Elektrozawory magnetyczne w pralkach automatycznych pełnią kluczową funkcję sterowania dopływem wody. Ich działanie zależy od prawidłowego zasilania prądem elektrycznym, a szczególnie od jakości sygnału napięciowego doprowadzanego do cewek elektromagnetycznych. W eksperymencie przeprowadzonym w warunkach laboratoryjnych gliwickiego ośrodka przy serwisie AGD Gliwicach analizowano wpływ reaktancji prostowników mostkowych na zjawisko przepięć pojawiających się w obwodach elektrozaworów. Wyniki wskazują, że reaktancja układów prostowniczych stanowi istotny czynnik destabilizujący pracę zaworów i wpływający na ich trwałość eksploatacyjną.
Prostownik mostkowy (układ Graetza) stosowany jest do zamiany napięcia przemiennego na napięcie stałe lub tętniące stałe. W pralkach wykorzystywany bywa w obwodach sterujących elektrozaworami, aby zapewnić równomierne zasilanie cewek. Charakterystyka prostownika uzależniona jest jednak nie tylko od jakości zastosowanych diod, ale także od reaktancji występującej w układzie, obejmującej zarówno elementy indukcyjne, jak i pojemnościowe.
Reaktancja indukcyjna i pojemnościowa kształtuje sposób, w jaki prąd zmienia się w czasie w wyniku przełączania półprzewodników. W obwodach z prostownikami mostkowymi powstają chwilowe przesunięcia fazowe i impulsy napięciowe. Przy zasilaniu cewek elektrozaworów prowadzi to do niekontrolowanych przepięć, które mogą skutkować pogorszeniem parametrów pracy. Eksperyment gliwicki skoncentrował się na analizie amplitudy i częstotliwości tych zjawisk.
Badania przeprowadzono na stanowisku laboratoryjnym, w którym symulowano pracę elektrozaworu typowej pralki automatycznej. Układ zasilania wyposażono w prostowniki mostkowe o różnych parametrach diod oraz dodatkowe elementy symulujące reaktancję indukcyjną i pojemnościową. Pomiary wykonywano oscyloskopem cyfrowym, rejestrując przebiegi napięcia i prądu w cewce zaworu. Szczególną uwagę zwrócono na wartości maksymalne przepięć podczas włączania i wyłączania zasilania.
W warunkach niskiej reaktancji indukcyjnej zarejestrowano stosunkowo stabilne przebiegi napięcia, a amplitudy przepięć nie przekraczały dopuszczalnych wartości granicznych dla badanych zaworów. Jednakże zauważono obecność krótkotrwałych impulsów wysokiej częstotliwości, które w dłuższej perspektywie mogły powodować nagrzewanie zwojów cewki. Wskazuje to, że nawet niewielka reaktancja w prostowniku stanowi źródło mikrozakłóceń.
Przy zwiększeniu wartości reaktancji indukcyjnej i pojemnościowej pojawiły się znacząco wyższe przepięcia, szczególnie w fazie wyłączania napięcia. Zjawisko to interpretowane jest jako efekt gromadzenia energii w polu magnetycznym cewki i jej nagłego uwolnienia w momencie przerwania obwodu przez prostownik. Oscylacje te osiągały amplitudy kilkukrotnie przewyższające napięcie znamionowe, co prowadziło do ryzyka przebicia izolacji uzwojeń.
Eksperyment wykazał, że im wyższa była reaktancja układu prostowniczego, tym częściej obserwowano przepięcia o charakterze oscylacyjnym. Ich częstotliwość odpowiadała wartościom rezonansowym układu cewka–pojemność pasożytnicza. Oznacza to, że elektrozawór pracujący w takich warunkach narażony jest na drgania napięciowe o wysokiej energii, które przyspieszają degradację materiałów izolacyjnych.
Cewki zaworów magnetycznych w pralkach muszą pracować w warunkach powtarzalnych cykli załączania i wyłączania. W obecności przepięć wywołanych reaktancją prostowników dochodzi do stopniowego przegrzewania izolacji, mikropęknięć lakieru oraz powstawania ścieżek upływowych. W dłuższej perspektywie prowadzi to do zwarć międzyzwojowych i awarii zaworu.
Zjawisko przepięć nie ogranicza się jedynie do zaworów. Impulsy napięciowe generowane w obwodzie mogą przenosić się na moduły sterujące pralką. Reaktancja prostowników sprzyja powstawaniu zakłóceń elektromagnetycznych, które w testach gliwickich rejestrowano w postaci szumów i zakłóceń w sygnałach logicznych. Powoduje to błędne odczyty czujników oraz losowe przerwania cyklu pracy.
W ramach eksperymentu wprowadzono elementy ochronne, takie jak warystory i diody tłumiące. Ich zastosowanie znacznie zmniejszyło amplitudę przepięć, potwierdzając hipotezę o źródłowej roli reaktancji prostowników. Układy te pochłaniały nadmiar energii uwalnianej z pola magnetycznego cewki, stabilizując napięcie na poziomie bezpiecznym dla uzwojeń.
Wnioski płynące z badań wskazują, że w warunkach domowych, gdzie zasilanie narażone jest na wahania napięcia, problem przepięć w elektrozaworach może występować częściej. Reaktancja prostowników mostkowych w połączeniu z indukcyjnością cewek tworzy układ podatny na zjawiska rezonansowe. W praktyce użytkownicy doświadczają tego jako losowych awarii zaworów, wycieków wody lub przerwania cykli prania.
Eksperyment gliwicki dostarczył materiału do opracowania procedur serwisowych, w których diagnostyka elektrozaworów obejmuje także ocenę układów prostowniczych. Zaleca się pomiary oscyloskopowe oraz stosowanie dodatkowych elementów tłumiących. Serwisy zyskują dzięki temu możliwość zapobiegania awariom poprzez modernizację istniejących układów, a nie tylko wymianę uszkodzonych zaworów.
Reaktancja prostowników mostkowych ma bezpośredni wpływ na zjawisko przepięć w elektrozaworach magnetycznych pralek. Eksperyment gliwicki wykazał, że zwiększona reaktancja prowadzi do powstawania przepięć o dużej amplitudzie i częstotliwości, co obniża trwałość zaworów oraz zakłóca pracę modułów sterujących. Wprowadzenie elementów ochronnych pozwala ograniczyć skutki tych zjawisk i poprawić niezawodność urządzeń. Analiza ta ma znaczenie praktyczne dla projektantów, producentów oraz serwisów zajmujących się konserwacją pralek, wskazując na konieczność uwzględniania parametrów reaktancyjnych w układach zasilających.