Известная южнокорейская компания LG начала заниматься изготовлением электродвигателей инверторного типа, обладающих уникальными характеристиками, с 2005 года. Благодаря управлению частотой питающего напряжения, имеется возможность эффективнее регулировать обороты мотора. Чаще всего инверторный двигатель можно встретить в приборах бытовой техники: стиральных, посудомоечных машинах, кондиционерах, холодильниках. Современные устройства, оснащенные принципиально новыми моторами, обладают лучшими техническими и эксплуатационными характеристиками.
Принцип работы инверторных двигателей
В обычных электромоторах коллекторного типа скорость вращения ротора хоть и поддавалась регулировкам, но имела низкий КПД. Чтобы ускорить или замедлить вращение барабана в стиральной машине, использовалась классическая схема с тиристором. Грубо говоря, обороты регулировались изменением амплитуды питающего напряжения. Инвертор имеет другое название – частотный преобразователь. Для инверторного двигателя переменный ток из сети преобразуется в постоянный, а затем – в переменный ток нужной частоты. При этом появляется возможность управлять частотой оборотов якоря.
В конструкции частотного преобразователя отсутствуют привычные щетки, которые искрят, быстро истираются и требуют замены. Известно, чтобы привести в движение подвижную часть рабочего агрегата, электрическая энергия преобразуется в механическую. В инверторе вращение передается за счет создания электромагнитных полей, вследствие чего, износ рабочих деталей сведен к минимуму. Коэффициент полезного действия инверторного мотора намного выше коллекторных аналогов, благодаря более эффективному использованию энергии.
Физический смысл трехфазного функционирования инверторного двигателя с бесщеточной системой:
- переменный ток преобразуется в постоянный;
- обратный переход на переменный ток;
- установление переменного тока заданной частоты.
Инверторный двигатель в стиральной машине
Большинство стиральных машин старого типа оборудуются электродвигателями коллекторного или ассинхронного типа. В них крутящий момент передается с электромотора на барабан при помощи ременной передачи.
Попытаемся объяснить, что значит инверторный двигатель в стиральной машине:
- Инвертор состоит из неподвижного диска с набором отдельных электромагнитных катушек, размещенных по окружности. Попеременно индуцируется образуется магнитное поле, которое притягивается магнитами, расположенными на вращающемся барабане.
- При подаче питания вокруг каждой из них попеременно индуцируется магнитное поле, которое притягивается магнитами, расположенными на вращающемся барабане.
- Чтобы корпус машины и барабан не намагничивались, крепление подвижной части производится через специальную пластиковую вставку.
Теперь отпала необходимость устанавливать сложные ременные приводы. Благодаря новым разработкам, созданы бытовые приборы, работа которых основана на использовании электродвигателей с непосредственным приводом – Direct Drive. Мотор и барабан здесь установлены на общей оси.
Инновационный принцип прямого привода с недавнего времени начал применяться при изготовлении современных инверторных стиральных машин известных производителей:
- LG;
- AEG;
- Bosch;
- Samsung;
- Panasonic;
- Haier;
- Whirlpool.
Нужная программа стирки выбирается при помощи механического или электронного управления. В первом варианте используются механические регуляторы. Более современный вариант исполнения – кнопки, благодаря которым существенно продлен эксплуатационный срок передней панели. После нажатия на кнопку включения, стиралка самостоятельно выполнит необходимые операции:
- Взвешивание белья.
- Настройка температурного и скоростного режимов.
- Установка времени работы.
Преимущества и недостатки стиральных машин инверторного типа
Основные плюсы инверторных двигателей в стиральных машинках:
- Уменьшение энергетических затрат, благодаря отсутствию трущихся деталей (повышенная экономичность на 20%, в сравнении с моторами коллекторного типа).
- Существенное увеличение эксплуатационного срока (около 15 лет).
- Отсутствие необходимости в регулярном техническом обслуживании.
- Улучшенное качество стирки (замечено, что в таких машинах почти отсутствуют вибрации, что улучшает распределение белья внутри бака).
- Отжим осуществляется на высокоскоростных оборотах, благодаря чему, по завершении процесса – белье почти сухое.
- Снижение уровня шума работающего мотора.
- Автоматическое отключение агрегата при случайных перегрузках (машина включится только после того, как из барабана будет удалено лишнее белье).
К некоторым минусам можно отнести:
- повышенная чувствительность инверторов к перепадам напряжения в электросети;
- сравнительно высокая стоимость готового изделия;
- дороговизна запчастей, отдельных комплектующих, ремонтных работ.
- интенсивный отжим может привести к ускоренному износу и потере внешнего вида белья.
Полезные советы по эксплуатации инверторных машин:
- При установке агрегата необходимо обеспечить ровную горизонтальную поверхность без малейших изъянов.
- Для стирки использовать порошки или другие средства, имеющие специальную маркировку «автомат».
- Перед включением машины для следующей стирки рекомендуется выждать не менее двух часов.
Инверторный двигатель в холодильнике
При помощи инверторной системы переменный ток, потребляемый из электросети, преобразуется в постоянный. После чего производится обратный переход к переменному току с одновременным изменением его частоты.
Холодильник, оборудованный традиционным мотором линейной конструкции, систематически отключается после достижения оптимальной температуры в камере, а затем снова включается. В процессе включения/выключения слышны характерные щелчки, во время работы двигателя – гудение. Каждый раз, при включении мотора, его рабочие элементы сильно разогреваются, испытывают максимальные нагрузки и чаще выходят из строя.
Инверторный компрессор, после включения в сеть, доводит температуру холодильной камеры до расчетных параметров и далее продолжает работать в постоянном режиме на минимальных оборотах. При этом степень охлаждения внутреннего пространства поддерживается в заданном диапазоне.
Плюсы и минусы инверторных двигателей в холодильнике
Благодаря принципиальным различиям в работе представленных компрессоров, инверторный тип обладает определенными преимуществами:
- снижение потребления электроэнергии;
- отсутствие прерываний в работе, урчащих звуков, легких вздрагиваний;
- бесшумность работы;
- регулировка и поддержание постоянной температуры в холодильной камере;
- длительный срок эксплуатации холодильного оборудования.
Холодильникам с инверторным компрессором присвоен наивысший класс энергосбережения «А+++». Они экономичнее, чем их предшественники, на 20%. Экономия возможна, благодаря использованию максимальной мощности только при включении в сеть. После достижения заданных параметров, обороты снижаются, температура в камере остается постоянной.
Увеличение эксплуатационного ресурса обеспечено отсутствием скачков амплитуды питающего напряжения, приводящее к ускоренному износу рабочих деталей механизма. Длительная работа холодильника с инверторным двигателем позволяет устанавливать гарантийный эксплуатационный срок не меньше десяти лет.
Несмотря на большое количество достоинств, как и у всех работающих электротехнических механизмов, здесь также имеются некоторые недостатки:
- Основной минус холодильников с инверторным компрессором – это сравнительно высокая стоимость готовых изделий. С течением времени этот недостаток нивелируется значительной экономией энергозатрат.
- Значительные скачки напряжений в электросети вызывают отказ в работе сложного устройства, оборудованного инверторным двигателем.
- Повышенные требования к качеству электрической проводки в помещении.
- Пока еще трудно найти квалифицированного специалиста по ремонту инверторного холодильника.
Производители современных инверторных холодильников включают в конструкцию специальные барьеры или стабилизаторы напряжения, с целью защитить продукцию от поломок. При возникновении причин, представляющих угрозу для стабильной работы, холодильное оборудование переводится в режим ожидания. Как только напряжение в сети становится нормальным, процесс возобновляется.