Jak funguje motor pračky?

Moderní pračky používají několik typů hnacích motorů: komutátorový, asynchronní a přímý pohon bubnu – liší se principem činnosti a konstrukcí. Pro zajištění chodu asynchronního motoru je zapotřebí kondenzátor s fázovým posunem – podobný obvod spínání motoru je použit u většiny starších modelů SM.

Moderní stroje používají k řízení asynchronního motoru složitý elektronický řídicí systém, takže jeho kontrola bez speciálního stojanu (nebo „testovací“ SM) způsobuje určité potíže. Ještě problematičtější je testování motorů s přímým pohonem (používají se například ve vozech LG DirectDrive). Je obtížné je samostatně testovat, protože jsou součástí konstrukce nádrže. Kromě toho tyto motory také vyžadují komplexní řídicí systém.

Nejjednodušší způsob (včetně domácích) ke kontrole komutátorových motorů, tomu se budeme věnovat podrobněji.

U většiny moderních SM jsou hnací komutátorové motory zapojeny podle obvodu znázorněného na Obr. 1.

Obr. 1. Schéma zapojení pro komutátorový motor v SM

Obrázek ukazuje, že napájecí obvod motoru probíhá v následujícím obvodu: 220 V – řídicí triak (řídí otáčky motoru) – kontakty zpětného relé (I nebo II) – vinutí statoru – vinutí rotoru – 220 V.

Statorové vinutí u praček je spínáno pomocí jak kontaktních skupin povelového zařízení, tak pomocí relé umístěných v elektronickém modulu.

Změna směru otáčení hřídele motoru se provádí změnou polarity vinutí statoru. U některých modelů praček má vinutí statoru kohoutek. Používá se v režimu odstřeďování. V tomto případě je napájení přiváděno na jednu z vnějších svorek vinutí a zmíněnou odbočku. Pokud je vinutí statoru připojeno přes vnější svorky, SM pracuje v normálním mycím režimu, motor pracuje při nízkých otáčkách.

V nejjednodušším případě pro kontrolu výkonu motoru mnoho opravářů zapojí vinutí statoru a rotoru (kotvy) do série a přivede na ně síťové napětí (obr. A1.2).

Obr. 2. Kontrolní schéma kartáčovaného motoru

Toto schéma má své nevýhody, z nichž jednou je, že stále nebude možné plně zkontrolovat výkon motoru. I když se hřídel motoru otáčí, přesto taková kontrola neodhalí skryté vady, které se objevují při provozu v reálných provozních režimech SM, například při zatížení.

Kromě toho tento spínací obvod nemá žádnou ochranu: pokud dojde ke zkratu ve vinutí motoru, bude fungovat v takzvaném „pedlení“. Aby se předešlo možným nepříjemným následkům při kontrole motoru, je v jeho napájecím obvodu instalován další předřadník. Jako posledně jmenované můžete například použít jakékoli topné těleso z pračky (viz obr. 3) nebo výkonnou osvětlovací lampu (500 W a více).

Obr. 3. Schéma pro kontrolu komutátorového motoru s předřadníkem

Pokud dojde ke zkratu ve vinutí motoru a protéká jimi zvýšený proud, topné těleso se znatelně zahřeje.

Existuje další způsob, jak zkontrolovat výkon motoru v dynamice: připojte jeho vinutí, jako na obr. 2, ale napájený přes laboratorní autotransformátor o výkonu alespoň 500 W.

Takové zahrnutí vám umožňuje plynule regulovat otáčky motoru a snadno kontrolovat jakékoli abnormální situace v jeho provozu. K ochraně takového obvodu můžete použít běžnou pojistku o jmenovité hodnotě 5-10 A).

Pokud nelze LATR nalézt, můžete místo něj použít elektronický (triakový) regulátor určený k ovládání zátěže odpovídajícího výkonu. Regulátor si můžete vyrobit sami vyhledáním vhodného obvodu v radioamatérské literatuře nebo na internetu.

