Асинхронный тахогенератор. устройство, принцип действия

Как заменить тахогенератор?

Самый распространённый таходатчик стиральной машины представляет собой катушку с обмоткой, концы которой выведены в общую колодку проводов питания электродвигателя. Принцип работы тахогенератора в том что внутри его катушки вращается магнит, который надёжно закреплён к валу двигателя.

При разной частоте вращения магнита внутри обмотки меняется её сопротивление, которое считывает процессор и определяет частоту вращения двигателя и соответственно барабана стиральной машины. Если скорость вращения двигателя не совпадает, то управляющий блок регулирует её до нужной.

На машинах с прямым приводом двигателя на барабан тахогенератор имеет несколько другую конструкцию, но принцип его работы и назначение одно и то же регулировать обороты двигателя. В таких машинах двигатель вращается синхронно с барабаном стиральной машинки, что делает более точную регулировку частоты вращения. Это сказывается на улучшении качества стирки и надёжности всего агрегата.

Это элемент, который выглядит как небольшая катушка. От его работы зависит вся схема управления стиралки. Такое положение делает датчик очень важным элементом.

Принцип работы

Тахогенератор стиральной машины устроен так: это прочное металлическое кольцо с подсоединенными к нему двумя проводами. Элемент присоединяется к валу электромотора, подавая напряжение. Принцип работы обеспечивается вращением мотора. Внутри катушки под магнитным воздействием создается напряжение, которое меняется при наборе или замедлении скорости оборотов электрического мотора.

Где находится?

В любых марках машин (Candy, Indesit, Samsung) можно сразу найти место, где стоит таходатчик. Увидеть это можно, открыв заднюю крышку. Тахогенератор расположен на валу электродвигателя.

Эта операция должна осуществляться только специалистом. Замена тахогенератора в стиральной машине-автомате без определенных навыков не удастся. Начать стоит с разборки.

1. Отключить машину от сети и коммуникаций.
2. Выкрутить саморезы с задней панели, снять ее.
3. Снять ремень привода, потянуть на себя, параллельно прокручивая шкив.
4. Демонтировать двигатель: отметить провода, которые идут к мотору, чтобы потом не сбиться с подключения, открутить болты.
5. Двигая мотор вперед-назад, достать из корпуса.

Не имея опыта таких работ, к машине лучше не подходить, потому что есть риск сломать ее детали.

Предлагаем ознакомиться Почему не отключается холодильник индезит ноу фрост

Как снять?

После надо проверить сопротивление таким способом:

• установить тестер в режим измерения сопротивления;
• разжать разъемы проводов, убрать от контактов;
• приложить щуп тестера к контакту, замерить показатели – в норме они должны составлять 60-70 Ом;
• переключить тестер на измерение напряжения – если оно есть, датчик исправен;
• приложить щуп к контакту, поворачивая мотор – если значения меняются в пределах 0,2 Вольта, то деталь исправна.

Если все манипуляции бесполезны, то датчик неисправен. Его надо убрать и заменить новым. Также можно проверить целостность проводки или платы управления. Если все исправно, но деталь не работает, необходимо обратиться в сервисный центр для ремонта.

Чтобы подключить новый тахогенератор, надо сделать так.

Этапы
Ваши действия
Снять старый.
Отсоединить разъемы (выдернуть или вытащить из общей колодки при помощи тонкой отвертки), снять крышку, открутить болты.
После этого его прикручивают к мотору в обратном порядке.
Присоединить разъемы, надеть крышку, закрутить болты.
Что при подключении важно.
Вернуть на место провода к электродвигателю, которые должен быть поставлены в правильном порядке.

Также соблюдается проверенная правильность присоединения проводов к панели управления и ротору.

