Самым необходимым прибором, как в квартире, так и в частном доме, является холодильник. И с этим утверждением сложно не согласиться, не так ли? Сложно найти жилище, где него нет. Как и любые приборы, холодильники могут ломаться. Но бывают ситуации, когда поломку можно диагностировать самостоятельно.
Практически все бытовое холодильное оборудование снабжено однофазным двигателем. Для его старта приходится использовать пусковое устройство. Если эта простая, но важная деталь выходит из строя, то компрессор перестанет запускаться. Но, зная принципы работы прибора, можно определить проблему и ее исправить.
В этой статье речь пойдет о том, как работает пусковое реле для холодильника и о признаках его неисправности. Мы расскажем, как установить неполадки в работе холодильного оборудования. Представленные нами видеоролики помогут понять принцип работы пускового устройства, а также в случае необходимости выявить его неисправность.
Запуск однофазного асинхронного электродвигателя
По своей сути моторы компрессоров, установленных в современные холодильники, представляют собой однофазные асинхронные электродвигатели с пусковой обмоткой. Их основными компонентами являются вращающийся ротор и стационарный статор.
Ротор представляет собой полый цилиндр, выполненный из токопроводящего материала или содержащий короткозамкнутую проводку.
Статор включает две обмотки: рабочую (основную) и пусковую (стартовую). Они взаиморасположены под углом 90 градусов, либо имеют противоположное направление намотки – так называемый “бифиляр”. Переменный ток, проходя по основной обмотке, создает магнитное поле с изменяющимся вектором.
Пульсирующее поле можно разложить на два, вращающихся с одинаковым периодом, но в противоположных направлениях. Так легче понять физическую сущность процесса воздействия на ротор
Если ротор не статичен, то по закону электромагнитной индукции двигатель будет развивать или тормозить вращающий момент, так как скольжение относительно прямо- и обратнонаправленного магнитного потока отличается. Поэтому для поддержания движения достаточно переменного тока, проходящего по рабочей обмотке.
Если ротор неподвижен, то при одинаковом скольжении относительно магнитных потоков результирующий электромагнитный момент будет равен нулю. В этом случае необходимо создать пусковой момент. Для этого и нужна стартовая обмотка.
Токи в обмотках должны быть сдвинуты по фазе, поэтому в двигатель внедряют фазосмещающий элемент – регистр, дроссель или конденсатор. После достижения ротором необходимого вращения, подача электричества на стартовую обмотку прекращается.
Таким образом, для старта однофазного асинхронного электродвигателя необходимо прохождение тока по двум обмоткам, а для поддержания вращения ротора – только по рабочей. Для регулирования этого процесса в цепи перед компрессором холодильника и устанавливают пусковое реле.
Реле располагают близко от компрессора и таким образом, чтобы его можно было легко снять. Именно с проверки этого узла начинают, когда двигатель работает проблемно
Причины поломки
Зачастую причина поломки обусловлена естественным износом определенных элементов этой детали либо в целом неправильной эксплуатации оборудования.
Можно выделить 2 основных признака неисправности именно этого элемента холодильника:
- Мотор прибора включается, но через короткое время выключается, либо же вообще не запускается. Вполне вероятно, что закоротило контакты в обмотке.
- Двигатель не запускается, но ток к нему при этом поступает. Возможная причина – ослабление пружины, что требует оперативной замены пускового реле.
Читать далее: С чего начинается ремонт в комнате
Принцип работы пускового реле
Несмотря на большое количество запатентованных продуктов от различных производителей, схемы работы холодильников и принципы действия пусковых реле практически одинаковы. Разобравшись в принципе их действия можно самостоятельно отыскать и устранить неисправность.
Схема устройства и подключение к компрессору
Электрическая схема реле имеет два входа от источника питания и три выхода на компрессор. Один вход (условно – ноль) проходит напрямую.
Другой вход (условно – фаза) внутри устройства расщепляется на два:
- первый проходит напрямую на рабочую обмотку;
- второй проходит через разъединяющиеся контакты на пусковую обмотку.