Existuje ještě jeden způsob, jak zkontrolovat výkon komutátorového motoru – intenzitou jiskření mezi rotorovým komutátorem a kartáči. Výskyt silných jisker v místě kontaktu mezi kartáči a komutátorem naznačuje, že motor je vadný. Podrobněji to probereme níže.

Poruchy komutátorových motorů mohou být způsobeny následujícími důvody:

• opotřebení kartáčů;
• vzájemné zkraty nebo přerušení ve vinutí statoru nebo rotoru;
• vady kolektorových lamel, například jejich odlupování.

Ve skutečnosti může být důvodů více, ale podrobně se zastavíme pouze u těch výše uvedených, jako těch nejtypičtějších.

Typické poruchy komutátorových motorů

Opotřebení kartáčů

Opotřebované kartáče na komutátorovém motoru je nutné včas vyměnit (nejlépe za originální). Co když ale není možné štětce vyměnit za originální?

Opotřebení kartáčů lze v mnoha případech zjistit vnější kontrolou nebo intenzitou jiskření na komutátoru motoru: jak pod zatížením (v nádrži stroje je prádlo), tak bez něj – v tomto případě dochází k hojnému jiskření (nikoli podél celý obvod komutátoru). Je třeba počítat s tím, že takto hojné jiskření se objevuje i v případě, že se nové kartáče nezabrušují do komutátoru.

Existují také případy, kdy je při výrazném opotřebení kartáčů pozorována ztráta výkonu motoru – například pokud se buben pračky „neotáčí“ s prádlem vloženým do něj (s výjimkou případů, kdy se kartáče zaseknutý v držáku kartáče – „zmrazit“).

Všimněte si, že výměna kartáčů za analogy z jiných komutátorových motorů je poměrně obtížná z několika důvodů. Uvedeme některé z nich a také zvážíme doporučení pro výměnu kartáčů za analogy.

Kartáče z jiného motoru mají zpravidla jiný tvar a velikost – proto musí být před instalací odpovídajícím způsobem zpracovány (obroušeny). Jednou z vlastností motorových kartáčů pro pračky je jejich značná délka – to ztěžuje výběr analogů z jiných komutátorových motorů, například elektrického nářadí (na obr. 4 jsou vlevo znázorněny kartáče s držáky kartáčů z motoru pračky a z elektrického nářadí vpravo).

Obr. 4. Štětce

Při instalaci „domácího“ kartáče do držáku kartáče byste měli zkontrolovat jeho volný pohyb (bez zádrhelů) po celé délce pracovního zdvihu bez boční vůle. Zmíněná vůle může vést k nesouososti kartáče v držáku kartáče a jeho případnému „zavěšení“ (tedy zaseknutí v držáku kartáče a v důsledku toho možné ztrátě kontaktu s komutátorem).

Kartáče musí být vyrobeny z tzv. elektrografitu (směs sazí, čistého grafitu a speciálního pojiva, žíhané při teplotě cca 2500°C). Tento materiál (na příkladu domácích elektrografitových kartáčků EG-74) má tvrdost (15-50) x 10 7 Pa a měrný odpor 35-75 μOhm x m.

Další informace k tomuto tématu lze nalézt v GOST 21888-82. V krajním případě lze při výběru materiálu kartáče použít obyčejný měkký grafit – pouze v tomto případě se životnost kartáčů výrazně zkrátí.

Je známo, že čím vyšší tvrdost kartáče mají, tím jsou odolnější (tím pomaleji se opotřebovávají). V tomto případě je třeba vzít v úvahu, že příliš „tvrdé“ kartáče rychle opotřebovávají komutátor. Pravděpodobně je pravda někde uprostřed. Proto budeme podmíněně předpokládat, že materiál kartáčů komutátorových motorů zahraničních praček má parametry odpovídající výše uvedeným.

Při výběru analogových kartáčů byste měli věnovat pozornost také přítomnosti měděného ocasu (pokud jej mají originální kartáče). U kartáčů, které jsou samostatně soustruženy na požadované rozměry (v souladu s originálem), se doporučuje použít přítlačnou pružinu ze starých kartáčů.

