Таходатчик для стиральной машины

Двигатель стиральных машин с прямым приводом работает в тяжёлых условиях, которые характеризуются резко неравномерным по времени значением крутящего момента. Поскольку многие производители минимизируют габариты электродвигателя, то заявленный ими коэффициент перегрузки редко превышает 10%. В таких условиях решающее значение имеет долговечность и надёжность таходатчика, имеющегося в стиральной машине (панель управления стиральной машины LG приведена на рисунке). Как сделать таходатчик или продиагностировать его?

фронтальная панель стиральной машины

Принцип действия

Выход из строя электродвигателя связан с перегрузкой цепи по току. Это неблагоприятное явление может предупредить датчик Холла в стиральной машине. Сенсоры Холла отличаются компактностью и точностью. Иногда такие устройства называют датчиками контроля вращения ротора. Последовательность их функционирования заключается в следующем.

Если ток протекает через проводник и магнитное поле, наводимый магнитный поток может перемещаться через проводник перпендикулярно потоку тока, при этом заряженные частицы дрейфуют к краям прямоугольной полосы. Эти заряженные частицы объединяются на краях поверхности. Магнитный поток передает усилие на проводник, что приводит к дрейфу напряжения (со знаком «плюс») к одному краю, в то время как электроны (знак «минус») перемещаются к противоположному краю. Сила, действующая на поток тока, называется силой Лоренца.

Пока магнитная сила приложена к проводнику, носители располагаются на противоположных сторонах, создавая падение напряжения на проводнике. Этот перепад напряжения является напряжением Холла. Он пропорционален протекающему через него току, напряжённости магнитного поля и типу материала проводника.

Если какая-либо из этих трёх переменных изменится, перепад напряжения на проводнике также изменится. Поэтому устройство должно иметь регулируемое напряжение, приложенное к пути тока. Если ток регулируется и материал проводника задан, единственное, что остается изменить, это магнитную интенсивность. Наибольший эффект будет достигнут в случае, когда она изменяется под углом 90° к направлению тока.

схема

Усиление сигнала

Устройство настраивается двумя различными способами — аналоговым и цифровым. Такие приборы относятся к приборам приближения; они не вступают в прямой контакт, но используют магнитное поле для активации электронной цепи.

Сила сигнала меняется в зависимости от материала в проводнике. Материал напрямую влияет на электроны или положительные ионы, которые проходят через него. Для изготовления пригодны полупроводники из:

  • арсенида галлия (GaAs);
  • антимонида индия (InSb);
  • арсенида индия (InAs).

Важно, чтобы проводник был прямоугольным и очень тонким. Это позволяет пространству для проходящих через него зарядов отделяться и объединяться по краям пластины. Чем интенсивнее магнитный поток, тем больше падение напряжения на проводнике.

Проблема в том, что сигнал Холла очень мал и не превышает 30 мкВ при магнитном поле силой 1 Гаусс. Из-за малого генерируемого напряжения, для практического применения в двигателе стиральной машины сигнал должен быть усилен.

Тип усилителя, который лучше всего подходит для использования с элементом Холла, — это дифференциальный усилитель (схема, используемая для стиральной машины LG с прямым приводом, приведена на рисунке), который усиливает только разность потенциалов между положительным и отрицательным входами.

схема

Если нет разности напряжений между положительным и отрицательным входами усилителя, выходного напряжения на усилителе не будет. Однако при наличии разности напряжений эта разность будет иметь определённое линейное усиление. Степень усиления определяется от типа схемы, в данном случае она зависит от возможностей интегральной платы LTC2262-14 ADC.

Датчик Холла на стиральной машине подключается непосредственно к дифференциальному усилителю. Когда магнитное поле в элементе отсутствует, соответствующее напряжение не создаётся, а выходное напряжение на усилителе отсутствует, а в противном случае — возрастает. Дифференциальный усилитель обнаруживает этот перепад напряжения и усиливает его.

Особенности применения сенсора Холла, определяет все изменения в схеме управления приводом стиральной машины, которые необходимы для обеспечения правильной работы панели управления. Схема расположения элементов управления стиральных машин бренда LG с прямым приводом представлена на рисунке.

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.

схема

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.

схема

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.

Таходатчик своими руками

Изготовление и замена сенсора Холла возможна несколькими способами, всё зависит от типа применяемой микросхемы:

  1. Приобрести чип ACS711, выход которого соединить с дифференциальным усилителем. Для питания схемы можно использовать любой источник постоянного тока, обеспечивающий напряжение не менее 3.5 В.
  2. Изготовить бесконтактное электромагнитное реле требующихся характеристик.
  3. Купить готовый таходатчик. Для стиральных машин рекомендуется регулятор типа MLX91206, используемый в автомобильной промышленности.

 

микросхема

Видео по теме

Хорошая реклама
 

Ссылка на основную публикацию