Функциональные схемы работы автоматических стирально-сушильных машин.

Устройство и принцип действия

Бытовые автоматические стиральные машины в некоторых случаях снабжены режимом сушки белья. Они предназначены для стирки (и сушки) белья без участия человека, действуя по заданной, им программе. Программа выбирается пользователем в соответствии с типом белья и степенью его загрязнения.

Процесс этот происходит во вращающемся перфорированном барабане, который помещен в бак со стиральным раствором. При любой программе присутствуют режимы замачивания. Стирки, полоскания и отжима. Машина по программе производит залив, подогревание и слив воды, в нужный момент, смывает в бак засыпанный перед стиркой, стиральный порошок,

Функциональная схема

Автоматические стиральные машины производятся двух типов: с фронтальной и верхней загрузкой. Каждая из этих разновидностей имеет свои преимущества и недостатки, свои конструктивные особенности и области применения. Но они имеют в своем составе одинаковые функциональные цепи. Рассмотрим функциональную схему автоматической стиральной машины. Следует иметь в виду, что работа машины во всех режимах возможна только при закрытой дверце, поэтому во все цепи введен микровыключатель блокировки дверцы (люка).

Система налива воды.

Рис. 1 Структурная схема налива воды.

От водопровода через открываемый вручную вентиль или систему AQUA-STOP, через фильтр грубой очистки вода подается на клапан налива. Этим клапаном управляет непосредственно реле уровня. Команды на срабатывание этого реле подает командоаппарат (рис.1). Пройдя открытый клапан налива, вода смывает в бак стиральный порошок из соответствующего отдела бункера моющих средств. По заполнению бака моющим раствором до нужного объема, срабатывает реле уровня. Клапан налива перекрывает воду.

Система нагрева воды.

Рис. 2 Структурная схема системы нагрева воды.

В машину заливается, как правило, холодная вода. Поэтому воду для эффективной стирки необходимо подогреть до нужной температуры. Ее значение определяется заданным режимом стирки и лежит в пределах 40. 90 градусов. Исполнительными устройством служит ТЭН (электронагреватель). Командоаппарат дает команду на включение нагрева после заполнения бака, а на выключение — по срабатыванию датчика температуры (рис.2).

Система стирки.

Рис. 3 Структурная схема системы стирки.

Система стирки. Задача данной системы- — обеспечивать вращение барабана по заданной программе (сначала в прямом, затем после ‘паузы в обратном направлении) в течение определенного времени (рис. 3) Барабан вращается в частично заполненным водой со стиральным порошком баке. Бельё подхватывается ребрами, поднимается наверх, затем падает в воду. Процесс напоминает отбивание белья о воду. Кроме того, перфорированные ребра зачерпывают воду, проворачиваются в верхнее положение и выливают её сверху на белье, имитируя дождь. При этом могут применятся дополнительные подрежимы, обеспечивающие повышение качества стирки. Например, в дорогих моделях система впрыска, при которой за счет специального насоса вода бьет сильной струей в белье, распластанное на стенках барабана. Вода принудительно прокачивается через ткань. Систему впрыска производители называют по разному: Актива, Джет, Душ, Гейзер.

Система слива грязной воды.

Рис. 4 Структурная схема системы слива.

Система очень проста (рис. 4). Ее исполнительной частью является насос, который включается по сигналу командоаппарата. При этом происходит перекачка воды из бака в канализацию. Режим слива включает-
ся как при окончании цикла стирки так и в ходе отжима белья. Следует отметить что длина сливного шланга должна быть минимально возможной и не лревышать-2 метра. Для откачки воды в более удаленную канализацию двигатель должен постоянно работать в состоянии перегрузки.

Система отжима.

Рис. 5 Структурная схема системы отжима и слива отжатой воды.

