Перед тем как перейти к теме подключения двигателя стиральной машины, важно разобраться в том, что представляет собой этот электромеханический агрегат. Некоторые пользователи могут уже быть знакомы со схемами подключения электродвигателей, тогда как другие впервые сталкиваются с этой информацией.
Схема подключения мотора от стиральной машины
Двигатели, установленные в стиральных машинах, отличаются высокой надежностью, и даже когда сам аппарат выходит из строя и отправляется на утилизацию, эти моторы зачастую остаются и могут быть использованы в дальнейшем для создания различных домашних инструментов, таких как мини-станки. В данной статье будет обсуждаться типичный мотор от стиральной машины с автоматическим управлением (как нового, так и старого образца), а также схема его подключения к сети 220 В. Однако перед этим рассмотрим несколько теоретических аспектов, которые можно при желании пропустить и перейти сразу ко второй, практической части статьи.
Теория работы электромотора на 220 В
Асинхронные двигатели, предназначенные для работы в однофазной сети, в основном представляют собой устройства с двухфазными обмотками, среди которых имеется вспомогательная фаза, получаемая от конденсатора. Эти двигатели активно используются в бытовой технике, включая сливные насосы, холодильники и, конечно же, в стиральных машинах. Дополнительно стоит обратить внимание на то, что в некоторых приборах встречаются также трехфазные обмотки.
При прямом запуске двигателя из сети он может получать ток, значительно превышающий его номинальное значение. Этот ток называется пусковым, и его характеристики колеблются в диапазоне Ir = 5-7In, где In — это номинальный ток мотора.
Одним из методов снижения пускового тока является применение схемы переключения с конфигурацией «звезда-треугольник». В этой схеме электрический двигатель, который должен работать в треугольном соединении при определенном уровне сетевого напряжения, подключается через звезду в момент запуска:
При подключении в конфигурации «звезда» в момент старта осуществляется подача пониженными напряжениями на обмотки статора, что позволяет в три раза уменьшить ток, который поступает из сети, по сравнению с тем, что было бы при подключении в треугольной конфигурации. Однако, стоит отметить, что пусковой момент в звездной схеме падает в три раза, что не позволяет использовать такой метод при тяжелых пусках, то есть, когда нагрузка на двигатель велика.
Для синхронной скорости 500 об/мин используется симметричная трехфазная обмотка. Обратите внимание, что трехфазная система подключения мотор позволяет модифицировать скорость вращения, изменяя питание обмоток.
Виды электрических двигателей
Электрический двигатель преобразует электрическую энергию в механическую работу и используется для перемещения различных механизмов. Существует два основных типа двигателей: асинхронные и синхронные.
Синхронный двигатель
С самого школьного курса помогает понять, что магниты, находящиеся близко друг к другу, могут либо притягиваться, либо отталкиваться. Привлечение происходит между разноименными полюсами, тогда как отталкивание — между одноименными. В этом контексте нужно внимание обратить на поведение стабильных магнитов и на то, как они создают магнитное поле.
Также следует разграничить стабильные магниты от неустойчивых. Все помнят пример из учебника: представлен магнит в виде подковы, между полюсами которой находится рамка, выполненная также в виде подковы, оснащённая полукольцами. Когда в рамку подается ток, возникает электромагнитное поле, т.е. магнит начинает притягивать или отталкивать, что и приводит к вращению этой рамки.
В данной конфигурации ток подводится к обмотке ротора, который состоит из рамки, а источник, порождающий электромагнитное поле, — это обмотки статора. Статор, в свою очередь, играет роль магнита и может быть выполнен из обмоток либо стационарных магнитов.
Частота вращения ротора синхронного двигателя синхронизирована с частотой подаваемого на обмотки электроэнергии, что и дало название этому типу двигателя.
Асинхронный аппарат
Для понимания принципа работы асинхронного двигателя вспомним аналогичный рисунок: рамка без полуколец располагается между полюсами подковообразного магнита. Если начать плавно вращать магнит, на определенном этапе рамка не будет двигаться. Затем при достижении особого угла поворота рамки, она начинает катиться за магнитом, но с меньшей скоростью. Таким образом, они не двигаются в унисон, что и объясняет термин «асинхронный».
В этом моторе магнит выполнен в виде электрообмотки, находящейся в пазах статора, в который подается электрический ток. Ротор представляет собой рамку, в пазах которой размещены соединенные между собой проводники, обычно это короткозамкнутые спирали.
Различия электродвигателей
Вне зависимости от внешнего вида, распознать моторы бывает непросто. Главное различие между ними заключается в принципах работы. Так, синхронные двигатели имеют более сложную конструкцию и чаще всего используются для механизмов, работающих на постоянной скорости, такие как насосы или компрессоры. В отличие от них, асинхронные двигатели снижают скорость вращения с увеличением нагрузки, и именно они устанавливаются в большинстве обычных бытовых приборов.
Плюсы асинхронных моторов
Виток во время работы барабана стиральной машины представлен асинхронным электромотором — это «сердце» всей конструкции. В первые годы выпуска стиральных машин двигателями служили ремни, которые приводили в движение бак с бельем. Однако технологии не стоят на месте, и современный асинхронный двигатель, преобразующий электрическую энергию в механическую, претерпел значительные изменения.
На сегодня в большинстве современных схем стиральных машин используются асинхронные электродвигатели, которые состоят из неподвижного статора, играющего роль магнитопровода и несущей системы, и подвижного ротора, вращающего барабан. Работа асинхронного двигателя основана на взаимодействии изменяющихся магнитных полей этих элементов. Такие моторы бывают двухфазными (используются редко) или трехфазными (востребованы больше).
