Инверторный двигатель: что эты такое, как работает, как устроен

Инверторный двигатель в стиральной машине: описание, фото, видео

Инверторный электродвигатель, является электрическим механизмом, все чаще встречающимся в различных бытовых устройствах. Это объясняется тем что данные типы моторов стали более усовершенствованными перед обычными асинхронными и коллекторными электромоторами. Стиральные машины стали не исключением, так как применение такого типа электродвигателя дало ряд преимуществ по сравнению с другими.

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.

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.

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:

  • низкий уровень шума (53-76 дБ, в зависимости от модели и режима стирки);
  • практически полное отсутствие необходимости технического обслуживания элементов двигателя;
  • увеличенный КПД, за счет отсутствия потерь на трение сопряженных элементов;
  • точность настройки режимов стирки;
  • компактность электродвигателя, позволяющая производить модели стиральных агрегатов с наименьшими габаритами;
  • более точную балансировку, за счет размещения барабана и ротора на одном валу;
  • остановку в случае перегруза белья.

В качестве недостатка машинок с инверторным мотором является более высокая стоимость по сравнению с обычными видами. С ложность 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.

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.

Инверторный двигатель в стиральной машине: что это такое, принцип работы, плюсы и минусы

С каждым годом использование современных бытовых приборов становится удобнее. Новейшей технологией является инверторный двигатель в стиральной машине. Это устройство имеет массу преимуществ и характерных особенностей по сравнению со своим предшественником. Многие владельцы стиральных машин уже успели оценить качество инверторных моторов.

Что такое инверторный двигатель?

Для того чтобы стиральная машина нормально функционировала, она должна быть оснащена мотором, которому под силу сменить направление и скорость вращательных движений вала, что зависят от выполняемой операции. Не каждому агрегату под силу выполнять вышеописанную задачу. Если в агрегате имеется инверторный двигатель, то это означает, что он изготовлен по новейшим технологиям.

Данные виды моторов считаются новой разработкой специалистов по изготовлению бытовой техники. Ранее их использовали в СВЧ-печах, а также в климатическом оборудовании. Главной особенностью механизма считается его возможность к выравниванию тока, а именно преобразованию переменного заряда в постоянный.

Данная характеристика инверторного двигателя способствует тому, что пользователь может с максимальной точностью настроить не только скорость, но и частоту вращательных движений барабана.

Принцип работы

Инверторный тип мотора в стиральной машине основан на применении электромагнитной индукции. Однако отличие наблюдается в том, что вместо графитовой щетки током обмотки управляет инвертор. Ротор, что вращается, не характеризуется чрезмерной инерционностью, он способен просто набирать необходимое количество оборотов. Так как в моторе данного типа нет трущихся деталей, значительно снизилось нежелательное нагревание и нерациональная трата энергии.

Инверторные двигатели функционируют не на высоких скоростях. Эти механизмы в стиральных машинах представлены в виде диска с валом, что расположен на центральной оси.

Преимущества и недостатки

Для того чтобы понять, нужна ли потребителю стиральная машинка с инверторным двигателем, стоит оценить все ее преимущества.

  1. Отсутствие в конструкции угольных щеток, которые проводят ток, а также приводного ремня из резины. Благодаря данной особенности исключаются некоторые поломки. Поэтому можно сделать вывод, что мотор на инверторе – это гарантия надежной и долговечной эксплуатации.
  2. Стабильное функционирование сальников способствует тому, что агрегат не шумит во время работы. Во время стирки и полоскания пользователи машины не слышат посторонних звуков.
  3. Бесшумное вращение ротора. Помимо данной особенности, ротор функционирует на высокой скорости и при этом довольно четко. Барабану не свойственно скидывание оборотов, поэтому отжим осуществляется с высоким качеством. Благодаря наличию инверторного двигателя владельцы стиральных машин после стирки получают практически сухое белье.
  4. Отсутствие большого числа дополнительных деталей, что исключает потребность в дополнительном техобслуживании. Поэтому при покупке агрегата на двигателе инверторного типа владелец может значительно сэкономить семейный бюджет.
  5. Экономный расход электричества и воды.
  6. Точность настройки режимов стирки.

Недостатков у инверторных моторов немного, но они все-таки имеются:

  • высокая скорость отжима может повлечь за собой повреждение вещей;
  • высокая стоимость техники.

Сравнение с другими видами моторов

На сегодняшний день производители бытовой техники выпускают стиральные машины с 3 типами моторов.

  1. Коллекторные. У устройства имеется медный барабан, что разделен на секции, а также щетки, что трутся о поверхность. Последние предназначены для перенаправления тока к подвижным частям. Двигатели данного типа способны быстро набирать обороты, а также просты в регулировке. К недостаткам моторов можно отнести шум и потребность постоянно менять изношенные частицы.
  2. Асинхронные. Двигатели характеризуются наличием основной и вспомогательной обмоток. Прямой привод лучше предыдущего, так как выдает меньше шума. Однако ему требуется использование сложной схемы и дополнительных устройств.
  3. Инверторные. Считаются более усовершенствованными и простыми в применении. Этот мотор отличается от обычного коллекторного высокой экономичностью, надежностью, хорошим качеством стирки и отжима.

Тонкости ремонта

Производители инверторных стиральных машин утверждают, что такая техника не предназначена для ремонта в быту. Оптимальным вариантом в этом случае является системное тестирование, конечно, если у агрегата есть такие возможности.

