Это более современные двигатели, которые появились в 2005 году. LG впервые использовала их и смогла надолго сохранить лидирующие позиции в продажах стиральных машин. Сегодня это устройство получило более широкое распространение — его устанавливают Samsung, Bosch, AEG и др.
Коллекторные электродвигатели стиральных машин
В современных стиральных машинах используются различные типы приводных двигателей: коллективные, асинхронные, а также прямой привод барабана — они отличаются принципом работы и конструкцией. Для работы асинхронного двигателя требуется фазосдвигающий конденсатор — именно такая схема двигателя используется в большинстве старых моделей CM.
Современные машины используют сложную электронную систему управления для управления асинхронным двигателем, поэтому управление без специального испытательного стенда (или «тестового» SM) представляет определенные трудности. Двигатели с прямым приводом (например, используемые в устройствах LG DirectDrive) еще сложнее тестировать. Их трудно испытать отдельно, поскольку они являются частью конструкции резервуара. Кроме того, эти двигатели требуют сложной системы управления.
Коллекторными двигателями легче всего управлять (даже собственными силами), о чем мы поговорим более подробно.
В большинстве современных СМ коллекторные приводные двигатели интегрированы по схеме, показанной на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема подключения коллекторного двигателя в СМ
Из рисунка видно, что схема питания двигателя выглядит следующим образом: 220 В — управляющий симистор (управляет скоростью вращения двигателя) — контакты реле инвертора (I или II) — обмотка статора — обмотка ротора — 220 В.
Управление обмоткой статора в стиральных машинах осуществляется как через контактные группы блока управления, так и через реле, расположенные в электронном блоке.
Направление вращения вала двигателя изменяется путем изменения полярности обмотки статора. В некоторых моделях стиральных машин обмотка статора снабжена краном. Используется в режиме вращения. В этом случае питание подается на одну из концевых клемм обмотки статора и на вышеупомянутую клемму. Когда обмотка статора подключена через концевые клеммы, СМ работает в режиме нормальной стирки, двигатель работает на низкой скорости.
В простейшем случае многие мастерские соединяют последовательно обмотки статора и ротора (якоря) и подают сетевое напряжение для проверки работы двигателя (рис. P1.2).
Рисунок 2. Управление двигателем с коммутатором.
Эта система имеет свои недостатки. Один из них заключается в том, что он все еще не позволяет полностью протестировать работу двигателя. Даже если вал двигателя вращается, такое испытание не выявит скрытых дефектов, которые возникают при работе двигателя в реальных условиях эксплуатации SM, например, под нагрузкой.
Кроме того, такая система коммутации не имеет защиты: если обмотки двигателя будут короткозамкнуты, двигатель «разрядится». Чтобы избежать возможных неприятных последствий при испытании двигателя, в его цепи необходимо установить дополнительный балласт. Например, можно использовать нагревательный элемент от стиральной машины (см. рис. 3) или мощную лампу (500 Вт и более).
Рисунок 3. Схема испытания двигателя балластного коллектора.
Если в обмотках двигателя возникнет короткое замыкание и через них потечет повышенный ток, нагревательный элемент заметно нагреется.
Другой способ динамического управления мощностью двигателя — соединить обмотки двигателя, как показано на рисунке 2, но управлять двигателем через лабораторный автотрансформатор мощностью не менее 500 Вт.
Типовые неисправности коллекторных двигателей
Изношенные щетки в двигателе с коммутатором должны быть своевременно заменены (предпочтительно на оригинальные щетки). Но что делать, если нет возможности заменить щетки на оригинальные?
Во многих случаях износ щеток можно определить путем визуального осмотра или по интенсивности дуги в коллекторе двигателя: либо под нагрузкой (в баке машины есть одежда), либо без нагрузки, в этом случае дуга очень сильная (не по всей окружности коллектора). Следует отметить, что такое искрение может возникнуть и в том случае, если на коллекторе не установлены новые щетки.
Также возможно, что двигатель теряет мощность при сильном износе щеток — например, если барабан стиральной машины с находящимся в нем бельем не «вращается» (если только щетки не заклинило в щеткодержателе — «заморозило»).
Следует отметить, что замена кистей на кисти других коллекционеров затруднена по нескольким причинам. Мы перечислим некоторые из них, а также рассмотрим рекомендации по замене щеток на аналоги.
В других двигателях щетки обычно имеют другую форму и размер, поэтому перед установкой их необходимо соответствующим образом обработать (отшлифовать). Особенностью щеток двигателей стиральных машин является их значительная длина — это затрудняет подбор сменных щеток от других двигателей с выключателями, например, от электроинструментов (рис. 4. Слева показаны щетки с гнездами для щеток от двигателя стиральной машины, справа — щетки с гнездами для щеток от двигателя электроинструмента).
