Устройство блоков инверторного управления стиральной машины
Инверторный двигатель в современных стиральных машинах
Инверторный двигатель в стиральной машине — что это? В стиралках нашли применение два мотора с преобразованием переменного тока в постоянный — асинхронный и трёхфазный. Последний иногда называют бесщёточным двигателем постоянного тока (BLDC — Brushless Direct Current Motor). Рассмотрим подробнее каждый вариант, а также преимущества и недостатки.
Трёхфазный асинхронный
Этот двигатель был изобретён в 1889 году русским инженером Доливо-Добровольским, и нашёл широкое применение в промышленности, где используют трёхфазное напряжение 380 вольт. В стиральных машинах он начал использоваться после развития и широкого распространения электронных систем управления.
Работаю в сфере ремонта бытовой техники. Большой опыт в восстановлении стиральных и посудомоечных машин.
Управление
Так как в домах используется однофазный ток 220 вольт, то для работы такого двигателя нужен преобразователь с регулировкой скорости и направления вращения. Это довольно сложное электронное устройство, схема которого приведена ниже на рисунке.
Схема управления инвертора
Как видно, что сначала переменный ток преобразуется в постоянный в выпрямителе. Для этого используется мост на диодах. Катушка индуктивности L, ёмкость C и термистор (на схеме слева), служат для защиты модуля от перегрузок, а также предохраняет домашнюю электросеть от колебаний при работе машины.
Затем постоянное напряжение поступает в силовую часть, где преобразуется в трёхфазное импульсное, у которого меняется амплитуда и частота. Именно за счёт этого осуществляется изменение скорости и направления вращения двигателя. Тахометрический генератор (обозначен T) выполняет обратную связь с системой управления. С его помощью модуль понимает скорость барабана.
Работаю в сфере ремонта бытовой техники. Большой опыт в восстановлении стиральных и посудомоечных машин.
Инверторы бывают следующего исполнения:
Модуль управления инверторным мотором
Прямой привод
Второй тип инверторных двигателей, это трёхфазные бесщёточные постоянного тока. Впервые их стала применять фирма LG в 2005 году в качестве прямого привода. Он находится непосредственно на валу барабана. Ремень при этом отсутствует.
Это было революционным решением, которое стало очень удачным, и в настоящее время его применяют и другие производители: «Самсунг», «Вирпул», «Хайер» и «Беко».
Мотор прямого привода
Считается что эти моторы получили развитие от шаговых двигателей, которые уже широко распространены, в частности, электротехники. Считаются крайне надёжными и долговечными. Поэтому фирма «ЛДЖи» даёт на них расширенную гарантию — 10 лет. Одно из названий — BCDC. Такие двигатели широко применяются в посудомоечных машинах, в составе рециркуляционного насоса, а так же используются в электровелосипедах.
Одной из их особенностей — постоянные магниты на роторе. В стиральных машинах с прямым приводом ротором является металлическая чаша, которая крепится к валу барабана. Внутри неё находятся постоянные магниты.
Статор — неподвижная часть и соединена с внешней стороной бака. Она представляет собой круг, покрытый пластиком с местами для обмотки катушек. Внутри находятся электротехнические пластины. Также здесь располагается тахометрический генератор.
Статор инверторного двигателя
Система управления схожа с асинхронным двигателем, рассмотренным выше. Инвертор преобразует переменное однофазное напряжение 220 вольт, в постоянное трёхфазное. Параметры его могут меняться по напряжению — от 0 до 120 вольт, а по частоте — от 0 до 300 Гц. Схема и логика управления довольно сложная и не рассматривается здесь, т. к. нужна только специалистам.
Инверторные двигатели прямого привода имеют следующие преимущества:
Недостаток только один — сложная и дорогостоящая система управления. Отметим, что наметилась тенденция по отходу от коллекторных двигателей, но тем не менее они являются основой большинства стиральных автоматических машин.
