Инверторный двигатель принцип работы - ELSTROIKOMPLEKT.RU

Инверторный двигатель принцип работы

Инверторный электродвигатель

В последние годы появляется много новых технологий. Одно из последних веяний – инверторный двигатель, который стали ставить в крупной бытовой технике. Обещают при этом достаточно, но всё ли правда.

Что такое инверторный двигатель

Значительная часть техники имеет в своём составе электродвигатели и очень желательно чтобы двигатели имели разную скорость вращения. Этим они обеспечивают разные режимы работы и чем больше различных скоростей, тем лучше. Вообще, скорость двигателя изменять можно двумя способами – изменяя частоту или напряжение. Ранее, до появления инверторных двигателей, её меняли при помощи реостата, то есть изменяли напряжение. Пределы изменений были небольшие и плавной регулировки почти не получалось. Плавно регулировать скорость позволяли только коллекторные двигатели. Но они на больших оборотах имеют малый момент, что ограничивает их применение. К тому же имеют коллектор, так что не слишком долговечны и надёжны.

Основное отличие – возможность регулировать скорость в больших пределах

Пару десятилетий тому назад, с развитием полупроводниковых приборов, активно стали применять частотные преобразователи. Эти устройства позволяют изменять частоту и напряжение в широких пределах, это от 1 Гц до 500 Гц. То есть, инверторный двигатель получает питание не напрямую от сети, а со встроенного в него преобразователя. В зависимости от текущего режима работы он формирует напряжение требуемой частоты и/или уровня. То есть, инверторный двигатель — это, как минимум, два устройства в одном корпусе: частотный преобразователь и сам двигатель.

Инверторными могут быть два типа двигателей: асинхронные и коллекторные постоянного тока. Использование этой технологии позволяет получить широкий диапазон скоростей и возможность точного поддержания скорости. Также, инверторный блок может повышать/понижать напряжение, что позволяет получить требуемый крутящий момент. Всё это, безусловно, в определённых пределах, но общие характеристики инверторных электродвигателей становятся значительно лучше. Правда и цена на них тоже значительно выше, как и сложность управления.

Основные моменты работы преобразователя

Инверторный преобразователь меняет напряжение в несколько этапов:

  • Выпрямляет сетевое напряжение, получая постоянное (обычно стоит диодный полумост или мост).
  • Из постоянного напряжения формирует двухполюсные импульсы (положительные и отрицательные). Это блок называют инвертором, что и дало название самому принципу, блоку и мотору со встроенным преобразованием.

Вот на этом этапе и формируется требуемая частота и напряжение питания, которое затем и подаётся на двигатель. У некоторых инверторов есть ещё одна ступень преобразования, на которой ступенчатые импульсы превращаются в синусоиду. Так как форма напряжения на работу мотора влияния почти не оказывает, этот блок в инверторных двигателях отсутствует.

Блок схема частотного преобразователя и способ его подключения к двигателю

В «умной» технике, работой которой управляет микропроцессор, он задает параметры напряжения, регулируя скорость вращения в зависимости от программы или от состояния техники. Сам принцип работы двигателя от наличия инвертора не зависит, но этот дополнительный блок дает возможность управлять работой электромотора в широких пределах.

Особенности применения

Частотный преобразователь включают, в основном, с асинхронными двигателями. Они недороги, надёжны, экономичны. Модели с короткозамкнутым ротором бесколлекторные, что делает их ещё более привлекательными. Имеют асинхронные двигатели два недостатка, которые как раз, инвертором и устраняются. Первый существенный недостаток – высокий пусковой ток. Он может быть в 3-7 раз больше номинального. Кроме того, резкий старт с подачей питания 220/380 В ведёт к перегрузке, а значит и к быстрому износу мотора. Установив частотный преобразователь, при пуске переводим переключатель на минимум и постепенно доводим обороты до нужного значения. Пусковой ток при этом минимальный, а разгон плавный. Ни пусковые токи, ни перегрузки не страшны.

