Двигатели стиральных машин: характеристики и разновидности. Схема и обороты электродвигателя машины-автомат. Какой тип мотора лучше? Особенности коллекторных двигателей

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.

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.

Двигатели стиральных машин: особенности, разновидности, советы по выбору

  1. Устройство и принцип работы
  2. Виды и их характеристики
    • Коллекторный
    • Инверторный
    • Асинхронный
  3. Какой выбрать?
  4. Как проверить работоспособность?
  5. Советы по эксплуатации
  6. Особенности ремонта моторов

При выборе стиральной машины покупатели ориентируются не только на внешние параметры, но и на технические характеристики. Первостепенное значение имеет тип мотора и его рабочие показатели. Какие двигатели устанавливаются на современные «стиралки», какой из них является лучше и почему — все эти вопросы нам предстоит разобрать.

Устройство и принцип работы

Двигатель привода барабана стиральной машины обычно закрепляется в нижней части конструкции. Лишь один вид моторов устанавливается непосредственно на барабан. Силовой агрегат обеспечивает вращение барабана, превращая электричество в механическую энергию.

Рассмотрим принцип работы этого устройства на примере коллекторного мотора, который на этот момент является наиболее распространенным.

  • Коллектор — это медный барабан, конструкция которого разделена на ровные ряды или секции изолирующими «перегородками». Контакты секций с внешними электроцепями располагаются диаметрально.
  • К выводам касаются щетки, которые выполняют роль скользящих контактов. С их помощью ротор взаимодействует с мотором. При запитывании какой-либо секции в катушке возникает магнитное поле.
  • Прямое включение статора и ротора заставляет магнитное поле вращать вал мотора по часовой стрелке. Щетки при этом перемещаются по секциям, и движение продолжается. Этот процесс не прервется, пока на двигатель будет поступать напряжение.
  • Для изменения направления движения вала на роторе должно смениться распределение зарядов. Щетки включаются в противоположную сторону благодаря электромагнитным пускателям или силовым реле.

Виды и их характеристики

Все моторы, которые встречаются в современных стиральных машинах-автоматах, делятся на три типа.

Коллекторный

Этот мотор является самым распространенным на сегодня. Большая часть «стиралок» оснащается именно этим устройством.

Конструкция коллекторного двигателя состоит из следующих элементов:

  • корпус, сделанный из алюминия;
  • ротор, тахометр;
  • статор;
  • пара щеток.

Коллекторные моторы могут иметь разное количество выводов: 4, 5 и даже 8. Щеточная конструкция необходима для создания контакта между ротором и мотором. Коллекторные силовые агрегаты располагаются в нижней части стиральной машины-автомата. Для соединения мотора и шкива барабана используется ремень.

Наличие ремня и щеток является недостатком таких конструкций, поскольку они подвергаются сильному износу и за счет их поломок возникает необходимость в ремонте.

Коллекторные двигатели не так плохи, как может показаться. Для них свойственны и положительные параметры:

  • стабильная работа от тока постоянного и переменного характера;
  • небольшие размеры;
  • простой ремонт;
  • понятная схема электродвигателя.

Инверторный

Такой вид мотора впервые появился в «стиралках» лишь в 2005 году. Эта разработка принадлежит компании LG, которая на протяжении нескольких лет удерживала позиции лидера на мировом рынке. Затем эта инновация стала использоваться в моделях от компаний Samsung и Whirlpool, Bosch, AEG и Haier.

Инверторные двигатели встраиваются непосредственно в барабан. Их конструкция состоит из ротора (крышка с постоянными магнитами) и обоймы с катушками, которая называется статором. Инверторный бесщеточный мотор отличается отсутствием не только щеток, но и ремня передачи.

Якорь собирается на магнитах. В процессе работы напряжение подается на обмотки статора, пройдя предварительное преобразование в инверторный вид.

Такие особенности позволяют контролировать и менять скорость оборотов.

Инверторные силовые агрегаты имеют массу преимуществ:

  • простота и компактность;
  • экономное потребление электроэнергии;
  • очень низкое шумообразование;
  • длительный срок службы за счет отсутствия щеток, ремня и прочих быстроизнашиваемых элементов;
  • сокращенный уровень вибраций при отжиме даже при сильных оборотах, которые можно выбирать для работы.

Асинхронный

Данный мотор может быть двух- и трехфазным. Двухфазные моторы уже не используются, поскольку давно были сняты с производства. Асинхронные двигатели трехфазного типа еще работают на ранних моделях от Bosch и Candy, Miele и Ardo. Этот силовой агрегат устанавливается в нижней части, соединяется с барабаном посредством ремня.

Конструкция состоит из ротора и неподвижного статора. За передачу крутящего момента отвечает ремень.

Преимущества асинхронных моторов выглядят следующим образом:

  • простое обслуживание;
  • тихая работа;
  • доступная цена;
  • быстрый и понятный ремонт.

Суть ухода заключается в замене подшипников и обновлении смазки на моторе. К недостаткам относятся следующие моменты:

  • небольшой уровень мощности;
  • вероятность ослабления вращающего момента в любой момент;
  • сложное управление электросхемами.

Мы выяснили, какие бывают двигатели стиральных машин, а вопрос выбора лучшего варианта все равно остался открытым.

Какой выбрать?

С первого взгляда может показаться, что преимуществ больше у инверторного мотора, и они более весомые. Но не будем торопиться с выводами и немного поразмышляем.

  • По энергоэффективности инверторные моторы оказываются на первом месте. В процессе работы им не приходится справляться с силой трения. Правда, эта экономия не столь существенна, чтобы принимать ее за полноценное и значимое преимущество.
  • По уровню шума инверторные силовые агрегаты также оказываются на высоте. Но нужно принять во внимание тот факт, что основной шум возникает при отжиме и от слива/набора воды. Если в коллекторных моторах шум связан с трением щеток, то в универсальных инверторных двигателях будет слышен тонкий писк.
  • В инверторных системах обороты машины-автомата могут доходить до 2000 в минуту. Цифра впечатляющая, но имеет ли она смысл? Ведь далеко не каждый материал выдержит такие нагрузки, потому такая скорость вращения на деле оказывается бесполезной.

Свыше 1000 оборотов — это все уже лишнее, поскольку и на такой скорости вещи отлично выжимаются.

Сложно однозначно ответить, какой мотор для стиральной машины будет лучше. Как видно из наших выводов, не всегда высокая мощность электромотора и его завышенные характеристики оказываются актуальными.