Если реле не имеет посадочного места, то при подключении к компрессору необходимо не ошибиться с порядком соединения контактов. Распространенные в Интернете способы определения типов обмотки с помощью измерения сопротивления не верны в общем случае, так как у некоторых двигателей сопротивление пусковой и рабочей обмотки одинаковы.
Электрическая схема пускозащитного реле может иметь незначительные модификации в зависимости от производителя. На рисунке приведена схема подключения этого устройства в холодильнике Орск
Поэтому необходимо найти документацию или разобрать компрессор холодильника для понимания расположения проходных контактов.
Также это можно сделать при наличии символьных идентификаторов возле выходов:
- “S” – пусковая обмотка;
- “R” – рабочая обмотка;
- “C” – общий выход.
Реле отличаются способом крепления на раме холодильники или на компрессоре. Также они имеют свои токовые характеристики, поэтому при замене необходимо подобрать полностью идентичное устройство, а лучше – той же модели.
Замыкание контактов посредством индукционной катушки
Электромагнитное пусковое реле работает по принципу замыкания контакта для пропуска тока через пусковую обмотку. Основной действующий элемент устройства – соленоидная катушка, последовательно включенная в цепь с основной обмоткой двигателя.
В момент запуска компрессора, при статичном роторе, по соленоиду проходит большой стартовый ток. В результате этого создается магнитное поле, которое перемещает сердечник (якорь) с установленной на нем токопроводящей планкой, замыкающей контакт пусковой обмотки. Начинается разгон ротора.
При увеличении числа оборотов ротора, величина проходящего через катушку тока снижается, вследствие чего напряжение магнитного поля уменьшается. Под действием компенсирующей пружины или силы тяжести сердечник возвращается на исходное место и контакт размыкается.
На крышке реле с индукционной катушкой есть стрелка “верх”, которая указывает правильное положение устройства в пространстве. Если его разместить по-другому, то не произойдет размыкание контактов под действием силы тяжести
Мотор компрессора продолжает работать в режиме поддержания вращения ротора, пропуская ток через рабочую обмотку. Следующий раз реле сработает только после остановки ротора.
Регулирование подачи тока позистором
Выпускаемые для современных холодильников реле часто используют позистор – разновидность теплового резистора. Для этого устройства существует температурный диапазон, ниже которого оно пропускает ток с незначительным сопротивлением, а выше – сопротивление резко увеличивается и происходит размыкание цепи.
В пусковом реле позистор интегрирован в цепь, ведущую к стартовой обмотке. При комнатной температуре сопротивление этого элемента незначительное, поэтому при начале работы компрессора ток проходит беспрепятственно.
По причине наличия сопротивления позистор постепенно нагревается и по достижению определенной температуры происходит размыкание цепи. Остывает он только после прекращения подачи тока на компрессор и снова срабатывает на пропуск при повторном включении двигателя.
Позистор имеет форму низкого цилиндра, поэтому профессиональные электрики его часто называют “таблеткой”
Реализация защиты токового типа
Асинхронный мотор представляет собой сложный электрический прибор, который подвержен поломкам. Если произойдет короткое замыкание, то сработает автоматический выключатель, установленный в распределительном щите.
При отказе вентилятора, который охлаждает обмотку и механические подвижные элементы, среагирует встроенная тепловая защита компрессора.
Внутренняя тепловая защита электродвигателя основана на позисторах. Она реагирует на общее изменение температуры внутри устройства, которое может иметь как внутренние, так и внешние причины
Однако может возникнуть ситуация, когда мотор длительное время (более 1 секунды) начинает потреблять ток больше номинального в 2-5 раз. Чаще всего это происходит при незапланированной нагрузке на валу, возникающей из-за заклинивания двигателя.
Сила тока возрастает, однако не достигает значений короткого замыкания, поэтому подобранный по нагрузке автомат не сработает. Причин отключения у тепловой защиты тоже нет, так как температура за такой короткий промежуток времени не изменится.
