Relè di avviamento per frigorifero: dispositivo, come controllare e riparare correttamente

L'elettrodomestico più indispensabile, sia in appartamento che in una casa privata, è il frigorifero. Ed è difficile non essere d'accordo, non è vero? È difficile trovare un'abitazione in cui non sia presente. Come tutti gli elettrodomestici, i frigoriferi possono guastarsi. Ma ci sono situazioni in cui il guasto può essere diagnosticato autonomamente.

Quasi tutte le apparecchiature frigorifere domestiche sono dotate di un motore monofase. Per avviarlo è necessario utilizzare un dispositivo di avviamento. Se questo componente, semplice ma importante, si guasta, il compressore non si avvia più. Ma conoscendo i principi di funzionamento del dispositivo, è possibile individuare il problema e risolverlo.

In questo articolo parleremo di come funziona il relè di avviamento del frigorifero e dei sintomi del suo malfunzionamento. Vi spiegheremo come individuare i problemi nell'apparecchiatura frigorifera. I video proposti vi aiuteranno a comprendere il principio di funzionamento del dispositivo di avviamento e, se necessario, a rilevarne il guasto.

Avviamento del motore elettrico asincrono monofase

In sostanza, i motori dei compressori installati nei frigoriferi moderni sono motori elettrici asincroni monofase dotati di avvolgimento di avviamento. I componenti principali sono il rotore rotante e lo statore fisso.

Il rotore è un cilindro cavo, realizzato in materiale conduttivo o che contiene un avvolgimento in cortocircuito.

Lo statore comprende due avvolgimenti: principale (di lavoro) e di avviamento (di spunto). Sono disposti tra loro a 90 gradi, oppure hanno direzioni di avvolgimento opposte – il cosiddetto “bifilare”. La corrente alternata, attraversando l'avvolgimento principale, genera un campo magnetico con vettore variabile.

Il campo pulsante può essere scomposto in due campi rotanti con lo stesso periodo, ma in direzioni opposte. In questo modo è più facile comprendere l'essenza fisica del processo di azione sul rotore.

Se il rotore non è statico, per la legge dell'induzione elettromagnetica il motore svilupperà o frenerà la coppia, poiché lo scorrimento rispetto ai flussi magnetici diretto e inverso è diverso. Pertanto, per mantenere il movimento, è sufficiente la corrente alternata che passa attraverso l'avvolgimento di lavoro.

Se il rotore è fermo, con lo stesso scorrimento rispetto ai flussi magnetici, la coppia elettromagnetica risultante sarà zero. In questo caso, è necessario creare una coppia di avviamento. Per questo serve l'avvolgimento di avviamento.

Le correnti negli avvolgimenti devono essere sfasate, quindi nel motore viene introdotto un elemento di sfasamento: un resistore, una bobina o un condensatore. Dopo che il rotore ha raggiunto la rotazione necessaria, l'alimentazione elettrica all'avvolgimento di avviamento viene interrotta.

Pertanto, per avviare un motore elettrico asincrono monofase è necessario che la corrente passi attraverso due avvolgimenti, mentre per mantenere la rotazione del rotore è sufficiente solo l'avvolgimento di lavoro. Per regolare questo processo, nel circuito prima del compressore del frigorifero viene installato un relè di avviamento.

Il relè è posizionato vicino al compressore e in modo tale da poter essere facilmente rimosso. È proprio dalla verifica di questo componente che si inizia quando il motore funziona in modo problematico.

Principio di funzionamento del relè di avviamento

Nonostante l'elevato numero di prodotti brevettati di diversi produttori, gli schemi di funzionamento dei frigoriferi e i principi di funzionamento dei relè di avviamento sono praticamente identici. Comprendendo il loro principio di funzionamento, è possibile individuare e risolvere autonomamente il guasto.

Schema del dispositivo e collegamento al compressore

Lo schema elettrico del relè ha due ingressi dall'alimentazione e tre uscite verso il compressore. Un ingresso (convenzionalmente il neutro) passa direttamente.

L'altro ingresso (convenzionalmente la fase) all'interno del dispositivo si divide in due:

• il primo passa direttamente all'avvolgimento di lavoro;
• il secondo passa attraverso i contatti di separazione all'avvolgimento di avviamento.

