Как подключить двигатель от стиральной машины к электрической сети 220 В
Домашнему мастеру в хозяйстве часто приходится делать то, что вручную не всегда легко и удобно. На помощь в таком случае приходят разнообразные станки. Но для нужно устройство, которое будет их приводить в движение, например, электродвигатель. Но асинхронные трёхфазные двигатели хоть и просты в устройстве и очень распространены, но не всегда есть возможность найти и купить конденсаторы для него. Поэтому вы можете использовать двигатели от бытовой техники. В этой статье мы рассмотрим схему подключения двигателя от стиральной машины к сети для прямого вращения и реверса.
Какие двигатели используют в стиральных машинах
В большинстве стиральных машин используются коллекторные электродвигатели. Они удобны тем, что не требуют пусковых и рабочих конденсаторов, могут напрямую подключаться к сети. К тому же простейший регулятор оборотов для них можно купить в любом магазине электротоваров.
Коллекторный двигатель от стиральной машины состоит из:
Ротора с коллектором;
Тахогенератора или датчика холла.
Для измерения оборотов двигателя и их регулирования используются как раз-таки тахогенераторы или датчики холла. Их для обычного пуска от двигателя от сети 220В не используют, но нужны для работы со сложными регуляторами оборотов, которые поддерживают мощность на валу независимо от его нагрузки (в пределах номинальной, естественно).
Схема подключения
Изначально двигатели от стиральной машины подключаются к сети с помощью клеммной колодки. Если её не сняли до вас — при осмотре двигателя вы увидите подобную картинку:
Порядок расположение проводов может отличаться, но в основном их назначение такое:
2 провода от щеток;
2 или 3 провода от обмотки статора.
2 провода от датчика оборотов.
Если у вас три провода от статора, то один из них — это средний вывод, используется для повышения оборотов в режиме отжима. Тогда если вы прозванивая обмотку обнаружили, что одна пара проводов даёт сопротивлении выше чем другая пара, то подключившись к концам с большим сопротивлением обороты будут меньше, но крутящий момент выше. А если выберете выводы с меньшим сопротивлением, то наоборот – обороты выше, а момент ниже.
В зависимости от конкретной модели на колодке могут быть выведены контакты какой-нибудь защиты, например, тепловой и прочее. В итоге для просто подключения к сети нам потребуется четыре провода, например, такие:
Напомним, что надбавляющие большинство двигателей стиральных машин — это коллекторные двигатели с последовательным возбуждением. Что это значит? Нужно подключать обмотку статора последовательно с обмоткой возбуждения, то есть с обмоткой якоря.
Чтобы это сделать нужно один конец обмотки статора подключить к сетевому проводу, второй конец обмотки статора соединяем с проводом одной из щеток, а вторую щетку подключаем ко второму сетевому проводу, такая схема подключения изображена на рисунке ниже.
Реверс
На практике случается так, что для применения в стенке невозможно закрепить двигатель в другой плоскости, то вам может не подойти его направление вращения. Отчаиваться не нужно. Чтобы изменить направление вращения двигателя от стиральной машины нужно всего лишь переключить местами концы обмотки статора и обмотки возбуждения.
Чтобы в процессе работы была возможность переключения направления вращения двигателя нужно использовать тумблер типа DPDT. Это шести контактные тумблеры, в которых есть две независимых контактных группы (два полюса) и два положения, в которых средний контакт соединяется либо с одним, либо с другим крайним контактом. Его внутренняя схема изображена выше.
Схема подключения двигателя от стиральной машины с возможностью переключения направления вращения и изображена ниже.
Вам нужно припаять провода от щеток к крайним контактам тумблера, а к одному из средних контактов провод от обмотки статора, ко второму — сетевой провод. Второй конец обмотки статора всё также соединяется с сетью. После этого нужно припаять перемычки к свободным двум контактам «крест—накрест».
Регулировка оборотов
Обороты всех коллекторных двигателей легко регулируются. Для этого изменяют ток через их обмотки. Сделать это можно изменив напряжение питания, например, срезав часть фазы, снизив действующее значение напряжения. Такой способ регулировки называется Система Импульсно-Фазового Управления (СИФУ).
