновидности и принцип работы
Существует три основных типа двигателя стиральных машин:
Важно знать, какой двигатель стоит в вашей стиральной машине и что делать, если он не запускается.
Перед тем, как проверить работоспособность электродвигателя, рассмотрим его принцип работы и основные узлы.
Как работает двигатель в стиральной машине
Статор. Эта часть состоит из стальных пластин, между ними расположены медные обмотки. Сам статор недвижим, но вырабатываемое им магнитное поле взаимодействует с полем ротора, приводя его в движение.
Ротор (якорь). Элемент состоит из сердечника, обмотки, коллектора. Ротор взаимодействует с щетками, которые передают напряжение на его коллектор.
Таходатчик. Эта деталь расположена на корпусе двигателя. Датчик измеряет скорость оборотов, передает данные главному модулю. В зависимости от выбранного режима модуль корректирует скорость вращения.
Причины неисправности
Прежде чем прибегнуть к замене деталей, выясним, как проверить коллекторный двигатель в стиральной машине.
Этапы проведения проверки
Почему проверять будем именно коллекторный двигатель? Потому что остальные типы в домашних условиях проверить невозможно. Определить их поломку вы можете только по внешним признакам, либо по коду ошибки на дисплее машины.
Первым делом нужно достать мотор из корпуса машины. Чтобы это сделать, отключите стиралку от напряжения, отсоедините все коммуникации. Теперь:
Чтобы проверить, сгорел ли электродвигатель, достаточно поверхностно его осмотреть. Далее приступите к серьезной проверке: подсоединяйте поочередно обмотки статора и ротора, оставшиеся концы провода подключите к источнику напряжения 220 Вольт. Действуйте согласно схеме ниже.
Таким образом вы проверите электромотор стиральной машины. Если он вращается, значит, еще работает, если нет – подлежит замене.
Однако нужно учитывать, что в рабочей среде вращение детали происходит под нагрузкой. Поэтому нужно полностью проверить все составляющие.
Проверка электрощеток
Признаки износа щеток:
Быстрому износу способствует перегрузка стиралки бельем, постоянное включение отжима только на высоких оборотах.
Проверяя мотор на стиральной машине методом подключения к напряжению, вы можете заметить, что щетки начали искрить. Убедиться в этом поможет визуальный осмотр: они расположены по бокам корпуса. Отсоедините их провода и вытащите наружу. На фото показано, как выглядит новая и изношенная щетка:
Обязательно меняйте сразу обе щетки, иначе воздействие на ротор будет неравномерным. Купить подходящий товар можно, назвав марку и модель стиральной машины.
Устанавливаются элементы в обратном порядке, затем к ним подключается проводка.
Проблемы с ламелями
Рассмотрим, как проверить коллектор электродвигателя. Визуально осмотрев коллектор, по которому скользят щетки, вы можете заметить небольшие отслоения. Ламель отслаивается из-за заклинивания двигателя.
Легонько прокручивая ротор, вы можете услышать скребущий звук – он говорит о проблемах с коллектором.
Если это небольшие отслоения, поможет проточка на станке. Ламели затачиваются, все заусенцы и стружка убираются.
Проблемы с обмоткой
Из-за неисправности обмотки статора и ротора двигатель теряют свою мощность или полностью прекращает движение. Почему так происходит: в неисправной обмотке случаются короткие замыкания, из-за этого корпус мотора нагревается до 90 градусов. В результате срабатывает термостат, и двигатель отключается.
При нарушении целостности придется полностью менять обмотку или покупать новый двигатель. Выполнить такой ремонт на дому нельзя.
Как правильно прозвонить обмотку ротора электродвигателя? Возьмите тестер мультиметр, настройте его в режим измерения сопротивления. Прикладывайте щуп к каждой ламели, сверяя показания. Исправная деталь не должна показать более 20-200 Ом.
При обрыве в обмотке сопротивление будет максимально высоким. А при замыкании общие показатели будут ниже.
Теперь вы знаете, как проверить сопротивление обмотки двигателя.
Далее переключите тестер в режим зуммера. Подключите щуп к ротору и к каждой ламели поочередно. Если услышите сигнал – возникла неисправность.
Рассмотрим, как проверить обмотку статора, прозвонив двигатель тестером. Прикладывайте щуп поочередно к каждому концу обмотки. Услышали сигнал? Это говорит о межвитковом замыкании.
