Как правильно подключить мотор стиральной машины. Подключаем двигатель от старой стиральной машины

Подавляющее большинство стиральных машин двигатель несет коллекторный. Проще управлять. Реверс производится путем изменения коммутации обмоток ротора и статора. Включаются в одном направлении – в другом, осуществляя прямой ход и реверс. Касаемо скорости вращения параметр напрямую зависит от мощности, регулируется величиной угла отсечки напряжения. Не пугайтесь новых терминов, рассмотрим подробно, заодно покажем, как подключить двигатель стиральной машины-автомат к сети переменного тока 230 вольт. Так часто делают в ремонтных мастерских, в недобросовестных магазинах можно купить – не ведая – результат подобного эксперимента. Давайте примемся за дело!

Работа коллекторного двигателя

Понимающему принципы работы коллекторного двигателя пуск не покажется сложной задачей. Давайте кратенько пробежимся, чтобы понять суть проблемы. Приведенный рисунок схематично показывает:

Принцип действия коллекторного двигателя

1. Конструкция коллекторного двигателя из обмоток статора (прямоугольник с косыми линиями), коллектором (узкие оранжевые прямоугольники), щетками (вертикальные серые прямоугольники).
2. Схема электрических соединений приводится для постоянного тока. Синей линией показан минус (северный полюс), красной – плюс (южный полюс).
3. Вдоль по горизонтальному ряду даны поперечные разрезы ротора, статора (схематично). Для простоты неподвижная часть двигателя представлена двумя полюсами, хотя реально их больше. Синим помечен северный, красным – южный. Если разобрать электродвигатель, можно своими глазами наблюдать схожую картину. Срез ротора напоминает поперечину магнетрона.

Как это работает. Коллектор двигателя образован секциями, которые схематично видим на рисунке. Барабан медный разбит изолирующими поперечинами на ровные ряды ламелей. Каждая секция снабжена выводами строго на противоположных сторонах окружности. Соответственно, подходят две щетки. По одной на каждую сторону. Одна секция получает питание, в катушке возникает поле. Давайте посмотрим, к чему это приводит.

• В верхней части рисунка видим прямое включение статора и ротора. Поле распределено так, что вал начинает крутиться по часовой стрелке. Заряды одинаковых знаков статора и ротора отталкиваются, разных – притягиваются. Секция пройдет некоторое расстояние по кругу, щетки перебрасываются на следующую, и начинает работать она. Цикл повторяется, пока подведено напряжение питания.
• Включая щетки навстречу статору, распределение зарядов на роторе сменяем противоположным. Смотрите, к чему приводит реверс (нижняя часть рисунка). Вал электродвигателя крутится против часовой стрелки. Как и прежде, заряды одинаковых знаков притягиваются, разных – отталкиваются.

Для изменения направления движения двигателя стиральной машины используются специальные контакторы (силовые реле). При необходимости ротор включается навстречу статору, образуется реверс. Важно одно: если вал крутится не так, измените направление включения обмоток. А как сделать – расскажем позже.

Коннектор (разъем) двигателя стиральной машины

Коннектор двигателя стиральной машины напоминает пресловутый пластиковый разъем, до боли знакомый компьютерщикам. Легко стыкуется, но отсоединить обратно невозможно. Помогают ремонтники рукам шлицевой отверткой. Каждая половинка содержит чаще 10 контактов, некоторая часть не задействована. Вот для чего могли служить пины (читайте, пригодится при изучении):

Схема проста, теперь стараемся понять раскладку разъема. Проще найти контакты щеток. Придётся прозвонить со стороны графитовых стержней. Причем щетки должны быть извлечены. Затем настает черед обмотки статора. Должно быть сопротивление 10 – 30 Ом. Где стоит термопредохранитель, такого быть не может: либо короткое замыкание, либо разрыв. Что касается тахометра, ситуация будет схожая. Принцип действия детали обычно предельно прост.

Найдем метод однозначно понять, где находится статор? Отыщите экземпляр бытовой техники целиком, по толщине проводов многое скажете. Подключение двигателя от стиральной машины ведется толстой жилой. Сенсоры подключают тонкими. Вторым признаком назовем отношение к реле, управляющему направлением движения вала. Проследите трассу следования проводки. По цвету кембрика (оплетки) попробуйте угадать. Если соответствующий тон заходит в статор, это обмотка. Обратите внимание, цвета проводов ответной и прямой частей коннектора не совпадают. Почему? Полагаем, вопрос останется без ответа.

