Инверторный мотор: принцип действия, достоинства и недостатки электродвигателя

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

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].

Стоит ли покупать инверторные стиральные машины для дома?

Многие из нас наверняка слышали о том, что на рынке появились инверторные стиральные машины. Благодаря усовершенствованному мотору процесс стирки происходит намного быстрее и комфортнее, кроме того изобретение даёт возможность минимизировать шумы, издаваемые устройством во время отжима. Так ли это? Давайте разберёмся вместе с вами.

Стиралка с инвертором

Как работает инверторный двигатель?

Инверторные двигатели – это новейшая разработка корейцев. Ранее они использовались в кондиционерах и микроволновках. Но теперь с подачи таких брендов, как Самсунг и LG, стали внедряться в современные устройства для стирки белья, повышая их класс энергоэффективности.

Впервые мотор инверторного типа увидел свет в 2005 году благодаря талантливому учёному из корейского концерна LG.

Суть инверторного движка заключается в том, что его обороты формирует частотный преобразователь, называемый физиками инвертором. Действие последнего направлено на переформатирование переменного тока в постоянный, — на выходе получаем новый переменный ток требуемой частоты. Подобные манипуляции дают возможность точно отрегулировать скорость вращения агрегата и поддерживать частоту оборотов на нужном уровне.

Инверторный движок не имеет щёточек Обычный двигатель

Так чем же отличаются инверторные стиральные машины от обычных? Внутренним строением двигателя, который не имеет трущихся щеток. Ротор таких устройство осуществляет вращение, как и любой другой электрический двигатель – при помощи электромагнитного поля.

Преимущества инверторного мотора

Инверторные стиральные машины могут похвастать:

  • меньшим расходом энергии и лучшим КПД (это происходит за счёт того, что в конструктиве было уменьшено количество трущихся частей);
  • высокой долговечностью (вам не придётся время от времени менять щётки движка);
  • низким уровнем шума (достигается, опять же, за счёт ликвидации трущихся друг об друга частей);
  • уменьшением вибраций в процессе стирки, что способствует лучшему распределению белья в барабане;
  • моментальным выходом на нужные обороты и их поддержкой;
  • более плавным стартом, что меньше изнашивает движок;
  • отжимом на высокой скорости;
  • практически сухим бельём на выходе за счёт большого количества оборотов за минуту (до 2000).

Сухое бельё на выходе

Машинки «Самсунг» и LG с инверторным движком

Стиральные машинки именитого бренда Самсунг серии Crystal Standard могут похвастать не только современным инверторным двигателем, но и технологией стирки с пузырьками, которая обеспечивает надлежащий процесс даже при температуре в 15 градусов. Деликатная стирка и наличие режима , направленного на ликвидацию самых частых пятен, существенно экономят ваше время и деньги. Помимо богатого функционала, техника имеет шикарный футуристический дизайн.

Стиральная машина Самсунг с двигателем инверторного типа

Линейка машин серии Yukon с инверторными двигателями также имеет технологию Eco Bubble. Стиральное устройство способно проводить очистку вещей при помощи пара (так называемая «сухая стирка»), что особенно актуально для костюмов, холлофайберов, шерстяных изделий.

Производитель LG пошёл ещё дальше. Он оснастил свои модели инверторным двигателем, работающим по принципу прямого привода (серия «Direct Drive»). Таким образом, агрегат издаёт минимальное количество шума, обеспечивая комфортные условия для вас и вашей семьи.

Машинки LG: инвертор + прямой привод обеспечат бесшумную работу

Примечательной моделью является 6 Motion, предусматривающая разное движение барабана. Всего насчитывается 6-ть вариантов вращения:

  1. Стандартное.
  2. Реверсионное, главная задача которого – лучше расщепить моющее средство;
  3. Покачивание. Применяется на стадии замачивания вещей.
  4. Кручение. Подходит для режима стирки.
  5. Насыщение. Равномерно распределяет моющее средство на загруженной одежде.
  6. Разглаживание. Обеспечивает правильное растягивание вещей, что уменьшает усилия пользователя во время глажки.