Для диагностики на пробой корпуса один щуп приложите к обмотке, другой к корпусу. Наличие сигнала подскажет о пробое. В таком случае СМА может биться током.
Если вы определили, что мотор неисправен, при замене проверяйте совместимость двигателя и стиральных машин. Всегда покупайте деталь конкретно для вашей модели.
Мы разобрали, как проверить ротор и статор коллекторного двигателя. Вы также узнали, как заменить щетки. Можете приступать к ремонту. Видео по теме вам поможет:
Коллекторный двигатель постоянного и переменного тока
В бытовом электрооборудовании, где используются электродвигатели, как правило, устанавливаются электромашины с механической коммутацией. Такой тип двигателей называют коллекторными (далее КД). Предлагаем рассмотреть различные виды таких устройств, их принцип действия и конструктивные особенности. Мы также расскажем о достоинствах и недостатках каждого из них, приведем примеры сферы применения.
Что такое коллекторный двигатель?
Под таким определением подразумевается электромашина, преобразовывающая электроэнергию в механическую, и наоборот. Конструкция устройства предполагает наличие хотя бы одной обмотки подсоединенной к коллектору (см. рис. 1).
Рисунок 1. Коллектор на роторе электродвигателя (отмечен красным)
В КД данный элемент конструкции используется для переключения обмоток и в качестве датчика, позволяющего определить положение якоря (ротора).
Виды КД
Классифицировать данные устройства принято по типу питания, в зависимости от этого различают две группы КД:
Первые, делятся на два подвида, в зависимости от организации индуктора он может быть на постоянных магнитах или специальных катушках возбуждения. Они служат для создания магнитного потока, необходимого для образования вращательного момента. КД, где используются катушки возбуждения, различают по типам обмоток, они могут быть:
Разобравшись с видами, рассмотрим каждый из них.
КД универсального типа
На рисунке ниже представлен внешний вид электромашины данного типа и ее основные элементы конструкции. Данное исполнение характерно практически для всех КД.
Конструкция универсального коллекторного двигателя
Обозначения:
У устройств данного типа, возбуждение может быть последовательным и параллельным, но поскольку последний вариант сейчас не производят, мы его не будем рассматривать. Что касается универсальных КД последовательного возбуждения, то типовая схема таких электромашин представлена ниже.
Схема универсального коллекторного двигателя
Универсальный КД может работать от переменного напряжения благодаря тому, что когда происходит смена полярности, ток в обмотках возбуждения и якоря также меняет направление. В результате этого вращательный момент не изменяет своего направления.
Особенности и область применения универсальных КД
Основные недостатки данного устройства проявляются при его подключении к источникам переменного напряжения, что отражается в следующем:
Ранее КД широко применялись, во многих бытовых электроприборах (инструмент, стиральные машины, пылесосы и т.д.). На текущий момент производители практически престали использовать данный тип двигателей отдав предпочтение безколлекторным электромашинам.
Теперь рассмотрим коллекторные электромашины, работающие от источников постоянного напряжения.
КД с индуктором на постоянных магнитах
Конструктивно такие электромашины отличаются от универсальных тем, что вместо катушек возбуждения используются постоянные магниты.
Конструкция коллекторного двигателя на постоянных магнитах и его схема
Этот вид КД получил наибольшее распространение по сравнению с другими электромашинами данного типа. Это объясняется невысокой стоимостью вследствие простоты конструкции, простым управлением скорости вращения (зависит от напряжения) и изменением его направления (достаточно изменить полярность). Мощность двигателя напрямую зависит от напряженности поля, создаваемого постоянными магнитами, что вносит определенные ограничения.
Основная сфера применения – маломощные приводы для различного оборудования, часто используется в детских игрушках.
КД на постоянных магнитах с игрушки времен СССР
К числу преимуществ можно отнести следующие качества:
Основные недостатки:
Для устранения одного из основных недостатков данных устройств (старения магнитов) в системе возбуждения используются специальные обмотки, перейдем к рассмотрению таких КД.
Независимые и параллельные катушки возбуждения
Первые получили такое название вследствие того, что обмотки индуктора и якоря не подключаются друг к другу и запитываются отдельно (см. А на рис. 6).
