Ювелирное обозрение

Домашнему мастеру в хозяйстве часто приходится делать то, что вручную не всегда легко и удобно. На помощь в таком случае приходят разнообразные станки. Но для нужно устройство, которое будет их приводить в движение, например, электродвигатель. Но асинхронные трёхфазные двигатели хоть и просты в устройстве и очень распространены, но не всегда есть возможность найти и купить конденсаторы для него. Поэтому вы можете использовать двигатели от бытовой техники. В этой статье мы рассмотрим схему подключения двигателя от стиральной машины к сети для прямого вращения и реверса.

Какие двигатели используют в стиральных машинах

В большинстве стиральных машин используются коллекторные электродвигатели. Они удобны тем, что не требуют пусковых и рабочих конденсаторов, могут напрямую подключаться к сети. К тому же простейший регулятор оборотов для них можно купить в любом магазине электротоваров.

Коллекторный двигатель от стиральной машины состоит из:

Ротора с коллектором;

Тахогенератора или датчика холла.

Для измерения оборотов двигателя и их регулирования используются как раз-таки тахогенераторы или датчики холла. Их для обычного пуска от двигателя от сети 220В не используют, но нужны для работы со сложными регуляторами оборотов, которые поддерживают мощность на валу независимо от его нагрузки (в пределах номинальной, естественно).

Схема подключения

Изначально двигатели от стиральной машины подключаются к сети с помощью клеммной колодки. Если её не сняли до вас — при осмотре двигателя вы увидите подобную картинку:

Порядок расположение проводов может отличаться, но в основном их назначение такое:

2 провода от щеток;

2 или 3 провода от обмотки статора.

2 провода от датчика оборотов.

Если у вас три провода от статора, то один из них — это средний вывод, используется для повышения оборотов в режиме отжима. Тогда если вы прозванивая обмотку обнаружили, что одна пара проводов даёт сопротивлении выше чем другая пара, то подключившись к концам с большим сопротивлением обороты будут меньше, но крутящий момент выше. А если выберете выводы с меньшим сопротивлением, то наоборот – обороты выше, а момент ниже.

В зависимости от конкретной модели на колодке могут быть выведены контакты какой-нибудь защиты, например, тепловой и прочее. В итоге для просто подключения к сети нам потребуется четыре провода, например, такие:

Напомним, что надбавляющие большинство двигателей стиральных машин — это коллекторные двигатели с последовательным возбуждением. Что это значит? Нужно подключать обмотку статора последовательно с обмоткой возбуждения, то есть с обмоткой якоря.

Чтобы это сделать нужно один конец обмотки статора подключить к сетевому проводу, второй конец обмотки статора соединяем с проводом одной из щеток, а вторую щетку подключаем ко второму сетевому проводу, такая схема подключения изображена на рисунке ниже.

Реверс

На практике случается так, что для применения в стенке невозможно закрепить двигатель в другой плоскости, то вам может не подойти его направление вращения. Отчаиваться не нужно. Чтобы изменить направление вращения двигателя от стиральной машины нужно всего лишь переключить местами концы обмотки статора и обмотки возбуждения.

Чтобы в процессе работы была возможность переключения направления вращения двигателя нужно использовать тумблер типа DPDT. Это шести контактные тумблеры, в которых есть две независимых контактных группы (два полюса) и два положения, в которых средний контакт соединяется либо с одним, либо с другим крайним контактом. Его внутренняя схема изображена выше.

Схема подключения двигателя от стиральной машины с возможностью переключения направления вращения и изображена ниже.

Вам нужно припаять провода от щеток к крайним контактам тумблера, а к одному из средних контактов провод от обмотки статора, ко второму — сетевой провод. Второй конец обмотки статора всё также соединяется с сетью. После этого нужно припаять перемычки к свободным двум контактам "крест—накрест".

Регулировка оборотов

Обороты всех коллекторных двигателей легко регулируются. Для этого изменяют ток через их обмотки. Сделать это можно изменив напряжение питания, например, срезав часть фазы, снизив действующее значение напряжения. Такой способ регулировки называется Система Импульсно-Фазового Управления (СИФУ).