Представленные на нашем рынке модели давно доказали свою эффективность.

Именитые европейские бренды Electrolux, Candy, Bosch, Whirlpool стали оснащать выпускаемые автоматы подобным движком. А известная марка AEG на столько уверена в долговечности своих изделий, что поставила 10-ти-летнюю гарантию на стиралки с инверторным мотором.

Если у вас в почёте отечественные производители, не обходите стороной белорусскую марку «Атлант».

Белорусская стиральная машина Атлант с инвертором

Инверторные стиральные машины: стоит ли покупать?

Всем известно, стиральные машины инверторного типа нельзя назвать доступными. А теперь давайте разберёмся, стоит ли платить за стиралку с усовершенствованным движком баснословные деньги.

Бесспорным преимуществом инверторных машинок является энергоэффективность. По сравнению с обычными стиралками, усовершенствованные модели потребляют на 20% меньше электричества (по крайней мере, так заявлено в рекламе).

Давайте разберёмся на примере. Вы загрузили в барабан стиралки 2 кг грязного белья. Если у вас обычная стиральное приспособление, — барабан будет работать на максимальной скорости. Выбирая машинку инверторного типа, вы обеспечите «разумную» работу движка: за счёт регулировки оборотов мотор не будет раскручен максимально. Таким образом, благодаря стабилизации скорости вращения устройство будет потреблять меньше электроэнергии.

Учитывая то, что основная масса энергии идёт на подогрев воды, используя подобные агрегаты, реально удастся сэкономить 2-6% , если не будете загружать барабан на полную катушку.

Разберём такой критерий, как «бесшумность». Стиральные устройства с прямым приводом (к примеру, LG Direct Drive) работают намного тише, поскольку барабан вращается без использования ремня. Кроме того, возможно вам не понравятся завывания и свист, издающиеся инверторными моторами.

Система Директ Драйв — прямой привод

Отжим на высокой скорости – это весьма хороший аргумент в пользу быстрой стирки. Но вам следует знать, что обороты 1600-2000 за минуту могут пагубно сказаться на целостности вашей одежды. Иногда получается, что вы достаёте не хорошо отжатую вещь, а её отдельные кусочки.

Разработчики инверторных двигателей заявляют, что их детище обеспечит долголетие стиральной машине. Напрашивается вполне закономерный вопрос: «А сколько вы готовы эксплуатировать свою стиралку?» Возможно, 10-15 лет. С этим показателем вполне справится практически каждая стиральная машина среднего ценового сегмента. К тому же ничто не стоит на месте, тем более научный прогресс. Через десяток лет стиральные машины будут более совершенны, и вы 100% захотите приобрести какую-нибудь современную модель. А теперь подумайте, нужна ли вам долговечность за бешеные деньги.

Машины с инверторами: поломки случаются редко

Что касается точности оборотов, то это достоинство весьма сомнительно. Купленный вами агрегат должен попросту хорошо стирать и качественно отжимать бельё. И какая разница, с какой точностью это будет происходить.

Инверторные стиральные машины – это устройства с современным двигателем. В случае поломки его составляющих вам нужно будет выложить кругленькую сумму за замену отдельных деталей.

Какими же критериями руководствоваться при покупке?

Покупаете машину инверторного типа, обращайте внимание на следующие показатели:

    Класс энергоэффективности. Он должен обозначаться буквой «А» с последующими плюсами. Чем больше плюсов, тем экономичнее будет работать стиралка.

Классы энергоэффективности

  • Скорость отжима. Как правило, модели с инверторными движками обеспечивают 1600 оборотов в минуту. Но не стоит гнаться за подобным показателем, ведь некоторые вещи могут повредиться при отжиме 1000 оборотов.
  • Вес. В данном случае ориентируйтесь на потребности семьи. Если у вас 3-4 человека, то приобретайте устройство, барабан которого рассчитан минимум на6 кг.