Se il relè non ha un alloggiamento, durante il collegamento al compressore è necessario non sbagliare l'ordine di connessione dei contatti. I metodi comuni su Internet per determinare i tipi di avvolgimento misurando la resistenza non sono corretti in generale, poiché in alcuni motori la resistenza dell'avvolgimento di avviamento e di lavoro è la stessa.

Lo schema elettrico del relè di avviamento e protezione può presentare modifiche minori a seconda del produttore. Nella figura è mostrato lo schema di collegamento di questo dispositivo nel frigorifero Orsk.

Pertanto, è necessario trovare la documentazione o smontare il compressore del frigorifero per comprendere la disposizione dei contatti di passaggio.

Inoltre, questo si può fare in presenza di identificatori simbolici vicino alle uscite:

• “S” – avvolgimento di avviamento;
• “R” – avvolgimento di lavoro;
• “C” – uscita comune.

I relè si differenziano per il metodo di montaggio sul telaio del frigorifero o sul compressore. Hanno anche le loro caratteristiche di corrente, quindi in caso di sostituzione è necessario scegliere un dispositivo completamente identico, o meglio, dello stesso modello.

Chiusura dei contatti tramite bobina di induzione

Il relè di avviamento elettromagnetico funziona secondo il principio di chiusura del contatto per far passare la corrente attraverso l'avvolgimento di avviamento. L'elemento attivo principale del dispositivo è una bobina solenoide, collegata in serie al circuito con l'avvolgimento principale del motore.

Al momento dell'avvio del compressore, con il rotore fermo, attraverso il solenoide passa una grande corrente di avviamento. Di conseguenza, viene creato un campo magnetico che sposta il nucleo (armatura) con una barra conduttrice montata su di esso, chiudendo il contatto dell'avvolgimento di avviamento. Inizia l'accelerazione del rotore.

Con l'aumento del numero di giri del rotore, l'intensità della corrente che passa attraverso la bobina diminuisce, di conseguenza la tensione del campo magnetico si riduce. Sotto l'azione della molla di compensazione o della forza di gravità, il nucleo ritorna nella posizione iniziale e il contatto si apre.

Sul coperchio del relè con bobina di induzione è presente una freccia “alto” che indica la corretta posizione del dispositivo nello spazio. Se lo si posiziona diversamente, non avverrà l'apertura dei contatti sotto l'azione della forza di gravità.

Il motore del compressore continua a funzionare in modalità di mantenimento della rotazione del rotore, facendo passare la corrente attraverso l'avvolgimento di lavoro. La prossima volta il relè si attiverà solo dopo l'arresto del rotore.

Regolazione della corrente mediante posistore

I relè prodotti per i moderni frigoriferi spesso utilizzano un posistore, un tipo di resistore termico. Per questo dispositivo esiste un intervallo di temperatura al di sotto del quale conduce corrente con una resistenza trascurabile, mentre al di sopra la resistenza aumenta bruscamente e il circuito si apre.

Nel relè di avviamento, il posistore è integrato nel circuito che porta all'avvolgimento di avviamento. A temperatura ambiente, la resistenza di questo elemento è trascurabile, quindi all'avvio del compressore la corrente passa senza ostacoli.

A causa della presenza di resistenza, il posistore si riscalda gradualmente e al raggiungimento di una certa temperatura il circuito si apre. Si raffredda solo dopo che l'alimentazione di corrente al compressore viene interrotta e si riattiva per la conduzione al successivo riavvio del motore.

Il posistore ha la forma di un cilindro basso, per questo gli elettricisti professionisti lo chiamano spesso “pastiglia”

Attuazione della protezione di corrente

Un motore asincrono è un dispositivo elettrico complesso soggetto a guasti. Se si verifica un cortocircuito, scatterà l'interruttore automatico installato nel quadro elettrico di distribuzione.

In caso di guasto del ventilatore che raffredda l'avvolgimento e gli elementi mobili meccanici, interverrà la protezione termica integrata del compressore.

La protezione termica interna del motore elettrico si basa su posistori. Reagisce al cambiamento complessivo della temperatura all'interno del dispositivo, che può avere cause sia interne che esterne.

Tuttavia, può verificarsi una situazione in cui il motore, per un periodo prolungato (oltre 1 secondo), inizia ad assorbire una corrente da 2 a 5 volte superiore a quella nominale. Questo accade più spesso a causa di un carico imprevisto sull'albero, dovuto al grippaggio del motore.