Если бюджет на покупку стиральной машины ограничен и загнан в узкие рамки, то можно спокойно выбирать модель с коллекторным мотором. При более широком бюджете есть смысл купить дорогую, тихую и надежную инверторную стиральную машину.

Если выбирается мотор на уже имеющуюся машину, то в первую очередь нужно тщательно изучать вопрос совместимости силовых агрегатов.

Здесь нужно учитывать каждую деталь и характеристику.

Как проверить работоспособность?

В продаже встречаются коллекторные и инверторные двигатели, поэтому дальше мы будем разговаривать только об этих двух разновидностях.

Выполнить проверку работоспособности прямоприводного или инверторного мотора в домашних условиях без привлечения специалистов довольно сложно. Самым простым способом будет активация самодиагностики, в результате которой система сама выявит неисправность и оповестит пользователя, высветив на дисплее соответствующий код.

Если все же возникнет необходимость в демонтаже и проверке двигателя, то выполнять эти действия нужно правильно:

  • обесточиваем «стиралку» и снимаем заднюю крышку, выкрутив для этого крепления;
  • под ротором можно увидеть винты, удерживающие проводку, которые также нужно снять;
  • снимаем центральный болт, фиксирующий ротор;
  • демонтируем сборку ротора и статора;
  • от статора убираем разъемы проводки.

На этом разборка завершена, можно приступать к осмотру и проверке работоспособности силового агрегата.

С коллекторными моторами дело обстоит проще. Проверить их работу можно несколькими способами, но в любом случае необходимо сначала выполнить демонтаж. Для этого потребуется выполнить ряд действий:

  • обесточиваем машинку, снимаем заднюю крышку;
  • отключаем от мотора провода, снимаем крепежи и вынимаем силовой агрегат;
  • соединяем провода обмотки со статора и ротора;
  • подключаем обмотку к сети 220 В;
  • вращение ротора будет свидетельствовать об исправности устройства.

Советы по эксплуатации

При бережном и правильном обращении стиральная машинка способна прослужить намного дольше и реже требовать ремонта. Для этого нужно придерживаться нескольких несложных правил.

  • При подключении нужно тщательно выбирать провода по мощности, марке и сечению. Двужильные алюминиевые кабели использовать нельзя, а вот медные, трехжильные — можно.
  • Для защиты нужно использовать автоматический выключатель с номинальным током 16 А.
  • Заземление не всегда имеется в домах, потому о нем нужно позаботиться самостоятельно. Для этого потребуется разделить PEN-проводник и установить розетку с заземлением. Лучше выбрать модель с керамической арматурой и высоким классом защиты, особенно если «стиралка» стоит в ванной.
  • В подсоединении не стоит использовать тройники, переходники и удлинители.
  • При частых перепадах напряжения необходимо подключать стиральную машину через специальный преобразователь. Хорошим вариантом служит УЗО с параметрами не выше 30 мА. Идеальным решением будет организация питания от отдельной группы.
  • Детей нельзя подпускать к машинке для игр с кнопками на панели управления.

Во время стирки нельзя менять программу.

Особенности ремонта моторов

Инверторные моторы в домашних условиях нельзя отремонтировать. Для их ремонта нужно использовать сложную, профессиональную технику. А вот коллекторный двигатель можно вернуть к жизни своими руками.

Для этого сначала нужно проверить каждую деталь мотора, чтобы выявить истинную причину неисправности.

  1. Электрические щетки располагаются по бокам от корпуса. Их делают из мягкого материала, который со временем стирается. Щетки нужно достать и оценить визуально их состояние. А также можно подключить мотор к сети – если он искрит, значит, проблема точно со щетками.
  2. Ламели с участием щеток передают электричество к ротору. Ламели садятся на клей, который при заклинивании двигателя может отставать от поверхности. Небольшие отслоения убираются при помощи токарного станка — потребуется лишь проточить коллекторы. Стружка убирается путем обработки детали мелкой шкуркой.
  3. Нарушения в обмотках ротора и статора повлияют на мощность мотора или вовсе станут причиной его остановки. Для проверки обмоток на роторе используется мультиметр, переведенный в режим проверки сопротивления. Щупы мультиметра нужно прикладывать к ламели и проверять показания, которые в нормальном состоянии должны находиться в пределах от 20 до 200 Ом. Меньшее сопротивление будет свидетельствовать о замыкании, а при больших показателях можно говорить про обрыв обмотки.
Читайте также:  Детская кровать для мальчика (85 фото): кроватка в виде домика в комнату ребенка 4 лет

Проверить обмотку статора можно также мультиметром, но уже в режиме зуммера. Щупы нужно поочередно прикладывать к концам проводки. В нормальном состоянии мультиметр будет молчать.

Восстановить обмотку практически невозможно, при такой поломке покупается новый мотор.

О том, какой мотор лучше, или какая разница в моторах стиральных машин, вы можете узнать ниже.

Сколько оборотов делает двигатель стиральной машины

Электродвигатель вышедших из строя стиралок часто используют для создания новых устройств. Из них делают точильные, сверлильные установки, генератор, циркулярные пилки — и это только верхушка айсберга. Чтобы регулировать обороты двигателя от стиральной машины, необходимо определиться с его типом и мощностью.

Какая мощность двигателя СМ

Производительность мотора зависит от его вида. В комплектации стиралок применяют три типа:

  • асинхронный;
  • коллекторный;
  • инверторный (бесколлекторный).

Асинхронный мотор

Его устанавливали в машинах, произведённых до 2000 года. У двигателя стиральной машины-полуавтомата вращений в минуту — 2800, мощность — 180–360 Вт. Чтобы приспособить такой движок под гаражные «самоделки», нужны трёхфазная сеть, преобразователь частоты, набор конденсаторов. Это стоит дорого, поэтому асинхронники не пользуются популярностью у самодельщиков.

Коллекторный двигатель

Любимчик мастеров. Работает от постоянного и переменного электрического тока, мощность 300–800 Вт, число поворотов якоря 11 500–15 000 об/мин. Из плюсов — легко корректируется цикл без потери мощности. Минус — часто стираются щётки.

Инверторный мотор

Самый современный и экономичный вид. Преобразовывает переменный ток в постоянный. Функционирует без ременной передачи и щёток с мощностью 400–800 Вт, совершая количество поворотов от 16 000 до 20 000 в минуту.

