Холодильник представляет собой наиболее важный агрегат в любой квартире или частном доме. С этим утверждением вряд ли кто-то поспорит, верно? Найти жилье, где отсутствует данный прибор, практически невозможно. Как и другие устройства, холодильники могут выходить из строя, но в некоторых случаях вы сможете самостоятельно выявить причины неисправности.
В большинстве своем холодильное оборудование оснащается однофазными электродвигателями, которые требуют запуск с помощью пускового устройства. Когда этот важный элемент выходит из строя, компрессор перестает функционировать. Однако, если понимать основные принципы работы устройства, можно определить источник проблемы и попытаться его устранить.
Данная статья будет посвящена работе пускового реле в холодильниках, а также симптомам его неисправности. Мы расскажем, как диагностировать проблемы в функционировании холодильника, а наглядные видеоматериалы помогут вам лучше понять, как работает пусковое устройство и как обнаружить его неисправности, если они возникнут.
Краткое содержание статьи
Запуск однофазного асинхронного электродвигателя
Компрессорные моторы, которые устанавливаются в современных холодильниках, представляют собой однофазные асинхронные электродвигатели с пусковой обмоткой. Ключевыми компонентами этих устройств являются ротор, который вращается, и статический статор.
Ротор выполнен в виде полого цилиндра из проводящего материала либо обладает короткозамкнутой проводкой.
Статор же включает в себя две обмотки: рабочую (основную) и пусковую (стартовую). Эти обмотки расположены под углом 90 градусов друг к другу или имеют противоположное направление, так называемый «бифиляр». Когда переменный ток проходит через основную обмотку, создается магнитное поле с меняющимся на направлением вектором.
Это пульсирующее поле можно представить как два вращающихся поля с одинаковым периодом, но движущихся в противоположные стороны. Такой подход упрощает понимание физических явлений, влияющих на ротор.
Если ротор не остается в покое, согласно закону электромагнитной индукции, двигатель будет либо раскручиваться, либо затормаживаться, поскольку скольжение по направлениям магнитного потока различно. Важно, чтобы переменный ток проходил через рабочую обмотку для поддержания движения.
Если же ротор зафиксирован, при одинаковом скольжении относительно магнитных полей результирующий электромагнитный момент будет равен нулю. В таком случае требуется создание пускового момента, для чего и необходима стартовая обмотка.
Токи в обмотках должны быть фазно смещены, поэтому в двигатель вводят элемент для фазосмещения – регистр, дроссель или конденсатор. Как только ротор достигает требуемых оборотов, подача тока на стартовую обмотку прекращается.
Таким образом, для запуска однофазного асинхронного электродвигателя требуется ток, проходящий через обе обмотки, а для поддержания вращения ротора необходимо подавать ток только на рабочую. Для этих целей между источником питания и компрессором холодильника устанавливают пусковое реле.
Это реле размещается в непосредственной близости к компрессору, чтобы обеспечить легкость его снятия. Именно проверку этого устройства начинают в первую очередь, когда возникают проблемы с работой двигателя.
Принцип работы пускового реле
Хотя на рынке представлены различные патентованные решения от множества производителей, принципы работы холодильников и функционирование пусковых реле остаются во многом схожими. Поняв механизмы их работы, вы сможете самостоятельно выявить и устранить неполадки.
Схема устройства и подключение к компрессору
Схема подключения пускового реле включает в себя два входа от источника энергии и три выхода на компрессор. Один из входов (обычно обозначаемый как ноль) идет напрямую.
Второй вход (обозначаемый как фаза) внутри реле делится на два потока:
- первый сразу подается на рабочую обмотку;
- второй проходит через переключающие контакты к пусковой обмотке.
Если реле не имеет фиксированного места для установки, важно правильно подключить его к компрессору. Разнообразные методы, предлагаемые в интернете для определения типов обмоток по сопротивлению, не всегда срабатывают, так как у некоторых моделей двигателя эти показатели совпадают.
Электрическая схема пускозащитного реле может незначительно отличаться в зависимости от производителя. На схеме, приведенной на рисунке, изображено, как оно подключается в холодильнике Орск.
По этой причине необходимо либо найти соответствующую документацию, либо разобрать компрессор холодильника для определения расположения всех контактов.
Также можно поступить, если имеются символические обозначения рядом с выходами:
Реле различаются по способу крепления на холодильнике или компрессоре, а также по своим токовым характеристикам. Поэтому при замене рекомендуется подбирать устройство аналогичной модели, чтобы избежать несовпадений.
Замыкание контактов с помощью индукционной катушки
Пусковое реле с электромагнитным механизмом функционирует по принципу замыкания контактов для прохождения тока через пусковую обмотку. Главным рабочим элементом является соленоидная катушка, которая подключается последовательно к основной обмотке двигателя.
