Інверторний привод в побутовій техніці: що це, плюси і мінуси інверторного керування
Інверторні системи дозволяють тримати «серце» побутової техніки в постійній роботі й плавно регулювати потужність, підбираючи її під конкретні потреби. Як мінімум, це зменшує зношення вузлів. Для економії енергії інверторні мотори не виключаються повністю — вони просто знижують оберти в ситуаціях, коли в роботі «на повну» немає потреби. Плавні переходи з високих на низькі оберти менш шкідливі для побутового приладу, ніж постійні включення/відключення.
В основі інверторної технології лежить принцип подвійного перетворення напруги. Спершу синусоїдальна напруга на вході перетвориться в постійну, фільтрується і згладжується. На другому етапі з неї формуються позитивні й негативні керуючі імпульси. З їх допомогою створюється змінна напруга необхідної величини й частоти на виході перетворювача, яка потім подається на двигун. Сам принцип роботи двигуна від наявності інвертора не залежить, але цей додатковий блочок дає можливість керувати роботою електромотора в більш широких межах.
Багато іменитих виробників побутової техніки не соромляться давати на інверторні приводи збільшену гарантію (10 років і більше). |
Найчастіше інвертори включаються до схеми з асинхронними двигунами. Вони розв'язують проблеми з високими пусковими струмами й перевантаженнями, а також дають змогу змінювати швидкість обертання ротора електродвигуна від десятків обертів у хвилину до кількох тисяч. Найбільш важлива перевага такого поєднання — відсутність в конструкції двигуна вразливого щіткового вузла, який є візитною карткою електродвигунів колекторного типу. З часом струмопровідні щітки в них зношуються і потребують заміни. Головні дійові особи моторів з інверторним приводом: обертовий ротор з постійними магнітами й нерухомий статор з котушками індуктивності. Втім, схеми керування, звані інвертором, в різних пристроях можуть бути реалізовані по-різному.
Глибоко в нетрі технічної сторони питання ми лізти не будемо. Змістимо акцент на перевагах і недоліках інверторної технології, а також особливостях її застосування в конкретних групах побутової техніки.
Отож, розпочнемо всебічне вивчення якостей інверторів з холодильного обладнання:
Холодильники та морозилки
Холодильники та морозильні камери з традиційним компресором лінійної конструкції систематично відключаються по досягненню оптимальної температури в камері. Точність її підтримки варіюється в межах 3-5 °C (залежить від конкретної моделі). При кожному наступному включенні мотор холодильника отримує підвищені пускові навантаження, його елементи розігріваються, що провокує передчасний вихід з ладу вузлів, а домочадці виразно чують гудіння під час роботи компресора.
Інверторний компресор починає розгін з малих оборотів, нарощуючи сили поступово. Першим чином він охолоджує повітря в камері до потрібного значення температури, після чого зменшує темпи для її підтримки. Двигун то працює на мінімальних обертах майже нечутно, то трішки додає потужності і його розмірене «бурчання» можна почути. Такий режим найбільш сприятливий для компресора, оскільки він працює без пускових перевантажень, завдяки чому споживає менше електроенергії.
Наочні переваги використання інверторного компресора гіпотетичної моделі холодильника. |
Плюси інверторних компресорів в холодильниках і морозилках:
- високоточна підтримка заданої температури в холодильній і морозильній камерах;
- малошумність;
- відсутність перебоїв в роботі та тремтіння корпусу при включенні компресора;
- економічне енергоспоживання (клас енергоефективності А++ і вище);
- тривалий експлуатаційний ресурс (10 років гарантії на інверторний привод безпосередньо від виробника — цілком нормальна практика на сьогодні). Мінуси інверторного приводу:
- чутливість до перепадів напруги в мережі електроживлення (бажано придбати стабілізатор напруги);
- висока вартість обладнання і дорожнеча ремонту холодильника при виході з ладу.
Пральні та сушильні машини
У «пралках» минулих поколінь крутящий момент передається з електродвигуна на барабан за допомогою ремінної передачі. Приводний ремінь має обмежений ресурс і на пару зі щітками провокує підвищену гучність, яка також залежить від швидкості обертання. Машинки з інверторним керуванням таких недоліків позбавлені. До того ж їх все частіше випускають в компонуванні з прямим приводом — в моделях подібного типу барабан знаходиться безпосередньо на валу двигуна.