На практике для регулировки двигателя от стиралки можно использовать любой бытовой диммер мощностью 2.5-3 кВт. Можно использовать диммер для осветительных ламп, но в таком случае замените симистор на BT138X-600 или BTA20-600BW, например, или любой другой с 10 кратным запасом по току относительно потребления двигателя, если конечно изначальных характеристик не окажется достаточно. Схему подключения вы видите ниже.
Но за простоту решения приходится платить. Так как мы уменьшаем напряжение питания, то мы ограничиваем и ток. Соответственно уменьшается и мощность. Однако при нагрузке двигатель, чтобы поддерживать заданные обороты, начинает потреблять больший ток. В результате из-за пониженного напряжения двигатель не сможет развить максимальную мощность, и его обороты под нагрузкой упадут.
Чтобы этого избежать есть специальные платы, которые поддерживают заданные обороты получая обратную связь от датчика оборотов. Именно тех проводов, которые мы не задействовали в рассмотренных схемах. Работает это по алгоритму подобного такому:
1. Проверка заданного числа оборотов.
2. Считывание значений датчика и сохранение их в регистр.
3. Сравнение показаний датчика, реальных оборотов с заданными.
4. Если реальные обороты соответствуют заданным — ничего не делать. Если обороты не соответствуют тогда:
Если обороты повышены — увеличиваем угол среза фазы СИФУ на определенное значение (понижаем напряжение, ток и мощность);
Если обороты понижены — уменьшаем угол среза фазы СИФУ (повышаем напряжение, ток и мощность).
И так повторяется по кругу. Таким образом когда вы нагружаете вал двигателя — система сама принимает решение увеличить напряжение подаваемого на двигатель или уменьшить его когда нагрузка увеличивается.
Необязательно бросаться за разработку такого устройства на микроконтроллерах, есть недорогие готовые решения. Примером такого устройства являются построенные на интегральной микросхеме TDA1085. Пример схемы подключения вы видите ниже.
Здесь подписи обозначают:
М – выход на двигатель.
AC – подключение к сети.
T – подключение к таходатчику.
R0 – регулятор текущих оборотов.
R1 – минимальные обороты.
R2 – максимальные обороты
R3 – для подстройки схемы, если двигатель работает неравномерно.
Схема приведенной платы (для увеличения нажмите на рисунок):
Заключение
Учтите, что коллекторный, или как его еще называют в народе, щеточный двигатель от стиральных машин довольно высокооборотист, в районе 10000-15000 об/мин. Это связано с его конструкцией. Если вам нужно достичь малых оборотов, например, 600 об/мин, используйте ременную или зубчатую передачу. В противном случае, даже с применением специального регулятора вам не получится добиться нормальной работы.
Подключение двигателя от стиральной машины zanussi. Особенности схемы подключения электродвигателя стиральной машины
Здравствуйте дорогие мои читатели. Вы, наверное, заметили, что многим «сомоделкиным» начали часто встречаться коллекторные электродвигатели от стиральных машин автомат. Но ставить такие двигатели на свои устройства не спешат, не потому что не знают как подключить, а потому что не все знают как ведут такие двигатели под нагрузкой, можно ли регулировать обороты двигатели. Если можно регулировать обороты то как, и падает ли при этом мощность коллекторного электродвигателя. А если падает, то, как добиться, чтобы сохранить мощность электродвигателя во время регулировки оборотов и т. д. Так вот сегодня и поговорим, как правильно подключить коллекторные электродвигатели от стиральных машин, и рассмотрим, как ведут себя такие двигатели под нагрузкой и как регулируются обороты такого двигателя.
Прежде всего, это однофазный коллекторный электродвигатель с последовательным возбуждением обмоток. Для работы такого типа двигателя можно использовать как переменный, так и постоянный ток – и поэтому их можно считать универсальными. Не смотря на разный внешний вид устройство у них одинаковое. Состоят они из статора с обмоткой возбуждения, якоря, щеток, корпуса и тахогенератора. Для вывода всех проводов служит клеммная колодка.
