Типовые проблемы электроснабжения и их влияние на работу стиральной машины
Стиральные машины бытового назначения рассчитаны на работу в условиях однофазной сети переменного тока с напряжением, имеющим идеальную синусоидальную форму и действующее значение 220 или 230 В.
При электропитании стиральной машины допускаются лишь минимальные отклонения от 220/230 В – не более 5-7%, отклонения от синусоидальной формы питающего напряжения вообще не рекомендуются!
Требования стиральной машины к электропитанию близки к нормам действующего в Российской Федерации ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009), согласно которому сеть должна стабильно обеспечивать 230 В ±10 %. Однако указанные параметры выдерживаются далеко не всегда – десятки причин провоцируют сетевые отклонения и искажения, которые могут быть как постоянными, так и возникать неожиданно там, где ещё мгновение назад электросеть не вызывала никаких нареканий. Это объясняется как общим состоянием отечественной энергосистемы (моральное устаревание и дефицит мощностей), так и различными природными и техногенными факторами – от ураганов и грозовых разрядов до неправильного монтажа и вандализма. Подобные проблемы встречаются не только на объектах с изношенным или перегруженным электрохозяйством (частный сектор, многоквартирные дома «советской» постройки), но и в местах с относительно новыми коммуникациями (современные жилые комплексы и загородные коттеджи). В любом случае несоответствие питающего напряжения установленному номиналу крайне нежелательно для стиральной машины и приводит либо к заметному ухудшению её работы, либо к серьёзным поломкам устройства.
Рассмотрим типичные для отечественных электросетей проблемы и разберём их влияние на наиболее энергозависимые узлы современной стиральной машины: электродвигатель и электронный блок управления.
Кратковременные сетевые перепады
Кратковременные сетевые перепады (скачки и провалы) – колебания напряжения, при которых его величина за короткий промежуток времени поднимается или опускается до значений, отличающихся от номинальных более, чем на 10%. Подобные явления могут возникнуть в абсолютно любой сети по причине, например, отключения/включения мощных потребителей или аварии на линии электропередачи.
Перепад напряжения, независимо от амплитуды и продолжительности, представляет серьезную угрозу для стиральной машины. Он вызывает нарушения в функционировании электронных компонентов, которые могут привести к сбою в запущенной программе стирки, а также негативно влияет на двигатель, который теряет КПД и перегревается. Конечным итогом перепада может стать аварийное отключение устройства: либо вследствие ошибки блока управления, либо вследствие остановки электродвигателя. Сбой в программе и аварийная остановка являются наиболее распространёнными, но не самыми плохими последствиями.
В случае экстремального перенапряжения (до 300 В и выше) практически неминуема серьёзная поломка стиральной машины, в частности, повреждение изоляции на двигательных обмотках или выгорание блока управления. При этом повреждения рискуют получить не только работающие в момент перенапряжения устройства, но и находящиеся в ждущем режиме.
Перенапряжения
Перенапряжения (импульсные всплески) – экстремально сильные скачки напряжения, характеризующиеся многократным превышением допустимой сетевой нормы. При перенапряжении практически неизбежен выход из строя всей включенной в сеть техники, в том числе и стиральной машины. При этом повреждения получают даже устройства, находящиеся в ждущем режиме!
Постоянно пониженное/повышенное сетевое напряжение
Таким термином характеризуется состояние электросети, при котором отклонение действующего в ней напряжения не скачкообразно, а стабильно. Для такой сети снабжение потребителей электроэнергией с параметрами ниже/выше допустимых можно рассматривать как основной режим работы.
Основные причины ситуации с постоянно сниженным напряжением – износ и перегрузка сети. Кроме того, значение напряжения в точке подключения часто зависит от удаления этой точки от распределительного устройства (чем она дальше, тем напряжением меньше, поэтому за городом в розетке иногда оказывается 160 или 140 В).
Использование стиральной машины в условиях «нехватки напряжения», во-первых, отрицательно сказывается на работе её электродвигателя. В лучшем случае упадёт скорость его вращения и, соответственно, скорость вращения барабана, а это снизит общую эффективность стирки при сохранении тех же затрат на воду, стиральный порошок и электроэнергию. В худшем случае двигатель не выйдет из пускового режима, что приведёт к нагреву и последующему расплавлению его обмоточной изоляции (причина роста температуры – продолжительное воздействие высоких пусковых токов). Последствия данного процесса крайне опасны, так как повреждение изоляции – прямой путь к короткому замыканию и разрушению, а возможно и возгоранию электрической части стиральной машины! Во-вторых, нарушается нормальное функционирование впускного клапана, который может просто не набрать необходимое для начала стирки количество воды. Ещё одна сопряжённая с пониженным напряжение проблема – слишком долгий разогрев ТЭНа до рабочей температуры. Некоторые машины расценивают его как аварийное состояние и, соответственно, блокируются из-за срабатывания защитной автоматики. Кроме того, распространена ситуация, в которой «нехватка вольт» не позволяет начать автоматический отжим выстиранного белья – столкнувшись с ней, многие начинают грешить на приводной ремень или датчик контроля оборотов, в действительности же виной всему пониженное напряжение в электросети.
