Эксплуатация электрических машин и электробытовой техники

Бытовая техника становится все более энергонасыщенной, автоматизированной и «умной», использующей микропроцессорные средства памяти и управления [1,2]. Улучшаются ее технические и эксплуатационные показатели, повышается надежность, снижаются материалоемкость и энергопотребление. Новое поколение бытовых машин -- это холодильники, морозильники, бытовые кондиционеры и другие приборы микроклимата, стиральные, посудомоечные, гладильные и сушильные машины, пылесосы, полотеры, кофемолки, звуко- и видеозаписывающая и воспроизводящая техника, бытовые центрифуги, кухонные комбайны, СВЧ-печи и др.

Вся современная бытовая техника построена на использовании в качестве силовых агрегатов электрических двигателей различного типа (асинхронных, коллекторных и др.) и нагревательных элементов, защитной и управляющей аппаратуры, представляющей собой различные реле (пусковые, времени, тепловые, токовые), предохранителей и контакторов, а также микропроцессоров, программирующих работу всех устройств.

Холодильники и морозильники. Для привода герметичных компрессоров холодильников и морозильников применяют однофазные асинхронные электродвигатели -- конденсаторные или с пусковой обмоткой (рис. 5.1, где ЭД -- электродвигатель; СП и СР -- пусковой и рабочий конденсаторы; РТ -- нагреватель и контакт защитного реле; РП -- контакт и катушка пускового реле). При включении пусковая обмотка с помощью пускового реле РП подключается к сети переменного тока на 0,3... 1 с, пока частота вращения вала не составит 80 % номинальной частоты вращения. Электродвигатели выпускаются на две синхронные частоты вращения (1500 и 3000 об/мин) и на номинальные мощности 60, 90, 120, 180 Вт и более при напряжении 220 В и частоте 50 Гц. КПД двигателей порядка 0,6... 0,7, средняя наработка двигателей на отказ -- 25 000 ч, срок службы -- не менее 15 лет.

Напряжение сети не должно отклоняться от номинального значения более чем на + 15 и -10 % для предотвращения выхода из строя компрессора. Во избежание перегрева двигателя нельзя устанавливать ручку регулятора в положение, в котором агрегат работает непрерывно.

Двигатели с пусковой обмоткой имеют ряд недостатков. Расчетная плотность тока в пусковой обмотке в 10... 15 раз выше, чем в рабочей, а при пониженном напряжении сети условия ее работы еще больше ухудшаются. В этом случае пусковой момент, пропорциональный квадрату напряжения, уменьшается и пуск двигателя затягивается. Из-за этого пусковая обмотка перегревается и перегорает -- это является причиной 70 % отказов компрессионных холодильников.

В холодильниках с большим морозильным отделением (300...400 дм2) применяются асинхронные двигатели с пусковым и рабочим конденсаторами, имеющие повышенный пусковой момент. После запуска пусковой конденсатор отключается пускозащитным дифференциальным реле(РПЗ-24). Этот вид электропривода более прогрессивен, так как уменьшается время пуска, снижается расход меди, обеспечивается надежный пуск при напряжении сети от 150 до 250 В.

Для регулирования температуры применяют датчики-реле: для однокамерных холодильников--ДРТ-2, ДРТ-2А, Т110; двухкамерных--Т130 и для морозильников--Т144.

Определить неисправности холодильника можно визуально или путем определения температуры отдельных частей агрегата и изменения напряжения на элементах электрооборудования. Возможные неисправности, их причины и способы устранения приведены в табл. 5.2.

Стиральные машины. Классификация стиральных машин принятая в России: СМ -- стиральная машина без отжима; СМР -- стиральная машина с ручным отжимным устройством; СМП -- полуавтоматическая стиральная машина с управлением отдельными процессами обработки тканей; СМА -- автоматическая стиральная машина с управлением процессами обработки тканей, выполняемыми в соответствии с заданной программой. Номинальная загрузка стиральных машин 1... 5 кг. Машины бывают однобаковые и двухбаковые. Двухбаковая машина имеет бак для стирки и бак для отжима (центрифуга). По способу активации моющего раствора машины делятся на барабанные и активаторные. В активаторных машинах загрузка осуществляется сверху, а барабанные могут быть с верхней или фронтальной загрузкой (в названии добавляется буква Ф). Большое распространение находят СМА, в которых время занятости оператора при стирке уменьшается в 8... 10 раз, а трудоемкость сводится только к закладке и выгрузке белья. Кроме того, СМА потребляют электроэнергии в 2,5 раза, воды в 1,8 раза, моющих средств в 4,5 раза меньше чем стиральные машины других типов.