Платой за точное регулирование скорости является более сложное управление

Второй отрицательный момент – регулировать скорость вращения ротора в асинхронных двигателях получается слабо, но это без инвертора. Инверторный асинхронный двигатель позволяет изменять скорость от десятков оборотов в минуту, до тысяч. И всё это плавно, без перегрузок.

Но инверторный двигатель значительно дороже «обычного» с точно такими же характеристиками. Дело в дополнительном оборудовании, причём совсем недешёвом, но использование этой технологии имеет свои плюсы.

В кондиционерах

Как работает обычный кондиционер? Компрессор в нём то включается, то выключается. Температура стала на градус выше заданной, компрессор включился, работает пока она не станет на один градус ниже заданного предела. Включается снова, когда температура снова окажется ниже предела. И каждое включение/включение – это стартовый ток, перегрузки.

Как работает кондиционер с инверторным мотором и обычным

Если в кондиционере стоит инверторный преобразователь, он просто задаёт скорость работы компрессора так, чтобы температура сохранялась. Это снижает расход электричества (нет пусковых многократно возросших токов), оборудование работает в щадящем режиме без перегрузок, что продлевает срок эксплуатации.

В стиральных машинах

Используют инверторные моторы и в стиральных машинах. В стиральных машинах «обычного» класса ставят коллекторные электродвигатели. Они могут разгоняться до высоких скоростей (до 10000 об/ми), имеют хороший крутящий момент на больших скоростях. Их минус – повышенный уровень шумов, так как, кроме ремённой передачи шумят еще и сами щётки. Как их не притирай, коллекторный узел всё равно шумит. И чем больше скорость вращения, тем выше уровень шумов. И он имеет высокую тональность, так что с ним достаточно сложно мириться.

Инверторный двигатель имеет небольшой размер и солидную мощность, но так ли важно это в корпусной технике

Последние годы появились стиральные машины с очень низким уровнем шума. В них установлены асинхронные двигатели с инверторным блоком. Раньше асинхронники не использовались, так как максимально могут развивать скорость до 3000 оборотов, что для нормального отжима недостаточно. Этот недостаток удалось обойти используя инвертор на входе. Он позволяет увеличить скорость электродвигателя до солидных величин. В двигателях нового поколения используется особый ротор – цельнолитой, это позволило уменьшить размеры двигателя. А так как в этих моторах нет коллектора и щёток, то и шумят они при работе совсем незначительно. Частотная регуляция скорости вращения позволяет точно контролировать число оборотов.

Если вы готовы платить за тихую работу — пожалуйста

Но платой за всё это является более сложное управление. Для управления инверторным электродвигателем в стиральной машине стоит отдельная плата. И ее стоимость равна 1/3 или 1/4 стоимости всей машины. Вот в этом случае стоит хорошо подумать, стоит ли покупать стиральную машину с инверсионным двигателем или нет. Слишком дорогой ремонт, да и стоимость самого агрегата значительно выше. А то, что на двигатель дают 10 лет гарантии так это не на плату, а на сам мотор. А в плюсах только более тихая работа.

Холодильники и морозильные камеры с инверторными компрессорами

В холодильниках используется такой же способ поддержания температуры, как и в кондиционерах. В камере холодильника расположен термодатчик, который через контакты включает и выключает компрессор. Точность поддержания температуры зависит от типа термодатчика, но обычно составляет несколько градусов, от трех до пяти. При такой работе приличествуют все «прелести»: многократные пусковые токи при включении, скачки напряжения сети, спровоцированные включением/выключением компрессора, шум.

