Двигуни пральних машин: особливості, різновиди, поради щодо вибору

При виборі пральної машини покупці орієнтуються як зовнішні параметри, а й у технічні характеристики. Першорядне значення має тип двигуна та його робочі показники. Які двигуни встановлюються на сучасні «пральні», який з них є кращим і чому — всі ці питання нам доведеться розібрати.

Пристрій та принцип роботи

Двигун приводу барабана пральної машини зазвичай закріплюється у нижній частині конструкції. Лише один вид двигунів встановлюється безпосередньо на барабан. Силовий агрегат забезпечує обертання барабана, перетворюючи електрику на механічну енергію.

Розглянемо принцип роботи цього пристрою на прикладі колекторного двигуна, який на даний момент є найпоширенішим.

• Колектор - це мідний барабан, конструкція якого розділена на рівні ряди або секції ізолюючими перегородками. Контакти секцій із зовнішніми електроланцюжками розташовуються діаметрально.
• До висновків стосуються щітки, які виконують роль ковзних контактів. З їхньою допомогою ротор взаємодіє з мотором. При запитуванні якоїсь секції в котушці виникає магнітне поле.
• Пряме включення статора і ротора змушує магнітне поле обертати вал двигуна за годинниковою стрілкою. Щітки при цьому переміщуються секціями, і рух триває. Цей процес не перерветься, поки на двигун надходитиме напруга.
• Для зміни напрямку руху валу на роторі має змінитися розподіл зарядів. Щітки включаються у протилежний бік завдяки електромагнітним пускачам або силовим реле.

Види та їх характеристики

Всі мотори, що зустрічаються в сучасних пральних машинах-автоматах, поділяються на три типи.

Колекторний

Цей двигун є найпоширенішим на сьогодні. Більшість «пралень» оснащується саме цим пристроєм.

Конструкція колекторного двигуна складається з наступних елементів:

• корпус, зроблений із алюмінію;
• ротор, тахометр;
• статор;
• пара щіток.

Колекторні мотори можуть мати різну кількість висновків: 4, 5 і навіть 8. Щіточна конструкція необхідна створення контакту між ротором і мотором. Колекторні силові агрегати розташовуються у нижній частині пральної машини-автомата. Для з'єднання мотора та шківа барабана використовується ремінь.

Наявність ременя та щіток є недоліком таких конструкцій, оскільки вони піддаються сильному зносу та за рахунок їх поломок виникає необхідність у ремонті.

Колекторні двигуни не такі погані, як може здатися. Для них властиві і позитивні параметри:

• стабільна робота від струму постійного та змінного характеру;
• невеликі розміри;
• простий ремонт;
• зрозуміла схема електродвигуна

Інверторний

Такий вид двигуна вперше з'явився в «пральних» лише в 2005 році. Ця розробка належить компанії LG, яка протягом кількох років утримувала позиції лідера на світовому ринку. Потім ця інновація стала використовуватися в моделях від компаній Samsung та Whirlpool, Bosch, AEG та Haier.

Інверторні двигуни вбудовуються безпосередньо в барабан. Їх конструкція складається з ротора (кришка з постійними магнітами) та обойми з котушками, яка називається статором. Інверторний безщітковий двигун відрізняється відсутністю не тільки щіток, але і ременя передачі.

Якір збирається на магнітах.У процесі роботи напруга подається на обмотки статора, пройшовши попереднє перетворення інверторний вигляд.

Такі особливості дозволяють контролювати та змінювати швидкість обертів.

Інверторні силові агрегати мають безліч переваг:

• простота та компактність;
• економне споживання електроенергії;
• дуже низьке шумоутворення;
• тривалий термін служби за рахунок відсутності щіток, ременя та інших швидкозношуваних елементів;
• скорочений рівень вібрацій при віджиму навіть при сильних оборотах, які можна вибирати для роботи.

Асинхронний

Цей мотор може бути дво- і трифазним. Двофазні мотори вже не використовуються, оскільки давно були зняті з виробництва. Асинхронні двигуни трифазного типу ще працюють на ранніх моделях від Bosch та Candy, Miele та Ardo. Цей силовий агрегат встановлюється в нижній частині, що з'єднується з барабаном за допомогою ременя.

