Как подключить двигатель от стиральной машины
Перейти к содержимому

Как подключить двигатель от стиральной машины

  • автор:

Как подключить двигатель от старой стиральной машины

Стиральная машина-автомат, как и любая другая техника, рано или поздно выходит из строя. Бывает, что ремонт не оправдывает себя, и тогда проще купить новый агрегат. Что же делать со старой домашней помощницей? Можно просто отправить ее на свалку, а можно попробовать извлечь максимум пользы из всех ее рабочих деталей.

Двигатель стиральной машины – деталь, которую можно использовать и после того, как агрегат вышел из строя

Двигатель стиральной машины – деталь, которую можно использовать и после того, как агрегат вышел из строя

Двигатель – одна из частей стиральной машины, которая может получить «вторую жизнь». В нашей статье мы расскажем, как подключить двигатель от стиральной машины к другому устройству.

Как можно применить двигатель

Электродвигатели, которыми оснащены современные агрегаты, например, фирмы Indesit, довольно надежны и долговечны. И даже деталь от старой стиральной машины такой марки, как «Вятка», может прослужить еще долго после того, как сама техника безнадежно устарела.

На основе двигателя от стиральной машины можно изготовить точильный аппарат

На основе двигателя от стиральной машины можно изготовить точильный аппарат

В стиральной машине электромотор выполняет вращение вала, который приводит в движение барабан. Если деталь снять с агрегата, к валу можно прикрепить самые разнообразные насадки, в результате чего получатся новые инструменты и приспособления. Наиболее распространенные способы применения электродвигателя:

  1. Точильный аппарат (заточной станок). Считается самым простым вариантом использования мотора. Двигатель закрепляют на ровной поверхности, а к валу присоединяют круглый точильный камень. Станок может использоваться для заточки ножей, ножниц или инструментов.
  2. Бетономешалка. Для ее изготовления используются мотор и бак от старой стиральной машины.
  3. Специальный вибратор или вибростол для производства бетонных изделий. Создаваемыми вибрациями мотор может способствовать усадке бетона, именно это свойство и используется при изготовлении этих инструментов.
  4. Приспособление для измельчения корма для домашних животных. Для этого достаточно на валу закрепить ножи. Это устройство можно использовать и для того, чтобы измельчать большие объемы корма, например, травы для крупного рогатого скота.

Мы перечислили лишь малую часть приспособлений, которые могут получиться из мотора стиральной машины. Для того чтобы изготовить одно из них, или придумать свой вариант применения, нужно знать, как подключить двигатель, чтобы не сгорела обмотка.

Порядок подключения

Важно иметь в виду, что двигатель стиральной машины не запускается через конденсатор, не нужна для запуска и пусковая обмотка.

Прежде чем приступать к подключению, рассмотрим, какие провода есть в раздаточной коробке двигателя стиральной машины:

  • два белых – от датчика оборотов вращения двигателя (тахогенератора или датчика Холла);
  • коричневый и красный – на обмотку к статору и ротору;
  • серый и зеленый – от графитовых щеток.

На фото вы можете видеть провода, присутствующие в раздаточной коробке

На фото вы можете видеть провода, присутствующие в раздаточной коробке

Провода, ведущие к тахогенератору, можно убрать в сторону – нам они не нужны. В разных моделях стиральных машин цвет проводов может отличаться, поэтому сориентироваться можно по сопротивлению – в тех, что идут на датчик, оно должно быть 60-70 Ом. После того как лишние провода выделены, оставшиеся нужно «прозвонить», чтобы найти каждому пару.

Прежде чем выполнять работу, следует прочно закрепить двигатель на какой-либо поверхности – вал начнет вращаться сразу после подключения к 220 В.

Как правило, двигатели бывают с 4 выводами (то есть имеют 4 провода, идущие из мотора). Если ваш мотор с 5 выводами, с 6 выводами, или даже с 7 выводами, убедитесь, что среди них нет лишних – нам понадобятся провода только от ротора и статора.

Дальше нужно выполнить подключение двигателя согласно схеме, изображенной на рисунке внизу.

Уважаемые читатели! Подписывайтесь на наш Телеграм, в нем вы найдете полезную информацию по домоводству и не только: Перейти на канал

На фото изображена схема подключения коллекторного двигателя (распиновка)

На фото изображена схема подключения коллекторного двигателя (распиновка)

Согласно схеме, требуется соединить обмотку статора со щеткой ротора, поэтому нужно найти соответствующие провода и сделать между ними перемычку (на фото она обозначена розовым цветом), а затем изолировать. Оставшиеся два провода – от обмотки ротора и второй щетки – подсоединяют к сети.

Останется только дополнить устройство кнопками включения и выключения. Для того чтобы изменить направление вращения вала, достаточно перекинуть перемычку на другие контакты.

