Как работает двигатель стиральной машины автомат
Двигатель стиральной машины: устройство, виды, схемы подключения
Выбор стиральной машины – занятие непростое, поскольку, кроме внешнего вида и габаритов устройства, необходимо брать во внимание множество других характеристик. В частности, наиболее важный критерий выбора – двигатель стиральной машины. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками.
Устройство и принцип работы двигателя стиральной машины
Как правило, двигатель стиралки закрепляется внизу. Только один вид моторов устанавливают на барабан – инверторный.
Коллекторный двигатель – самый распространенный, поэтому принцип работы будет рассматриваться на нем.
Коллектор состоит из медного барабана, разделенного перегородками на несколько секций. Щетки обеспечивают подачу тока на якорь, что, в свою очередь, образовывает магнитное поле, благодаря которому и происходит вращение.
Вращение продолжается до тех пор, пока напряжение поступает на мотор. При этом на скорость существенно влияет напряжение в сети.
Разновидности двигателей
В настоящее время рынок стиральных машин представлен 3 типами двигателей:
При этом у всех двигателей есть преимущества, недостатки и отличительные технические особенности.
Асинхронный двигатель
Такие моторы бывают трех- и двухфазными, но последние практически не выпускаются в настоящее время. Они состоят из ротора и статора. Вращение обеспечивает ремень, соединенный с барабаном. Мотор может обеспечить до 2,8 тыс. оборотов в минуту.
Преимущества асинхронных двигателей:
Для ухода за двигателем достаточно менять подшипники, а также периодически обновлять смазку.
Стоит отметить, что в современных стиралках данный тип двигателей не используется из-за малого КПД и трудного управления электросхемами. Их применяют разве что в бюджетных моделях.
Коллекторный двигатель
Данный вид двигателя используется в большинстве стиральных машин. Он состоит из алюминиевого корпуса, нескольких щеток, а также ротора, статора и тахометра.
В моторе может располагаться 4, 5 или даже 8 выводов. Щетки необходимы для обеспечения контакта между мотором и ротором.
Двигатель находится внизу конструкции и соединяется со шкивом при помощи ремня. Отсюда и вытекает основной минус этого двигателя − сильная изнашиваемость некоторых элементов, приводящая к поломке стиральной машинки.
К преимуществам можно отнести маленький размер, простую электросхему, отсутствие привязки к частоте, быстрый ход и простой ремонт.
Инверторный двигатель
Инвертор представляет собой крышку, оборудованную магнитами и обоймой с катушками. Ключевой особенностью данного типа двигателей является отсутствие щеток и ремня передачи, поскольку инвертор интегрирован непосредственно в барабан.
Существуют 2 способа размещения магнитов ротора: внутри статора и снаружи. В стиральных машинах используется последний тип. Во время работы двигателя напряжение подается на обмотки, проходя преобразование в инверторный вид.
Благодаря этим особенностям, появляется возможность контролировать и изменять скорость оборотов.
Среди преимуществ данной технологии выделяют следующие:
Инверторному двигателю для работы не нужно преодолевать силу трения. Данная особенность уменьшает расходы на электроэнергию. Однако уровень экономии невелик (около 5%).
Таким образом, инверторный двигатель при небольших габаритах обладает большой мощностью и высоким КПД. При этом конструкция отличается высокой надежностью из-за минимального количества соединительных элементов. Но такие двигатели не отличается дешевизной, поскольку их производство недешево.
Какой тип двигателя лучше?
Несмотря на то, что все типы двигателей обладают преимуществами и недостатками, основными конкурентами являются инверторные и коллекторные моторы.
Может показаться, что выбор очевиден и преимущество на стороне инверторного двигателя, но не все так однозначно.
Производители довольно подробно описывают технические характеристики своих изделий в инструкциях. Однако пользователь может недостаточно разбираться в специфике работы стиральных машин и преувеличивать значимость некоторых показателей, которые на деле выступают скорее в качестве маркетинговой уловки, чем реального преимущества, по сравнению с другими моделями.
Например, во время рекламы машинок с инверторными двигателями можно услышать, что экономия электроэнергии, по сравнению с коллекторными, составляет около 20%. На деле же ситуация немного иная, так как основное потребление электричества приходится не на мотор, а на трубчатый электронагреватель, который осуществляет нагрев воды.
В итоге пользователь действительно может сэкономить, но только при небольшой загрузке белья и неполной раскрутке барабана. В реальных же условиях экономия электроэнергии будет составлять от 2 до 5%, а во время полной загрузки может и вовсе свестись к нулю.