Конструкція складається з ротора та нерухомого статора. За передачу моменту, що крутить, відповідає ремінь.

Переваги асинхронних моторів виглядають так:

• просте обслуговування;
• тиха робота;
• доступна ціна;
• швидкий та зрозумілий ремонт.

Суть догляду полягає в заміні підшипників та оновленні мастила на моторі. До недоліків належать такі моменти:

• невеликий рівень потужності;
• ймовірність ослаблення крутного моменту у будь-який момент;
• складне керування електросхемами.

Ми з'ясували, які бувають двигуни пральних машин, а питання вибору найкращого варіанта все одно залишилося відкритим.

Який вибрати?

З першого погляду може здатися, що переваг більше у інверторного мотора, і вони вагоміші. Але не поспішатимемо з висновками і трохи поміркуємо.

• За енергоефективністю інверторні мотори опиняються на першому місці. У процесі роботи їм не доводиться справлятися із силою тертя. Щоправда, ця економія не така істотна, щоб приймати її за повноцінну і значущу перевагу.
• За рівнем шуму інверторні силові агрегати також опиняються на висоті.. Але треба взяти до уваги той факт, що основний шум виникає при віджиму та від зливу/набору води. Якщо в колекторних моторах шум пов'язаний із тертям щіток, то в універсальних інверторних двигунах буде чути тонкий писк.
• В інверторних системах обороти машини-автомата можуть доходити до 2000 за хвилину. Цифра вражаюча, але чи має вона сенс? Адже не кожен матеріал витримає такі навантаження, тому така швидкість обертання насправді виявляється марною.

Понад 1000 оборотів — це вже зайве, оскільки і на такій швидкості речі відмінно вичавлюються.

Важко однозначно відповісти, який двигун для пральної машини буде краще. Як видно з наших висновків, не завжди висока потужність електромотора та його завищені характеристики виявляються актуальними.

Якщо бюджет на покупку пральної машини обмежений і загнаний у вузькі рамки, можна спокійно вибирати модель з колекторним мотором. При ширшому бюджеті є сенс купити дорогу, тиху та надійну інверторну пральну машину.

Якщо вибирається мотор на машину, що вже є, то в першу чергу потрібно ретельно вивчати питання сумісності силових агрегатів.

Тут потрібно враховувати кожну деталь та характеристику.

Як перевірити працездатність?

У продажу зустрічаються колекторні та інверторні двигуни, тому далі ми говоритимемо лише про ці два різновиди.

Виконати перевірку працездатності прямопривідного чи інверторного двигуна в домашніх умовах без залучення спеціалістів досить складно. Найпростішим способом буде активація самодіагностики, внаслідок якої система сама виявить несправність та сповістить користувача, висвітливши на дисплеї відповідний код.

Якщо все ж таки виникне необхідність у демонтажі та перевірці двигуна, то виконувати ці дії потрібно правильно:

• знеструмлюємо «пральню» і знімаємо задню кришку, викрутивши для цього кріплення;
• під ротором можна побачити гвинти, що утримують проводку, які потрібно зняти;
• знімаємо центральний болт, що фіксує ротор;
• демонтуємо складання ротора та статора;
• від статора прибираємо роз'єм проводки.

На цьому розбирання завершено, можна приступати до огляду та перевірки працездатності силового агрегату.

З колекторними моторами справа простіше. Перевірити їхню роботу можна декількома способами, але у будь-якому випадку необхідно спочатку виконати демонтаж. Для цього потрібно виконати низку дій:

• знеструмлюємо машинку, знімаємо задню кришку;
• відключаємо від мотора дроти, знімаємо кріплення та виймаємо силовий агрегат;
• з'єднуємо дроти обмотки зі статора та ротора;
• підключаємо обмотку до мережі 220 В;
• обертання ротора свідчить про справність пристрою.

Поради щодо експлуатації

При дбайливому та правильному користуванні пральна машинка здатна прослужити набагато довше і рідше вимагати ремонту. Для цього Необхідно дотримуватися кількох нескладних правил.