В настоящее время коллекторный электродвигатель является оптимальным по доступности и цене вариантом для домашних мастерских. Он универсален и лёгок в управлении. Давайте рассмотрим его устройство, способы подключения и регулировки.

Устройство коллекторного электродвигателя стиральной машины-автомата

Внешний вид моторов разных моделей может отличаться, но устройство, принцип работы практически идентичны. Прибор состоит из:

  • корпуса;
  • стартера;
  • катушек стартера (башмаков) с двумя или тремя выводами;
  • якоря;
  • шкива;
  • двух щёток;
  • коллектора;
  • таходатчика (с двумя или тремя проводами);
  • клеммной колодки.

Чтобы подключить двигатель, нужно знать выходы обмоток якоря, стартера и таходатчика. Не запутаться в проводах поможет тестер.

Простое подключение электродвигателя

Установите тестер в режим наименьшего сопротивления и обзвоните обмотки таходатчика, катушек и якоря. Проводите подключение по клеммам, которые прозваниваются между собой. Правильно подключённый прибор набирает скорость плавно, не трещит и не искрится. Проверить, сколько оборотов делает мотор, можно датчиком оборотов.

Наглядное пошаговое включение можно посмотреть в этом видео:

Как регулировать вращение

Существует много способов управления оборотами:

  • лабораторный автотрансформатор;
  • плата регулировки бытовой техники;
  • кнопки шуруповёртов, болгарок;
  • регуляторы освещения (включатели, тумблеры).

Схема регулировки простая, её можно сделать своими руками.

Это удовлетворительный вариант для насоса или вентилятора. Для более мощных механизмов (например, станков) понадобится иная схема регулятора.

Суть вопроса — как уменьшить обороты, не потеряв работоспособность? Подключение производится через тахогенератор, который передаёт количество витков микросхеме регулятора оборотов, координирующей цикл с помощью тиристора.

Такая плата позволяет как увеличить обороты, так и снизить, но требует постоянного, интенсивного охлаждения из-за перегрева. Подробное видео о том, как регулируются скорость и сила хода подключением к микросхеме, можно посмотреть здесь:

Теперь вы знаете, какие обороты делают различные виды двигателей и как наладить этот процесс в домашней мастерской. Удачи!

Как устроен двигатель стиральной машины: принцип работы + как заменить при поломке

Выбирая домашнюю помощницу, мы обычно руководствуемся не только внешним видом, но и техническими характеристиками. И двигатель стиральной машины — это один из важных параметров, который заслуживает пристального внимания, согласны?

Предлагаем разобраться в эксплуатационных качествах, специфике устройства и функционирования разных видов мотора – для объективности оценки мы провели сравнительный анализ рабочих параметров двигателей.

Кроме того, рассказали, как выполнить диагностику движка, а также обозначили правила подключения и эксплуатации стиралки, соблюдение которых продлит срок службы домашней помощницы.

Разновидности и особенности двигателей

В стиральных машинках используют 3 основных вида двигателей: коллекторные, инверторные, асинхронные. Они отличаются между собой технически и функционально, имеют свои плюсы, минусы. Рассмотрим каждый тип в подробностях.

Вид #1 — маленький и бюджетный коллекторный

Коллекторным двигателем оборудовано большинство стиралок на рынке. Его конструкция представляет собой алюминиевый корпус, внутри которого находится ротор, статор, тахометр и две щетки.

Последние размещены в устройстве с целью обеспечения контакта между мотором и ротором. Через них подается ток на якорь, образуется магнитное поле, которое и запускает вращение. Напряжение в сети существенно влияет на скорость этого вращения.

Коллекторный двигатель размещается внизу конструкции машинки, со шкивом барабана он соединен ремнем. Щетки и ремень относят к недостаткам конструкции. Щетки истираются со временем, ремень нуждается в замене, так как со временем он изнашивается и растягивается.

  • работает от постоянного и переменного тока;
  • небольшой по размерам;
  • прост в ремонте, если случилась поломка;
  • несложная электросхема управления.

Чтобы преодолеть силу трения ремня, весь механизм затрачивает больше энергии. Это приводит к низкому КПД за счет увеличенного расхода электричества.

Но утверждение довольно спорное, ведь основное потребление приходится на ТЭН, а не на двигатель. Реальная экономия в сравнении со следующим типом составляет 2-5%.

Вид #2 — инновационный и компактный инверторный

Инверторными двигателями начали оборудовать стиралки в 2005 году. Разработка этой разновидности принадлежит компании LG, долгое время инновация обеспечивала производителю лидерство на рынке.

Позже инверторные двигатели стали использовать Samsung, Bosch, AEG, Whirlpool, Haier.

В чем особенность конструкции? В отсутствии коллекторно-щеточного узла и прямом приводе. Такой двигатель устанавливается непосредственно на барабан и обходится в своей работе без ремня передачи.

Якорь в нем собирается на магнитах, напряжение подается на обмотки статора в преобразованном инвертором виде, поэтому скорость оборотов можно регулировать и контролировать.

  • простая и компактная конструкция;
  • экономичность за счет отсутствия необходимости тратить электроэнергию на преодоление силы трения в коллекторно-щеточном узле;
  • практически бесшумный;
  • нет быстро изнашивающихся элементов (щетки, ремня), поэтому срок службы длительный;
  • низкий уровень вибрации во время отжима;
  • возможность выставить большую скорость для отжима.

В некоторых моделях машинок с инвертором есть возможность настройки режимов вращения барабана. Это преимущество у производителя LG обеспечивает технология 6 Motion. Но такие стиралки и стоят дороже, и ремонт обходится недешево за счет цены комплектующих.

Вид #3 — тихий и простой асинхронный

Такие двигатели бывают двух- и трехфазными. Первая модель относится к категории устаревшей и в XXI веке она практически везде снята с производства.

Вторую можно встретить в ранних стиралках Bosch, Candy, Miele, Ardo. Ротор асинхронного двигателя расположен снизу стиралки, с барабаном соединяется ремнем, поэтому они работают одновременно.

  • легкий в обслуживании;
  • тихо работает;
  • относительно дешевый;
  • простая конструкция — простой ремонт.

В уходе асинхронный двигатель неприхотлив — основная задача пользователя заключается в своевременной замене подшипников и смазке мотора.

Но есть в нем и недостатки. Из-за своего принципа работы в его характеристиках не найти большой мощности. Вращающий момент может быть ослаблен в любой момент, барабан перестанет выполнять полные обороты, качество стирки сильно испортится.