Рисунок 6. Схемы КД с независимой (А) и параллельной (В) обмоткой возбуждения
Особенность такого подключения заключается в том, что питание U и UK должны отличаться, в противном случае н возникнет момент силы. Если невозможно организовать такие условия, то катушки якоря и индуктора подключается параллельно (см. В на рис. 6). Оба вида КД обладают одинаковыми характеристиками, мы сочли возможным объединить их в одном разделе.
Момент силы у таких электромашин высокий при низкой частоте вращения и уменьшается при ее увеличении. Характерно, что токи якоря и катушки независимы, а общий ток является суммой токов, проходящих через эти обмотки. В результат этого, при падении тока катушки возбуждения до 0, КД с большой вероятностью выйдет из строя.
Сфера применения таких устройств – силовые установки с мощностью от 3 кВт.
Положительные черты:
Минусы:
Последовательная катушка возбуждения
Схема такого КД представлена на рисунке ниже.
Схема КД с последовательным возбуждением
Поскольку обмотки включены последовательно, то ток в них будет равным. В результате этого, когда ток в обмотке статора становится меньше, чем номинальный (это происходит при небольшой нагрузке), уменьшается мощность магнитного потока. Соответственно, когда нагрузка увеличивается, пропорционально увеличивается мощность потока, вплоть до полного насыщения магнитной системы, после чего эта зависимость нарушается. То есть, в дальнейшем рост тока в обмотке катушки якоря не приводит к увеличению магнитного потока.
Указанная выше особенность проявляется в том, что КД данного типа непозволительно запускать при нагрузке на четверть меньше номинальной. Это может привести к тому, что ротор электромашины резко увеличит частоту вращения, то есть, двигатель пойдет «в разнос». Соответственно, такая особенность вносит ограничения на сферу применения, например, в механизмах с ременной передачей. Это связано с тем, что при ее обрыве электромашина начинает работать в холостом режиме.
Указанная особенность не распространяется на устройства, чья мощность менее 200 Вт, для них допустимы падения нагрузки вплоть до холостого режима работы.
Преимущества КД с последовательной катушкой, такие же, как у предыдущей модели, за исключением простоты и динамичности управления. Что касается минусов, то к ним следует отнести:
Смешанные катушки возбуждения
Как видно из схемы, представленной на рисунке ниже, индуктор на КД данного типа обладает двумя катушками, подключенных последовательно и параллельно обмотке ротора.
Схема КД со смешанными катушками возбуждения
Как правило, одна из катушек обладает большей намагничивающей силой, поэтому она считается, как основная, соответственно, вторая – дополнительная (вспомогательная). Допускается встречное и согласованное включение катушек, в зависимости от этого интенсивность магнитного потока соответствует разности или сумме магнитных сил каждой обмотки.
При встречном включении характеристики КД становятся близкими к соответствующим показателям электромашин с последовательным или параллельным возбуждением (в зависимости от того, какая из катушек является основной). То есть, такое включение актуально, если необходимо получить результат в виде неизменной частоты оборотов или их увеличению при возрастании нагрузки.
Согласованное включение приводит к тому, что характеристики КД будут соответствовать среднему значению показателями электромашин с параллельными и последовательными катушками возбуждения.
Единственный недостаток такой конструкции – самая высокая стоимость в сравнении с другими типами КД. Цена оправдывается благодаря следующими положительными качествами:
Инверторный двигатель в стиральной машине — плюсы и минусы конструкции, определяющие стоимость и качество стирки
Рачительная хозяйка всегда учитывает денежные затраты на стирку белья не разово, а за длительный, продолжительный срок эксплуатации в несколько лет.
Они зависят от целого комплекса факторов, в составе которых надежность конструкции выбранного оборудования занимает одно из первых мест.
Эта статья подробно рассматривает современный инверторный двигатель в стиральной машине — плюсы и минусы его устройства, удобства эксплуатации, ремонтопригодность и даже гарантийные обязательства производителя.
3 главных отличия конструкций электродвигателей, определяющие качество работы стиральных машин — краткое пояснение
Современные бытовые автоматы для стирки используют всего два типа приводов вращения барабана:
Для оптимального режима стирка требуется поддерживать и регулировать обороты барабана в определенных пределах.
Схема с ремнем требует установки двигателя с высокой мощностью и скоростью вращения. Здесь действует знаменитый закон Архимеда, когда применение рычага уменьшает силу, но создает выигрыш в расстоянии.
