Трехфазный асинхронный двигатель в стиральной машине что это такое

Типы двигателей у стиральных машин

Вращение барабана стиральной машины обеспечивается электродвигателем. Изначально для преобразования электрической энергии в механическую использовали ременные приводы, присоединенные к барабану и вызывающие его движение.Сегодня в большинстве старых моделей стиральных машин все еще применяется именно эта технология, однако новые модели существенно эволюционировали. Если вам потребуется мастер по ремонту стиральной машины, обращайтесь в нашу фирму.
Техническое совершенствование принесло миру три улучшенных типа двигателей:

  • асинхронный;
  • коллекторный;
  • бесколлекторный (прямой привод).

Каждый тип двигателей обладает своими достоинствами и недостатками, сильными и слабыми сторонами. При выборе стиральной машины следует учитывать эти показатели.

Асинхронный двигатель

Существуют двух- и трехфазные асинхронные двигатели для стиральных машин. Начиная с 2000-х годов, устройства с двухфазными двигателями практически не выпускают: их заменили более развитыми и компактными технологиями, к которым относятся и трехфазные с частотным регулированием скорости.

В устройстве таких моторов две основные части – неподвижный статор и вызывающий вращение барабана ротор. Скорость вращения может достигать 2800 оборотов в минуту. Самая частая неисправность – ослабление вращающего момента, из-за чего барабан начинает покачиваться по сторонам и не выполняет полных оборотов.

Асинхронный двигатель обладает следующими преимуществами:

  • простота конструкции;
  • легкость обслуживания (чаще всего необходимо лишь смазывать мотор или менять подшипники);
  • низкий уровень шума;
  • относительно низкая стоимость.

Недостатками же является большой размер мотора, низкий КПД, сложность при управлении электросхемами. В современных мощных стиральных машинах такие двигатели не используют, встретить их можно в простеньких и недорогих моделях.

Коллекторный двигатель

Около 80% всех бытовых приборов оснащены коллекторными моторами, и стиральные машины не исключение. Их используют с 90-х, а в 2000-х коллекторные двигатели практически полностью заменили двухфазные асинхронные. Такие моторы универсальны – они могут работать как от переменного, так и от постоянного тока.

Эти двигатели состоят из статора, коллекторного ротора, тахогенератора (генератора скорости вращения), алюминиевого корпуса и хотя бы двух щеток для контакта ротора с мотором. Щетки стачиваются о коллектор, поэтому периодически их необходимо менять.

Коллекторный двигатель отличается такими достоинствами:

  • небольшие габариты;
  • большой пусковой момент;
  • нет привязки к частоте электросети;
  • плавное управление оборотами (частота вращение регулируется увеличением или уменьшением напряжения);
  • универсальность;
  • простота управляющей электросхемы;
  • быстроходность.

Значимые недостатки у коллекторных моторов – невысокий срок службы, необходимость замены щеток и шумность. Коллекторно-щеточный узел очень уязвим и выходит из строя чаще всех остальных деталей. При трении в этой области возникает искрение, вызывающее перегрев и отслоение ламелей коллектора от изолятора. Иногда обмотка ротора или статора подвергается межвитковому замыканию, что ведет к тому же искрению или ослаблению магнитного поля. В последнем случае ротор и барабан не крутятся полностью.

Прямой привод

Бесколлекторный двигатель называют также инверторным или мотором с прямым приводом. Это самая новая технология, разработанная корейским концерном LG. Распространение данного типа двигателей началось в середине 2005, с тех пор благодаря своей отличной работе, долговечности и компактности инверторный привод прочно занимает лидирующую позицию.

Сегодня эту технологию используют и другие компании, среди которых Haier, Samsung и Whirpool. Надежность, значимое превосходство прямых приводов над коллекторными и асинхронными двигателями, возможность сильно уменьшить габариты стиральных машин, устойчивость к износу, небольшое количество деталей и другие преимущества заметно расширили область применения бесколлекторных двигателей. Их оценили и начали использовать также в технике от Bosh и AEG.

