Коллектор двигателя стиральной машины
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:
Ремонт и проверка работоспособности коллекторных двигателей стиральных машин
В современных стиральных машинах используются несколько типов приводных двигателей: коллекторные, асинхронные, а также с прямым приводом барабана — они отличаются по принципу работы и по конструкции. Для обеспечения работы асинхронного двигателя требуется фазосдвигающий конденсатор — подобная схема включения двигателя используется в большинстве старых моделей СМ. В современных машинках для управления асинхронным двигателем используется сложная электронная система управления, поэтому его проверка без специального стенда (или «тестовой» СМ) вызывает определенные затруднения. Еще большие проблемы вызывает проверка двигателей с прямым приводом (например, они используются в машинах LG DirectDrive). Их трудно проверить отдельно, так как они являются частью конструкции бака. К тому же, для этих двигателей также необходима сложная система управления.
Наиболее просто (в том числе и в домашних условиях) можно проверить коллекторные двигатели, на этом мы остановимся более подробно.
В большинстве современных СМ приводные коллекторные двигатели включены по схеме, показанной на рис. 1.
Из рисунка видно, что цепь питания двигателя происходит по следующей цепи: 220 В — управляющий симистор (регулирует скорость вращения двигателя) — контакты реле реверса (I или II) — обмотка статора — обмотка ротора — 220 В.
Переключение обмотки статора в стиральных машинах производится как с помощью контактных групп командоаппарата, так и с помощью реле, расположенных в электронном модуле.
Примечание. На самом деле обмотка статора имеет две секции, включенные согласованно. Подобное решение позволяет уменьшить проникновение помех (создаваемых искрами на коллекторе) в питающую сеть, — то есть получается своеобразный помехоподавляющий фильтр.
Изменение направление вращения вала двигателя производится изменением полярности включения обмотки статора. В некоторых моделях стиральных машин обмотка статора имеет отвод. Он используется в режиме отжима. В этом случае питание подается на один из крайних выводов обмотки и упомянутый отвод. Если же обмотка статора подключена через крайние выводы, СМ работает в режиме обычной стирки мотор работает на малых оборотах.
В простейшем случае для проверки работоспособности двигателя многие ремонтники соединяют последовательно обмотки статора и ротора (якоря) и подают на них сетевое напряжение (рис. 2).
Указанная схема имеет свои недостатки, один из которых заключается в том, что работоспособность двигателя с помощью нее полностью проверить все равно не удастся. Даже если вал двигателя и будет вращаться, подобная проверка все равно не выявит скрытых дефектов, проявляющихся, когда он работает в реальных режимах эксплуатации СМ, например, под нагрузкой. К тому же эта схема включения не имеет никакой защиты: если в обмотках двигателя имеются короткие замыкания, он будет работать что называется «вразнос». Чтобы избежать возможных неприятных последствий при проверке двигателя, в его схему питания устанавливают дополнительный балласт. В качестве последнего, например, можно использовать любой ТЭН от стиральной машины (см. рис. 3) или мощную осветительную лампу (500 Вт и выше). Если в обмотках двигателя есть короткое замыкание и через них протекает повышенный ток, ТЭН будет заметно нагреваться.
Можно иным способом проверить в динамике работоспособность двигателя: соединить его обмотки, как на рис. 2, но питать через лабораторный автотрансформатор мощностью не менее 500 Вт. Подобное включение позволяет плавно регулировать обороты двигателя и легко контролировать любые нештатные ситуации в его работе. В качестве защиты подобной схемы можно использовать обычный плавкий предохранитель номиналом 5-10 А). Если ЛАТР найти не удалось, можно вместо него использовать электронный (симисторный) регулятор, рассчитанный на управление нагрузкой соответствующей мощности. Регулятор можно изготовить самостоятельно, найдя подходящую схему в радиолюбительской литературе или в Интернете.
Есть еще один способ проверки работоспособности коллекторного двигателя — по интенсивности искрения между коллектором ротора и щетками. Возникновение сильных искр в месте контакта щеток и коллектора указывает на то, что двигатель неисправен. Подробнее на этом мы остановимся ниже.
Неисправности коллекторных двигателей могут быть вызваны следующими причинами:
Примечание. Как правило, дефекты ламелей являются следствием короткого замыкания в обмотках двигателя.