Ременная передача в стиральных машинах используется с самых первых моделей. Под нее выпускаются два распространённых типа однофазных электродвигателей:
Их якорь движется за счет воздействия на силовое поле ротора вращающегося магнитного поля статора, создаваемого прохождением тока по обмоткам.
Как работают коллекторные двигатели: преимущества и недостатки
Коллекторные механизмы, кроме стиральных машин, издавна нашли массовое применение в бытовом и профессиональном электрическом инструменте на 220 вольт.
Они работают в дрелях, перфораторах, электролобзиках и ряде других приборов благодаря таким преимуществам, как:
Для изменения их скорости вращения используется обычная схема двухполупериодного выпрямления на тиристорах.
Она позволяет изменять обороты и величину выходной мощности регулированием тока, протекающего по цепи управляющего электрода.
Основным недостатком этих двигателей является естественный износ материалов коллекторных пластин и графитовых щеток, когда через них проходит электрический ток, создающий магнитное поле.
Образующаяся при трении якоря токопроводящая пыль от графита щеток оседает внутри корпуса, загрязняет все окружающее пространство. Поверхности медных коллекторных пластин постепенно разрушаются, покрываясь слоем круговых борозд и царапин.
Все это требует периодической замены щеток и притирки контактных площадок. При игнорировании технического обслуживания якорь со временем выходит из строя, требует замены.
Людей с хорошим музыкальным слухом, а часто и обычных пользователей, может раздражать повышенный шум, издаваемый коллекторным механизмом при стирке. Он чем-то напоминает легкое визжание циркулярной пилы.
Производители современных стиралок подобного типа нашли способ его устранения: они закрывают корпус пористыми звукоизолирующими материалами. Это позволяет обеспечить более тихую стирку, но ухудшает отвод тепла с обмоток ротора и статора.
Они в критических режимах могут перегреться и потерять диэлектрические свойства из-за повреждения слоя электротехнического лака. Поэтому здесь требуется точное соблюдение допустимого температурного режима, установка дополнительных тепловых защит.
Все это немного сказывается на устройстве и итоговой цене конечного оборудования.
Обзор устройства и работы однофазных асинхронных электродвигателей — их плюсы и минусы при стирке
Эти модели отмечаются упрощенной конструкцией. У них отсутствуют трущиеся детали, через которые протекают рабочие нагрузки.
В короткозамкнутых обмотках ротора просто наводится электрический ток от вращающегося электромагнитного поля статора.
Он создает свое магнитное поле якоря, которое начинает вращаться, повторяя движение магнитного потока статорной обмотки. Оно немного отстает от него по времени. Эта величина оценивается скольжением — отношением разности обеих скоростей к скорости ротора.
Однофазные асинхронные двигатели не требуют установки специальных шумопоглощающих прокладок, они лучше охлаждаются, проще в эксплуатации.
Для регулировки оборотами могут использоваться два способа управления, основанные на изменении:
Методы тиристорного управления, применяемые для коллекторных щеточных механизмов, не подходят для нагрузок стиральных машин с асинхронными двигателями по ряду причин.
Второй технический прием регулирования напряжения — широтно-импульсная модуляция (ШИМ).
В этой схеме вначале переменная синусоида 220 вольт выпрямляется и сглаживается до стабильно постоянной величины, а затем преобразуется в прямоугольные импульсы силовым ключом инвертора с импульсным трансформатором.
Схема управления позволяет формировать фронт импульсов различной ширины на частоте порядка 50кГц, влияющих на скорость вращения якоря асинхронного двигателя.
Все эти процессы происходят на электронных платах по довольно сложной технологии с различными полупроводниковыми элементами.
Регулирование работы асинхронного однофазного двигателя по частоте осуществляется специальными частотными модулями, которые выпускаются промышленностью.
У современных стиральных машин они встроены внутри корпуса на платах управления.
Как устроен и работает инверторный двигатель: преимущества и недостатки конструкции по сравнению с другими моделями стиральных машин
Конструкция электродвигателя
Схема устройства и состав ее деталей упрощены по максимуму как на статоре, так и на роторе.
Статор через шесть отверстий на внутренней части жестко соединяется болтами с корпусом стиральной машины. Он выполнен в виде кольца с обмотками катушек, смонтированными так, что их выводы имеют всего три провода на клеммнике.