• При підключенні потрібно ретельно вибирати дроти за потужністю, маркою та перерізом. Двожильні алюмінієві кабелі використовувати не можна, а ось мідні, трижильні можна.
• Для захисту необхідно використовувати автоматичний вимикач із номінальним струмом 16 А.
• Заземлення не завжди є в будинках, тому про нього потрібно подбати самостійно. Для цього потрібно розділити PEN-провідник та встановити розетку із заземленням. Краще вибрати модель з керамічною арматурою та високим класом захисту, особливо якщо «прання» стоїть у ванній.
• У приєднанні не варто використовувати трійники, перехідники та подовжувачі.
• При частих перепадах напруги необхідно підключати пральну машину через спеціальний перетворювач. Хорошим варіантом служить ПЗВ з параметрами не вище 30 мА. Ідеальним рішенням буде організація харчування від окремої групи.
• Дітей не можна підпускати до машинки для ігор із кнопками на панелі керування.

Під час прання не можна змінювати програму.

Особливості ремонту двигунів

Інверторні двигуни в домашніх умовах не можна відремонтувати. Для їхнього ремонту потрібно використовувати складну, професійну техніку. А ось колекторний двигун можна повернути до життя своїми руками.

Для цього спочатку потрібно перевірити кожну деталь двигуна, щоб виявити справжню причину несправності.

1. Електричні щітки розташовуються з обох боків від корпусу. Їх роблять із м'якого матеріалу, який згодом стирається. Щітки потрібно дістати та оцінити візуально їхній стан. А також можна підключити мотор до мережі - якщо він іскрити, значить проблема точно зі щітками.
2. Ламелі за участю щіток передають електрику до ротора. Ламелі сідають на клей, який при заклинюванні двигуна може відставати від поверхні. Невеликі відшарування забираються за допомогою токарного верстата - потрібно лише проточити колектори. Стружка забирається шляхом обробки деталі дрібною шкіркою.
3. Порушення в обмотках ротора та статора вплинуть на потужність мотора або стануть причиною його зупинки. Для перевірки обмоток на роторі використовується мультиметр, переведений у режим перевірки опору. Щупи мультиметра потрібно прикладати до ламелі та перевіряти показання, які у нормальному стані повинні знаходитися в межах від 20 до 200 Ом. Найменший опір свідчить про замикання, а за більших показників можна говорити про обрив обмотки.

Перевірити обмотку статора можна мультиметром, але вже в режимі зумера. Щупи потрібно по черзі прикладати до кінців проводки. У нормальному стані мультиметр мовчатиме.

Відновити обмотку практично неможливо, за такої поломки купується новий мотор.

Про те, який двигун краще, або яка різниця в двигунах пральних машин, ви можете дізнатися нижче.

Принцип роботи інверторного двигуна в пральній машині

Багато сучасних машин-автомат оснащені інверторними двигунами. Завдяки рекламі, користувачі знають, що ці безщіткові двигуни набагато надійніше колекторних моторів. Розкажемо, у чому переваги таких пристроїв, розберемо принцип їхньої дії.

У чому суть інверторної технології?

Багато покупців готові переплатити за інверторний двигун у пральній машині. І це цілком розумно – такі мотори надійніші за своїх колекторних «побратимів», не вимагають, на відміну від них, періодичного обслуговування. До того ж автомати з прямим приводом стирають практично безшумно, що зручніше при експлуатації техніки.

Функціонування пральної машини неможливе без електродвигуна. Для того, щоб автомат міг прати на різних режимах, йому потрібний двигун, що має різну швидкість обертання.Регулювання швидкості двигуна здійснюється двома способами – шляхом зміни частоти чи напруги.

До винаходу інверторів швидкість движка коригували безпосередньо шляхом зміни напруги, і то в невеликих межах. У разі м'якої, плавної зміни оборотів не виходило. З цим справлялися виключно колектори, але й вони при інтенсивній роботі мали невеликий момент, що крутив, що обмежувало можливість їх використання.