Рисунок 4. Щетки
При установке «самодельной» щетки в щель убедитесь, что щетка свободно (без заеданий) перемещается по всей длине рабочего пути без бокового люфта. Этот люфт может привести к перекосу щетки в щеткодержателе и возможному «заклиниванию» (т.е. застреванию в щеткодержателе и, таким образом, возможной потере контакта с коллектором).
Щетки должны быть изготовлены из так называемого электрографита (смесь сажи, чистого графита и специального связующего вещества, отожженного при температуре около 2500 °C). Этот материал (например, бытовые графитовые электрощетки ЭГ-74) имеет твердость (15-50) х 10 7 Па и удельное сопротивление 35-75 мкОм х м.
Более подробную информацию по этому вопросу см. в ГОСТ 21888-82. В крайнем случае, в качестве материала для щеток можно использовать обычный мягкий графит — но в этом случае срок службы щеток намного короче.
Известно, что чем тверже щетки (чем медленнее они изнашиваются), тем они долговечнее. В этом случае учитывайте, что слишком «жесткие» щетки будут быстро изнашивать коллектор. Я думаю, что истина лежит где-то посередине. Поэтому при определенных условиях предполагается, что материал щеток коллекторных двигателей зарубежных стиральных машин имеет параметры, соответствующие приведенным выше результатам.
При выборе аналоговых щеток необходимо обратить внимание на наличие медного хвостика (если он присутствует на оригинальных щетках). В случае щеток, которые сами обрезаются до необходимых размеров (в соответствии с оригиналом), мы рекомендуем использовать пружину сжатия старых щеток.
Не используйте графитовые щетки с медным покрытием (такие щетки предназначены для электрических тарелок с низким рабочим напряжением). Причина в том, что медная пыль между лопастями коллектора может привести к короткому замыканию между лопастями и в конечном итоге к поломке ротора.
Межвитковые замыкания (или обрыв) в обмотках статора или ротора
При обрыве или коротком замыкании обмоток могут возникнуть следующие характерные неисправности:
1. 1. Двигатель не работает (обрыв в обмотке статора).
Эта неисправность также может быть вызвана перегревом корпуса двигателя из-за повреждения между витками обмотки. Если температура корпуса высокая (обычно выше 90 °C), должен быть активирован защитный термостат (он прерывает цепь двигателя). Температура корпуса двигателя до 70. 80 °C — такая температура может быть достигнута при выполнении так называемых «длинных» циклов работы стиральной машины,
2. потеря мощности двигателя (взаимное замыкание обмоток двигателя).
Этот дефект может возникнуть, например, когда двигатель не может «провернуть» барабан со вставленным бельем (без белья барабан вращается). Следует отметить, что аналогичная неисправность может возникнуть при износе щеток двигателя или неисправности фазосдвигающего конденсатора в цепи питания двигателя (в старых моделях стиральных машин) — поэтому эти элементы также следует принимать во внимание при поиске причин потери мощности двигателя,
3. отсоединение лопастей ротора.
Если ток через обмотки двигателя значительно увеличивается (из-за короткого замыкания в обмотках или «заклинивания» вала двигателя), пластины коммутатора нагреваются и отсоединяются (мы подробно обсудим это ниже).
Неисправность обмотки ротора можно легко определить с помощью омметра, подключив его к любой соседней пластине коллектора. Поверните ротор от руки, чтобы проверить сопротивление секций ротора — во всех положениях вала сопротивление между соседними ламинатами должно быть одинаковым (0,1-0,4 Ом). Если сопротивление между некоторыми соседними ламинатами увеличивается до 5,9 Ом (или более), возможно, в этой секции имеется неисправность обмотки.
Но не стоит отчаиваться — часто причиной такого события является разрушение одного из ламинатов в месте соединения с обмоткой (на конце каждого ламината имеется специальный крючок, обеспечивающий соединение с соответствующей секцией обмотки ротора). Если это является причиной нарушения контакта, дефектный крючок можно аккуратно «прижать».
Хотелось бы отметить, что в таких случаях пайка недопустима, так как не приносит ожидаемого результата — при сильном нагреве пластинчатого коллектора двигателя пайка будет разрушена (соответственно, цепь снова нарушится), а центробежная сила может разнести остатки олова повсюду (с самыми непредсказуемыми последствиями). Кстати, наварка шин может нарушить балансировку ротора, что также может привести к повышенной вибрации во время работы.
В двигателе также может быть короткое замыкание обмоток (замыкание между обмотками, например, из-за нарушения изоляции), но здесь уже ничего нельзя сделать — двигатель необходимо заменить или перемотать обмотки. Перемотка обмоток якоря, например, в большинстве случаев оказывает отрицательное воздействие.
Эта работа требует специальной техники, которая может быть выполнена только в заводских условиях.
Обратите внимание, что короткое замыкание в обмотках двигателя может привести к повреждению многочисленных компонентов внутри стиральной машины — сгоревшие (или полностью поврежденные) контакты в разъемах электронного блока и соединительных кабелей, повреждение элементов цепи в самом приборе (реверсивные реле, силовые триады, контактные группы блока управления и т.д.).