На старых советских агрегатах могут быть установлены моторы с 3 выводами. Как подключить такое «чудо техники»?

Двигатели от старых стиральных машин могут иметь три вывода

Двигатели от старых стиральных машин могут иметь три вывода

В первую очередь, нужно замерить сопротивление: между 1 и 2, а также 2 и 3 выводами омметр покажет 10 Ом, а между 1 и 3 – 20 Ом. Двигатель подключается следующим образом: выводы 1 и 2 – в сеть, вывод 3 – через конденсатор на вывод 1.

Итак, подключить двигатель от стиральной машины несложно. Воспользуйтесь нашими рекомендациями, не забывайте про меры предосторожности, и подарите «вторую жизнь» своей технике.

Видео

На видео, размещенном ниже, можно еще раз ознакомиться с порядком подключения двигателя от стиральной машины.

Об авторе:

Мама, жена и просто счастливая женщина. Черпает вдохновение в путешествиях, не представляет жизни без книг и хороших фильмов. Стремится стать идеальной хозяйкой и всегда готова поделиться полученным опытом.

Нашли ошибку? Выделите её и нажмите кнопки:

Оцените статью:
4.4178082191781 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 4.4 (73 голосов)

Существуют самые разные шарики, которые используются в стиральной машине. Антистатические не дадут ткани прилипать к телу после стирки, шарики со специальными петельками «причешут» ворсинки и предотвратят появление катышков, а силиконовые с пупырышками не дадут сваляться пуху при стирке верхней одежды.

Первая официально запатентованная стиральная машина была изготовлена из дерева и представляла собой ящик с рамой, наполненный до половины деревянными шариками. Внутрь загружали белье для стирки, моющее средство и при помощи рычага передвигали раму, которая, в свою очередь, заставляла двигаться шарики и перетирать белье.

Стиральные машины имеют отношение к возникновению выражения «отмывать деньги». В 30-е годы XX века американские гангстеры использовали сеть прачечных в качестве прикрытия своей нелегальной деятельности. Выдавая доходы от преступной деятельности за выручку, полученную от чистки одежды, они превращали «грязные» деньги в «чистые».

В XIX веке на стирку дамских туалетов уходила масса времени. Платья предварительно распарывали, а затем стирали и сушили каждую часть отдельно, чтобы ткань не деформировалась. После стирки одежду сшивали заново.

Выражение «мыльная опера» («мыло») возникло не случайно. Самые первые сериалы и шоу, аудиторию которых составляли женщины, транслировались по телевидению в то время, когда домохозяйки выполняли уборку, глажку и стирку. К тому же для привлечения зрительниц к экранам в эфире часто прокручивали рекламные ролики моющих средств: мыла и порошков.

Для стирки небольших вещей в дороге или гостинице удобно использовать обычный полиэтиленовый пакет. Носки или колготки разминают внутри завязанного пакета вместе с водой и небольшим количеством моющего средства. Такой способ позволяет предварительно замочить вещи и выполнить стирку, не повредив ткань и не потратив много порошка и воды.

Существует стиральная машина «для холостяков». Белье, постиранное в таком агрегате, совсем не нужно гладить! Все дело в том, что устройство не имеет барабана: часть вещей можно разместить внутри контейнера прямо на вешалках (например, пиджаки и рубашки), а вещи поменьше (допустим, белье и носки) – на специальных полочках.

Космонавты, находясь на орбите Земли, решают проблему грязных вещей оригинальным методом. Одежду сбрасывают с космического корабля, и она сгорает в верхних слоях атмосферы.

Истории известен факт, когда котенок попал в барабан стиральной машины и, пройдя полный цикл стирки на программе «Шерстяные вещи», выбрался из агрегата целым и невредимым. Единственной неприятностью для домашнего питомца стала аллергия на стиральный порошок.

Подключение электродвигателя от стиральной машины автомат

Подключение электродвигателя от стиральной машины автомат

Со временем стиральные машины устаревают и выходят из строя. И любой хозяйственный человек обязательно задастся вопросом — «Куда же можно применить двигатель от стиральной машины?» т.к. данный электродвигатель является высоко оборотистым и может показаться, что он абсолютно бесполезен в быту.

НО! Не спешите выбрасывать этот двигатель!

Благодаря регулятору оборотов с поддержанием мощности у данного мотора открывается огромный потенциал применения. Давайте разберемся как же все таки подключить коллекторный электродвигатель от стиральной машины автомат с помощью платы регулировки оборотов без потери мощности.

Схема подключения электродвигателя стиральной машины автомат

Для того что бы подключить электродвигатель к плате или напрямую в сеть, вам необходимо разобраться с имеющимися у него проводами. Для этого Вам понадобится мультиметр. Двигатель имеет три (иногда четыре) группы контактов:Обмотка электродвигателя (может состоять из двух или трех выводов со средней точкой); Щетки электродвигателя (два вывода проводов); Таходатчик (два вывода проводов); Термопара (два вывода проводов), термопара устанавливается не на всех двигателях, и нами не используется (на рисунке не обозначена).

