Silnik inwerterowy w pralce: jak działa i co naprawdę daje

Z czego zbudowany jest silnik inwerterowy?

Silnik składa się z nieruchomego stojana z uzwojeniem, wirnika z magnesami i falownika, czyli elektronicznego układu, który go zasila. W dokumentacji spotkasz go pod skrótami BLDC (bezszczotkowy silnik prądu stałego) i PMSM (silnik synchroniczny z magnesami trwałymi). Oba mają wirnik z magnesami.

• Stojan: rdzeń z cienkich laminowanych blach stalowych z uzwojeniem z drutu miedzianego ułożonego w żłobkach.
• Wirnik: część obrotowa z magnesami, bez prętów klatki i bez komutatora.
• Falownik: moduł elektroniczny, który zasila uzwojenia prądem o regulowanej częstotliwości.
• Czujniki: w silnikach BLDC czujniki Halla wykrywają położenie wirnika, a termistory pilnują temperatury i chronią silnik przed przegrzaniem.

Jak działa silnik inwerterowy?

Falownik zamienia prąd z sieci na stały, a potem na przemienny o dobranej częstotliwości i napięciu. Ta częstotliwość wyznacza prędkość obrotową silnika, więc pralka ustawia obroty płynnie dla każdej fazy prania i wirowania.

1. Prostownik (diody) zamienia prąd przemienny z sieci na stały.
2. Obwód pośredni z kondensatorami wygładza napięcie.
3. Moduł mocy z tranzystorami IGBT (tranzystor bipolarny z izolowaną bramką) lub MOSFET (tranzystor polowy z izolowaną bramką) zamienia prąd stały z powrotem na przemienny o regulowanej częstotliwości i napięciu.
4. Mikrokontroler steruje tranzystorami według algorytmu: sterowania wektorowego FOC (Field-Oriented Control), które precyzyjnie kontroluje moment i prędkość, albo prostszego sterowania skalarnego V/f.

Stąd bierze się miękki start: bęben przyspiesza stopniowo do zadanej prędkości, bez szarpnięcia. Silnik klatkowy bez falownika ma ciężki rozruch, pobiera duży prąd rozruchowy i pracuje ze stałą prędkością (rapa.pl). Silnik BLDC z inwerterem rusza łagodnie, a jego prąd rozruchowy równa się prądowi pracy.

Czym różni się silnik inwerterowy od szczotkowego i indukcyjnego?

Od szczotkowego odróżnia go brak szczotek i komutatora, a od indukcyjnego wirnik z magnesami zasilany przez falownik zamiast wirnika klatkowego.

Silnik inwerterowy to nie to samo co indukcyjny. Indukcyjny ma wirnik klatkowy bez magnesów, a słowo „inwerterowy” opisuje sposób zasilania przez falownik, który w pralkach napędza zwykle silnik z magnesami trwałymi. Samo „bezszczotkowy” niczego więc nie rozstrzyga, bo szczotek nie ma też silnik indukcyjny.

Silnik inwerterowy a Direct Drive: z paskiem czy na wale bębna?

Nie każda pralka z inwerterem jest bez paska. Inwerter opisuje sposób sterowania silnikiem, a Direct Drive (napęd bezpośredni) sposób przeniesienia napędu na bęben. Silnik do pralki inwerterowej może więc nadal obracać bęben paskiem.

• Napęd paskowy: przełożenie wynosi zwykle około 1:10, więc przy wirowaniu 1400 obr./min bęben obraca silnik z prędkością rzędu 14 000 obr./min (expertrankingowy.pl).
• Direct Drive: wirnik jest przykręcony do wału bębna, a stojan do tylnej ściany zbiornika; nie ma paska ani przełożenia, więc przy 1400 obr./min bębna silnik też robi 1400 obr./min.

Pytaj o te dwie rzeczy osobno. Dopłata za sterowanie falownikiem to co innego niż dopłata za brak przekładni.

Co silnik inwerterowy daje w pralce?

Przede wszystkim silnik rusza płynnie. Moment obrotowy rośnie stopniowo, więc wsad nie dostaje szarpnięcia na starcie. Pralka może też ustawić inne obroty dla prania, a inne dla wirowania, bo częstotliwość zasilania wyznacza prędkość obrotową. Przy sterowaniu wektorowym falownik precyzyjnie kontroluje moment obrotowy i prędkość.