Во время запуска компрессора, когда ротор неподвижен, по соленоиду проходит значительный стартовый ток. Это создает магнитное поле, перемещающее сердечник (якорь), который прижимается к проводящей планке, замыкающей контакт пусковой обмотки, и ротор начинает раскручиваться.
С увеличением оборотов ротора ток, проходящий через катушку, уменьшается, что приводит к падению напряжения магнитного поля. Сердечник, под действием силы тяжести или пружины, возвращается на место, и контакт разрывается.
На крышке реле с индукционной катушкой имеется стрелка «верх», указывающая правильное положение устройства. Если оно будет установлено неправильно, размыкание контактов под действием силы тяжести не произойдет.
Компрессор продолжает функционировать в режиме поддержания вращения ротора, пропуская ток только через рабочую обмотку. Повторное срабатывание реле произойдет только после остановки ротора.
Регулирование подачи тока позистором
Современные холодильные реле часто используют позистор – это специализированный тепловой резистор. Для данного устройства характерен температурный диапазон, при котором оно обеспечивает малое сопротивление, а при превышении температуры сопротивление резко увеличивается, размыкая цепь.
В пусковом реле позистор интегрирован в цепь, идущую к стартовой обмотке. При нормальной температуре его сопротивление невелико, следовательно, ток проходит свободно, когда компрессор запускается.
Постепенно нагреваясь, позистор достигает определенной температуры, после чего размыкает цепь. Он остывает только после отключения питания компрессора и вновь активируется при повторном запуске устройства.
Позистор имеет форму низкого цилиндра, поэтому многие специалисты электроники его называют «таблеткой».
Реализация защиты токового типа
Асинхронные моторы представляют собой сложные электрические устройства, подверженные различным поломкам. В случае короткого замыкания срабатывает автомат, установленный в распределительном щите.
Если вентилятор, охлаждающий обмотки и подвижные механизмы, выходит из строя, активируется встроенная тепловая защита компрессора.
Внутренняя теплозащита электродвигателя предполагает работу на основе позисторов. Она реагирует на общее изменение температуры внутри устройства, причины которого могут быть как внешние, так и внутренние.
Однако существует вероятность, что мотор на продолжительный срок (более одной секунды) начнет потреблять ток в 2-5 раз больше номинального. Чаще всего эта ситуация возникает из-за незапланированной нагрузки на вал, как, например, при заклинивании двигателя.
Ток увеличивается, но не достигает значений короткого замыкания, поэтому установленный автомат не срабатывает. Температура за такой короткий промежуток не успевает измениться, из-за чего у тепловой защиты нет оснований для отключения.
Единственный способ быстро отреагировать на эту проблему и не допустить перегрева рабочей обмотки – это срабатывание токовой защиты, которая может располагаться в разных местах:
- внутри самого компрессора;
- в отдельном токозащитном реле;
- внутри пускового реле.
Устройство, которое сочетает в себе функции активации пусковой обмотки и токовой защиты двигателя, называется пускозащитным реле. Большинство холодильных компрессоров комплектуются именно такими устройствами.
Механизм работы токовой защиты основан на трех принципах:
- при увеличении тока сопротивление снижается, что вызывает нагрев проводящего материала;
- металл расширяется под воздействием температуры;
- термические коэффициенты расширения у разных металлов различаются.
В связи с этим используется биметаллическая пластина, склеенная из двух металлических листов с отличающимися коэффициентами расширения. Эта пластина изгибается при нагреве; один её конец фиксируется, а другой – размыкает контакты.
Часто рядом с биметаллическим размыкателем располагается спираль, через которую протекает электрический ток, для его нагрева. В некоторых случаях используется и «прямой» способ реализации через токопроводящую пластину.
Пластина рассчитана на температурную реакцию при прохождении тока определенной силы. Поэтому при замене пускозащитного реле важно удостовериться в его совместимости с моделью компрессора, установленного в холодильнике.
Выявление возможных неисправностей
Учитывая небольшое количество элементов в конструкции реле, можно последовательно проверить каждую деталь на работоспособность. Для этого вам потребуются плоская отвертка и мультиметр.
№ 1 — неполадки при работе реле
С точки зрения конструкции, реле с катушкой представляет собой устройство с нормально разомкнутыми контактами, в то время как позисторный вариант использует нормально замкнутые контакты. Однако в обеих ситуациях существует вероятность, что ток не будет подан на пусковую обмотку при запуске или, наоборот, не произойдет отключение.
Если компрессор исправен, но не реагирует на сигнал от блока управления холодильником, это может свидетельствовать о том, что на пусковой обмотке статора отсутствует напряжение.
Возможные причины этого могут быть следующими:
- обрыв в электрической цепи;
- неисправность контактной планки;
- перегрев позистора;
- срабатывание системы электрической защиты, которая не вернулась в нормальное состояние.
Если холодильник запускается на 5-20 секунд, а затем отключается, это часто указывает на срабатывание защитного механизма реле.