1. Необходимо найти провода Таходатчика. Обычно они заметно меньшего сечения и при «прозвонке» мультиметром, могут показывать сопротивление или звонится с «перезвоном». Таходатчик расположен с задней части (относительно шкива) электродвигателя, с выходящими из него проводами.

2. Щетки находятся путем последовательной «прозвонки»проводов. Два провода должны звенеть между собой, а также должны звенеть с коллектором электродвигателя.

3. Обмотка может иметь два или три вывода проводов. Находится так же последовательной «прозвонкой» проводов. Если у вас три вывода(со средней точкой), необходимо замерить их сопротивление между собой. Два из них должны показывать большее сопротивление, другой конец, меньшее сопротивление.Если вы выберите обмотку с большим сопротивление, то получите меньше оборотов,но больше крутящего момента. И наоборот, обмотка с меньшим сопротивлением даст больше оборотов, но меньше крутящего момента.

4. Провода термопары имеют два провода и обычно окрашены в белый цвет. В нашем случае они использоваться не будут. На рисунке неуказанны!

Теперь, после того как все провода найдены, необходимо произвольно соединить один провод от щеток с одним из проводов выбранной обмотки. Два оставшихся повода (от щеток и обмотки), подключаем в сеть 220В. Если Вы захотите изменить направление вращения ротора, Вам необходимо поменять концы соединения проводов щеток и обмотки между собой.

После того как Вы проверили работу электродвигателя от сети,теперь его необходимо подключить к плате. Для этого с обратной стороны платы,под имеющимися тремя на ней клеммами, есть буквенные обозначения «АС»»М» «Т».

«АС» — обозначает клемму, к которой подключается сетевое питание 220В. » М» — обозначает клемму, к которой подключается мотор. Теми проводами, которые выше по тексту подключались к сети. «Т» — клемма, к которой подключаются провода таходатчика.

Как лучше применить плату в вашей системе

Поскольку двигатели от стиральных машин автомат являются высоко-оборотистыми, они все-таки рассчитаны работать в этом диапазоне. Так как это связанно с его охлаждением и моментом силы на валу (крутящим моментом).Поэтому если вы планируете использовать двигатель в работе на малых оборотах с полным моментом силы (на всю мощность заявленную производителем), то вам,возможно, понадобится установить дополнительное его охлаждение (кулер). Так как обдува установленной крыльчатки ввиду низких оборотов может не хватать. Если коснувшись рукой электродвигателя,вы не можете удержать ее более 15 секунд, значит, требуется дополнительное охлаждение.

Поскольку двигатель является высоко-оборотистым,максимальная его мощность достигается при регулировке платой от 600 об/мин. Все обороты, которые будут ниже, могут иметь не максимальный момент силы. Поэтому,если в вашей системе требуются очень низкие обороты (от 1 до 600), вам необходимо применить ременную передачу из двух шкивов (например, от той же самой стиральной машины).

Таким образом, вы «Убьете трех зайцев» добьетесь очень низких оборотов, получите еще больше крутящего момента (силы на валу), атак же плавный впуск с регулировкой оборотов.

Ели вам необходимо подключить к плате одновременно два мотора, или запитать какой либо мотор на постоянном токе, то вам необходимо применить диодный мост, на выходе из платы с дальнейшим вышеизложенным подключением.

Как подключить двигатель от стиральной машины к сети 220 В

Двигатель стиральной машинки

Если у вас дома остался двигатель от старой стиральной машины, нетрудно придумать, как его применить. Вы можете сделать из него точильную машину, а также использовать электромотор от машины для стирки белья и в строительстве. К примеру, при создании основания дома для предстоящего здания вы сможете сделать из него «вибратор», который понадобится при усадке бетонированного раствора. Его также можно использовать и в других целях. Двигатель способен крутить разнообразные насадки и приводить в движение разные механизмы.

Применяя собственную фантазию и умения в подобных процессах, вы сможете выдумать самые различные методы использования электродвигателя. И безусловно, при олицетворении каждого вида использования этого двигателя вам понадобится его подключить.

Прежде чем говорить о подсоединении мотора машины, необходимо понять, что он из себя представляет. Вероятно, кому-то схема подсоединения электродвигателя машины давно знакома, а кто-то услышит о ней в первый раз.

Виды электрических двигателей

Двигатель электрический — это функционирующая от электричества машина, перемещающая различные элементы с помощью привода. Производят асинхронные и синхронные агрегаты.