Druga korzyść to brak szczotek do wymiany. Szczotki węglowe to najszybciej zużywająca się część silnika komutatorowego, a w inwerterowym ich po prostu nie ma. Wielu producentów daje na silnik gwarancję do 10 lat (paniagd.pl).

Trzecia to cisza przy rozruchu. Tarcie szczotek o komutator daje hałas i ciepło, a tu tego tarcia nie ma, do tego dochodzi łagodny prąd rozruchowy. Napęd zużywa też mniej energii. Ile hałasu pralka robi przy wirowaniu i ile kWh bierze cała, pokazuje jednak dopiero etykieta.

Jakie wady ma silnik inwerterowy?

Haczyki są trzy: cena, elektronika i zakres gwarancji.

• Cena: pralka z napędem z falownikiem kosztuje więcej niż z prostszym silnikiem.
• Elektronika: falownik z tranzystorami i mikrokontrolerem to dodatkowy podzespół, bez którego silnik nie ruszy.
• Gwarancja: dziesięć lat, jakie daje wielu producentów, dotyczy silnika, a nie całej pralki.

Co sprawdzić w pralce z silnikiem inwerterowym przed zakupem?

Pralka z silnikiem inwerterowym jest warta dopłaty, gdy etykieta potwierdza niższy hałas wirowania i zużycie, a gwarancja obejmuje silnik. O trwałości napędu mówią brak szczotek, zakres gwarancji i dostęp do filtra z pompą.

Liczby z etykiety mówią więcej niż napis „inverter”. Etykieta energetyczna pralek (rozporządzenie delegowane Komisji (UE) 2019/2014) podaje hałas wirowania, zużycie energii i wody. Porównując dwie pralki z inwerterem, przejdź przez pięć punktów:

• Odczytaj hałas wirowania w dB(A) i klasę emisji hałasu A-D, bo to ona pokazuje, jak głośno pralka pracuje przy wirowaniu.
• Porównaj zużycie energii w kWh na 100 cykli zamiast samej klasy energetycznej.
• Sprawdź zużycie wody na cykl w litrach.
• Ustal, co dokładnie obejmuje gwarancja na silnik i czy dotyczy całej pralki.
• Sprawdź, czy filtr pompy jest dostępny od frontu.

Litry wody na cykl sprawdzam przed klasą energetyczną. Pralkę oceniam też po tym, jak łatwo dostać się do filtra i pompy, bo silnik bez szczotek nie zwalnia z ich czyszczenia. Nazwy napędów i programów brzmiące jak z reklamy pomijam, bo nic nie mówią o kWh ani o litrach.

Czy typ pralki zmienia znaczenie silnika inwerterowego?

Nie. Silnik dotyczy napędu, a o wyborze typu decydują najpierw wymiary i sposób załadunku.

Pralka slim

Przy wąskiej pralce najpierw sprawdź, czy zmieści się w łazience i czy bęben pomieści pranie rodziny. Wymiary, pojemność bębna i to, dla kogo jest wąska pralka slim, opisuje osobny wpis. Dopiero po tym porównuj napęd, tymi samymi kryteriami co w innych pralkach.

Pralka ładowana od góry

Typ obudowy wybierasz według miejsca i sposobu załadunku. Kiedy pralka ładowana od góry wygrywa z frontową, tłumaczy osobny wpis. Napęd oceniasz tak samo jak w pozostałych pralkach.

Czy silnik inwerterowy w suszarce i lodówce działa tak samo?

Tak, zasada sterowania jest ta sama: falownik reguluje częstotliwość, a silnik reaguje obrotami. W suszarce kondensacyjnej wybór dotyczy tylko silnika indukcyjnego albo inwerterowego, bo szczotkowych się tam nie stosuje (paniagd.pl). W lodówce inwerter steruje silnikiem sprężarki, czyli BLDC, a w zmywarce ta sama zasada dotyczy pompy i napędu.

Pranie i suszenie w jednym bębnie łączy pralko-suszarka z pompą ciepła.