Единственный способ оперативно среагировать на возникшую ситуацию и избежать оплавления рабочей обмотки – срабатывание токовой защиты, которая может быть установлена в разных местах:
- внутри компрессора;
- в отдельном токозащитном реле;
- внутри пускового реле.
Устройство, сочетающее функции включения пусковой обмотки и токовой защиты двигателя называют пускозащитным реле. Большинство компрессоров холодильников комплектуют именно таким механизмом.
Действие токовой защиты основано на трех принципах:
- при увеличении силы тока уменьшается сопротивление, возрастает нагрев токопроводящего материала;
- под действием температуры происходит расширение металла;
- термический коэффициент расширения для разных металлов отличается.
Поэтому используют биметаллическую пластину, которая сварена из металлических листов с отличающимися коэффициентами расширения. Такая пластина изгибается при нагреве. Один ее конец фиксируют, а второй, отклоняясь, размыкает контакт.
Для нагрева биметаллического размыкателя обычно располагают рядом спираль, через которую проходит электричество. Хотя иногда реализуют “прямой” вариант в виде токопроводящей пластины
Пластина рассчитана на температурное реагирование при прохождении тока определенной силы. Поэтому при замене пускозащитного реле необходимо проверить его совместимость с установленной моделью компрессора.
Выявление возможных неисправностей
Учитывая незначительное количество элементов реле, можно последовательно проверить их на работоспособность. Для этого понадобится плоская отвертка и мультиметр.
№ 1 — неполадки при работе реле
С конструктивных позиций, реле с катушкой является устройством с нормально разомкнутыми контактами, а позисторный вариант – с нормально замкнутыми контактами. Хотя и в том и в другом случае возможны варианты, когда при старте будет отсутствовать подача тока на пусковую обмотку или, наоборот, не сработает ее отключение.
Если компрессор исправен, но не включается по команде, поданной с блока управления холодильником, то это сигнализирует об отсутствие напряжения на пусковой обмотке статора.
Причиной этого может быть:
- разрыв электрической цепи;
- проблема контактной планки;
- перегрев позистора;
- срабатывание системы электрической защиты и ее невозврат в нормальное положение.
Если холодильник включается на 5-20 секунд, а потом отключается, то чаще всего это является следствием срабатывания защитного механизма реле.
Причины могут быть следующие:
- защитный механизм исправен, а срабатывание происходит по причине проблем в рабочей обмотке двигателя;
- защитный механизм исправен, но в реле не происходит размыкание контактов в цепи стартовой обмотки;
- защитный механизм неисправен, происходит ложное срабатывание при незначительном нагреве.
Так как причин неисправности может быть несколько, то необходимо провести полную диагностику пускозащитного реле холодильника.
Стоимость пускозащитных реле на такие марки как Атлант или Бирюса не превышает 500 рублей. Если быстро приобрести и установить новое рабочее устройство, то холодильник даже не успеет разморозиться
№2 — неисправности контактов электроцепи
Неисправность пускозащитного реле можно выявить с помощью мультиметра.
Для этого необходимо прозвонить три участка электрической цепи:
- Если на участке от входа до выхода на рабочую обмотку есть обрыв, то необходимо проверить место размыкания контактов защитным механизмом. Возможно, что он сработал и не вернулся в исходное состояние или окислились размыкаемые контакты.
- Если нет контакта на участке от входа до выхода на пусковую обмотку, то помимо банального разрыва токопроводящей жилы возможны два варианта: размыкание цепи защитным механизмом или отсутствие контакта через планку.
- Обрыв на прямом (нулевом) участке означает механическое повреждение цепи – его легче всего найти и исправить.
Если работа реле основана на использовании индукционной катушки, то необходимо принудительно поднять планку – иначе контакта не будет.
Используя мультиметр несложно обнаружить неисправные контакты путем их прозвона через сопротивление. Важно не торопиться и выполнять проверку поочередно на каждом участке цепи
№3 — некорректная работа позистора
Чтобы убедиться в том, что позистор работает исправно, необходимо проверить его в холодном и нагретом состоянии.