Рис. 3 — Расположение таходатчика

Особенности конструкции

Микросхема оснащена всем необходимым для осуществления качественного управления двигателем в различных скоростных режимах, начиная от торможения, заканчивая разгоном и вращением с максимальной скоростью. Поэтому ее использование намного упрощает конструкцию, одновременно делая весь привод универсальным, так как можно выбирать любые обороты с неизменным моментом на валу и использовать не только в качестве привода конвейерной ленты или сверлильного станка, но и для перемещения стола. Характеристики микросхемы можно найти на официальном сайте. Мы укажем основные особенности, которые потребуются для конструирования преобразователя. К ним можно отнести: интегрированную схему преобразования частоты в напряжение, генератор разгона, устройство плавного пуска, блок обработки сигналов Тахо, модуль ограничения тока и прочее. Как видите, схема оснащена рядом защит, которые обеспечат стабильность функционирования регулятора в разных режимах.

На рисунке ниже изображена типовая схема включения микросхемы.

Схема несложная, поэтому вполне воспроизводима своими руками. Есть некоторые особенности, к которым относятся предельные значения и способ регулирования скоростью:

• Максимальный ток в обмотках двигателя не должен превышать 10 А (при условии той комплектации, которая представлена на схеме). Если применить симистор с большим прямым током, то мощность может быть выше. Учтите, что потребуется изменить сопротивление в цепи обратной связи в меньшую сторону, а также индуктивность шунта.
• Максимальная скорость вращения достигается 3200 об/мин. Эта характеристика зависит от типа двигателя. Схема может управлять моторами до 16 тыс. об/мин.
• Время разгона до максимальной скорости достигает 1 секунды.
• Нормальный разгон обеспечивается за 10 секунд от 800 до 1300 об/мин.
• На двигателе использован 8-полюсный тахогенератор с максимальным выходным напряжением на 6000 об/мин 30 В. То есть он должен выдавать 8мВ на 1 об/мин. При 15000 об/мин на нем должно быть напряжение 12 В.
• Для управления двигателем используется симистор на 15А и предельным напряжением 600 В.

Если потребуется организовать реверс двигателя, то для этого придется дополнить схему пускателем, который будет переключать направление обмотки возбуждения. Также потребуется схема контроля нулевых оборотов, чтобы давать разрешение на реверс. На рисунке не указано.

Установка тахометра на автомобиль с бензиновым двигателем

Если транспортное средство оснащено системой зажигания, сначала выполняется установка самого прибора. Нередко автолюбители используют выносной тахометр. Схема подключения тахометра выглядит так:

• провод «минус» (как правило, он имеет черную изоляцию) – на массу машины;
• провод питания (красного цвета) – соответствующая клемма замка зажигания;
• провод, соединенный с измерительным входом прибора, – на клемму катушки зажигания, которая соединена с прерывателем трамблера (такой вариант актуален для авто с контактной схемой, если же применяется бесконтактная схема, третий провод тахометра соединяем с коммутатором напряжения).

Как правило, тахометры оснащены подсветкой, которую рекомендуется подключать к «габаритам» машины (сделать это надо посредством специальной клеммы замка зажигания).

Принцип работы тахогенератора

Большинство современных тахогенераторов относятся к типам с постоянными магнитами. В этих устройствах используется вращающийся якорь, один конец которого прикреплен к валу машины для измерения скорости вращения. Якорь вращается в фиксированном магнитном поле, так что его вращение вызывает электродвижущую силу (напряжение), пропорциональную скорости вала. Контакты якоря подключены к цепи вольтметра, преобразующей напряжение в значение скорости.

Тахогенераторы со скользящей крышкой — менее распространенный тип, в котором используется алюминиевая чашка, вращающаяся внутри электромагнитного статора с обмоткой, чашка прикреплена к валу. Переменный ток подается на одну обмотку статора, создавая вихревые токи вокруг чашки. Вращение чашки индуцирует пропорциональное напряжение в другой обмотке статора.