После самодиагностики можно обнаружить код поломки и приступить к ее устранению. Перед началом тестирования стоит снять люк и вынуть все белье.

При желании снять инвертор стоит следовать схеме:

  • отключить агрегат от питания;
  • выкрутить болты и снять панель с задней части;
  • обнаружить винты под ротором, которые предназначены для прикрепления проводки, и выкрутить их;
  • перед началом отсоединения проводов стоит сфотографировать или зарисовать их правильное расположение;
  • снять центральный болт, что держит ротор, придерживая элементы, чтобы предотвратить их вращение;
  • снять сборку ротора, затем стартера;
  • отсоединить каждый проволочный разъем.
Читайте также:  Установка домофона в частном доме, подъезде: схемы, подключение

После проведения всех вышеперечисленных процедур можно проверить двигатель. Далее стоит оценить целостность роторной обмотки. Чтобы создать новую обмотку мотора, потребуется вызвать специалиста. Для замены двигателя на место старого устройства определяют новый.

Чтобы увеличить срок эксплуатации инверторного двигателя, потребуется выполнять следующие профилактические мероприятия:

  • правильно подключить стиральную машину к сети;
  • бережно пользоваться техникой;
  • использовать порошки со значком «Автомат»;
  • не засыпать большое количество моющего средства;

делать перерыв между стирками в несколько часов.

Производители

Первыми инверторными стиральными машинами для дома по праву можно назвать технику от LG. Большой популярностью среди потребителей пользуется модель Direct Drive, у которой помимо усовершенствованного мотора присутствует качественная барабанная конструкция, а также удобная дверка и расширенные возможности регулировки. Кроме двигателя, производители техники LG сменили барабан, сделав его поверхность не гладкой, а покрытой пузырями с разным диаметром. У данных моделей захват белья имеет новую форму и большую высоту. Инновации не только повышают качество процесса стирки, но и деликатно воздействуют на ткань.

Машина для стирки «6 Motion» способна предусмотреть разные движения барабана. У нее 6 вариантов вращательных движений:

  • стандартные;
  • реверсионные, что предусмотрены для качественного расщепления моющих средств;
  • покачивающие, применяемые при замачивании белья;
  • кручения, которые идеально выстирывают вещи;
  • насыщающие, что равномерно распределяют моющие вещества на белье, которое было загружено;
  • разглаживающие, обеспечивающие растягивание белья.

Бренд Samsung выпускает серию машин Crystal Standard, у которых не только вмонтирован инверторный двигатель, но и присутствует технология стирки пузырьками. При этом агрегат качественно выстирывает вещи даже при температуре 15 градусов. Машина имеет возможность работать не только в деликатном режиме, но и удаляет самые частые загрязнения, при этом экономя средства своего владельца. Техника Samsung не только функциональна, но и прекрасно вписывается в интерьер благодаря своему футуристическому дизайну.

Такие известные бренды, как Electrolux, Candy, Bosch, Whirlpool также реализуют стиральные машины-автоматы с мотором данного типа. У бренда AEG инверторные агрегаты продаются вместе с 10-летней гарантией. Большой популярностью пользуется белорусская техника «Атлант».

Кроме долговечности, эти машинки характеризуются плавным стартом и слабой изнашиваемостью мотора.

Инверторная стиральная машина относится к агрегатам, которые оснащены современными двигателями. Выбирая данный вид бытовой техники для личного использования, стоит брать во внимание такие моменты.

  1. Энергоэффективность. В данном случае оптимальным вариантом считается товар, на котором обозначена буква «А» с плюсами. Стоит заметить, чем больше плюсов указано в маркировке, тем экономнее будет функционировать машинка.
  2. Скорость отжима. Обычно потребители приобретают агрегаты с отжимом 1600 оборотов в минуту. Однако, стоит помнить, что некоторые изделия могут быть повреждены даже при отжиме в 1000 оборотов в минуту.
  3. Вес. Этот показатель должен быть ориентирован на потребности семьи. К примеру, на 3- 4 человека барабан стиральной машины должен вмещать 6 кг белья.
  4. Шум. Уровень шума, который издает техника при стирке и отжиме, не должен быть больше 75 дб.
  5. Функциональность. Лучше купить такую стиральную машину, у которой есть контроль над пенообразованием, стирка при помощи пара, защита от детей, ночное высушивание, отложенный старт.

Современные инверторные стиральные машины являются простыми и удобными в эксплуатации. Перед покупкой стоит взвесить все плюсы и минусы такой техники, так как несмотря на массу преимуществ, агрегаты с инверторными моторами стоят дорого. В то же время стоимость таких машин оправдана высокой эффективностью.

Обзор стиральной машины с инверторным двигателем Hotpoint-Ariston WMSF 602 UA смотрите в следующем видео.


Электродвигатели

В некоторых режимах работы электропривода электродвигатель осуществляет обратное преобразование энергии, то есть работает в режиме электрического генератора.

По виду создаваемого механического движения электродвигатели бывают вращающиеся, линейные и др. Под электродвигателем чаще всего подразумевается вращающий электродвигатель, так как он получил наибольшее применение.

Областью науки и техники изучающей электрические машины является – электромеханика. Принято считать, что ее история начинается с 1821 года, когда был создан первый электродвигатель М.Фарадея.

