Основные узлы автоматических стиральных машин
Основные узлы автоматических стиральных машин (электрооборудование)
Электрооборудование СМА
Схема электрических соединений СМАприведена на рис. 1
Рис. 1 Схема электрических соединений СМА.
Термоэлектронагреватель (ТЭН).
Представляет собой трубчатое активное сопротивление, заключенное в изолятор из силикатного материала (рис.2).
Рис 2 Внешний види устройство ТЭНа.
Служит для нагрева воды в баке. Мощность ТЭНа составляет 2 кВт. Этонаибольшийпотребитель электроэнергии в стиральной машине. В сборе с ТЭНомпредусмотрён термопредохранитель, который прерывает цепь питания ТЭНа,если последний включится в баке без воды.
Рис. 3 Конструкция трубчатого электронагревателя:
1,3 - выводы-
2- гайка крепления электронагревателя-
4 - трубка электронагревателя
Помехоподавляющий фильтр
Служит для снижения уровнярадиочастотных помех, возникающих при работе электрооборудования стиральной машины (командоаппарата, реле уровня, термостата, двигателя). Помехи возникаютпри резком изменении силы тока при коммутации контактов этих приборов. Наиболее интенсивны помехи при реверсе двигателя привода барабана в режимах стиркии сушки.Устранить причины образования помех невозможно, поэтому их фильтруютна сетевых зажимах машины. Осуществляется подавление симметричных иасимметричных помех. Пояснение см. на рис. 4.
Рис. 4 Внешний вид и схемные решения помехоподавляющихфильтров:
а) внешний вид- б) искрогасящий контур- в) фильтр питаниякомбинированный
Электродвигатель.
Могут применяться как коллекторные, так и асинхронныеэлектродвигатели. Основная задача двигателя -- Обеспечить вращение барабанав основных режимах работы СМА (при стирке, отжиме, сушке). Вращение от двигателя на шкив оси барабана передается спомощью ременной передачи (рис. 5).
Рис. 5 Пример примененияэлектродвигателя в СМА
Коллекторные двигатели.
Они обеспечивают плавное регулирование скорости вращения и высокую скорость вращениябарабана при отжиме, использовать предпочтительнее. Принципиальная схемаколлекторного двигателяи его устройство приведены на рис. 6.
Рис. 6 Устройство и принципиальная схема коллекторногодвигателя.
Обмотка возбуждения на полюсах статора включаетсяпоследовательно с обмоткой якоря. Поэтому сила тока в обмоткаходинакова. Для снижения уровня радиопомех обмоткувозбуждения в некоторых двигателях разделяют на две части.
Реверсивность работы двигателя достигается переключением концовобмотки возбуждения или обмотки якоря. В ряде сложных моделейстиральных машин применяется электронная система управленияколлекторным двигателем.
Она представляет собой цифровой электронный модуль. Пример схемотехникитакого модуля приведен на рис. 7.
Рис.7 Принципиальная схемаэлектронной схемы управления коллекторным двигателем.
Регулирование и поддержание заданной вращенияэлектродвигателя производится автоматически. Реверс двигателяосуществляется специальным реле реверса с электронным управлением идвумя переключателями. Контроль скорости вращения осуществляеттахометр. Для этого он производит сравнение фактического числаоборотов двигателя с запрограммированным эталонным значение. Сигналошибки с тахометра подается на плату управления, котораякорректирует фактическую скорость вращения двигателя. Для защитыэлектродвигателя от перегрузки в системе управления имеется защитноереле.
Асинхронные двигатели.
Они просты по конструкции, поэтому они дешевы и надежны.Двигатель состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. Длязапуска может быть использована или пусковая обмотка повышенногосопротивления, или пусковой конденсатор с пусковой обмоткой.Изменение направления вращения двигателя, необходимое на этапахстиркии сушки, осуществляется за счет переключения обмоток двигателя.
Электродвигатели постоянного тока
Используются значительно реже.Возбуждениепроисходит от постоянных магнитов из специального сплава. Ониобеспечивают самые широкие возможности. Например, высокий пусковоймомент позволяетначинать отжим при наличии в баке стирального раствора. Это снижаетуровень вибрации и исключает скручивание, и сминание ткани. Хорошиетормозныехарактеристики двигателя позволяют осуществить плавную остановкубарабана в стечение 4 секунд после завершения этапа отжима. Изменениескорости вращенияосуществляется с помощью тиристорного регулятора. Изменениенаправления движения осуществляется переключением полярности.
Реле уровня (прессостат)
Служит для контроля заданного уровня заливаводы в бак стиральной машины.