Тахогенераторы постоянного тока

Тахогенераторы постоянного тока. В системе автоматического управления, представляющей собой устройство для расчета и измерения приборов, широко применяются тахогенераторы постоянного и переменного тока, преобразующие механическое вращение в электрический сигнал, называемый выходным напряжением. Основными требованиями к тахогенератору являются: а) линейность выходных характеристик-точная пропорциональная зависимость между выходным напряжением 11 и частотой вращения Р、 C / = C1L、 1} = kP = k 1 ′ (2.4） Или Куда? k-коэффициент статического усиления. Ага. -Скорость вращения такогена » 50 Радиатор; С,= ПС а п (2.5） б)большая крутизна выходных характеристик это большое значение отношения приращения напряжения к приращению скорости.

ОДИН Ln-сопротивление нагрузки. путем присвоения значения тока /в выражение (2.6): Ла Откуда он взялся ( / = НМне. Мне. 1 + Яя. Низкое давление П. (2.7） компания LG * Постоянство La и Ln (2.8） 1} = C \ P Здесь. (2.9） Крутизна выходных характеристик. Чем меньше Си, ФВ, и через несколько, тем круче выходной характеристики (рис. 2.9).Тахогенератор с электромагнитным возбуждением имеет больший градиент выходных характеристик, чем магнитно-электрический. Из уравнения (2.8)следует, что выходное напряжение C и скорость при нагрузке являются линейными функциями скорости. Однако на практике выходные характеристики отклоняются от линейности, показанной на рисунке. 2.9, ЛЯ1 и lie * Это отклонение объясняется тем, что реакция якоря происходит, когда машина находится под нагрузкой и ослабляет поток возбуждения Ф.

Поток результатов насиной в этом случае можно представить следующим образом: Ф = ФП-фр, (2.10） Где Fr-поток, характеризующий эффект размагничивания реакции якоря. В первом приближении поток fr пропорционален току якоря. Фр = С / / = С / (2.11） А! Напряжение на клемме вращающегося генератора с учетом реакции якоря 1y = C * nF -//?I = C * nF ^ Ya, (2.12） Ав г / = (2.13） Покажите Е (2.14） 1 +Я Тогда уравнения (2.10) и(2 &-; С* 2 /1Ф===СзлФв-Сгмфр—С^Фв «^ 2 ^ 1 ^ —я, (2.1 ^ А! / y w ^ … Откуда он взялся Sgfvy СЗ В. 1 + CrC /-1 + ^ 4-АН (2.11 Отсюда Где: C3 = CrFv’, C4 = CrC /. Выражение$.(2.16) указывает, что выходные характеристики тахогенератора с учетом реакции якоря являются нелинейными. Если вы сильно отклонитесь от линейности, сопротивление#n будет меньше, а скорость вращения p будет больше. Отклонение от линейности определяет погрешность тахометра generator. To уменьшите его вам нужно загрузить Используйте тахогенератор для получения максимально возможного внешнего сопротивления и небольшого диапазона скоростей вращения.

Вторая серьезная ошибка, возникающая при нагрузке тахогенератора, связана с наличием переходного контакта между коллектором и коллектором. brush. In уравнение выходной характеристики, сопротивление переходного контакта/?U считался постоянным. Однако некоторые допущения позволяют рассматривать падение напряжения (1Lc = / # u) на этом конце, а не константу#y. тогда, если мы не будем учитывать размагничивающий эффект реакции якоря вместо формулы (2.6), мы можем написать: (2.17） Мы получаем u = E0n-1 / n-n (2.17) заменяется на Eo-Cn и / = Поэтому наличие падения напряжения на контактах коллектора и щетки приводит к отрицательному сдвигу выходных характеристик на определенную длину. / ? Л Душ=-(2.20)） Ой. {/=Cn {/u-(/где И= Cn 11 сентября Но… (2.18） 1 + Я Яша. О, боже мой. 1 + Вы * О, боже мой. = Cxn, D (/n. (2.19） 1+.

Настройка датчика

Все узлы контроля уровня воды в стиральных машинах тщательно тестируются и настраиваются на заводе-изготовителе. Пользователю никаких действий производить не требуется. Однако если владелец стиралки знает, где находится датчик уровня воды в стиральной машине и хочет произвести ремонт с установкой узла от другой модели – предусмотрен механизм настройки параметров.