Neměli byste používat analogy kartáčů z grafitu s vnějším měděným povlakem (takové kartáče jsou určeny pro elektrické stroje určené pro nízké provozní napětí). To je způsobeno skutečností, že měděný prach, který se dostane do mezer mezi lamelami kolektoru, může vést ke zkratu mezi nimi a v konečném důsledku k poruše rotoru.

Všimněte si, že po vlastní výrobě štětců je nutné zkosit jejich spodní část a v případě potřeby provést šikmý řez (pokud jsou štětce „šikmé“, nebo, pokud je správné říci „reaktivní“ – tzn. , přicházejí do kontaktu s komutátorem pod určitým úhlem).

Instalace analogových kartáčů zahrnuje také takzvané „zabroušení“ těchto kartáčů.

Má následující vlastnosti:

• nainstalujte motor na stojan (na izolovanou desku nebo na podlahu) a připojte jej podle známého obvodu (viz výše) přes LATR nebo elektronický regulátor;
• spusťte motor na několik minut při nízkých otáčkách;
• vyjměte kartáče a zkontrolujte šířku „drážky“ s komutátorem v jejich spodní části: pokud je v příčném směru asi 5 mm, je proces „zabroušení“ dokončen;
• pokud je „drážka“ na kartáčích menší než 5 mm, vložte je na místo a znovu zapněte motor na několik minut (při nízkých otáčkách);
• Po dosažení požadované šířky „drážky“ je postupně kontrolován chod motoru ve zvýšených otáčkách, až do maxima (“drážka“ kartáčů se již nekontroluje). Je třeba poznamenat, že provoz motoru při vysokých otáčkách může být doprovázen vibracemi, takže musí být bezpečně upevněn;
• vyjměte motor ze stojanu a nainstalujte jej do pračky;
• Na SM se spustí režim krátkého pracího programu (do bubnu není vloženo žádné prádlo ani prací prostředky). Na konci tohoto programu již neexistují žádná omezení pro používání SM.

Interturnové zkraty (nebo přerušené obvody) ve vinutí statoru nebo rotoru

V případě přerušení nebo zkratu vinutí jsou možné následující charakteristické závady:

1. Motor nepracuje (zlomení vinutí statoru).

Podobná závada je možná i v důsledku přehřívání skříně motoru v důsledku mezizávitových zkratů ve vinutích. Při významné teplotě pouzdra (obvykle více než 90 °C) by měl fungovat ochranný termostat (přeruší obvod napájení motoru). Za normu se považuje teplota krytu motoru ne vyšší než 70 °C – podobné teploty lze dosáhnout při provádění tzv. „dlouhých“ pracích cyklů pračky;

2. Ztráta výkonu motoru (přepólové zkraty v jeho vinutí).

Tato závada se může projevit např. v případě, že motor nedokáže „protočit“ buben s prádlem v něm vloženým (buben se otáčí bez prádla). Je třeba poznamenat, že podobnou závadu lze pozorovat při opotřebování kartáčů motoru a také při vadném kondenzátoru fázového posunu v napájecím obvodu motoru (u starších modelů praček) – proto při hledání důvody ztráty výkonu motoru, tyto skutečnosti by měly být brány v úvahu;

3. Oddělování lamel rotoru.

Při výrazném nárůstu proudu vinutím motoru (v důsledku mezizávitových zkratů ve vinutí nebo při „zaseknutí hřídele motoru“) se lamely na komutátoru zahřívají a odlupují (podrobně se tomu budeme věnovat níže).

Přerušení vinutí rotoru lze snadno detekovat pomocí ohmmetru připojením ohmmetru k jakékoli sousední lamele kolektoru. Ručním otáčením rotoru se ovládá odpor jeho sekcí – ve všech polohách hřídele by měl být odpor mezi sousedními lamelami stejný (0,1-0,4 Ohm). Pokud se odpor mezi jednou ze sousedních lamel zvýší na 5 ohmů (nebo více) – může dojít k přerušení vinutí v této sekci.