На самом деле причин может больше, но мы остановимся подробно только на перечисленных выше, как наиболее характерных.
Типовые неисправности коллекторных двигателей
Износившиеся щетки на коллекторном двигателе необходимо своевременно заменять (лучше всего на оригинальные). Но как быть в случае, если нет возможности заменить щетки на оригинальные?
Примечание. Износ щеток во многих случаях можно определить внешним осмотром или по интенсивности искрения на коллекторе двигателя: как под нагрузкой (в баке машинки есть белье), так и без нее — в этом случае, возникают обильные искры (не по всему периметру коллектора). Следует учесть, что подобное обильное искрение появляется и в том случае, если новые щетки не притерты к коллектору. Также возможны случаи, когда при значительном износе щеток наблюдается потеря мощности двигателя — например, если барабан стиральной машины не «проворачивается» с загруженным в него бельем (за исключением случаев, когда щетки заклинивают в щеткодержателе — «зависают»).
Отметим, что замена щеток аналогами от других коллекторных двигателей достаточно сложна по нескольким причинам. Перечислим некоторые из них, а также рассмотрим рекомендации по замене щеток аналогами.
Щетки от другого двигателя, как правило, имеют другую форму и размеры — поэтому перед установкой их необходимо соответствующим образом обработать (обточить). Одной особенностью щеток моторов для стиральных машин является их значительная длина — это затрудняет подбор аналогов от других коллекторных двигателей, например, электроинструмента (на рис. 4. слева показаны щетки с щеткодержателями от двигателя стиральной машины, а справа — от электроинструмента). При установке «самодельной» щетки в щеткодержатель следует проверить ее свободное движение (без зацепов) по всей длине рабочего хода без бокового люфта. Упомянутый люфт может привести к перекосу щетки в щеткодержателе и ее возможному «зависанию» (то есть заклиниванию в щеткодержателе и вследствие этого — возможной потере контакта с коллектором).
Щетки должны быть выполнены из так называемого электрографита (смесь сажи, чистого графита и специального связующего вещества, прошедшая отжиг при температуре около 2500 °С). Этот материал (на примере отечественных электрографитовых щеток ЭГ-74) имеет твердость (15—50) 107 Па и удельное сопротивление 35—75 мкОм м. Дополнительную информацию на эту тему можно найти в ГОСТ 21888-82. В крайнем случае, при выборе материала щеток можно использовать обычный мягкий графит — только в этом случае срок службы щеток будет значительно меньше.
Примечание. В настоящее время большинство стиральных машин в России — зарубежного производства. Поэтому выяснить, какой материал (и его параметры) для щеток используют зарубежные производители, в полной мере не представляется возможным.
Известно, что чем выше твердость щеток, тем они долговечнее (медленнее изнашиваются). В этом случае следует учесть, что чересчур «твердые» щетки быстро изнашивают коллектор. Наверно, истина где-то посередине. Поэтому будем условно считать, материал щеток коллекторных моторов зарубежных стиральных машин имеет параметры, соответствующие приведенным выше.
При подборе аналогов щеток следует также обратить внимание на наличие медного хвостика (если он есть в оригинальных щетках). В щетках, самостоятельно обточенных под требуемые размеры (в соответствии с оригиналом) рекомендуется использовать прижимную пружину от старых щеток.
Не стоит использовать аналоги щеток, выполненных из графита с внешним медным покрытием(такие щетки предназначены для электрических машин, рассчитанных на низкое рабочее напряжение). Это вызвано тем, что медная пыль, попав в промежутки между ламелями коллектора, может привести к коротким замыканиям между ними, и, в конечном счете — к выходу из строя ротора.
Отметим, что после самостоятельного изготовления щеток, необходимо в нижней их части сделать фаски и при необходимости выполнить косой срез (если щетки «косые» — то есть соприкасаются с коллектором под определенным углом).
Установка аналогов щеток также предусматривает так называемую «притирку» последних. Она имеет следующие особенности:
Следует отметить, что работа двигателя на повышенных оборотах может сопровождаться вибрацией, поэтому его необходимо надежно закрепить;
По окончании этой программы ограничений по использованию СМ больше нет.