В холодильниках и морозилках применение инверторных двигателей оправдано

Холодильник с инверторным двигателем работает тише, так как нет резкого пуска. Компрессор начинает работать с малых оборотов и постепенно выходит на нормальную скорость. Частота его работы зависит от температуры в камерах, но двигатель останавливается очень редко. Он, то работает на минимальных оборотах и тогда его почти неслышно даже вблизи, то чуть добавляет скорости, и его можно услышать. Этот режим работы более благоприятен для двигателя, он работает без пусковых перегрузок. И как ни странно, потребляют такие моторы меньше электроэнергии, снова-таки за счёт отсутствия пусковых токов. Ведь «обычный» компрессор включается каждые пять-десять минут. Превышение нормативного расхода – 4-8 раз. Вот за счёт этого и достигается экономия. Так что инверторный электродвигатель в холодильнике тоже оправдан, ну и плюсом, идет более тихая работа.

Недостатки инверторных моторов

Основной недостаток инверторных двигателей – их цена. Да, но она оправдана, так как в движке имеются, по сути два устройства, частотный преобразователь (который сам стоит немало) и двигатель. Но технология эта несёт определенные выгоды: снижение расхода электроэнергии за счёт минимизации пусковых токов, более широкий диапазон регулировок скорости, увеличение срока эксплуатации (за счёт отсутствия пусковых перегрузок). Это всё понятно, но есть и минусы и ограничения, о которых не так часто говорят.

Инверторная технология хороша для стабилизации напряжения, попутно она ещё решает другие задачи

  • Не все моторы нормально реагируют на работу с низкими оборотами. Если такой режим будет длительным, лучше искать специальные модели под низкие обороты.
  • Каждый двигатель имеет максимальную скорость, которую лучше не превышать. Она указана на шильдике двигателя и выше скорость лучше не задавать.
  • На максимальных оборотах обычно падает крутящий момент. То есть, с повышением оборотов надо снижать нагрузку.
  • При выходе из строя инверторного двигателя ремонт обойдётся дороже, даже если «полетела» часть, с инвертором никак не связанная. Для определения неисправности необходим более квалифицированный специалист (должен же он решить, что инвертор в порядке), а стоимость услуг его выше.

Как видим, инверторный двигатель неидеальное решение, но довольно неплохое. Основной плюс – широкий диапазон регулирования скорости двигателя, точное поддержание этой скорости. Для асинхронных двигателей применение инверторной технологии означает ещё и минимизация пусковых токов и перегрузок. В общем, инверторный двигатель хорош там, где двигатели часто включаются/отключаются. Это холодильники, кондиционеры, станки, транспортёры и другое оборудование, которое ранее работало на асинхронных двигателях.

Читайте также  Как установить водонагреватель накопительный электрический?

Не во всей технике установка инвертора необходима

Ещё инверторные двигатели (или частотные преобразователи к обычному двигателю) стоит применять там, где от производительности/скорости зависит эффективность работы. Например, подающие насосы, которые должны поддерживать определённое давление в сети и должны реагировать/плавно изменять скорость. Ещё инверторный двигатель может быть важен в подъёмной технике. Как пример, для откатных или подъёмных ворот. Возможность изменять скорость и развивать хорошее усилие на малых оборотах важно.

Инверторный привод в бытовой технике: что это, плюсы и минусы инверторного управления

Инверторное управление обеспечивает более надежную и экономичную работу бытовой техники. Устройства с инверторным приводом демонстрируют меньшую расточительность в энергопотреблении, с высокой точностью поддерживают требуемые обороты мотора, отличаются малошумностью и увеличенным эксплуатационным ресурсом. Применяются инверторы в холодильниках, стиральных машинах, посудомойках, кондиционерах и даже в обогревателях. Давайте познакомимся с технологией ближе.

Инверторные системы позволяют держать сердце бытовой техники постоянно «бьющимся» и плавно регулировать мощность, подбирая ее под конкретные нужды. Как минимум, это уменьшает преждевременный износ узлов. Для экономии энергии инверторные моторы не отключаются полностью — они снижают обороты, когда в работе «на полную катушку» нет необходимости. Плавные переходы с высоких на низкие обороты менее вредны для бытового прибора, чем постоянные включения/отключения.

