Przekaźnik rozruchowy do lodówki: budowa, jak prawidłowo sprawdzić i naprawić

Najbardziej potrzebnym urządzeniem, zarówno w mieszkaniu, jak i w domu jednorodzinnym, jest lodówka. Trudno się z tym nie zgodzić, prawda? Trudno znaleźć mieszkanie, w którym jej nie ma. Podobnie jak wszystkie urządzenia, lodówki mogą się psuć. Ale zdarzają się sytuacje, w których awarię można zdiagnozować samodzielnie.

Praktycznie wszystkie domowe urządzenia chłodnicze są wyposażone w silnik jednofazowy. Do jego uruchomienia trzeba użyć urządzenia rozruchowego. Jeśli ta prosta, ale ważna część ulegnie awarii, kompresor przestanie się uruchamiać. Jednak znając zasady działania urządzenia, można zidentyfikować problem i go naprawić.

W tym artykule omówimy, jak działa przekaźnik rozruchowy do lodówki i jakie są oznaki jego awarii. Opowiemy, jak ustalić usterki w działaniu urządzenia chłodniczego. Przedstawione przez nas filmy pomogą zrozumieć zasadę działania urządzenia rozruchowego, a także w razie potrzeby wykryć jego usterkę.

Uruchamianie jednofazowego silnika asynchronicznego

W swej istocie silniki kompresorów montowanych w nowoczesnych lodówkach to jednofazowe silniki asynchroniczne z uzwojeniem rozruchowym. Ich głównymi elementami są wirujący wirnik i nieruchomy stojan.

Wirnik jest pustym cylindrem wykonanym z materiału przewodzącego prąd lub zawierającym uzwojenie zwarte.

Stojan zawiera dwa uzwojenia: robocze (główne) i rozruchowe (startowe). Są one ułożone względem siebie pod kątem 90 stopni lub mają przeciwny kierunek nawinięcia – tak zwany “bifilar”. Prąd zmienny przepływający przez uzwojenie główne wytwarza pole magnetyczne o zmiennym wektorze.

Pole pulsujące można rozłożyć na dwa, obracające się z tym samym okresem, ale w przeciwnych kierunkach. W ten sposób łatwiej zrozumieć fizyczną istotę procesu oddziaływania na wirnik.

Jeśli wirnik nie jest nieruchomy, to zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej silnik będzie wytwarzał lub hamował moment obrotowy, ponieważ poślizg względem strumienia magnetycznego skierowanego w przód i w tył jest różny. Dlatego do utrzymania ruchu wystarczy prąd przemienny płynący przez uzwojenie robocze.

Jeśli wirnik jest nieruchomy, to przy tym samym poślizgu względem strumieni magnetycznych wypadkowy moment elektromagnetyczny będzie równy zero. W takim przypadku konieczne jest wytworzenie momentu rozruchowego. Do tego właśnie potrzebne jest uzwojenie rozruchowe.

Prądy w uzwojeniach muszą być przesunięte w fazie, dlatego w silniku wprowadza się element przesuwający fazę – rezystor, dławik lub kondensator. Po osiągnięciu przez wirnik wymaganego obrotu, dopływ prądu do uzwojenia rozruchowego zostaje przerwany.

Zatem do uruchomienia jednofazowego asynchronicznego silnika elektrycznego konieczny jest przepływ prądu przez oba uzwojenia, a do utrzymania obrotu wirnika – tylko przez uzwojenie robocze. Do regulacji tego procesu w obwodzie przed sprężarką lodówki instaluje się przekaźnik rozruchowy.

Przekaźnik umieszcza się blisko sprężarki i w taki sposób, aby można go było łatwo zdjąć. Właśnie od sprawdzenia tego elementu zaczyna się, gdy silnik pracuje problematycznie.

Zasada działania przekaźnika rozruchowego

Pomimo dużej liczby opatentowanych produktów różnych producentów, schematy działania lodówek i zasady działania przekaźników rozruchowych są praktycznie takie same. Po zrozumieniu zasady ich działania można samodzielnie znaleźć i usunąć usterkę.