Ротор изготавливается штамповкой из листа жести и крепится шлицевым соединением на валу барабана стиральной машины. Он закрывает статор снаружи, вращаясь вокруг неподвижных катушек.
На внутренней части ротора вмонтированы с противоположных сторон два мощных неодимовых магнита, создающие постоянное магнитное поле N-S.
Вот и все устройство. Внутри него даже подшипники отсутствуют. Ими держится вал стирального барабана на корпусе. С учетом того, что сборка подобных двигателей на заводах ведется станками-роботами по строго учтенной технологии, то ломаться здесь практически нечему.
Поэтому маркетологи производителей подобных стиральных машин придумали хитрый ход увеличения продаж: они предоставляют гарантию на такие электродвигатели аж на 10 лет их постоянной работы.
Однако эта гарантия распространяется только на статор и ротор. Сюда не входят:
Кстати, неисправности в подшипниках и электронике чаще всего являются причинами отказов любых современных стиральных автоматов.
Какие принципы заложены в работу мотора
Устройство инверторного электродвигателя представим упрощенным видом, где 3 пары катушек статора соединены попарно и расположены на противоположных сторонах друг от друга «А-А», «В-В», «С-С».
По одной паре обмоток, например, А-А пропускают постоянный ток. За счет этого они начинают работать электромагнитом. Его магнитное поле S-N показал на картинке справа желтым цветом.
Дальше поля постоянных неодимовых магнитов и электромагнита статора начинают взаимодействовать своими полюсами. Под действием сил притяжения происходит сближение ротора или его поворот в направлении к статору.
С приближением ротора к полюсам катушки A-A на обмотки B-B подается напряжение, а с A-A снимается.
С приближением ротора к полюсам катушки B-B на обмотки C-C подается напряжение, а с B-B снимается.
Следующий этап состоит в подаче на A-A напряжения обратной полярности.
Далее вращение якоря продолжается чередованием подачи постоянных напряжений в различные пары катушек по циклическому графику.
Если внимательно присмотреться к происходящему процессу, то можно заметить, что ротор на каждом секторе окружности в 60 градусов стремится приблизиться к полюсам магнитного поля статорной обмотки, но достичь ее не может.
Электромагнитное поле на близком расстоянии якоря просто переключается. Вращение подвижной части с неодимовыми магнитами продолжается дальше, а не останавливается.
Подобный принцип работы считается эффективным, но у него имеется один существенный недостаток: в любой момент времени работает только одна из трех пар статорных катушек, а две другие не участвуют в создании вращательного движения — бездействуют.
Этот процесс выглядит следующим образом: протекание тока по катушкам A-A создает силы притяжения для неодимовых магнитов, а по катушкам B-B — отталкивает их с противоположной стороны.
Комбинирование применение подачи напряжений в обмотки статора придает электродвигателю больший крутящий момент и мощность.
При этом графике протекания токов повышается стабильность крутящего момента, что важно для поддержания процессов, происходящих при стирке белья.
Подобная технология требует раздельного, независимого способа подключения катушек к питающему постоянному напряжению. Он реализуется за счет схемы коммутации обмоток статора, которой управляет специальный электронный блок.
Как работает контроллер
Этому чудо девайсу электроники для точной работы требуется в каждый момент времени учитывать:
Для создания стабильного вращения необходимо точно знать информацию об угловом перемещении якоря. Ее предоставляет специальный датчик, постоянно контролирующий положение ротора.
Его выполняют на небольшой электронной плате, монтируют непосредственно на двигателе, подключают стационарным разъемом. Это чаще всего обычный датчик Холла.
Для оптимального преобразования электрической энергии бытовой сети в эффективный крутящий момент у этого мотора используются различные технические процессы:
Благодаря их реализации этот мотор стиральных машин называют совершенно разными терминами:
Вам же надо просто понимать, что это всего лишь одна и та же разработка, которая чаще всего используется в современных стиральных машинах таких производителей Южнокорейских компаний, как LG и Самсунг.
Эти компании известны всему миру как производители сложной электронной техники с полноцикловым автоматизированным процессом.
В
нашем случае мы видим удачное сочетание простейших конструкций статора и ротора с оптимальной схемой управления их работой современными технологиями.
Сравнение эксплуатационных характеристик электродвигателей стиральных машин
Проанализируем часть рабочих параметров, которые всегда волнуют конечного пользователя, ожидающего положительные результаты от вложения своих денег в покупку сложной бытовой техники.