В основе инверторной технологии лежит принцип двойного преобразования напряжения. Сперва синусоидальное напряжение на входе преобразуется в постоянное, фильтруется и сглаживается. На втором этапе из него формируются положительные и отрицательные управляющие импульсы. С их помощью создается переменное напряжение требуемой величины и частоты на выходе преобразователя, которое затем и подается на двигатель. Сам принцип работы двигателя от наличия инвертора не зависит, но этот дополнительный блочок дает возможность управлять работой электромотора в широких границах.

Многие именитые производители бытовой техники не стесняются давать на инверторные приводы увеличенную гарантию (10 лет и больше).

Зачастую инверторы включаются в схемы с асинхронными двигателями. Они решают проблемы с высокими пусковыми токами и перегрузками, а также позволяют изменять скорость вращения ротора электромотора от десятков оборотов в минуту до нескольких тысяч. Наиболее важное преимущество подобного сочетания — отсутствие в конструкции мотора уязвимого щеточного узла, который является визитной карточкой электродвижков коллекторного типа. Со временем токоподводящие щетки в них изнашиваются и нуждаются в замене. Главные действующие лица моторов с инверторным приводом: вращающийся ротор с постоянными магнитами и неподвижный статор с катушками индуктивности. Впрочем, схемы управления, называемые инвертором, в разных устройствах могут быть реализованы совершенно по-разному.

Глубоко в дебри технической стороны вопроса мы лезть не будем. Акцент лучше поставить на преимуществах и недостатках инверторной технологии, а также особенностях ее применяемости в конкретных группах бытовой техники.

Итак, приступим ко всестороннему изучению качеств инверторов с холодильного оборудования:

Холодильники и морозилки

Холодильники и морозильные камеры с традиционным компрессором линейной конструкции систематически отключаются по достижению оптимальной температуры в камере. Точность ее поддержания варьируется в пределах 3-5 °С (зависит от конкретной модели). При каждом последующем включении мотор холодильника испытывает повышенные пусковые нагрузки, его элементы разогреваются, что провоцирует преждевременный выход узлов из строя, а домочадцы отчетливо слышат гудение во время работы компрессора.

Инверторный компрессор берет разгон с малых оборотов, наращивая силы постепенно. Первым делом он охлаждает воздух в камере до нужного значения температуры, после чего сбавляет темп на ее поддержание. Движок то работает почти неслышно на минимальных оборотах, то немного прибавляет мощности и его размеренное «урчание» можно услышать. Такой режим наиболее благоприятен для компрессора, поскольку он работает без пусковых перегрузок и за счет их же отсутствия потребляет меньше электроэнергии.

Наглядные преимущества использования инверторного компрессора в гипотетической модели холодильника.

Плюсы инверторных компрессоров в холодильниках и морозилках:

  • высокоточное поддержание заданной температуры в холодильной и морозильной камерах;
  • малошумность;
  • отсутствие прерываний в работе и вздрагиваний корпуса при включении компрессора;
  • экономичное энергопотребление (класс энергоэффективности А++ и выше);
  • продолжительный эксплуатационный ресурс (10 лет гарантии на инверторный привод напрямую от производителя — вполне нормальная практика на сегодняшний день). Минусы инверторного привода:
  • чувствительность к перепадам напряжения в сети электропитания (желательно обзавестись стабилизатором напряжения);
  • высокая стоимость оборудования и дороговизна ремонта холодильника при выходе из строя.

Зачем нужны инверторные бытовые приборы?

Содержание

Содержание

Инвертор – функциональный блок, который умеет регулировать уровень выходного напряжения, тем самым плавно управляя частотой вращения электродвигателей в стиральных машинах, в компрессорах холодильников или кондиционеров и так далее. Устройства, которые используют указанные преобразования энергии экономны, тихо работают, компактны. По этой причине производители бытовой техники, промышленного оборудования, профессиональных инструментов все чаще выпускают изделия, в которых используются инверторные технологии.