Как починить модуль управления стиральной машины
Современные стиралки надежны и функциональны. Производитель делает все, чтобы его изделие работало долгие годы без вмешательства. Однако модуль управления стиральной машины выходит из строя чаще, чем этого хотелось бы владельцам агрегата. Происходит это по целому ряду причин, некоторые из которых отдельно оговариваются производителем, и несоблюдение поставленных им условий ведет к прекращению гарантийных обязательств. Другие могут вызываться браком. Однако если срок гарантии истек, можно попытаться сделать самостоятельный ремонт платы управления стиральной машины либо провести детальную диагностику.
Как это работает
Модуль управления – это компьютеризированное «сердце» машинки. В зависимости от поступающих сигналов от датчиков и регуляторов, плата управления активирует тот или иной функционал. Она достаточно универсальна. Производитель ставит одну и ту же деталь на различные марки стиралок, маркируя их по-разному. К примеру, самые распространенные модели электронного модуля стиральной машины Indesit маркируются как W105TX, WISL82. В зависимости от поколения конкретной модели стиралки, может отличаться прошивка центрального процессора или количество входных и выходных сигналов.
Управляющий сигнал поступает через клеммники или соответствующие контакты комплексной шины. Определить, где именно пропал сигнал, можно. Для этого понадобится схема конкретного модуля управления. К большинству стиральных машинок такая информация прилагается в инструкции. Если таких данных нет, можно легко найти их в интернете по маркировке, которую имеет электронная плата.
Почему выходит из строя модуль управления
Причин отказа управляющего контроллера может быть несколько. Перечислим основные, с указанием возможных вариантов несложного ремонта:
К другим причинам относится избыточный нагар, наличие токопроводящих испражнений домашних вредителей (тараканов, мышей), а также замыкания через тело насекомых или грызунов. Устранить такие неприятности, если системы защиты не допустили аварии, просто. Плату достаточно почистить.
Как определить неполадки в модуле управления
Признаков, что плату управления пора почистить или отремонтировать, а также проверить состояние датчиков, может быть несколько:
Причины могут быть самые разнообразные, к примеру, неожиданные режимы работы двигателя – он или крутится на полных оборотах, или с натугой еле-еле проворачивается.
Индикаторы СМА хаотично мигают
Некоторые современные модели имеют режим самотестирования, который позволяет определить, какой именно ремонт электронных модулей стиральных машин требуется. Информация о том, как сделать автоматическую проверку, не указывается в документации. Однако ее можно найти в интернете на специализированных форумах. К примеру, некоторые модели Ардо тестируются так:
После этого достаточно нажать все кнопки панели управления одновременно. Машинка перейдет в режим самодиагностики. После его прохождения на дисплее высветится ошибка, по которой легко определяется неисправность.
Как снять модуль управления
Для начала стоит визуально осмотреть плату на предмет физических повреждений. На ней могут быть явно выгоревшие элементы, сломы или обрывы.
Специалисты настоятельно не рекомендуют заниматься самостоятельным ремонтом контроллера ввиду его сложности. Неумелые действия могут вылиться в серьёзные последствия, а новая плата обойдётся в круглую сумму.
Где располагается плата
В доброй половине случаев контроллер находится за передней панелью. Расположение может меняться и зависит главным образом от типа загрузки техники. Модуль управления – это достаточно крупный элемент, поэтому с поиском каких-то проблем возникнуть не должно. Некоторые производители указывают его местонахождение в инструкции по эксплуатации.
Вариант расположения управляющего модуля
Демонтаж
У рядовых стиральных машин главная плата, как правило, легкодоступна. Но в более продвинутых премиальных или каких-то промышленных моделях она может быть спрятана за ворохом других элементов. В этом случае лучше переложить все работы на плечи специалистов.
Совет! Чтобы не запутаться в последующей установке контроллера, можно сделать несколько фотографий до демонтажа.
Ремонт платы
Определить визуально причину неполадки очень сложно, особенно если элементы не подверглись выгоранию. В процессе эксплуатации стиральная машина постоянно вибрирует, что сказывается на местной электронике.