На каждом прессостате есть минимум два регулировочных болта. Центральный отвечает за уровень налива, при котором происходит срабатывание контактной группы. Боковой регулирует чувствительность срабатывания и производит тонкую настройку на параметрику воды. В сложных прессостатах с несколькими контактными группами у каждой есть два болта для изменения параметров срабатывания. Регулирование прессостата может производиться для нивелирования недостатков подачи. К примеру, в некоторых домах водопроводная сеть не может создать достаточного давления для заполнения бака машины. В этом случае, регулировкой прессостата можно добиться нормальной работы стиралки, даже при низком входном давлении системы подачи.

Стоит особо отметить: самостоятельная регулировка прессостата без особой на то нужды может быть опасна. При изменении количества набираемой воды в отдельных режимах работы возникают механические усилия, не учтенные при проектировании конструкции стиральной машины. В результате:

• барабан может начать вибрировать;
• на больших оборотах будет перегреваться двигатель;
• муфты и подшипники будут изнашиваться быстрее;
• при превышении нагрузочных параметров быстрее истончаются приводные шкивы.

Одним из самых неприятных последствий, особенно в недорогих моделях, становится протечка воды из-за того, что регулировка прессостата привела к превышению рабочего давления на стенке бака при вращении.

Частотный способ определения скорости вращения

Частотный метод для СТГ является самым точным так как на частоту выходного сигнала не оказывают влияния такие факторы как, изменения температуры, величина зазора между статором и ротором, уменьшение магнитного потока вызванное старением магнитов и т.д..

Но, к сожалению, при определении скорости вращения частотным способом требуется время для определения частоты выходного сигнала Uвых путём накопления импульсов, что не даёт возможности получать мгновенно информацию об изменениях скорости.

После определения частоты Fout выходного сигнала Uвых , скорость вращения ротора вычисляют по формуле:

где Frot — частота вращения ротора в Гц; Fout — частота сигнала Uвых на выходе тахогенератора Гц; p — число пар полюсов ротора тахогенератора.

Для более точного определения частоты вращения ротора необходимо большее количество времени, в течении которого частота может изменяться. А изменение частоты во время накопления импульсов для её определения вносит погрешность в измерения. Это плохо сказывается на динамичности системы управления в целом, т.к. её схема управления, в таких случаях, более медленно компенсирует уменьшение или увеличение скорости вращения. Чтобы как-то уменьшить вышеуказанный недостаток, используют СТГ с большим количеством полюсов. Это даёт возможность сократить время для определения выходной частоты, что в свою очередь позволяет сократить время реакции схемы управления.

Частоту выходного сигнала можно определять по формуле приведенной ниже, но при этом усложняется электрическая схема, что не всегда приемлемо.

где Fout – расчётное значение выходной частоты тахогенератора; N – число накопленных импульсов; Т – длина каждого периода;

Проверяем исправность сенсора

Иногда проблема решается простой перезагрузкой цепи управления. Если же это не помогло, придётся выполнить ряд действий, описываемых далее.

Признаки неудовлетворительной работы устройства

Как проверить таходатчик? Поскольку барабан в стиральной машине вращается ротором двигателя, датчик Холла — также установленный на статоре рядом с ротором внутри двигателя, — остаётся в статическом положении.

Электрическая цепь внутри блока управления определяет положение и скорость вращения ротора и отправляет эту информацию на электронную панель управления. Плата использует эту информацию для принятия решений о процессе стирки и проверки правильности работы определенных компонентов.

Бывает, что датчик Холла в машинах LG не передаёт сигнал плате управления о том, что двигатель вращается, когда он обязан это сделать, например, при плановом отключении стиральной машины.

Некоторые из причин, по которым агрегат не работает:

• поломка двигателя;
• неисправность самого устройства;
• обрыв в электрической цепи управления.