На практике для регулировки двигателя от стиралки можно использовать любой бытовой диммер мощностью 2.5-3 кВт. Можно использовать диммер для осветительных ламп, но в таком случае замените симистор на BT138X-600 или BTA20-600BW, например, или любой другой с 10 кратным запасом по току относительно потребления двигателя, если конечно изначальных характеристик не окажется достаточно. Схему подключения вы видите ниже.

Но за простоту решения приходится платить. Так как мы уменьшаем напряжение питания, то мы ограничиваем и ток. Соответственно уменьшается и мощность. Однако при нагрузке двигатель, чтобы поддерживать заданные обороты, начинает потреблять больший ток. В результате из-за пониженного напряжения двигатель не сможет развить максимальную мощность, и его обороты под нагрузкой упадут.

Чтобы этого избежать есть специальные платы, которые поддерживают заданные обороты получая обратную связь от датчика оборотов. Именно тех проводов, которые мы не задействовали в рассмотренных схемах. Работает это по алгоритму подобного такому:

1. Проверка заданного числа оборотов.

2. Считывание значений датчика и сохранение их в регистр.

3. Сравнение показаний датчика, реальных оборотов с заданными.

4. Если реальные обороты соответствуют заданным — ничего не делать. Если обороты не соответствуют тогда:

Если обороты повышены — увеличиваем угол среза фазы СИФУ на определенное значение (понижаем напряжение, ток и мощность);

Если обороты понижены — уменьшаем угол среза фазы СИФУ (повышаем напряжение, ток и мощность).

И так повторяется по кругу. Таким образом когда вы нагружаете вал двигателя — система сама принимает решение увеличить напряжение подаваемого на двигатель или уменьшить его когда нагрузка увеличивается.

Необязательно бросаться за разработку такого устройства на микроконтроллерах, есть недорогие готовые решения. Примером такого устройства являются построенные на интегральной микросхеме TDA1085. Пример схемы подключения вы видите ниже.

Здесь подписи обозначают:

М – выход на двигатель.

AC – подключение к сети.

T – подключение к таходатчику.

R0 – регулятор текущих оборотов.

R1 – минимальные обороты.

R2 – максимальные обороты

R3 – для подстройки схемы, если двигатель работает неравномерно.

Схема приведенной платы (для увеличения нажмите на рисунок):

Заключение

Учтите, что коллекторный, или как его еще называют в народе, щеточный двигатель от стиральных машин довольно высокооборотист, в районе 10000-15000 об/мин. Это связано с его конструкцией. Если вам нужно достичь малых оборотов, например, 600 об/мин, используйте ременную или зубчатую передачу. В противном случае, даже с применением специального регулятора вам не получится добиться нормальной работы.

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.

В наше время почти в каждой семье имеется стиральная машина. Но в этом мире нет ничего вечного. Стиральные машины тоже приходят в негодность и требуют замены. Но в некоторых семьях есть мужчины-самодельщики. Такую интересную вещь, как стиральная машина, они не отнесут на свалку в день поломки, а разберут её на части и оставят в своём мужском хозяйстве самые интересные детали. А интересного в машине много. Самое главное – это электродвигатель. Вот о нём и стоит поговорить подробней. Как же подключить двигатель стиральной машины к сети – об этом поговорим в этой статье.

Внешний вид стиральной машины
ФОТО: 1stiralnaya.ru

Электрическая схема стиральной машины

Хорошо разбираться в электрической схеме стиральной машины каждый рядовой пользователь совсем не обязан. Это необходимо тем, кто занимается ремонтом этого представителя сложной бытовой техники. Но общее представление об её устройстве не помешает никому.

Основные узлы стиральной машины
ФОТО: 1stiralnaya.ru

Любая стиральная машина состоит из механической и электрической части. К механике относится корпус, дверца, барабан, все подшипники и шестерёнки. Для амортизации машины от тряски при отжиме установлены пружины. Подача воды в машину и слив из неё происходят по шлангам, которые закреплены в патрубках с уплотнениями. В системе слива на выходе установлен сливной насос. Для загрузки стиральных средств в машину встраивается трёхсекционный лоток.

