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.
Поделитесь этой статьей с друзьями:
Вступайте в наши группы в социальных сетях:
Часто случается так, что стиральные машины выходят из строя. Происходит это по множеству причин, но сейчас не об этом. В большинстве случаев, стиралки идут в утиль вместе со всеми узлами и деталями. Однако, не стоит торопиться.
Если барабан, корпус и другие мелкие детали практически никуда не приспособить, то двигатель можно установить много куда:
1. Самодельные точильные станки (карбороны);
2. Деревообрабатывающее оборудование;
3. Самодельные граверы;
Практически весь электроинструмент строится на базе универсальных коллекторных двигателей, которые и устанавливаются в стиралки.
Правда, есть одна очень важная деталь – подключить двигатель стиральной машины напрямую к целевому прибору можно, но возникнет ряд проблем.
Проблемы использования двигателей стиралок
- Во-первых, он слишком оборотистый (не везде нужны 3000 оборотов в минуту).
- Во-вторых, даже если дать максимум, то значительно возрастут вибрации, а это дополнительные проблемы со станиной и т.п.
- В-третьих, зачастую плавное регулирование оборотов оказывается весьма полезным в работе конечного агрегата.
- В-четвертых, двигатели стиралок оснащаются таходатчиками (это элементы, конструктивно совмещенные с двигателем, они необходимы для контроля оборотов вала, скорость вращения пропорционально влияет на выходное напряжение таходатчика), что значительно усложняет процесс подключения и проектирования схемы управления.
Рис. 1. Таходатчик
Встроенную плату из стиральной машины использовать с большой вероятностью не получится, поэтому логичным является вывод о необходимости покупки готовой платы.
Однако, после изучения стоимости готовых решений оказывается, что проще приобрести весь готовый прибор, чем "изобретать свой велосипед".
Поэтому многие выбирают самостоятельную сборку такой платы.
Регулировка оборотов двигателя стиральной машины своими руками
Простая регулировка напряжения на обмотках двигателя тоже сможет управлять оборотами, правда такой подход нежизнеспособен в реальных условиях, так как под нагрузкой на малых оборотах двигатель будет показывать малую мощность, а значит, его крутящий момент будет очень маленьким.
Правильный выход из данной ситуации – использование специальных контроллеров, которые будут управлять валом на основе данных с таходатчика.
Один из наиболее популярных подходов – схема на базе TDA1085 (этот микроконтроллер используется многими производителями бытовой техники для управления электродвигателями, в качестве аналога можно рассмотреть российскую микросхему КС1027ХА4).
Сама схема выглядит следующим образом.
Рис. 2. Микросхема КС1027ХА4
Вариант печатной платы представлен ниже (вы можете спроектировать свой вариант).
Рис. 3. Вариант печатной платы
За регулировку оборотов будет отвечать резистор R17.
Изменить диапазон частот вращения путем экспериментального подбора значения конденсатора C14.
Сам двигатель подключается к сети не напрямую, а через трансформатор мощностью более 200 Вт и выходным напряжением около 60 В (±10 В).
Если вам нужно прямое питание от сети 220 В, то можно рассмотреть применение следующей схемы.
Рис. 4. Схема для сети 220 В
Она построена на базе все той же TDA1085.
Схема регулирования оборотов коллекторных двигателей без микросхем
От 600 оборотов в минуту.
Рис. 5. Схема регулирования оборотов коллекторных двигателей без микросхем от 600 оборотов в минуту
Данная схема наиболее безопасна для пользователей, так как потенциометр отвязан от сети переменного тока.
Семистор необходимо смонтировать на теплоотводе.
Вариация исходной схемы с регулировкой от 200 оборотов в минуту.
Рис. 6. Схема регулирования оборотов коллекторных двигателей без микросхем от 200 оборотов в минуту
К ее недостаткам следует отнести то, что потенциометр подключается к сети переменного тока, а значит, есть риск поражения током. Используйте модели с пластиковыми ручками регулировки!
Всегда сохраняется риск "разноса" двигателя, когда регулятор выходит из строя и вал начинает вращаться с максимальной скоростью. Поэтому предусмотрите быстрое аварийное отключение агрегата и укрепите каркас, в котором будет устанавливаться движок. На всякий случай.