Буквально в дев'яностих-двотисячних роках, з розробкою напівпровідників, у виробництві стали частіше застосовуватися перетворювачі частоти. Вони дали можливість змінювати частоту двигунів у великих інтервалах від мінімуму до 500 Герц.

Інверторний двигун бере струм не прямо від електричної мережі, а через вбудований в нього перетворювач частоти.

Інверторний двигун в пральній машині поєднує в собі відразу два пристрої: мотор і перетворювач частоти. Орієнтуючись на обраний режим роботи, двигун формує необхідну напругу і задає необхідні оберти. Таку технологію відразу було прийнято на «озброєння» виробниками пралень.

Інвертор здатний швидко коригувати напругу, забезпечуючи оптимальний момент, що крутить. Застосування цієї технології дозволяє оперативно досягти необхідних оборотів та підтримувати задану швидкість. Сукупні технічні характеристики моторів такого типу набагато кращі, але і вартість їх також вища.

Як функціонує інверторний перетворювач?

Незайвим буде розповісти про принцип роботи інверторних двигунів. Насправді, для розуміння цієї інформації не потрібно спеціальних знань. Вбудований у двигун перетворювач змінює напругу у два етапи:

• отримує напругу з мережі, випрямляючи його;
• створює різнополюсні імпульси із постійної напруги.

Саме на другому етапі виходить необхідна частота, яка згодом передається на двигун. В окремих інверторів є додатковий перетворюючий ступінь – на ньому заряди переходять у синусоїду. Однак форма подачі напруги практично не впливає на функціонування електродвигуна, тому цей блок у пральцях не передбачається.

Усіми процесами у сучасних автоматичних машинах управляє головний електронний модуль. Саме він визначає необхідні показники напруги, тим самим контролюючи швидкість двигуна. Кількість оборотів відрізнятиметься залежно від алгоритму прання та етапу циклу (при замочуванні вони будуть мінімальні, при віджиманні – максимальні).

Особливості застосування моторів у пральцях

Сьогодні на ринку зустрічаються прання як із колекторними, так і з інверторними моторами. У бюджетних автоматах переважно стоять колектори. Такі двигуни можуть «розігнатися» до швидкості десять тисяч обертів за хвилину, при цьому мають досить гарний момент, що крутить. Однак є й недоліки – ці машинки працюють дуже шумно і вимагають періодичної заміни щіток.

Інверторні машинки-автомат відрізняє низький рівень шуму під час роботи.

Інверторні двигуни не мають щіток. Також у таких пральних машинах не передбачена ремінна передача, що сприяє практично безшумній роботі техніки. У моторах нового покоління стоїть спеціальний монолітний ротор, що дозволяє зробити двигун більш компактним.

За інверторний двигун у пральній машині доведеться переплатити.Для керування ним передбачається окремий модуль, вартість якого найчастіше досягає однієї четвертої від ціни всього автомата. У порівнянні з колекторними двигунами, інвертори вважаються більш надійними. У першому випадку користувачеві доведеться раз на 2-3 роки змінювати електрощітки двигуна. Також проблеми можуть бути з ременем приводу, який має властивість розтягуватись.

Інвертори не мають щіток, тому їх не доведеться періодично обслуговувати. Також виробники пропонують десятирічну гарантію на інверторний електродвигун. Отже, ламаються такі двигуни дуже рідко. Зазвичай вони безперебійно працюють набагато довше, ніж заявлений термін.

Цікаве:

1 коментар читачів

Як пральна машина керує двигуном. Частина I - підключення двигуна та алгоритм стабілізації

Ця вступна стаття розрахована на початковий рівень, “просунутих” в галузі електроніки читачів зможе зацікавити наступна, де я дістануся до аналізу схемотехніки реальних машин

Давно позаду стіни альма матер, але світ сьогодні змінюється так швидко, що треба завжди бігти, навіть якщо всього лише хочеш стояти на місці. В галузі розробки електронної техніки ця безсмертна фраза Аліси має напевно найбільшу актуальність. Останніми роками я маю нове хобі — ремонт побутової електронної техніки. Ремонтую не заради грошей, як для себе і родичів, що раніше викидав не замислюючись і заміняв на нове.

