洗濯機モーターと配線図

モーターは洗濯機の心臓部です。洗濯中にドラムを回転させる装置です。最初の機械は、ドラムにベルトを取り付け、それが駆動源となって洗濯物を詰めた容器を動かし続けました。その後、電気を機械的な働きに変換する役割を担うこのユニットは、開発者によって大幅な改良が加えられました。

現在、洗濯機には3種類のモーターが使われています。

このタイプのモーターは、支持構造として機能し磁気回路となる静止要素（ステーター）と、ドラムを駆動する回転ローターの2つの部分から構成されている。モーターは、ステーターとローターの交番磁界の相互作用によって回転する。このタイプは、回転磁界の同期速度に届かず、追いつくように追随するため、非同期式と呼ばれる。

非同期モーターには、二相と三相の2種類がある。二相式は、第三紀を迎えて事実上生産が中止されたため、現在では希少な存在となっている。

このようなモーターの弱点は、トルクの損失です。これは、ドラムの動きが乱れることで、外見上、ドラムが一回転せずにふらふらと動いているように見えるのです。

非同期式の利点は、設計が簡単であること、メンテナンスが容易であることで、適時の給油と故障したベアリングの交換で済む。非同期モーターは音もあまり大きくなく、価格も割と安価です。

欠点はサイズが大きいことと、効率が悪いことです。

一般的に、これらのモーターには、あまりパワーのないシンプルで安価なモデルが搭載されています。

二相非同期モーターに代わってコレクターモーターが採用されました。家電製品の4分の3がこのモーターを搭載している。ACとDCの両方の電流で動作するのが特徴です。

このモーターの仕組みを理解するために、その構造を簡単に説明します。コレクターは、絶縁性の「バッフル」によって均等な列（セクション）に分けられた銅製のドラムである。これらの部分の外部回路との接触点（電気工学ではこのような部分を「リード」と呼ぶ）は、円周の反対側で互いに正反対になるように配置されている。ローターがモーターと噛み合うための摺動接点であるブラシは、左右2本ずつリード線と接触しています。どこかのセクションに通電すると、すぐにコイルに磁界が現れる。

ステーターとローターに直接通電すると、磁界がモーター軸を時計方向に回転させ始めます。これは電荷の相互作用によるもので、同じ電荷は反発し、異なる電荷は引き合う（わかりやすいように従来の磁石の「振る舞い」を思い出してください）。ブラシが徐々にセクションからセクションへ移動し、動きが続く。このプロセスは、主電源に電圧がある限り、中断されることはありません。

軸を反時計回りに回すには、ローター上の電荷分布を変える必要があります。そのために、ブラシを反対方向、つまり固定子側に切り替えている。これは通常、小型の電磁スターター（パワーリレー）を使って行われる。

コレクタモータの利点としては、回転速度が速いこと、電圧変化に応じた回転数の変化がスムーズであること、主電源の変動周波数に依存しないこと、起動トルクが大きいこと、装置がコンパクトであることなどが挙げられます。また、ブラシや集電体の摩耗が早いため、比較的寿命が短いという欠点がある。この摩擦によって温度がかなり上昇し、コレクターコンタクトの絶縁層が破壊される。同じ理由で、巻線にターン間故障が発生し、磁界が弱くなることがある。このような故障が外部に現れると、ドラムが完全に停止してしまう。

インバーターモーターはダイレクトドライブモーターです。この発明は、ちょうど10年前のものです。韓国の有名企業が開発し、長寿命、信頼性、耐久性、そして非常に控えめなサイズで、すぐに人気を博しました。

このタイプのモーターの構成要素もローターとステーターですが、根本的に違うのは、そもそも故障するカップリングを使わず、モーターを直接ドラムに取り付けている点です。

インバータモータの利点は、シンプルであること、摩耗が激しい部品がないこと、機械本体への設置が容易であること、騒音・振動レベルが低いこと、コンパクトであることなどが挙げられます。

しかし、このモーターは製造に手間がかかるという欠点があり、それがインバーター機の価格に顕著に表れている。

最新の洗濯機のモーターを220Vの主電源に接続する場合、主な特徴を考慮する必要があります。

• スタータコイルなしで動作します。
• モーターを始動させるためのスターターコンデンサーは必要ありません。

モーターを始動させるには、リード線を特定の方法で主電源に接続する必要があります。以下は、コレクターモーターとコミュテーターレスモーターの配線図です。

まず、タコジェネレータから来る接点で、接続に関与しないものを除外して「ワークフロント」を決定する。オーム計のテスターで確認することができます。工具を片方の接点に固定し、もう片方のプローブでペアになっているリードを探します。タコジェネレータのリード線の抵抗値は約70Ωです。残りのピンのペアを見つけるには、同じように配線します。

さて、ここからが一番大事なところです。巻線出力の1つに220Vの電線を接続する。2番目の出力を1番目のブラシに接続します。残りの220Vケーブルに2本目のブラシを接続します。モーターを主電源に接続して、動作を確認する*。間違いがなければ、ローターが回転し始めます。この接続では、一方向にしか動かないことを念頭に置いてください。試運転がスムーズにいけば、本機の運転準備は完了です。

モータの動作方向を反転させるには、ブラシの接続を逆にする必要があります。最初のブラシは主電源に、2番目のブラシは巻線出力に接続されることになります。上記のように、モーターが動作可能な状態であることを確認します。

以下の動画で、接続の様子をビジュアルに確認できます。

旧型機ではモーターの接続が複雑になっています。

まず、一致する2組の端子を特定します。テスター（別名：マルチメーター）を使って行ってください。巻線リードの一方に工具を当て、もう一方のプローブで対になっているリードの位置を確認します。残りのピンは自動的に2番目のペアを形成します。

次に、スタート巻線とワーク巻線の位置を決めます。抵抗値が高いほど初期トルクを発生させる始動巻線（PO）、低いほど回転磁界を発生させる励磁巻線（EW）の特徴であることがわかる。

以下、三相誘導電動機で考えられる配線図と、その詳細な動画ガイドを紹介します。