Рекомендуем отыскать термопредохранитель, при наличии. Продолговатый корпус упрятан в кембрик, а боковые контакты торчат наружу. Бывают иные конструкции, при помощи тестера легко найти соответствующие пины коннектора. Решится часть проблем. Помните, что обязательны шесть контактов:

1. По два обмоткам статора, щеток.
2. Две штуки тахометру (датчику Холла три штуки).

Термопредохранитель считается опцией, стоит в большинстве стиральных машин. Разберитесь по возможности точнее с раскладкой, потому что подавать 230 вольт на датчик оборотов не будет лучшей идеей.

Двигатель стиральной машины асинхронный

Показали, как запустить двигатель стиральной машины коллекторный, иногда попадается асинхронный (либо синхронный). Управление обычно ведется коммутацией обмоток, принципиально по-иному, нежели показано выше. На отжим, стирку по отдельной ветви. Пусковая катушка для обоих направлений одна.

Держите приблизительный набор контактов для случая присутствия в стиральной машине асинхронного двигателя:

1. Тахометр стоит всегда. Может быть заменен датчиком Холла. Соответственно, два-три вывода коннектора.
2. Опционально на разъем выходят две клеммы термопредохранителя. Либо температурного реле.
3. Общий провод один для всех обмоток. Пусковых, рабочих. Найти можно, следуя путем наименьшего сопротивления. Именно с указанным контактом любой другой даст наименьший номинал. Кроме тех, где привешены конденсаторы. Емкости включаются параллельно пусковым обмоткам для создания сдвига фаз. После раскрутки вала эти ветви отключаются. Если двигатель не конденсаторный.
4. Для отжима два контакта: рабочей, пусковой обмоток. Общий провод тот же, что у стирки.

Получается, контактов может быть больше. При оценке расположения элементов схемы принимайте к сведению: сопротивление пусковых обмоток всегда превышает номиналом рабочее. Значения стирки, прямого хода, реверса в большинстве случаев одинаковые. Подключение электродвигателя стиральной машины ведется на сеть 230 вольт (если иное не оговорено информацией, сообщаемой корпусом), изменение скорости, направления движения осуществляется правильной коммутацией питания (на соответствующие клеммы). Пользоваться асинхронным двигателем проще. Пока не понадобится регулировать частоту оборотов.

Рассмотрели, как двигатель стиральной машинки подключить на 230 вольт, найдете напряжение 400 вольт, просто возьмите любую пару нейтраль-фаза. Обычно действующее значение каждой фазы составляет 230 вольт. Будет выглядеть, как подключение двигателя от стиральной машины автомат в обычную розетку. Если требуется регулировать обороты, хорошо работает способ изменения амплитуды. Изменяют вольтаж. Методика годится совершенно любым двигателям, включая асинхронные, коллекторные. Изменение частоты питающего напряжения обладает меньшим потенциалом.

В отдельных случаях умельцам удается перемотать электродвигатель, получив нужные параметры. Позволяет на должном уровне выполнять ремонтные работы, налаживая бытовую технику.

Стиральные машины, как и любой другой вид техники со временем устаревают и выходят из строя. Мы, конечно же, можем куда-нибудь деть старую стиральную машину , или же разобрать на запчасти. Если вы пошли по последнему пути, то у вас мог остаться двигатель от стиральной машины, который может сослужить вам добрую службу.

Мотор от старой стиральной машины можно приспособить в гараже и соорудить из него электрический наждак. Для этого нужно на вал двигателя будет прикрепить наждачный камень, который будет вращаться. А вы сможете точить об него разные предметы, начиная с ножей, заканчивая топорами и лопатами. Согласитесь, вещь довольно нужная в хозяйстве. Также из двигателя можно соорудить другие устройства, которые требуют вращения, например, промышленный миксер или еще что.

Напишите в комментариях, что вы решили сделать из старого двигателя для стиральной машины, думаем многим будет это очень интересно и полезно прочитать.