Другим преимуществом инверторного мотора является невысокий уровень шума при работе. Коллекторный мотор действительно является более шумным из-за наличия в своей конструкции щеток, но инверторный двигатель издает попискивание и свист.
Стоит отметить, что, помимо двигателя, в стиральной машине шумит барабан, а также насос, отвечающий за набор и слив воды.
Внимательные люди при покупке обратят внимание и на скорость оборотов. Инверторные двигатели могут похвастаться значением 2000 в минуту, но нужны ли такие большие обороты на самом деле? Если человек мечтает о почти сухом белье после стирки, то да. Но и тут не обошлось без нюансов. Так, при высокой скорости отжима вещи очень быстро приходят в негодность, а некоторые вещи, например, шерстяные, вообще не приспособлены для сильного отжима. Поэтому после стирки вещь придет в негодность.
Также инверторный двигатель позиционируется как более долговечный. Как правило, пользователи при покупке техники не рассчитывают, что она прослужит более 15 лет. Здесь важно отметить, что производители устанавливают для коллекторных двигателей срок службы 10-15 лет.
Многие переживают по поводу изнашиваемости щеток, но и их долговечность остается на приемлемом уровне. Так, при каждодневной двухчасовой нагрузке их срок службы составляет до 15 лет. При этом, даже если они все-таки сотрутся, то стоимость замены весьма незначительна.
Специалисты, занимающиеся ремонтом стиральных машин, утверждают, что, по статистике, подшипники, трубчатые электронагреватели и блоки управления выходят из строя гораздо чаще.
Стоит обратить внимание и на особенность конструкции инверторного двигателя: совместное расположение двигателя и барабана. С одной стороны, в такой конструкции отсутствуют дополнительные нагрузки, но есть при этом и значительный минус. Так, при поломке сальника из-за близкого расположения воды и электрической части обмотка может перегореть.
Некоторые производители заявляют об отсутствии трущихся частей, но это уже не маркетинговая уловка, а ложь. Щеток в инверторном двигателе действительно нет, но подшипники есть. При этом срок их службы и степень изнашиваемости не отличаются от других типов моторов.
Гарантия на инверторные двигатели составляет до 10 лет, но на другие части стиральной машинки производители дают гарантию от 3 до 7 лет, а стоимость ремонта таких двигателей весьма высока.
Поэтому невозможно однозначно ответить, какой из двигателей лучше. Зачастую преимущества двигателя в итоге оказываются маркетинговой уловкой или даже откровенным враньем.
Как проверить работоспособность мотора
Проверка работоспособности инверторного двигателя без помощи специалистов весьма затруднительна. Самый простой способ в такой ситуации – запуск самодиагностики, которая определит неисправность и сообщит об этом пользователю при помощи специального кода ошибки.
Если все-таки возникла острая необходимость проверить работоспособность двигателя, то его демонтаж нужно выполнять в определенной последовательности.
Сначала необходимо отключить стиральную машину от сети и убрать заднюю крышку, выкрутив соответствующие крепления. Далее необходимо выкрутить винты, которые удерживают проводку, а затем и болт, фиксирующий ротор. Затем нужно провести демонтаж ротора и статора и убрать от статора разъемы проводки.
После этого можно приступать к осмотру и проверке двигателя.
Проверить работоспособность коллекторного двигателя значительно проще. Сделать это можно несколькими способами, но сначала придется выполнить демонтаж.
Для этого необходимо отключить стиральную машину от сети и снять заднюю крышку. Затем нужно отсоединить провода от мотора, снять крепежи.
Далее нужно соединить обмотки статора и ротора, а затем подать на 220 В. Чтобы избежать замыкания, можно подключить трубчатый электронагреватель в виде балласта. Это делается для защиты двигателя от сгорания. Если двигатель вращается, а трубчатый электронагреватель сильно нагревается, то это говорит о возможном коротком замыкании в обмотках.
В асинхронном двигателе самостоятельно ремонтировать нечего. Неисправности, которые могут появиться в этом типе двигателя, возникают из-за проблем с обмотками статора или ротора. Устранить такую неисправность могут только профессионалы.
Наиболее частные причины поломки двигателя стиральной машины
Одной из самых частых причин неисправности коллекторного двигателя являются вышедшие из строя щетки. Об их неисправности может свидетельствовать потеря вращательной силы барабана и увеличенный уровень шума во время работы.
Перегрузка бака является наиболее распространенной причиной поломки щеток. Также они достаточно быстро приходят в негодность, если использовать отжим на максимальных оборотах. Не стоит забывать про ремень, который может соскочить со шкива или вовсе порваться.
