5 асинхронный тахогенератор

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.

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.

https://youtube.com/watch?v=Pp_Atbiu6Ec

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.

Если не работает тахометр на ВАЗ

Обычно, отсутствие реакции стрелки связано с нарушением контакта в разъёмах основных проводов его подключения, или же повреждением проводки цепи. Первым делом следует:

Осмотреть крепление проводника в изоляции коричневого цвета к выводу «К» на катушке зажигания. При выявлении плохого контакта, следов окисления, подгорания провода или вывода, устранить проблему путём зачистки проблемных участков, обработки их антикоррозионной жидкостью, подтягивания гайки крепления.
Проверить надёжность соединения чёрно-белого провода с «массой» автомобиля. В случае обнаружения нарушения контакта, зачистить провод и поверхность, к которой он крепится.
При помощи тестера определить, поступает ли напряжение при включённом зажигании на красный провод. Если напряжения нет, проверить исправность предохранителя F-9, отвечающего за целостность цепи панели приборов, а также состояние контактов замка зажигания.
Разобрать панель приборов и проверить соединения контактов в колодке жгута проводов тахометра. «Прозвонить» тестером все провода, идущие к прибору.

Каждый современный автомобиль оснащается таким прибором, как тахометр. Информация о том, как подключить тахометр, пригодится владельцам первых моделей семейства «ВАЗ», а также других машин, которые не комплектовались с завода этим важным прибором.

Многие автомобилисты отлично понимают, что применение тахометра обеспечивает возможность увеличения эксплуатационного срока двигателя, так как именно этот прибор помогает определить оптимальный момент перехода на другую передачу. Хотя на тахометр чаще смотрят новички, его установка помогает каждому автомобилисту. Тахометр не лишь используется во время движения, он также используется для регулировки карбюратора и других устройств на холостом ходу.

Подключение тахометра может быть проведено на любой машине, в независимости от того, какой силовой агрегат расположен в моторном отсеке – дизельный или бензиновый. Рассмотрим методы подключения тахометра более детально.

Принцип управления

При задании скорости вращения вала двигателя резистором в цепи вывода 5 на выходе формируется последовательность импульсов для отпирания симистора на определенную величину угла. Интенсивность оборотов отслеживается по тахогенератору, что происходит в цифровом формате. Драйвер преобразует полученные импульсы в аналоговое напряжение, из-за чего скорость вала стабилизируется на едином значении, независимо от нагрузки. Если напряжение с тахогенератора изменится, то внутренний регулятор увеличит уровень выходного сигнала управления симистора, что приведёт к повышению скорости.

Микросхема может управлять двумя линейными ускорениями, позволяющими добиваться требуемой от двигателя динамики. Одно из них устанавливается по Ramp 6 вывод схемы. Данный регулятор используется самими производителями стиральных машин, поэтому он обладает всеми преимуществами для того, чтобы быть использованным в бытовых целях. Это обеспечивается благодаря наличию следующих блоков:

Стабилизатор напряжения для обеспечения нормальной работы схемы управления. Он реализован по выводам 9, 10.
Схема контроля скорости вращения. Реализована по выводам МС 4, 11, 12. При необходимости регулятор можно перевести на аналоговый датчик, тогда выводы 8 и 12 объединяются.
Блок пусковых импульсов. Он реализован по выводам 1, 2, 13, 14, 15. Выполняет регулировку длительности импульсов управления, задержку, формирования их из постоянного напряжения и калибровку.
Устройство генерации напряжения пилообразной формы. Выводы 5, 6 и 7. Он используется для регулирования скорости согласно заданному значению.
Схема усилителя управления. Вывод 16. Позволяет отрегулировать разницу между заданной и фактической скоростью.
Устройство ограничения тока по выводу 3. При повышении напряжения на нем происходит уменьшение угла отпирания симистора.

