Štartovacie relé pre chladničku: zariadenie, ako správne skontrolovať a opraviť

Najnevyhnutnejším spotrebičom v byte aj v rodinnom dome je chladnička. S týmto tvrdením je ťažké nesúhlasiť, však? Ťažko nájsť obydlie, kde by nebola. Rovnako ako všetky spotrebiče, aj chladničky sa môžu pokaziť. Existujú však situácie, kedy je možne poruchu diagnostikovať samostatne.

Takmer všetko domáce chladiace zariadenie je vybavené jednofázovým motorom. Na jeho štart je potrebne použiť štartovacie zariadenie. Ak táto jednoduchá, ale dôležitá súčiastka zlyhá, kompresor sa prestane spúšťať. Avšak so znalosťou princípov fungovania zariadenia je možne problém identifikovať a odstrániť.

V tomto článku sa budeme venovať tomu, ako funguje štartovacie relé pre chladničku a aké sú znaky jeho poruchy. Povieme Vám, ako zistiť poruchy v prevádzke chladiaceho zariadenia. Videá, ktoré sme Vám predstavili, Vám pomôžu pochopiť princíp fungovania štartovacieho zariadenia a v prípade potreby odhaliť jeho poruchu.

Štart jednofázového asynchrónneho elektromotora

Motory kompresorov inštalovaných v moderných chladničkách sú v podstate jednofázové asynchrónne elektromotory so štartovacím vinutím. Ich hlavnými komponentmi sú rotujúci rotor a stacionárny stator.

Rotor predstavuje dutý valec vyrobený z vodivého materiálu alebo obsahujúci skratované vinutie.

Stator obsahuje dve vinutia: pracovné (hlavné) a štartovacie (spúšťacie). Sú navzájom umiestnené pod uhlom 90 stupňov, alebo majú opačný smer vinutia – tzv. “bifilár”. Striedavý prúd prechádzajúci hlavným vinutím vytvára magnetické pole s meniacim sa vektorom.

Pulzujúce pole možno rozložiť na dve polia, ktoré sa otáčajú s rovnakou periódou, ale v opačných smeroch. Takto je ľahšie pochopiť fyzikálnu podstatu procesu pôsobenia na rotor.

Ak rotor nie je statický, potom podľa zákona elektromagnetickej indukcie bude motor vyvíjať alebo brzdiť rotačný moment, pretože sklz voči priamemu a spätnému magnetickému toku je odlišný. Preto na udržanie pohybu postačuje striedavý prúd prechádzajúci pracovným vinutím.

Ak je rotor nehybný, pri rovnakom sklze voči magnetickým tokom bude výsledný elektromagnetický moment rovný nule. V tomto prípade je potrebné vytvoriť rozbehový moment. Na to slúži štartovacie vinutie.

Prúdy vo vinutiach musia byť fázovo posunuté, preto sa do motora vkladá fázový posúvač – odpor, tlmivka alebo kondenzátor. Po dosiahnutí potrebnej rotácie rotora sa prívod elektriny do štartovacieho vinutia zastaví.

Takže na štart jednofázového asynchrónneho elektromotora je potrebný prietok prúdu cez dve vinutia, ale na udržanie otáčania rotora stačí len pracovné vinutie. Na reguláciu tohto procesu sa v obvode pred kompresorom chladničky inštaluje štartovacie relé.

Relé je umiestnené blízko kompresora a tak, aby sa dalo ľahko zložiť. Práve kontrolou tohto prvku sa začína, keď motor pracuje problematicky.

Princíp fungovania štartovacieho relé

Napriek veľkému množstvu patentovaných výrobkov od rôznych výrobcov sú schémy činnosti chladničiek a princípy fungovania štartovacích relé prakticky rovnaké. Po pochopení princípu ich činnosti môžete sami nájsť a odstrániť poruchu.

Schéma zariadenia a pripojenie ku kompresoru

Elektrická schéma relé má dva vstupy z napájacieho zdroja a tri výstupy na kompresor. Jeden vstup (podmienečne – nula) prechádza priamo.

Druhý vstup (podmienečne – fáza) sa vo vnútri zariadenia rozdeľuje na dva:

• prvý prechádza priamo na pracovné vinutie;
• druhý prechádza cez rozpojovacie kontakty na štartovacie vinutie.

Ak relé nemá montážne miesto, pri pripájaní ku kompresoru je potrebné nepomýliť sa s poradím spojenia kontaktov. Bežné internetové metódy určovania typov vinutia pomocou merania odporu nie sú vo všeobecnosti správne, pretože u niektorých motorov je odpor štartovacieho a pracovného vinutia rovnaký.