Если вы придумали, что сделать со старым мотором, то первый вопрос, который вас может тревожить, это как подключить электродвигатель от стиральной машины в сеть 220 в. И как раз на этот вопрос мы вам и поможем найти ответ в этой инструкции.

Перед тем как приступить непосредственно к подключению мотора, нужно сначала ознакомиться с электрической схемой, на которой будет все понятно.

Подключение двигателя от стиральной машины к сети 220 Вольт не должно занять у вас много времени. Для начала посмотрите на провода, которые идут от двигателя, сначала может показаться, что их достаточно много, но на самом деле, если посмотреть на вышеприведенную схему, то далеко не все нам нужны. Конкретно нас интересуют провода только ротора и статора.

Разбираемся с проводами

Если посмотреть на колодку с проводами спереди, то обычно первые два левых провода — это провода таходатчика , через них регулируются обороты двигателя стиральной машины. Они нам не нужны. На изображении они белые и перечеркнуты оранжевым крестом.

Дальше идет провода статора красный и коричневый. Мы их пометили красными стрелочками чтобы было более понятно. Следующие за ними идут два провода на щетки ротора – серый и зеленый, которые помечены синими стрелками. Все провода, на которые указаны стрелки нам понадобятся для подключения.

Для подключения мотора от стиральной машины к сети 220 В нам не потребуется пускового конденсатора, а также сам двигатель не нуждается в пусковой обмотке.

В разных моделях стиральных машин провода будут отличаться по цветам, но принцип подключения остается тот же. Вам просто нужно найти необходимые провода прозвонив их мультиметром.

Для этого переключите мультиметр на измерение сопротивления. Одним щупом касайтесь первого провода, а вторым ищите его пару.

У работающего тахогенератора в спокойном состоянии обычно сопротивление составляет 70 Ом. Эти провода вы найдете сразу и уберете их в сторону.

Остальные провода просто прозванивайте и находите им пары.

Подключаем двигатель от стиральной машины автомат

После того как мы нашли нужные нам провода осталось их соединить. Для этого делаем следующее.

Согласно схеме нужно соединить один конец обмотки статора со щеткой ротора. Для этого удобнее всего сделать перемычку и заизолировать ее.


На изображении перемычка выделена зеленым цветом.

После этого у нас остаются два провода: один конец обмотки ротора и провод, идущий на щетку. Они-то нам и нужны. Эти два конца и соединяем с сетью 220 в.

Как только вы подадите напряжение на эти провода, мотор сразу же начнет вращение. Двигатели стиральных машин довольно мощные, поэтому будьте внимательны, чтобы не возникло травм. Лучше всего мотор предварительно закрепить на ровной поверхности.

Если вы хотите сменить вращение двигателя в другую сторону, то нужно просто перекинуть перемычку на другие контакты, поменять провода щеток ротора местами. Посмотрите на схеме, как это выглядит.


Если вы все сделали правильно, то мотор начнет вращаться. Если же этого не случилось, то проверьте двигатель на работоспособность и уже после этого делайте выводы.
Подключить мотор современной стиральной машинки достаточно просто, что не скажешь о старых машинках. Здесь схема немного другая.

Подключение мотора старой стиральной машины

Подключение двигателя старой стиралки немного сложнее и потребует от вас найти нужные обмотки самим с помощью мультиметра. Для того, чтобы найти провода, прозвоните обмотки двигателя и найдите пару.


Для этого переключите мультиметр на измерение сопротивления, одним концом коснитесь первого провода, а вторым по очереди найдите его пару. Запишите или запомните сопротивление обмотки — нам это понадобится.

Дальше аналогично отыщите вторую пару проводов и зафиксируйте сопротивление. У нас получилось две обмотки с разным сопротивлением. Теперь нужно определить какая из них рабочая, а какая пусковая. Тут все просто, у рабочей обмотки сопротивление должно быть меньше чем у пусковой.

Для запуска двигателя подобного плана вам понадобится кнопка или пусковое реле. Кнопка нужна с не фиксируемым контактом и подойдет, допустим, кнопка от дверного звонка.

Теперь подключаем двигатель и кнопку по схеме: Но обмотку возбуждения (ОВ) напрямую подается 220 В. На пусковую же обмотку (ПО) нужно подать это же напряжение, только для запуска двигателя на короткий срок, и отключить ее — для этого и нужна кнопка (SB).