Конструкция электродвигателя

Основными компонентами вращающегося электродвигателя являются статор и ротор. Статор – неподвижная часть, ротор – вращающаяся часть.

У большей части электродвигателей ротор располагается внутри статора. Электродвигатели у которых ротор находится снаружи статора называются электродвигателями обращенного типа.

Принцип работы электродвигателя

    Подробное описание принципа работы электродвигателей разных типов:
  • Принцип работы однофазного асинхронного электродвигателя
  • Принцип работы трехфазного асинхронного электродвигателя
  • Принцип работы синхронного электродвигателя

Классификация электродвигателей

Вращающийся электродвигатель
Само коммутируемыйВнешне коммутируемый
С механической коммутацией (коллекторный)С электронной коммутацией 1 (вентильный 2, 3 )Асинхронный электродвигательСинхронный электродвигатель
Переменного токаПостоянного токаПеременного тока 4Переменного тока
  • Универсальный
  • Репульсионный
  • КДПТ с обмоткой возбуждения
      Включение обмотки
    • Независимое
    • Последовательное возбуждения
    • Параллельное
    • Комбинированное
  • КДПТ с постоянными магнитами
  • БДПТ
    (Бесколлекторный двигатель + ЭП |+ ДПР)
  • ВРД
    (Реактивный двигатель с ротором с явновыраженными полюсами и сосредоточенной обмоткой статора + ЭП |+ ДПР)
  • Трехфазный
    (многофазный)
    • АДКР
    • АДФР
  • Двухфазный
    (конденсаторный)
  • Однофазный
    • с пусковой обмоткой
    • с экранированными полюсами
    • с асимметричным магнитопроводом
  • СДОВ
    (с контактными кольцами и щетками) –>
  • СДПМ 5 –>
    • СДПМВ
    • СДПМП
    • Гибридный
  • СРД
  • Гистерезисный
  • Индукторный
  • Гибридный СРД-ПМ
  • Реактивно-гистерезисный
  • Шаговый 5
Простая электроникаВыпрямители,
транзисторы
Более сложная
электроника
Сложная электроника (ЧП)
  1. Указанная категория не представляет отдельный класс электродвигателей, так как устройства, входящие в рассматриваемую категорию (БДПТ, ВРД), являются комбинацией бесколлекторного двигателя, электрического преобразователя (инвертора) и, в некоторых случаях, – датчика положения ротора. В данных устройствах электрический преобразователь, в виду его невысокой сложности и небольших габаритов, обычно интегрирован в электродвигатель.
  2. Вентильный двигатель может быть определен как электрический двигатель, имеющий датчик положения ротора, управляющий полупроводниковым преобразователем, осуществляющим согласованную коммутацию обмотки якоря [5].
  3. Вентильный электродвигатель постоянного тока – электродвигатель постоянного тока, вентильное коммутирующее устройство которого представляет собой инвертор, управляемый либо по положению ротора, либо по фазе напряжения на обмотки якоря, либо по положению магнитного поля [1].
  4. Электродвигатели используемые в БДПТ и ВРД являются двигателями переменного тока, при этом за счет наличия в данных устройствах электрического преобразователя они подключаются к сети постоянного тока.
  5. Шаговый двигатель не является отдельным классом двигателя. Конструктивно он представляет из себя СДПМ, СРД или гибридный СРД-ПМ.
  • КДПТ – коллекторный двигатель постоянного тока
  • БДПТ – бесколлекторный двигатель постоянного тока
  • ЭП – электрический преобразователь
  • ДПР – датчик положения ротора
  • ВРД – вентильный реактивный двигатель
  • АДКР – асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  • АДФР – асинхронный двигатель с фазным ротором
  • СДОВ – синхронный двигатель с обмоткой возбуждения

Типы электродвигателей

Коллекторные электродвигатели

Коллекторная машина – вращающаяся электрическая машина, у которой хотя бы одна из обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, соединена с коллектором [1]. В коллекторном двигателе щеточно-коллекторный узел выполняет функцию датчика положения ротора и переключателя тока в обмотках.

Универсальный электродвигатель

Коллекторный электродвигатель постоянного тока

Бесколлекторные электродвигатели

У бесколлекторных электродвигателей могут быть контактные кольца с щетками, таким образом не надо путать бесколлекторные и бесщеточные электродвигатели.

Бесщеточная машина – вращающаяся электрическая машина, в которой все электрические связи обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, осуществляются без скользящих электрических контактов [1].

Асинхронный электродвигатель

Cинхронный электродвигатель

Специальные электродвигатели

Серводвигатель

Основные параметры электродвигателя

Момент электродвигателя

Вращающий момент (синонимы: вращательный момент, крутящий момент, момент силы) – векторная физическая величина, равная произведению радиус вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы.

,

  • где M – вращающий момент, Нм,
  • F – сила, Н,
  • r – радиус-вектор, м

,

  • где Pном – номинальная мощность двигателя, Вт,
  • nном – номинальная частота вращения, мин -1 [4]

Начальный пусковой момент – момент электродвигателя при пуске.