Как расходуется электрическая энергия разными типами моторов: какой лучше
Этот вопрос настолько злободневен, что Комиссия Евросоза своими директивами жестко установила технические нормативы контроля. Последние изменения для стиральных машин и сушилок белья утверждены в 2010 году.
Такой продукции присваивается этикетка энергоэффективности, учитывающая расход электроэнергии на обработку 1 кг белья (хлопковый цикл при контроле определенной температуры воды).
Самым бережливым моделям присваивается класс «A+++», а «транжирам» — «D».
Другими словами, всю работу по определению затрат электрической энергии на стирку белья и вычисление качества стирки за нас выполняет Комиссия ЕС по энергетике и транспорту. Ее результатам вполне можно доверять.
Для этого достаточно при покупке оборудования ознакомиться с этикеткой энергоэффективности, которую производители брендовых приборов не стесняются показывать прямо на самом видном месте корпуса — верхнем левом углу.
Если же рассматривать по отдельности потребление энергии однофазными асинхронными, коллекторными или инверторными двигателями, то самостоятельно здесь можно наделать много ошибок, ибо у них разные принципы регулирования:
Кроме того, любого владельца стиральной машины интересует не столько экономная работа исключительно двигателя, а всего автомата в комплексе, приобретаемого для стирки. Ведь потери энергии могут происходить в других местах:
Все эти процессы уже сравнили и оценили специалисты ЕС в своих лабораториях. Мы просто пользуемся конечными результатами их труда.
Гарантийные обязательства на продукцию и реальность
Каждый производитель самостоятельно определяет сроки, в течение которых безвозмедно устраняет дефекты и поломки, выявленные в процессе эксплуатации продукции по его вине.
Например, автоматам LG, Samsung, Атлант и ряду другим отведено 3 года на гарантийный ремонт, а Bosh — два. Иные сроки можно встретить у разных компаний.
Важно понимать, что право бесплатного сервиса можно потерять по различным причинам, например:
Здесь же я еще раз подчеркиваю, что на некоторые узлы производитель дает отдельные, увеличенные гарантии, как на инверторный двигатель — аж 10 лет.
В большинстве случаев на такие вещи следует смотреть реально: там практически исключены поломки, а заявленная гарантия — умелый маркетинговый ход.
Как режимы стирки влияют на окончательную чистоту белья и работоспособность мотора: кратко
У современных стиральных автоматов довольно большое количество вариантов обработки белья.
Их выбор влияет не только на чистоту и прочность отстирываемых тканей, но также на техническое состояние самой машины, ибо внутри нее создаются различные механические нагрузки, вибрации и тепловые процессы.
Скорость отжима белья
Желание высушить белье практически до сухого состояния заставляет устанавливать самые высокие обороты вращения стирального барабана. При этом создаются максимальные воздействия на корпус, амортизаторы, механику привода, электрический двигатель.
Его использование несколько десятков раз не сразу сказывается на понижении работоспособности. Но, если применять такой режим постоянно, то очень высока вероятность того, что заявленный производителем ресурс закончится намного раньше ожидаемого срока.
Рачительные хозяйки выставляют обороты двигателя для отжима по минимально необходимому пределу: 400 или 800 оборотов в минуту. Да, белье получается несколько влажным. Но, оно не так уж долго подсыхает до нормального состояния на веревках…
Повышенные обороты отжима и создаваемые ими вибрации больше всего оказывают вредное воздействие на подшипники коллекторных и асинхронных двигателей даже с учетом того, что они работают через ременную передачу.
Температура воды и раздельная стирка
Жесткость нашей водопроводной воды отрицательно сказывается на общем техническом состоянии по той причине, что из нее при нагреве начинают выделяться растворенные соли карбонатов натрия и калия. Они оседают накипью на всех внутренних полостях.
Эти отложения мешают нормальной стирке, повышают жесткость прокладок, нарушают их пластичность, гидроизоляционные свойства. Как результат — создаются протечки стирального раствора.
Они обладают ярко выраженными щелочными свойствами, разъедают силуминовые крепления стирального барабана, загрязняют подшипники. Все это сказывается на нагрузках двигателя.
Продлить ресурс работы стиралки не сложно. Достаточно:
Вес загруженного белья в барабан
Этот параметр прописан в паспорте и физически ограничен габаритами емкости для закладки белья. Однако, использование его по максимуму часто не целесообразно.