К электрической части относятся электродвигатель, электрическая схема его включения, двигатель сливного насоса, комплекс устройств, формирующих алгоритм и безопасность процесса стирки.

Электрическая схема стиральной машины, в первую очередь, предназначена для включения мотора.

Электромотор и барабан – это детали, легко переходящие в другую жизнь. Особенно, мотор. Существуют модели, оснащённые двумя электродвигателями: один – основной для стирки, со скоростью вращения около 2000 оборотов в минуту, а второй – скоростной для центрифуги отжима, со скоростью вращения около 3000 оборотов в минуту.

Система управления реализует выбранную хозяйкой программу стирки. В старых машинах они базируются на реле времени, в современных машинах это электронные системы. На каждую операцию программы выделяют определённое время, формируют команду на включение двигателя в ту или другую сторону. В некоторых моделях имеется третий электромотор, который приводит в действие кулачковое программное устройство.

Схема управления контролирует температуру обмоток двигателя с целю защиты его от перегрузки. Датчики уровня и давления дают информацию для управления подачей воды. Нагрев жидкости для стирки тоже происходит в самой машине. Регулятор температуры (термостат), работающий в комплекте с датчиком температуры, включает и выключает электрические нагреватели. Если двигатель в машине с переменной скоростью, то в системе управления предусмотрен датчик скорости (тахогенератор).

Хозяин задаёт машине свои желания с панели управления, расположенной в верхней лицевой части корпуса машины.

Для безопасности пользователя во всех машинах предусмотрена система блокировок. Она не позволяет включить мотор при открытой загрузочной дверце и открыть дверцу при наличии в машине воды. Обратный клапан на подающей воду трубе защищает от затопления.

Стиральная машина подключается к электросети трёхполюсной вилкой с заземлением.

Что необходимо учесть при подключении двигателей от стиральной машины разного типа

Стиральная машина подключается к электрической сети в соответствии с «ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок».

Схема подключения стиральной машины к электрической сети
ФОТО: 1stiralnaya.ru

Даже поверхностное знакомство с устройством машины и её электрической схемой обеспечивают более сознательную её эксплуатацию и возможность минимизировать количество аварийных ситуаций. Принципиальная электрическая схема является графическим изображением основных электрических компонентов машины и связей между ними.

Электродвигатели в стиральных машинах используется трёх типов.

Асинхронный

В большинстве стиральных машин выпусков прежних лет применяются трёхфазные асинхронные двигатели, каждый из которых состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. Переменный ток инициирует в секциях обмотки статора вращающееся магнитное поле, которое индуцирует ток в роторе. Этот вторичный наведённый ток взаимодействует с магнитным полем статора, и на ротор начинает действовать вращающая его сила, благодаря которой он начинает вращаться и передавать своё вращение связанным с ним устройствам.

Двигатели этого типа просты по конструкции, неприхотливы в обслуживании, надёжны в эксплуатации. Основными недостатками являются большие пусковые токи и сложности в регулировании скорости вращения.

Реверсивная схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой
ФОТО: elektt.blogspot.com

Коллекторный

У коллекторных двигателей обмотки расположены и на статоре, и на роторе. Ток к ротору подводится через устройство, под названием «коллектор», которое состоит из ламелей, закреплённых на валу ротора, и двух неподвижных относительно статора «щёток».

Схема подключения коллекторного двигателя
ФОТО: elektt.blogspot.com

Коллекторный двигатель работает и от переменного, и от постоянного тока. Здесь легко регулировать обороты изменением величины питающего напряжения. В качестве промышленного устройства можно использовать подходящий по мощности диммер от системы освещения.