Могла нарушиться пайка диодов, резисторов и других мелких элементов. Для диагностики и последующего ремонта понадобятся мультиметр, паяльник, олово, канифоль, припой и, собственно, умение паять. Разберём ряд компонентов, которые можно заменить самостоятельно.
Блок управления СМА Индезит
Конденсаторы
Эти элементы отвечают за стабилизацию напряжения. Очевидным сигналом выхода из строя конденсатора является его вздутие. В других случаях деталь прозванивается посредством мультиметра (1 – обрыв / 0 – короткое замыкание). При замене элемента обязательно нужно учесть, что он имеет полярность.
Резисторы
Детали необходимо проверять в два этапа с учётом порядка. Резисторы с сопротивлением в 8 Ом и до 2 А – это элементы первого порядка. Детали на 10 Ом и до 5 ампер – это вторая группа. Если показатели резисторов не соответствуют этим данным, то их необходимо заменить.
Блок тиристоров
Основная причина выхода из строя блока тиристоров – скачки напряжения. Этот элемент необходимо проверять только после диагностики конденсаторов. Устанавливаем отрицательное сопротивление и прозваниваем диоды первого порядка. Напряжение не должно быть выше 20 вольт.
Выгорание элементов можно определить как визуально, так и с помощью мультиметра, настроив его в режим прозвона. Максимально допустимое напряжение на фильтре – не более 12 вольт. Обязательно обращаем внимание на полярность и стараемся не повредить порты тиристоров.
Сгоревший модуль управления стиральной машины
Диагностика триггера
Этот элемент чаще всего выходит из строя из-за проблем с конденсаторами. Посредственная пайка и слишком сильная вибрация также бывают причиной неполадок узла. Достаточно пропаять выходные контакты и проблема будет решена. Напряжение триггера должно быть в районе 12 вольт, а сопротивление – порядка 20 Ом.
Прошивка контроллера
Если после ремонта проблемы остались, то дело может быть в программной части. Поэтому стоит попробовать обновить прошивку контроллера.
Специальные разъёмы на теле модуля указывают на возможность проведения этой процедуры. Если интерфейсы не просматриваются, то плату придётся нести в сервисный центр, и там уже специалисты загрузят софт напрямую в процессор.
Для прошивки контроллера понадобится адаптер – программатор, предоставляющий доступ ПО к модулю посредством ПК. Профессиональные решения довольно часто встречаются в специализированных магазинах и стоят в районе 2-4 тысяч рублей. Можно приобрести и более простую версию программатора рублей за 500, но тогда нужно учитывать марку оборудования. К примеру, для стиральных машин брендов «Электролюкс», «Индезит», «Аристон» и Whirlpool используют адаптер «Аркадия» (USBDM MemoryDump).
Дополнительно понадобятся драйвера и фирменный софт. И то, и другое можно найти на официальных ресурсах производителей техники в разделе «Программное обеспечение». Разберём процедуру установки ПО на примере адаптера «Аркадия».
Прошивка через USBDM MemoryDump:
Замена модуля управления
Если контроллер не подлежит ремонту, и специалисты сервисного центра это подтвердили, то его придётся менять. Покупка б/у платы – это кот в мешке, поэтому лучше смотреть в сторону новых устройств. Благо они продаются практически в каждом специализированном магазине, в особенности если речь идёт о технике известных брендов.
Ремонт блока управления стиральной машины – задача, требующая вмешательства квалифицированного персонала. Самостоятельный демонтаж платы управления стоит делать только тогда, когда срок гарантии истек. Если это произошло, и другие методы борьбы с неисправностями не помогают – модуль снимается, при отсутствии навыков починки электронной аппаратуры его можно заменить целиком.
Принцип работы стиральной машины с инверторным двигателем
Инверторный мотор в стиральной машине, что это?