    Выбирайте стиральную машинку нужной вместительности

  • Уровень шума.Измеряется в децибелах ( дБ). Шум при отжиме не должен превышать 75 дБ.
  • Функционал автомата. Желательно, чтобы были функции «Контроль чрезмерного пенообразования», «Стирка паром», «Защита от детей», «Без глажки», «Ночная сушка», «Отложенный старт».
  • Также выбирайте устройства, которые имеют защиту от протечек – специальные клапаны и поддон.

    Таким образом, наличие инверторного двигателя нового поколения абсолютно не говорит о качестве стирки. Когда вы собираетесь купить стиральную машину, не стоит руководствоваться всего одним критерием – «чтобы был индукционный движок». Лучше выбирайте устройство на основе главных показателей работы, удобства в использовании программного обеспечения и режимов стирки, а инверторный мотор пускай станет приятным бонусом.

    5 мысли о “Стоит ли покупать инверторные стиральные машины для дома?”

    Пингбэк: Стиральная машина Samsung AddWash: добавляй в процессе стирки

    Пингбэк: Стиральная машина LG TWIN Wash: стирка в две руки

    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 стиральной машины: плюсы и минусы

    Инверторный электродвигатель — это весьма распространенное электрическое устройство, довольно часто встречающееся в различных типах бытовой техники. Данный вид мотора имеет очевидные преимущества над своими устаревшими предшественниками: коллекторным и асинхронным моторами. В стиральной машине они начали применяться в числе первых и быстро вытеснили конкурентов.

    Чтобы барабан вращался, необходимо преобразовать электрическую энергию в механическую. В старых типах машин барабан запускался с помощью ременного привода. Бесколлекторный двигатель стал инновацией на рынке, свежей струей воздуха, в числе первых его начали использовать корейские и японские компании. Инверторный тип мотора имеет также ротор и статор, однако работает он по иному принципу. Благодаря трехфазной системе управления привод воздействует с барабаном напрямую, минуя многочисленных посредников. Барабан, подшипники, сальники и ротор находятся на одной линии, они не имеют в своей цепи никаких дополнительных элементов, нарушающих структуру и работы агрегата.

    Как работает инверторный двигатель?

    Уникальность инверторного электрического двигателя заключается в том, что он способен переменный ток преобразовывать в постоянный. Он производит электромагнитную индукцию, как и остальные устройства подобного рода. Однако у частотного преобразователя в конструкции отсутствуют устаревшие угольные щетки, что сказывается на себестоимости устройства. Инвертор получает на выходе постоянный ток и таким образом контролирует частоту вращения ротора.

    Преимущества инверторного двигателя

    • Отсутствие в составе конструкции токоподводящих угольных щеток и приводного резинового ремня, приводящего в движение барабан в коллекторном типе двигателя. Это исключает две дополнительные поломки, с которыми может столкнуться владелец стиральной машины, а значит, инвертоный двигатель можно назвать более надежным и долговечным в процессе эксплуатации.
    • Правильно установленные на валу ротора подшипники обеспечивают стабильную работу сальников, поэтому аппарат не создает в своей работе дополнительного шума. В процессе стирки владелец стиральной машины слышит лишь шум полоскающегося белья. В конструкции мотора нет дополнительных элементов, способных производить высокие децибелы и создавать в квартире обладателя громкие шумы. Подобные двигатели работают на уровне 53-76 дБ в зависимости от типа аппарата.
    • Вращение ротора происходит бесшумно, но, в то же время, работает он четко и с высокой скоростью в течение полного цикла стирки. Барабан стиральной машины не сбавляет обороты, обеспечивая высокое качество отжима белья. Предельные значения для некоторых машин достигают 1600-2000 об/мин. Получить такие значения в коллекторном типе мотора было невозможно. Теперь владельцы стиральных машин имеют возможность доставать после стирки практически сухие вещи.
    • В инверторном типе двигателя отсутствую многие элементы, жизненно необходимые для коллектора, поэтому здесь исключена любая потребность в их дополнительном техническом обслуживании. А значит, приобретая машину с подобным видом мотора, владелец заметно экономит средства семейного бюджета.
    • Немаловажным преимуществом стиральной машины с инверторным двигателем является ощутимая для потребителя экономия расхода воды и электроэнергии. Это заметный плюс для среднего покупателя, который стремится к экономии средств во всех сферах жизнедеятельности.