И еще одна особенность — электросхемы сложны в управлении. При всех своих преимуществах асинхронный двигатель канул в Лету, основная конкуренция на рынке происходит между инверторами и коллекторами.

Сравнительный анализ моделей

Данные о типе двигателя и привода можно узнать из паспорта машинки. Этой информацией обязан владеть и продавец-консультант. Предварительно можно сравнить, какой из двигателей лучше для каждого списка требований потребителя. Но сначала посмотрим на обманные маневры производителей того или иного типа двигателя.

Параметр №1. Отсутствие трущихся частей в инверторе. Это неправда, подшипников в механизмах одинаковое количество, а вот щеток в нем нет.

Но сколько служат щетки, которыми так пугают покупателей коллекторов? 10-15 тыс. часов или до 15 лет работы в ежедневном режиме по 2-3 часа в день. При этом гарантированный срок службы самой машинки — 7-10 лет. Да и стоят щетки около 5 дол. В инверторной стиралке, как и в коллекторной может потребоваться замена подшипников.

Парматетр №2. Шум. Да, «щеточный» двигатель более шумный, но инвертор тоже издает характерный писк. Основной звук производит все-таки не мотор, а насос в паре с барабаном. Во время отжима инвертор и пищит, напоминая комара.

Параметр №3. Экономия электроэнергии. Инвертор потребляет до 20% меньше электроэнергии, чем коллектор. Это происходит за счет более точной регулировки оборотов и нагрузки на сам двигатель.

Как это выглядит на практике? Вы загружаете неполный барабан. Коллектор раскрутит его максимально, а инвертор стабилизирует обороты. Но мы рассматривали ранее, что экономия в результате несущественная, ведь ТЭН все равно потратит на нагрев энергию в полном объеме.

Вывод: если шум не столь важен и вы готовы к постоянному уходу за стиралкой, выбирайте коллектор. Этот тип двигателя позволяет значительно сэкономить на покупке. Если приоритетом является характеристики по мощности, бесшумности, долговечности, стоит присмотреться к инверторным моделям.

Гарантию на него производитель устанавливает не менее 10 лет. Но она распространяется только на инвертор, остальные детали машинки могут быть не слишком износоустойчивыми.

Проверяем работоспособность механизма

В продаже присутствуют машинки только с инверторными и коллекторными двигателями, поэтому рассмотрим именно эти две разновидности, асинхронный опустим.

Ищем поломку прямоприводного двигателя

Инвертор не предназначен для ремонта в домашних условиях. Самый верный вариант — попробовать системное тестирование, если ваша модель машинки на такое способна.

Самодиагностика выдаст код неисправности, его расшифровка и поможет понять, где проблема и нужны ли услуги мастера.

Если все-таки захотели снять инвертор, придерживайтесь правильного алгоритма:

  1. Отключаем прибор от электросети. Рекомендуется подождать несколько минут, чтобы все элементы окончательно обесточились.
  2. Выкручиваем болты, снимаем заднюю панель.
  3. Находим под ротором винты, которыми прикреплена проводка, выкручиваем их.
  4. Перед отсоединением проводов фотографируем или зарисовываем их, чтобы потом правильно подсоединить все источники питания.
  5. Снимаем центральный болт, который держит ротор. В процессе нужно придерживать ротор, чтобы предотвратить вращение.
  6. Снимаем сборку ротора, а за ней — статора.
  7. Отсоединяем все проволочные разъемы.

Теперь можно осмотреть двигатель. Основательно протестировать работу инвертора вряд ли получится. Что можно сделать? Проверить целостность обмотки ротора.

Часто в таких двигателях ломается датчик Холла. Работоспособен ли он — это можно выяснить только в условиях мастерской, если заменить деталь на новую.

Проводим диагностику ременной передачи

Чтобы проверить коллектор, нужно сначала достать его из корпуса. Для чего снимаем заднюю панель, рассоединяем провода и выкручиваем болты. Допустимо подковырнуть отверткой в местах крепления болтов, где часто наслаивается грязь и происходит залипание.

Теперь приступаем к диагностике. Соединяем по схеме провода обмотки статора и ротора. Подключаем все это к электричеству. С прибором все в порядке, если ротор начал вращение.

Чтобы избежать замыкания, в эту схему можно подключить балласт в виде ТЭНа. Балласт подключаем со стороны ротора. Он начнет греться, тем самым защитит двигатель от сгорания.

Коллектор — конструкция из нескольких частей и они все требуют проверки. Первые на очереди — пресловутые щетки. Они расположены по бокам корпуса. Достаем их и осматриваем.

Если они изношены, нужна замена. Явный признак такой необходимости — двигатель искрит при вращении. Чтобы купить новые щетки, возьмите с собой старые и запишите информацию о модели стиралки.

Следующий элемент — ламели. Они служат проводниками-передатчиками тока к ротору. Эти детали приклеиваются к валу и в случае заклинивания мотора не исключена их отслойка.

Если вам доступен токарный станок, на нем можно устранить небольшие отслоения. Не забудьте вычистить стружку мелкой наждачкой.

Теперь приступим к обмоткам статора и ротора. Если в них появилось замыкание, коллектор нагревается, что вызывает срабатывание термистора. Результат — теряется мощность или вовсе прекращается работа механизма. Обмотки тестируем мультиметром в режиме сопротивления.

Статор проверяется в режиме зуммера. Концы проводки поочередно тестируются щупами. Если не следует никакого сигнала, с деталью все в порядке. Определить место замыкания можно, подсоединив один щуп к проводке, а второй — к корпусу.

Если прибор молчит, это нормально. В случае обнаружения поломки, для самостоятельного ремонта нужно будет создавать новую обмотку, а для неспециалиста это сложно.

Если все-таки нужна замена двигателя, обычно для этого достаточно просто установить новую деталь на место старой. Не забудьте после всех манипуляций включить машинку и проверить ее работу.

Как продлить жизнь двигателя стиралки?

Соблюдение электрической безопасности не только убережет вас от несчастных случаев, но и продлит жизнь любому из типов двигателей. Также на работоспособность стиралки влияет и правильная эксплуатация владельцем.

Шаг #1 — правильно подключаем к электросети

Чтобы правильно подключить машинку к сети, нужно соблюсти всего 6 критериев.