Техника

В начале 2 000-х годов наладили массовый выпуск микросхем, обеспечивающих преобразование напряжения с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Частота напряжения в вашей розетке 50 Гц. Модуль с ШИМ изменяет этот параметр в частоту выше 20 000 Гц. За счет этого в 10 и более раз уменьшились габариты и вес трансформаторов, они стали дешевле. Потребитель получил миниатюрные, легкие зарядные устройства, блоки бесперебойного питания для компьютеров и другой техники. Это были первые изделия для бытовой техники, в которых инженеры использовали инверторные технологии – микросхемы с ШИМ.

В современном оборудовании инверторные блоки применяют все чаще, например:

  • Сварочные аппараты. Десять лет тому назад сварочный аппарат весил от 25 до 150 кг. Современный инвертор весит 3-5 кг. Его можно переносить вручную, с ним удобно монтировать металлические конструкции на любой высоте.
  • Блоки пуска электродвигателей. В момент пуска электромашина потребляет в три раза больший ток. Инвертор обеспечивает плавный пуск с постепенным увеличением оборотов двигателя. Это экономит электроэнергию, уменьшает затраты на силовой кабель, исключает вредные импульсы по сети.
  • Насосы. Водонапорные башни уходят в прошлое. Инверторный блок скважины позволяет плавно регулировать давление и напор воды в зависимости от расхода. Инженерные сети упрощаются, что приводит к экономии средств на оснащение и обслуживание скважины. Современные бытовые и промышленные насосы с инверторами малошумные, не нагружают сеть, имеют больший ресурс работы.
  • Микроволновые печи. Обычная микроволновка работает с мощностью излучателя 100%. Температура внутри продуктов регулируется длительностью включения силовой части устройства и паузы. В отличие от обычных инверторные СВЧ-печи излучают непрерывно, но с разной интенсивностью. Потребитель может сам выбирать силу излучения, или готовить продукты по специальному алгоритму. Переменная мощность излучения обеспечивает лучший вкус любимых блюд. Поверхность мяса, рыбы не пересушивается, кусочки получаются более сочными. Продукты равномерней нагреваются, быстрее готовятся.
    • Кондиционеры, холодильники.Компрессор в системах охлаждения воздуха старых конструкций либо включен, либо выключен. Частый старт устройства увеличивает потребление энергии за счет пусковых токов, дополнительно нагревает корпус. А плавная, безостановочная работа инверторного компрессора приводит к экономии электроэнергии, уменьшает нагрузку на сети, производит мало шума.

    Хозяин, поставивший у себя дома микроволновку, кондиционер, холодильник и другие бытовые приборы с инверторными технологиями экономит от 15 до 45% электроэнергии. Кроме этого, уменьшаются затраты на блоки бесперебойного питания сети, стабилизацию напряжения, увеличивается срок работы бытовых приборов, котельного и насосного оборудования.

    Особенности инверторов

    Компрессор – основная деталь кондиционеров, холодильников, систем подачи воздуха в пневмоинструменты. Привычные нам компрессоры работают с паузами. Устройство либо сжимает фреон, либо система обесточена. Каждый пуск сопровождается повышенным расходом энергии.

    Компрессор с инверторным блоком работает непрерывно. При этом:

    • Холодильник меньше шумит.
    • Увеличивается срок работы компрессора. Непрерывный режим исключает дополнительные нагрузки на подшипники, вкладыши, сальники.
    • Уменьшается расход электроэнергии.

    В холодильниках и кондиционерах работают не только компрессор, но и вентиляторы. Использование инверторных технологий относится и к этим элементам техники. Таким образом, эффект экономии достигается за счет непрерывной работы всех движущихся частей.

    Инверторные стиральные машины

    Чистое белье – стандарт в быту. Инверторная техника для стирки белья обеспечивает привычные нам удобства, потребляя меньше ресурсов.

    В стиральной машине с инвертором используется трехфазный двигатель, который обеспечивает:

    • Уменьшенный расход энергии за счет отсутствия пусковых токов. Экономится более 15% электроэнергии.
    • Тихую работу.
    • Меньшие эксплуатационные расходы. Во многих инверторных моделях двигатель установлен напрямую на вал барабана (прямой привод). В таком случае ремня нет и менять его, в случае надрыва, не придется.