Некоторые внешние симптомы неисправности таходатчика — стиральная машина отказывается запускаться, вода не достигает нужного уровня, агрегат интенсивно вибрирует, бельё плохо отжимается. В этом случае можно, используя обычный мультиметр, произвести проверку.

Порядок проверки

Чтобы найти неисправность датчика в cтиральной машине LG, необходимо подать + 5 В (используя источник питания или батарею) между красным проводом, который является положительным контактом, и чёрным проводом, который является отрицательным контактом. После этого, производится проверка напряжения между каждым из сигнальных проводов (белого цвета) и красным проводом. При вращении двигателя своими руками напряжение должно изменяться от + 5 В до 0 В. При использовании таходатчиков типа SS411 или S41F интервал напряжений тестирования может быть увеличен до 30 В.

Как проверить датчик Холла:

1. Снимается приводной ремень.
2. Демонтируется двигатель (при отсоединении проводов их надо пометить!).
3. Выполнить осмотр креплений: от вибраций они могут быть ослаблены.
4. Измерить сопротивление на приборе, используя тестер. Оно должно составлять около 60–70 Ом.
5. Проверить, генерируется ли ток. Для проверки тестер подсоединяют к контактам и одновременно вращают мотор рукой. Если напряжение меняется (в пределах 0.2…0.4 В), то прибор исправен, а причина поломки кроется в панели управления.

Асинхронный тахогенератор

Конструкция асинхронного тахогенератора точно такая же, как у асинхронного электродвигателя с немагнитным ротором (полым).

• Обмотка возбуждения статора подключается к источнику переменного тока, а выходное напряжение снимается с генераторной обмотки (ГО).
• Его принцип действия состоит в следующем – обмотка возбуждения запитывается переменным током некоторой частоты, в результате чего возникает пульсирующий магнитный поток, постоянно меняющий направление.

Погрешности асинхронных тахогенераторов

Выходное напряжение, выдаваемое данным типом тахогенераторов – комплексная величина, что говорит о фазовой и амплитудной погрешностях.

Также как и в случае фазовой погрешности, уменьшение данного эффекта возможно за счет правильной настройки и калибровки асинхронного тахогенератора.

• Физические причины амплитудной погрешности следующие. Во-первых, происходит падение напряжения в обмотке генератора. Во-вторых, меняется ток возбуждения, а следом за ним и магнитный поток, так как трансформаторная ЭДС ротора вызывает размагничивание. Третья причина – это то, что магнитный поток генераторной обмотки противостоит магнитному потоку вращения, из-за чего тот несколько уменьшается.
• Также стоит помнить, что ротор имеет некоторое индуктивное сопротивление, что также влияет на магнитный поток вращения, уменьшая его.
• И последнее – магнитный поток вращения индуцирует ЭДС вращения, а значит, появляются новый ток и магнитное поле, которое также противостоит потоку возбуждения. Данная электродвижущая сила является пропорциональной угловой скорости вращения, а значит, при увеличении частоты вращения ротора она тоже будет расти и противодействие усилится. Выражается это в падении напряжения в обмотке возбуждения и уменьшении магнитного потока вращения.
• Интересно, что одновременно понизить и фазовую и амплитудную погрешность невозможно. Поэтому схему подключения отлаживают так, чтобы снизить наиболее влияющие погрешности в конкретном случае.

Данные типы погрешностей хоть и являются основными, но они далеко не единственные:

• Нулевой сигнал – это напряжение, имеющееся на обмотке генератора в момент, когда ротор неподвижен. Данный параметр не остается постоянным, так как меняется при повороте ротора. Состоит он из двух составляющих: постоянно и переменной.
• Постоянная переменная возникает из-за неточного сдвига обмоток; присутствием короткозамкнутых контуров в обмотках и сердечнике; неодинаковой магнитной проходимости; неравномерного воздушного зазора; потоков рассеяния и прочего.
• Переменная составляющая обусловлена неравномерной толщиной стенок ротора, если он полый, из-за чего возникает разность активного сопротивления у контуров, а значит, и разность тока и магнитного потока.
• Чтобы ослабить постоянную составляющую нулевого сигнала, обмотки устанавливают на разных статорах: одна ставится на внутреннем, другая на наружном. При этом во время сборки асинхронного тахогенератора внутренний статор проворачивается, пока нулевой сигнал не достигнет минимального значения.
• Побороть переменную составляющую можно только калибровкой ротора, его симметричностью.