В первую очередь надо подождать, когда позистор остынет (достаточно 2-3 минуты в неработающем состоянии) и прозвонить его с помощью мультиметра. В случае отсутствия тока или регистрации большого сопротивления, позистор неисправен и его нужно заменить.
Если устройство исправно работает, то при его проверке в холодном состоянии мультиметр должен показать наличие незначительного сопротивления
Для проверки способности разъединения, нужно подключить к позистору потребителя электроэнергии, например, стоваттную лампу накаливания. Для этого нужна электрическая вилка с двумя клеммами, которые подсоединяют на вход в устройство. Провода от лампы подсоединяют к разъемам, ведущим на ноль и пусковую обмотку.
При включении вилки в розетку лампочка загорится. Так как номинал проходящего тока в эксперименте значительно меньше, чем при пуске компрессора, то позистор будет долго нагреваться – для стоваттной лампы время реагирования составит 20-40 секунд.
Если через некоторое время лампочка погаснет, то устройство исправно. Если потребитель не будет обесточен, то это означает, что позистор нерабочий. В домашних условиях его ремонт невозможен, стоит он недорого, поэтому необходимо приобрести аналогичный по параметрам элемент.
№4 — проблемы с контактной планкой
Существует два типа проблем с контактной планкой:
- не происходит пропуск тока при замыкании контактов;
- планка залипает и не опускается.
Первая проблема может возникнуть по причине окисления контактов. В этом случае необходимо их зачистить наждачной бумагой. Также причиной может быть искривление положения планки, тогда необходимо установить ее горизонтально.
Чтобы прочистить контакты и удалить грязь или следы окисления можно воспользоваться мелкой наждачной бумагой насадив ее на иголку или тонкое гибкое шило
Более сложная проблема – место сочленения планки и штыря, на который воздействует магнитное поле соленоида. Решение проблемы здесь индивидуальное и зависит от типа неисправности.
Залипание планки выражается в том, что она не отходит вместе с сердечником. Для этого необходимо почистить контакты, чтобы удалить клеящее вещество и сделать их гладкими.
№5 — нештатное срабатывание токовой защиты
Если при прозвоне обнаруживается отсутствие контакта от входа до обеих обмоток, то, скорее всего, обрыв произошел в зоне защиты.
В большинстве случаев это или отход контакта, который размыкает биметаллическая пластина, или повреждение в районе нагревающей спирали.
Биметаллическую пластину и нагревающую ее спираль нельзя изгибать, смещать или проводить с ними иные действия, которые вызовут изменение настроенного режима срабатывания
Если исправить повреждение иначе не удается, то придется приобретать новое реле.
Принцип действия пускозащитного реле
Пусковую катушку нужно отключить, когда обороты набраны. В момент старта обмотки потребляют большой ток, эффект позволяет отследить момент перекоммутации. Пусковое реле холодильника выполняет защитные функции (не всегда). Опцию реализует разогрев чувствительного элемента электрическим током. Порог превышен — цепь разрывается, невзирая, достигнут нужный режим холодильника согласно показаниям термостата или нет. Придумано две схемы работы пускового реле (одновременно может быть защитным):
- «Таблетки» работают на основе материала, расширяемого нагревом. Изначально рабочий элемент холодный, пусковая обмотка потребляет ток, обеспечивая плавный пуск асинхронного двигателя. Постепенно температура таблетки поднимается, вызывая размыкание контакта, включенной остается рабочая катушка. Полагаем, для поддержания режима внутри реле установлен механизм предотвращения охлаждения таблетки. Дроссель рабочей обмотки, греющий элемент. Если таблеточное реле ломается, часто внутри можно услышать шорох рассыпавшегося порошка, изменяя положение корпуса прибора.
- Индукционные реле основаны на действии электромагнитов. При запуске ток большой и за счет этого сердечник прижимает контакты пусковой катушки. Со временем потребление двигателя падает. В результате сила тока уже не уравновесит пружину, контакты пусковой катушки размыкаются. Обратите внимание: важно сориентировать реле в пространстве правильно. Часто сердечник падает, увлекаемый действием силы тяготения. Зато и тестировать такие элементы гораздо проще: повертите из стороны в сторону, чтобы контакты пускового реле изменяли сопротивление от нуля до бесконечности.