1 oz = 1/16 lb = 0,2780139 N (Н)
1 lb = 4,448222 N (Н)

момент измеряется в унция-сила на дюйм (oz∙in) или фунт-сила на дюйм (lb∙in)

1 oz∙in = 0,007062 Nm (Нм)
1 lb∙in = 0,112985 Nm (Нм)

Мощность электродвигателя

Мощность электродвигателя – это полезная механическая мощность на валу электродвигателя.

Механическая мощность

Мощность – физическая величина, показывающая какую работу механизм совершает в единицу времени.

,

  • где P – мощность, Вт,
  • A – работа, Дж,
  • t – время, с

Работа – скалярная физическая величина, равная произведению проекции силы на направление F и пути s, проходимого точкой приложения силы [2].

,

Для вращательного движения

,

  • где – угол, рад,

,

  • где – углавая скорость, рад/с,

Таким образом можно вычислить значение механической мощности на валу вращающегося электродвигателя

Коэффициент полезного действия электродвигателя

Коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя – характеристика эффективности машины в отношении преобразования электрической энергии в механическую.

,

  • где – коэффициент полезного действия электродвигателя,
  • P1 – подведенная мощность (электрическая), Вт,
  • P2 – полезная мощность (механическая), Вт
    При этом потери в электродвигатели обусловлены:
  • электрическими потерями – в виде тепла в результате нагрева проводников с током;
  • магнитными потерями – потери на перемагничивание сердечника: потери на вихревые токи, на гистерезис и на магнитное последействие;
  • механическими потерями – потери на трение в подшипниках, на вентиляцию, на щетках (при их наличии);
  • дополнительными потерями – потери вызванные высшими гармониками магнитных полей, возникающих из-за зубчатого строения статора, ротора и наличия высших гармоник магнитодвижущей силы обмоток.

КПД электродвигателя может варьироваться от 10 до 99% в зависимости от типа и конструкции.

Международная электротехническая комиссия (International Electrotechnical Commission) определяет требования к эффективности электродвигателей. Согласно стандарту IEC 60034-31:2010 определено четыре класса эффективности для синхронных и асинхронных электродвигателей: IE1, IE2, IE3 и IE4.

Частота вращения

  • где n – частота вращения электродвигателя, об/мин

Момент инерции ротора

Момент инерции – скалярная физическая величина, являющаяся мерой инертности тела во вращательном движении вокруг оси, равна сумме произведений масс материальных точек на квадраты их расстояний от оси

,

  • где J – момент инерции, кг∙м 2 ,
  • m – масса, кг

1 oz∙in∙s 2 = 0,007062 kg∙m 2 (кг∙м 2 )

Момент инерции связан с моментом силы следующим соотношением

,

  • где – угловое ускорение, с -2 [2]

,

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение (англ. rated voltage) – напряжение на которое спроектирована сеть или оборудование и к которому относят их рабочие характеристики [3].

Электрическая постоянная времени

Электрическая постоянная времени – это время, отсчитываемое с момента подачи постоянного напряжения на электродвигатель, за которое ток достигает уровня в 63,21% (1-1/e) от своего конечного значения.

,

  • где – постоянная времени, с
Читайте также:  Схема подключения трехфазного счетчика: через трансформаторы, напрямую

Механическая характеристика

Механическая характеристика двигателя представляет собой графически выраженную зависимость частоты вращения вала от электромагнитного момента при неизменном напряжении питания.

Сравнение характеристик внешне коммутируемых электрических двигателей

Ниже представлены сравнительные характеристики внешне коммутируемых электродвигателей, в ракурсе применения в качестве тяговых электродвигателей в транспортных средствах.

Параметр
АДКР

СДПМП

СДПМВ

СРД-ПМ

СДОВ
Постоянство мощности во всем диапазоне скоростей
Момент к току статора
Эффективность (КПД) во всем рабочем диапазоне
  • АДКР – асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  • СДПМП – синхронный двигатель c поверхностной установкой постоянных магнитов
  • СДПМВ – синхронный двигатель со встроенными постоянными магнитами
  • СРД-ПМ – синхронный реактивный двигатель с постоянными магнитами (синхронный гибридный двигатель)
  • СДОВ – синхронный двигатель с обмоткой возбуждения

В соответствии с выше приведенными показателями гибридный синхронный электродвигатель, а именно синхронный реактивный электродвигатель со встроенными постоянными магнитами, является наиболее подходящим для применения в качестве тягового электродвигателя в автомобилестроении (выбор проводился для концепта автомобилей BMW i3 & BMW i8). Использование реактивного момента обеспечивает высокую мощность в верхнем диапазоне скоростей. Более того такой двигатель обеспечивает очень высокую эффективность (КПД) в широком рабочем диапазоне [7].

Области применения электродвигателей

Электродвигатели являются крупнейшими потребителями электроэнергии в мире, на них приходится около 45% от всей потребляемой электроэнергии [6].

Моторы в стиральных машинах: какой тип лучше?

Странная вещь – эта стиральная машина. Вы ведь тоже в первую очередь выбираете ее по размерам? И только потом, найдя идеал «90-60-90» для ниши на кухне или в ванной, смотрите на ее технические возможности. Правда в том, что Вы не обязаны досконально знать, как все устроено внутри машинки. Хотите комфортной стирки – Вы ее получите. До цели всего один шаг – определение типа двигателя.

Главные проблемы стиральных машин

Если Вы интересовались этим вопросом в Интернете, то наверняка видели подобные жалобы: «Вот, третий год эксплуатации, и я слышу скрежет во время стирки. Говорят, что подшипник барабана барахлит. Ремонтировать? Проще новую купить».