Первое, чему уделим внимание — мощности, сечению и марке проводов. Мощность большинства моделей колеблется в диапазоне 2000-2500 Вт. По мощности определяем сечение питающих проводов. Таблицы с необходимыми параметрами можно найти в ГОСТ 31946-2012.

Читайте также:  Болер и водонагреватель для ванной комнаты его ремонт и эксплуатация

Двужильный алюминиевый кабель для питания розетки стиралки не подходит, нужно прокладывать медный и трехжильный. Чаще всего у нас в квартирах установлены именно медные кабеля с параметрами сечения в 2,5 кв. мм.

Защитить эту линию можно с помощью автоматического выключателя, у которого показатели номинального тока указаны значением в 16 А.

Теперь нужно определить марку питающего провода, исходя из мощности и сечения. Провод ПУНП использовать нельзя.

Следующий момент — заземление. Если в доме отсутствует заземление, об этом нужно позаботиться самостоятельно. Можно разделить PEN-проводник, чтобы не иметь проблем с этим.

Еще понадобится розетка с заземлением. Идеальный вариант — с керамической арматурой и повышенным классом защиты для помещений с повышенной влажностью (если розетка в ванной).

Тройник, переходник, удлинитель лучше в подсоединении не использовать. А если в вашем доме случаются частые перепады напряжения, подключайте машинку через преобразователь.

Рекомендуется приобрести УЗО — автомат, который отключает питание в случае возникновения проблем в сети. Его параметры не должны превышать 30 мА. Идеально, если получится организовать питание стиралки от отдельной группы в электрощитке.

Категорически нельзя делать заземление, объединяя корпус машинки и отопительные или водопроводные трубы. И второе табу — установка перемычки в розетке, где ноль и заземляющий контакт.

Шаг #2 — эксплуатируем технику бережно

Есть и определенные правила эксплуатации, влияющие на работу двигателя. Не стоит разрешать детям играться программными кнопками. Не открывайте отделение для моющих во время стирки.

К запретам также относится внезапная смена программы. Если у вас машинка с механическим управлением, не поворачивайте переключатель программ против часовой стрелки.

Выводы и полезное видео по теме

Как починить вышедший из стоя двигатель своими руками, вы можете узнать из полезной видеоподборки.

Ремонт стиралки, если инвертор не вращается:

Как проверить коллектор омметром:

Выбираем сечение провода для подключения стиральной машинки:

У каждого типа двигателя свои достоинства и недостатки. Выбирайте разновидность под свои требования. Если предпочитаете самые современные конструкции с отличными техническими показателями и не имеет значения бюджет, выбирайте инвертор.

Если нужна надежная техника за относительно небольшую цену и вы готовы произвести ремонт в случае поломки, покупайте коллектор. И не забудьте правильно подключить машинку к электросети.

А вам приходилось ремонтировать двигатель стиральной машины? Расскажите, пожалуйста, в чем заключалась специфика разборки агрегата, и удалось ли починить технику. Ждем ваших комментариев, вопросов и советов по выполнению ремонта – форма для связи расположена ниже.

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.

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.

Типы двигателей стиральных машин автомат

При покупке крупной бытовой техники любой пользователь тщательно выбирает характеристики и функции, ищет информацию по производителям и моделям стремясь приобрести лучшее из представленного на рынке опираясь на выделенный бюджет. Мы уже писали общую инструкцию по выбору стиральной машины, а сейчас рассмотрим подробней какому двигателю отдать предпочтение, преимущества, недостатки и наиболее частые поломки каждого вида.

Мотор стиральной машины превращает электрическую энергию в механическую и заставляет вращаться барабан при стирке — это основной элемент, «сердце» устройства. С момента изобретения первых двигателей и по сей день для передачи крутящего момента от мотора к барабану использовались ременные приводы. Но технологии постоянно развиваются и сейчас особой популярностью на рынке пользуются модели машинок с прямым приводом.

На данный момент можно встретить три типа двигателей: асинхронный, коллекторный и инверторный.

Асинхронный

Асинхронный двигатель стиральной машины состоит из:

  • Статора – неподвижная часть являющаяся основой конструкции и выполняющая функцию магнитопровода.
  • Ротора – подвижная часть, вращающаяся при взаимодействии с магнитным полем статора и передающая вращение барабану.

Название «асинхронный» дано из-за неспособности синхронизироваться со скоростью магнитного поля и двигаться след за ним, немного отставая.

Двухфазные двигатели асинхронного типа прекратили использовать в машинках в начале 2000-х и заменили на компактные трехфазные.

Преимущества

Простая конструкция мотора и доступные по стоимости комплектующие приводят к высокой ремонтопригодности и легкости в обслуживании – достаточно своевременно смазывать подвижные части и периодически менять подшипники.

Неоспоримыми плюсами стали бюджетная стоимость мотора невысокий уровень шума издаваемого при работе.

Недостатки

Не смотря на старания конструкторов, размеры агрегата большие, что не позволяет применять его в компактных и узких стиральных машинах.

Существенным минусом конструкции стало небольшое КПД и сложное управление электросхемами.

Из-за перечисленных недостатков подобные моторы не используются в мощных машинках. Встретить их можно в бюджетных моделях с небольшим количеством загрузки и минимальным набором функций.

Частые неисправности

Основные неисправности двигателя связаны с износом деталей, нарушением их формы и перекоса. Возможны ослабления соединительных площадок и крепежей.

Изношенные подшипники и ремни вызывают повышение шума двигателя и требуют регулярной замены.

Наиболее распространенная проблема — ослабление вращающего момента, что вызывает раскачивание бака и не совершает полный оборот.

Коллекторный двигатель стиральной машины

Общая доля коллекторных двигателей в стиральных машинах автомат порядка 80% — самые востребованные и могут функционировать от переменного и постоянного тока.

Мотор коллекторного типа состоит из:

  • статора;
  • ротора;
  • тахогенератора;
  • корпуса из алюминия;
  • щеток.

Ротор — барабан из меди с разделением изолирующими перегородками на секции. Выводы для контакта секций с электроцепями размещены на противоположных краях окружности и соприкасаются со щетками, обеспечивающими взаимодействие двигателя и ротора. При последовательном соединении статора и ротора в секцию подается питание и в катушке появляется магнитное поле вращающее вал двигателя. Щетки передвигаются от секции к секции, магнитное поле создается снова и двигает мотор – процесс продолжается без перерыва, пока есть напряжение.

Тахогенератор – это генератор скорости вращения, преобразующий механическое вращение вала в электроимпульсы и определяющий частоту вращения.

Достоинства

Из преимуществ коллекторного мотора стиральной машины: высокая скорость вращения, большой пусковой момент и отсутствие привязки к частоте колебаний в сети.

Мотор плавно изменяет частоту оборотов в зависимости от напряжения. В отличие от вышеописанного асинхронного типа электро-схема управления проще.

Небольшие размеры и средний ценовой диапазон сделали коллекторные приводы столь популярными и часто используемыми в производстве машинок.

Недостатки

Относительно невысокий срок службы обусловлен необходимостью в регулярной замене щеток и ремней. Ремни для передачи вращения от ротора барабану растягиваются и рвутся, а щетки стираются.

Двигатель работает шумно — обусловлено наличием трущихся элементов (ремни, щетки).

КПД оставляет желать лучшего т.к. часть энергии уходит на преодоление силы трения возникающей при передаче вращения от ремня к баку машинки.

Распространенные неисправности

Как мы уже говорили, щетки двигателя стиральной машины автомат довольно быстро истираются и становятся небольшого размера, что препятствует полноценной работе агрегата. Однако они стоят не больших денег и их замена процесс не сложный – можно сделать своими руками.

Вышедшие из строя подшипники дают о себе знать характерным стуком при работе двигателя и повышенной вибрацией корпуса – необходимо заменять.

Уязвимым узлом является и коллектор подверженный трению щеток, в результате чего повышается температура, возникает искрение и происходит прогорание контактов.

Наиболее неприятная поломка – обрыв в обмотке статора или ротора. Лучше всего поменять их на новые т.к. стоимость перемотки порой превышает цену самого элемента.

Инверторный двигатель стиральной машины

Более 10 лет назад южнокорейской компанией LG был изобретен инверторный двигатель с прямым приводом. В основе конструкции известные элементы:

  • Статор – состоит из 36 катушек намотанных вокруг стальных сердечников и соединенных «звездой».
  • Ротор – выполнен в форме чаши из стали с вклеенными по периметру 12 магнитами.

Главная особенность инверторного двигателя в стиральной машине заключена в непосредственном креплении привода к валу барабану, минуя соединительные элементы. Ротор прикрепляется при помощи пластиковой втулки со шлицами, которая не позволяет намагничивать вал.

В конструкцию так же входят:

  • Датчик Холла (тахогенератор) вмонтирован в корпус и считает обороты двигателя стиральной машины.
  • Термопредохранитель защищающий агрегат от перегрева.

Преимущества

По заверениям производителя пользователи техники с инверторными моторами получают следующие преимущества:

  • Долгая бесперебойная работа из-за отсутствия быстро изнашиваемых элементов.
  • Низкий уровень шума и вибрации, за счет отсутствия трущихся деталей, что делает незаменимыми инверторные двигатели для встраиваемых стиральных машин.
  • Высокий КПД — обусловлен отсутствием сопротивления при передаче крутящего момента от ротора к барабану, а это означает экономию электроэнергии до 20%,
  • Небольшие размеры.

Недостатки

Главный и самый существенный минус инверторных стиральных машин — высокая стоимость обусловленная большими затратами и трудоемкостью при производстве. Их цена минимум на 30% выше по сравнению с аналогичными по параметрам и функциям машинками с коллекторным двигателем.

У инверторных моторов сложная система управления.

Суммируя вышесказанное можно с уверенностью сказать, что при поломке ремонт агрегата обойдется в значительную сумму.

Неисправности

Инверторные двигатели позиционируются как долговечная техника, выполненная из высококачественных комплектующих, но поломки случаются.

Наиболее частая причина неисправности мотора — выход из строя датчика Холла. В кодах ошибок стиральных машин LG данная неисправность сигнализируется на табло символами SE. В этом случае машинка может начать издавать дребезжащие звуки или остановиться. Единственный способ устранить поломку – заменить деталь на рабочую.

Довольно редко выходит из строя сам инвертор, но тут потребуется помощь специалиста обладающего соответствующими навыками и специализированным оборудованием.

Рекламные хитрости производителей

В инструкциях к стиральным машинам производители указывают все параметры и характеристики и пользователь изучая их, осознает насколько новинки выигрывают по многим параметрам, таким как энергоэффективность и долговечность. Компании ни в коем случае не обманывают покупателей, но порой не договаривают небольшие нюансы, значительно снижающие ценность новых технологий. Это делается в рекламных целях для увеличения продаж.

Читайте также:  Виниловая плитка выдерживает УФ

Энергоэффективность

Как гласит реклама, инверторные машинки помогают сэкономить до 20% электроэнергии по сравнению с коллекторными моделями. Да это действительно так и экономия происходит из-за более точной регулировки нагрузки на мотор – при небольшой загрузке белья не производится полная раскрутка барабана и электроэнергия экономится.

Но самое главное, что в машинках наибольшее количество электричества потребляет не мотор, а ТЭНы, производящие нагрев воды. Поэтому реальная экономия составляет 2-5%, а при полной загрузке сводится к нулю.

Бесшумность

Коллекторные моторы сильно шумят, а инверторные работают максимально тихо и не издают звуков. Отчасти это верно, моторы со щетками более шумные, но и у инверторов слышно характерное попискивание и свист.

Однако помимо мотора звуки в стиральной машине издает насос выкачивающий воду и крутящийся барабан.

Скорость отжима

Новинки действительно могут отжимать белье на самой высокой скорости достигающей 2000 оборотов минуту. Это очень существенный плюс инверторной стиральной машинки для покупателей, мечтающих о быстрой стирке и практически сухом белье. Но мало кто знает, что при такой скорости отжима вещи быстро приходят в негодность и порой вместо хорошо отжатой вещи люди достают ее клочки. А деликатные или шерстяные вещи априори не предполагают сильного отжима, поэтому подумайте, насколько необходимы такие обороты.

Долговечность

Создатели инверторного двигателя позиционируют свое творение как самое долговечное из существующих на современном рынке.

А теперь задайте себе вопрос – как долго вы хотите эксплуатировать стиральную технику. Обычно пользователи рассчитывают на 15 лет максимум, но даже за это время технологии значительно шагнут вперед и появятся новые, усовершенствованные и более технологичные модели. Срок службы в 10-15 лет установлен для коллекторного привода.

Большинство покупателей переживают за истирающиеся щетки, но и их срок службы составляет до 15 лет при ежедневной нагрузке в два часа. Даже если они сотрутся, стоимость их замены составляет незначительную сумму.