ОВ соединяем напрямую с сетью 220В, а ПО соединим с сетью 220 В через кнопку SB.

• ПО – пусковая обмотка. Предназначается только для запуска двигателя и задействована в самом начале, пока двигатель не начнет вращаться.
• ОВ – обмотка возбуждения. Это рабочая обмотка, которая постоянно находится в работе, она и вращает двигатель все время.
• SB – кнопка с помощью которой подается напряжение на пусковую обмотку и после запуска мотора отключает ее.

После того, как вы произвели все подключение, достаточно запустить двигатель от стиральной машины. Для этого нажмите на кнопку SB и, как только двигатель начнет вращаться, отпустите ее.

Для того чтобы сделать реверс (вращения двигателя в противоположную сторону), вам нужно поменять местами контакты обмотки ПО. Тем самым мотор начнет вращение в другую сторону.

Все, теперь мотор от старой стиралки может сослужить вам в качестве нового устройства.

Перед запуском двигателя обязательно закрепите его на ровной поверхности, т. к. обороты вращения его достаточно большие.

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 – 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.

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.

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.

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»?

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.

Домашнему мастеру в хозяйстве часто приходится делать то, что вручную не всегда легко и удобно. На помощь в таком случае приходят разнообразные станки. Но для нужно устройство, которое будет их приводить в движение, например, электродвигатель. Но асинхронные трёхфазные двигатели хоть и просты в устройстве и очень распространены, но не всегда есть возможность найти и купить конденсаторы для него. Поэтому вы можете использовать . В этой статье мы рассмотрим схему подключения двигателя от стиральной машины к сети для прямого вращения и реверса.

Какие двигатели используют в стиральных машинах

В большинстве стиральных машин используются коллекторные электродвигатели. Они удобны тем, что не требуют пусковых и рабочих конденсаторов, могут напрямую подключаться к сети. К тому же простейший регулятор оборотов для них можно купить в любом магазине электротоваров.

Коллекторный двигатель от стиральной машины состоит из:

• Ротора с коллектором;

  Щеточного узла;

  Тахогенератора или датчика холла.

Для измерения оборотов двигателя и их регулирования используются как раз-таки тахогенераторы или датчики холла. Их для обычного пуска от двигателя от сети 220В не используют, но нужны для работы со сложными регуляторами оборотов, которые поддерживают мощность на валу независимо от его нагрузки (в пределах номинальной, естественно).

Схема подключения

Изначально двигатели от стиральной машины подключаются к сети с помощью клеммной колодки. Если её не сняли до вас — при осмотре двигателя вы увидите подобную картинку:

Порядок расположение проводов может отличаться, но в основном их назначение такое:

2 провода от щеток;

2 или 3 провода от обмотки статора.

2 провода от датчика оборотов.

Примечание:

Если у вас три провода от статора, то один из них — это средний вывод, используется для повышения оборотов в режиме отжима. Тогда если вы обнаружили, что одна пара проводов даёт сопротивлении выше чем другая пара, то подключившись к концам с большим сопротивлением обороты будут меньше, но крутящий момент выше. А если выберете выводы с меньшим сопротивлением, то наоборот - обороты выше, а момент ниже.

В зависимости от конкретной модели на колодке могут быть выведены контакты какой-нибудь защиты, например, тепловой и прочее. В итоге для просто подключения к сети нам потребуется четыре провода, например, такие:

Напомним, что надбавляющие большинство двигателей — это коллекторные двигатели с последовательным возбуждением. Что это значит? Нужно подключать обмотку статора последовательно с обмоткой возбуждения, то есть с обмоткой якоря.

Чтобы это сделать нужно один конец обмотки статора подключить к сетевому проводу, второй конец обмотки статора соединяем с проводом одной из щеток, а вторую щетку подключаем ко второму сетевому проводу, такая схема подключения изображена на рисунке ниже.

Реверс

На практике случается так, что для применения в стенке невозможно закрепить двигатель в другой плоскости, то вам может не подойти его направление вращения. Отчаиваться не нужно. Чтобы изменить направление вращения двигателя от стиральной машины нужно всего лишь переключить местами концы обмотки статора и обмотки возбуждения.

