Плюсы и минусы прямых приводов в стиральных машинах, топ-4 лучших модели

Стиральные машины с прямым приводом на современном рынке бытовой техники, представлены множеством брендов, конкуренция между которыми в борьбе за клиента заставляет искать новые подходы. Решение было найдено когда южно — корейские разработчики применили инверторный двигатель.

Компания LG еще в далеком 2005 году, одна из первых внедрила систему прямого привода в своей линейке стиральных машин. Часто в магазинах можно заметить модели с наклейкой Direct Drive, что говорит о применении такой технологии. Несмотря на то, что автоматические стиральные агрегаты уже на протяжении долгого времени являются высоко-технологическим продуктом, совершенствование электроники, механических узлов и электрической части происходит постоянно.

Значение прямого привода в стиральной машине

Прямой привод представляет собой электрическое устройство, способное выполнять преобразование электромагнитной энергии в поворотное или линейное перемещение. Конструкция такого двигателя подразумевает передачу усилия на ротор посредством воздушного зазора, что исключает вероятность износа движущихся элементов. Прямой привод считается наиболее надежным электродвигателем.
Привод является основным конструктивным элементом любой стиральной машины. В данный момент устройство прямого привода при изготовлении стиральных машин используют многие популярные производители – LG, Whirlpool, Sears и многие другие.

Для чего нужна деталь

Стиральная машина со сделанным в ней прямым приводом – это электроустройство, способное посредством конвертации электромагнитных волн, запускать вращающийся механизм или перемещения линейного типа. Подобного типа мотор (его еще могут называть инверторный) предполагает перемещение направление поступления энергии непосредственно на ротор с помощью зазора воздуха, что предотвращает возможность выхода из строя деталей, которые двигаются и вращаются.

Инверторный привод против ременного

Привод – это чуть ли не самая главная деталь, которая устанавливается в совершенно всех стиральных машинах. Во много от него зависит работа механизмов вращения. На сегодняшний день многие компании выпускают подобные модели, где устанавливается исключительно деталь без ремня.

Отличительные особенности прямого привода

— В стандартных машинах распространена ременная передача вращения барабана. Так, барабан в таких устройствах фиксируется на ремне, обеспечивающем передачу крутящего момента от вала. Самой уязвимой частью этой системы являются ремни, которые периодически изнашиваются и нуждаются в замене. Стирка и отжим в машинах с ременной передачей сопровождаются большим уровнем вибрации и шума.

— Главным отличием машин, оснащенных прямым приводом, является отсутствие в моторе любых контактирующих узлов – щеток либо ремней. Этим обоснована высокая степень надежности двигателя.

— Узнать, оснащена ли конкретная модель стиральной машины прямым приводом можно осмотрев корпус – на его лицевой стороне должна быть размещена наклейка с надписью «Direct Drive».

— За счет увеличения свободного пространства в корпусе и более мощного двигателя стиральные машины моделей с прямым приводом отличаются возможностью несколько большей загрузки барабана.

— В обычных стиральных машинах процесс стирки концентрируется на вещах, расположенных в нижней части барабана. — В машинах с прямым приводом удаление грязи с одежды происходит за счет вращения барабана назад и вперед.

Сравним машинки двух типов

Кто не совсем понимает, чем отличаются ременный и прямой привод, объясним. Главное различие касается способа передачи энергии от двигателя, то есть, каким образом происходит вращение барабана в автомате. Здесь два варианта – непосредственно от электромотора или через приводной ремень. Кратко опишем каждый.

Прямой привод обозначает непосредственное соединение ротора с барабанной осью. Ременная система отсутствует, а вместо нее предусмотрена специальная муфта. На поверхности мотора нет и щеток, так как необходимость в них полностью отпадает. Данная технология именуется «Direct Drive», так как инверторный двигатель напрямую вращает бак, а частота оборотов задается электромагнитными волнами от управляющей платы. Более того, находясь под люком, движок «считывает» вес загруженных вещей и автоматически регулирует подходящую мощность.

Во втором случае приводной ремень соединяет шкив бака и двигателя, благодаря чему барабан крутится и останавливается. Вращение происходит плавно за счет эластичности связывающего резинового элемента, а регулирование интенсивности оборотов зависит от типа мотора. При коллекторном устройстве обязательно устанавливается тахогенератор, контролирующий силу вращения, а специальные щетки сглаживают трение и ограничивают передачу тока.