Мнения читателей
- ValeraMoogs / 16.03.2019 – 22:19
- Сергей / 23.09.2018 – 12:19
А подскажите вариант управления двигателя от стиралки с таходатчиком но без коллектора? - Григорий / 15.09.2018 – 10:39
Спасибо за проделанную работу. Зашел к вам через калиграф. В дальнейшем буду с вами.
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
Решив подключить мотор от стиральной машины к другому прибору, пользователь задумывается о том, как отрегулировать его обороты. Прямое подключение мотора к электросети позволяет выдавать ему полную мощность. Но, чтобы самодельные приборы нормально функционировали, необходимо научиться управлять скоростью вращения двигателя от стиральной машины.
Как это сделать, читайте в статье.
Правильное подключение коллекторного двигателя
Какая бы ни была мощность двигателя машины-автомат, ею нужно правильно управлять. Поэтому важно уметь регулировать число оборотов.
Разберемся, как подсоединить коллекторный двигатель и определить провода таходатчика, который выступает регулятором оборотов.
- В некоторых моторах определить выводы статора и ротора можно по цвету. Как показано на фото ниже, два первых провода белого цвета – выходы таходатчика. Для подключения они пока не понадобятся. Красный и коричневый – провод статора, серый и зеленый – ротора.
- Чтобы точно убедиться, прозвоните провода мультиметром, подыскивая пары. Рабочая обмотка показывает меньшее сопротивление, тогда как выходы тахогенератора (датчика оборотов) должны показывать около 70 Ом.
- По схеме соедините вывод статора с выходом ротора, оставшиеся два провода подключите к сети 220 Вольт.
После того как двигатель запущен, проследите, сколько оборотов он выдает. Есть две схемы, которые регулируют вращения стиралки, – опишем их ниже.
Как самостоятельно регулировать скорость вращения мотора
Как регулировать обороты у двигателя стиральной машины-автомат и полуавтомат? Своими руками это можно сделать через плату (микросхему) или регулятор напряжения. Разберем подробнее оба способа.
Подключение через регулятор
Для этого можно использовать поворотное колесо, диммер, гашетку от дрели. Этот метод подскажет, как увеличить или уменьшить количество оборотов двигателя. То есть, поворачивая установленное колесо, вы сможете контролировать поступающее напряжение к мотору из сети 220 Вольт.
Подключение проходит по схеме:
- Согласно схеме, один провод обмотки статора соединяется якорем (ротором).
- Затем один провод ротора подсоединяется к регулятору оборотов.
- Оставшийся провод статора и ротора подключается к сети 220 Вольт.
Обратите внимание, что перед подключением обязательно нужно зафиксировать электродвигатель. Поскольку, включаясь на полной мощности, он может соскочить со стола.
Запустив мотор, вы обнаружите, что он работает в полную силу. Попытавшись установить управление оборотами с помощью колеса, вы заметите, что сразу же теряется скорость и мотор останавливается. То есть о нормальной работе не может быть речи.
Но у нас есть еще один, более действенный метод.
Подключение через плату (микросхему)
Как контролировать обороты с помощью платы регулировки? Здесь задействуется тахогенератор. Сам по себе датчик не может ничем управлять, его нужно правильно подключить. Именно для этого используется микросхема. Подключение выполняется по схеме регулятора на основе TDA 1085.
Какие обороты сможет совершать мотор при таком подключении? От высоких до низких. При этом вам не нужно будет вращать регулятор рукой, управлять оборотами можно через тумблер.
Если попытаться создать нагрузку на электоромотор, то обороты сразу снизятся, после чего возобновятся с новой мощностью. Все потому, что датчик взаимодействует с платой, посылая сигнал о снижении мощности.
Те, кто разбирается в электрике, смогут самостоятельно собрать такую плату. Список деталей представлен в таблице ниже. Можно поступить проще и заказать такую микросхему в интернет-магазине.
Теперь вы знаете, как не только подключить, но и правильно отрегулировать работу двигателя. Можно смело приниматься за эксперименты в создании домашней техники.