    Стиральные машины с инверторным двигателем намного компактнее привычных нам устройств.

    Если учесть совместимость современного оборудования с другими приборами и жителями в доме, то проблем не возникает. Напротив, прогрессивные решения с инверторными технологиями приводят к экономии затрат на электроэнергию, улучшают климатические характеристики в доме, свойства приготовленных блюд. Бытовая техника с ШИМ-регулированием надежна, имеет продолжительный срок службы, не требует дополнительных затрат при подключении.

    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.

    Читайте также  Принцип работы термоголовки на батарее отопления

    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:

    • LG;
    • AEG;
    • Bosch;
    • Samsung;
    • Panasonic;
    • Haier;
    • Whirlpool.

    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.

    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.

    1. Инверторный мотор в стиральной машине, что это?
    2. Как работает инверторный двигатель
    3. Особенности стиральных машин с инверторными двигателями
    4. Стоит ли покупать инверторную стиральную машину с прямым приводом?

    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.

    Читайте также  Как самому вырыть колодец пошагово?

    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.

    Что значит инверторный мотор в стиральной машине?

    Все больше концернов, изготавливающих бытовую технику, стали применять инверторный двигатель в стиральной машине и проводить широкую рекламную компанию по этому поводу. Интересно разобраться, действительно ли конечный потребитель получает улучшенный продукт или компании попросту упрощают модель, используя более инновационные технологии производства, и зарабатывают на этом дополнительный доход?

    Рисунок 1. Почему выгодно покупать инверторную стиральную машину

    Конструктивные особенности инверторных машин

    Во всех стиральных машинах с асинхронным либо коллекторным двигателем передача движения от вала к барабану происходит через ремень. Поэтому в характеристиках таких устройств указывается тип привода – «ременной». Это говорит о сложной конструкции, включающей в себя: шкивы барабана и вала двигателя, ремень, элементы крепления.

    • Конструктивные особенности инверторных машин
    • Устройство инверторного двигателя
    • Причины неполадок и диагностика
    • Плюсы и минусы стиральных машин нового поколения
    • Покупать ли инверторную модель?
    • Заключение

    Рисунок 2. Обычный двигатель со шкивом

    Дело обстоит иначе при использовании инверторного двигателя с прямым приводом. Он исключает необходимость применения вышеперечисленных компонентов за счет его установки непосредственно на бак стиральной машины. Вал двигателя является валом барабана, отсюда и меньшее количество подшипников в системе. Такой тип конструкции впервые предложила фирма LG своим клиентам, обещая десятилетнюю гарантию на продукт.

    Рисунок 3. Крепление инверторного мотора к баку

    Управление силовой частью инверторного двигателя схоже с принципом управления асинхронными моторами, ведь он сам по себе является трехфазным бесколлекторным, который питается постоянным током. Схема управления базируется на инверторе напряжения. Последний способен выдавать импульсы амплитудой от ноля до 120 В и с частотой регулирования до 300 герц.

    Вслед за LG и другие концерны стали широко внедрять технологии с применением инверторных моторов, но не всегда это прямой привод. Множество моделей современных стиральных машин оснащено шаговыми (инверторными) двигателями, расположенными традиционно под баком.

    Устройство инверторного двигателя

    Чтобы понять, насколько надежна конструкция самого мотора совмещенного с валом, стоит разобрать его «железо». Это поможет сделать адекватные выводы относительно качества стиральных машин с установленными инверторными двигателями. Механизм состоит из:

    1. Статора, собранного на катушках, намотанных вокруг сердечников из электротехнической стали. Сами сердечники впаяны в полимерное основание, которое непосредственно крепится к баку (неподвижная часть). Всего катушек 36, их обмотки соединены по схеме «звезда».
    2. Ротора (в форме чаши), основа которого изготовлена из стали. По периметру цилиндра вклеены постоянные магниты в количестве 12 штук. Крепление ротора к валу барабана осуществляется через пластиковую втулку со шлицами. Это сделано для того, чтобы исключить возможность намагничивания вала.
    3. Датчика Холла. С помощью него осуществляется контроль позиционирования ротора относительно катушек.