Чтобы в процессе работы была возможность переключения направления вращения двигателя нужно использовать тумблер типа DPDT. Это шести контактные тумблеры, в которых есть две независимых контактных группы (два полюса) и два положения, в которых средний контакт соединяется либо с одним, либо с другим крайним контактом. Его внутренняя схема изображена выше.

Схема подключения двигателя от стиральной машины с возможностью переключения направления вращения и изображена ниже.

Вам нужно припаять провода от щеток к крайним контактам тумблера, а к одному из средних контактов провод от обмотки статора, ко второму — сетевой провод. Второй конец обмотки статора всё также соединяется с сетью. После этого нужно припаять перемычки к свободным двум контактам "крест—накрест".

Регулировка оборотов

Обороты всех коллекторных двигателей легко регулируются. Для этого изменяют ток через их обмотки. Сделать это можно изменив напряжение питания, например, срезав часть фазы, снизив действующее значение напряжения. Такой способ регулировки называется Система Импульсно-Фазового Управления (СИФУ).

На практике для регулировки двигателя от стиралки можно использовать любой мощностью 2.5-3 кВт. Можно использовать диммер для осветительных ламп, но в таком случае замените симистор на BT138X-600 или BTA20-600BW, например, или любой другой с 10 кратным запасом по току относительно потребления двигателя, если конечно изначальных характеристик не окажется достаточно. Схему подключения вы видите ниже.

Но за простоту решения приходится платить. Так как мы уменьшаем напряжение питания, то мы ограничиваем и ток. Соответственно уменьшается и мощность. Однако при нагрузке двигатель, чтобы поддерживать заданные обороты, начинает потреблять больший ток. В результате из-за пониженного напряжения двигатель не сможет развить максимальную мощность, и его обороты под нагрузкой упадут.

Чтобы этого избежать есть специальные платы, которые поддерживают заданные обороты получая обратную связь от датчика оборотов. Именно тех проводов, которые мы не задействовали в рассмотренных схемах. Работает это по алгоритму подобного такому:

1. Проверка заданного числа оборотов.

2. Считывание значений датчика и сохранение их в регистр.

3. Сравнение показаний датчика, реальных оборотов с заданными.

4. Если реальные обороты соответствуют заданным — ничего не делать. Если обороты не соответствуют тогда:

Если обороты повышены — увеличиваем угол среза фазы СИФУ на определенное значение (понижаем напряжение, ток и мощность);

Если обороты понижены — уменьшаем угол среза фазы СИФУ (повышаем напряжение, ток и мощность).

И так повторяется по кругу. Таким образом когда вы нагружаете вал двигателя — система сама принимает решение увеличить напряжение подаваемого на двигатель или уменьшить его когда нагрузка увеличивается.

Необязательно бросаться за разработку такого , есть недорогие готовые решения. Примером такого устройства являются построенные . Пример схемы подключения вы видите ниже.

Здесь подписи обозначают:

М - выход на двигатель.

AC - подключение к сети.

T - подключение к таходатчику.

R0 - регулятор текущих оборотов.

R1 - минимальные обороты.

R2 - максимальные обороты

R3 - для подстройки схемы, если двигатель работает неравномерно.

Схема приведенной платы (для увеличения нажмите на рисунок):

Заключение

Учтите, что коллекторный, или как его еще называют в народе, щеточный двигатель от стиральных машин довольно высокооборотист, в районе 10000-15000 об/мин. Это связано с его конструкцией. Если вам нужно достичь малых оборотов, например, 600 об/мин, используйте ременную или зубчатую передачу. В противном случае, даже с применением специального регулятора вам не получится добиться нормальной работы.

1. Применение коллекторных двигателей в стиральных машинах

Коллекторные двигатели получили широкое применение не только в электроинструменте (дрели, шуруповёрты, болгарки и т.д), мелких бытовых приборах (миксеры, блендеры, соковыжималки и т.п), но и в стиральных машинах в качестве двигателя привода барабана. Коллекторными двигателями оснащено большинство (примерно 85%) всех бытовых стиральных машин. Эти двигатели применялись уже во многих стиральных машинах ещё с середины 90-х годов и со временем полностью вытеснили однофазные конденсаторные асинхронные двигатели .