Рис.8 Устройство реле уровняРУ-3СМ
Принцип его действия основан на преобразований давления воды, действующего на мембрану, в перемещение подвижных контактови переключение контактных устройств. Устройство реле уровняприведено на рис.8
 |
Стадия 1.
|
 |
Стадия 2.
|
 |
Стадия 3.
|
При отсутствии в баке воды оба контакта реле разомкнуты. При повышениидавления и заполнении бака водой до заданного уровня мембранапрогибается. Через толкатели она переключает контакты. Реле можетбыть настроено на несколько уровней срабатывания (на рис. 8 приведено двухуровневое реле).При понижении давления ниже настроенного уровня происходит обратное переключениеконтактов. Их мгновенный переброс происходит за счетпереключающих плоских пружин.
Реле температуры (термостат)
Служит для контроля заданной температуры воды в баке.
Рис. 9 Принцип действиядатчика-реле температуры.
Принцип действия термостата (рис.9) основан на температурной деформацииметаллов. Используется пара скрепленных пластин, выполненных изметаллов с различными коэффициентами теплового расширения (сталь и медь). Они образуют биметаллическую пластинку, скрепленную по всей длине. Такая пластинкам принагревепрогибается в сторону металла с меньшим коэффициентом теплового расширения.
За счёт этого воздействия происходит замыкание контактов. Такойтермостат называется «нормально-разомкнутым». Если при нагреве цепьтермостатом разрывается, то он называется«нормально-замкнутым».
Последние применяются вкачестве датчиков защитного или ограничительногоназначения.
Рис. 10 Устройство датчика-реле температуры
Электромагнитный клапан
Служит для управления процессом подачи воды в бак.
Рис. 11 Принцип действияэлектромагнитного клапана.
Ввыключенном положении клапан закрыт (рис 11а). При включении клапана поддействиеммагнитного поля катушки электромагнита в нее втягивается сердечник.При этомоткрывается проходное отверстие клапана, через которое вода подаетсяв бак.Для завершения подачи воды с клапана снимается питание, сердечникэлектромагнита под действием силы пружины опускается,перекрывая доступ воды.
Рис. 12 Устройствоэлектромагнитного клапана .
Командоаппарат
Служит для координации всех исполнительных устройств автоматической стиральной машины. С помощью командоаппарата задается наборнеобходимых операций, их, длительность, последовательность проведения.Управлениепроисходит путем замыкания и размыкания контактов цепи питаниякаждого исполнительного устройства через заданные промежутки времени.
Рис. 13 Принцип действиякомандоаппарата.
Наиболее распространен электромеханический командоаппарат дисковоготипа (рис.13).Он состоит из набора программных дисков (кулачков) и контактов,которые размыкаются или замыкаются при повороте дисков. Вращениенасаженных на ось дисков осуществляет шаговый электродвигатель, питающийся от сети 220 В.
Рис. 14 Структуракомандоаппарата.
Выступы программных дисков поднимают подвижный контакт, замыкая цепь питания соответствующего исполнительного устройства(рис.14).
Установка программных дисков в заданное пользователем положение осуществляется с помощью рукоятки, выведенной на панель управления. Этимустанавливается заданная программа стирки. Количество программных дисковопределяется заложенным разработчиком количеством программ стирки.
Программные диски по своему назначению делятся на две группы —рабочие(основные) и вспомогательные (скоростные, реверсивные). Рабочиедиски управляют электромагнитным клапаном, двигателем, нагревателем,сливным насосом.Вспомогательные диски управляют изменением направления вращениябарабанаво время стирки и сушки, а также специальными программами стирки иотжима. Программные диски совершают дискретные повороты (шаги). Полныйоборот диска обычно составляет 60 шагов. В зависимости отконструкции командоаппарата время полного оборота составляет90...300 минут.
Время нахождения контактов в замкнутом положении определяетсяпрофилем программного диска. Для наглядного отображения положенияконтактов на каждом шаге выполнения программы строится циклограммакомандоаппарата.
В ряде случаев конструктивно предусматривается система остановкиработы командоаппарата. Например, устройство «Термостоп» применяетсядля блокировки рабочих дисков командоаппарата на время нагрева водыв баке до нужной температуры. Вспомогательные программные диски приэтом остаются в работе. Другой пример — остановка после полосканияили перед отжимом («Гидростоп»). Применяется для остановки машины сбельем и частично заполненным водой баком после бережного полосканияпри стирке деликатных тканей. Для этого автоматически снимаетсяпитание с электродвигателя командоаппарата. Для продолжения работымашины пользователь вручную должен повернуть ручку командоаппаратана один шаг.
В некоторых случаях в командоаппарат встраивают выключательсетевого питания стиральной машины. Включение и выключение такихмашин происходит утапливанием или вытягиванием рукоятки споследующим ее поворотом в нужное положение. Воздействие на контактыглавной цепи питания происходит с помощью диска, совмещенного срукояткой.