В основе работы данного вида электродвигателя лежит взаимодействие магнитных полей статора и якоря при прохождении через них электрического тока.
Сделать простейшее подключение, можно лишь зная выходы обмоток статора и якоря. Но как узнать где какие выходы на клеммной колодке, если их количество может достигать 10. Для этого берем обычный тестер,
Ручку регулятора ставим в положение наименьшего сопротивления, и начинаем вызванивать обмотки тахогенератора (таходатчика), статора и якоря (Сопротивление обмоток от 3 до 200 Ом). У меня под рукой оказался двигатель с 6 выводами на клеммной колодки с сопротивлениями 2 Ом (статор); 4,4 Ом (якорь); 165 Ом (тахогенератор).
Теперь нужно определить, где находиться выводы тахогенератора для этого нужно взять всё тот же тестер, повернуть его ручку в положение переменного напряжения и подключать к клеммам которые звонятся между собой, проворачивая рукой якорь, на клеммах тахогенератора при проворачивании якоря тестер покажет наличие напряжения.
Будьте внимательны, на двигателях вместо тахогенератора (два выхода) иногда используют датчик Холла (три вывода, определяется тестером при положении наименьшего сопротивления, тестер сначала показывает какое-то сопротивление, а потом оно пропадает). Выводы якоря определяются, путем прозвони между самим коллектором и клеммами на колодке. Статор путём исключения. Схема подключения с использованием клеммой колодки выглядит так: ставим перемычку между одной из клемм статора и якоря, а к оставшимся двум клеммам подводим напряжение. Если вы уверены что электродвигатель со стеральной машины в полном порядке можете подключать его прямо в сеть, а если же не уверены в происхождении электродвигателя, то соедините последовательно двигатель с самым простым электроутюгом.
Если во время подключения коллекторный электродвигатель плавно набирает обороты, и отсутствует потрескиваний во время работы, на щетках отсутствует сильное искрение – это означает что коллекторный электродвигатель полностью готов к работе и его можно подключать к сети 220 Вольт.
И так подключив напрямую двигатель к сети тахометром проверяем обороты (у меня показало более 12000 об/мин.), после чего пробуем дать ему нагрузку (для нагрузки применял кусок доски которой надавливал на вал двигателя).
У меня не получилось задавить такой двигатель (доска начала гореть), а обороты при этом упали вдвое.
Способов регулировки обороты на коллекторных электродвигателях есть множество, обороты можно регулировать с помощью ЛАТРа, плат регулировки оборотов с бытовой техники (пылесосов, миксеров и т.д.), кнопок с электроинструмента, тимера освещения (регулятор освещения) в общем, всеми устройствами которые регулируют напряжение.
Видим что обороты легко регулируются при изменении напряжения такими устройствами. При таком подключении появляется существенный недостаток как большое падение мощности двигателя (при оборотах в 600 об/мин. вал легко останавливается рукой).
Такая регулировка оборотов не всегда подходит (для вентиляторов и насосов пойдет и так) для широкого применения для самодельных станков и разных устройств. В таком случае нам на помощь придет тахогенератор, который установлен на двигателе от стиральной машины. Который будет сообщать количество оборотов якоря, и передавать их микросхеме, а та в свою очередь будет регулировать мощность и обороты двигателя через симистор. Вот пример схемы которую в домашних условиях легко можно повторить (более подробно о схеме здесь ):
В большинстве статей на тему изготовления чего-либо своими руками рекомендуется не покупать необходимые узлы, а использовать комплектующие от бытовой техники, отслужившей свой срок. Решение вполне рациональное. Часто упоминается электродвигатель от стиральной машинки б/у, который по своим характеристикам подходит для сборки многих технических устройств. Демонтировать его несложно. А вот с подключением электродвигателя от стиральной машины к сети 220/50 нередко возникают проблемы. Разберемся, как это грамотно сделать.