Что такое инвертоный двигатель в стиральной машине, можно понять, рассмотрев какие же электротехнические устройства применяются в современных агрегатах. Как известно, для вращения барабана стиральной машины необходимо преобразовать электрическую энергию, в механическую. С этой целью на большинстве старых моделей устанавливались асинхронные и коллекторные электродвигатели, связь которых с барабаном машинки осуществлялась посредством ременного привода.
Бесколлекторный или инверторный электродвигатель в стиральной машине — это инновационная технология, получившая свое развитие относительно недавно. Первыми электродвигателями с прямым приводом в стиральных агрегатах стали устанавливать корейские и японские производители бытовой техники. Концерн LG стал новатором в этой области. Сейчас эту технологию успешно развивают и применяют в своих устройствах компании Samsung, Bosch, Haier, Whirpool, AEG и многие другие.
Инверторный, как и асинхронный и коллекторный движок имеет статор и ротор, однако принцип его действия иной. Трехфазная схема управления таким двигателем позволяет подсоединить привод непосредственно к барабану на прямую. Это исключает применение таких дополнительных соединительных элементов, как ручейковые ремни, шкивы и ролики. В стиралке с инверторным двигателем барабан, подшипники с сальниками и ротор конструктивно находятся на одном валу и не имеют больше никаких трущихся или входящих в зацепление в процессе работы элементов.
Стиральные машины с инверторным двигателем так же могут применяться без прямого привода, что может говорить о наличии приводного ремня и расположения в нижней части агрегата, отличие их с коллекторным типом это отсутствие угольных щеток и принцип работы.
Устройство моторов инверторного типа
Основными частями являются непосредственно мотор и частотный преобразователь, что и обеспечивает принцип работы двигателя. Частотный преобразователь служит для регулирования скорости мотора за счет создания требуемой частоты напряжения на выходе преобразователя. Диапазон выходной частоты в преобразователях варьируется в широких пределах, а предельные ее значения могут в десятки раз превосходить частоту питающей сети.
В инверторном преобразователе происходит двойное преобразование напряжения. Синусоидальное напряжение на входе преобразователя сначала выпрямляется в блоке выпрямителя, фильтруется и сглаживается конденсаторами электрического фильтра. Далее из полученного постоянного напряжения с помощью схем управления и выходных электронных ключей задается последовательность управляемых импульсов нужно формы и частоты. С помощью импульсов создается переменное напряжение требуемой величины и частоты, формируемое на выходе преобразователя.
Синусоидальный переменный ток, вырабатываемый преобразователем, на обмотках электромотора формируется по типу частотно-импульсного или широтно-импульсного модулирования. Электронными ключами для преобразователей служат, к примеру, выключаемые тиристоры GTO, их модернизированные версии IGCT, SGCT, GCT и транзисторы IGBT.
Мотор состоит из статора с небольшими обмотками возбуждения, чье количество кратно трем. В статоре вращается ротор с постоянными магнитами, закрепленными на нем. Количество магнитов втрое меньше количества обмоток возбуждения. Коллекторно-щеточного узла в таком двигателе нет.
Все это и есть инверторный электродвигатель, принцип работы которого основывается на взаимодействии магнитных полей статора и ротора. Вращающееся электромагнитное поле статора, созданное преобразователем, заставляет вращаться частотный ротор с такой же частотой. Так, мотором управляет инверторный преобразователь
Как работает инверторный двигатель
Главной особенностью такого электромотора является способность трансформировать переменный ток в постоянный. Принцип работы инверторного двигателя основывается на явлении электромагнитной индукции, как и у многих других электромеханических устройств. Однако его отличительной особенностью является отсутствие угольных щеток и применение в качестве элемента конструкции частотного преобразователя (инвертора). Инвертор, после преобразования переменного тока в постоянный, способен снова генерировать переменный ток необходимой частоты, что позволяет точно регулировать частоту вращения ротора.