Исполнительным элементом этой системы является- двигатель (рис. 5), вращающий с большой скоростью барабан с мокрым бельем. Чем выше эта скорость, тем суше белье выходит после отжима. У большинства автоматических стиральных машин число оборотов при отжиме лежит в пределах 400. 1600 об/мин. У ряда машин число оборотов отжима может быть установлено пользователем, исходя из типа стираемого белья.. Ступенчатая регулировка скорости вращения характерна для машин с асинхронным двигателем, а плавная — для машин с коллекторным двигателем. Команду на двигатель, формирует командоаппарат и через реле уровня подает ее на двигатель. Последний начинает вращать барабан, разгоняя его до номинальной (или заданной пользователем) скорости. При накоплении в баке отжатой воды определенного объема срабатывает реле управления насосом отлива. Насос начинает перекачку отжатой воды в канализацию. По истечении заданного программой времени отжима командоаппарат отключает двигатель вращения бака и насос.

Система сушки.

Рис. 6 Структурная схема системы сушки.

Система сушим. Представлена лишь в некоторых машинах, называемых стирально-сушильными (рис.6). Сушка происходит горячим воздухом. Нагрев воздуха производится специальным нагревательным элементом. Вентилятор гонит мощный поток горячего воздуха в бак и барабан стирально-сушильной машины. Белье нагревается. Исходящий от горячего белья пар потоком воздуха увлекается в конденсатор пара. Для лучшей конденсации влаги через конденсатор пара прокачивается холодная вода. Пар конденсируется, а образовавшийся ‘конденсат откачивается насосом в канализацию. Осушенный горячий воздух вновь поступает в барабан с бельем, и процесс повторяется Температуру воздуха при сушке можно выбирать в зависимости: от вида ткани. В течении всего цикла сушки барабан вращается с переменной скоростью, и направлением, чтобы белье сохло равномерно, без заминов. Степень остаточной, влажности можно регулировать: от слегка влажного для немедленной глажки до полностью сухого, если белье не предусматривается гладить. Система сушки предусматривает сушку половинного объема от максимальной загрузки барабана. Полная сушка длится до трех часов.

Система управления.

Все рассмотренные системы включаются и выключаются системой управления. Ее основным звеном является командоаппарат. Элементарные операции стирки называются шагами. Последовательность шагов стирки называют программой стирки. Их может быть от 3 до 55 и более. Но реально при стирке пользователь использует до 5 программ, соответствующих основным типам стираемого белья, например: стирка хлопчатобумажного белья, стирка синтетики «бережная» стирка изделий из шерсти шелка, тюля. Остальные режимы пользователь просто не помнит. См. также виды программ стирок

Использованы материалы из книги «Стиральные машины от А до Я» С.Л. КорякинЧерняк 2005

Всего хорошего, пишите to Elremont © 2005

Основные узлы стиральных машин автоматов (СМА) часть 2.

Электрооборудование СМА

Схема электрических соединений СМА приведена на рис. 1

Рис. 1 Схема электрических соединений СМА.

Термоэлектронагреватель (ТЭН).

Представляет собой трубчатое активное сопротивление, заключенное в изолятор из силикатного материала (рис. 2).

Рис 2 Внешний вид и устройство ТЭНа.

Служит для нагрева воды в баке. Мощность ТЭНа составляет 2 кВт. Это наибольший потребитель электроэнергии в стиральной машине. В сборе с ТЭНом предусмотрён термопредохранитель, который прерывает цепь питания ТЭНа, если последний включится в баке без воды.

Рис. 3 Конструкция трубчатого электронагревателя:

Помехоподавляющий фильтр

Служит для снижения уровня радиочастотных помех, возникающих при работе электрооборудования стиральной машины (командоаппарата, реле уровня, термостата, двигателя). Помехи возникают при резком изменении силы тока при коммутации контактов этих приборов. Наиболее интенсивны помехи при реверсе двигателя привода барабана в режимах стирки и сушки. Устранить причины образования помех невозможно, поэтому их фильтруют на сетевых зажимах машины. Осуществляется подавление симметричных и асимметричных помех. Пояснение см. на рис. 4.

Рис. 4 Внешний вид и схемные решения помехоподавляющих фильтров:

Электродвигатель.