Асинхронный движок таких дополнений не имеет, используется лишь в 20% бытовых приборов, отличается дешевизной и имеет стационарный статор и вращающий ротор, работа которых автоматически настроена на повторение трех фаз с определенным количеством оборотов.

Точно сказать, какая стиральная машина лучше отстирывает и дольше обходится без ремонта, невозможно. Понятно одно – не стоит слепо доверять рекламе: у каждой есть свои преимущества и недоработки. Подробнее обо всех «плюсах» и «минусах» расскажем дальше.

Конструкция прямого привода

В стиральных машинах с прямым приводом мотор крепится к барабану без применения ремней и шкивов, вместо них используют специальную муфту, играющую роль движущего механизма коробки скоростей. Отсутствие дополнительных передаточных элементов в такой машине делает ее компактной.

В большинстве случаев в стиральных машинах с прямым приводом используется трехфазный бесколлекторный двигатель. Он состоит из постоянного магнита (ротора) и статора, оборудованного 36-ю катушками индуктивности. Ротор крепится напрямую к валу барабана. Вал ротора является в то же время и валом барабана стиральной машинки. Управление двигателем осуществляется посредством отправки сигналов с электронного модуля.

Производители машин без ременной передачи

Южнокорейская компания LG не единственный поставщик стиральных агрегатов с прямым приводом. Инновационное изобретение используют многие известные изготовители:

1. Марка Logixx выпускается немецкой компанией Bosch. Специальная конструкция кузова, применение двигателя Eco Silence Drive и барабан VarioSoft обеспечили бесшумность работы и качественную стирку.
2. Фирма Samsung производит аппараты с инверторным мотором и прямым приводом Quiet Drive. Специалисты подразделения Samsung Electronics дополнили устройство функцией Volt Control, благодаря чему при перепаде напряжения цикл прерывается и возобновляется после нормализации параметров сети.
3. Технологию ZEN для тихой стирки разработали в компании Whirlpool. Последние достижения фирмы – уровень шума 72 дБ при отжиме 1200 об./мин, и 51, когда происходит обычная стирка.

Известны также Panasonic, Kenmore и другие производители стиральных машин с прямым приводом. Проблем с приобретением любой брендовой модели не существует – ассортимент магазинов бытовой техники велик, единственным преткновением является вопрос цены. Покупая механического помощника, надо взвесить плюсы и минусы каждого из исполнений привода и выбрать ту модель, которая больше приходится по душе.

Недостатки прямого привода

— Одним из недостатков стиральных машин с прямым приводом можно считать устоявшуюся высокую цену. В данном ценовом диапазоне доступно множество стандартных надежных моделей других производителей, хорошо зарекомендовавших себя на рынке бытовой техники. Высокая стоимость таких машин обусловлена сложным устройством электронного модуля, необходимого для управления работой двигателя. Также к недостаткам следует отнести и высокую стоимость комплектующих деталей для них – в случае ремонта придется распрощаться с кругленькой суммой.

— Прямой привод в стиральных машинах делает ее уязвимой к скачкам напряжения в сети. В целях безопасности целесообразно использовать с такими машинами стабилизаторы напряжения.

— В стиральных машинах с прямым приводом существует небольшая вероятность попадания в сальник двигателя жидкости. Такая ситуация не считается гарантийным случаем и двигатель ремонту не подлежит. Избежать протечек можно, если регулярно заменять сальник.

— Некоторые потребители жалуются на шумный слив и забор воды во время стирки.

— Близкое расположение подшипников друг к другу и отсутствие шкива увеличивает оказываемую на них нагрузку. Они быстрее изнашиваются, и периодически возникает необходимость в их замене.

Источник

Недостатки отсутствия приводного ремня

При оценках каких-то явлений или предметов положительные стороны при взгляде на них под другим углом оказываются не такими очевидными или оборачиваются недостатками. Как минусы прямого привода можно истолковать следующие позиции:

1. Длительная гарантия на двигатель не означает такой же срок на стиральную машину – она придет в негодность из-за неисправности любого другого узла.
2. Повышенная чувствительность к перепадам напряжения в электросети – еще один недостаток, но легко устранимый стабилизатором или выравнивающим фильтром.
3. Сложность управления прямым приводом требует установки сложного программного обеспечения, что неизбежно влечет за собой более высокие, чем на стиральные машины с ременной передачей, цены. То же касается и ремонта.
4. Примыкание двигателя непосредственно к барабану делает его уязвимым при возможной протечке через сальник. А выход из строя мотора не будет считаться страховым случаем, гарантия тут бессильна. Пострадать может и электронный модуль.
5. Насколько бы ни были надежны подшипники двигателя, в условиях отсутствия профилактики они выходят из строя, что влечет затраты на ремонт.