Коллекторные моторы более компактные, мощные и простые в управлении. Этим и объясняется их столь массовое применение. В стиральных машинах применяются коллекторные двигатели таких марок производителей как: INDESCO, WELLING, C.E.S.E.T., SELNI, SOLE, FHP, ACC . Внешне они немного отличаются друг от друга, могут иметь разную мощность, тип крепления, но принцип работы их совершенно одинаковый.

2. Устройство коллекторного двигателя для стиральной машины

1. Статор 2. Коллектор ротора 3. Щётка (применяются всегда две щётки, вторую на рисунке не видно) 4. Магнитный ротор тахогенератора 5. Катушка (обмотка) тахогенератора 6. Стопорная крышка тахогенератора 7. Клеммная колодка двигателя 8. Шкив 9. Алюминиевый корпус Рис.2

Коллекторный двигатель - это однофазный двигатель с последовательным возбуждением обмоток, предназначенный для работы от сети переменного или постоянного тока. Поэтому его называют ещё универсальный коллекторный двигатель (УКД). Большинство коллекторных двигателей применяемых в стиральных машинах имеют конструкцию и внешний вид представленный на (рис.2) Данный двигатель имеет ряд таких основных частей как: статор (с обмоткой возбуждения), ротор, щетка (скользящий контакт, всегда применяются две щётки), тахогенератор (магнитный ротор которого крепится к торцевой части вала ротора, а катушка тахогенератора фиксируется стопорной крышкой или кольцом). Все составные части скрепляются в единую конструкцию двумя алюминиевыми крышками, которые образуют корпус двигателя. На клеммную колодку выводятся контакты обмоток статора, щёток, тахогенератора необходимые для подключения к электрической схеме. На вал ротора запрессован шкив, через который посредством ременной передачи приводится в движение барабан стиральной машины. Чтобы в дальнейшем лучше понять как работает коллекторный двигатель, давайте рассмотрим устройство каждого из его основных узлов.

2.1 Ротор (якорь)

Рис.3

Ротор (якорь) - вращающаяся (подвижная) часть двигателя (Рис.3) . На стальной вал устанавливается сердечник, который для уменьшения вихревых токов изготавливают из наборных пластин электротехнической стали. В пазы сердечника укладываются одинаковые ветви обмотки, выводы которых прикреплены к контактным медным пластинам (ламелям), образующие коллектор ротора. На коллекторе ротора в среднем может быть 36 ламелей располагающихся на изоляторе и разделённые между собой зазором. Для обеспечения скольжения ротора, на его вал запрессовываются подшипники, опорами которых служат крышки корпуса двигателя. Так же, на вал ротора запрессован шкив с проточенными канавками для ремня, а на противоположной торцевой стороне вала есть отверстие с резьбой в которое прикручивается магнитный ротор тахогенератора.

2.2 Статор

Статор - неподвижная часть двигателя (Рис.4) . Для уменьшения вихревых токов, сердечник статора выполнен из наборных пластин электротехнической стали образующих каркас, на котором уложены две равные секции обмотки соединённые последовательно. У статора почти всегда есть только два вывода обеих секций обмотки. Но в некоторых двигателях применяется так называемое секционирование обмотки статора и дополнительно имеется третий вывод между секциями. Обычно это делается из-за того, что при работе двигателя на постоянном токе, индуктивное сопротивление обмоток оказывает меньшее сопротивление постоянному току и ток в обмотках выше, поэтому задействуются обе секции обмотки, а при работе на переменном токе включается лишь одна секция, так как переменному току индуктивное сопротивление обмотки оказывает большее сопротивление и ток в обмотке меньше. В универсальных коллекторных двигателях стиральных машин применяется тот же принцип, только секционирование обмотки статора необходимо для увеличения количества оборотов вращения ротора двигателя. При достижении определённой скорости вращения ротора, электрическая схема двигателя коммутируется таким образом, чтобы включалась одна секция обмотки статора. В результате индуктивное сопротивление снижается и двигатель набирает ещё большие обороты. Это необходимо на стадии режима отжима (центрифугирования) в стиральной машине. Средний вывод секций обмотки статора применяется не во всех коллекторных двигателях.