Могут применяться как коллекторные, так и асинхронные электродвигатели. Основная задача двигателя — Обеспечить вращение барабана в основных режимах работы СМА (при стирке, отжиме, сушке). Вращение от двигателя на шкив оси барабана передается с помощью ременной передачи (рис. 5).

Рис. 5 Пример применения электродвигателя в СМА

Коллекторные двигатели.

Они обеспечивают плавное регулирование скорости вращения и высокую скорость вращения барабана при отжиме, использовать предпочтительнее. Принципиальная схема коллекторного двигателя и его устройство приведены на рис. 6.

Рис. 6 Устройство и принципиальная схема коллекторного двигателя.

Обмотка возбуждения на полюсах статора включается последовательно с обмоткой якоря. Поэтому сила тока в обмотках одинакова. Для снижения уровня радиопомех обмотку возбуждения в некоторых двигателях разделяют на две части.

Реверсивность работы двигателя достигается переключением концов обмотки возбуждения или обмотки якоря. В ряде сложных моделей стиральных машин применяется электронная система управления коллекторным двигателем.

Она представляет собой цифровой электронный модуль. Пример схемотехники такого модуля приведен на рис. 7.

Рис.7 Принципиальная схема электронной схемы управления коллекторным двигателем.

Регулирование и поддержание заданной вращения электродвигателя производится автоматически. Реверс двигателя осуществляется специальным реле реверса с электронным управлением и двумя переключателями. Контроль скорости вращения осуществляет тахометр. Для этого он производит сравнение фактического числа оборотов двигателя с запрограммированным эталонным значение. Сигнал ошибки с тахометра подается на плату управления, которая корректирует фактическую скорость вращения двигателя. Для защиты электродвигателя от перегрузки в системе управления имеется защитное реле.

Асинхронные двигатели.

Они просты по конструкции, поэтому они дешевы и надежны. Двигатель состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. Для запуска может быть использована или пусковая обмотка повышенного сопротивления, или пусковой конденсатор с пусковой обмоткой. Изменение направления вращения двигателя, необходимое на этапах стирки и сушки, осуществляется за счет переключения обмоток двигателя.

Электродвигатели постоянного тока

Используются значительно реже. Возбуждение происходит от постоянных магнитов из специального сплава. Они обеспечивают самые широкие возможности. Например, высокий пусковой момент позволяет начинать отжим при наличии в баке стирального раствора. Это снижает уровень вибрации и исключает скручивание, и сминание ткани. Хорошие тормозные характеристики двигателя позволяют осуществить плавную остановку барабана в стечение 4 секунд после завершения этапа отжима. Изменение скорости вращения осуществляется с помощью тиристорного регулятора. Изменение направления движения осуществляется переключением полярности.

Реле уровня (прессостат)

Служит для контроля заданного уровня залива воды в бак стиральной машины.

Рис.8 Устройство реле уровня РУ-3СМ

Принцип его действия основан на преобразований давления воды, действующего на мембрану, в перемещение подвижных контактов и переключение контактных устройств. Устройство реле уровня приведено на рис.8

При отсутствии в баке воды оба контакта реле разомкнуты. При повышении давления и заполнении бака водой до заданного уровня мембрана прогибается. Через толкатели она переключает контакты. Реле может быть настроено на несколько уровней срабатывания (на рис. 8 приведено двухуровневое реле). При понижении давления ниже настроенного уровня происходит обратное переключение контактов. Их мгновенный переброс происходит за счет переключающих плоских пружин.

Реле температуры (термостат)

Служит для контроля заданной температуры воды в баке.

Рис. 9 Принцип действия датчика-реле температуры.

Принцип действия термостата (рис.9) основан на температурной деформации металлов. Используется пара скрепленных пластин, выполненных из металлов с различными коэффициентами теплового расширения (сталь и медь). Они образуют биметаллическую пластинку, скрепленную по всей длине. Такая пластинкам при нагреве прогибается в сторону металла с меньшим коэффициентом теплового расширения.