Синхронный двигатель

Виды двигателей

Ещё со школьной скамьи установлено, что при взаимном приближении магниты притягиваются или отталкиваются. Первый случай появляется у разноименных магнитных полюсов, 2-й — у одноименных. Разговор идёт о стабильных магнитах и постоянно организовываемом ими магнитном поле.

Кроме представленных, есть неустойчивые магниты. Все без исключения помнят пример из учебника: на рисунке представлен магнит в форме обычной подковы. Между его полюсами размещена рамка, сделанная в форме подковы с полукольцами. В рамку подавали ток.

Поскольку магнит отвергает одноименные и притягивает разные полюса, вокруг этой рамки появляется электромагнитное поле, что разворачивает её в вертикальном положении. В результате на нее действует обратный основному случаю по символу ток. Модифицированная полярность крутит рамку и снова отдаёт в горизонтальную область. На этом убеждении и сформирована работа синхронного электродвигателя.

В настоящей схеме ток подаётся на обмотку ротора, представленного рамкой. Источником, который создает электромагнитное поле, считаются обмотки. Статор осуществляет функции магнита. Кроме того, он сделан из обмоток либо из комплекта стабильных магнитов.

Частота вращения ротора такого электродвигателя такая же, как у тока, который подан на клеммы обмотки, т. е. они трудятся одновременно, что и дало наименование электродвигателю.

Асинхронный аппарат

Как ремонтировать двигатель

Чтобы разобраться с принципом работы, вспоминаем картинку: рамка (но без полуколец) расположена между магнитными полюсами. Магнит сделан в форме подковы, окончания которой объединены.

Начинаем его медленно крутить вокруг рамки, наблюдая за происходящим. До какого-то момента перемещения рамки не наблюдается. Далее, при конкретном угле поворота магнита, она начинает вертеться за ним с быстротой меньшей, чем темп последнего. Работают они не одновременно, поэтому моторы именуются асинхронными.

В настоящем электродвигателе магнит — это помещённая электрообмотка в пазах статора, в который подан электроток. Ротор же считается рамкой. В его пазах присутствуют соединённые накоротко пластинки. Его так и именуют — короткозамкнутый.

Отличия электродвигателей

Внешне моторы распознать сложно. Их главное отличие составляет правило работы. Разнятся они и по сфере применения: синхронные более сложные по конструкции, используются для приведения в действие такого оснащения, как насосы, компрессора и пр., т. е. работающего с постоянной быстротой.

У асинхронных при нарастании перегрузки снижается частота верчения. Ими снабжается огромное количество приборов.

Плюсы асинхронных моторов

Как запустить двигатель

Электромотор, крутящий барабан — это сердце машины для стирки. Приводом в самых первых вариантах машинок существовали ремни, крутящие ёмкость с бельём. Однако на сегодняшний день асинхронный аппарат, преобразовывающий в механическую энергию электроэнергию, значительно усовершенствовался.

Чаще в схемах стиральных машинах присутствуют асинхронные двигатели, состоящие из статора, который не перемещается и предназначается одновременно магнитопроводом и несущей системой, и движущегося ротора, крутящего барабан. Функционирует асинхронный двигатель благодаря взаимодействию магнитных неустойчивых полей этих конструкций. Асинхронные моторы разделяются на двухфазные, которые встречаются реже, и трёхфазные.

К плюсам асинхронных аппаратов причисляют:

  • незамысловатую систему;
  • элементарное обслуживание, предусматривающее замену подшипников;
  • периодическую смазку электродвигателя;
  • бесшумную работу;
  • условную невысокую стоимость.

Минусы, конечно, тоже есть:

  • незначительный КПД;
  • крупные масштабы;
  • небольшая мощность.

Такие двигатели, как правило, имеют более низкую стоимость.

Подсоединение к стиральной машине

Как подключить двигатель к стиральной машине? Особенности, которые необходимо принимать во внимание, чтобы подсоединить электромотор от стиральной машины к сети 220 В:

  • модель подключения показывает, что двигатель функционирует без пусковой обмотки;
  • в схеме подсоединения нет также отправного конденсатора — для пуска он не требуется. Но провода к сети необходимо подключать строго в согласовании со схемой.

Каждый из данных двигателей рассчитан на 2 сетевых напряжения. Схем подсоединения для него имеется 2.

Подключить электромотор от стиральной машины можно:

  • «треугольником» (220 В);
  • «звездой» (380 В).

Ремонт двигателя стиральной машинки

Переключая обмотки, добиваются изменения номинала 1 напряжения в 2. При существующих у электродвигателя перемычках и колодке с 6 выводами необходимо поменять положение перемычек.

При любой схеме подсоединения направление обмоток должно соответствовать направлению намоток. Нулевой точкой для «звезды» может быть как основание обмотки, так и окончание, в отличие от «треугольника», где они объединяются только поочерёдно. Другими словами, окончание предыдущей с началом последующей.