Еще раз обращаем внимание на то, что главной опасностью низкого напряжения будет не остановка барабана или сбой в процессах отжима и набора воды. Наиболее худший сценарий – выход из строя электродвигателя стиральной машины, любая неисправность которого не только дорога в устранении, но и сопряжена с риском возгорания.
Постоянно повышенное сетевое напряжение встречается, например, вблизи трансформаторных подстанций. Превышение допустимого значения даже на 3-5% отразится на стиральной машине. Наибольший ущерб получат электронным модули, удар по которым приводит к нарушениям в работе автоматики, индикации и системы управления. Возникнут проблемы и у электродвигателя – возрастёт интенсивность его вращения, что приведёт к повышенному тепловыделению (следовательно – быстрому нагреву обмотки), а также к ускорению механического износа подвижных частей. Кроме того, при увеличении питающего напряжения ТЭН, отвечающий за нагрев поступающей из водопровода воды, начнёт перегреваться сверх нормы. Сразу это не приведёт к его поломке, однако существенно снизит расчётный срок службы устройства.
Несинусоидальность напряжения
Несинусоидальность напряжения – отклонение сетевого напряжения от синусоидальной формы. Данная проблема возникает главным образом из-за влияния на сеть нелинейных нагрузок, таких как индукционное оборудование или сварочные установки.
Несинусоидальное напряжение вызывает сильные погрешности в работе микропроцессорной техники, что в случае современной стиральной машины может привести к целому спектру проблем с электроникой, а именно: ложным срабатываниям аварийной защиты, самопроизвольной смене режимов стирки, некорректной работе средств звуковой и световой индикации, а также ЖК-дисплея.
Для двигателя нарушение синусоидальности также опасно – агрегат теряет равномерность вращения, начинает вибрировать и перегреваться. Рост температуры и вибрации крайне нежелателен. Повышенное тепловыделение снижает КПД, ускоряет старение обмоточной изоляции, а в некоторых случаях приводит и к возгоранию. Чрезмерная вибрация, в свою очередь, может спровоцировать разрушение различных элементов устройства, в частности, подшипникового узла. Серьёзные проблемы несинусоидальность напряжения создаст владельцам стиральных машин с инверторным двигателем. Дело в том, что искажения формы сетевого сигнала отрицательно сказываются на работе используемых в составе таких двигателей статических преобразователей.
Кроме перепадов, перенапряжений, хронических отклонений и искажений синусоиды в сетях встречаются и другие проблемы с качеством электроэнергии: пульсирования частоты, электромагнитные помехи, шумы и флуктуации различного происхождения – мы не будем детально рассматривать их природу, лишь отметим, что для стиральной машины они представляют не меньшую угрозу, чем вышерассмотренные явления.
Сетевые проблемы влияют одинаково отрицательно как на классические стиральные машины с коллекторными и асинхронными двигателями, так и на устройства новых поколений с инверторными моторами.
Любые поломки стиральной машины, произошедшие из-за некачественного сетевого напряжения, аналогично поломкам, вызванным некачественной водой, не являются гарантийным случаем и устраняются исключительно за счёт владельца!
Как выявить сетевые отклонения на месте установки стиральной машины?
Длительно повышенное/пониженное напряжение определить нетрудно – достаточно сделать замеры сетевых показателей с помощью вольтметра или мультиметра (при отсутствии навыков в их использовании можно либо обратиться к квалифицированному электрику, либо попробовать освоить устройства самостоятельно – в интернете много подробных инструкций).
Рекомендуется провести несколько замеров, разнесённых по разному времени суток и разным дням недели – именно так вы получите максимально точное представление о поведении сетевого напряжения, которое может проседать и колебаться строго в определённые часы (по утрам будней или по вечерам выходных).
Резкие перепады напряжения с помощью замера «поймать» сложнее – никто не гарантирует, что колебание произойдет именно в момент приложения к сети измерительного прибора. Поэтому подобные явления часто вычисляют по косвенным признакам, среди которых:
- периодическое мигание ламп и прочих источников света;
- самопроизвольные беспричинные (на первый взгляд) отключения постоянно питаемой от розетки бытовой техники и электроники (например, холодильника);
- скачкообразные изменения мощности у устройств с электродвигателями (пылесос, миксер, фен, насос, вентилятор).