Рис.4 Статор коллекторного двигателя (вид с торца)

Для защиты двигателя от перегрева и токовых перегрузок, последовательно через обмотку статора включают тепловую защиту с самовосстанавливающимися биметаллическими контактами (на рисунке тепловая защита не показана). Иногда контакты тепловой защиты выводят на клеммную колодку двигателя.

2.3 Щётка

Рис.5

Щётка - это скользящий контакт, является звеном электрической цепи обеспечивающим электрическое соединение цепи ротора с цепью статора. Щётка крепится на корпусе двигателя и под определённым углом примыкает к ламелям коллектора. Применяется всегда как минимум пара щёток, которая образует так называемый щёточно-коллекторный узел. Рабочая часть щётки - графитовый брусок с низким удельным электрическим сопротивлением и низким коэффициентом трения. Графитовый брусок имеет гибкий медный или стальной жгутик с припаянной контактной клеммой. Для прижима бруска к коллектору применяется пружинка. Вся конструкция заключена в изолятор и крепится к корпусу двигателя. В процессе работы двигателя, щётки из-за трения о коллектор стачиваются, поэтому они считаются расходным материалом.

(от др.-греч. τάχος - быстрота, скорость и генератор) - измерительный генератор постоянного или переменного тока, предназначенный для преобразования мгновенного значения частоты (угловой скорости) вращения вала в пропорциональный электрический сигнал. Тахогенератор предназначен для контроля скорости вращения ротора коллекторного двигателя. Ротор тахогенератора крепится напрямую к ротору двигателя и при вращении в обмотке катушки тахогенератора по закону взаимоиндукции наводится пропорциональная электродвижущая сила (ЭДС). Значение переменного напряжения, считывается с выводов катушки и обрабатывается электронной схемой, а последняя в конечном итоге задаёт и контролирует необходимую, постоянную скорость вращения ротора двигателя. Такой же принцип работы и конструкцию имеют тахогенераторы применяемые в однофазных и трёхфазных асинхронных двигателях стиральных машин.

Рис.6

В коллекторных двигателях некоторых моделей стиральных машин марки Bosch (Бош) и Siemens (Сименс) вместо тахогенератора применяется датчик Холла . Это очень компактный и недорогой полупроводниковый прибор, который устанавливается на неподвижной части двигателя и взаимодействует с магнитным полем кругового магнита установленным на валу ротора непосредственно рядом с коллектором. У датчика Холла три вывода, сигналы с которого так же считываются и обрабатываются электронной схемой (подробно принцип работы датчика Холла в данной статье мы рассматривать не будем).

Как и в любом электродвигателе, принцип работы коллекторного двигателя основан на взаимодействии магнитных полей статора и ротора, через которые проходит электрический ток. Коллекторный двигатель стиральной машины имеет последовательную схему подключения обмоток. В этом легко убедится рассмотрев его развёрнутую схему подключения к электрической сети (Рис.7) .

У коллекторных двигателей стиральных машин, на контактной колодке может быть от 6 до 10 задействованных контактов. На рисунке представлены все максимальные 10 контактов и всевозможные варианты подключения узлов двигателя.

Зная устройство, принцип работы и стандартную схему подключения коллекторного двигателя, без труда можно запустить любой двигатель напрямую от электросети без применения электронной схемы управления и для этого не надо запоминать особенности расположения выводов обмоток на клеммной колодке каждой марки двигателя. Для этого, достаточно всего лишь определить выводы обмоток статора и щёток и подключить их согласно схеме на приведённом ниже рисунке.

Порядок расположения контактов клеммной колодки коллекторного двигателя стиральной машины выбран произвольно.

Рис.7

На схеме, оранжевыми стрелочками условно показано направление тока по проводникам и обмоткам двигателя. От фазы (L) ток идёт через одну из щёток на коллектор, проходит по виткам обмотки ротора и выходит через другую щётку и через перемычку ток последовательно проходит по обмоткам обеих секций статора доходя до нейтрали (N).

Такой тип двигателя независимо от полярности подаваемого напряжения вращается в одну сторону, так как за счёт последовательного соединения обмоток статора и ротора смена полюсов их магнитных полей происходит одновременно и результирующий момент остаётся направленным в одну сторону.