Schemat urządzenia i podłączenie do kompresora

Schemat elektryczny przekaźnika ma dwa wejścia od źródła zasilania i trzy wyjścia do sprężarki. Jedno wejście (umownie – zero) przechodzi bezpośrednio.

Drugie wejście (umownie – faza) wewnątrz urządzenia rozgałęzia się na dwa:

• pierwsze przechodzi bezpośrednio do uzwojenia roboczego;
• drugie przechodzi przez rozwierające się styki do uzwojenia rozruchowego.

Jeśli przekaźnik nie ma gniazda montażowego, to przy podłączaniu do sprężarki należy nie pomylić kolejności łączenia styków. Powszechne w Internecie metody określania typów uzwojeń za pomocą pomiaru rezystancji nie są w ogólnym przypadku poprawne, ponieważ w niektórych silnikach rezystancja uzwojenia rozruchowego i roboczego jest taka sama.

Schemat elektryczny przekaźnika rozruchowo-ochronnego może mieć niewielkie modyfikacje w zależności od producenta. Na rysunku przedstawiono schemat podłączenia tego urządzenia w lodówce Orsk.

Dlatego konieczne jest znalezienie dokumentacji lub rozebranie sprężarki lodówki w celu zrozumienia rozmieszczenia styków przejściowych.

Można to również zrobić, jeśli w pobliżu wyjść znajdują się identyfikatory symboliczne:

• “S” – uzwojenie rozruchowe;
• “R” – uzwojenie robocze;
• “C” – wyjście wspólne.

Przekaźniki różnią się sposobem mocowania do ramy chłodziarki lub do sprężarki. Mają także własne charakterystyki prądowe, dlatego przy wymianie należy dobrać całkowicie identyczne urządzenie, a najlepiej – ten sam model.

Zamykanie styków za pomocą cewki indukcyjnej

Elektromagnetyczny przekaźnik rozruchowy działa na zasadzie zamykania styku w celu przepuszczenia prądu przez uzwojenie rozruchowe. Głównym elementem roboczym urządzenia jest cewka elektromagnetyczna (solenoid), włączona szeregowo do obwodu z głównym uzwojeniem silnika.

W momencie uruchomienia sprężarki, przy nieruchomym wirniku, przez solenoid przepływa duży prąd rozruchowy. W wyniku tego powstaje pole magnetyczne, które przemieszcza rdzeń (kotwicę) z zamontowaną na nim przewodzącą listwą, zwierającą styk uzwojenia rozruchowego. Rozpoczyna się przyspieszanie wirnika.

Wraz ze wzrostem liczby obrotów wirnika, wartość przepływającego przez cewkę prądu maleje, w wyniku czego zmniejsza się napięcie pola magnetycznego. Pod działaniem sprężyny kompensacyjnej lub siły ciężkości rdzeń powraca na pierwotne miejsce i styk się rozłącza.

Na pokrywie przekaźnika z cewką indukcyjną znajduje się strzałka “góra”, która wskazuje prawidłowe położenie urządzenia w przestrzeni. Jeśli umieści się go inaczej, nie nastąpi rozłączenie styków pod działaniem siły ciężkości.

Silnik sprężarki nadal pracuje w trybie utrzymywania obrotów wirnika, przepuszczając prąd przez uzwojenie robocze. Następnym razem przekaźnik zadziała dopiero po zatrzymaniu wirnika.

Regulacja przepływu prądu przez pozystor

Przekaźniki produkowane do nowoczesnych lodówek często wykorzystują pozystor – rodzaj opornika cieplnego (termistora). Dla tego urządzenia istnieje zakres temperaturowy, poniżej którego przewodzi on prąd z niewielkim oporem, a powyżej – opór gwałtownie wzrasta i następuje rozłączenie obwodu.