По косвенным признакам выявляется и сетевая несинусоидальность. К её основным «симптомам» относят:
- сбои в работе техники с электронными блоками управления;
- перегрев устройств с электродвигателями, а также искажение их рабочего звука (возможно и появление дополнительных звуковых эффектов, несвойственных работе изделия в нормальном режиме).
Разрешённое ГОСТом предельное сетевое отклонение в 10% может оказаться слишком большим для ряда стиральных машин. Поэтому даже соблюдение поставщиком прописанных в стандарте требований не гарантирует бытовому прибору стопроцентной безопасности.
Экстремальный скачок напряжения может возникнуть даже в сети, которая до этого никогда не характеризовалась какими-либо проблемами с качеством электроэнергии!
Защита стиральной машины от сетевых проблем
Наиболее действенным и в то же время самым сбалансированным по цене и качеству способом борьбы с сетевыми проблемами является установка стабилизатора напряжения.
В подтверждение данного тезиса рассмотрим устройства, чаще всего используемые для защиты от некачественного напряжения.
Начнём с общей концепции их работы.
| Устройство защиты | Принцип работы |
| Стабилизатор |
Имеет допустимый диапазон входных значений, при котором питающее нагрузку выходное напряжение сохраняет свою номинальную величину, а у некоторых моделей ещё и синусоидальную форму. При выходе сети из допустимого диапазона нагрузка автоматически обесточивается. |
|---|---|
| РКН |
Допустимый входной диапазон настраивается пользователем. Напряжение, попадающее в его пределы, сразу передается на нагрузку без какой-либо коррекции. При выходе сети из допустимого диапазона нагрузка, как и в случае со стабилизатором, автоматически обесточивается. |
| Сетевой фильтр |
Допустимый диапазон определяется характеристиками входящих в состав устройства предохранителя и варистора. Если напряжение попадает в его рамки, то транслируется на нагрузку. Если нет, то происходит защитное отключение. Отдельные модели имеют LC-контур, позволяющий им устранять некоторые сетевые помехи. |
Теперь рассмотрим совместное использование данных устройств со стиральной машиной, условившись, что номинальное напряжение её электропитания составляет 230 В с разрешённым отклонением до 215-240 В.
| Устройство защиты | Работа со стиральной машинкой |
| Стабилизатор | При нахождении сетевого напряжения в допустимом диапазоне на вход стиральной машины будут подаваться номинальные 230 В. Отметим, что у большинства современных стабилизаторов допустимый диапазон составляет не менее 130-250 В. |
|---|---|
| РКН | Настройка допустимого диапазона РКН в строгом соответствии с требованиями стиральной машины (т.е. 215 - 240 В) исключит попадание на её вход напряжения, погрешность которого превышает разрешённую величину. Однако любой провал сети ниже настроенных значений будет приводить к отключению электропитания, что усложнит эксплуатацию стиральной машины в местах с низким качеством электроэнергии. Увеличение допустимого диапазона РКН, с одной стороны, уменьшит количество отключений, но с другой – увеличит вероятность попадания на вход стиральной машины опасного напряжения (выше уже говорилось, что реле не реагирует на отклонения, лежащие внутри допустимых границ). |
| Сетевой фильтр | Допустимый диапазон фильтра шире, чем разрешённые 215-240 В. Поэтому напряжение с критическим для стиральной машины значением сможет беспрепятственно попадать на её вход. |
Подведем итог: главное отличие стабилизатора от фильтра и РКН – это способность корректировать входное напряжение. Она позволяет устранять влияние широкого диапазона сетевых отклонений на нагрузку, не прибегая при этом к её отключению.
По уровню обеспечиваемой защиты некоторые стабилизаторы приближаются к более дорогими онлайн ИБП и уступают им лишь из-за невозможности обеспечить автономное питание нагрузки. Однако для стиральной машины батарейная поддержка не столь актуальна – её отключение из-за обрыва электропитания вряд ли создаст серьёзный бытовой дискомфорт или повлечёт потерю каких-либо данных. Поэтому в данном случае ИБП выглядит прибором немного избыточным – с задачей по избавлению стиральной машины от пагубного воздействия сетевых отклонений прекрасно справится современный стабилизатор (но не каждого типа, см. следующий раздел)!
Не стоит бояться сложностей с установкой стабилизатора. Подходящие для стиральной машины устройства обычно имеют компактный корпус и привычные всем вилку и розетки.
Какой стабилизатор напряжения выбрать для стиральной машины?