    В качестве преимуществ можно назвать и такие особенности стиральной машины с инверторным мотором, как точность настройки режимов стирки и небольшие габариты самого двигателя. Таким образом, потенциального покупателя, стремящегося сэкономить место в доме или квартире, склоняют к единственно правильному выбору. Аппарат будет не только смотреться аккуратно и гармонично вписываться в интерьер, он обладает особым «разумом», который в процессе перегруза белья способен остановить процесс стирки. Это исключает дополнительных неудобств, таких как протечка воды и поломка барабана. Подтопить соседей вряд ли удастся, если в доме стоит умная машинка подобного типа.

    Недостатки инверторного двигателя

    • При высокой скорости отжима белья, о которой говорилось выше, повышается вероятность его повреждения, оно кажется более изношенным за счет дополнительного воздействия на материал. Желание быстро постирать и высушить изделие может сыграть с владельцем стиральной машины злую шутку. Быстро — это не всегда качественно. Поэтому при стирке необходимо обращать внимание на тип ткани, не каждая из них выдержит отжим в 2000 об/мин.
    • Инверторный тип двигателя — это современная нанотехнология, которую активно внедряют в свои разработки мировые производители бытовой техники. Это значит, что он имеет более высокую стоимость по сравнению с коллекторным мотором. Поэтому за компактную стиральную машинку, работающую бесшумно, придется выложить кругленькую сумму.
    • Третий недостаток вытекает из второго: как в процессе покупки, так и во время эксплуатации стиральная машинка будет стоить дороже своему владельцу, чем коллекторная. Но если она потребует дополнительного технического обслуживания, и один из элементов выйдет из строя.

    Стоит ли приобретать стиральную машинку с коллекторным типом двигателя?

    Стиральная машинка с инверторным типом двигателя — это машина с прямым приводом, который является явным преимуществом по сравнению с коллекторным типом мотора. Он более долговечен, надежен, стабилен, в его работе отмечается меньше сбоев и ошибок за счет отсутствия в своей конструкции дополнительных деталей, способных дать сбой. Его стоимость намного выше, но эти затраты окупаются в процессе эксплуатации аппарата. Кроме того, покупатель имеет возможность выбрать компактную машину с прежней вместительностью барабана и коэффициентом полезной деятельности.

    Инверторный двигатель в стиральной машине — Плюсы и минусы

    Известная южнокорейская компания LG начала заниматься изготовлением электродвигателей инверторного типа, обладающих уникальными характеристиками, с 2005 года. Благодаря управлению частотой питающего напряжения, имеется возможность эффективнее регулировать обороты мотора. Чаще всего инверторный двигатель можно встретить в приборах бытовой техники: стиральных, посудомоечных машинах, кондиционерах, холодильниках. Современные устройства, оснащенные принципиально новыми моторами, обладают лучшими техническими и эксплуатационными характеристиками.

    Принцип работы инверторных двигателей

    В обычных электромоторах коллекторного типа скорость вращения ротора хоть и поддавалась регулировкам, но имела низкий КПД. Чтобы ускорить или замедлить вращение барабана в стиральной машине, использовалась классическая схема с тиристором. Грубо говоря, обороты регулировались изменением амплитуды питающего напряжения. Инвертор имеет другое название – частотный преобразователь. Для инверторного двигателя переменный ток из сети преобразуется в постоянный, а затем – в переменный ток нужной частоты. При этом появляется возможность управлять частотой оборотов якоря.