И такие отзывы – не редкость. Реклама же продолжает кормить обещаниями, из-за чего можно ненароком переплатить за бренд, что тоже неприятно.

Итак, окиньте взглядом ассортимент стиральных машин и постарайтесь не обольщаться в первые секунды маркетинговыми фишками. Знаем мы компании, которые заманивают сенсорными экранами и футуристическими формами. Но у Вас цель – выбрать долговечную стиралку. Это как женитьба – чтобы раз, и на всю жизнь. Поэтому спокойно диагностируем будущую избранницу. Важен мотор и только мотор – без преувеличения сердце стиральной машины.

3 типа двигателей стиральной машины

Мотор нужен для того, чтобы заставить крутиться барабан. Ну а признаки хорошего мотора – маленький размер, бесшумность, независимость от перепадов напряжения и долговечность. Так что же может предложить рынок? Каждая из технологий имеет свои преимущества, поэтому пойдем по порядку.

Обычный двигатель (щетки и ременной привод)

Этот однофазный механизм еще называют коллекторным, в нем заложен принцип последовательного возбуждения обмоток, а работа происходит в сети переменного или постоянного тока.

Чтобы понимать процесс, представьте себе цепочку событий:

  • – жил-был в моторе ротор* и повстречал две щетки*, заряженные током;
  • – появилось магнитное поле;
  • – пошел ротор в пляс, то есть начал вращаться, а с ним и барабан.

*Ротор (якорь) – подвижная часть двигателя, имеет собрата под названием «статор» – неподвижная часть.

*Щетки – скользящие контакты, которые под углом примыкают к ламелям коллектора и обеспечивают электрическое соединение цепей ротора и статора. Имеют графитовую поверхность, изолированы. В общем эту подсистему именуют щеточно-коллекторным узлом.

Рисуем картину дальше. Сам мотор расположен в нижней части машинки, а значит, между ним и шкивом барабана – приличное расстояние. Тут приходит на помощь ремень, который передает крутящий момент – это незамысловато называется ременной передачей (о ней еще пойдет речь).

Преимущества обычного мотора:

  • – барабан крутится – стирка идет;
  • – доступная цена;
  • – относительно простой ремонт.

А теперь о «приятном». Щетки в движении – страшная шелестящая сила. И этот шум во время стирки может раздражать. Срок службы щеток – тоже открытый вопрос, потому что они изнашиваются со временем и по-хорошему требуют замены. Вывод: не нужно к машинке с обычным движком сильно привязываться – этот «роман» вряд ли будет длиться десятилетиями.

Асинхронный (бесщеточный) двигатель

Щетки изрядно потрепали нервы всем, хотя ремонтные бюро и зарабатывают таким образом. Ну ладно, это скорее шутка, в которой доля правды. Трехфазный асинхронный тип двигателя исключает шумовую «добавку» и состоит просто из неподвижного статора и намагниченного якоря. Последний вращается внутри, возникает разница полюсов и, как следствие, магнитное поле.

Этот вариант подходит Вам, если: не хочется заморачиваться с обслуживанием (ремонтами), страдать от шума, а также платить большую сумму за бытовую технику.

Трехфазный асинхронный двигатель

Взаимодействие бесколлекторного двигателя с барабаном происходит тоже с помощью ремня, который одним концом закреплен на моторе, а другим – по центру оси барабана. Тут Вам нужно знать, что этот самый ремень изнашивается и создает нежелательную вибрацию. Придерживайтесь, пожалуйста, следующих рекомендаций, чтобы поберечь его:

  • – проследите, чтобы машинка была правильно установлена на ровной поверхности;
  • – не перегружайте барабан вещами; если не хватает места, поинтересуйтесь моделями с максимальной загрузкой белья 7-8,5 кг либо 9-10 кг.

Тогда ременной привод прослужит дольше.

Инверторный двигатель (прямой привод)

Если Вы уже слышали хвалебные оды данной технологии и хотите трезвого взгляда, то мы его Вам предоставляем.

Во-первых многие называют ее новой, но это не так. Машинки «с инвертором» выпускают более 10 лет, просто на сегодняшний день ничего лучше инженеры не изобрели.

Полное название – трехфазный бесколлекторный двигатель постоянного тока. Главные действующие детали все те же: вращающийся ротор с постоянными магнитами и неподвижный статор с катушками индуктивности (обмотками).

Окей, скажете Вы, и как привести сие чудо в действие? Всем заправляет инвертор (преобразователь напряжения). Он меняет частоту тока из переменной в постоянную. Получаем движок, независимый от сети и с контролируемой скоростью оборотов.

Что касается прямого привода, то его изобрела компания LG. Они первые напрямую соединили мотор с барабаном, избавившись от «массовки» – щеток и ремня. Стоит наперед сказать, что они не прогадали – в этой бочке больше меда, чем дегтя. В настоящее время технологию успешно применяют и другие бренды, такие как Samsung, Bosch, Electrolux, Whirlpool и т.д.