Инверторный

Инверторный двигатель в стиральной машине является наиболее современным решением. Принцип работы в том, что во встроенном инверторе переменный ток электрической сети преобразуется в постоянный, а потом снова в переменный ток нужной частоты, которая и определяет скорость вращения вала. Он, в отличие от коллекторного, не имеет щёток и издаёт меньше шума. Нет щёток – нет изнашивающихся деталей, поэтому регулярно заменять ничего не надо. Но за инвертор нужно платить, такая машина стоит дороже.

Отличия электродвигателей

Различия электродвигателей по типам даны в их описаниях. Асинхронный двигатель самый простой по конструкции. У коллекторного имеется возможность легко регулировать скорость вращения. А инверторный двигатель напрямую без ремней и шестерёнок соединяется с валом барабана. Если коротко, то более современные моторы меньше шумят, подвергаются регулированию оборотов, но стоят дороже.

Подключение двигателя современной стиральной машины автомат к сети 220 В

Схема подключения двигателя стиральной машины

У новых стиральных машин «автомат» главный двигатель коллекторного типа. Это значит, что у него имеется двухкатушечная обмотка на статоре и обмотка возбуждения на роторе. Ротор и статор включены последовательно. Ток в обмотку возбуждения поступает через щётки. Электрическая схема подключения двигателя к сети та же самая, что и на №5.

Регулятор оборотов

Регулятор оборотов можно применить любой стандартный мощностью 2,5–3,0 кВт. Также можно использовать осветительный диммер, но в нём предварительно необходимо заменить симистор на BT138X-600 или BTA20-600BW или другую модель с десятикратным превышением тока потребления двигателя.

Чтобы избежать падения оборотов под нагрузкой, применяются специальные устройства на интегральной микросхеме TDA1085, управляющие током и напряжением на двигателе.

Регулятор оборотов двигателя
ФОТО: electrik.info

Если обороты двигателя надо понижать существенно, то с нагрузкой его следует соединять через ремённую передачу или редуктор.

Как подключить двигатель от стиральной машины

При подключении двигателя, извлечённого из стиральной машины, необходимо удалить лишние провода. При работе следует руководствоваться рисунками 7 и 8, внимательно контролируя цвет проводов.

Подключение двигателя к сети с учётом цвета проводов
ФОТО: sdelaysam-svoimirukami.ru

Подключение двигателя старой стиральной машины

У старых стиральных машин двигатели асинхронного типа с двумя обмотками – пусковой и рабочей. У пусковой обмотки выше омическое сопротивление. Если найдены выходные провода от обеих обмоток, и обе обмотки целые, то двигатель можно подключать

Схема подключения мотора от стиральной машины

Имеется два варианта подключения двигателя – с конденсатором, рассчитанным на напряжение 450-600 В, ёмкостью от 4 до 8 мкФ и с кнопкой кратковременного включения.

Схема подключения двигателя старой машины с кратковременным контактом
ФОТО: zen.yandex.ru

Как подключить двигатель

Для подключения двигателя, первым делом необходимо определить пары проводов от обеих обмоток. После этого принять решение о схеме подключения – с конденсатором или с кнопкой. Собрать схему и выполнить пробное включение. Если двигатель крутится не в ту сторону, которая нужна владельцу, то следует поменять местами точки подключения пусковой обмотки.

Дополнительные рекомендации для работы

При работе с электричеством следует неукоснительно соблюдать правила электробезопасности, внимательно следить за оголёнными концами проводов, чтобы не допустить случайного короткого замыкания. И не прикасаться к оголённым проводам.

Что делать, если мотор не запускается

Если мотор, извлечённый из машины, не запускается, то причины могут быть как механического, так и электрического характера.

Если включённый мотор не крутится, но греется, его надо быстро выключить и попытаться провернуть рукой. Если раздаётся скрежет, то следует проверить подшипники, они могли разлететься. Тогда их вместе с сальниками следует заменить.

Ещё нужно проверить, не попал ли какой-нибудь мусор в промежуток между ротором и статором.

Если механических причин не обнаружено, то следует прозвонить электрические цепи – нет ли где обрыва. В коллекторных двигателях следует проверить износ щёток и плотность их прижима к поверхности коллектора. Щётки при длительной эксплуатации изнашиваются, их надо вовремя менять.