Причины могут включать:
- правильное функционирование защитного механизма, но проблемы в рабочей обмотке двигателя;
- исправность защитного механизма, однако в реле не происходит размыкание контактов стартовой обмотки;
- неисправный защитный механизм, который срабатывает при слабом нагреве.
Так как существует несколько причин поломки, важно провести полную диагностику пускозащитного реле холодильника.
Стоимость пускозащитных реле для моделей, таких как Атлант и Бирюса, обычно не превышает 500 рублей. Если быстро купить и установить новое реле, то холодильник даже не успеет разморозиться.
№2 — проблемы с контактами электрической цепи
Неисправность пускозащитного реле можно диагностировать с помощью мультиметра.
Для этого следует проверить три участка электрической цепи:
- Если на участке от входа к выходу на рабочую обмотку обнаружен обрыв, стоит проверить место размыкания контактов защитного механизма. Возможно, он сработал и не вернулся в исходное состояние либо контакты окислились.
- Если нет контакта на участке от входа до пусковой обмотки, помимо простого разрыва токопроводящей части, могут быть два варианта: размыкание цепи защитным механизмом или отсутствие контакта через планку.
- Обрыв в нулевом участке указывает на механическое повреждение цепи — его проще всего обнаружить и устранить.
Если реле основано на индукционной катушке, необходимо принудительно поднять планку, иначе контакт не будет установлен.
Поиск неисправных контактов с помощью мультиметра несложен — нужно сосредоточиться и проверять каждый участок цепи по очереди.
№3 — неправильная работа позистора
Чтобы убедиться в исправности позистора, нужно проверить его в своем холодном и нагретом состоянии.
Сначала подождите, пока позистор остынет (2-3 минуты в неработающем состоянии) и используйте мультиметр для его прозвона. При отсутствии тока или повышенном сопротивлении позистор следует заменить.
Если устройство функционирует нормально, то при проверке в холодном состоянии мультиметр покажет небольшое сопротивление.
Для проверки способности размыкания подключите к позистору нагрузку, например, стоваттную лампу накаливания. Для этого понадобится электрическая вилка с двумя контактами, которые подключаются к устройству. Провода от лампы подсоединяются к разъемам, ведущим на ноль и пусковую обмотку.
Когда вилка вставлена в розетку, лампочка загорится. Из-за того, что ток в данном эксперименте значительно ниже, чем при запуске компрессора, позистор будет долго нагреваться — для лампы данный процесс займет 20-40 секунд.
Если в итоге лампочка погаснет, то устройство исправно. Если же лампа продолжает светиться, значит, позистор вышел из строя. В домашних условиях его восстановить не получится, а поскольку цена его невысока, стоит заменить его на аналогичный.
№4 — проблемы с контактной планкой
Существует два типа неисправностей контактной планки:
- ток не проходит, когда контакты замыкаются;
- планка залипает и не опускается.
Первая проблема может возникнуть из-за окисления контактов. В таком случае следует очистить их наждачной бумагой. Также возможна причина в искривлении положения планки, тогда ее следует установить в горизонтальное положение.
Чтобы очистить контакты и удалить грязь или следы окисления, можно использовать мелкую наждачную бумагу, насадив её на иголку или тонкое гибкое шило.
Более серьезная проблема кроется в месте соединения планки и штыря, на который оказывает влияние магнитное поле соленоида. В этом случае нужно выбирать решение индивидуально, учитывая тип неисправности.
Залипание планки проявляется тем, что она не отходит вместе с сердечником. Для решения данной проблемы необходимо очистить контакты, чтобы устранить застоявшееся вещество и сделать их гладкими.
№5 — нестандартное срабатывание токовой защиты
Если при прозвонке обнаруживается отсутствие контакта от входа до обеих обмоток, то, вероятно, обрыв произошел в области защиты.
В большинстве случаев это связано с повреждением контакта, который размыкается биметаллической пластиной, или с повреждением в зоне нагревающей спирали.
Биметаллическую пластину и спираль нагрева нельзя сгибать, перемещать или проводить какие-либо действия, которые могут повлиять на работу настроенного режима срабатывания.
Если устранить повреждение другими способами не удается, придется приобрести новое реле.
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Обзор принципов работы, типов и основных неисправностей пускозащитного реле:
Видео #2. Признаки поломок распространенного пускового реле РКТ. Подключение внешнего конденсатора для стабилизации напряжения:
Простота конструкции пускового реле позволяет самостоятельно выявлять и устранять неисправности. Для этого не требуются глубокие знания в области электроники или специальное оборудование.
Тем не менее, важно проявлять аккуратность, так как от качества выполненных работ зависит эффективность дорогого оборудования.
Хотите поделиться своим опытом подбора пускового реле для восстановления работоспособности холодильного агрегата? Есть полезная информация по теме статьи, которой стоит поделиться с другими читателями? Пожалуйста, оставляйте комментарии в блоке ниже, загружайте фотографии, задавайте вопросы.