L'intensità della corrente aumenta, ma non raggiunge i valori di cortocircuito, quindi l'interruttore dimensionato per il carico non scatterà. Inoltre, non ci sono motivi di intervento per la protezione termica, poiché la temperatura non cambia in un intervallo di tempo così breve.

L'unico modo per reagire tempestivamente alla situazione e prevenire la fusione dell'avvolgimento di lavoro è l'intervento della protezione di corrente, che può essere installata in diversi punti:

• all'interno del compressore;
• in un relè di protezione di corrente separato;
• all'interno del relè di avviamento.

Il dispositivo che combina le funzioni di attivazione dell'avvolgimento di avviamento e di protezione di corrente del motore è chiamato relè di avviamento e protezione. La maggior parte dei compressori dei frigoriferi è dotata di tale meccanismo.

L'azione della protezione di corrente si basa su tre principi:

• all'aumentare dell'intensità di corrente, la resistenza aumenta, provocando il riscaldamento del materiale conduttore;
• sotto l'azione della temperatura, il metallo si espande;
• il coefficiente di dilatazione termica è diverso per i diversi metalli.

Pertanto si utilizza una lamina bimetallica, saldata da fogli metallici con diversi coefficienti di dilatazione. Tale lamina si incurva quando viene riscaldata. Un'estremità è fissata, mentre l'altra, flettendosi, apre il contatto.

Per riscaldare l'interruttore bimetallico, di solito si posiziona una spirale vicina attraverso cui passa l'elettricità. Tuttavia, a volte si realizza una variante “diretta” sotto forma di lamina conduttrice.

La lamina è progettata per reagire termicamente al passaggio di una corrente di una determinata intensità. Pertanto, quando si sostituisce il relè di avviamento e protezione, è necessario verificarne la compatibilità con il modello di compressore installato.

Individuazione dei possibili guasti

Considerando il numero ridotto di componenti del relè, è possibile verificarli uno per uno per il corretto funzionamento. A tale scopo saranno necessari un cacciavite piatto e un multimetro.

N. 1 — Anomalie nel funzionamento del relè

Da un punto di vista costruttivo, il relè con bobina è un dispositivo con contatti normalmente aperti, mentre la variante con PTC (posistore) ha contatti normalmente chiusi. Sebbene in entrambi i casi siano possibili situazioni in cui all'avvio non vi sia alimentazione di corrente all'avvolgimento di avviamento o, al contrario, la sua disconnessione non avvenga.

Se il compressore è funzionante ma non si accende al comando impartito dall'unità di controllo del frigorifero, ciò indica l'assenza di tensione sull'avvolgimento di avviamento dello statore.

La causa può essere:

• interruzione del circuito elettrico;
• problema della barretta di contatto;
• surriscaldamento del posistore;
• intervento del sistema di protezione elettrica e mancato ripristino nella posizione normale.

Se il frigorifero si accende per 5-20 secondi e poi si spegne, molto spesso ciò è conseguenza dell'intervento del meccanismo di protezione del relè.

Le cause possono essere le seguenti:

• il meccanismo di protezione è funzionante, ma l'intervento avviene a causa di problemi nell'avvolgimento di lavoro del motore;
• il meccanismo di protezione è funzionante, ma nel relè non avviene l'apertura dei contatti nel circuito dell'avvolgimento di avviamento;
• il meccanismo di protezione è guasto, si verifica un falso intervento con un riscaldamento modesto.

Poiché le cause del malfunzionamento possono essere molteplici, è necessario eseguire una diagnosi completa del relè di avviamento e protezione del frigorifero.

Il costo dei relè di avviamento e protezione per marchi come Atlant o Birjusa non supera i 5 €. Se si acquista e installa rapidamente un nuovo dispositivo funzionante, il frigorifero non farà nemmeno in tempo a sbrinarsi.

N. 2 — Guasti dei contatti del circuito elettrico

Il guasto del relè di avviamento e protezione può essere rilevato con un multimetro.

A tal fine è necessario verificare la continuità di tre sezioni del circuito elettrico:

1. Se nel tratto dall'ingresso all'uscita sull'avvolgimento di lavoro si verifica un'interruzione, è necessario controllare il punto di apertura dei contatti da parte del meccanismo di protezione. È possibile che sia intervenuto e non sia tornato allo stato iniziale, oppure che i contatti di apertura si siano ossidati.
2. Se non c'è contatto nel tratto dall'ingresso all'uscita sull'avvolgimento di avviamento, oltre a un banale spezzone del conduttore, sono possibili due opzioni: apertura del circuito da parte del meccanismo di protezione o assenza di contatto attraverso la barretta.
3. Un'interruzione sul tratto diretto (neutro) indica un danno meccanico del circuito: è il più facile da individuare e riparare.

