Что означает инверторный двигатель в стиральной машине?

В индустрии бытовой техники все чаще появляются концерны, которые начали внедрять инверторные двигатели в стиральные машины и запускать широкие рекламные кампании. Интересно выяснить, действительно ли конечный потребитель получает выгоду от усовершенствованного продукта, или же компании просто оптимизируют свои модели, используя более инновационные технологии производства и используя возможность получить дополнительный доход.

Рисунок 1: Преимущества покупки инверторной стиральной машины

Конструктивные особенности инверторных машин

Стиральные машины, оснащенные индукционным или коллекторным двигателем, используют ремень для передачи движения от вала к барабану. Этот "ремень" привод является ключевой характеристикой этих устройств, что говорит о сложной конструкции, включающей шкивы для барабана и вала двигателя, ремень и крепежные элементы.

• Конструктивные особенности инверторных машин
• Устройство инверторного двигателя
• Причины неисправностей и диагностика
• Плюсы и минусы стиральных машин нового поколения
• Стоит ли покупать инверторную модель?
• В заключение

Рисунок 2: Традиционный двигатель со шкивом

Однако инверторный двигатель с прямым приводом работает по-другому. Он не требует вышеупомянутых компонентов, поскольку монтируется непосредственно на бак стиральной машины. Вал барабана служит валом двигателя, что позволяет уменьшить количество подшипников в системе. Компания LG первой представила покупателям этот тип конструкции, а также десятилетнюю гарантию на продукцию.

Рисунок 3: Присоединение инверторного двигателя к баку

Управление силовой частью инверторного двигателя аналогично управлению асинхронными двигателями. Это связано с тем, что инверторный двигатель сам по себе является трехфазным двигателем, питающимся постоянным током. Система управления основана на инверторе напряжения. Этот инвертор может генерировать импульсы с амплитудой от нуля до 120 В и с регулировкой частоты до 300 герц.

Для того чтобы использовать инверторные двигатели, LG и другие компании начали внедрять технологии, использующие эти двигатели. Однако не все из них имеют прямой привод. Многие современные модели стиральных машин оснащены шаговыми (инверторными) двигателями, которые традиционно располагаются под баком.

Устройство инверторного двигателя

Чтобы получить представление о надежности двигателя и конструкции его вала, полезно разобрать "железо" детали. Это позволяет сделать точные выводы о качестве стиральных машин, оснащенных инверторными двигателями. Механизм двигателя состоит из:

1. Статор, состоящий из катушек, намотанных на сердечники из электротехнической стали. Сами сердечники впаяны в полимерную основу, которая крепится непосредственно к баку (неподвижная часть). Всего имеется 36 катушек, обмотки которых соединены по схеме "звезда".
2. Ротор чашеобразной формы, основание которого изготовлено из стали. Он оснащен 12 постоянными магнитами, которые закреплены по периметру цилиндра. Ротор крепится к валу барабана с помощью пластиковой втулки со шлицами, что исключает намагничивание вала.
3. Датчик Холла используется для регулирования положения ротора относительно катушек.

Рисунок 4: Структура инверторного двигателя

Управление всеми функциями двигателя стиральной машины осуществляется с помощью комбинации открывающих, закрывающих и частично отпирающих силовых переключателей, состоящих из транзисторов. Эти переключатели изменяют направление тока через фазы катушки и регулируют магнитный поток в них. Инвертор управляет работой переключателей с помощью широтно-импульсной модуляции.

Рисунок 5. Схема управления двигателем

Как видно из чертежа, двигатель несложен и не имеет подшипников; они распределены между двигателем и валом барабана.

Причины неисправностей и диагностика

Несмотря на то, что стиральные машины с инверторными двигателями имеют простую конструкцию и, казалось бы, надежные компоненты, они все равно подвержены поломкам. Наиболее частой причиной таких неисправностей является нарушение работы датчика Холла. В машинах LG эта проблема обозначается кодом ошибки "SE" на цифровом дисплее.

Рисунок 6. Датчик Холла

Определить проблему можно также по металлическому дребезжащему шуму, издаваемому устройством. Эти симптомы сопровождаются остановкой ротора и неправильным поведением. Единственный способ подтвердить свои подозрения — заменить потенциально неисправный компонент на тот, который заведомо находится в хорошем рабочем состоянии. Сложность заключается в том, что диагностику двигателя невозможно провести вне стиральной машины, если не проверить обмотки фаз с помощью цифрового мультиметра.

Рисунок 7: Проверка катушек с помощью мультиметра

Неисправности инвертора также могут привести к выходу из строя, но обнаружить такую проблему без специализированного оборудования и знаний в области электроники невозможно.

Плюсы и минусы стиральных машин нового поколения

Какие преимущества может получить потребитель, купив стиральную машину с инверторным двигателем? К преимуществам относятся:

• Щедрый гарантийный срок. LG предлагает гарантию до 10 лет на работу машины.
• Снижение шума и вибрации. Производители гарантируют, что эти машины работают практически бесшумно благодаря отсутствию трущихся деталей, таких как щетки и ремни.
• Экономия электроэнергии. Передача энергии от двигателя к барабану высокоэффективна, что приводит к минимальным потерям энергии.
• Простой дизайн. В таких машинах мало компонентов, которые могут сломаться, а сменные модули легко доступны.
• Отсутствие щеток. В отличие от коллекторных двигателей, срок службы которых ограничен, инверторные двигатели не зависят от щеток, что делает их более надежными.

Стоит ли покупать инверторную модель?

Однозначно ответить на этот вопрос невозможно, так как он во многом зависит от потребностей человека при покупке стиральной машины. Однако мы можем проанализировать представленную информацию и принять во внимание следующее:

Почему тишина важна для вас? Для небольших квартир, где нет возможности выделить отдельное помещение под прибор, идеальным выбором будет тихая стиральная машина. Позволяет сосредоточиться на более важных задачах, не отвлекаясь на процесс стирки.

Рисунок 8: Спокойная стиральная машина, которая не нарушит ваш сон

1. Какова потенциальная экономия электроэнергии? По мнению экспертов, она составляет не более 5 %, так как большая часть затрат приходится на нагрев воды с помощью нагревательных элементов, а не двигателя.
2. Как долго обычно служит щетка на коллекторном двигателе в данной модели? В зависимости от интенсивности использования срок службы качественных щеток может составлять до 10 лет, что является значительным сроком.
3. Важна ли щедрая гарантия на инверторный двигатель? Безусловно, если нет других факторов, которые могут повредить машину, таких как жесткая вода или резкие перепады напряжения. Эти факторы могут свести на нет все усилия инженеров по продлению срока службы агрегата.
4. Что дает упрощенное расположение двигателя на валу барабана? Во-первых, это исключает дополнительные нагрузки и продлевает срок службы механической части. Единственный недостаток — близкое расположение электрического компонента к воде. Если сальник выйдет из строя, есть риск перегорания обмотки. Такие ситуации уже встречались на практике.

Рисунок 9. Нарушения в обмотке, вызванные водой.

Заключение

Выбирая стиральную машину для дома, необходимо учитывать все параметры конкретной модели. Будет обидно вложить значительную сумму денег в современный прибор и не получить желаемых результатов при его использовании. Поэтому, прежде чем отправляться в магазин, найдите время, чтобы составить план с описанием задач, которые вы ожидаете от своего будущего помощника, и ознакомьтесь с различными моделями, предлагаемыми производителями. В конечном счете, главная задача стиральной машины — эффективная стирка белья!

Крайне важно, чтобы качество стирки было хорошим, как показано на рисунке 10.