    В конструкции частотного преобразователя отсутствуют привычные щетки, которые искрят, быстро истираются и требуют замены. Известно, чтобы привести в движение подвижную часть рабочего агрегата, электрическая энергия преобразуется в механическую. В инверторе вращение передается за счет создания электромагнитных полей, вследствие чего, износ рабочих деталей сведен к минимуму. Коэффициент полезного действия инверторного мотора намного выше коллекторных аналогов, благодаря более эффективному использованию энергии.

    Физический смысл трехфазного функционирования инверторного двигателя с бесщеточной системой:

    • переменный ток преобразуется в постоянный;
    • обратный переход на переменный ток;
    • установление переменного тока заданной частоты.

    Инверторный двигатель в стиральной машине

    Большинство стиральных машин старого типа оборудуются электродвигателями коллекторного или ассинхронного типа. В них крутящий момент передается с электромотора на барабан при помощи ременной передачи.

    Попытаемся объяснить, что значит инверторный двигатель в стиральной машине:

    1. Инвертор состоит из неподвижного диска с набором отдельных электромагнитных катушек, размещенных по окружности. Попеременно индуцируется образуется магнитное поле, которое притягивается магнитами, расположенными на вращающемся барабане.
    2. При подаче питания вокруг каждой из них попеременно индуцируется магнитное поле, которое притягивается магнитами, расположенными на вращающемся барабане.
    3. Чтобы корпус машины и барабан не намагничивались, крепление подвижной части производится через специальную пластиковую вставку.

    Теперь отпала необходимость устанавливать сложные ременные приводы. Благодаря новым разработкам, созданы бытовые приборы, работа которых основана на использовании электродвигателей с непосредственным приводом – Direct Drive. Мотор и барабан здесь установлены на общей оси.

    Инновационный принцип прямого привода с недавнего времени начал применяться при изготовлении современных инверторных стиральных машин известных производителей:

    Нужная программа стирки выбирается при помощи механического или электронного управления. В первом варианте используются механические регуляторы. Более современный вариант исполнения – кнопки, благодаря которым существенно продлен эксплуатационный срок передней панели. После нажатия на кнопку включения, стиралка самостоятельно выполнит необходимые операции:

    1. Взвешивание белья.
    2. Настройка температурного и скоростного режимов.
    3. Установка времени работы.

    Преимущества и недостатки стиральных машин инверторного типа

    Основные плюсы инверторных двигателей в стиральных машинках:

    1. Уменьшение энергетических затрат, благодаря отсутствию трущихся деталей (повышенная экономичность на 20%, в сравнении с моторами коллекторного типа).
    2. Существенное увеличение эксплуатационного срока (около 15 лет).
    3. Отсутствие необходимости в регулярном техническом обслуживании.
    4. Улучшенное качество стирки (замечено, что в таких машинах почти отсутствуют вибрации, что улучшает распределение белья внутри бака).
    5. Отжим осуществляется на высокоскоростных оборотах, благодаря чему, по завершении процесса – белье почти сухое.
    6. Снижение уровня шума работающего мотора.
    7. Автоматическое отключение агрегата при случайных перегрузках (машина включится только после того, как из барабана будет удалено лишнее белье).

    К некоторым минусам можно отнести:

    • повышенная чувствительность инверторов к перепадам напряжения в электросети;
    • сравнительно высокая стоимость готового изделия;
    • дороговизна запчастей, отдельных комплектующих, ремонтных работ.
    • интенсивный отжим может привести к ускоренному износу и потере внешнего вида белья.

    Полезные советы по эксплуатации инверторных машин:

    1. При установке агрегата необходимо обеспечить ровную горизонтальную поверхность без малейших изъянов.
    2. Для стирки использовать порошки или другие средства, имеющие специальную маркировку «автомат».
    3. Перед включением машины для следующей стирки рекомендуется выждать не менее двух часов.

    Инверторный двигатель в холодильнике

    При помощи инверторной системы переменный ток, потребляемый из электросети, преобразуется в постоянный. После чего производится обратный переход к переменному току с одновременным изменением его частоты.