Електронна начинка сучасних побутових приладів, особливо якщо йдеться не про наколене складання в майстерні дядечка Лі, а відомих брендах, є чудесами оптимізації.Займаючись ремонтом, я принагідно підглядаю цікаві технічні рішення, посміхаюся помічаючи промахи проектувальників. Часом їх буває дуже складно пояснити чимось іншим, крім вимог маркетологів вносити в конструкцію елементи “планового старіння”.

Погода на подвір'ї не дуже, черговий прототип вирушає на дослідну експлуатацію, чому б не розповісти про щось цікаве? Давно я не писав на Хабр!
Чому двигун, чому пральні машини?

Ну хоча б тому, що двигуни від пральних машин відмінно підходять для багатьох саморобок, а добути їх простіше простого. Можна витягти з власної пральної машини, що відслужила свій термін, а можна купити на Авіто за смішні гроші! Для тих, хто воліє один раз побачити, ніж десять прочитати, бонусом до статті послужать супровідні відео з мого каналу.

У коментарях було висловлено низку зауважень щодо типу двигуна, що описується далі за текстом. Щиро кажучи, я не знаю точної відповіді. Швидше за все, коментатори мають рацію і його слід назвати колекторним. З іншого боку, у цьому включенні частота оборотів двигуна відрізняється від частоти струму на обмотках і, з цього погляду, у цьому конкретному включенні, його можна назвати асинхронним.
Багато джерелах так і роблять, називаючи колекторним асинхронним. Можливо для того, щоб відрізнити від іншої модифікації асинхронного двигуна, в якому відсутня роторна обмотка, а ротор є сердечником з алюмінієвими стрижнями, коротко замкнутими торцевими кільцями.
У цій, так званій «біличій клітині», створюється поле, що взаємодіє з полем статора і призводить до обертання ротора.

Таходачі. Що за звір та навіщо потрібний?

У більшості сучасних пральних машин працюють колекторні двигуни змінного струму, регулюванням напруги на двигуні займається симистор, а напрямок обертання перемикають за допомогою реле. Зрозуміло, що для того, щоб встановлювати та підтримувати стабільну швидкість обертання, необхідно як мінімум визначати цю швидкість. Ось для цього і служить таходатчик.

У найпростішому випадку він є двигуном навпаки — генератором змінної напруги, частота якого пропорційно змінюється залежно швидкості обертання. Результат короткого обертання валу рукою видно на осцилограмі заставки. Змінюється, до речі, і амплітуда, що створює проблеми під час обробки сигналу. Не заглиблюватимемося в цю тему, за бажання, про мої експерименти з ним можете ознайомитися у відео за посиланням наприкінці статті.

Під'єднуємо двигун до колодки

Ця стаття ознайомча, до реальної схемотехніки ми дістанемося в наступній, а поки будемо використовувати функціональні або сильно спрощені схеми.

Нижче саме така, що містить розібраний на частини двигун, приєднаний до колодки пральної машини.

У кожний момент часу у роботі беруть участь дві обмотки. На металевій основі двигуна намотана обмотка статора. З нею по черзі взаємодіють обмотки ротора. Для того щоб ротор постійно обертався ці обмотки необхідно послідовно перемикати. Відбувається це рахунок серії закріплених на обертовому валу контактів. Напруга на них передається за допомогою ковзних контактів у відповідь, так званих щіток.

Такий підхід має як плюси, так і мінуси.З одного боку двигун всеїдний - може працювати як від змінного, так і від постійного струму, з іншого - ковзаючі механічні контакти - не надійна штука і для пристроїв безперервного циклу подібні двигуни не підходять, а ось для побутових приладів, що включаються іноді, типу пральних машинок або шуруповертів, згодяться цілком.

А що ж за колодкою?

Додамо до нашої схеми елементи за межами колодки. Симистор та реле.