Допускается работа мотора также в однофазной сети, но не с абсолютной эффективностью. Для этого применяют неполярные конденсаторы. С конденсаторами, включенными в сеть, максимальная мощность не превысит 70%.

Подключение двигателя к сети 220 В

Если вам потребовалось подсоединить электродвигатель машины к сети 220 вольт, то необходимо учитывать характерные черты данной детали. Ее особенности состоят в следующем:

  • не нуждается в пусковой обмотке;
  • для пуска не понадобится начальный конденсатор.

Для пуска нам понадобится объединить кабель в моторе. Два белых провода, размещенных по левую сторону, мы использовать не станем. Они нужны для замера витков электродвигателя. Следующий — красный провод. Он проходит на обмотку статора. За ним есть коричневый провод. Он также ориентирован на одну из обмоток статора. Серый и зелёный кабель подключены к щёткам мотора.

Для того чтобы показать вам схему подсоединения более наглядно, мы создали следующую схему:

  1. К одному из выводов обмотки подключим единственный кабель 220 В.
  2. В следующую подключим одну из щёток. В щётку двигателя машины подсоединим 2-й провод 220 В.

Какие бывают двигатели

После этого вы сможете включить мотор в сеть 220 и проконтролировать его функциональность. Если вы все произвели верно, то заметите, как крутится движущаяся часть двигателя и услышите шум его работы. Если все нормально, значит, мотор готов к применению. Кстати, при таком подсоединении он перемещается в одну сторону.

А что необходимо сделать, чтобы изменить вращение? Как вы знаете из схематического отображения, для того, чтобы поменять направление верчения, нам потребовалось поменять местами подсоединения щёток электродвигателя. После переключения мотора вновь выясните его функциональность, подсоединив его к сети.

Кстати, чтобы упростить вам работу, мы приняли решение добавить видеоруководство, в котором описан весь процесс подсоединения двигателя от машины к электричеству.

Способ подсоединения двигателя с современной машины в этой статье базируется непосредственно на том использованном материале, который показан в видео.

Схема подключения

Двигатель стиральной машины

Правильно подсоединить электродвигатель машины не так уж и просто. Нужна схема подключения двигателя от стиральной машины. Однако, если вы понимаете, как это совершается, трудностей это не доставит.

Вначале нам следует найти 2 пары вывода. Чтобы понять, в каком они месте, мы можем воспользоваться мультиметром. Подберём один из выводов обмотки и подсоединим щуп тестера. Остальным щупом мультиметра мы обследуем другие выводы, чтобы отыскать парный.

Таким образом, мы найдём первую пару. Эти 2 вывода, что сохранились, образуют ещё пару. Теперь же нам необходимо понять, в каком месте пусковая и рабочая обмотка. Для этого необходимо измерить сопротивление. У пусковой части сопротивление больше.

Итак, мы уже отыскали рабочую обмотку. Теперь же мы можем подсоединить двигатель, применяя рисунок.

На схеме представлено:

  1. ПО — пусковая электрообмотка. Она необходима для того, чтобы сформировать первоначальный крутящийся момент в какую-либо сторону.
  2. ОВ — обмотка возбуждения. Она же именуется рабочей обмоткой. Она необходима для формирования магнитного поля верчения.
  3. SB — включатель (клавиша) для краткосрочного введения ПО к электросети в 220вольт.

Если появится потребность изменить сторону, в которую будет нацелено вращение двигателя, вам понадобится поменять выводы ПО местами. При такой смене направление вращения поменяется на обратное.

Если станете осуществлять пробное подсоединение и запуск движка, не забудьте позаботиться о собственной безопасности и сохранности окружающих, зафиксируйте электродвигатель. Это предупредит его сильные вибрации и излишние перемещения.

Регулятор оборотов

Двигатели стиральных машин

У мотора от стиралки довольно большие обороты, по этой причине необходимо сделать регулятор, чтобы он трудился на различных скоростях и не перегревался. Для этого сгодится обычное реле интенсивности света, но необходима небольшая доработка.

Извлекаем из прежней машины симистор с радиатором. Так именуется полупроводниковый прибор на электронном управлении, который осуществляет функцию выключателя.

Теперь же необходимо впаять его в схему реле взамен маломощной детали. Эту операцию, если вы не владеете подобными умениями, предпочтительно поручить специалисту — знакомому электронщику либо компьютерщику.

В отдельных случаях двигатель нормально справляется с работой и без регулятора оборотов.

Советы при работе

При применении мощного мотора машины в новом обличии вы должны помнить о 2 важных нюансах его подсоединения:

  • такие установки не запускают через конденсатор;
  • не нужна пусковая обмотка.

Перед подключением рекомендуем разобраться с проводами различного цвета, находящимися там на раздаточной коробке:

  • 2 белых провода — это от генератора, нам они не потребуются;
  • коричневый и красный идут обычно на обмотку к статору и ротору;
  • серый и зелёный подсоединяются к щёткам.