В отличие от управления коллекторным типом, схема управления инверторным устройством гораздо более сложна и требует от разработчиков больших усилий и капиталовложений, что в конечном счете приводит к удорожанию всей конструкции. Однако такие компании как Samsung оснащают таким движком множество моделей, комплектуя их высокотехнологичными блоками управления, что не приводит к существенному удорожанию в целом. Электронные блоки этой компании зачастую устанавливают на различные виды бытовой техники, включая стиральные машины, и многие другие производители.
Плюсы и минусы устройства
Мотор инверторного типа отличается компактностью и высокой надёжностью. К другим его достоинствам можно отнести:
Несмотря на массу достоинств, двигатель имеет недостатки. К наиболее существенным из них относятся:
Особенности стиральных машин с инверторными двигателями
Устройство коллекторного двигателя подразумевает установку токоподводящих угольных щеток, которые со временем изнашиваются и требуют замены. Приводной резиновый ремень, приводящий в движение барабан, также имеет ограниченный ресурс.
Стиральная машинка с инверторным мотором таких недостатков лишена. Подшипники установленные на валу ротора трущимися деталями назвать можно лишь условно. При нормальной работе сальника и правильной установке подшипников на валу, аппарат при работе практически бесшумен. При стирке можно слышать лишь шелест стирающегося белья, так как деталей, генерирующих лишние децибелы в таких агрегатах просто нет. Вращение ротора при этом происходит плавно и с высокой точностью на протяжении всего рабочего цикла стирки.
В качестве особенности инверторного мотора по сравнению с традиционными, можно рассматривать и возможность отжима на более высоких скоростях. На некоторых моделях устанавливаются предельные значения для данного цикла 1600-2000 об/мин, что позволяет доставать из машинки практически сухое белье, однако стоит помнить, что при этом и высок риск его повредить. В целом, специалистами отмечается более высокое качество стирки в машинах с прямым приводом за счет более точной регулировки оборотов барабана на каждом этапе стирки, от замачивания, до отжима.
В качестве основных преимуществ стиральных машин с инверторными двигателями специалисты отмечают:
В качестве недостатка машинок с инверторным мотором является более высокая стоимость по сравнению с обычными видами. Сложность и дороговизна ремонта, однако об этом скорее можно было говорить лет 10 назад. Сейчас технология производства подобной техники развита довольно хорошо, а стоимость моделей с коллекторными и инверторными электромоторами практически сравнялась.
На стоимость агрегатов в большей степени влияет принадлежность к премиум или эконом классу. Премиум агрегаты оснащаются многофункциональными дисплеями, имеют большее количество различных функций и дополнительных опций. Их бюджетные версии содержат в себе более скромную электронную начинку и характеристики, но зачастую они практически не отличаются. Производители в большей степени заняты совершенствованием электросхем как для управления коллекторными, так и инверторными двигателями, в то время как надежность доведена до самого высокого уровня. Надежность обоих типов электромоторов в современных машинках довольно высока, однако предпочтительней все же прямой привод, по той лишь причине, что количество взаимодействующих деталей в движке при работе намного меньше.
Советы по выбору
Чтобы купить наиболее подходящее для вас устройство, нужно обратить внимание на некоторые его характеристики.
Стиральные машины с инверторным двигателем отличаются долговечностью, так как у них меньше деталей, которые могут сломаться. Они тише работают, экономнее расходуют воду и электричество. Конечно, они немного дороже обычных стиральных машин, но приведенные достоинства это оправдывают.
Стоит ли покупать инверторную стиральную машину с прямым приводом?
Модели с прямым приводом несомненно являются технологическим шагом вперед, по сравнению с агрегатами оснащенными традиционными видами электромоторов. Стиральные машины Samsung, оснащенные инвертором с технологией пузырьковой стирки Eco Bubble можно назвать одним из лидеров в данном сегменте бытовой техники. Только тот факт, что компания дает десятилетнюю гарантию на свои моторы говорит в пользу их покупки и эксплуатации. Если вопрос существенной экономии воды и электроэнергии остается для подобной техники спорным, то надежность и бесшумность новых моделей оснащенных прямым приводом являются их несомненным и неоспоримым преимуществом.