Пользователи отмечают, что в некоторых моделях Direct Drive имеется повышенный уровень шума при подаче и сбросе воды. Иногда наблюдаются вибрации и устранить их сложно.

Общие сведения

Термин «сервопривод» происходит от латинского слова servus, которое переводится как «слуга» или «помощник». Так называют любой тип механического привода с устройством обратной связи по положению, скорости или усилию, а также сам привод, который выполняет функцию автоматического регулирования заданного параметра. Сервоприводы находят широкое применение в станко­строении, производстве упаковочных, фасовочных и разливных машин, робототехнике — в общем, когда требуется высокая точность передвижения исполнительного органа.

В данной статье мы не будем рассматривать гидравлические сервоприводы и под сервоприводом будем понимать электропривод с отрицательной обратной связью.

Есть два типа таких сервоприводов: вращательного и линейного движения. Для вращательного движения используют асинхронные и синхронные электродвигатели, а для линейного в основном применяют механическую передачу в виде шариковинтовой пары с кареткой, перемещающейся по рельсам, линейные актуаторы и линейные серво­двигатели.

Как мы уже отмечали выше, сервоприводы обеспечивают точное передвижение исполнительного органа. Но о какой степени точности может идти речь? Если точность вращательного движения измеряется в градусах, то целесообразнее применять сервоприводы на базе асинхронных электродвигателей, где роль устройства обратной связи играет встроенный или помещенный на вал энкодер, а роль привода исполняет всем нам знакомый преобразователь частоты. Но если речь заходит о точности вращательного движения, исчисляемой в угловых минутах, и при этом переключение с прямого на обратное вращение происходит с высокой интенсивностью, то в таком случае оптимальным вариантом станут синхронные электродвигатели на постоянных магнитах. На рис. 1 показаны конструктивные особенности синхронных электродвигателей на примере продуктов компании Kollmorgen.

Преимущества прямых приводов

Развитие промышленного машино­строения и роботехники не стоит на месте, поэтому с каждым днем требования к точности и производительности устройств возрастают. Мы все чаще сталкиваемся с задачами, где точность измеряется уже в угловых секундах. С этим современные сервоприводы справляются. Но также необходимо помнить об особенностях передаточных механизмов, таких как редуктор, ремень/шкив или кулачковый механизм. Любой, даже самый прецизионный редуктор имеет люфт, у ременчатой передачи и кулачковых механизмов тоже есть погрешности, не говоря о том, что они увеличивают размеры привода, что в некоторых применениях особенно критично. В связи с этим стоит задуматься о более высокоточной технологии передачи движения — технологии прямого (безредукторного) привода (рис. 3), которую мы рассмотрим на примере продукции Kollmorgen.

Само понятие «прямой привод» означает, что исполнительный орган непосредственно подключен к приводящему его в движение электродвигателю, т. е. не имеет передаточных элементов. Это относится как к вращательному, так и к линейному передвижению. Точность прямого привода можно оценить на следующем примере. Серводвигатель с прецизионным редуктором имеет люфт в одну угловую минуту: это означает, что при полностью неподвижном приводе может произойти смещение исполнительного органа на такую величину. В то же время повторяемость серводвигателя со сквозным валом Kollmorgen DDR составляет более одной угловой секунды. Таким образом, получается, что у серводвигателей с прямым приводом точность позиционирования в 60 раз выше, чем у мотора-редуктора.

Используя прямой привод, можно улучшить качество изготавливаемой продукции за счет следующих особенностей:

• более точная печать;
• раскрой и длина протяжки становятся точнее;
• более точная координация с другими осями машины;
• высокая точность при позиционировании;
• исключаются проблемы при настройке компенсации люфта.

Прямым приводам Kollmorgen свойственны и другие преимущества. Например, компоненты механической передачи накладывают ограничения на то, как быстро мы можем произвести запуск и останов исполнительного механизма. Из-за этих факторов понижается возможная пропускная способность машины, что напрямую влияет на ее производительность.