Se il funzionamento del relè si basa sull'uso di una bobina di induzione, è necessario sollevare forzatamente la barretta: altrimenti non ci sarà contatto.

Usando un multimetro è facile individuare i contatti difettosi mediante la verifica di continuità attraverso la resistenza. È importante non avere fretta ed eseguire il controllo in sequenza su ogni sezione del circuito.

N. 3 — Funzionamento anomalo del posistore

Per assicurarsi che il posistore funzioni correttamente, è necessario verificarlo sia a freddo che a caldo.

Innanzitutto è necessario attendere che il posistore si raffreddi (sono sufficienti 2-3 minuti di inattività) e testarlo con un multimetro. In caso di assenza di corrente o rilevamento di una resistenza elevata, il posistore è difettoso e deve essere sostituito.

Se il dispositivo funziona correttamente, durante la verifica a freddo il multimetro dovrebbe indicare una resistenza insignificante.

Per verificare la capacità di disconnessione, è necessario collegare al posistore un carico elettrico, ad esempio una lampada a incandescenza da 100 watt. A tale scopo è necessaria una spina elettrica con due morsetti, che si collegano all'ingresso del dispositivo. I fili della lampada vengono collegati ai connettori che portano al neutro e all'avvolgimento di avviamento.

Inserendo la spina nella presa, la lampadina si accenderà. Poiché il valore della corrente che passa nell'esperimento è molto inferiore rispetto all'avviamento del compressore, il posistore si riscalderà lentamente: per una lampada da 100 watt, il tempo di reazione sarà di 20-40 secondi.

Se dopo un po' la lampadina si spegne, il dispositivo è funzionante. Se il carico non viene scollegato, significa che il posistore è difettoso. La sua riparazione in casa non è possibile, ha un costo contenuto, quindi è necessario acquistare un elemento con parametri simili.

N. 4 — Problemi con la morsettiera

Esistono due tipi di problemi con la piastra di contatto:

• non passa corrente quando i contatti sono chiusi;
• la piastra si blocca e non si abbassa.

Il primo problema può verificarsi a causa dell'ossidazione dei contatti. In questo caso è necessario pulirli con carta vetrata. Un'altra causa può essere la deformazione della posizione della piastra; in tal caso, è necessario posizionarla orizzontalmente.

Per pulire i contatti e rimuovere sporco o tracce di ossidazione, è possibile utilizzare carta vetrata fine infilandola su un ago o un punteruolo sottile e flessibile.

Un problema più complesso è il punto di giunzione tra la piastra e il perno su cui agisce il campo magnetico del solenoide. La soluzione in questo caso è individuale e dipende dal tipo di guasto.

Il blocco della piastra si manifesta con il fatto che essa non si allontana insieme al nucleo. A tal fine è necessario pulire i contatti per rimuovere la sostanza adesiva e renderli lisci.

N. 5 — Attivazione anomala della protezione di corrente

Se durante il test di continuità si rileva l'assenza di contatto dall'ingresso a entrambi gli avvolgimenti, è probabile che si sia verificata una rottura nella zona di protezione.

Nella maggior parte dei casi si tratta di un distacco del contatto che viene aperto dalla lamina bimetallica, oppure di un danno nella zona della spirale riscaldante.

La piastra bimetallica e la spirale che la riscalda non devono essere piegate, spostate o sottoposte ad altre azioni che possano causare una modifica della modalità di intervento impostata.

Se non è possibile riparare il danno in altro modo, sarà necessario acquistare un nuovo relè.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video #1. Panoramica del principio di funzionamento, delle tipologie e dei principali guasti del relè di avviamento e protezione:

Video #2. Segni di guasto del comune relè di avviamento RKT. Collegamento di un condensatore esterno per compensare la tensione instabile:

La struttura semplice del relè di avviamento consente di individuare autonomamente i guasti e di risolverli facilmente. Non sono necessarie conoscenze approfondite di elettricità o strumenti speciali.

Tuttavia, è necessario essere puntuali, poiché la funzionalità di apparecchiature costose dipende dalla qualità del lavoro svolto.

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