    Холодильник, оборудованный традиционным мотором линейной конструкции, систематически отключается после достижения оптимальной температуры в камере, а затем снова включается. В процессе включения/выключения слышны характерные щелчки, во время работы двигателя – гудение. Каждый раз, при включении мотора, его рабочие элементы сильно разогреваются, испытывают максимальные нагрузки и чаще выходят из строя.

    Инверторный компрессор, после включения в сеть, доводит температуру холодильной камеры до расчетных параметров и далее продолжает работать в постоянном режиме на минимальных оборотах. При этом степень охлаждения внутреннего пространства поддерживается в заданном диапазоне.

    Плюсы и минусы инверторных двигателей в холодильнике

    Благодаря принципиальным различиям в работе представленных компрессоров, инверторный тип обладает определенными преимуществами:

    • снижение потребления электроэнергии;
    • отсутствие прерываний в работе, урчащих звуков, легких вздрагиваний;
    • бесшумность работы;
    • регулировка и поддержание постоянной температуры в холодильной камере;
    • длительный срок эксплуатации холодильного оборудования.

    Холодильникам с инверторным компрессором присвоен наивысший класс энергосбережения «А+++». Они экономичнее, чем их предшественники, на 20%. Экономия возможна, благодаря использованию максимальной мощности только при включении в сеть. После достижения заданных параметров, обороты снижаются, температура в камере остается постоянной.

    Увеличение эксплуатационного ресурса обеспечено отсутствием скачков амплитуды питающего напряжения, приводящее к ускоренному износу рабочих деталей механизма. Длительная работа холодильника с инверторным двигателем позволяет устанавливать гарантийный эксплуатационный срок не меньше десяти лет.

    Несмотря на большое количество достоинств, как и у всех работающих электротехнических механизмов, здесь также имеются некоторые недостатки:

    1. Основной минус холодильников с инверторным компрессором – это сравнительно высокая стоимость готовых изделий. С течением времени этот недостаток нивелируется значительной экономией энергозатрат.
    2. Значительные скачки напряжений в электросети вызывают отказ в работе сложного устройства, оборудованного инверторным двигателем.
    3. Повышенные требования к качеству электрической проводки в помещении.
    4. Пока еще трудно найти квалифицированного специалиста по ремонту инверторного холодильника.

    Производители современных инверторных холодильников включают в конструкцию специальные барьеры или стабилизаторы напряжения, с целью защитить продукцию от поломок. При возникновении причин, представляющих угрозу для стабильной работы, холодильное оборудование переводится в режим ожидания. Как только напряжение в сети становится нормальным, процесс возобновляется.

    Своими руками

    Какой двигатель стиральной машины лучше: инверторный, асинхронный или коллекторный?

    Производители стиралок используют электродвигатели трех типов: коллекторные, инверторные, асинхронные. Каждый из них имеет свои достоинства и изъяны. Они разные как технически, так и функционально. Перед потенциальным покупателем встает закономерный вопрос, машинку с каким двигателем лучше покупать? Чтобы дать объективную оценку, нужно подробно изучить каждый из доступных вариантов.

    Стиральные машины с коллекторным двигателем

    Подавляющее большинство стиралок оснащено именно таким мотором. Конструкция устройства – корпус из высококачественного алюминия, внутри которого расположены аппаратные модули. Щетки обеспечивают контакт между двигателем и ротором. Через эти комплектующие ток подается на якорь, создавая магнитное поле, которое заставляет мотор вращаться.

    Уровень электрического напряжения определяет интенсивность вращения. Коллекторный мотор расположен внизу стиралки. Он соединен со шкивом барабана специальным ремнем. Главные недостатки конструкции – щетки и ремень. В ходе эксплуатации машинки происходит естественный износ комплектующих. Щетки истираются, а ремень теряет эластичность. Поэтому детали приходится менять на новые.

    Электрические щетки – главная особенность коллекторных моторов. Они издают своеобразный шелест во время работы техники.