Преимущества асинхронных аппаратов:
- простой конструктивный подход;
- необходимость в минимальном обслуживании, состоящем лишь из замены изношенных подшипников;
- периодическая смазка движущихся частей;
- тихий режим работы;
- относительно невысокая стоимость.
Тем не менее, недостатков тоже достаточно:
Как правило, качественные асинхронные двигатели имеют несколько более низкую стоимость, что иногда сказывается на их эксплуатации и долговечности.
Первая публикация инверторного двигателя в стиральных машинах была представлена компанией LG в 2005 году. С тех пор инверторные двигатели получили широкое распространение в современном бытовом оборудовании. В отличие от своих аналогов, инверторные движки устанавливаются прямо на барабан стиральной машины и не зависят от ременной передачи и подшипников.
Схемы подключения
Начнем с того, что понадобится тестер или мультиметр. Необходимо найти пары выводов, которые соответствуют друг другу.
С помощью щупов тестера, в режиме прозвонки или измерения сопротивления, нужно отыскать два провода, между которыми есть связь. Эти два провода образуют одну обмотку, а остальные два являются второй обмоткой.
Далее необходимо выяснить, какая обмотка является пусковой, а какая — рабочей. Для этого нужно померить их сопротивление: более высокое сопротивление указывает на пусковую обмотку (ПО), ответственную за создание начального крутящего момента. Более низкое сопротивление будет у обмотки возбуждения (ОВ), иначе называемой рабочей обмоткой, основной задачей которой является создание вращающего магнитного поля.
Вместо контактора «SB» можно использовать неподвижный конденсатор с малой емкостью (в пределах 2-4 мкФ),
как это сделано в конструкции самой стиральной машины для удобства.
Если же запуск двигателя будет происходить без нагрузки, то есть без установления шкива на валу в момент тщательного запуска, то такой мотор может начать работать, и без конденсаторов, и кратковременной подачей напряжения на пусковую обмотку.
При условии, если двигатель сильно перегревается или его температура повышается даже без нагрузки, необходимо выяснить возможные причины. Возможно, подшипники изношены или зазор между статором и ротором уменьшился до такой степени, что детали начинают заедать. Но чаще всего причиной перегрева является высокая емкость конденсатора, что легко проверить: запускайте двигатель без подключения пускового конденсатора, и все станет понятно. При необходимости емкость конденсатора лучше всего уменьшить до минимума, при котором он будет в состоянии запускать электродвигатель.
Контакт кнопки «SB» обязательно должен быть не фиксируемым; для этого подойдет даже кнопка от дверного звонка. В противном случае пусковая обмотка может сгореть.
При запуске кнопку «SB» следует удерживать до достижения валом максимальной скорости (около 1-2 секунд). После этого кнопка может быть отпущена, и ток на пусковую обмотку прекращается. Если нужно выполнить реверс, достаточно поменять контакты обмотки местами.
Иногда у этого типа двигателя может быть не четыре, а три вывода, это означает, что две обмотки уже соединены между собой в средней точке, как показано на схеме.
В любом случае, разбирая старую стиральную машину, рекомендуется обратить внимание на способ подключения её двигателя.
Когда возникает необходимость реализовать реверс или изменить направление вращения двигателя с пусковой обмоткой, порядок подключения может выглядеть следующим образом:
Коллекторный тип двигателя (для современных стиральных машин с вертикальной загрузкой)
Как правило, это коллекторные двигатели, которые не имеют пусковой обмотки и не требовательны к пусковому конденсатору. Такие двигатели успешно функционируют как на постоянном, так и на переменном токе.
Такой мотор может иметь от 5 до 8 выводов на клеммной коробке, но для работы вне стиральной машины они нам не все нужны. В первую очередь следует исключить ненужные контакты тахометра, сопротивление обмоток которого составляет примерно 60-70 Ом.
Также на моторе могут присутствовать контакты термозащиты, которые встречаются реже, но также могут быть не востребованы. Обычно это нормально замкнутый или разомкнутый контакт с нулевым значением сопротивления.
Далее, подключаем питание к одному из выводов обмотки. Второй вывод соединяем с
первой щеткой. Оставшуюся щетку подводим к третьему проводнику, соединённому с сетью 220 В. Двигатель должен начать работать и вращаться в одном направлении.
Чтобы изменить направление вращения мотора, достаточно поменять местами подключение щеток: теперь первая будет подсоединена к сети, а вторая будет соединена с оставшимся выводом обмотки.
Простой способ протестировать такой мотор — это подключить его к 12-вольтовому автомобильному аккумулятору, что также приятно тем, что при этом нет риска повредить электронику при неправильном подключении. Можно провести различные эксперименты с реверсом и наблюдать работу двигателя на низких оборотах от низкого напряжения.
Однако при подключении к сети 220 В следует помнить, что мотор может запуститься резко, что может вызвать его перемещение и замыкание проводов, поэтому рекомендуется заранее обеспечить его неподвижное крепление.
Более подробную информацию о том, как подключить трехфазные асинхронные моторы к стандартной бытовой сети 220 В, можно найти в отдельной статье под названием «Подключение трехфазного двигателя».
Для более мощных электродвигателей (более 1 кВт) рекомендуется использовать емкость около 70 мкФ на каждый 1 кВт мощности. Следует применять пусковые конденсаторы с рабочими напряжениями от 400 до 630 В переменного тока.
Как подсоединить двигатель инверторного типа
Местные «самоделкинцы» часто задаются вопросом о том, как подключить бесщеточный электромотор. Для этого вам понадобятся блок питания, преобразователь частоты и паяльник. Правильные методы подключения таких моторов можно увидеть в видео ниже:
Если запастись терпением и нужными инструментами, то восстановить работоспособность любого механизма может стать реальностью. Не забывайте о правилах техники безопасности и используйте только исправное оборудование. Удачного запуска двигателя!