W przekaźniku rozruchowym pozystor jest zintegrowany z obwodem prowadzącym do uzwojenia rozruchowego. W temperaturze pokojowej opór tego elementu jest niewielki, dlatego na początku pracy sprężarki prąd przepływa bez przeszkód.

Z powodu obecności oporu pozystor stopniowo się nagrzewa i po osiągnięciu określonej temperatury następuje rozłączenie obwodu. Ochładza się on dopiero po przerwaniu dopływu prądu do sprężarki i ponownie przewodzi prąd przy ponownym włączeniu silnika.

Pozystor ma kształt niskiego walca, dlatego zawodowi elektrycy często nazywają go “tabletką”.

Realizacja zabezpieczenia prądowego

Silnik asynchroniczny to złożone urządzenie elektryczne, które jest podatne na awarie. Jeśli nastąpi zwarcie, zadziała wyłącznik automatyczny zamontowany w szafie rozdzielczej.

W przypadku awarii wentylatora, który chłodzi uzwojenie i mechaniczne ruchome elementy, zareaguje wbudowane zabezpieczenie termiczne sprężarki.

Wewnętrzne zabezpieczenie termiczne silnika elektrycznego opiera się na pozyistorach. Reaguje ono na ogólną zmianę temperatury wewnątrz urządzenia, która może mieć zarówno wewnętrzne, jak i zewnętrzne przyczyny.

Może jednak wystąpić sytuacja, gdy silnik przez dłuższy czas (powyżej 1 sekundy) zaczyna pobierać prąd większy od nominalnego 2-5 razy. Najczęściej ma to miejsce przy nieplanowanym obciążeniu wału, powstającym w wyniku zablokowania silnika.

Natężenie prądu wzrasta, jednak nie osiąga wartości zwarcia, dlatego wyłącznik dobrany do obciążenia nie zadziała. Przyczyn wyłączenia zabezpieczenia termicznego również nie ma, ponieważ temperatura w tak krótkim czasie nie ulegnie zmianie.

Jedynym sposobem szybkiego zareagowania na zaistniałą sytuację i uniknięcia stopienia uzwojenia roboczego jest zadziałanie zabezpieczenia prądowego, które może być zamontowane w różnych miejscach:

• wewnątrz sprężarki;
• w osobnym przekaźniku zabezpieczenia prądowego;
• wewnątrz przekaźnika rozruchowego.

Urządzenie łączące funkcje załączania uzwojenia rozruchowego i zabezpieczenia prądowego silnika nazywa się przekaźnikiem rozruchowo-zabezpieczającym. Większość sprężarek lodówek wyposaża się właśnie w taki mechanizm.

Działanie zabezpieczenia prądowego opiera się na trzech zasadach:

• przy wzroście natężenia prądu wzrasta opór, co prowadzi do nagrzewania się materiału przewodzącego prąd;
• pod wpływem temperatury następuje rozszerzanie metalu;
• współczynnik rozszerzalności cieplnej dla różnych metali jest różny.

Dlatego stosuje się płytkę bimetaliczną, która jest zespawana z blach metalowych o różnych współczynnikach rozszerzalności. Taka płytka wygina się pod wpływem ogrzewania. Jeden jej koniec jest mocowany, a drugi, odchylając się, rozłącza styk.

Do nagrzewania bimetalicznego rozłącznika zwykle umieszcza się obok cewkę, przez którą przepływa prąd. Chociaż czasami realizuje się “bezpośredni” wariant w postaci płytki przewodzącej prąd.

Płytka jest zaprojektowana do reagowania na temperaturę przy przepływie prądu o określonej sile. Dlatego przy wymianie przekaźnika rozruchowo-zabezpieczającego należy sprawdzić jego zgodność z zamontowanym modelem sprężarki.

Wykrywanie możliwych usterek

Ze względu na niewielką ilość elementów przekaźnika, można kolejno sprawdzić ich działanie. Do tego potrzebny będzie płaski śrubokręt i multimetr.

Nr 1 — problemy w działaniu przekaźnika

Z konstrukcyjnego punktu widzenia, przekaźnik z cewką jest urządzeniem ze stykami normalnie rozwartymi, a wariant z pozistorem – ze stykami normalnie zwartymi. Chociaż w obu przypadkach możliwe są sytuacje, gdy podczas rozruchu nie będzie podawany prąd do uzwojenia rozruchowego lub, przeciwnie, nie zadziała jego wyłączenie.

Jeśli kompresor jest sprawny, ale nie załącza się na polecenie z modułu sterowania lodówki, świadczy to o braku napięcia na uzwojeniu rozruchowym stojana.

Przyczyną tego może być:

• przerwanie obwodu elektrycznego;
• problem z listwą stykową;
• przegrzanie pozistora;
• zadziałanie systemu zabezpieczenia elektrycznego i jego niepowrót do normalnego położenia.

Jeśli lodówka załącza się na 5-20 sekund, a następnie wyłącza, to najczęściej jest to skutkiem zadziałania mechanizmu zabezpieczającego przekaźnika.

Przyczyny mogą być następujące:

• mechanizm zabezpieczający jest sprawny, a zadziałanie następuje z powodu problemów w uzwojeniu roboczym silnika;
• mechanizm zabezpieczający jest sprawny, ale w przekaźniku nie następuje rozwarcie styków w obwodzie uzwojenia rozruchowego;
• mechanizm zabezpieczający jest uszkodzony, następuje fałszywe zadziałanie przy nieznacznym nagrzaniu.

Ponieważ przyczyn uszkodzenia może być kilka, konieczne jest przeprowadzenie pełnej diagnostyki przekaźnika rozruchowo-zabezpieczającego lodówki.

Koszt przekaźników rozruchowo-zabezpieczających dla takich marek jak Atlant czy Biriussa nie przekracza 20 zł. Jeśli szybko zakupić i zamontować nowe sprawne urządzenie, lodówka nawet nie zdąży się rozmrozić.

Nr 2 — usterki styków obwodu elektrycznego

Uszkodzenie przekaźnika rozruchowo-zabezpieczającego można wykryć za pomocą multimetru.

W tym celu należy sprawdzić (przezwonić) trzy odcinki obwodu elektrycznego:

1. Jeśli na odcinku od wejścia do wyjścia na uzwojenie robocze występuje przerwa, należy sprawdzić miejsce rozwarcia styków przez mechanizm zabezpieczający. Możliwe, że zadziałał i nie powrócił do stanu początkowego lub utleniły się rozwierane styki.
2. Jeśli nie ma styku na odcinku od wejścia do wyjścia na uzwojenie rozruchowe, to oprócz zwykłego przerwania żyły przewodzącej możliwe są dwa warianty: rozwarcie obwodu przez mechanizm zabezpieczający lub brak styku przez listwę.
3. Przerwa na odcinku bezpośrednim (neutralnym) oznacza mechaniczne uszkodzenie obwodu – najłatwiej je znaleźć i naprawić.

Jeśli działanie przekaźnika opiera się na zastosowaniu cewki indukcyjnej, należy podnieść listwę siłą – w przeciwnym razie nie będzie styku.

Za pomocą multimetru łatwo wykryć uszkodzone styki poprzez ich przezwonienie przez rezystancję. Ważne, aby się nie spieszyć i wykonać sprawdzenie kolejno na każdym odcinku obwodu.

Nr 3 — nieprawidłowe działanie pozystora

Aby upewnić się, że pozistor działa prawidłowo, należy go sprawdzić w stanie zimnym i nagrzanym.

Przede wszystkim należy poczekać, aż pozistor ostygnie (wystarczą 2-3 minuty w stanie niepracującym) i sprawdzić go za pomocą multimetru. W przypadku braku prądu lub zarejestrowania dużego oporu, pozistor jest uszkodzony i należy go wymienić.

Jeśli urządzenie działa prawidłowo, to przy sprawdzaniu w zimnym stanie multimetr powinien wskazać obecność niewielkiego oporu

Aby sprawdzić zdolność rozłączania, należy podłączyć do pozistora odbiornik energii elektrycznej, na przykład stuwatową żarówkę. W tym celu potrzebna jest wtyczka elektryczna z dwoma zaciskami, które podłącza się na wejściu urządzenia. Przewody od żarówki podłącza się do złącz prowadzących do zera i uzwojenia rozruchowego.

Po włożeniu wtyczki do gniazdka żarówka zaświeci się. Ponieważ wartość prądu w eksperymencie jest znacznie mniejsza niż przy rozruchu sprężarki, pozistor będzie się długo nagrzewał – dla stuwatowej żarówki czas reakcji wyniesie 20-40 sekund.

Jeśli po pewnym czasie żarówka zgaśnie, oznacza to, że urządzenie jest sprawne. Jeśli odbiornik nie zostanie odłączony od zasilania, oznacza to, że pozistor jest niesprawny. W warunkach domowych jego naprawa jest niemożliwa, kosztuje on niewiele, dlatego należy zakupić element o podobnych parametrach.

Nr 4 — problemy z listwą stykową

Istnieją dwa typy problemów z płytką stykową:

• brak przepływu prądu przy zwarciu styków;
• płytka przywiera i nie opada.

Pierwszy problem może wystąpić z powodu utlenienia styków. W takim przypadku należy je oczyścić papierem ściernym. Przyczyną może być również wygięcie płytki, wtedy należy ustawić ją poziomo.

Aby wyczyścić styki i usunąć brud lub ślady utlenienia, można użyć drobnego papieru ściernego nasadzonego na igłę lub cienkie, elastyczne szydło

Bardziej skomplikowany problem – miejsce połączenia płytki i trzpienia, na które oddziałuje pole magnetyczne cewki. Rozwiązanie problemu w tym przypadku jest indywidualne i zależy od rodzaju usterki.

Przywieranie płytki objawia się tym, że nie odchodzi ona wraz z rdzeniem. W tym celu należy wyczyścić styki, aby usunąć klejącą substancję i uczynić je gładkimi.

Nr 5 — nieprawidłowe zadziałanie zabezpieczenia prądowego

Jeśli podczas sprawdzania ciągłości obwodu zostanie stwierdzony brak kontaktu od wejścia do obu uzwojeń, najprawdopodobniej przerwa nastąpiła w strefie zabezpieczenia.

W większości przypadków jest to albo odchylenie styku, który rozłącza płytka bimetaliczna, albo uszkodzenie w okolicy grzałki spiralnej.

Bimetalicznej płyty oraz spirali, która ją ogrzewa, nie wolno wyginać, przesuwać ani wykonywać innych działań, które spowodują zmianę ustawionego trybu zadziałania.

Jeśli nie uda się naprawić uszkodzenia w inny sposób, konieczne będzie zakupienie nowego przekaźnika.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Wideo #1. Przegląd zasady działania, typów i głównych usterek przekaźnika rozruchowo-zabezpieczającego:

Wideo #2. Oznaki uszkodzeń popularnego przekaźnika rozruchowego RKT. Podłączenie zewnętrznego kondensatora w celu kompensacji niestabilnego napięcia:

Nieskomplikowana konstrukcja przekaźnika rozruchowego pozwala samodzielnie znajdować usterki i łatwo je usuwać. Do tego nie są potrzebne głęboka wiedza z zakresu elektryki ani specjalne narzędzia.

Należy jednak zachować skrupulatność, ponieważ od jakości wykonanych prac zależy funkcjonalność drogiego sprzętu.

Czy chcieliby Państwo opowiedzieć o tym, jak dobierali Państwo przekaźnik rozruchowy do przywrócenia sprawności agregatu chłodniczego? Dysponują Państwo przydatnymi informacjami na temat artykułu, którymi warto podzielić się z odwiedzającymi stronę? Prosimy o pisanie komentarzy w bloku poniżej, zamieszczanie zdjęć, zadawanie pytań.