Особенности регулирования скорости

Важно знать, что каждый двигатель при вращении потребляет не только активную, но и реактивную мощность. При этом уровень реактивной мощности будет больше, что связано с характером нагрузки

В данном случае задачей конструирования устройств регулирования скорости вращения коллекторных двигателей является уменьшение разницы между активной и реактивной мощностями. Поэтому подобные преобразователи будут довольно сложными, и самостоятельно их изготовить непросто.

Своими руками можно сконструировать лишь некоторое подобие регулятора, но говорить о сохранении мощности не стоит. Что такое мощность? С точки зрения электрических показателей, это произведение потребляемого тока, умноженное на напряжение. Результат даст некое значение, которое включает активную и реактивную составляющие. Для выделения только активной, то есть сведения потерь к нулю, необходимо изменить характер нагрузки на активную. Такими характеристиками обладают только полупроводниковые резисторы.

Следовательно, необходимо индуктивность заменить на резистор, но это невозможно, потому что двигатель превратится во что-то иное и явно не станет приводить что-либо в движение. Задача регулирования без потерь заключается в том, чтобы сохранить момент, а не мощность: она все равно будет изменяться. Справиться с подобной задачей сможет только преобразователь, который будет управлять скоростью за счёт изменения длительности импульса открытия тиристоров или силовых транзисторов.

Где искать неисправную деталь?

Если у вашей стиральной машины двигатель коллекторный, тахогенератор будет расположен на вращающемся валу мотора. Чтобы добраться до двигателя, нужно снять крепления с задней крышки СМ, поддеть ее отверткой и снять, а затем снять приводной ремень. Естественно, перед началом работ нужно отключить агрегат от всех коммуникаций.

Тахогенератор выглядит как металлическое колечко с двумя проводками на валу двигателя. Иногда для того, чтобы демонтировать тахогенератор, приходится снимать и сам движок. Как действовать?

• Снимаем всю проводку двигателя.
• Откручиваем саморезы, удерживающие мотор.
• Двигаем корпус мотора назад таким образом, чтобы он как бы соскочил с направляющих. После этого он окажется прямо у нас в руках.

Имейте в виду, что двигатель весит довольно много и при снятии его легко можно уронить.

Советы

• Многие современные производители стиральных машин оснащают свои приборы разновидностью тахогенератора, которая называется «датчик Холла». Он устанавливается непосредственно в двигатель стиралки и отличается высокой степенью надежности. Подобные устройства можно встретить в стиральных машинах фирм LG, Indesit, Bosch, Samsung (но не во всех моделях).
• Иногда проблемы со скоростью вращения барабана возникают не из-за поломки тахогенератора, а по менее серьезным причинам.

Не всегда замедленная работа загрузочного барабана говорит о поломке тахогенератора стиральной машины Атлант. Прежде чем осуществлять замену этой детали нужно проверить работоспособность кнопок. Банальное западание кнопки запуска отжима может привести к уменьшению оборотов барабана на стадии стирки и отжима.

LG F-10B8ND

Кроме неполадок тахогенератора к замедлению оборотов может привести перегруз барабана. Нередко хозяйки не соблюдают рекомендованные производителем параметры использования стиральной машиной. Если загрузить в барабан белья больше, чем это предусмотрено конструктивными особенностями агрегата, это приведет к неправильной работе техники на всех этапах.

Похожие записи:

Классы энергопотребления холодильника: таблица, какой лучше Особенности перекоса фаз Акустические экранированные провода и их особенност Транзистора 13002 (mje13002) Установка птф приора своими руками Жучки для прослушки: отзывы, характеристики и виды