В устройстве такого двигателя лишь ротор и статор, как и у асинхронного. Однако действие его совершенно иное. Привод присоединяется напрямую к барабану, что исключает применение соединительных элементов – самых уязвимых частей моторов. Управляющая схема в таких двигателях трехфазного инверторного типа.

Главные достоинства моторов этого типа такие:

  • простота конструкции;
  • удобное расположение в стиральной машине;
  • компактность;
  • низкий уровень колебания машинки;
  • КПД выше, чем у остальных видов двигателей;
  • отсутствие ремня и щеток, требующих регулярного обслуживания;
  • относительная бесшумность.
Читайте также:  Какое масло заливается в двигатель фольксваген туран

Единственный значимый недостаток прямых двигателей не связан с потребителями, он больше задевает производителей – схема управления довольно сложна и ее разработка требует больших усилий, чем при создании электросхемы коллекторного двигателя. Это дополнительно увеличивает цену на инверторные стиральные машины от Электролюкс, Бош и остальных компаний.

Источник

Какой двигатель стоит в стиральной машине

Электродвигатель стиральной машины вращает ее центральную часть – барабан. Первыми двигателями, вставшими на массовое производство, были моторы с ременным приводом, приводящие барабан в движение посредством ременной передачи. Эта технология используется и по сей день, но это не отменило эволюцию стиральных машин.

Сегодня производители стали использовать и другие типы моторов. Итого, на сегодняшний день есть три основных типа ЭД:

  • асинхронные;
  • коллекторные;
  • бесколлекторные (прямоприводные).

У каждого из них есть свои плюсы и минусы, которые стоит учитывать, подбирая стиральную машинку.

Какие двигатели используются в стиральной машине

Рассмотрим каждый тип двигателя по отдельности, оценим их сильные и слабые стороны, чтобы вы могли сделать взвешенный выбор при подборе техники.

Асинхронные

В стиральных машинах используются как двухфазные, так и трехфазные моторы. Но с 2000-х годов первый тип ушел в небытие, и сегодня используются более компактные моторы на 3 фазы и с возможностью регуляции скорости оборотов.

Устроены они таким образом: в их конструкции предусмотрено две части – статор (недвижимый) и ротор (обеспечивающий вращение барабана). Такой мотор может вращаться до 2,8 тыс. оборотов за 1 минуту.

Слабая сторона движка асинхронного типа: ослабевание крутящего момента, что вызывает раскачивание барабана и потерю мощности при вращении. Но если в вашей стиральной машинке стоит движок асинхронного типа, значит, вас ждут такие преимущества:

  1. конструкция элемента и всей машинки предельно проста;
  2. обслуживание относительно легкое – достаточно периодически менять смазку или подшипники;
  3. тихая работа;
  4. низкая цена.

К минусам эксперты относят такие моменты:

  • внушительные габариты детали;
  • не слишком высокий коэффициент полезного действия (КПД);
  • сложное управление электросхемами.

В мощных СМА последних годов такие моторы уже не используются. Их можно встретить только в простых моделях из невысокой ценовой категории.

Коллекторные

8 из 10 бытовых приборов в своей конструкции предусматривают именно такие ЭД. В стиральных машинках коллекторные движки стали использоваться с начала 90-х годов, а уже спустя десятилетие практически полностью вытеснили асинхронные двухфазные аналоги. Главный их плюс – универсальность и работа от постоянного и переменного тока.

Конструкция движка коллекторного типа такова:

  1. статор;
  2. коллекторный ротор;
  3. тахогенератор (прибор, контролирующий скорость вращения);
  4. корпус из алюминия;
  5. как минимум пара щеток, обеспечивающих контакт ротора и двигателя.

Важно! Щетки трутся о коллектор, поэтому со временем изнашиваются и требуют замены. Заметить стертые щетки можно по искрам из-под нижней панели СМА.