Вам наверняка интересно знать, а правда ли все то хорошее, что говорят о машинках с инверторным двигателем. Внесем ясность:

  • 1. «Эти машинки компактные». Смотря с какой стороны поглядеть. Дело в том, что «начинка» действительно не занимает много места, что позволяет несколько уменьшить параметры ширины/глубины машины. Но главное «пузо» – это все таки барабан. И тут чем больше показатель максимальной загрузки, тем шире габариты.
  • 2. «Нет трущихся частей – значит мотор долговечный». В принципе вранья тут нет, кроме того, что подшипников в любом механизме полно, инверторный – не исключение. Чего нет, так это щеток, по которым на ротор поступает ток. И да, они стачиваются из-за постоянного трения о коллектор. Но ни один производитель и не скрывает, что щетки – это расходный материал. Факт подтвержден – инверторный двигатель более долговечный и простой в эксплуатации.
  • 3. «Да он же бесшумный!». У обычных моторов опять щетки виноваты – они при контакте с якорем вовсю искрят, правда. И шипят. Однако мы сейчас говорим о стиральных машинах вообще: согласитесь, невозможно их представить совсем «немыми». Вот и инверторный мотор отличается утонченными завываниями, как бы слегка попискивая. Вспомните троллейбус – яркий пример инвертора в большом масштабе. А вот вибраций значительно меньше. Машина с прямым приводом более «спокойная» и не будет трястись.
  • 4. «Экономия электроэнергии». Заявленный класс энергопотребления А+++ – как смело и красиво звучит. Но сразу скажем, что порядка 15% электроэнергии таки экономится. Все благодаря стабилизации оборотов: не будет машинка с инверторным двигателем крутиться как сумасшедшая при загрузке 2 кг белья. То есть происходит сонастройка, и часть энергии сохраняется.

    И кстати, цена на них не может быть низкой. Это объясняется сложностью разработки схемы: якобы над ней надо попотеть, в отличие от создания электросхемы того же коллекторного движка.

    Какую стиральную машину выбрать

    Наступил момент покупки. Вот теперь отрывайтесь на полную, ведь после определения «мотора мечты» открывается весь горизонт критериев. Каждая модель имеет так называемый паспорт технических характеристик (наклейка на корпусе и инструкция). Там указана основная информация. В статье Стиральные машины: расшифровка функций и программ мы как раз рассказываем подробнее об интересностях стиральных режимов. Рекомендуем почитать.

    Знаете, автоматическая стиралка – это упрощение домашних забот, независимо от того, какой мотор заставляет ее «плясать». Однако здорово, что теперь Вы выбираете себе помощницу с пониманием ее внутреннего мира и знанием, чего ожидать в период эксплуатации. Желаем Вам только правильных покупок и взвешенных решений!

    Что такое инверторный двигатель в стиральной машине

    Относительно недавно на рынке бытовой техники появились стиральные машины с инверторным электрическим двигателем. С самого начала они стали пользоваться повышенным интересом покупателей. У них есть характерные отличительные черты, о которых следует знать перед покупкой. В этой статье пойдет речь о преимуществах и недостатках подобных устройств

    Типы двигателей стиральных машин

    Для нормальной работы бытовой стиральной машины нужен электрический мотор, способный менять направление и скорость вращения вала в зависимости от выполняемой операции. Не каждый силовой агрегат рассчитан на это.

    В настоящее время можно встретить агрегаты с двигателями трех типов:

    1. Коллекторные, у которых есть разделенный на секции внутренний медный барабан и трущиеся о его поверхность щетки, предназначенные для передачи тока движущимся частям. Они быстро набирают обороты и относительно легко поддаются регулировке частоты вращения. Самыми существенными их недостатками являются издаваемый при трении щеток избыточный шум и необходимость регулярной замены изношенных деталей.
    2. Асинхронные, имеющие основную и вспомогательную обмотки, смещенные на определенный угол друг относительно друга. Они меньше шумят, но требуют использования более сложной электрической схемы с дополнительными устройствами.
    3. Инверторные, которым и посвящена эта страница.

    Для информации! Стиральные машины с инверторным типом двигателя внешне почти не отличаются от прочих моделей. Необходимую информацию узнайте у продавца или внимательно прочтите паспорт изделия.

    Инверторный двигатель в стиральной машине: что это

    Чтобы понять, что такое инверторный двигатель в современной стиральной машине, надо разобраться в особенностях его устройства и представить принцип работы.

    Особенности конструкции

    Основным элементом, указывающим, что это инверторный двигатель в рассматриваемой стиральной машине, является инвертор. Этот электронный преобразователь способен сначала изменить поступающий переменный ток со стандартными характеристиками 220 В и 50 Гц в постоянный, а затем вновь сгенерировать переменный ток, но уже заданной частоты. Плавное регулирование этого параметра способно с высокой точностью устанавливать скорость вращения ротора, а вместе с ним — и барабана машины.

    Наличие такого интеллектуального блока усложнило электрическую схему изделия и несколько повысило его цену. За то пользователь получил массу преимуществ, обнаруживающихся при эксплуатации агрегата.

    Инверторный двигатель не содержит трущихся щеток и работает с пониженным уровнем шума. Он имеет более компактную конструкцию и может располагаться на одной оси с барабаном. Отсутствие в этом случае ременной передачи уменьшает износ движущихся деталей и продлевает ресурс машины.

    Принцип работы

    Принцип работы двигателя инверторного типа в домашней стиральной машине, как и для электрических моторов другой конструкции, основан на использовании явления электромагнитной индукции. Но есть и существенное отличие. Вместо графитовых щеток, роль управления токами обмотки взял на себя инвертор.