Использование подобной схемы обеспечивает полноценное управление коллекторным мотором в любых режимах. Благодаря принудительному регулированию ускорения можно добиваться необходимой скорости разгона до заданной частоты вращения. Такой регулятор можно применять для всех современных двигателей от стиралок, используемых в иных целях.

https://youtube.com/watch?v=yLHAaZTr0hQ

Недостатки тахогенераторов

присутствие щёточно-коллекторного узла;
из-за появления вспомогательных импульсов, которые возникают при вращении ротора, из-за переключений обмоток коллектора, неравенств их проводимостей, колебаний щёток, они могут принимать значения достаточные для создания радиопомех и иных электромагнитных наводок;
сокращает сроки использования в сравнении с иными видами тахогенераторов;
в определенных ситуациях создается вспомогательная механическая нагрузка, из-за того, что имеются трущиеся детали (щётки, контактные кольца);
если нарушена геометричность расположения щёток возникает асимметричность исходящего напряжения;
из-за того, что исходящий сигнал достаточно мал, то он не замеряет очень медленные вращения;
гарантирует исходящую почти линейную характеристику только в сравнительно мелких диапазонах частоты вращения;
изменяются свойства магнитов в процессе эксплуатации и в связи с возрастом службы.

Как проверить поломку

Не спешите менять тахогенератор думая, что его поломка неисправима. Очень часто таходатчик в стиральной машине функционирует неправильно из-за незначительных сбоев в его работе. Ниже описаны причины таких неисправностей:

Проблема, в первую очередь, может быть видна на модуле управления

Нужно обратить внимание на кнопку, которая включает режим отжима. Если она зажата, то сбой в работе случился именно по этой причине.
Для проверки следующей причины нужно добраться до самого тахогенератора

Вся поломка может состоять в его плохом закреплении на вале вращения, ведь вибрации машинки во время стирки способны ослабить крепления и сдвинуть таходатчик с места.
Ненормальное сопротивление в контактах тоже может стать причиной неисправности. Чтобы проверить, так ли это, нужно взять мультиметр и перевести его в режим измерения сопротивления, единицей измерения которого является Ом. Далее нужно приставить тестер к контактам, которые находятся в состоянии неактивности. Сопротивление должно колебаться около значения в 60-70 Ом.
Удостовериться в правильной работе тахогенератора можно, измерив ток при вращении барабана. Для этого понадобится тот же мультиметр, но переключенный на измерение напряжения в Вольтах. Вращая барабан нужно измерить напряжение на тахогенераторе. При большей скорости вращения напряжение должно увеличиваться. Во время вращения обычно оно не превышает 0.2 Вольта.
Отсутствие заземления тоже может стать причиной поломки. При попадании заряда на двигательный шкив серьезно нарушается работа мотора. В следствии от этого страдает весь механизм стиральной машины.

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.

Отключить машину от сети и коммуникаций.
Выкрутить саморезы с задней панели, снять ее.
Снять ремень привода, потянуть на себя, параллельно прокручивая шкив.
Демонтировать двигатель: отметить провода, которые идут к мотору, чтобы потом не сбиться с подключения, открутить болты.
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

Микромашины в электротехнике

Помимо мощных агрегатов также потребовались и машины малой мощности, называемые еще микромашинами. Они активно применяются в устройствах вычислительной техники и автоматики в качестве функциональных элементов.

Эти типы устройств принято делить на три группы: электромашинные усилители, исполнительные двигатели и информационные машины.
Первые служат для усиления мощности электрических сигналов.
Исполнительные двигатели занимаются преобразованием электрического тока в механическую силу. Эти аппараты могут быть асинхронными, шаговыми и постоянного тока.

На фото — тахогенератор

Информационные машины состоят из тахогенераторов, сельсин, магнесин и вращающихся трансформаторов. Назначение этих устройств – преобразование величин неэлектрической природы в электрические сигналы. В частности, тахогенератор постоянного тока измеряет скорость вращения некоего объекта и применяется он в различных устройствах электропривода, станках, транспорте и прочем.

Принцип работы тахогенераторов и их строение

Схематическое строение тахогенератора постоянного тока

Тахогенератор – устройство оборудованное валом, которое, при его вращении, выдает на выходе электрическое напряжение, величина которого прямо пропорциональна скорости, с которой вал вращается. Эта особенность означает, что двигатель постоянного тока с тахогенератором, по сути, оснащен датчиком, с постоянными магнитами или независимым внешним возбуждением.

Бензиновый генератор постоянного тока работает по такому же принципу, что и тахогенератор

Конструкция тахогенератора практически неотличима от конструкции других машин постоянного тока. Используют их для измерения частоты вращения по значению выходного напряжения и для получения электрического сигнала с частотой вращения вала в схемах авто регулирования.

На схеме – классический скользящий контакт

Съемка напряжения происходит через скользящий контакт, который традиционно состоит из медного коллектора и графитовых щеток.
У такой конструкции есть особенность, что, из-за того, что на меди образуется оксидная пленка, может с некоторой периодичностью меняться сопротивление контакта. По этой причине происходят колебания напряжения выдаваемого тахогенератором, которые воспринимаются в виде шума.