  • скромные размеры;
  • внушительный пусковой момент;
  • отсутствие привязки к частоте;
  • возможность плавного управления количеством оборотов;
  • универсальность;
  • простора в управлении со стороны электросхемы;
  • быстрый ход.
  • скромный срок исправной службы;
  • быстро изнашиваемые элементы – щетки;
  • шумная работа.

К недостаткам также можно отнести риск межвиткового замыкания (пробивание обмотки), что вызывает потерю мощности или искры.

С прямым приводом

Так называемый инверторный мотор используется фирмой LG, опыт которой впоследствии переняли и другие бренды. На рынок эти электродвигатели вышли в середине 2000-х годов и сразу пришлись по вкусу покупателям за ряд неоспоримых преимуществ. Сегодня прямо-приводные движки можно встретить в стиральных машинах таких марок: Самсунг, Хайер, Вирпул, Хотпоинт-Аристон, Бош, АЕГ и других.

Возможность использования бесколлекторной технологии позволила делать СМ менее габаритными и сохранять работоспособность других деталей. Как и в двигателе предыдущего типа, в конструкции инвертора есть ротор и статор, но принцип работы иной. Главное отличие – в приводе. Он напрямую подключен к барабану, поэтому в стиралках отсутствует ременная передача.

  1. интуитивная конструкция;
  2. удобное конструкционное размещение в корпусе прибора;
  3. скромные габариты самого электромотора;
  4. сниженный уровень вибраций СМ;
  5. наивысший КПД из всех трех типов;
  6. отсутствие деталей, требующих постоянного обслуживания (щетки, ремень);
  7. тихая работа.

Из недостатков специалисты выделяют только то, что схема управления таким движком намного сложнее, чем у аналогов. Это прямо пропорционально влияет на цену таких стиралок.

Теперь вы знаете, какой двигатель в стиральной машине самый мощный и тихий. Осталось разобраться только в том, какой же лучше и на чем остановить свой выбор.

Читайте также:  Причина гидроудара двигателя автомобиля

Какой тип двигателя лучше

Разбираясь в том, машину с каким типом двигателя купить, определитесь в первую очередь с требованиями к будущей стиралке.

Если вы готовы к более шумной работе и постоянному техническому обслуживанию машинки, но хотите существенно сэкономить, покупайте СМА с коллекторным двигателем. Если же цена для вас значения не имеет, но в приоритете мощность, бесшумность и долговечность, то лучше отдать предпочтение машине с инверторным двигателем.

Внимание! Гарантия от изготовителя на бесколлекторный мотор не менее 10 лет! Но это не отменяет риска, что другие детали машины испортятся намного раньше, чем истечет гарантийного срока на движок.

Источник

Асинхронный трёхфазный двигатель

Содержание:

1. Применение трёхфазных двигателей в стиральных машинах

Асинхронный трёхфазный электродвигатель был изобретён в 1889 году русским электротехником Доливо-Добровольским. Трёхфазные двигатели получили широкое применение в различной промышленной технике, в том числе и в промышленных стиральных машинах. С развитием современных технологий и электронных систем управления, подобные двигатели стали распространены и в бытовой технике. В бытовых стиральных машинах трёхфазные двигатели стали применяться примерно с 2005 года. Сегодня можно встретить такие двигатели только в некоторых моделях стиральных машин торговых марок: AEG, Electrolux, Ariston, Indesit, Whirpoll, Candy, Bosch, Siemens, Miele, Haier. Трёхфазные двигатели из-за низкого уровня шума, очень часто применяются в так называемых бесшумных стиральных машинах.