Визуальный осмотр тоже может помочь установить необходимость замены щеток. Так, если они искрят во время работы или имеют черный налет, то их нужно заменить.
При неисправности этого элемента ремонт можно провести на дому. Для этого нужно купить подходящую модель. Лучше всего будет купить оригинальный набор от производителя.
Другой частой причиной поломки является неисправность ламелей. Данные пластины изнашиваются довольно редко. Причиной неисправности может быть обрыв шнура в обмотке.
Как правило, это связано с неправильной эксплуатацией стиральной машинки. Например, запуск процесса стирки с незакрытыми створками барабана.
Определить наличие этой неисправности можно при помощи прокручивания ротора. Об этом будет свидетельствовать появление характерного звука.
Также неисправности двигателя могут быть связаны с обрывом или замыканием в обмотке. Это может быть вызвано следующим:
Обнаружить обрыв можно при помощи мультиметра. Для этого необходимо перевести прибор в режим измерения сопротивления и проверить сопротивление между ламелями. Нормой является значение показателя от 0,1 до 0,4 Ом.
Из-за замыкания в двигателе в негодность могут прийти и другие элементы стиральной машины. Например, командный аппарат, реле реверса и другие.
Таким образом, в большинстве случаев поломки двигателя стиральной машины происходят из-за несоблюдения правил эксплуатации, а также из-за нестабильности в электросети. Чтобы устройство проработало дольше, необходимо четко соблюдать правила эксплуатации, описанные в инструкции. Желательно также использовать дифференциальный автоматический выключатель, чтобы защитить стиральную машину от скачков напряжения.
Схема подключения двигателя стиральной машины
Обычно современные коллекторные двигатели могут работать как от постоянного тока, так и от переменного. При этом двигатель не нуждается в пусковой обмотке, а для его запуска не требуется конденсатор.
У мотора может быть от 5 до 8 выводов, но они не нужны для работы вне стиральной машинки. Сначала необходимо исключить ненужные контакты тахометра. Величина сопротивления на них − примерно 60-70 Ом.
Двигатель будет вращаться в одну сторону, если произвести следующие действия: сначала подключить к одному из выводов обмотки напряжение, потом второй вывод соединить с первой щеткой, а вторую щетку подключить к проводу с напряжением.
Если же изменить подключение щеток, то есть поменять их местами, то двигатель начнет вращаться в другую сторону. В этом случае первую щетку нужно подключить к сети, а вторую соединить с выходом обмотки.
Для проверки двигателя можно использовать автомобильный аккумулятор с напряжением 12 Вольт. В результате неправильного подключения, двигатель не сгорит, поскольку напряжение у аккумулятора низкое. К тому же при низком напряжении можно понаблюдать за работой двигателя на малых оборотах.
При подаче напряжения в 220 Вольт запуск двигателя осуществляется резко, рывком. Во избежание повреждения и замыкания проводов двигатель следует надежно закрепить, обеспечив неподвижность.
Для регулировки количества оборотов двигателя можно использовать диммер. При его выборе нужно ориентироваться на мощность. Мощность диммера должна быть больше, чем мощность двигателя стиральной машинки.
Как продлить срок службы двигателя?
Соблюдение правил эксплуатации и бережное обращение со стиральной машиной значительно увеличивают ее срок службы, а также снижают вероятность выхода из строя и потребность в ремонте.
Во время подключения стиральной машинки к сети нужно тщательно подбирать провода. Так, нельзя использовать для питания двужильный алюминиевый кабель, а следует использовать медный и трехжильный.
Для защиты линии можно использовать автоматический выключатель. При этом его значение номинального тока должно быть 16А.
Поскольку заземление есть не во всех домах, то его нужно сделать самостоятельно. Для этого можно разделить PEN-проводник и вмонтировать розетку с заземлением. Идеальным вариантом будет розетка с керамической арматурой и повышенным классом защиты. Это особенно важно, если стиральная машинка находится в помещении с повышенной влажностью.
Желательно избежать использования тройников, удлинителей и переходников. Если перепады напряжения происходят достаточно часто, то в таком случае рекомендуется осуществлять подключение стиральной машинки через преобразователь. Хорошим выбором в данной ситуации станет устройство защитного отключения. При этом его параметры не должны быть выше 30 мА. Лучше всего обеспечить питание стиральной машинки от отдельной группы.
Ни в коем случае нельзя заземлять корпус стиральной машины совместно с отопительными или водопроводными трубами. Также нельзя позволять детям играться с кнопками панели управления.
Нельзя менять и программу во время стирки. Если устройство обладает механическим управлением, то не стоит поворачивать переключатель против часовой стрелки.