За счёт этого воздействия происходит замыкание контактов. Такой термостат называется «нормально-разомкнутым». Если при нагреве цепь термостатом разрывается, то он называется «нормально-замкнутым».

Последние применяются в качестве датчиков защитного или ограничительного назначения.

Рис. 10 Устройство датчика-реле температуры

Электромагнитный клапан

Служит для управления процессом подачи воды в бак.

Рис. 11 Принцип действия электромагнитного клапана.

В выключенном положении клапан закрыт (рис 11а). При включении клапана под действием магнитного поля катушки электромагнита в нее втягивается сердечник. При этом открывается проходное отверстие клапана, через которое вода подается в бак. Для завершения подачи воды с клапана снимается питание, сердечник электромагнита под действием силы пружины опускается, перекрывая доступ воды.

Рис. 12 Устройство электромагнитного клапана .

Командоаппарат

Служит для координации всех исполнительных устройств автоматической стиральной машины. С помощью командоаппарата задается набор необходимых операций, их, длительность, последовательность проведения. Управление происходит путем замыкания и размыкания контактов цепи питания каждого исполнительного устройства через заданные промежутки времени.

Рис. 13 Принцип действия командоаппарата.

Наиболее распространен электромеханический командоаппарат дискового типа (рис.13). Он состоит из набора программных дисков (кулачков) и контактов, которые размыкаются или замыкаются при повороте дисков. Вращение насаженных на ось дисков осуществляет шаговый электродвигатель, питающийся от сети 220 В.

Рис. 14 Структура командоаппарата.

Выступы программных дисков поднимают подвижный контакт, замыкая цепь питания соответствующего исполнительного устройства(рис.14).

Установка программных дисков в заданное пользователем положение осуществляется с помощью рукоятки, выведенной на панель управления. Этим устанавливается заданная программа стирки. Количество программных дисков определяется заложенным разработчиком количеством программ стирки.

Программные диски по своему назначению делятся на две группы — рабочие (основные) и вспомогательные (скоростные, реверсивные). Рабочие диски управляют электромагнитным клапаном, двигателем, нагревателем, сливным насосом. Вспомогательные диски управляют изменением направления вращения барабана во время стирки и сушки, а также специальными программами стирки и отжима. Программные диски совершают дискретные повороты (шаги). Полный оборот диска обычно составляет 60 шагов. В зависимости от конструкции командоаппарата время полного оборота составляет 90. 300 минут.

Время нахождения контактов в замкнутом положении определяется профилем программного диска. Для наглядного отображения положения контактов на каждом шаге выполнения программы строится циклограмма командоаппарата.

В ряде случаев конструктивно предусматривается система остановки работы командоаппарата. Например, устройство «Термостоп» применяется для блокировки рабочих дисков командоаппарата на время нагрева воды в баке до нужной температуры. Вспомогательные программные диски при этом остаются в работе. Другой пример — остановка после полоскания или перед отжимом («Гидростоп»). Применяется для остановки машины с бельем и частично заполненным водой баком после бережного полоскания при стирке деликатных тканей. Для этого автоматически снимается питание с электродвигателя командоаппарата. Для продолжения работы машины пользователь вручную должен повернуть ручку командоаппарата на один шаг.

В некоторых случаях в командоаппарат встраивают выключатель сетевого питания стиральной машины. Включение и выключение таких машин происходит утапливанием или вытягиванием рукоятки с последующим ее поворотом в нужное положение. Воздействие на контакты главной цепи питания происходит с помощью диска, совмещенного с рукояткой.

Рис. 15 Командоаппарат СМ Вятка-автомат.

Командоаппараты можно считать наиболее надежными узлами стиральных машин. Большинство из них не подлежат разборке. Но самая распространенная неисправность — подгорание контактов подачи напряжения на ТЭН или входных>сетевых контактов — не требует разборки. Достаточно промыть и почистить подгоревший контакт. Чаще всего неисправность кроется в исполнительных устройствах Измерив тестером напряжение на неработающем исполнительном устройстве, можно определить неисправность. Причем командоаппарат неисправен лишь в том, случае, если на его входе напряжение есть, а на управляемом в данном положении устройстве — нет.