Дуже коротко, буквально двома словами, опишу її роботу. У схемі задіяні цілих три реле з контактами на перемикання. Два з них К2 і К3 використовуються для зміни напряму протікання струму через ротор і, як наслідок, зміни напряму його обертання. Реле К4 встановлюється лише на просунутих пральних машинах із підвищеними оборотами двигуна. Воно працює в парі зі статором, що має відведення від основної обмотки. За рахунок цього можна додатково регулювати потужність, а отже, і швидкість обертів. Докладніше вищеописаний процес розглянуто в іншому моєму відео.

Увімкненням двигуна та регулюванням швидкості його обертання займається симистор.

В дію вступає мікроконтролер

Керує симістором звичайно мікроконтролер. Використовуючи зворотний зв'язок і фазоімпульсне управління, він примудряється не просто встановлювати задану швидкість обертання барабана в дуже широких межах, а й утримує її при зміні навантаження на вал у сотні разів!

Дивно, що незважаючи на величезну кількість датчиків і виконавчих механізмів для управління всіма процесами, що відбуваються в пральній машині використовується не просунутий 32 бітний ARM, а скромний трудяга - повільний дешевий 8 бітник, оперативної пам'яті у якого в рази менше, ніж у Синклера зразка кінця вісімдесятих минулого століття - якихось 2, ну максимум 4 кілобайти. За сьогоднішніми мірками це просто НІЩО. Я вже не кажу про тактову частоту в 8 мегагерц, яка типова для такого старенького — сьогодні вона навряд чи вражає чиюсь уяву. Але одне досягнення за ним таки значиться - за кількістю висновків він зміг обійти сороконіжку!

Алгоритм роботи

Щоб регулювати величину обертів барабана, мікроконтролер необхідно, як мінімум, її визначити. Для цього він підраховує кількість обертів двигуна за одиницю часу за допомогою закріпленого на валу тахометра.

Дивлячись на малюнок неважко зрозуміти, що сигнал тахогенератора в чистому вигляді зовсім не годиться як вхідний і нам просто необхідний формувач імпульсів, щоб привести його до зручної форми. Докладно роботу і схемотехніку цього вузла розберемо наступного разу, а зараз прошу повірити мені на слово, що завдяки формувачу на вході мікроконтролера з'являються красиві імпульси з крутими фронтами і без натяків на брязкіт. Все б добре, але постає питання: "Яким чином таке слабке і повільне обчислювальне ядро ​​мікроконтролера встигає підраховувати імпульси, що несуть з великою швидкістю?"

Цим нудним заняттям у мікроконтролері займається старанний рахівник Пан Ватруба. Ну а якщо без жартів, його роль виконує вбудований таймер.Таймер сучасного мікроконтролера - майстер на всі руки і підрахунок кількості імпульсів, що надходять на його вхід за одиницю часу, з подальшим збереженням у спеціальному регістрі, мабуть найпростіша з операцій, на яку він здатний. Головне, що при цьому взагалі не використовуються ресурси обчислювального ядра. Мікроконтролер просто зчитує значення з регістру в будь-який зручний для нього момент, ну скажімо 50 або всього 10 разів на секунду і при необхідності використовує в подальших розрахунках.

Симісторний регулятор

Прошу вибачити, аж надто мало місця залишає Habr для корисної інформації, тому текст на графіку не видно. На цій та аналогічній картинках читати його треба наступним чином:
Вхідна напруга від електромережі
Керуючий імпульс
Напруга на навантаженні

ОК. Інформацію про швидкість обертання ми отримали і тепер змінюючи потужність, що подається на двигун, можемо регулювати частоту обертів, а значить і швидкість обертання барабана з білизною. У сучасних бюджетних пральних машинах, це найчастіше робиться за допомогою фазоімпульсного методу, а як силовий елемент виступає симистор. Він подає напругу на двигун у вигляді імпульсів, суворо синхронізованих з початком кожної напівхвилі напруги і заданої тривалості. Чимала інерція обертової частини двигуна - ротора і ще більша важкого барабана з білизною, відмінно згладжують імпульсний характер моменту, що крутить. Порт мікроконтролера виступає як би в ролі дуже швидкого вимикача, подаючи на керуючий електрод симістора короткі негативні імпульси, позначені на діаграмі червоною стрілочкою.