    В результате вращающийся ротор стал не таким инерционным и проще набирает нужное число оборотов. Внутри такого устройства отсутствуют трущиеся детали, что привело к уменьшению нежелательного нагрева и нерациональной траты энергии. Такой мотор надежно работает на самых высоких скоростях.

    На заметку! Современный инверторный двигатель часто имеет вид диска с валом, расположенным на его центральной оси.

    Преимущества и недостатки

    Чтобы оценить, что значит для хозяйки инверторный двигатель в стиральной машине, достаточно перечислить его сильные и слабые стороны.

    1. Совершенная система управления обеспечивает более высокий КПД, что по заверениям специалистов приводит к снижению текущих энергетических затрат на 20%.
    2. Отсутствие трущихся частей снижает износ деталей, упрощает техническое обслуживание, удлиняет срок службы агрегата.
    3. Пониженный уровень шума не доставляет пользователям неудобств. Это особенно важно для семей с маленькими детьми и больными людьми.
    4. Удивляясь высокой скорости отжима, многие из нас не догадываются, что это инверторный мотор в современной стиральной машине позволяет разгонять барабан до 1600 и более оборотов в минуту.
    5. Инвертор обеспечивает исключительную точность управления частотой вращения.
    6. Небольшие размеры двигателя дают возможность его монтажа на одном валу с барабаном, что приводит к более компактным размерам машины и упрощает балансировку загруженного барабана.
    1. Стоимость инверторных машин обычно превышает цену обычных агрегатов.
    2. Ремонтные работы, особенно связанные с заменой инвертора, обойдутся владельцу в круглую сумму.

    Важно! Первоначальные избыточные затраты на покупку инверторной машины окупятся за счет экономии потребления электроэнергии и удлинения срока службы изделия. Минимальное трение, снижение количества вращающихся деталей привода и более точная балансировка агрегата надолго отдаляют время проведения первого ремонта.

    Производители инверторных стиральных машин

    Первыми еще в 2005 году стали активно устанавливать инверторные двигатели на свою продукцию японские и корейские производители стиральных машин. Наибольших успехов в этом направлении достиг концерн LG, разработавший двигатель Direct Drive. Он экономичен, почти не издает звуков и быстро разгоняется до высоких скоростей. Кроме того, эта компания применила интересные инновации в сфере оптимизации компоновки узлов, усовершенствования конструкции барабана, расширения связанных с этим функциональных возможностей.

    Характерной в этом отношении стала модель 6 Motion, использующая в процессе обработки белья 6 типов движения:

    1. Типичное для всех барабанных машин.
    2. Реверсивное, способствующее улучшению растворения стирального порошка.
    3. Покачивание на стадии первичного замачивания.
    4. Кручение, применяемое при длительной стирке.
    5. Насыщение, обеспечивающее равномерное распределение моющего раствора по обрабатываемому белью.
    6. Разглаживание при отжиме, облегчающее утюжение вещей после извлечения из машины.

    Модели серии Cristal Standard от компании Самсунг, оснащенные инверторными двигателями, применяют пузырьковый режим стирки, способный эффективно удалять загрязнения даже при температуре 15оС. Такое сочетание существенно экономит время и деньги пользователей. При этом машина отличается высокой надежностью и несомненными эстетическими достоинствами.

    Среди европейских брендов активно используют инверторные технологии Electrolux, Bosch, Candy. Компания AEG настолько усовершенствовала конструкцию своих стиральных машин, что дает на них десятилетнюю гарантию.

    Совет! Не гонитесь за звучным названием! Приверженцам бюджетных вариантов стоит обратить внимание на продукцию белорусской фирмы Атлант. Она мало в чем уступит представителям известных зарубежных производителей, за то покупка и ремонт изделий такой марки не так сильно отразится на кошельке владельца.

    Советы по выбору и эксплуатации

    Современные модели с прямым приводом на основе инверторного мотора, несомненно, являются большим шагом вперед в области развития технологии стирки. При относительно высокой цене они дают преимущество в потреблении энергии, надежности, удобстве эксплуатации и исключительной функциональности. Если вопрос стоимости не является для вас критическим, приобретите действительно незаменимого помощника для своего домашнего хозяйства.

    При выборе модели следует обратить внимание на следующие показатели, которые можно найти в паспорте изделия или непосредственно на корпусе машины:

    1. Предельная масса загружаемого белья. Для семей с маленькими детьми и людей, ведущих активный образ жизни, вес партии вещей для одной стирки нередко достигает 6-8 кг.
    2. Класс энергоэффективности. Он выражается латинской буквой с крестиками справа от нее. Чем их больше, тем лучше. Самые экономичные модели маркируются А+++.
    3. Максимальная скорость отжима. Разгон до 1600 и более оборотов в минуту обеспечивает почти полное удаление влаги. Такая скорость будет использоваться вами часто, но не всегда. Убедитесь в возможности самостоятельной установки частоты вращения. Деликатные ткани лучше отжимать при щадящем режиме.
    4. Уровень шума. Если вы не хотите вздрагивать при переключении машиной скоростей вращения, покупайте агрегат, издающий при отжиме не более 75 дБ.
    5. Функциональные возможности автомата. Большинство производителей оснащают свои изделия специальными программами: экономная стирка, щадящий режим, сильное загрязнение, предварительная стирка, обработка паром, без глажения и многими другими. Некоторым владельцам придутся кстати машины, оснащенные таймером для отложенного старта.
    6. Защитные опции. Дорогие модели отличаются максимальной безопасностью. Дополнительные преимущества имеют машинки с защитой от детей, протечек, чрезмерного пенообразования.