    • совместимость с постоянным и переменным током;
    • компактные габариты;
    • подлежит восстановлению в случае поломки;
    • интуитивно простая схема управления.

    Сила трения ремня преодолевается за счет увеличения объема потребляемой электроэнергии. Расход электричества возрастает, а КПД падает. Однако с этим утверждением можно спорить. Больше всего ресурсов потребляет ТЭН, а не мотор.

    Принцип работы инверторного двигателя

    Стиралки с электродвигателями этого типа начали появляться, начиная с 2005 года. Впервые машинку с инверторным мотором выпустила компания LG. Однако немного позже на рынке бытовой техники стали появляться аналогичные модели от других популярных брендов: Вирпул, Самсунг, Бош.

    Инвертор – это крышка с магнитами, которая оснащена обоймой с катушками. Эта комплектующая интегрирована в барабан стиралки. Ключевая особенность конструкции – отказ от коллекторно-щеточного механизма. Инверторный двигатель в стиральной машинке устанавливается на барабан, поэтому пропадает необходимость в использовании соединительного ремня.

    Якорь собран на магнитах. Подача напряжения осуществляется на обмотку катушки в преобразованном виде. Пользователь получает возможность контролировать и регулировать скорость вращения.

    Основные преимущества технологии:

    • простая конструкция;
    • высокая скорость отжима;
    • компактные размеры;
    • энергоэффективность;
    • бесшумная работа;
    • отсутствие деталей с ограниченным эксплуатационным ресурсом;
    • минимальная вибрация при отжиме.

    Инверторный двигатель исключает потребность в потреблении электроэнергии для преодоления силы трения. Поэтому стиральная машина рационально расходует электричество. Владельцы такой техники смогут сэкономить около 5% на оплате счетов за электроэнергию.

    Некоторые модели поддерживают возможность настройки режимов вращения барабана. Создателем этой технологии стала компания LG. В спецификациях агрегата эта функция обозначается «6 Motion». Однако за такое устройство придется существенно переплатить, да и стоимость обслуживания заметно выше, если сравнивать с представителями низшего и среднего ценовых сегментов.

    Стиральные машины с асинхронным двигателем

    Моторы этого типа бывают двух- и трехфазными. Техника с двухфазными двигателями считается устаревшей, поэтому представлена на рынке в ограниченном количестве. Она практически полностью снята с производства. Трехфазные моторы часто встречаются в старых машинках Candy, Ardo, Bosch.

    Ротор расположен внизу. Соединение с барабаном осуществляется с помощью ремня. Поэтому комплектующие начинают работать одновременно. Механизм состоит из барабана, статора и ротора. Ремень обеспечивает передачу крутящего момента.

    • простота в обслуживании;
    • ремонтопригодность;
    • низкая стоимость;
    • бесшумная работа.

    В обслуживании асинхронный мотор стиралок действительно неприхотлив. Чтобы избежать преждевременного выхода из строя, нужно своевременно смазывать механизм, а также менять поврежденные подшипники. Однако недостатки тоже есть. Из-за столь примитивного принципа работы мотор функционирует с относительно небольшим уровнем мощности. Ослабление вращающего момента приведет к тому, что барабан перестанет делать полный оборот, поэтому качество стирки существенно ухудшится.

    Сложность в управлении электросхемами – это еще один нюанс, который стоит учитывать. Невзирая на все преимущества, асинхронные двигатели являются пережитком прошлого. Поэтому потенциальным покупателям стоит отказаться от приобретения такой техники.

    Какой двигатель стиральной машины лучше выбрать: комплексное сравнение

    Вся информация о спецификациях мотора указана в паспорте стиралки. Всегда можно уточнить тип двигателя у продавца бытовой техники. Чтобы выбрать оптимальную машинку, нужно сравнивать все существующие типы моторов. Однако некоторые производители идут на определенные уловки, которые усложняют процесс подбора устройства. Сейчас сравним все двигатели по основным критериям.