Что такое коллекторный двигатель?
Под таким определением подразумевается электромашина, преобразовывающая электроэнергию в механическую, и наоборот. Конструкция устройства предполагает наличие хотя бы одной обмотки подсоединенной к коллектору (см. рис. 1).
Рисунок 1. Коллектор на роторе электродвигателя (отмечен красным)
В КД данный элемент конструкции используется для переключения обмоток и в качестве датчика, позволяющего определить положение якоря (ротора).
Электродвигатель
Основная задача электродвигателя автоматической стиральной машины – обеспечение вращения барабана в разных режимах работы. В данных электроприборах могут применяться асинхронные или коллекторные двигатели.
Виды электродвигателей, применяемые в автоматических стиральных машинах:
Благодаря конструкции электродвигателей прямо приводных стиральных автоматов, машины данной категории считаются стиральными машинами высокого ранга. Они обладают высокими эксплуатационными характеристиками, в чем значительно превосходят стиральные машины с традиционным механизмом электродвигателя.
Чем своеобразен прямой привод?
Отличительные особенности прямого привода:
Для того чтобы определить, снабжена ли ваша стиральная машина прямым приводом, нужно осмотреть ее корпус. Как правило, во фронтальной части корпуса таких машинок находится наклейка с пометкой «Direct Drive».
Машинки «Самсунг» и LG с инверторным движком
Стиральная машина Самсунг с двигателем инверторного типа
Линейка машин серии Yukon с инверторными двигателями также имеет технологию Eco Bubble. Стиральное устройство способно проводить очистку вещей при помощи пара (так называемая «сухая стирка»), что особенно актуально для костюмов, холлофайберов, шерстяных изделий.
Производитель LG пошёл ещё дальше. Он оснастил свои модели инверторным двигателем, работающим по принципу прямого привода (серия «Direct Drive»). Таким образом, агрегат издаёт минимальное количество шума, обеспечивая комфортные условия для вас и вашей семьи.
Машинки LG: инвертор прямой привод обеспечат бесшумную работу
Примечательной моделью является 6 Motion, предусматривающая разное движение барабана. Всего насчитывается 6-ть вариантов вращения:
Представленные на нашем рынке модели давно доказали свою эффективность.
Именитые европейские бренды Electrolux, Candy, Bosch, Whirlpool стали оснащать выпускаемые автоматы подобным движком. А известная марка AEG на столько уверена в долговечности своих изделий, что поставила 10-ти-летнюю гарантию на стиралки с инверторным мотором.
Если у вас в почёте отечественные производители, не обходите стороной белорусскую марку «Атлант».
Предлагаем ознакомиться Что такое смеситель в сантехнике
Белорусская стиральная машина Атлант с инвертором
Подключение электродвигателя от новой стиралки
Если вы посмотрите на клеммную колодку с проводами спереди, то обычно первые два левых провода являются проводами таходатчика, благодаря которым измеряется и регулируется скорость вращения мотора стиральной машины. Они нам не нужны — перечеркнуты крестом.
В разных моделях стиральных машин провода различаются по цвету, но принцип соединения остается неизменным. Вам просто нужно найти необходимые провода, прозванивая их мультиметром.
Рабочий тахогенератор в спокойном состоянии обычно имеет сопротивление 50-100 Ом. Вы сразу найдете эти провода и отключите их.
Предлагаем ознакомиться Стирка пальто на синтепоне
Если надо изменить частоту вращения двигателя в противоположном направлении, просто перетащите перемычку на другие контакты. Посмотрите на схемы, как это выглядит.
Два контакта проходят через щетки к обмоткам ротора, а два другие контакта идут к обмотке статора. Остальные контакты — датчик для измерения скорости вращения мотора. Обмотки ротора и статора соединены последовательно и меняя концы одной из обмоток, вы меняете направление вращения. Без электронного регулятора двигатель будет разгоняться до нескольких тысяч оборотов в минуту (как при максимальном отжиме).