Плюсы машинок с новым приводом

Найти реальные отзывы от потребителей, испробовавших прямой привод в деле, найти сложно. В большинстве комментариев повторяются рекламные лозунги. Если объединить всю встречаемую информацию, то машинки с прямым приводом имеют следующие достоинства.

1. Компактность при большей вместимости. Вполне вероятно, так как отсутствующие ремень, щетки и шкив позволяют расширить барабан с одновременным уменьшением корпуса.
2. Десятилетняя гарантия на двигатель. Здесь спорно, так как помимо мотора могут сломаться и другие элементы автомата.
3. Пониженный уровень шума и вибрации. Правда, весьма незначительно, так как шелест от постоянно работающего ремня заменяется слишком шумным забором и сливом воды.
4. Эффективность отстирывания. Говорят, что расширенные возможности инверторного мотора с резкими остановками и вращениями в обратную сторону качественнее очищают белье и борются с самыми въевшимися пятнами. Сравнивать трудно, так как и к традиционным автоматам претензий было мало.
5. Ускоренная стирка. Ранее упомянутая резкая работа инверторного двигателя позволяет быстрее прокручивать цикл, что немного экономит время.
6. Экономия энергопотребления. За счет исключения из цепочки вращения некоторых элементов и возможности автоматически контролировать требуемую мощность за счет «считывания» веса загруженного белья.
7. Диагностика неполадки. Система «Direct Drive» способна сигнализировать об избытке белья в баке путем выведения на дисплей соответствующей ошибки, отказом в запуске цикла или беспорядочном мигании индикаторов на панели управления.

В традиционных машинах все иначе – стирка начнется и закончится из-за сгоревшего или порвавшегося ремня от чрезмерной нагрузки.

«Плюсов» немало, но стоит понимать, что большинство из перечисленных достоинств относительны и зависят не от типа привода. Так, при качественной заводской сборке, грамотной эксплуатации, идеальном монтаже и правильном подборе моющих средств даже ременная машинка будет хорошо отстирывать и не шуметь. Поэтому не торопимся и сравниваем конкретные модели.

Серии прямых приводов Kollmorgen

Рассмотрим особенности нескольких типов прямых приводов Kollmorgen.

Серия KBM (рис. 4) предназначена для непосредственного встраивания в машину, станок или робот.

Рис. 4. Конструктивные особенности сервомоторов со сквозным валом в бескорпусном исполнении серии KBM

• полностью инкапсулированные обмотки статора;
• рабочая температура внутренней обмотки +155 °C;
• защита от перегрузки — PTC-термистор (лавинного типа);
• отказобезопасные ленты над роторными магнитами;
• соответствует RoHS;
• дополнительные блокирующие цифровые датчики Холла с предварительным выравниванием.

Сервомоторы Kollmorgen Cartridge DDR (рис. 5) сочетают в себе преимущества бескаркасного двигателя с простой установкой. Они оснащены устройством обратной связи с высоким разрешением. Уникальная конструкция без подшипников соединяется непосредственно с нагрузкой, используя собственные подшипники машины для поддержки ротора. Большинство моделей можно установить менее чем за пять минут.

Рис. 5. Конструктивные особенности сервомоторов со сквозным валом в корпусе и с датчиком обратной связи серии Cartridge DDR

Основные характеристики данных сервомоторов:

• 5 типоразмеров;
• доступны обмотки с напряжением 230/400/480 В переменного тока;
• 4,5–510 Нм непрерывного крутящего момента;
• скорость до 2500 об/мин;
• номинальные мощности 775–11 700 Вт;
• встроенный датчик обратной связи синусоидального сигнала обеспечивает разрешение более 134 млн меток на оборот;

встроенный термистор обеспечивает защиту от перегрева.

Последний пример — линейные прямые приводы Kollmorgen серии ICH (рис. 6). Они увеличивают пропускную способность на 40% по сравнению с другими системами привода и обеспечивают уменьшение веса и габаритов машины, станка или робота, в которых применяются.

Рис. 6. Конструктивные особенности линейных сервомоторов серии IC H

• сила подачи 405–12726 Н (пик) и 175–5341 Н (непрерывная работа);
• рабочее напряжение — до 480 В переменного тока;
• встроенные цифровые датчики;
• совместим со всеми сервоусилителями и модулями безопасности и энергосбережения Kollmorgen.