И еще несколько важных правил: не перегружайте барабан во время стирки и не устанавливайте число оборотов во время отжима на максимальное значение.
Заключение
Таким образом, каждый тип двигателя обладает своими преимуществами и недостатками. Делать выбор стиральной машинки необходимо на основании предъявляемых к ней требований и финансовых возможностей.
Так, если на покупку машинки получается выделить достаточно средств, то лучше взять устройство с инверторным типом двигателя. Если же на покупку инвертора не хватает денег или переплата кажется нецелесообразной, то можно купить стиралку с коллекторным двигателем.
В конце концов, щетки, по поводу которых многие переживают, изнашиваются не так уж и быстро, а стоимость их замены незначительна. При этом другие элементы, которые присутствуют в том числе и в инверторных машинках, ломаются чаще.
Важно соблюдать правила эксплуатации и бережно относиться к технике, и тогда она будет служить долго.
Как работает автоматическая стиральная машина
Содержание
Содержание
Проблема стирки сейчас решается довольно просто. Пользователь загружает белье в барабан, нажимает несколько кнопок на панели управления автоматической стиральной машины и запасается терпением. На этом участие человека заканчивается. Дальше все сделает автоматика. В материале «разберем» автоматическую стиральную машину на компоненты и посмотрим, какой за что отвечает.
Современные автоматические стиральные машины управляются микропроцессором, дающим команду начала следующего этапа, опираясь на показания датчиков. Если машинка при выполнении программы должна нагреть воду до 40 ° С, то она сначала сделает это, а затем приступит к выполнению следующего этапа.
Алгоритм работы автоматической стиральной машины
Автоматическая стиральная машина совершает полный цикл стирки белья. Стандартную программу можно разделить на несколько этапов:
Программы многих стиральных машин позволяют добавить дополнительный цикл полоскания, который необходим при стирке вещей аллергиков и детской одежды.
3. Отжим. Влага из волокон ткани удаляется примерно до 20–25 % в зависимости от того, сколько оборотов в минуту было настроено.
У разных производителей и в разных программах стирки этапы могут дополняться вспомогательными процедурами, например, предварительная стирка, или наоборот — исключаться, например, отжим в режиме стирки деликатных тканей, вместо которого вода просто сливается. Многие стиралки позволяют настроить отдельные параметры, такие как температура нагрева воды или скорость вращения барабана при отжиме.
Устройство автоматической стиральной машины
Несмотря на большое разнообразие моделей от различных производителей, устройство автоматических стиральных машин практически одинаково и мало чем отличается друг от друга.
Плата управления
«Мозговой» центр любой стиральной машины — электронная плата. Именно она управляет всеми процессами, происходящими в машине во время стирки. Именно к ней «стекаются» все параметры и показания датчиков, и именно от нее поступают команды исполнительным механизмам машины. В зависимости от исполнения модуль электроники может быть разделен на две отдельные платы: силовую и управляющую, либо собран в едином корпусе.
Именно в плате управления «зашиты» программы стирки, управляющие алгоритмы, позволяющие вносить коррективы в предустановленные программы и протоколы безопасности, отвечающие за адекватное использование стирального автомата.
Электромагнитный клапан
Правильное название этого узла — клапан электромагнитный наливной (КЭН). Он отвечает за подачу воды в стиральную машину. Представляет собой обычный электромагнит, управляемый сигналами с электронной платы. В нормальном состоянии клапан закрыт и препятствует попаданию воды в бак машины. При получении сигнала на обмотку электромагнита подается напряжение, сердечник втягивается и открывает путь для поступления воды, которая направляется в загрузочный лоток для моющих средств и вымывает их в бак.
Как правило, КЭН содержит в своем составе два или три электромагнита, открытие которых обеспечивает протекание воды через различные отсеки лотка для моющих средств и вымывание их внутрь стирального агрегата.
Бак и барабан
Конструктивно бак и барабан автоматической стиральной машины — это единое целое. Изготовленный из нержавеющей стали барабан вмонтирован в прочную «скорлупу» бака.
В баке происходит подготовка моющего раствора и его нагрев до нужной для стирки температуры. За нагрев воды отвечает электрический ТЭН, установленный в нижней части бака.
Баки современных стиральных агрегатов обычно выполнены из прочного пластика. Он довольно крепок, хорошо сохраняет тепло, стоек к коррозии и имеет малый вес. Барабан стиральной машины изготавливают из нержавеющей стали. Для лучшего контакта белья с водой во время стирки и отвода влаги при отжиме стенки барабана делают перфорированными, через отверстия вода беспрепятственно циркулирует в узле.