2. Общие сведения о трёхфазном токе и трёхфазном двигателе

Как известно из курса электротехники, в промышленности трёхфазный ток создаётся трёхфазным генератором, который имеет три обмотки сдвинутые относительно своей геометрической оси на угол 120°, поэтому на выходе каждой из обмоток генератора образуются переменные токи, фазы которых соответственно сдвинуты друг относительно друга также на 120°.
График трёхфазного тока представлен на (Рис.2).
Конструкция и принцип работы трёхфазного и однофазного асинхронных двигателей почти одинаковы. Разница лишь в обмотках статора. Трехфазные электродвигатели имеют на статоре трёхфазную обмотку, каждая секция обмоток которых сдвинута на 120°. Ротор (подвижная часть) трёхфазного двигателя имеет такую же конструкцию, что и однофазные асинхронные двигатели, т.е. состоит из короткозамкнутой обмотки в виде «беличьего колеса». Статор (неподвижная часть) состоит из сердечника в пазы которого уложены секции обмоток и подключены к контактной колодке двигателя.
В отличие от однофазного асинхронного конденсаторного двигателя, трёхфазный двигатель подключённый к трёхфазной сети, не нуждается в пусковом конденсаторе, поскольку сдвиг фаз токов необходимый для образования пускового момента и вращающегося кругового магнитного поля обусловлен самой системой питания.
Трёхфазные асинхронные двигатели могут работать так же от однофазной сети, но с потерей мощности примерно на 50% и естественно уже с применением пусковой схемы построенной на конденсаторах.
Существуют две классические схемы подключения трёхфазных двигателей — это соединение обмоток статора по схеме «звезда» и «треугольник» (Рис.3) В стиральных машинах применяются трёхфазные асинхронные двигатели обмотки статора которых соединены по схеме «треугольник», т.е.конец первой обмотки соединен с началом второй, конец второй с началом третьей, а конец третьей с началом первой, образуя замкнутый контур. При таком соединении в замкнутый контур нет никакой опасности, так как благодаря сдвигу по фазе между электродвижущими силами на 120° их геометрическая сумма равна нулю и, следовательно тока в контуре быть не может. Все обмотки в трёхфазном двигателе имеют одинаковое электрическое сопротивление, что обеспечивает равномерную нагрузку на каждую фазу.

Если не вдаваться в подробности основ теории электротехники, отметим главное — электродвигатели с обмотками, соединёнными звездой работают намного мягче, чем электродвигатели с соединением обмоток в треугольник, но нельзя не отметить, что при соединении обмоток звездой двигатель не способен выдать максимальную мощность. Если соединить обмотки треугольником, двигатель выдаст полную паспортную мощность (приблизительно в 1,5 раза выше, чем при соединении звездой), но значения пусковых токов будут высокими.

3. Система управления трёхфазным двигателем (инвертор)

Выше, мы провели очень краткий обобщающий обзор по трёхфазному току и трёхфазному асинхронному двигателю. На самом деле, в электротехнике этот материал занимает очень большой раздел, с описанием всех физических процессов трёхфазной системы.

Как же работает асинхронный трёхфазный двигатель в бытовой стиральной машине, которая подключена к однофазной сети с переменным напряжением 220 вольт?

Для того, чтобы трёхфазный двигатель максимально эффективно работал в однофазной сети, применяют относительно сложный электронный преобразователь, который называют — инвертор. Структурная схема инвертора представлена ниже на (Рис.4).

Читайте также:  Как бензин может попасть в картер инжекторный двигатель

Данный преобразователь имеет ярко выраженное звено постоянного тока. Переменное напряжение сети преобразуется при помощи диодного моста в постоянное, сглаживается индуктивностью (L) и ёмкостью (C), термистор (NTC) служит для защиты схемы от токовых перегрузок. Индуктивность и ёмкость в выпрямителе служат также фильтром, который защищает сеть от пульсаций при коммутации двигателя.

От переменной сети так же работает импульсный блок питания, который формирует пониженное постоянное напряжение различных значений для питания системы управления. С выхода выпрямителя постоянное напряжение поступает на силовую часть инвертора построенную на IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor — биполярный транзистор с изолированным затвором ). На структурной схеме IGBT позиционированы как Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6. В корпус данных транзисторов интегрирован диод включённый между цепью эмиттера и коллектора, который защищает транзистор от излишних токовых перегрузок возникающих при коммутации обмоток электродвигателя.