Будьте готовы к тому, что в различных модификациях провода различаются по расцветке, но принцип их подсоединения остаётся постоянным. Для выявления пар прозвоните провода по очерёдности: исходящие к тахогенератору имеют противодействие 60—70 Ом. Отстраните их в сторону и скрепите совместно изолентой, чтобы не мешали. Другие провода прозвоните, чтобы отыскать им пару.

Возможные поломки

Неисправности моторов

Теперь вы знаете, как подключить электромотор, чтобы дать ему совершенно новую жизнь, но может случиться небольшой инцидент: мотор не запустился. Необходимо разобраться в причинах и отыскать путь решения возникшей проблемы.

Проверьте нагрев двигателя после его работы в течение 1 минуты. За такой небольшой период тепло не успевает перейти на все составляющие и можно чётко закрепить место активного нагрева: статор, узел подшипника либо что-то иное.

Основными факторами быстрого нагрева считаются:

  • изнашивание либо загрязнение подшипника;
  • повышенная ёмкость конденсатора (только для асинхронного вида мотора).

Затем обследуем каждые 5 минут работы, достаточно сделать это 3 раза. Если причина в подшипнике, то нужно разобрать, смазать или заменить. В период дальнейшей эксплуатации регулярно наблюдаем за нагревом мотора. Не допускайте сильного перегрева, так как ремонт может нанести огромный ущерб домашнему бюджету.

Как стиральная машина управляет двигателем. Часть I — подключение двигателя и алгоритм стабилизации

Данная вступительная статья рассчитана на самый начальный уровень, “продвинутых” в области электроники читателей сможет заинтересовать следующая, где я доберусь до анализа схемотехники реальных машин

Давно позади стены альма матер, но мир сегодня меняется так быстро, что надо всегда бежать, даже если всего лишь хочешь стоять на месте. В области разработки электронной техники эта бессмертная фраза Алисы имеет наверное самую большую актуальность. В последние годы у меня появилось новое хобби — ремонт бытовой электронной техники. Ремонтирую не ради денег, чисто для себя и родственников, то что ранее выкидывал не задумываясь и заменял на новое.

Электронная начинка современных бытовых приборов, особенно если речь идёт не о наколенной сборке в мастерской дядюшки Ли, а известных брендах, представляет собой чудеса оптимизации. Занимаясь ремонтом, я попутно подсматриваю достойные внимания технические решения, улыбаюсь замечая промахи проектировщиков. Временами их бывает крайне сложно объяснить чем то иным, кроме как требованиями маркетологов вносить в конструкцию элементы “планового устаревания”.

Погода на дворе не очень, очередной прототип отправляется на опытную эксплуатацию, почему бы не рассказать о чём то интересном? Давно я не писал на Хабр!
Почему двигатель, почему стиральные машины?

Ну хотя бы потому, что движки от стиральных машин отлично подходят для многих самоделок, а добыть их проще простого. Можно извлечь из отслужившей свой срок собственной стиральной машины, а можно купить на Авито за смешные деньги! Для тех кто предпочитает один раз увидеть, чем десять прочитать, бонусом к статье послужат сопроводительные видео с моего канала.

важное дополнение по результату замечаний в комментариях

В комментариях был высказан ряд замечаний по поводу типа двигателя, описываемого далее по тексту. Честно говоря, я не знаю точного ответа. Скорее всего комментаторы правы и его следует назвать коллекторным. С другой стороны, в данном включении частота оборотов двигателя отличается от частоты тока на обмотках и, с этой точки зрения, в данном конкретном включении, его можно назвать асинхронным.
Во многих источниках так и делают, называя коллекторным асинхронным. Возможно для того, чтобы отличить от другой модификации асинхронного двигателя, в котором отсутствует роторная обмотка, а ротор представляет собой сердечник с алюминиевыми стержнями, накоротко замкнутыми торцевыми кольцами.
В этой, так называемой «беличьей клетке», создаётся поле, взаимодействующее с полем статора и приводящее к вращению ротора.

Таходатчик. Что за зверь и зачем нужен?

В большинстве современных стиральных машин трудятся коллекторные двигатели переменного тока, регулировкой напряжения на двигателе занимается симистор, а направление вращения переключают с помощью реле. Понятно, что для того, чтобы устанавливать и поддерживать стабильную скорость вращения, необходимо как минимум определять эту скорость. Вот для этого и служит таходатчик.

В простейшем случае он представляет из себя двигатель наоборот — генератор переменного напряжения, частота которого пропорционально изменяется в зависимости скорости вращения. Результат короткого вращения вала рукой виден на осциллограмме заставки. Изменяется, кстати, и амплитуда, что создаёт проблемы при обработке сигнала. Не будем углубляться в эту тему, при желании, о моих экспериментах с ним можете ознакомиться в видео по ссылке в конце статьи.