Эффективность стирки заключается в механическом воздействии на белье. Именно поэтому на этапе стирки бак машины заполняется по минимуму, чтобы вода не амортизировала удары белья о поверхность барабана.
Некоторые производители для усиления механического воздействия на белье делают поверхность барабана не гладкой,
а с гранями и ребрами.
В процессе стирки барабан вращается то в одну, то в другую сторону со скоростью примерно 50 об/мин. При отжиме барабан способен раскручиваться до 1600 об/мин — у разных моделей разный порог.
Для получения хорошо отжатого белья, вполне достаточно
1000–1200 об/мин.
Для компенсации вибраций, возникающих в процессе работы барабана, бак устанавливают в корпусе на пружинных подвесах и амортизационных стойках, а также увеличивают его массу путем крепления на узел довольно увесистых грузов из бетона или искусственного камня.
Электродвигатель
Барабана вращается с помощью электродвигателя. Существует два типа конструкций привода:
1. Вращение барабана посредством ременной передачи.
2. Прямой привод барабана, при котором и двигатель, и барабан закреплены на одном валу.
Электромоторы бывают коллекторные и инверторные. Для стирки тип электромотора не играет определяющей роли. Его задача — просто вращать барабан в ту или иную сторону. А вот на эксплуатационные расходы тип электромотора оказывает существенное влияние.
У инверторных моторов выше КПД и они более экономичны, что снижает расходы на электроэнергию и повышает энергетическую эффективность стиральной машины. Но они дороже, поскольку имеют более сложную схему управления.
Прессостат
Уровень поступающей в бак воды отслеживает датчик уровня — прессостат. Это пневматический датчик, который по давлению воздуха в компрессионной камере бака стиральной машины определяет уровень заполнения бака водой.
Внутри корпуса устройства находится воздушная камера, отделенная от контактной группы резиновой мембраной. Прессостат соединен герметичной воздушной трубкой с компрессионной камерой бака. При заполнении бака водой воздух из него вытесняется и создает давление в воздушной камере прессостата, из-за этого мембрана изгибается и замыкает электрические контакты. Полученный сигнал «дает знать» плате управления, что бак заполнен до нужного уровня и пора наливному клапану перекрыть подачу воды.
Выше описан алгоритм работы механического датчика. В современных стиралках чаще можно встретить электронные. Их конструкция также имеет воздушную камеру и мембрану. Однако мембрана замыкает не контакты, а давит на ферритовый сердечник, погружая его в катушку индуктивности, расположенную в корпусе устройства. В зависимости от давления воздуха в системе магнитный сердечник погружается в катушку на различную глубину.
В корпусе электронного прессостата собран простейший генератор колебаний, который в зависимости от глубины погружения магнита в катушку подает сигнал определенной частоты. По пороговым значениям частоты, таблица которых «зашита» в управляющую программу, плата управления отслеживает уровень заполнения бака водой и отдает соответствующие команды исполнительным узлам.
На различных этапах стирки нужны различные уровни воды в баке. При стирке белья в моющем растворе жидкости должно быть не много, чтобы обеспечить механическое воздействие на ткани, а при полоскании — воды нужно значительно больше, чтобы вымыть из волокон все остатки моющего средства. Для этих целей в конструкции механических прессостатов используют двухкамерную схему с двумя парами контактов. При использовании электронных прессостатов — добавляют еще одно пороговое значение частоты в управляющую программу. И в первом и во втором случаях сигналы обрабатываются платой управления в зависимости от выполняемого этапа стирки.
Для исключения ложных срабатываний датчика, возможных при изменении давления в компрессионной камере при вращении барабана, в штуцере прессостата есть дросселирующее отверстие, диаметр которого меньше диаметра подключаемого воздушного шланга.
Сливной насос
Сливная помпа служит для удаления воды из стиральной машинки после завершения этапов стирки. Насос установлен в магистрали отвода воды в канализацию. Он представляет собой обычный центробежный насос, состоящий из небольшого электродвигателя, на валу которого закреплена крыльчатка.
Устройство блокировки люка
Устройство относится к системе безопасности стиральной машины. Оно исключает открытие люка стирального автомата во время стирки. После запуска программы первое, что сделает плата управления — проверит, закрыт ли загрузочный люк. Если нет — стирка не начнется.
После завершения программы люк остается закрытым еще какое-то время, необходимое для остывания биметаллической пластины, изгиб которой блокирует механизм замка. Как правило, временной интервал разблокировки составляет 1–3 минуты.
В следующем видео наглядно показан алгоритм работы основных узлов автоматической стиральной машины.