С таблетками часто идут в одном корпусе тепловые реле на биметаллической пластине. Через него проходит ток рабочей катушки. Как только величина превысит порог срабатывания, то контакты размыкаются, останавливая компрессор. Схема реле холодильника биметаллического типа основана на нагреве чувствительного элемента.
В этом нет ничего сложного! Две пластины приварены друг к другу плотно. Коэффициент расширения металлов в них различен. Когда происходит нагрев двойная пластина изгибается в сторону материала, который меньше удлиняется. Становится возможным срабатывание реле. Такая схема часто применяется бытовой техникой.
В индукционных реле часто используется нагревающаяся спираль. Здесь материал уже один. Но греет (!) биметаллическую пластину. Через спираль проходит ток рабочей катушки. Если ампераж слишком велик, то биметаллическая пластина разрывает контакты. У индукционного пускозащитного реле виды неисправностей следующие:
- перегорела спираль, в этом случае контакты не будут звониться в любом положении;
- заклинило сердечник, запуск двигателя не выполняется, или мотор глохнет через 5 – 10 секунд;
- нарушен режим работы пластины, холодильник отключается даже в нормальном режиме.
Хотим обратить внимание: тепловая защита полностью аварийная. В нормальном режиме работы срабатывать реле не должно. В то же время пусковая функция сопровождает холодильник в течение периода эксплуатации. Процесс переключения сопровождается легким щелчком. Пускозащитное реле в холодильнике часто слышим, когда прибор работает.
Пускозащитное реле напоминает внешним видом таблетку или неопределенной формы. Это такой маленький элемент, находящийся непосредственно возле черного бочкообразного корпуса компрессора. Не задумывались, почему такой цвет сажи выбран окраской сердца холодильника?
Ответ прост: черный поглощает тепло, но также хорошо и излучает. В какую сторону движется процесс, определяет направление перепада температур компрессора и окружающей среды. Когда мотор горячий, то черный корпус отдает тепло воздуху. Кроме того неподалеку присутствует вентилятор, создающий принудительное охлаждение компрессора.
Читать далее: Реле давления воды принцип работы настройка и регулировка
Схема коммутации пускозащитного реле холодильника:
- Фаза 220 В.
- Земля.
- Пусковая обмотка асинхронного двигателя компрессора.
- Рабочая обмотка асинхронного двигателя компрессора.
- Земля.
Обычно узнать, что и куда подключается, можно по цвету проводов. В любом случае ремонт следует проводить осторожно. Землю компрессора проще узнать, если соскоблить чуть-чуть краски с корпуса, прозвонить три контакта. Но этот метод оставляется напоследок, когда остальные не помогли.
Индукционные пускозащитные реле ДХР крепятся на неподвижную раму и работают в паре с компрессорами ДХМ. После обозначения может идти цифра, которая одинакова у обоих устройств. Различие конструкций в рабочем напряжении и токах срабатывания и отпускания. Для ускорения разрыва цепи при перегреве за биметаллической пластиной расположен магнит.
Индукционное реле компрессора холодильника РТП отличается тем, что может находиться и на проводе. Не обязательно крепить к раме. Работа ведется с компрессорами ДХМ 3 и 5. Отличие от ДХР в несколько меньшем токе срабатывания. Это позволит надежнее защитить компрессор. Ток отпускания такой же. Умельцы используют холодильные компрессоры, изготавливая аппараты высокого давления, ресиверы. Накачивают шины, используют пневматическое оборудование.
Прежде чем купить реле для холодильника, убедитесь, что изделие соответствует типу компрессора. Затем элемент необходимо правильно установить. Лучше брать именно ту марку, которая имелась до ремонта. Если реле холодильника Бирюса оснащена типом РТК, лучше такое и брать, несмотря на то, что для двигателя ДХМ подойдут также и РТП, и ДХР. Совместимость устройств помогут определить справочные таблицы. Указывают необходимые технические сведения.