В режимах отжима раствора белье должно быть равномерно распределено по всей внутренней полости. Иначе смещается центр масс, что вызывает не только повышенные вибрации на амортизаторы, но создает тряску и даже прыжки корпуса.
Такие ударные нагрузки передаются на вращающийся ротор двигателя и его подшипники. Ресурс их работы будет сокращаться.
Какой мотор стирального автомата работает надежнее и комфортнее — личные наблюдения
Маркетологи производителей стиральных машин с инверторными двигателями заявляют о тихой работе последних по сравнению с коллекторными аналогами. В этом они частично правы, если сравнить чисто режим стирки. Шум от трущихся щеток здесь отсутствует.
Но любой стиральный автомат сильно шумит при:
Так что, на мой взгляд, учитывать чисто шум самого двигателя — не очень корректный метод анализа комфортной эксплуатации всего агрегата.
Теперь поделюсь своими личными наблюдениями о работе всех трех типов электродвигателей.
Коллекторный механизм
Пример №1
У меня старая советская дрель мощностью всего 300 ватт с тиристорным регулятором проработала более 30 лет. Приходилось сверлить не только простой металл, но и толстые стальные заготовки, причем сверлами больших диаметров.
Очень много пришлось делать отверстий в бетонных стенах: тогда перфораторов не было. Бетон брали победитовым сверлом и специальным пробойником с молотком, работая поочередно. Сверлил не только сам, но и одалживал друзьям для навешивания полочек, ковров, карнизов в панельном доме.
Нерасчетные нагрузки вызвали появление искр на коллекторе. Мой товарищ решил притереть щетки, но неумелыми действиями только ухудшил их прилегание.
Пример №2
В годы перестройки к нам на работе в электролабораторию приобрели дрель DWT на 800 ватт с ударным механизмом. Один монтер стал вечерами брать ее на калымы: штробил бетонные стены.
Через два месяца упорной работы сумел погнуть вал так, что пришлось менять якорь полностью. Щетки и коллектор не пострадали, хотя весь корпус был забит бетонной пылью.
Так что считаю эту конструкцию вполне надежной.
Однофазный асинхронный двигатель
Лично у меня в мастерской на наждаке и циркулярке работают движки от старых советских активаторных стиралок. Мощность порядка 300 ватт. До этого они отработали полный цикл по прямому назначению. Нареканий к их работе нет.
У соседа по даче подобный движок стоит на зернодробилке. Пользуются ею регулярно. Пока все исправно.
Показываю фото своей стиралки с вертикальной загрузкой белья и системой автоматики, работающей еще на электромагнитной и релейной базе.
Купили у мастера, который привез ее из Германии как бывшую в употреблении. Сколько она проработала до нас и где — вопрос еще тот… На всякий случай: выпущена в ФРГ.
Примерно через год после установки затопили соседей… Вызвали этого мастера. Оказалось, что когда он делал ревизию, то забыл поставить на водяной шланг пружину-фиксатор. Последний был просто надет на штуцер и не закреплен. Вот такие дела.
Вторая поломка этой машины: жена случайно уронила вилку внутрь барабана, которая куда-то там провалилась, достать сразу без разборки не получилось… Покрутила барабан — ничего не цепляется. Решила постирать белье. Все получилось.
Через несколько стирок появился скрежет и шум. Пришлось разбирать. Зубья у вилки выгнуло, пластмассовое крепление крышек барабана сорвало. Пришлось колхозить… С тех пор нареканий к машинке нет. Продолжает нормально работать (по скромным прикидкам ее уже под 40 лет).
Однофазный асинхронный движок отлично справляется с подобными нагрузками.
Инверторные модели
Не было у меня практической возможности оценить их рабочие характеристики, но по наитию я не вижу причин для преждевременных поломок таких конструкций.
Вот в общем и все, что я хотел рассказать про инверторный двигатель в стиральной машине: плюсы и минусы его работы в сравнении с коллекторными и асинхронными аналогами.
Рекомендую посмотреть по этой теме видеообзор владельца Мастер Плюс. Он дополнительно объясняет свое мнение на основе приобретенного опыта ремонта.
Напоминаю, что сейчас у вас самое благоприятное время задать вопрос или высказать свое мнение в комментариях. Обязательно обсудим.