В инверторе осуществляется преобрaзовaние постоянного нaпряжения в трехфaзное (или однофaзное) импульсное нaпряжение изменяемой aмплитуды и чaстоты. По сигнaлaм системы упрaвления, кaждaя обмоткa электрического двигaтеля подсоединяется через соответствующие силовые трaнзисторы инверторa к положительному и отрицaтельному полюсaм звенa постоянного токa. Сигналы управления поступают на затворы транзисторов с драйверов (микросхем управления) IR1, IR2, IR3.

Сигнал на драйверы приходит с цифрового сигнального процессора ( DSP-Digital signal processor ) системы управления. Такие процессоры специально разработаны для управления двигателями. Длительность подключения кaждой обмотки в пределaх периодa следовaния импульсов модулируется по синусоидaльному зaкону. Чем выше частота преключения транзисторов, тем выше скорость вращения ротора трёхфазного двигателя, поэтому этот метод управления двигателя называют частотным.

Реверсивное вращение двигателя осуществляется за счёт изменения порядка включения транзисторов инвертора.

Алгоритм системы управления двигателем заложен в цифровом сигнальном процессоре.

Тахогенератор (Т) (Рис.4) расположенный на валу двигателя является звеном обратной связи между двигателем и блоком управления, благодаря чему, поддерживается необходимая стабильная скорость вращения двигателя на различных этапах работы стиральной машины. По сигналу с тахогенератора определятся дисбаланс барабана на стадии отжима, а в некоторых моделях стиральных машин происходит даже примерное взвешивание белья, за счёт сравнения характера сигналов тахогенератора при пустом и заполненным бельём барабане.

Подобные критерии сигналов тахогенератора, записаны в программе процессора системы управления двигателем или в микросхеме памяти блока управления.

В качестве дополнения, ко всему описанному в этом пункте, представим внешний вид и расположение некоторых компонентов инверторных блоков управления для стиральных машин.

Существует три основных вида:

1.Единый блок управления (инвертор и управление остальными элементами стиральной машины совмещены в общий модуль) (Фото 1)

2.Отдельный блок для управления 3-х фазным двигателем (Фото 2)

3.Блок управления (инвертор) расположен на самом двигателе

Фото 1. Единый блок управления стиральной машины Ariston

Фото 2. Отдельный блок для управления 3-х фазным двигателем

4.Диагностика трёхфазных асинхронных двигателей.

Сразу хочется отметить, что трёхфазные асинхронные двигатели стиральных машин довольно надёжные. В практике ремонта стиральных машин, известно крайне мало случаев выхода из строя подобных двигателей.

Большая часть неисправностей связанная с некорректной работой двигателей, заключается в неисправности самой системы управления. При неисправности системы управления, двигатель может вращаться рывками или наблюдается нестабильная частота вращения ротора, а иногда он вовсе не вращается.

Блок управления трёхфазным двигателем может быть выполнен в виде отдельного модуля или совмещён с общим модулем управления стиральной машины.

На (рис.4) приведена лишь структурная схема инверторного преобразователя, на самом деле принципиальная схема инвертора намного сложнее и содержит в себе микропроцессорную систему, операционные усилители, оптические развязки и т.п.

Невозможно полноценно проверить работоспособность или напрямую включить трёхфазной двигатель стиральной машины без подключения к электронной схеме.

При помощи мультиметра представляется возможным проверить лишь целостность цепи обмоток статора двигателя, пробой обмоток на корпус, электрическое сопротивление катушки тахогенератора и тепловое защитное устройство.

5. Преимущество и недостатки трёхфазных двигателей в стиральных машинах

К преимуществу трёхфазных двигателей перед коллекторными и однофазными асинхронными двигателями можно отнести низкий уровень шума и высокий КПД двигателя, а также простоту конструкции и большой эксплуатационный ресурс. Благодаря импульсно-частотной электронной схеме управления достигается широкий диапазон и точность регулирования частоты вращения ротора двигателя. При сравнительно небольших габаритах обладает большой мощностью.

К недостаткам стоит отнести лишь сложную электронную систему управления двигателем.

Источник

Оцените статью