Основным силовым агрегатом является однофазный конденсаторный асинхронный короткозамкнутый двигатель с синхронной частотой вращения 1500 об/мин и общей мощностью от 200 до 650 Вт. С учетом водонагревательных устройств в СМА общая потребляемая мощность может достигать 3 кВт. В стиральной машине СМ-1 (рис. 5.2, где а -- внешний вид; б -- схема; в -- принципиальная электрическая схема, 1 -- крышка бака; 2 -- электрошнур; 3 -- ручка реле; 4 -- ручка переноски; 5 -- вентиляционная решетка; 6 -- кожух; 7 -- опора для фиксирования шланга или электрошнура; 8 --пробка; 9 -- шланг; 10 -- бак; 11 -- сливной патрубок; 12 -- активатор; 13 -- электродвигатель; 14-- конденсаторы; 15-- реле времени; К1 -- реле времени; М -- электродвигатель; Cl, C2, СЗ -- конденсаторы эксплуатационных затра ) используется электродвигатель КД-120-4 и реле времени РВ-6, в СМ-1,5 -- реверсивный двигатель,АВЕ-071-4, переключаемый реле времени, в СМР-1,5 -- двигатель КД-180-4 и реле РВЦ- 50. В СМР-2 имеется два двигателя: двигатель активатора и двигатель насоса. Машина СМП-2Д оборудована дополнительно универсальным электронным реверсивным устройством и в ней работают два двигателя -- один для стирки, другой для привода центрифуги.

эксплуатация электрический электробытовой техника

В автоматических стиральных машинах (СМА) (рис. 5.3, где 1-- блок коммутации; 2-- основание; 3-- гидросистема; 4 -- корпус; 5-- клино-ременная передача; 6 -- барабан; 7 -- пружина; 8 -- верхняя панель; 9 -- блок сенсорной клавиатуры; 10 -- верхний шкив; 11 -- бак; 12 -- датчики температуры; 13-- нагреватель; 14-- нижний шкив; 15 -- электродвигатель; 16-- гаситель; 17 -- блок питания; 18-- крышка дозатора; 19 -- пульт; 20-- крышка загрузочного люка; 21 -- передняя панель; 22 -- крышка фильтра; 23 -- реле уровня; 24 -- шланг реле уровня; 25 -- пластина бака; 26 -- фильтр; 27 -- насос; 28 -- рессора; 29 -- конденсатор; 30 -- реле РНК; 31 -- сливной шланг; 32, 33 -- наливные шланги; 34 -- крестовина; 35 -- отвод конденсата; 36 -- клапан КЭН-1; 37 -- клапан КЭН-3; 38 -- упор пружины; 39-- дозатор) применена электронная система управления (ЭСУ) на основе микропроцессоров.

Сушильные машины конвективного способа сушки. В настоящее время бытовая бельесушильная техника включает сушильные шкафы, стирально-сушильные шкафы, стирально-сушильные машины, сушильные устройства и барабанные сушильные машины. Барабанные бельесушильные машины считаются наиболее перспективными для сушки белья в бытовых условиях.

Сушильные машины делятся на автоматические и неавтоматические, на встраиваемые и блочно-встраиваемые. Встраиваемые сушильные машины могут быть напольными и навесными. Сушильные машины выпускают с верхней и с фронтальной загрузкой.

Сушильные машины разделяют на машины выбросом отработанного воздуха в атмосферу и машины с конденсацией влаги.

В сушильных машинах (рис. 5.4, где 1 -- вход тракта; 2 -- пухоулавливатель; 3 -- электродвигатель; 4 -- нагреватель; 5 -- вход в барабан; 6 -- сетчатый фильтр; 7 -- вентилятор; 8 -- выход тракта) имеются электродвигатель 3 для привода барабана и вентилятора 7, работающий в повторно-кратковременном режиме, система нагревательных элементов 4, температурное реле и реле времени, а также электронное микропроцессорное устройство управления, позволяющее задать до 12 режимов сушки.

Методика обнаружения и устранения неисправностей сушильных машин представлена в табл..

Бытовые гладильные машины. Предназначены для механизированной обработки широкого ассортимента тканей. Наиболее распространенными являются гладильные машины с одним вращающимся валком и подвижной прессующей поверхностью (рис. 5.5,где 1-- кнопка; 2 -- основание; 3 -- гладильный валок; 4 -- гладильный башмак; 5-- нагревательные элементы; б -- регулятор температуры; 7 -- полка; 8-- бабка; 9 -- электропривод валка; 10 -- электропривод башмака; 11 -- светосигнальные индикаторы; 12 -- выключатель питания; 13-- педаль управления электроприводом башмака). Бытовые гладильные машины выпускают настольного (МГ), напольного (МГН) и тумбового (МГТ) исполнений. Основным параметром является длина валка 3, которая бывает 650 и 850 мм. Потребляемая мощность гладильных машин 1...3кВт. Частота вращения валка машины 3...10 об/мин, регулировка частоты -- плавная.

В машине имеется два электродвигателя -- однофазный асинхронный короткозамкнутый АД-10 с понижающим редуктором, кривошипно-коромысловым механизмом и системой рычагов и пружин, предназначенный для перевода башмака 4 из исходного положения в рабочее и обратно и однофазный асинхронный короткозамкнутый двигатель КД-40 с понижающим редуктором для электропривода валка 3. Нагревательный элемент 5, расположенный в валке, обеспечивает заданный температурный режим глажения.

Для поддержания температуры нагрева подошвы служат два независимых терморегулятора 6. Первый является основным, а второй -- аварийным (аварийное отключение, защита от пожара при отказе первого). Для регулирования частоты вращения валка применяется электронный регулятор (включает в себя датчик частоты вращения, механически связанный с двигателем задающий генератор импульсов, ключ и симметричный тиристор).

Предохранительное устройство служит для экстренного перевода гладильного башмака в исходное положение при прекращении подачи электроэнергии нагретой подошве. Оно управляется кнопкой 1, расположенной на левом торце основания.

При сборке гладильных машин обратить внимание на подключение вводных концов электродвигателей, так как их неправильное подсоединение приведет к перегоранию обмоток. Возможные неисправности и способы их устранения приведены в табл

Посудомоечные бытовые машины. Мойка посуды в бытовых машинах составляет 12... 15 % общих затрат времени на домашние работы.

Машины выпускаются в настольном и напольном исполнении. Автоматические машины (ПМА) работают по четырем основным программам: интенсивной, нормальной, бережной и экономичной. Потребляемая мощность машин 1,3... 2,5 кВт. В машине (рис. 5.6, где 1 -- машинное отделение; 2 -- корпус; 3 -- датчик температуры; 4 -- датчик уровня; 5 -- корзина; 6 -- сетевой выключатель; 7 -- индикатор напряжения; 8 -- ручка двери; 9 -- фиксатор двери; 10 -- пульт управления; И -- дверь моечной камеры; 12-- вращающийся разбрызгиватель; 13-- опоры корпуса; 14-- сливной насос; 15-- циркуляционный насос; 16-- блок коммутации; 17 -- блок питания; 18 -- стойка; 19 -- уплотнение; 20-- моечная камера; 21, 22 -- дозаторы ополаскивающих и моющих веществ; 23 -- фильтр; 24 -- нагреватель; 25 -- форсунки-насадки; 26-- поддон) имеются электрические двигатели для привода вращающегося разбрызгивателя, для циркуляционного 15 и сливного 14 насоса, для сушильного вентилятора. Имеются нагреватели 24 для воды и воздуха, датчики температуры 3, уровня жидкости 4, дозатор подачи моющего средства, аппаратура управления и защиты. Пульты 10 ПМА обычно имеют сенсорную клавиатуру и двухразрядный цифровой индикатор.

Если работа машины сопровождается неестественным звуком (стук, дребезжание), то это скорее всего неправильное расположение посуды в камере мойки. Основные неисправности электрической части посудомоечных машин приведены в табл.5.7

Бытовые уборочные машины. В группу уборочных машин входят пылесосы, коврочисты и полотеры.

Пылесосы выпускаются двух типов: ручные (ПР) и напольные (ПН). Ручные пылесосы по конструкции разделяют на штанговые, щеточные и автомобильные. Напольный пылесос прямоточного (П) или вихревого (В) типа является основной уборочной машиной. В прямоточных пылесосах воздушный тракт линейный -- вход и выход воздушного потока расположены на одной линии. В вихревых пылесосах воздушный поток движется по окружности. Широкое применение находят штанговые пылесосы мощностью до 800 Вт. Выпускаются универсальные пылесосы для сухой и влажной уборки.

Основным силовым элементом пылесоса является коллекторный двигатель переменного или постоянного тока для привода всасывающего вентилятора с частотой вращения ротора от 17 000 до 25 000 об/мин. Домашние пылесосы имеют мощности от 100 до 800 Вт с напряжением 220 В. Автомобильные пылесосы мощностью от 70 до 100 Вт питаются от аккумуляторной батареи напряжением 12 В.

Воздуховсасывающий агрегат пылесосов (рис. где 1,2 -- нижний и верхний корпусы; 3, 8-- крышки подшипников 4 и 9 соответственно; 5-- щит; 6-- болт; 7-- щеткодержатель; 10 -- колпачок; 11-угольная щетка; 12 -- статор; 13 -- якорь; 14 -- колеса центробежного вентилятора; 15 -- вал вентилятора; 16 -- гайка) состоит из вентилятора, закрепленного на валу 15, и приводного коллекторного электродвигателя, имеющего статор 12 и якорь 13. В отечественных агрегатах АВП-4, АП-600 и КУВ-071В применен простой в изготовлении пластмассовый щеткодержатель 7. Недостатком этого щеткодержателя являются плохие условия охлаждения щетки, что не позволяет использовать его при повышенной частоте вращения. В агрегатах серии А применен щеткодержатель с запрессованной металлической обоймой. Этот щеткодержатель обеспечивает хорошее охлаждение щетки 11, стабильность условий работы.

Применение синтетических покрытий полов, появление лаков для паркетных полов привело к снижению спроса на полотеры. Поэтому объем их выпуска и номенклатура весьма ограничены. В настоящее время выпускают полотеры ЭП-ЗМ, ЭПО-3 и ЭПО-ЗМ мощностью 450 Вт, в которых использован однофазный конденсаторный асинхронный короткозамкнутый электродвигатель ЭДЭ-4.

В электропылесосах наиболее уязвимым элементом является коллекторный электродвигатель.

Необходимо обращать внимание на состояние коллекторного узла двигателя и степень искрения (допускается слабое искрение под щеткой). Возможно почернение коллектора, легко устраняемое его протиранием бензином. Возможные неисправности электрической части пылесосов и способы их устранения приведены в табл.

СВЧ-печи. СВЧ-печи -- многорежимные устройства, в которых один или два режима предусмотрены для размораживания продуктов. СВЧ-печи включают в себя: рабочую камеру, вентилятор, привод вращающегося стола (тарелочки), панель управления, генератор электромагнитных колебаний с системой волноводов, блок электроэлементов, высоковольтный трансформатор, электронное реле времени и выключатель сети. Рабочая камера плотно закрывается дверцей со смотровым окном, замком и микровыключателем, отключающим печь от сети при открытии дверцы. Вентилятор охлаждает генератор и обдувает рабочую камеру. Панель управления обычно снабжена сенсорной клавиатурой и световым индикатором.

Печи выпускаются на напряжение 220 В и потребляют мощность 1...2 кВт. Полезный объем рабочей камеры 20...30 л. СВЧ-печи -- весьма сложные и высоконасыщенные электроникой устройства, поэтому при их отказе в эксплуатации следует обращаться в специализированные мастерские и сервисные центры.

Приборы микроклимата. К приборам микроклимата относится вентиляторы, тепловентиляторы, увлажнители и осушители воздуха, бытовые, автомобильные и промышленные кондиционеры и климатизеры.

Наиболее распространенными являются вентиляторы, используемые в местностях с жарким климатом, и тепловентиляторы, необходимые в местностях, где средняя годовая температура обычно ниже комфортной, а также в средней полосе в зимнее время. В тропиках и субтропиках, а также в условиях с загрязненным воздухом все большее распространение получают бытовые кондиционеры и климатизеры.

Рабочим органом вентилятора является крыльчатка, либо микротурбина. Бытовые вентиляторы имеют мощность от нескольких ватт (карманные, театральные, автомобильные) до мощных (сотни ватт) многоскоростных, регулируемых вентиляторов штативного (напольного), настольного, настенного исполнения или встроенных в стены и окна стационарных вытяжных, приточных (нагнетательных) или комбинированных вентиляторов. В первом случае в вентиляторах применяются двигатели постоянного тока, которые работают от элемента питания или аккумулятора, а вся электрическая схема, кроме двигателя и элемента питания, содержит только выключатель. Во втором случае вентиляторы получают питание от сети переменного тока и снабжены программируемой микропроцессорной системой, которая задает режим работы и обеспечивает заданный закон управления. Во многих случаях привод таких вентиляторов организован так, что кроме вращения крыльчатки (основной функции), задается и угловое перемещение самого корпуса вентилятора с целью изменения направления потока воздуха и рационального вентилирования помещения.

Чаще других в вентиляторах малой мощности используются асинхронные электрические двигатели, способные работать от однофазной сети. Это двигатели с экранированными полюсами типов ДВ-1 и ДВ-2, а также асинхронные конденсаторные двигатели серии КД. Эти двигатели имеют явнополюсную конструкцию и сосредоточенные каркасные обмотки. Применение в них подшипников скольжения с пропитанным маслом активным телом позволило отказаться от периодической смазки. Все это обеспечивает конструктивную простоту и высокую эксплуатационную надежность.

Стационарные кондиционеры и климатизеры представляют собой комбинированные электробытовые приборы для повышения комфортности бытовых или производственных условий в помещении. В наиболее типичном варианте в состав кондиционера входят нагнетательный вентилятор с приводом от многоскоростного или регулируемого асинхронного двигателя, компрессор охладителя или холодильника с приводом от второго асинхронного двигателя, электрический нагреватель воздуха спирального или тэнового типа, воздушный фильтр и электронная система управления прибором. Нагреватель обычно имеет лабиринтную конструкцию, а электронная система управления включает температурные датчики и реле времени, защитные приспособления, сенсорную клавиатуру, датчики режима работы с электронной индикацией или индикацией на жидких кристаллах. Кондиционеры и климатизеры могут работать в нескольких температурно-временных режимах в зависимости от желания пользователя и условий окружающей среды.

Автомобильные кондиционеры содержат те же основные элементы, что и стационарные. В них в качестве привода используются двигатели постоянного тока (иногда часть мощности для привода компрессора отбирается от основного двигателя внутреннего сгорания), а набегающий поток воздуха может при движении автомобиля заменять крыльчатку вентилятора.

Кондиционеры и климатизеры -- весьма сложные бытовые устройства. Их техническое обслуживание и ремонт в домашних условиях затруднены, поэтому при необходимости следует пользоваться услугами специализированных мастерских. Некоторые неисправности представлены в табл. 5.2.

Контрольные вопросы

1. Назовите методы контроля за нагревом электрических машин. В чем их различие?

2. Назовите, как проявляются механические и электрические отказы электрических машин.

3. Какие виды защиты предусмотрены для двигателей переменного тока напряжением до (свыше) 1000 В?

4. В каких случаях следует устанавливать защиту от перегрузки?

5. Назовите типы электрических двигателей, которые в основном применяются в бытовой технике. Почему именно они?

6. Что свидетельствует, прежде всего, о неисправности холодильника?

7. Какой узел пылесоса нуждается в наиболее частом техническом обслуживании и почему?

8. Как осуществляется защита электродвигателя стиральной машины от перегрузок?

9. Каковы особенности ремонта современной бытовой техники с электронными компонентами?

Размещено на Allbest.ru