Изучив общую статистику ремонта стиральных машин можно заметить, что ТЭНы, блоки управления или подшипники выходят из строя чаще, чем изнашиваются щетки.

Еще один момент, влияющий на долговечность – совмещенное расположение вала барабана и двигателя. Действительно у подобного расположения масса плюсов и отсутствие различных дополнительных нагрузок, и увеличенный ресурс механики, но есть и минус – один, но значительный.

При выходе их строя сальника близкое расположение к электрической части воды может привести к перегоранию обмотки.

Отсутствие трущихся частей

Это заявление можно назвать откровенной неправдой. Щеток в инверторном моторе нет, но подшипники имеются и у них такой же срок службы и степень изнашиваемости как и в обычных моторах.

Производители дают гарантии на инверторные двигатели до 10 лет, а вот на остальные части стиральной машинки гарантии ограничиваются 3-7 годами. Так же на технику влияют такие факторы, как например перепады напряжения, сводящие все новомодные технологии к банальным поломкам не входящим в гарантийное обслуживание. А стоимость ремонта инверторов очень высока. Поэтому рекомендуется правильно подключать и устанавливать стиральную машинку, а так же бережно ее эксплуатировать, соблюдая основные правила и техника будет радовать вас долгие годы.

Электрический двигатель постоянного тока

Эра электродвигателей берёт своё начало с 30-х годов XIX века, когда Фарадей на опытах доказал способность вращения проводника, по которому проходит ток, вокруг постоянного магнита. На этом принципе Томасом Девенпортом был сконструирован и испытан первый электродвигатель постоянного тока. Изобретатель установил своё устройство на действующую модель поезда, доказав тем самым работоспособность электромотора.

Практическое применение ДПТ нашёл Б. С. Якоби, установив его на лодке для вращения лопастей. Источником тока учёному послужили 320 гальванических элементов. Несмотря на громоздкость оборудования, лодка могла плыть против течения, транспортируя 12 пассажиров на борту.

Лишь в конце XIX столетия синхронными электродвигателями начали оснащать промышленные машины. Этому способствовало осознание принципа преобразования электродвигателем постоянного тока механической энергии в электричество. То есть, используя электродвигатель в режиме генератора, удалось получать электроэнергию, производство которой оказалось существенно дешевле от затрат на выпуск гальванических элементов. С тех пор электродвигатели совершенствовались и стали завоёвывать прочные позиции во всех сферах нашей жизнедеятельности.

Устройство и описание ДПТ

Конструктивно электродвигатель постоянного тока устроен по принципу взаимодействия магнитных полей.

Самый простой ДПТ состоит из следующих основных узлов:

  1. Двух обмоток с сердечниками, соединенных последовательно. Данная конструкция расположена на валу и образует узел, называемый ротором или якорем.
  2. Двух постоянных магнитов, повёрнутых разными полюсами к обмоткам. Они выполняют задачу неподвижного статора.
  3. Коллектора – двух полукруглых, изолированных пластин, расположенных на валу ДПТ.
  4. Двух неподвижных контактных элементов (щёток), предназначенных для передачи электротока через коллектор до обмоток возбуждения.

Рисунок 1. Схематическое изображение простейшего электродвигателя постоянного тока.

Рассмотренный выше пример – это скорее рабочая модель коллекторного электродвигателя. На практике такие устройства не применяются. Дело в том, что у такого моторчика слишком маленькая мощность. Он работает рывками, особенно при подключении механической нагрузки.

Статор (индуктор)

В моделях мощных современных двигателях постоянного тока используются статоры, они же индукторы, в виде катушек, намотанных на сердечники. При замыкании электрической цепи происходит образование линий магнитного поля, под действием возникающей электромагнитной индукции.

Для запитывания обмоток индуктора ДПТ могут использоваться различные схемы подключения:

  • с независимым возбуждением обмоток;
  • соединение параллельно обмоткам якоря;
  • варианты с последовательным возбуждением катушек ротора и статора;
  • смешанное подсоединение.

Схемы подключения наглядно видно на рисунке 2.

Рисунок 2. Схемы подключения обмоток статора ДПТ

У каждого способа есть свои преимущества и недостатки. Часто способ подключения диктуется условиями, в которых предстоит эксплуатация электродвигателя постоянного тока. В частности, если требуется уменьшить искрения коллектора, то применяют параллельное соединение. Для увеличения крутящего момента лучше использовать схемы с последовательным подключением обмоток. Наличие высоких пусковых токов создаёт повышенную электрическую мощность в момент запуска мотора. Данный способ подходит для двигателя постоянного тока, интенсивно работающего в кратковременном режиме, например для стартера. В таком режиме работы детали электродвигателя не успевают перегреться, поэтому износ их незначителен.

Ротор (якорь)

В рассмотренном выше примере примитивного электромотора ротор состоит из двухзубцового якоря на одной обмотке, с чётко выраженными полюсами. Конструкция обеспечивает вращение вала электромотора.

В описанном устройстве есть существенный недостаток: при остановке вращения якоря, его обмотки занимают устойчивое. Для повторного запуска электродвигателя требуется сообщить валу некий крутящий момент.

Этого серьёзного недостатка лишён якорь с тремя и большим количеством обмоток. На рисунке 3 показано изображение трёхобмоточного ротора, а на рис. 4 – якорь с большим количеством обмоток.

Рисунок 3. Ротор с тремя обмотками Рисунок 4. Якорь со многими обмотками

Подобные роторы довольно часто встречаются в небольших маломощных электродвигателях.

Для построения мощных тяговых электродвигателей и с целью повышения стабильности частоты вращения используют якоря с большим количеством обмоток. Схема такого двигателя показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Схема электромотора с многообмоточным якорем

Коллектор

Если на выводы обмоток ротора подключить источник постоянного тока, якорь сделает пол-оборота и остановится. Для продолжения процесса вращения необходимо поменять полярность подводимого тока. Устройство, выполняющее функции переключения тока с целью изменения полярности на выводах обмоток, называется коллектором.

Самый простой коллектор состоит из двух, изолированных полукруглых пластин. Каждая из них в определённый момент контактирует со щёткой, с которой снимается напряжение. Одна ламель всегда подсоединена к плюсу, а вторая – к минусу. При повороте вала на 180º пластины коллектора меняются местами, вследствие чего происходит новая коммутация со сменой полярности.