Несмотря на этот недостаток, данная конструкция остается самой популярной, так как графит обладает отличными скользящими свойствами, а значит, устройство служит значительно дольше, чем аналоги.
Если требуется тахогенератор, лишенный указанного недостатка, то на коллектор наносят контактную дорожку из серебра. Этот металл не окисляется, а значит, показания сопротивления всегда остаются на одном уровне.

Тахогенераторы Long Life

Тахогенератор Лонг Лайф

Особняком стоят тахогенераторы, собранные по «Long life». Эти устройства предназначены для работы в тех сферах, где требуется длительная бесперебойная работа. Они невероятно износоустойчивы, поэтому служат очень долго.

Технические характеристики тахогенераторов переменного тока данного типа впечатляют. Диапазон рабочих температур от -50 до +100 градусов по Цельсию. Возможность измерения скорости вращения с точностью 1:100000 в режиме реального времени.
Цилиндр у этих устройств может быть полым или цельным.
Крепление вала фланцевое или лаповое.

Как использовать информацию тахометра

Возникает вопрос: что же дает информация с тахометра, тем более, что точность не слишком высокая? Попробуем на него ответить.

Есть несколько моментов. Первый из них в том, что именно тахометр может подсказать, когда можно начинать движение, т.е. вышел ли двигатель на оптимальный для этого режим. Особенно актуально в зимнее время. На современных авто, на которых категорически не стоит трогать педаль газа при запуске, обороты при старте холодного двигателя весьма высоки (заметно превышают 1000). Далее двигатель начинает постепенно нагреваться и автоматика сама снижает количество оборотов.

Вот здесь стоит знать, что для начала движения совершенно нет смысла ждать, когда стрелка, показывающая температуру охлаждающей жидкости, начнет движение вверх. Достаточно дождаться того момента, когда стрелка тахометра приблизится к значениям оборотов холостого хода (как правило 750-800 об/мин, но это не догма – холостой ход некоторых моделей 800-950 об/мин) и можно смело начинать движение (так двигатель прогреется быстрее и надежнее, да и бензина будет затрачено меньше). Опыт эксплуатации автомобилей подсказывает, что двигаться можно начинать при снижении оборотов до 1000.

Нельзя не упомянуть еще об одной функции тахометра – он используется для проведения регламентных работ. Большое количество диагностических проверок работы двигателя никак не провести без этого устройства. Однако эта тема более касается специалистов-ремонтников.

Зачем он нужен в автомобиле

В ответ на поставленный вопрос хочется сразу же сказать — грамотное использование тахометра позволяет использовать возможности двигателя на все 100%, но абсолютно без ущерба для последнего.

Если посмотреть на технические характеристики любого автомобиля, можно увидеть, что в описании его параметров существуют такие строки как максимальная мощность и наибольший крутящий момент. Причем оба этих показателя базируются на значениях, зависящих от оборотов двигателя. Например: «125 л.с. при 3500 об/мин» или «470 Нм при 4000 об/мин». Это означает, что двигатель развивает максимальную заявленную для него мощность именно при такой частоте вращения коленчатого вала (или, соответственно, наибольшее тяговое усилие). А до и после указанных значений мощность или усилие будут меньшими.

Таким образом, поддерживая обороты коленчатого вала двигателя в пределах, указанных в спецификации, вовремя переключая передачи, можно получить, например, наилучший разгон — весь «табун лошадей» будет задействован. Однако, увлекаясь максимальными ускорениями, не стоит забывать и об экономичности, а также ресурсе двигателя. Максимальная мощность подразумевает несколько повышенный расход топлива, хотя и ниже, нежели «перекручивая» двигатель.

Поэтому, используя при движении обороты несколько ниже максимальных по мощности, можно получить достаточно серьезную экономию, особенно при поездках на дальние расстояния. Плюсом такой эксплуатации является и увеличение ресурса ДВС, ибо максимальная мощность подразумевает и максимальный износ

Важно! Частое и чрезмерное снижение оборотов двигателя не только не приводит к экономии топлива, а наоборот — к увеличению расхода. А также значительному уменьшению ресурса самого ДВС

Итак, что же мы выяснили? Наличие тахометра в автомобиле позволяет как минимум: получить максимальную мощность; получить наилучшее тяговое усилие; экономить топливо; увеличить ресурс двигателя.

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.