    Рисунок 4. Устройство инверторного двигателя

    Вся работой двигателя стиральной машины управляется комбинацией открытия, закрытия и частичного отпирания силовых ключей, собранных на транзисторах. Они меняют направление движения тока на фазах катушек и величину магнитного потока в них. Работу же ключей регулирует инвертор с помощью широтно-импульсной модуляции.

    Рисунок 5. Схема управления двигателем

    Как видно из конструкции, мотор прост и не содержит в себе даже подшипников, они общие для него и вала барабана.

    Причины неполадок и диагностика

    Несмотря на простоту конструкции и видимую надежность компонентов стиральных машин, где применяется инверторный мотор, они тоже выходят из строя. Самая распространенная причина – нарушение в работе датчика Холла. В машинах фирмы LG, такая неисправность отображается кодом ошибки «SE» на цифровом табло.

    Рисунок 6. Датчик Холла

    Проблему можно также диагнозцировать ориентируясь на металлический дребезжащий звук, издаваемый устройством. Все это сопровождается остановкой ротора, его неадекватным поведением. Замена подозреваемого на неисправность элемента на заведомо исправный – единственный способ подтвердить свои опасения. Сложность в том, что диагностику мотора невозможно провести вне стиральной машины, разве что прозвонить обмотки фаз при помощи цифрового мультиметра.

    Рисунок 7. Проверка катушек мультиметром

    Неполадки в инверторе также могут быть причиной отказа в работе, но такую неисправность выявить без специального оборудования и знаний в электронике не представляется возможным.

    Плюсы и минусы стиральных машин нового поколения

    Какие реальные выгоды может получить потребитель от приобретения стиральной машины с инверторным двигателем? Несомненно, это:

    • Длительный срок гарантии. Компания LG дает до 10 лет на работу техники.
    • Снижение шумов и вибрации. Производители уверяют, что благодаря отсутствию трущихся элементов (щеток, ремня), машины работают, практически, бесшумно.
    • Экономия электричества. Более высокий КПД системы получают за счет минимальных потерь в передаче энергии от двигателя к барабану.
    • Простота конструкции. Ломаться почти нечему, модули для замены всегда есть в наличии.
    • Отсутствие щеток. Самый уязвимый элемент в коллекторных двигателях, который имеет ограниченный ресурс.

    Недостатков мало, но они все же основательные:

    • Цена техники. Если взять сходные по параметрам стиральные машины, но имеющие разный тип двигателя, то инверторные модели могут стоить на 30% дороже.
    • Сложная система управления двигателем. При выходе ее из строя ремонт будет не дешевым. Аналогичная ситуация и с поломкой двигателя.

    Покупать ли инверторную модель?

    Нельзя однозначно ответить на этот вопрос, все зависит от потребностей человека, приобретающего стиральную машину, но можно провести небольшой анализ изложенного материала и подумать:

        Зачем нужна тишина? Для маленьких квартир, где нет возможности разместить технику в закрытом помещении, бесшумная стиральная машина – идеальный вариант. Процесс стирки не будет отвлекать от более важных задач.

      Рисунок 8. Тихая машинка не мешает спать

      Рисунок 9. Нарушение обмотки из-за воды

      Заключение

      Выбирая стиральную машину для дома, важно учитывать всю совокупность параметров конкретной модели. Будет обидно потратить изрядную сумму на современную технику и не получить желаемого результата в работе. Поэтому, прежде чем идти за покупкой, не стоит лениться составить план задач для будущего помощника и изучить хотя бы небольшой модельный ряд, который предлагают производители. Задача стиральной машины в первую очередь качественно отстирать белье!

  • Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: