Что такое инвенторный мотор

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.

Читайте также:  Лодочный мотор ручка газа

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.

Читайте также:  Мотор печки volvo 850

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.

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.

Источник

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.

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.

Читайте также:  Триммер лодочный мотор доработка

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.

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.

Источник

Поделиться с друзьями