Пральні машини з інверторним двигуном витрачають менше енергії на обертання барабана, частотна регуляція дозволяє чітко контролювати кількість його оборотів, плюс «пралки» цього типу можуть похизуватися тихим віджимом і точністю настройки режимів прання. В сушильних машинах інвертор застосовується більше на догоду економії споживаної електроенергії та досягненню малошумності при роботі.
«Пралки» з прямим приводом виділяються зниженим рівнем вібрацій та шуму, до того ж вони в рази надійніше однолітків з ремінною передачею. |
Плюси «пралок» і «сушарок» з інверторним керуванням:
- покращена якість прання завдяки гнучкому регулюванню обертів;
- оптимальне балансування завдяки розміщенню барабана і ротора на одному валу;
- точність настройки режимів прання;
- низький рівень шуму мотора;
- високий ККД;
- великий експлуатаційний ресурс;
- економічне енергоспоживання;
- відсутність необхідності обслуговування техвузлів двигуна.
Мінуси інверторного приводу:
- порівняно висока вартість готових виробів;
- складність і дорожнеча ремонту.
Посудомийки (окремі та вбудовувані)
Миття посуду частенько відкладають на нічні години. Ось тут і розкриваються переваги посудомийок з інверторним керуванням. Такі моделі виділяються низьким рівнем шуму (40 дБ з невеликим «хвостиком»), економним споживанням електроенергії (дозволяють заощадити на рахунках за світло при використанні багатозонних лічильників) та ефективніше відпрацьовують задані програми.
Інверторне керування застосовується як у вбудованих, так і в окремих посудомийках. |
До переваг інверторного керування в посудомийних машинах відносять:
- автоматичне визначення енерговитрат залежно від завантаженості;
- низький поріг гучності;
- «паливна» економічність (низьке енергоспоживання);
- істотне збільшення експлуатаційного терміну служби техніки.
Мінуси інверторного приводу «під капотом» у посудомийок цілком типові:
- вищий цінник у порівнянні з «однокласниками»;
- дорогий ремонт двигуна в разі поломки;
- підвищена чутливість до перепадів напруги.
Кондиціонери
В інверторних кондиціонерах компресор залишається включеним на постійній основі, а його потужність плавно змінюється залежно від температури. Така кліматична техніка дме не крижаним повітрям, а повітрям тієї температури, яка потрібна в цей момент, при цьому споживає менше електроенергії та більш точно підтримує задану температуру. Інверторний перетворювач задає швидкість роботи компресора таким чином, щоб підтримувати необхідну температуру. А ще такий компресор, в силу своєї безперервної роботи, не замерзає взимку.
Спліт-системи з інверторним компресором набагато краще справляються з підтриманням заданого температурного режиму. |
Плюси кондиціонерів з інверторним керуванням:
- високоточне підтримання заданого температурного режиму;
- робота при низьких та мінусових температурах зовнішнього повітря;
- малошумність;
- низькі витрати електроенергії;
- довговічність.
Мінуси інверторного приводу:
- дорожнеча кліматичного обладнання та його ремонту;
- чутливість до якості електроживлення.
Мікрохвильові печі
Обов'язковий атрибут мікрохвильовій печі — магнетрон. Найчастіше він має одну фіксовану потужність, а потрібна підсумкова потужність випромінювання досягається періодичним включенням і вимиканням магнетрона. В мікрохвильових печах з інверторним керуванням випромінювач працює постійно, а його потужність плавно змінюється залежно від обраного режиму. Це забезпечує рівномірне прогрівання їжі і, як наслідок, максимальне збереження її смакових якостей.
Мікрохвильовки з інвертором — досить рідкісні «гості» на полицях магазинів. |
Плюси інверторного керування мікрохвильовками:
- простора внутрішня камера внаслідок відсутності громіздкого трансформатора;
- збереження корисних властивостей продуктів і поліпшення смакових якостей розігрітих страв;
- економія часу на розігрівання їжі;
- висока енергоефективність;
- безшумна робота;
- тривалий експлуатаційний ресурс.
Мінуси технології:
- висока вартість кінцевих продуктів;
- небагатий асортимент моделей з інверторним приводом.
Інвертор можна зустріти й на борту іншої побутової техніки. Так, існують електричні конвектори та інші обігрівачі з інверторним керуванням, пилососи і навіть генератори резервного живлення з інвертором. Застосування інверторного приводу підвищує ефективність роботи побутової техніки й продовжує життя її «серця»: постійно включатися і вимикатися для двигуна менш корисно, ніж плавно переходити з низьких обертів на високі і назад.