Подсоединяем двигатель к колодке

Эта статья ознакомительная, до реальной схемотехники мы доберёмся в следующей, а пока будем использовать функциональные либо сильно упрощённые схемы.

Ниже именно такая, содержащая разобранный на части движок, подсоединённый к колодке стиральной машины.

В каждый момент времени в работе участвуют две обмотки. На металлической основе мотора намотана обмотка статора. С ней по очереди взаимодействуют обмотки ротора. Для того, чтобы ротор постоянно вращался эти обмотки необходимо последовательно переключать. Происходит это за счёт серии закреплённых на вращающимся валу контактов. Напряжение на них передаётся посредством скользящих ответных контактов, так называемых щёток.

У такого подхода существуют как плюсы, так и минусы. С одной стороны двигатель всеяден — может работать как от переменного, так и от постоянного тока, с другой — скользящие механические контакты — не самая надёжная штука и для устройств непрерывного цикла подобные движки не подходят, а вот для бытовых приборов, включаемых время от времени, типа стиральных машинок или шуруповёртов, сгодятся вполне.

А что же за колодкой?

Добавим к нашей схеме элементы, находящиеся за пределами колодки. Симистор и реле.

Очень кратко, буквально в двух словах, опишу её работу. В схеме задействованы целых три реле с контактами на переключение. Два из них К2 и К3 используются для изменения направления протекания тока через ротор и, как следствие, изменения его направления вращения. Реле К4 устанавливается только на продвинутых стиральных машинах с повышенными оборотами двигателя. Оно работает в паре со статором, имеющим отвод от основной обмотки. За счёт этого можно дополнительно регулировать мощность, а значит и скорость оборотов. Подробнее вышеописанный процесс рассмотрен в другом моём видео.

Включением двигателя и регулировкой скорости его вращения занимается симистор.

В действие вступает микроконтроллер

Управляет симистором конечно же микроконтроллер. Используя обратную связь и фазоимпульсное управление, он умудряется не просто устанавливать заданную скорость вращения барабана в очень широких пределах, но и удерживает её при изменении нагрузки на вал в сотни раз!

Удивительно, что несмотря на огромное количество датчиков и исполнительных механизмов для управления всеми процессами, происходящими в стиральной машине используется не продвинутый 32 битный ARM, а скромный трудяга — медленный дешёвенький 8 битник, оперативной памяти у которого в разы меньше, чем у Синклера образца конца восьмидесятых прошлого столетия — каких нибудь 2, ну максимум 4 килобайта. По сегодняшним меркам, это просто НИЧТО. Я уже не говорю о тактовой частоте в 8 мегагерц, которая типична для такого старичка — сегодня она вряд ли поражает чьё-то воображение. Но одно достижение за ним всё таки числится — по количеству выводов он сумел обойти сороконожку!

Алгоритм работы

Чтобы регулировать величину оборотов барабана, микроконтроллеру необходимо, как минимум, её определить. Для этого он подсчитывает количество оборотов двигателя за единицу времени с помощью закреплённого на валу тахометра.

Глядя на рисунок нетрудно понять, что сигнал тахогенератора в чистом виде совершенно не годится в качестве входного и нам просто необходим формирователь импульсов, чтобы привести его к удобоваримой форме. Подробно работу и схемотехнику этого узла разберём в следующий раз, а сейчас прошу поверить мне на слово, что благодаря формирователю на входе микроконтроллера, появляются красивые импульсы с крутыми фронтами и без намёков на дребезг. Всё бы хорошо, но встаёт вопрос: “Каким образом столь слабое и медленное вычислительное ядро микроконтроллера успевает подсчитывать несущиеся с внушительной скоростью импульсы?”

Этим скучным занятием в микроконтроллере занимается прилежный счетовод Пан Ватруба. Ну а если без шуток, то его роль выполняет встроенный таймер. Таймер современного микроконтроллера — мастер на все руки и подсчёт количества импульсов, поступающих на его вход за единицу времени, с последующим сохранением в специальном регистре, пожалуй самая простая из операций, на которую он способен. Главное, что при этом вообще не задействуются ресурсы вычислительного ядра. Микроконтроллер просто считывает значение из регистра в любой удобный для него момент, ну скажем 50 или всего 10 раз в секунду и, по мере необходимости, использует в дальнейших расчётах.