Для того, чтобы двигатель начал вращаться в другую сторону, необходимо лишь изменить последовательность коммутации обмоток.
Пунктирной линией обозначены элементы и выводы, которые задействованы не во всех двигателях. Например датчик Холла, выводы термозащиты и вывод половины обмотки статора. При запуске коллекторного двигателя напрямую, подключаются только обмотки статора и ротора (через щётки).

Внимание! Представленная схема подключения коллекторного двигателя напрямую, не имеет средств электрической защиты от короткого замыкания и устройств ограничивающих ток. При таком подключении от бытовой сети, двигатель развивает полную мощность, поэтому не следует допускать длительного прямого включения.

4. Управление коллекторным двигателем в стиральной машине

Принцип действия электронных схем, в которых используется симистор, основан на двухполупериодном фазовом управлении. На графике (рис.9) показано как изменяется величина питающего мотор напряжения в зависимости от поступающих на управляющий электрод симистора импульсов с микроконтроллера.

Рис.9 Изменение величины питающего напряжения в зависимости от фазы поступающих импульсов управления

Таким образом можно отметить,что частота вращения ротора двигателя напрямую зависит от напряжения прикладываемого к обмоткам двигателя.

Ниже, на (Рис.10) представлены фрагменты условной электрической схемы подключения коллекторного двигателя с тахогенератором к электронному блоку управления (EC) .
Общий принцип схемы управления коллекторного двигателя таков. Управляющий сигнал с электронной схемы поступает на затвор симистора (TY) ,тем самым открывая его и по обмоткам двигателя начинает протекать ток,что приводит к вращению ротора (M) двигателя. Вместе с тем, тахогенератор (P) передаёт мгновенное значение частоты вращения вала ротора в пропорциональный электрический сигнал. По сигналам с тахогенератора создаётся обратная связь с сигналами управляющих импульсов поступаемых на затвор симистора. Таким образом обеспечивается равномерная работа и частота вращения ротора двигателя при любых режимах нагрузки, вследствие чего барабан в стиральных машинах вращается равномерно. Для осуществления реверсивного вращения двигателя применяются специальные реле R1 и R2 ,коммутирующие обмотки двигателя.
Рис.10 Изменение направления вращения двигателя

В некоторых стиральных машинах, коллекторный двигатель работает на постоянном токе. Для этого, в схеме управления, после симистора, устанавливают выпрямитель переменного тока построенный на диодах ("диодный мост"). Работа коллекторного двигателя на постоянном токе увеличивает его КПД и максимальный крутящий момент.

5. Достоинства и недостатки универсальных коллекторных двигателей

К достоинствам можно отнести: компактные размеры, большой пусковой момент, быстроходность и отсутствие привязки к частоте сети, возможность плавного регулирования оборотов (момента) в очень широком диапазоне — от ноля до номинального значения — изменением питающего напряжения, возможность применения работы как на постоянном,так и на переменном токе.
Недостатки - наличие коллекторно-щёточного узла и в связи с этим: относительно малая надёжность (срок службы), искрение возникающее между щётками и коллектором из-за коммутации, высокий уровень шума, большое число деталей коллектора.

6. Неисправности коллекторных двигателей

Самая уязвимая часть двигателя - коллекторно-щёточный узел. Даже в исправном двигателе, между щётками и коллектором происходит искрение, которое довольно сильно нагревает его ламели. При износе щёток до предела и вследствие их плохого прижима к коллектору, искрение порой достигает кульминационного момента представляющего электрическую дугу. В этом случае ламели коллектора сильно перегреваются и иногда отслаиваются от изолятора, образуя неровность,после чего,даже заменив изношенные щётки, двигатель будет работать с сильным искрением,что приведёт его к выходу из строя.

Иногда происходит межвитковое замыкание обмотки ротора или статора (значительно реже), что так же проявляется в сильном искрении коллекторно-щёточного узла (из-за повышенного тока) или ослаблении магнитного поля двигателя, при котором ротор двигателя не развивает полноценный крутящий момент.
Как мы и говорили выше, щётки в коллекторных двигателях при трении о коллектор со временем стачиваются. Поэтому большая часть всех работ по ремонту двигателей сводится к замене щёток.