    Вы уже догадались, что покупать стиральную машину, руководствуясь единственным принципом «только бы был инверторный двигатель», не следует. Он лишь дает изготовителю широкие возможности по реализации большого количества полезных функций. Есть ли необходимые вам опции у понравившейся вам модели, уточняйте у продавца или изучайте техническую документацию.


    Особенности инверторного двигателя

    Удобство использования бытовых приборов со временем только увеличивается. Инверторный двигатель в стиральной машине считается одной из полезных технологий, которые упрощают жизнь. Они устанавливаются в стиральные машины и посудомойки, другие виды бытовой техники.

    Такие устройства отличаются энергоэффективностью, повышенной производительностью, именно поэтому спрос на них со временем только увеличивается.

    Что такое инверторный мотор

    Работа стиральной машины зависит от двигателя, который может менять скорость и направления вращений. Инверторный мотор считается новой разработкой. Изначально такие двигатели устанавливались в СВЧ-печи, в климатическую технику.

    Впервые инверторный двигатель стал использоваться японскими и корейскими инженерами при проектировании стиральных машин. Пользователь может настраивать скорость и частоту работы. Технология позволила оптимизировать технические характеристики стиралки, увеличить долговечность техники.

    В посудомоечной машине

    Двигатель в посудомоечной машине обеспечивает защиту устройства от перепадов напряжения, которые считаются причиной поломки обычных двигателей. Инвертор позволяет предотвратить негативные последствия перегрузок в сети, из-за которых техника перегорает.

    Инверторный двигатель повышает КПД работы за счет увеличения эффективности мойки и снижения энергопотребления. Применение инвертора в посудомоечной машинке позволяет проектировать посудомойки с большим количеством программ, включение которых позволяет учитывать особенности процесса мытья разных видов посуды.

    В стиральной машине

    Многие не знают, что это инверторный двигатель в стиральной машине позволяет выбирать необходимые программы при стирке. Механизм действия inverter основан на преобразовании напряжения, которое поступает на статор. За счет него возможен отжим на скорости 1 200 об/мин, что позволяет избегать дополнительной сушки белья после стирки.

    Справка. Некоторые модели стиральных машин с электронным управлением оснащены функцией взвешивания белья, они могут также определять время цикла, автоматического выключения. Все это позволяет предотвратить многочисленные проблемы, предотвращает износ тканей.

    Преимущества и недостатки

    Преимущество стиралок с инверторным мотором заключается в повышении энергоэффективности двигателя. Данный показатель превышает на 15-20 % характеристики старых моделей.

    • экономия воды – ее потребление уменьшается приблизительно на 10 % – это особенно актуально при больших объемах стирки;

    • система Beat Wash, эффективность стирки значительно повышается за счет 3D-сенсора, вещи равномерно размещаются в барабане, в результате стирка ускоряется, становится деликатнее;

    • практичность — система отлично подстраивается под ткани любой плотности;

    • бесшумная работа — уровень шума в зависимости от программы составляет 52-75 дБ;

    • скоростной отжим — выстиранное белье становится практически сухим;

    • отсутствие большого количества дополнительных деталей;

    • точность — существует возможность максимально точной корректировки количества оборотов.

    Основными недостатками стиральных машин с инверторным мотором считаются высокая цена, сложный ремонт. Оборудование с такими моторами появилось на рынке относительно недавно, что создает дополнительные проблемы.

    Принцип работы

    Основная особенность заключается в возможности выравнивания тока, в результате он трансформируется из переменного в постоянный. Отличие от электромотора заключается в отсутствии угольных щеток, а также использовании частотного преобразователя.

    Роторный механизм вращается за счет действия электромагнитных полей, что приводит к увеличению срока эксплуатации компонента. Инвертор после получения постоянного тока снова дает переменный ток, что позволяет регулировать ротор.

    Схема управления двигателя инверторного типа отличается сложностью, требует усилий, вложений, что приводит к удорожанию двигателей. Компания Samsung устанавливает такие движки на разную бытовую технику, оснащает модели технологическими блоками управления, что позволяет избежать сильного удорожания.

    Модели стиральных и посудомоечных машин

    Первой компанией, которая стала выпускать стиральные машины с таким двигателем, стала LG. Сегодня такие моторы устанавливают многие известные бренды, среди них, Самсунг, Индезит, Электролюкс и многие другие. По причине большого количества вариантов самым большим спросом у покупателей пользуются стиралки, принцип функционирования которых основан на технологии Direct Drive.

    Следующие стиральные машины с инверторным мотором пользуются спросом у покупателей:

      Samsung WW70K62E00W – узкая фронтальная конструкция оснащена сенсорным управлением, светодиодным LED-дисплеем. Модель оснащена функцией обработки паром, функцией Eco Bubble. Вместимость достигает 7 кг. Важным преимуществом считается бесшумность работы.

    ВИДЕО: Стиральные машины с инверторным двигателем.


    Добавить комментарий