Цього достатньо, щоб у симісторі запустився лавиноподібний процес та опір між його силовими електродами впав майже до нуля. В результаті, як показано на нижньому графіку, на обмотках двигуна з'являється напруга. Протримається воно до моменту зникнення вхідного.

Відповідно до обраної програми прання та її поточного етапу, мікроконтролер отримує команду розкрутити двигун до необхідних оборотів, а підтримки швидкості на необхідному рівні запускається механізм досягнення і стабілізації заданого параметра, у разі оборотів двигуна, під назвою ПІД.

Але повернемося до нашого мікроконтролера. Для формування короткого імпульсу, із заданою затримкою від початку напівперіоду, він використовує вже другий таймер. Для цього таймер теж займається підрахунком імпульсів, але вже не від зовнішнього джерела, а внутрішнього генератора мікроконтролера, частота якого стабілізована кварцовим резонатором.

Другий таймер працює, так званому, режимі PWM — формування короткого імпульсу включення симістора із заданою затримкою, щодо моменту переходу напруги через нуль. Тривалість затримки може змінюватися від нуля до півперіоду мережного напруги. Для російської мережі із частотою 50 Гц це значення становить 10 мілісекунд.

Для точного визначення нульової напруги є спеціальна схема, яка так і називається - "детектор нуля". Схемотехніка цього вузла також дуже цікава, ми розглянемо її наступного разу, якщо тема викликає інтерес у читачів.Поки ж зазначу лише, що в момент переходу напруги живлення з позитивного до негативного, на виході детектора з'являється логічна одиниця, а в момент переходу до негативного — логічний нуль. І саме за зміни логічного рівня, запускається правий малюнку таймер. Він відраховує задану витримку і подає короткий імпульс керуючий електрод симистора. Той відкривається та подає напругу вже на двигун. Важливо! Закривається симистор автоматично після досягнення струмом, що протікає в ланцюгу, значення близького до нуля. Тому використання його в більшості випадків обмежено ланцюгами змінного струму. Таким чином, незважаючи на те, що наш двигун здатний працювати і на постійному струмі, в парі з симісторним регулятором доведеться обмежитися змінним.
Двигун знеструмлюється та починається новий цикл роботи.

Стабілізація заданої швидкості обертання

Залишається з'ясувати головне, яким чином працює стабілізація. Допустимо наш двигун обертається з потрібною частотою і, раптом, навантаження на вал зменшилося. Таке може статися, наприклад, коли в процесі віджиму вага білизни зменшилася. Барабан у цьому випадку починає розганятися і, як наслідок, збільшиться частота обертання тахогенератора, а значить і імпульсів, що надходять з формувача на вході таймера 1.

Помітивши це, мікроконтролер збільшить затримку подачі імпульсу, що управляє, на симистор. Симистор відкриється пізніше і на двигун надійде менша потужність, його момент, що обертає, зменшується і швидкість барабана знижується до заданої в програмі, ну а частота імпульсів тахогенератора приходить в норму. Про це свідчить нижній графік.На нижній діаграмі графіка заповненим червоним кольором показано, наскільки зменшиться час подачі напруги на двигун. Потужність, що надходить на двигун, зменшиться ще серйозніше - при зміні амплітуди вона змінюється квадратично.

Нескладно уявити собі та іншу ситуацію. У машину, на етапі полоскання, клапан додав води, виросло навантаження на вал і імпульси, що приходять з формувача, зменшили свою частоту.

У відповідь мікроконтролер зменшує тривалість витримки таймера Т2. Симистор вмикається раніше, а значить залишається відкритим ДОЛІШЕ, і потужність на двигуні підвищується. Частота оборотів приходить у норму.

На закінчення відзначу, що описав типовий приклад дії зворотного зв'язку. Працює вона не миттєво і стабілізація швидкості відбувається за кілька ітерацій, при цьому можливий навіть запуск невеликого коливального процесу, амплітуда якого при правильних налаштуваннях ПІД швидко загасає.

Посилання на мої відео за матеріалами яких була підготовлена ​​стаття, для тих, хто воліє дивитися, та й дозвіл там більший