Рис. 15 Командоаппарат СМ Вятка-автомат.
Командоаппараты можно считать наиболее надежными узламистиральных машин. Большинство из них не подлежат разборке. Но самаяраспространенная неисправность — подгорание контактов подачинапряжения на ТЭН или входных>сетевых контактов — не требуетразборки. Достаточно промыть и почистить подгоревший контакт.Чаще всего неисправность кроется в исполнительных устройствахИзмерив тестером напряжение на неработающем исполнительном устройстве, можноопределить неисправность. Причем командоаппарат неисправенлишь в том, случае, если на его входе напряжение есть, а науправляемом в данном положении устройстве — нет.
Системы управления автоматических стиральных машин
Наиболее распространенной системой управления автоматическихстиральных машин является электромеханическая (с командоаппаратом,рассмотренным выше). Кроме нее существуют смешанные и электронныесистемы управления. Управление происходит как основными операциями (двестирки,полоскание, отжим, сушка), так и операциями но обеспечению заданныхуровня и температуры воды. Продолжительность основных операцийзадается конструктором при создании программ стирки. А продолжительность,например,нагрева воды определяется напряжением питающей сети, температуройпоступающей в бак воды. Продолжительность заполнения бака водойопределяетсядавлением воды в питающей магистрали, степенью засоренности фильтра.Поэтому конец каждой из этих операций определяется срабатыванием релеуровня и температуры, рассмотренных выше.
Главным в этой системе является командоаппарат, взаимодействующий сдатчиками температуры и уровня, управляющий всеми исполнительнымиустройствамистиральной машины.
Электронная система управления приходит на смену рассмотренной вышев более дорогих моделях стиральных машин. Главной в этой системе являетсяэлектронная плата управления, содержащая систему питания,микропроцессор,задающие каскады, реле. Система осуществляет полное автоматическоеуправление работой стиральной машины по заданной пользователем программе.Кроме того, она производит контроль работы систем безопасностистиральной машины.Предусмотренные тестовые программы осуществляют диагностикуработоспособности машины.
Для примера рассмотрим электронное устройство управления (рис.16), предназначенное для управления бытовыми автоматическимистиральными машинамитипа СМА-4ФБЭ с асинхронным двигателем в соответствии с хранимымив памятипрограммами технологических процессов обработки текстильных изделий.
Рис. 16 Внешний вид электронного устройствауправления.
Согласно программе, выбираемой устройством наименования данных,вводимых хозяйкой с клавиатуры, устройство формирует команды управлений исполнительнымимеханизмами стиральной машины (двигатель привода барабана, насос, клапаны заполнения, нагреватель), контролируя состояниедатчиков уровня и температуры моющего раствора.
Устройство состоит из двух частей: блок программного управления (БПУ), блок силовой (БС). Они встраиваются в автоматическуюстиральную машину и эксплуатируются в ее составе.
Функцию программозадающего узла выполняет БПУ, построенный на баземикроконтроллера (МК) К145ЙК1807. В постоянном запоминающем устройстве(ПЗУ) хранится набор программ, А соответствии с которыми производятся: ввод данных, выбор соответствующей технологическойпрограммы и ее выполнение. Связь МК с ПЗУ осуществляется12-разрядной шиной адреса(ША) и 8-разрядной шиной данных (ШД).Восемь разрядов ША используются также для опроса внешнихустройств(клавиатуры, датчиков), состояние которых считывается с4-разрядной шины датчиков (ШДт). Пуск МК производится через вход К2,сброс — блокировкой Ф2 генератора фаз (ГФ) К1б5КФ2, тактирующегоработу МК и ПЗУ.
Для аппаратного маскирования разрядов ШДт и увеличения количестваканалов опроса внешних устройств служит интерфейс ввода, построенныйна базе кодового ключа К501КН2П. Кроме того, интерфейс вводасодержит схему, обеспечивающую пуск МК при включении сетевогопитания.
Для управления исполнительными механизмами СМА МК имеет,8-разрядную шину управления (ШУ). Интерфейс вывода служит дляувеличения количества каналов управления. Он построен по принципуобщей шины: четыре разряда ШУ используются для передачи информации,остальные — для адресации через дешифратор К501ЙД1П в регистрыК186ИР1, в которые она заносится. Для усиления сигналов с регистровиспользуются коммутаторы Ю90КТ2П. ФВК служит для формированиямеандра сетевой частоты синхронизирующего МК. Блок силовой содержитисточник питания всего устройства и элементы для коммутации силовыхцепей.
О механических элементах автоматических стиральных машин см Основные узлыстиральных машин автоматов (часть 1 механика)
Использованы материалы из книги "-Стиральныемашины от А до Я"- С.Л. КорякинЧерняк 2005