Марок и модификаций (серий) стиральных машинок довольно много. Следовательно, и схемы включения электродвигателей в сеть 220 В имеют отличия, а значит, и количество отходящих от них проводов разное.
Подключение к сети коллекторного двигателя
Как разобраться в проводке? В некоторых моделях машинок (например, «Малыш») от двигателя отходит 4 провода, по 2 на статорную и роторную обмотки. Во многих полу- и автоматах их шесть (иногда и более), так как дополнительно в схему стиральной машинки включается тахометр, ряд датчиков. Они при использовании электродвигателя в каком-нибудь самодельном техническом устройстве не нужны, если только не собирается сложная схема. Но этим занимаются в основном те, кто профессионально разбирается в электротехнике. Таким людям что-либо подсказывать бессмысленно.
Провода к тахометру имеют белую изоляцию . Если оттенок ввиду ее изношенности определить сложно, то их находят по расположению на клеммнике и сопротивлению обмотки. Они всегда слева. Для контроля измеряется Rобм. Оно для тахометра равно 70 Ом.
Следующий – красный – понадобится для подключения электродвигателя. Этот провод соединяется с его статорной обмоткой. Необходимо при помощи мультиметра найти ему пару (способом прозвонки всех остальных проводов). Это должен быть провод коричневый. Такая методика исключает вероятность ошибки.
Оставшиеся выводы, как правило, с синей (серой) и зеленой изоляцией идут на щетки. Остается лишь установить перемычку. На практике провода обмотки и одной из щеток соединяются. Пример на рисунке:
Как изменить направление? Достаточно поменять местами провода. Вот так:
Порядок подключения асинхронного эл/двигателя
Здесь несколько сложнее, так как выводы идут непосредственно от обмоток, и определить их лишь по цвету не получится – возможна ошибка, так как у разных производителей стиральных машинок свое оформление изоляции.
Принцип поиска пар проводов тот же. Берется один, и (положение «измерение сопротивления» с минимальным пределом) находится второй. Важно другое – правильно определить обмотку рабочую и пусковую. Последняя для дальнейшего подключения электродвигателя, как правило, не нужна. Поэтому при нахождении пар проводников следует фиксировать величины сопротивлений. У обмотки рабочей оно меньше.
Прямое подключение электродвигателя делается лишь для проверки его работоспособности. При сборке же какого-либо механизма придется его присоединять к сети 220/50 через схему. Вариантов достаточно много, в зависимости от специфики использования агрегата. Вот некоторые примеры:
Если электродвигатель достаточно маломощный, то его пусковая обмотка (ПО) не понадобится. Он запустится и так. Кнопка SB в этом случае включается в цепь обмотки рабочей.
Перед включением электродвигателя в сеть его необходимо обязательно зафиксировать на твердой ровной основе.
1. Применение коллекторных двигателей в стиральных машинах
Коллекторные моторы более компактные, мощные и простые в управлении. Этим и объясняется их столь массовое применение. В стиральных машинах применяются коллекторные двигатели таких марок производителей как: INDESCO, WELLING, C.E.S.E.T., SELNI, SOLE, FHP, ACC . Внешне они немного отличаются друг от друга, могут иметь разную мощность, тип крепления, но принцип работы их совершенно одинаковый.
2. Устройство коллекторного двигателя для стиральной машины
| 1. Статор 2. Коллектор ротора 3. Щётка (применяются всегда две щётки, вторую на рисунке не видно) 4. Магнитный ротор тахогенератора 5. Катушка (обмотка) тахогенератора 6. Стопорная крышка тахогенератора 7. Клеммная колодка двигателя 8. Шкив 9. Алюминиевый корпус |
Коллекторный двигатель — это однофазный двигатель с последовательным возбуждением обмоток, предназначенный для работы от сети переменного или постоянного тока. Поэтому его называют ещё универсальный коллекторный двигатель (УКД).