Ale nezoufejte – často je takový projev způsoben nedotykem jedné z lamel v místě spojení s vinutím (na okraji každé lamely je speciální háček, který zajišťuje spojení s odpovídající částí rotoru navíjení). Pokud je nedotyk způsoben právě z tohoto důvodu, můžete problematický háček opatrně „nýtovat“.

Chtěl bych poznamenat, že v takových případech je použití pájení nepřijatelné, protože to nepřinese očekávaný efekt – když motor běží, lamely kolektoru se velmi zahřívají, pájení je zničeno (v souladu s tím bude elektrický obvod znovu zlomený) a odstředivá síla může zbytky cínu zanést kamkoli (s nejnepředvídatelnějšími následky). Mimochodem, pájení lamel může narušit vyvážení rotoru, což může také vést ke zvýšeným vibracím při jeho provozu.

Možné jsou i zkraty ve vinutí motoru (přepólové zkraty např. způsobené průrazy izolace), ale zde nic nepomůže – je třeba vyměnit motor nebo převinout jeho vinutí. Samonavíjení, například vinutí kotvy, dává ve většině případů negativní výsledek.

K provedení takové práce potřebujete speciální technologii, kterou lze provádět pouze v továrním prostředí.

Upozorňujeme, že zkraty ve vinutí motoru mohou vést k poruše řady komponentů v pračce – spálení (nebo úplné zničení) kontaktů na konektorech elektronického modulu a propojovacího kabelu, selhání prvků silového obvodu uvnitř modulu samotné (reverzní relé, výkonový triak, kontaktní skupiny povelového zařízení atd.).

Vady kolektorových lamel

U komutátorových motorů je skutečně málo závad způsobených vadnými lamelami – jde o nedotyky lamel a úseků vinutí rotoru, dále přehřívání a případné následné odlepování lamel.

Lamely jsou ke komutátoru připevněny pomocí lepidla a jejich elektrické spojení s sekcemi vinutí rotoru je zajištěno speciálními „kousacími“ háčky.

Nejčastější vadou lamel je přetržení drátu sekce rotoru na styku s tou či onou lamelou (podrobně jsme to probrali výše).

Mnohem horší případ je, když se z různých důvodů lamely přehřívají a odlupují (viz obr. 5).

Obr. 5. Přehřívání a separace rotoru

Taková závada je většinou způsobena zkraty v prostorech mezi lamelami, zkraty v úsecích vinutí kotvy, nebo vlivem mechanického brzdění (zasekávání) rotoru – v každém případě se lamely velmi zahřívají (a odlupují). ) v důsledku průchodu proudu jimi výrazně překračujícího jmenovitou úroveň.

Brzdění kotvy motoru je možné např. při zadření ložisek motoru nebo SM bubnu. K podobné závadě také dochází, pokud u strojů s horním plněním spotřebitelé zapomenou zavřít klapky bubnu – otevřené klapky blokují otáčení bubnu a v důsledku toho kotvy motoru.

V naprosté většině případů jsou vady lamel (přehřívání, odlupování apod.) důsledkem jiných poruch motoru, prvků pračky nebo nesprávným jednáním uživatele.

Pokud je odlupování lamel na komutátoru nepatrné (méně než 0,5 mm), lze takovou závadu odstranit otočením samotného komutátoru na stroji (ne vždy však s pozitivním efektem). Nemělo by se zapomínat, že po takové operaci mohou v prostorech mezi lamelami zůstat měděné hobliny (nebo prach), proto je nutné tyto prostory důkladně vyčistit. Kromě toho mohou po drážkování kolektoru na lamelách zůstat otřepy, které je také nutné odstranit.

Samotný fakt odlepení lamel na komutátoru lze snadno odhalit jak vizuálně – například při ručním otáčení rotoru motoru budou kartáče v tomto případě vydávat silný charakteristický praskavý zvuk.