Elektrická schéma štartovacieho ochranného relé môže mať nepatrné modifikácie v závislosti od výrobcu. Na obrázku je uvedená schéma pripojenia tohto zariadenia v chladničke Orsk.

Preto je potrebné nájsť dokumentáciu alebo rozobrať kompresor chladničky na pochopenie umiestnenia priechodných kontaktov.

Tiež je to možné urobiť, ak sú pri výstupoch symbolické identifikátory:

• “S” – štartovacie vinutie;
• “R” – pracovné vinutie;
• “C” – spoločný výstup.

Relé sa líšia spôsobom upevnenia na rám chladničky alebo na kompresore. Majú tiež svoje prúdové charakteristiky, preto pri výmene je potrebné vybrať úplne identické zariadenie, alebo lepšie – rovnaký model.

Zopnutie kontaktov pomocou indukčnej cievky

Elektromagnetické štartovacie relé pracuje na princípe zopnutia kontaktu na prepustenie prúdu cez štartovacie vinutie. Hlavným funkčným prvkom zariadenia je solenoidová cievka, zapojená sériovo do obvodu s hlavným vinutím motora.

V okamihu spustenia kompresora, pri statickom rotore, prechádza solenoidom veľký štartovací prúd. V dôsledku toho vzniká magnetické pole, ktoré posúva jadro (kotvu) s nainštalovanou vodivou lištou, ktorá uzatvára kontakt štartovacieho vinutia. Začína sa zrýchlenie rotora.

Pri zvyšovaní počtu otáčok rotora klesá veľkosť prúdu prechádzajúceho cievkou, v dôsledku čoho klesá napätie magnetického poľa. Pôsobením kompenzačnej pružiny alebo gravitačnej sily sa jadro vracia na pôvodné miesto a kontakt sa rozopína.

Na kryte relé s indukčnou cievkou je šípka “hore”, ktorá označuje správnu polohu zariadenia v priestore. Ak ho umiestnite inak, nedôjde k rozopnutiu kontaktov pôsobením gravitačnej sily

Motor kompresora pokračuje v práci v režime udržiavania otáčania rotora, pričom prepúšťa prúd cez pracovné vinutie. Nabudúce relé zareaguje až po zastavení rotora.

Regulácia prívodu prúdu pomocou pozistora

Relé vyrábané pre moderné chladničky často používajú pozistor – druh tepelného rezistora. Pre toto zariadenie existuje teplotný rozsah, pod ktorým prepúšťa prúd s malým odporom, a nad ktorým sa odpor prudko zvyšuje a dochádza k rozopnutiu obvodu.

V štartovacom relé je pozistor integrovaný do obvodu vedúceho k štartovaciemu vinutiu. Pri izbovej teplote je odpor tohto prvku nepatrný, preto na začiatku práce kompresora prúd prechádza bez prekážok.

Kvôli prítomnosti odporu sa pozistor postupne zahrieva a po dosiahnutí určitej teploty dôjde k rozopnutiu obvodu. Ochladí sa až po zastavení prívodu prúdu do kompresora a opäť zareaguje na prepustenie pri opätovnom zapnutí motora.

Pozistor má tvar nízkeho valca, preto ho profesionálni elektrikári často nazývajú “tabletka”

Realizácia ochrany prúdového typu

Asynchrónny motor je zložité elektrické zariadenie, ktoré je náchylné na poruchy. Ak dôjde ku skratu, aktivuje sa automatický istič inštalovaný v rozvádzači.

Pri poruche ventilátora, ktorý chladí vinutie a mechanické pohyblivé časti, zareaguje vstavaná tepelná ochrana kompresora.

Vnútorná tepelná ochrana elektromotora je založená na pozistoroch. Reaguje na celkovú zmenu teploty vo vnútri zariadenia, ktorá môže mať vnútorné aj vonkajšie príčiny.

Môže však nastať situácia, keď motor dlhší čas (viac ako 1 sekundu) začne odoberať prúd 2-5-krát vyšší, ako je menovitý. Najčastejšie k tomu dochádza pri neplánovanom zaťažení hriadeľa, ktoré vzniká v dôsledku zablokovania motora.

Prúd sa zvyšuje, avšak nedosahuje hodnoty skratu, preto istič dimenzovaný podľa zaťaženia nevypne. Tepelná ochrana tiež nemá dôvod na vypnutie, keďže teplota sa za taký krátky čas nezmení.

Jediný spôsob, ako rýchlo zareagovať na vzniknutú situáciu a zabrániť roztaveniu pracovného vinutia, je aktivácia prúdovej ochrany, ktorá môže byť inštalovaná na rôznych miestach:

• vo vnútri kompresora;
• v samostatnom prúdovom ochrannom relé;
• vo vnútri štartovacieho relé.

Zariadenie, ktoré spája funkcie zapínania štartovacieho vinutia a prúdovej ochrany motora, sa nazýva štartovacie ochranné relé. Väčšina kompresorov chladničiek je vybavená práve takýmto mechanizmom.

Činnosť prúdovej ochrany je založená na troch princípoch:

• Pri zvýšení prúdu rastie odpor, čo vedie k zahrievaniu prúdovodného materiálu;
• Pôsobením teploty sa kov rozťahuje;
• Tepelný koeficient rozťažnosti sa pri rôznych kovoch líši.

Preto sa používa bimetalová platnička, ktorá je zvarená z kovových plechov s rozdielnymi koeficientmi rozťažnosti. Takáto platnička sa pri zahriatí ohýba. Jeden jej koniec je upevnený a druhý sa vychyľuje a prerušuje kontakt.

Na ohrev bimetalového rozopínača sa zvyčajne vedľa neho umiestňuje špirála, cez ktorú prechádza elektrický prúd. Niekedy sa však realizuje aj “priamy” variant vo forme prúdovodnej platničky.

Platnička je navrhnutá na tepelnú reakciu pri prechode prúdu určitej sily. Preto pri výmene štartovacieho ochranného relé treba skontrolovať jeho kompatibilitu s nainštalovaným modelom kompresora.

Zisťovanie možných porúch

Vzhľadom na malý počet prvkov relé ich možno postupne skontrolovať z hľadiska funkčnosti. Na to bude potrebný plochý skrutkovač a multimeter.

Č. 1 – problémy pri činnosti relé

Z konštrukčného hľadiska je relé s cievkou zariadením s normálne rozpojenými kontaktmi, a pozistorový variant s normálne zopnutými kontaktmi. Aj v jednom aj v druhom prípade sú možné varianty, keď pri štarte bude chýbať privádzanie prúdu do štartovacieho vinutia alebo naopak, neprebehne jeho vypnutie.

Ak je kompresor v poriadku, ale nezapína sa na základe príkazu z riadiacej jednotky chladničky, signalizuje to absenciu napätia na štartovacom vinutí statora.

Príčinou môže byť:

• prerušenie elektrického obvodu;
• problém s kontaktnou lištou;
• prehriatie pozistora;
• zásah systému elektrickej ochrany a jeho nenávrat do normálnej polohy.

Ak sa chladnička zapína na 5–20 sekúnd a potom sa vypne, najčastejšie je to dôsledkom aktivácie ochranného mechanizmu relé.

Príčiny môžu byť nasledovné:

• ochranný mechanizmus je funkčný, ale k aktivácii dochádza kvôli problémom v pracovnom vinutí motora;
• ochranný mechanizmus je funkčný, ale v relé nedochádza k rozopnutiu kontaktov v obvode štartovacieho vinutia;
• ochranný mechanizmus je chybný, dochádza k falošnej aktivácii pri nepatrnom zahriatí.

Keďže príčin poruchy môže byť viac, je potrebné vykonať kompletnú diagnostiku štartovacieho a ochranného relé chladničky.

Cena štartovacích a ochranných relé na značky ako Atlant alebo Biriusa nepresahuje 5 €. Ak rýchlo zakúpite a nainštalujete nové funkčné zariadenie, chladnička sa ani nestihne rozmraziť

Č. 2 – poruchy kontaktov elektrického obvodu

Poruchu štartovacieho a ochranného relé je možné zistiť pomocou multimetra.

Na to je potrebné prezvoniť tri úseky elektrického obvodu:

1. Ak je na úseku od vstupu k výstupu na pracovné vinutie prerušenie, je potrebné skontrolovať miesto rozpojenia kontaktov ochranným mechanizmom. Je možné, že sa aktivoval a nevrátil do pôvodného stavu, alebo že sa okysličili rozpojovacie kontakty.
2. Ak nie je kontakt na úseku od vstupu k výstupu na štartovacie vinutie, okrem banálneho prerušenia vodivého vodiča sú možné dve možnosti: rozpojenie obvodu ochranným mechanizmom, alebo chýbajúci kontakt cez lištu.
3. Prerušenie na priamom (nulovom) úseku znamená mechanické poškodenie obvodu – to je najjednoduchšie nájsť a opraviť.

Ak je činnosť relé založená na použití indukčnej cievky, je potrebné nútene zdvihnúť lištu – inak kontakt nebude.

Použitím multimetra je ľahké odhaliť chybné kontakty ich prezvonením cez odpor. Dôležité je neponáhľať sa a vykonávať kontrolu postupne na každom úseku obvodu

Č. 3 – nesprávna činnosť pozistora

Aby ste sa presvedčili, že pozistor funguje správne, je potrebné ho skontrolovať v studenom a zahriatom stave.

V prvom rade musíte počkať, kým pozistor vychladne (stačí 2-3 minúty v nečinnom stave) a prezvoniť ho pomocou multimetra. V prípade absencie prúdu alebo zistenia veľkého odporu je pozistor chybný a je potrebné ho vymeniť.

Ak zariadenie funguje správne, pri jeho kontrole v studenom stave by mal multimeter ukázať prítomnosť malého odporu.

Na kontrolu schopnosti odpojenia je potrebné pripojiť k pozistoru spotrebič elektrickej energie, napríklad 100 W žiarovku. Na to je potrebná elektrická zástrčka s dvoma svorkami, ktoré sa pripájajú na vstup zariadenia. Drôty zo žiarovky sa pripájajú ku konektorom vedúcim na nulový vodič a štartovacie vinutie.

Pri zapojení zástrčky do zásuvky sa žiarovka rozsvieti. Keďže menovitý prúd v experimente je výrazne nižší ako pri štarte kompresora, pozistor sa bude dlho zahrievať – pre 100 W žiarovku bude reakčný čas 20-40 sekúnd.

Ak po určitom čase žiarovka zhasne, zariadenie je v poriadku. Ak spotrebič nie je odpojený od napätia, znamená to, že pozistor je nefunkčný. V domácich podmienkach nie je jeho oprava možná, stojí lacno, preto je potrebné zakúpiť prvok s podobnými parametrami.

Č. 4 – problémy s kontaktnou lištou

Existujú dva typy problémov s kontaktnou lištou:

• nedochádza k prietoku prúdu pri zopnutí kontaktov;
• lišta sa lepí a neklesá.

Prvý problém môže vzniknúť v dôsledku oxidácie kontaktov. V tomto prípade ich musíte očistiť brúsnym papierom. Príčinou môže byť aj deformácia polohy lišty, potom ju musíte nastaviť horizontálne.

Na vyčistenie kontaktov a odstránenie nečistôt alebo stôp oxidácie je možné použiť jemný brúsny papier nasadený na ihle alebo tenkom ohybnom šidle.

Zložitejší problém je miesto spojenia lišty a kolíka, na ktoré pôsobí magnetické pole solenoidu. Riešenie problému je individuálne a závisí od typu poruchy.

Lepenie lišty sa prejavuje tým, že sa neoddeľuje spolu s jadrom. Na to je potrebné vyčistiť kontakty, aby sa odstránila lepiaca látka a urobili ich hladkými.

Č. 5 – neštandardná aktivácia prúdovej ochrany

Ak sa pri prezvonení zistí absencia kontaktu od vstupu k obom vinutiam, s najväčšou pravdepodobnosťou došlo k prerušeniu v oblasti ochrany.

Vo väčšine prípadov ide buď o oddelenie kontaktu, ktoré rozopína bimetalová platnička, alebo o poškodenie v oblasti vykurovacej špirály.

Bimetalovú platňu a vyhrievaciu špirálu nemožno ohýbať, posúvať ani vykonávať s nimi iné činnosti, ktoré by spôsobili zmenu nastaveného režimu spínania.

Ak nie je možné poškodenie opraviť inak, bude potrebné zakúpiť nové relé.

Závery a užitočné video k téme

Video #1. Prehľad princípu činnosti, typov a hlavných porúch štartovacieho ochranného relé:

Video #2. Príznaky porúch rozšíreného štartovacieho relé RKT. Pripojenie externého kondenzátora na kompenzáciu nestabilného napätia:

Jednoduchá konštrukcia štartovacieho relé umožňuje samostatne nájsť poruchy a ľahko ich odstrániť. Na to nie sú potrebné hlboké znalosti elektriky ani špeciálny nástroj.

Je však potrebné dodržiavať presnosť, pretože od kvality vykonaných prác závisí funkčnosť drahého zariadenia.

Chcete porozprávať o tom, ako ste vyberali štartovacie relé na obnovenie funkčnosti chladiaceho agregátu? Máte užitočné informácie k téme článku, ktoré by ste sa chceli podeliť s návštevníkmi stránky? Napíšte, prosím, komentáre do bloku nižšie, umiestnite fotografie, pýtajte sa otázky.