Большинство коллекторных двигателей применяемых в стиральных машинах имеют конструкцию и внешний вид представленный на (рис.2)
Данный двигатель имеет ряд таких основных частей как: статор (с обмоткой возбуждения), ротор, щетка (скользящий контакт, всегда применяются две щётки), тахогенератор (магнитный ротор которого крепится к торцевой части вала ротора, а катушка тахогенератора фиксируется стопорной крышкой или кольцом). Все составные части скрепляются в единую конструкцию двумя алюминиевыми крышками, которые образуют корпус двигателя. На клеммную колодку выводятся контакты обмоток статора, щёток, тахогенератора необходимые для подключения к электрической схеме. На вал ротора запрессован шкив, через который посредством ременной передачи приводится в движение барабан стиральной машины.
Чтобы в дальнейшем лучше понять как работает коллекторный двигатель, давайте рассмотрим устройство каждого из его основных узлов.
2.1 Ротор (якорь)
| Рис.3 | Ротор (якорь) — вращающаяся (подвижная) часть двигателя (Рис.3) . На стальной вал устанавливается сердечник, который для уменьшения вихревых токов изготавливают из наборных пластин электротехнической стали. В пазы сердечника укладываются одинаковые ветви обмотки, выводы которых прикреплены к контактным медным пластинам (ламелям), образующие коллектор ротора. На коллекторе ротора в среднем может быть 36 ламелей располагающихся на изоляторе и разделённые между собой зазором. Для обеспечения скольжения ротора, на его вал запрессовываются подшипники, опорами которых служат крышки корпуса двигателя. Так же, на вал ротора запрессован шкив с проточенными канавками для ремня, а на противоположной торцевой стороне вала есть отверстие с резьбой в которое прикручивается магнитный ротор тахогенератора. |
2.2 Статор
| Статор — неподвижная часть двигателя (Рис.4) . Для уменьшения вихревых токов, сердечник статора выполнен из наборных пластин электротехнической стали образующих каркас, на котором уложены две равные секции обмотки соединённые последовательно. У статора почти всегда есть только два вывода обеих секций обмотки. Но в некоторых двигателях применяется так называемое секционирование обмотки статора и дополнительно имеется третий вывод между секциями. Обычно это делается из-за того, что при работе двигателя на постоянном токе, индуктивное сопротивление обмоток оказывает меньшее сопротивление постоянному току и ток в обмотках выше, поэтому задействуются обе секции обмотки, а при работе на переменном токе включается лишь одна секция, так как переменному току индуктивное сопротивление обмотки оказывает большее сопротивление и ток в обмотке меньше. В универсальных коллекторных двигателях стиральных машин применяется тот же принцип, только секционирование обмотки статора необходимо для увеличения количества оборотов вращения ротора двигателя. При достижении определённой скорости вращения ротора, электрическая схема двигателя коммутируется таким образом, чтобы включалась одна секция обмотки статора. В результате индуктивное сопротивление снижается и двигатель набирает ещё большие обороты. Это необходимо на стадии режима отжима (центрифугирования) в стиральной машине. Средний вывод секций обмотки статора применяется не во всех коллекторных двигателях. | Рис.4 Статор коллекторного двигателя (вид с торца) |
Для защиты двигателя от перегрева и токовых перегрузок, последовательно через обмотку статора включают тепловую защиту с самовосстанавливающимися биметаллическими контактами (на рисунке тепловая защита не показана). Иногда контакты тепловой защиты выводят на клеммную колодку двигателя.
2.3 Щётка
Щётка — это скользящий контакт, является звеном электрической цепи обеспечивающим электрическое соединение цепи ротора с цепью статора. Щётка крепится на корпусе двигателя и под определённым углом примыкает к ламелям коллектора. Применяется всегда как минимум пара щёток, которая образует так называемый щёточно-коллекторный узел.
Рабочая часть щётки — графитовый брусок с низким удельным электрическим сопротивлением и низким коэффициентом трения. Графитовый брусок имеет гибкий медный или стальной жгутик с припаянной контактной клеммой. Для прижима бруска к коллектору применяется пружинка. Вся конструкция заключена в изолятор и крепится к корпусу двигателя. В процессе работы двигателя, щётки из-за трения о коллектор стачиваются, поэтому они считаются расходным материалом.