Симисторный регулятор

Прошу извинить, уж слишком мало места оставляет Habr для полезной информации, поэтому текст на графике не виден. На этой и аналогичной картинках читать его надо следующим образом:
Входное напряжение от электросети
Управляющий импульс
Напряжение на нагрузке

ОК. Информацию о скорости вращения мы получили и теперь изменяя мощность, подаваемую на двигатель, можем регулировать частоту его оборотов, а значит и скорость вращения барабана с бельём. В современных бюджетных стиральных машинах, это чаще всего делается посредством фазоимпульсного метода, а в качестве силового элемента выступает симистор. Он подаёт напряжение на двигатель в виде импульсов, строго синхронизированных с началом каждой полуволны сетевого напряжения и заданной длительности. Немалая инерция вращающейся части двигателя — ротора и ещё большая тяжёлого барабана с бельём, отлично сглаживают импульсный характер крутящего момента. Порт микроконтроллера выступает как бы в роли ну очень быстрого выключателя, подавая на управляющий электрод симистора короткие отрицательные импульсы, обозначенные на диаграмме красной стрелочкой.

Этого достаточно, чтобы в симисторе запустился лавинообразный процесс и сопротивление между его силовыми электродами упало почти до нуля. В результате, как это показано на нижнем графике, на обмотках двигателя появляется напряжение. Продержится оно вплоть до момента исчезновения входного.

В соответствии с выбранной программой стирки и её текущего этапа, микроконтроллер получает команду раскрутить двигатель до требуемых оборотов, а для поддержания скорости на необходимом уровне запускается механизм достижения и стабилизации заданного параметра, в данном случае оборотов двигателя, под названием ПИД.

Но вернёмся к нашему микроконтроллеру. Для формирования короткого импульса, с заданной задержкой от начала полупериода, он использует уже второй свой таймер. Для этого таймер тоже занимается подсчётом импульсов, но уже не от внешнего источника, а внутреннего генератора самого микроконтроллера, частота которого стабилизирована кварцевым резонатором.

Второй таймер работает, в так называемом, режиме PWM — формирования короткого импульса включения симистора с заданной задержкой, относительно момента перехода напряжения через ноль. Длительность задержки может меняться от нуля до одного полупериода сетевого напряжения. Для российской сети с частотой 50 Гц это значение составляет 10 миллисекунд.

Для точного определения нулевого напряжения служит специальная схема, которая так и называется — “детектор нуля”. Схемотехника этого узла также весьма любопытна, мы рассмотрим её в следующий раз, если тема вызовет интерес у читателей. Пока же отмечу только, что в момент перехода напряжения питания из положительного в отрицательное, на выходе детектора появляется логическая единица, а в момент перехода в отрицательное — логический ноль. И именно при изменении логического уровня, запускается правый на рисунке таймер. Он отсчитывает заданную выдержку и подаёт короткий импульс на управляющий электрод симистора. Тот открывается и подаёт напряжение уже на двигатель. Важно! Закрывается симистор автоматически по достижению протекающим в цепи током значения близкого к нулю. По этой причине использование его в большинстве случаев ограничено цепями переменного тока. Таким образом, не смотря на то, что наш двигатель способен работать и на постоянном токе, в паре с симисторным регулятором придётся ограничиться переменным.
Движок обесточивается и начинается новый цикл работы.

Стабилизация заданной скорости вращения

Остаётся выяснить главное — каким образом работает стабилизация. Допустим наш двигатель вращается с нужной частотой и, вдруг, нагрузка на вал уменьшилась. Такое может произойти например, когда в процессе отжима вес белья уменьшился. Барабан в этом случае начинает разгоняться и, как следствие, увеличится частота вращения тахогенератора, а значит и импульсов поступающих с формирователя на входе таймера 1.

Заметив это, микроконтроллер увеличит задержку подачи управляющего импульса на симистор. Симистор откроется позже и на двигатель поступит меньшая мощность, его вращающий момент уменьшается и скорость барабана снижается до заданной в программе, ну а частота импульсов тахогенератора приходит в норму. Об этом свидетельствует нижний график рисунка. На нижней диаграмме графика заполненным красным цветом показано насколько уменьшится время подачи напряжения на двигатель. Мощность, поступающая на двигатель уменьшится ещё серьёзней — при изменении амплитуды она изменяется квадратично.

Несложно представить себе и другую ситуацию. В машинку, на этапе полоскания, клапан добавил водички, выросла нагрузка на вал и приходящие с формирователя импульсы уменьшили свою частоту.

В ответ микроконтроллер уменьшает длительность выдержки таймера Т2. Симистор включается раньше, а значит остаётся открытым ДОЛЬШЕ, и мощность на двигателе повышается. Частота оборотов приходит в норму.

В заключении отмечу, что описал типичный пример действия обратной связи. Работает она не мгновенно и стабилизация скорости происходит за несколько итераций, при этом возможен даже запуск небольшого колебательного процесса, амплитуда которого, при правильных настройках ПИД, быстро затухает.

Ссылки на мои видео по материалам которых была подготовлена статья, для тех, кто предпочитает смотреть, да и разрешение там побольше

  • управление двигателем
  • промышленная электроника
  • схемотехника стиральных машин

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *