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”
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.
Устройство компрессора холодильника
Фундаментальное физическое правило действует и в быту: тепло передается от тела с большей температурой к менее нагретому. Чтобы происходил обратный процесс, и в бытовом приборе создавался холод, нужно приложить внешнюю энергию в форме механической работы.
Именно по такой схеме действуют холодильные системы. Электричество приводит в действие специальное устройство, которое создает давление и сжимает газообразный хладагент, чтобы перевести его в жидкое состояние. Такой деталью является компрессор, который часто называют «сердцем холодильника». Ведь если он перестает нормально работать, процесс генерации холода невозможен. Помимо компрессионных, известны иные разновидности установок (абсорбционные, термоэлектрические), но в бытовых решениях для дома их не найти.
По конструкции компрессоры чаще всего представляют собой электродвигатель, приводящий в действие одноцилиндровый поршневой насос с клапанным механизмом. Реже встречаются установки линейного типа, где нет вращающихся деталей, а поршень насоса вибрирует от возвратно-поступательных движений сердечника электромагнитной катушки. Однако эти устройства не так распространены, их практически нет на старых моделях холодильников.
Инверторные компрессоры считаются наиболее передовым типом техники, имея ряд заметных преимуществ перед прежними моделями. Их выпускают сегодня ведущие компании отрасли:
- LG;
- Liebherr;
- «Бош»;
- «Индезит».
Однако оборотной стороной оказывается их избыточная сложность, не позволяющая делать диагностику и ремонт системы в домашних условиях своими руками.
Когда сломался холодильник с инверторным компрессором, не стоит пытаться что-то делать с ним самостоятельно, обращайтесь к квалифицированным мастерам в сервис. Если же установка обычного типа с прямым питанием от 220В, есть шанс запустить заклинивший компрессор холодильника, не прибегая к посторонней помощи. Традиционно более пригодна к самодеятельному ремонту техника отечественных марок («Атлант», «Свияга»).
Где находится компрессор
Двигатель компрессора вместе с поршневым насосом, клапанным механизмом и ресиверами для фреона принято устанавливать на демпфирующих пружинах внутри герметично заваренного металлического кожуха. Эта деталь обычно красится в черный цвет для лучшей теплоотдачи и выглядит как округлый бак с выходящими из него трубками. Размещают его в задней стенке холодильника на металлической раме неподалеку от конденсатора (рассеивающего избыток тепла змеевика из трубок).
Давление внутри запаянного корпуса компрессора при нормальной работе – 10 атмосфер. Электропитание к мотору подается через контакты на наружной стенке бака.
Проверка компрессора на работоспособность
Результат штатной работы компрессора – создание необходимого давления хладагента в системе трубок. Для разных моделей этот показатель варьируется, но принципиально считают, что при выходном давлении меньше 4 атмосфер устройство для эксплуатации непригодно.
Если же целью ремонта будет попытка восстановить нормальную работу холодильника, оценивать состояние компрессора придется по косвенным приметам (шум, вибрация). По отзывам мастеров, две наиболее частые поломки:
- неисправность электрооборудования, в том числе отказ пускозащитного реле;
- заклинивание механической части компрессора (ротора его двигателя либо поршня в цилиндре насоса).
Систему проверяют отдельно на каждую из указанных проблем, чтобы понять, какая именно деталь требует ремонта или замены. Для этого понадобится напрямую запустить компрессор холодильника без реле.
Система No Frost и саморазморозка
Описанные выше холодильники имеют капельную систему разморозки. Это значит, что холодильной камере установлен “плачущий” испаритель: в период простоя компрессора иней на нём тает естественным образом, потому как температура в камере плюсовая.
Образовавшаяся вода стекает по специальным желобам через трубочку в контейнер, расположенный над мотором или возле него. Позже работающий мотор сильно нагревается, и вода испаряется. Морозилка при такой системе самостоятельно не оттаивает никогда, к тому же иней образуется не только на стенках камеры, но и на продуктах.
Холодильники No Frost не нуждаются в разморозке, инея в их камерах, даже в морозилке, вы не увидите. Характерная особенность таких моделей – наличие вентилятора, который распределяет холодный воздух от испарителя по камерам.
В холодильниках No Frost присутствуют стандартные пуско-защитные реле, усовершенствованное термореле, а также вентилятор и нагревательные элементы для автоматической оттайки
Сам охлаждающий змеевик в таких моделях выглядит не как привычная сплошная металлическая пластина, а как автомобильный радиатор или змеевик конденсатора сзади старых холодильников.
В общей схеме работы холодильника новые элементы ведут себя следующим образом:
- вентилятор или турбина запускается вместе с компрессором и равномерно распределяет холодный воздух по камерам;
- когда термореле размыкает контакты, питающие двигатель в связи с достижением заданной температуры, одновременно отключается и вентилятор;
- раз в 8 – 16 часов термореле включает нагревательный элемент. Это электрический мат или провод, нагревающий змеевик испарителя для удаления с него инея. Теплый воздух не попадает в камеры холодильника, поскольку испаритель скрыт, а вентилятор отключен;
- когда весь иней оттаял, переключатель компенсации температуры отключает подогрев;
- дополнительно термостат может управлять заслонкой, регулирующей подачу холодного воздуха в основную камеру по каналам.
Разморозка таких холодильников похожа на “плачущий” испаритель лишь в одном: образовавшаяся вода также стекает по каналам в емкость около мотора.
Испаритель и вентилятор могут быть скрыты в перегородке между камерами, а для регулировки температуры служат разное количество воздуховодов и подвижные заслонки в них
Описанная выше схема – наиболее примитивная. Большинство современных моделей управляются централизованно, с электронной платы.
Основной недостаток холодильников No Frost – пересыхание продуктов из-за постоянной циркуляции воздуха. Всё приходится хранить в контейнерах с плотными крышками или заворачивать в плёнку.
Оригинальное решение проблемы предлагает Electrolux в системе Frost Free. В этих агрегатах морозилка работает по системе No Frost, а в камере с плюсовой температурой установлен классический, “плачущий” испаритель. Электрическая схема в целом идентична стандартным системам “без инея”.
Самые распространенные виды самодельных влагоотделителей
Самодельные влагоотделители изготавливают по образу и подобию промышленных. Существует три разновидности таких устройств:
Циклоны
Влагоотделитель этого типа имеет цилиндрический корпус, в котором воздуху придается вращательное движение. При этом содержащийся в нем пар отбрасывается центробежной силой к стенкам, на которых оседает в виде конденсата.
Подсушенный воздух выводится через выходной патрубок, который удален на максимально возможное расстояние от входного.
Для сброса конденсата имеется дренажный вентиль.
Адсорберы
Некоторые вещества впитывают водяной пар, как губка. Чтобы подсушить воздух, достаточно пропустить его через камеру, наполненную таким веществом (его называют сорбентом).
По мере насыщения влагой сорбент следует менять.
Охладители
Выше мы уже говорили, что «растворимость» пара в воздухе увеличивается с ростом температуры последнего. К примеру, при температуре 0 градусов воздух может содержать до 1 г водяного пара, в то время как при +20С — уже около 20-ти г. Отсюда следует простой вывод: чтобы воздух подсушить, его нужно охладить. При этом часть пара станет избыточной и тут же превратится в конденсат.
Наглядным примером данного процесса могут послужить такие явления, как выпадение росы утром, постоянно капающая из бытового кондиционера вода, запотевание холодного зеркала после приема душа. Да и бытовые осушители воздуха, использующие данный принцип — уже давно не редкость.
Охладитель и влагоотделитель – схема
Удаление влаги из воздуха путем его охлаждения — довольно энергоемкий процесс, поэтому влагоотделители этого типа встречаются реже первых двух. Также следует учитывать, что холодильные осушители не очищают воздух от механических примесей, как это делают циклоны и адсорберы.
Влагоотделители заводского изготовления обычно являются комбинированными. Охлаждающий блок или циклон представляет собой первую ступень, в которой осуществляется грубая очистка, то есть удаляется основная часть пара. В циклоне воздух закручивается в вихрь при помощи вращающегося рабочего колеса с лопатками.
Адсорбер выступает в качестве второй ступени, которая осуществляет уже тонкую очистку. Благодаря комбинированному решению сорбент приходится менять гораздо реже.
В характеристиках промышленных влагоотделителей помимо количества отводимого пара (указывается в процентах) приводится еще и размер пылинок, задерживаемых устройством.
Чертеж устройства
В самодельном варианте циклона мы с целью упрощения обойдемся без рабочего колеса. Вместо этого воздух в цилиндрический корпус будем подавать по касательной, за счет чего он и будет двигаться вихреобразно.
Правда, нужно учесть, что такой влагоотделитель, не имеющий принудительного завихрителя, будет эффективно работать только при установке после компрессора. То есть сам нагнетатель он защитить не сможет.
Основы диагностики и простой ремонт
Разберем самые простые операции, которые необходимо провести для тестирования холодильника. Начать стоит с определения качества напряжения сети. Оно должно строго соответствовать 220 В. Меньшие значения вполне могут стать причиной отказа в работе агрегата.
Следует осмотреть так же и сетевую вилку со шнуром. Загибов, заломов, повреждений быть не должно. Если элементы греются или искрят это явный признак неблагополучия.
Начать ремонт холодильника следует с визуального осмотра и диагностики. так можно выявить проблемы, о которых владелец даже не подозревал
Проверяются клеммы компрессора, которые должны находиться в рабочем состоянии. После этого нужно с помощью тестера проверить достаточное ли напряжение прибор получает от сети.
Убедившись в том, что оно надлежащего качества, устройство обязательно отключается от питания. Теперь нужно внимательно осмотреть компрессор, расположенный в нижней части агрегата. Здесь не должно быть видимых повреждений.
Если визуальный осмотр не дал результатов, переходят к тестированию обмоток двигателя. Для начала отсоединяют провода, руководствуясь при этом обозначениями на клеммах
Для проверки обмотки тестер переключается в режим омметра. Один конец провода закрепляется на тестере, после чего поочередно проверяются выводы. Проводится и парная диагностика. На замыкание или повреждение обмотки укажет отсутствие движений стрелки тестера.
Далее проверяют цепи управления. Для этого от реле отсоединяют провода и замыкают их, а потом проверяют наличие контакта между ними и вилкой включения. Наличие такого контакта свидетельствует о том, что реле, шнур и термодатчик исправны.
При обнаружении проблемы придется по отдельности проверять каждый блок. Для тестирования термодатчика его снимают и отсоединяют провода.
Из обычного гвоздя можно изготовить шток для подвижных контактов реле. Обычно эта деталь выполняется из пластика и часто ломается. На схеме показано как это можно сделать
Далее подлежит проверке каждый из проводов, при наличии замыкания делается вывод о неисправности детектора. Его следует заменить. Если же цепь управления работает нормально, обрывы отсутствуют, проверяются реле защиты и пуска.
Чтобы получить доступ придется снять крышку. У старых моделей она крепится на защелки, у новых – на заклепки. Их нужно аккуратно высверлить, а после осмотра закрепить крышку на винты.
Самые частые поломки этого узла – заклинивание пружины или сердечника в катушке, обгорание контактов или поломка штока. Все это вполне можно исправить. Для начала катушка снимается с защелок, из нее вынимается сердечник и шток с контактами.
Далее проводится тщательная очистка всех этих элементов. В самых простых случаях будет вполне достаточно мягкой ткани со спиртовой пропиткой. В более сложных для обеспечения свободного хода с сердечником придется поработать наждачкой или даже напильником. Зачищаются и все контакты.
Если оказалось, что сломан шток, а это бывает часто, поскольку он представляет собой стержень из пластмассы, его можно заменить отрезком обычного гвоздя. После ремонта узел собирается в обратном порядке, ставится на место и подключается.
Как подключить без конденсатора
Классический конденсатор в холодильном оборудовании используется для охлаждения и преобразования газообразного хладагента в жидкую фазу. Насос хладагента допускает кратковременную работу без конденсационного блока, но длительно эксплуатировать агрегат не рекомендуется (из-за отсутствия подачи масла). В самом компрессоре встречается электролитический конденсатор, обеспечивающий дополнительный импульс тока в момент пуска оборудования. Конденсатор использовался в холодильниках, выпущенных в 60-70-х гг. прошлого столетия.
Конденсатор работает совместно с управляющим реле, размещается в разрыве между линией питания и пусковой обмоткой. При проверке работоспособности мотора можно подключить питание напрямую, обойдя дополнительные компоненты цепи. В оборудовании, выпущенном после 90-х гг., элемент не используется. Конденсатор применяется для пуска 3-фазных электродвигателей, подключаемых к бытовой сети переменного тока. Установленный элемент имитирует недостающую фазу, но в бытовом холодильном оборудовании такие двигатели не используются.
Если мотор не реагирует на подачу питания, то потребуется демонтировать реле. Если при подаче питания из корпуса компрессора доносится монотонное гудение, то причиной поломки являются заклинившие подшипники качения или сломанный поршневой насос. Если мотор не работает и нет постороннего гула, то причину утраты работоспособности следует искать в обрыве проводов внутри компрессора. Подобный агрегат не ремонтируется, а подлежит утилизации.
Проверка давления
Проверить работоспособность компрессора холодильника можно манометром, который измеряет давление газа, создаваемое агрегатом. Тестирование производится до слива хладагента и снятия агрегата из холодильной машины. Для измерения применяется специальный манометр с резьбовой втулкой, который накручивается на нагнетающий канал. На исправном узле после включения питания давление доходит до 6 атмосфер и выше. При отсутствии давления, пульсации или низком значении требуется проверить состояние магистральных трубопроводов и корпуса агрегата.
Причиной низкого давления может стать повреждение поршня или рабочего цилиндра, установленного внутри корпуса компрессора. Допускается разобрать агрегат, предварительно демонтировав узел. Металлический корпус разрезается шлифовальным кругом или ножовкой, при проведении работы следует быть осторожным, поскольку внутри кожуха находится масло. Поврежденные узлы заменяются на аналогичные детали, взятые от другого компрессора. Полость устройства промывается от остатков стружки и масла, а затем половины соединяются сваркой.
Комплектация и назначение элементов поршневых компрессоров для холодильника
Если вы заглянете за ваш холодильник, то сможете увидеть там небольшой черный металлический бачок с приплюснутым воротом, от которого отходят несколько трубок.
Это и есть компрессор. Его кожух герметичен, а подводящие медные трубки выведены к решеткам охлаждения холодильника, размещенным на его задней панели.
Внутри кожуха находится механизм компрессорной установки, состоящей из мотора, поршневого цилиндра с прилегающим к нему клапаном, креплений и медных трубок, витиевато закрученных вокруг самой установки. Таких трубок в современных компрессорах всего три. Две из них, расположенные рядом, отвечают за подачу и возврат в систему фреона, который постоянно циркулирует в системе под определенным давлением. Это давление и призван создавать компрессор.
Третья трубка обычно запаяна с конца.
Она находится на противоположной стороне от предыдущих, и через нее систему заправляют фреоном.
Эта трубка ведет к пластиковому глушителю, сглаживающему шум от поступающего в корпус фреона.
Двигатель компрессора чаще всего асинхронный, состоит из вертикально расположенных обмоток (статора) и подвижного якоря (ротора), к концу которого закреплен коленчатый вал с кулисой или шатуном, приводящей в движение поршень. Корпус двигателя объединен с цилиндром компрессора, и размещен на независимой подвеске из четырех пружин, сглаживающих вибрацию от двигателя, и делающих работу компрессора почти бесшумной.
Во время работы компрессора, установка вместе с двигателем достаточно сильно нагревается, и ее температура внутри кожуха может достигать порядка 100 °С.
Происходит это из-за нагнетаемого компрессором высокого давления для перегонки фреона, в среде которого вынужден работать двигатель. На дне кожуха располагается некоторое количество минерального или синтетического масла (около 200 гр), которое под температурой и давлением превращается в аэрозоль и смешиваясь с хладагентом, попадает в охладительную систему холодильника.
За подачу масла на подшипники, клапана и поршень компрессорной установки отвечает центробежный масляный насос, который располагается внутри вала ротора.
Пускозащитное реле, оснащенное термодатчиком, находится на внешней стороне кожуха компрессора и выполняет несколько очень важных функций:
- Регулирует подачу электричества на компрессорную установку;
- Отсекает подачу электричества на заклинивший ввиду каких-либо поломок двигатель компрессора, предохраняя обмотку статора от перегрева и сгорания. Спустя некоторое время происходит повторная подача, и в случае неполадки, отключение;
- Предохраняет проводку от возгорания в случае перегрева контактной группы, и подведенных к ней проводов. Крайне полезная функция, поскольку по вине возгорания проводки до сих пор происходит огромное количество бытовых пожаров.