Межвитковые замыкания (или обрыв) в обмотках статора или ротора
При обрывах или межвитковых замыканиях обмоток возможны следующие характерные дефекты:
Примечание. При межвитковых замыканиях в секциях обмотки ротора обычно появляются сильные искры вокруг коллектора. Также, если короткое замыкание имеется в одной из секций обмотки якоря, ламели, подключенные к ее выводам, будут иметь сильный характерный нагар.
Обрыв обмоток ротора легко выявить с помощью омметра, подключив последний к любым соседним ламелям коллектора. Вращая вручную ротор, контролируют сопротивление его секций — во всех положениях вала сопротивление между соседними ламелями должно быть одинаковым (0,1—0,4 Ом). Если сопротивление между одними из соседних ламелей возрастает до 5. 9 Ом (или более) — возможно, в этой секции имеется обрыв обмотки. Но не стоит отчаиваться — часто подобное проявление бывает вызвано неконтактом одной из ламелей в месте соединения ее с обмоткой (на краю каждой ламели есть специальный крючок, который обеспечивает соединение с соответствующей секцией обмотки ротора). Если неконтакт вызван именно по этой причине, можно аккуратно «проклепать» проблемный крючок. Хочется отметить, что в подобных случаях использование пайки недопустимо, так как это не принесет ожидаемого эффекта — при работе мотора ламели коллектора сильно нагреваются, пайка разрушается (соответственно, электрическая цепь вновь разорвется), а центробежная сила может разнести остатки олова куда угодно (с самыми непредсказуемыми последствиями). Кстати, пайка ламелей может нарушить балансировку ротора, что также может привести к повышенной вибрации в его работе.
Также возможны замыкания в обмотках двигателя (межвитковые замыкания, например, вызванные пробоями в изоляции), но здесь уже помочь нечем — двигатель нужно менять или заново перематывать его обмотки. Самостоятельная перемотка, например, обмоток якоря в большинстве случаев дает отрицательный результат. Для выполнения подобных работ нужна специальная технология, которую можно соблюсти только в заводских условиях.
Отметим, что замыкания в обмотках двигателя могут повлечь за собой выход из строя уже целого ряда компонентов в составе стиральной машины — подгорание (или полное разрушение) контактов на разъемах электронного модуля и соединительного шлейфа, отказ элементов силовых цепей в составе самого модуля (реле реверса, силовой симистор, контактные группы командоаппарата и др.).
Дефекты ламелей коллектора
Дефекты коллекторных двигателей, вследствие неисправности ламелей на самом деле немного — это неконтакты ламелей и секций обмотки ротора, а также перегрев и возможное последующее отслоение ламелей. Ламели крепятся на коллекторе с помощью клея, а электрическое соединение их с секциями обмотки ротора обеспечивают специальные «закусывающие» крючки. Самый распространенный дефект ламелей — это обрыв провода секции ротора в месте соединения с той или иной ламелью (об этом мы подробно останавливались выше). Гораздо худший случай, когда по разным причинам ламели перегреваются и отслаиваются (см. рис. 5).
Подобный дефект обычно бывает вызван короткими замыканиями в промежутках между ламелями, замыканиями в секциях якорной обмотки или вследствие механического торможения (заклинивания) ротора — в любом случае ламели сильно нагреваются (и отслаиваются), вследствие прохождения через них тока, значительно превышающего номинальный уровень.
Торможение якоря двигателя возможно, например, при заклинивании подшипников мотора или барабана СМ. Также подобный дефект возникает, если в машинках с вертикальной загрузкой потребители забывают закрыть створки барабана — раскрытые створки блокируют вращение барабана, а вследствие этого — и якоря мотора.
В подавляющем большинстве случаев дефекты ламелей (перегрев, отслоение и др.) являются следствием других неисправностей двигателя, элементов стиральной машины или вследствие некорректных действий пользователей.
Если отслоение ламелей на коллекторе незначительное (менее 0,5 мм), подобный дефект устраняется проточкой самого коллектора на станке (не всегда, правда, с положительным эффектом). Не следует забывать, что после подобной операции в промежутках между ламелями может оставаться медная стружка (или пыль), поэтому необходимо тщательно очистить эти промежутки. Кроме того, на ламелях после проточки коллектора могут остаться заусеницы — их также необходимо удалить.
Сам факт отслоения ламелей на коллекторе легко выявить как визуально — так, если вручную вращать ротор двигателя, щетки в этом случае будут издавать сильный характерный треск.
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.