Системы управления автоматических стиральных машин

Наиболее распространенной системой управления автоматических стиральных машин является электромеханическая (с командоаппаратом, рассмотренным выше). Кроме нее существуют смешанные и электронные системы управления. Управление происходит как основными операциями (две стирки, полоскание, отжим, сушка), так и операциями но обеспечению заданных уровня и температуры воды. Продолжительность основных операций задается конструктором при создании программ стирки. А продолжительность, например, нагрева воды определяется напряжением питающей сети, температурой поступающей в бак воды. Продолжительность заполнения бака водой определяется давлением воды в питающей магистрали, степенью засоренности фильтра. Поэтому конец каждой из этих операций определяется срабатыванием реле уровня и температуры, рассмотренных выше.

Главным в этой системе является командоаппарат, взаимодействующий с датчиками температуры и уровня, управляющий всеми исполнительными устройствами стиральной машины.

Электронная система управления приходит на смену рассмотренной выше в более дорогих моделях стиральных машин. Главной в этой системе является электронная плата управления, содержащая систему питания, микропроцессор, задающие каскады, реле. Система осуществляет полное автоматическое управление работой стиральной машины по заданной пользователем программе. Кроме того, она производит контроль работы систем безопасности стиральной машины. Предусмотренные тестовые программы осуществляют диагностику работоспособности машины.

Для примера рассмотрим электронное устройство управления (рис. 16), предназначенное для управления бытовыми автоматическими стиральными машинами типа СМА-4ФБЭ с асинхронным двигателем в соответствии с хранимыми в памяти программами технологических процессов обработки текстильных изделий.

Рис. 16 Внешний вид электронного устройства управления.

Согласно программе, выбираемой устройством наименования данных, вводимых хозяйкой с клавиатуры, устройство формирует команды управлений исполнительными механизмами стиральной машины (двигатель привода барабана, насос, клапаны заполнения, нагреватель), контролируя состояние датчиков уровня и температуры моющего раствора.

Устройство состоит из двух частей: блок программного управления (БПУ), блок силовой (БС). Они встраиваются в автоматическую стиральную машину и эксплуатируются в ее составе.

Функцию программозадающего узла выполняет БПУ, построенный на базе микроконтроллера (МК) К145ЙК1807. В постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) хранится набор программ, А соответствии с которыми производятся: ввод данных, выбор соответствующей технологической программы и ее выполнение. Связь МК с ПЗУ осуществляется 12-разрядной шиной адреса(ША) и 8-разрядной шиной данных (ШД). Восемь разрядов ША используются также для опроса внешних устройств(клавиатуры, датчиков), состояние которых считывается с 4-разрядной шины датчиков (ШДт). Пуск МК производится через вход К2, сброс — блокировкой Ф2 генератора фаз (ГФ) К1б5КФ2, тактирующего работу МК и ПЗУ.

Для аппаратного маскирования разрядов ШДт и увеличения количества каналов опроса внешних устройств служит интерфейс ввода, построенный на базе кодового ключа К501КН2П. Кроме того, интерфейс ввода содержит схему, обеспечивающую пуск МК при включении сетевого питания.

Для управления исполнительными механизмами СМА МК имеет, 8-разрядную шину управления (ШУ). Интерфейс вывода служит для увеличения количества каналов управления. Он построен по принципу общей шины: четыре разряда ШУ используются для передачи информации, остальные — для адресации через дешифратор К501ЙД1П в регистры К186ИР1, в которые она заносится. Для усиления сигналов с регистров используются коммутаторы Ю90КТ2П. ФВК служит для формирования меандра сетевой частоты синхронизирующего МК. Блок силовой содержит источник питания всего устройства и элементы для коммутации силовых цепей.

Использованы материалы из книги «Стиральные машины от А до Я» С.Л. КорякинЧерняк 2005

Всего хорошего, пишите to Elremont © 2005