Из всех стабилизаторов, а сейчас их на рынке четыре типа, наиболее эффективны инверторные. Их принцип работы позволяет объединить преимущества всех разновидностей стабилизаторной техники в одном устройстве, исключив при этом сопутствующие каждому виду недостатки. Только инверторный стабилизатор одновременно имеет: максимальное быстродействие, высокую точность стабилизации и синусоидальную форму выходного сигнала. Отметим, что прибор не только не искажает сетевую синусоиду, но и корректирует её, доводя до идеальной формы. Самым большим отличием инверторных устройств от остальных является бестрансформаторная схема, работа которой построена на основе двойного преобразования энергии. Использование этой технологии и обеспечивает основные практические преимущества инверторных стабилизаторов:
- мгновенную нейтрализацию сетевого отклонения (у моделей других типов присутствует хоть минимальная, но задержка);
- широкий диапазон допустимых входных значений – 90-310 В;
- высокую точность (±2%) и синусоидальную форму выходного напряжения (и то и то обеспечивается постоянно – вне зависимости от состояния входной сети).
Если говорить о прочих стабилизаторах, то самой бюджетной ценой и большим распространением (можно встретить на полках практически любого хозяйственного магазина и торгового центра) отличаются электромеханические и релейные стабилизаторы, но целесообразность использования их со стиральной машиной под большим вопросом. Дело в несовременном принципе их работы и свойственных ему недостатках, которые не позволяют поддерживать необходимый для стиральной машины уровень защиты. В частности, электромеханические стабилизаторы имеют длительное время отклика на сетевое колебание и скорее всего пропустят резкий скачок напряжения, а релейные характеризуются пониженной точностью стабилизации и ступенчатыми искажениями выходного напряжения (приборы не могут обеспечивать синусоидальную форму выходного напряжения).
Указанные недостатки не позволяют электромеханическому и релейному стабилизатору создавать защиту высокого уровня, что ставит под вопрос целесообразность их приобретения для работы с дорогостоящими бытовыми приборами. Кроме того, само наличие в электрической цепи подобных изделий может отрицательно сказаться на функционировании многих потребителей электрического тока, в том числе и стиральной машины.
Более совершенные электронные стабилизаторы опережают релейные и электромеханические модели по большинству показателей и работают со стиральной машиной более успешно – создаваемая ими защита приемлема, но всё же не максимальна, т.е. не гарантирует стопроцентную безопасность. По своему качеству она уступает защите, обеспеченной инверторным стабилизатором – именно её можно назвать эталонной! Стоимость электронных стабилизаторов аналогична, а иногда и превышает стоимость стабилизаторов инверторного типа.
Таким образом, именно инверторные стабилизаторы формируют выходное напряжение, отвечающее абсолютно всем требованиям стиральной машины, и являются наиболее предпочтительным вариантом для её защиты.
Эксплуатация и обслуживание подключенного к стиральной машине стабилизатора
Эксплуатация стабилизатора, работающего со стиральной машиной, ничем не отличается от эксплуатации стабилизатора, используемого с любой другой нагрузкой. Главное соблюдать требования соответствующей прибору инструкции и не допускать его перегрузок.
Выходная мощность стабилизатора должна гарантированно превышать электрическую мощность стиральной машины, причём не номинальную, а максимальную – пусковую.
Важен вопрос с размещением стабилизатора. Прибор «не любит» влагу, поэтому ванная (особенно с небольшой площадью) для него не лучшее место. Если защищаемое устройство находится именно там, а в случае стиральной машины это не редкость, то стабилизатор рекомендуется поместить в какое-то другое помещение и соединить с нагрузкой проводами большей длины.
Некоторые пользователи всё же устанавливают стабилизатор в ванной комнате и при этом, надеясь избежать влияния влаги на его внутренние компоненты, заклеивают или закрывают плёнкой размещённые на корпусе устройства вентиляционные отверстия. Так поступать недопустимо! Нарушение вентиляции может повлечь перегрев и последующий выход прибора из строя!
Что касается обслуживания, то стабилизаторы не требуют специфичных мероприятий на протяжении всего срока службы. Достаточно периодически проводить визуальный осмотр и удалять скапливающуюся на корпусе устройства пыль.
Где купить качественный инверторный стабилизатор для стиральной машины?
Изделие можно или приобрести в торговой точке соответствующей направленности, или, сэкономив время, заказать в интернете. Если второй путь для вас более предпочтителен, то рекомендуем воспользоваться официальным интернет магазином производителя «Штиль».
Преимущества нашего ресурса:
- полный модельный ряд доступных к покупке инверторных стабилизаторов «Штиль» с подробным описанием каждого представленного устройства;
- разделение продукции по областям применения, упрощающее поиск и заказ необходимой модели. Отметим, что стабилизаторы напряжения для стиральных машин вынесены в отдельную категорию (наиболее популярными моделями для работы со стиральным машинами из нашего каталога являются: настенные IS2500-IS3500 или напольные/стоечные IS2500RT-IS3500RT c выходной мощностью от 2 до 2,75 кВт );