Такой же принцип коммутации питания обмоток используются во всех коллекторах, в т. ч. и в устройствах с большим количеством ламелей (по паре на каждую обмотку). Таким образом, коллектор обеспечивает коммутацию, необходимую для непрерывного вращения ротора.

В современных конструкциях коллектора ламели расположены по кругу таким образом, что каждая пластина соответствующей пары находится на диаметрально противоположной стороне. Цепь якоря коммутируется в результате изменения положения вала.

Принцип работы

Ещё со школьной скамьи мы помним, что на провод под напряжением, расположенный между полюсами магнита, действует выталкивающая сила. Происходит это потому, что вокруг проволоки образуется магнитное поле по всей его длине. В результате взаимодействия магнитных полей возникает результирующая «Амперова» сила:

F=B×I×L, где B означает величину магнитной индукции поля, I – сила тока, L – длина провода.

Вектор «Амперовой» всегда перпендикулярен до линий магнитных потоков между полюсами. Схематически принцип работы изображён на рис. 6.

Рис. 6. Принцип работы ДПТ

Если вместо прямого проводника возьмём контурную рамку и подсоединим её к источнику тока, то она повернётся на 180º и остановится в в таком положении, в котором результирующая сила окажется равной 0. Попробуем подтолкнуть рамку. Она возвращается в исходное положение.

Поменяем полярность тока и повторим попытку: рамка сделала ещё пол-оборота. Логично припустить, что необходимо менять направление тока каждый раз, когда соответствующие витки обмоток проходят точки смены полюсов магнитов. Именно для этой цели и создан коллектор.

Схематически можно представить себе каждую якорную обмотку в виде отдельной контурной рамки. Если обмоток несколько, то в каждый момент времени одна из них подходит к магниту статора и оказывается под действием выталкивающей силы. Таким образом, поддерживается непрерывное вращение якоря.

Типы ДПТ

Существующие электродвигатели постоянного тока можно классифицировать по двум основным признакам: по наличию или отсутствию в конструкции мотора щеточно-коллекторного узла и по типу магнитной системы статора.

Рассмотрим основные отличия.

По наличию щеточно-коллекторного узла

Двигатели постоянного тока для коммутации обмоток, которых используются щёточно-коллекторные узлы, называются коллекторными. Они охватывают большой спектр линейки моделей электромоторов. Существуют двигатели, в конструкции которых применяется до 8 щёточно-коллекторных узлов.

Функции ротора может выполнять постоянный магнит, а ток от электрической сети подаётся непосредственно на обмотки статора. В таком варианте отпадает надобность в коллекторе, а проблемы, связанные с коммутацией, решаются с помощью электроники.

В таких бесколлекторных двигателях устранён один из недостатков –искрение, приводящее к интенсивному износу пластин коллектора и щёток. Кроме того, они проще в обслуживании и сохраняют все полезные характеристики ДПТ: простота в управлении связанном с регулировкой оборотов, высокие показатели КПД и другие. Бесколлекторные моторы носят название вентильных электродвигателей.

По виду конструкции магнитной системы статора

В конструкциях синхронных двигателей существуют модели с постоянными магнитами и ДПТ с обмотками возбуждения. Электродвигатели серий, в которых применяются статоры с потоком возбуждения от обмоток, довольно распространены. Они обеспечивают стабильную скорость вращения валов, высокую номинальную механическую мощность.

О способах подключения статорных обмоток шла речь выше. Ещё раз подчеркнём, что от выбора схемы подключения зависят электрические и тяговые характеристики двигателей постоянного тока. Они разные в последовательных обмотках и в катушках с параллельным возбуждением.

Управление

Не трудно понять, что если изменить полярность напряжения, то направление вращения якоря также изменится. Это позволяет легко управлять электромотором, манипулируя полярностью щеток.

Механическая характеристика

Рассмотрим график зависимости частоты от момента силы на валу. Мы видим прямую с отрицательным наклоном. Эта прямая выражает механическую характеристику электродвигателя постоянного тока. Для её построения выбирают определённое фиксированное напряжение, подведённое для питания обмоток ротора.

Примеры механических характеристик ДПТ независимого возбуждения

Регулировочная характеристика

Такая же прямая, но идущая с положительным наклоном, является графиком зависимости частоты вращения якоря от напряжения питания. Это и есть регулировочная характеристика синхронного двигателя.

Построение указанного графика осуществляется при определённом моменте развиваемом ДПТ.

Пример регулировочных характеристик двигателя с якорным управлением

Благодаря линейности характеристик упрощается управление электродвигателями постоянного тока. Поскольку сила F пропорциональна току, то изменяя его величину, например переменным сопротивлением, можно регулировать параметры работы электродвигателя.

Регулирование частоты вращения ротора легко осуществляется путём изменения напряжения. В коллекторных двигателях с помощью пусковых реостатов добиваются плавности увеличения оборотов, что особенно важно для тяговых двигателей. Это также один из эффективных способов торможения. Мало того, в режиме торможения синхронный электродвигатель вырабатывает электрическую энергию, которую можно возвращать в энергосеть.

Области применения

Перечислять все области применения электродвигателей можно бесконечно долго. Для примера назовём лишь несколько из них:

  • бытовые и промышленные электроинструменты;
  • автомобилестроение – стеклоподъёмники, вентиляторы и другая автоматика;
  • трамваи, троллейбусы, электрокары, подъёмные краны и другие механизмы, для которых важны высокие параметры тяговых характеристик.

Преимущества и недостатки

К достоинствам относится:

  • Линейная зависимость характеристик электродвигателей постоянного тока (прямые линии) упрощающие управление;
  • Легко регулируемая частота вращения;
  • хорошие пусковые характеристики;
  • компактные размеры.

У асинхронных электродвигателей, являющихся двигателями переменного тока очень трудно достичь таких характеристик.

Недостатки:

  • ограниченный ресурс коллектора и щёток;
  • дополнительная трата времени на профилактическое обслуживание, связанное с поддержанием коллекторно-щёточных узлов;
  • ввиду того, что мы пользуемся сетями с переменным напряжением, возникает необходимость выпрямления тока;
  • дороговизна в изготовлении якорей.

По перечисленным параметрам из недостатков в выигрыше оказываются модели асинхронных двигателей. Однако во многих случаях применение электродвигателя постоянного тока является единственно возможным вариантом, не требующим усложнения электрической схемы.

Видео в дополнение к написанному



Оцените статью
Добавить комментарий