    Трение внутри двигателя

    Это распространенный миф, который используется для продвижения дорогостоящих стиральных машин. Подшипники в таких моторах есть, они также со временем истираются. Щеток действительно нет, но каков их реальный ресурс? Практика показывает, что в хорошей машинке они могут проработать до 15 лет при условии регулярной стирки. При этом эксплуатационный срок техники в принципе составляет до 10 лет. Да и себестоимость сменной щетки – $5.

    Например, замена подшипников – это более финансово затратная процедура. Статистика подтверждает, что ТЭН ломается намного чаще, чем щетки. Поэтому не стоит бояться износа этой комплектующей.

    Уровень шума во время работы

    Щетки действительно издают неприятный шелест, однако и инвертору свойственен писк. В любой стиралке ключевой источник шума – это не двигатель, а насос и барабан. В процессе отжима инверторные стиральные машины оптимальный вариант для кухни, поскольку они издают минимальный уровень шума. Коллекторный мотор работает на порядок громче.

    Энергоэффективность

    Стиралки с инверторным двигателем потребляют на 20% меньше электричества, чем устройства с другими моторами. Впечатляющая экономия осуществляется путем точечного контроля количества вращений, и нагрузки на мотор. Это происходит следующим образом: пользователь не до конца загружает барабан, а инверторный механизм обеспечит стабилизацию оборотов. Коллектор, наоборот, раскручивает барабан максимально.

    Экономия есть, но на выходе она составляет около 5%, поскольку больше всего ресурсов потребляет ТЭН. Он обеспечивает оперативный нагрев воды, который требует максимум энергии.

    Подводим итоги

    Если уровень шума для вас не важен, а также вы готовы постоянно обслуживать стиралку, тогда можете смело покупать коллекторную машинку, не переплачивая за инвертор. Экономия будет действительно большой. Если вы хотите обзавестись мощной и бесшумной техникой, делайте выбор в пользу инверторной модели. На такие устройства производители дают гарантию до 10 лет. Однако она распространяется именно на двигатель, а не на все комплектующие, которые также могут ломаться в ходе эксплуатации.

    Схема подключения двигателя стиральной машины

    Перед подключением мотора современной стиралки к сети 220В, нужно проанализировать несколько важных аспектов:

    • двигатель функционирует без пусковой обмотки;
    • для запуска не требуется конденсатор.

    Чтобы включить мотор, нужно подсоединить провод к сети. Схемы подключения коллекторных и инверторных электродвигателей отличаются. Изучите паспорт техники, в нем вы найдете всю необходимую информацию.

    Пошаговая инструкция по подключения двигателя современной стиральной машины:

    1. Подготовительный этап – определитесь с объемом работы, исключив контакты, идущие от тахогенератора. Они не понадобятся для настройки подключения. Распознать их можно с помощью мультиметра или омметра. Величина сопротивления составляет 70 Ом. Прозвоните все контакты, чтобы определить, какие из них идут от тахогенератора.
    2. Подсоедините провод с напряжением 220В к выходу обмотки.
    3. Второй выход нужно соединить с первой щеткой, если речь идет о коллекторном двигателе.
    4. Вторая щетка подсоединяется к другому проводу 220В.
    5. Для проверки работоспособности электродвигателя, подключите его к сети.
    6. Если вы все сделали правильно, тогда ротор будет вращаться.
    7. Ротор будет двигаться только в одном направлении.
    8. Чтобы поменять вектор вращения, подключите щетки в обратном порядке.
    9. Проверьте готовность мотора для полноценной эксплуатации стиралки.
    10. Соберите устройство, и начинайте его использовать по назначению.

    Стиральные машины с инверторным двигателем стоят дороже, но они действительно лучше своих конкурентов по ряду характеристик. Поэтому если бюджет позволяет, покупайте именно такое устройство. Самостоятельное подключение мотора требует определенных знаний, навыков и профессионального оборудования. Разумней доверить эту работу специалистам.

    Читайте также:  Охранная зона ЛЭП: нормы и правила установки воздушных и кабельных линий электропередачи
    Добавить комментарий