Привод компрессора бытового холодильника — это обычно асинхронный электродвигатель с питанием от однофазной сети 220 В. Его особенность в том, что при запуске необходимо пусковое реле для холодильника, которое во многих моделях имеет еще функцию токовой тепловой защиты обмоток двигателя.
Принцип работы пускового реле
Трехфазному двигателю не нужно пусковое устройство. Через три катушки статора проходят переменные токи, фаза каждого из которых сдвинута относительно другого на 120°. Таким образом вокруг ротора создается «вращающееся» магнитное поле.
В неподвижном роторе, который выполнен в виде полого цилиндра из токопроводящих материалов или содержит короткозамкнутую обмотку (по принципу «беличьей клетки»), генерируются вихревые токи. А они в свою очередь взаимодействуют с электромагнитным полем статора, увлекаются за ним, стараясь его «догнать». Так генерируется электродвижущая сила, которая раскручивает ротор.
Как только частота (скорость) вращения ротора приближается к скорости вращения поля статора, в токопроводящей части роторе начинают «затухать» электромагнитные процессы, он начинает тормозить, снова возбуждается и разгоняется. То есть, ротор относительно магнитного поля статора вращается асинхронно.
В бытовых условиях используется однофазная сеть. Но одна рабочая обмотка не может «раскрутить» неподвижный ротор — для создания пускового момента на статоре необходима вторая обмотка со смещенной фазой.
Важно! Второе обязательное условие для пусковой обмотки — смещение относительно рабочей. Она или расположена под углом 90°, или сделана с обратным направлением намотки (бифиляр).
Смещение фазы для тока пусковой обмотки создается с помощью катушки индуктивности или конденсатора. Но работа второй обмотки нужна только при пуске двигателя — движущийся ротор будет разгонять (или тормозить) вращение магнитного поля статора, поэтому для работы будет достаточно, если по основной обмотке протекает переменный ток.
Если резюмировать сказанное, то чтобы запустить мотор компрессора необходимо устройство, которое выполняет следующие функции:
- смещает фазу тока для пусковой обмотки;
- включает пусковую обмотку при запуске двигателя;
- отключает пусковую обмотку, когда ротор «разогнался».
Отсюда и название этой детали холодильника — пусковое реле.
Виды пускового реле для холодильника
Все многообразие видов реле на бытовой холодильник можно разделить на два класса:
- позисторные («таблетки»);
- индукционные.
Устройство позисторного реле
Пускатель состоит из двух элементов: конденсатора и позистора (вид теплового резистора).
Конденсатор в схеме компрессора стоит между шинами рабочей (R) и стартовой (S) обмотки. Он обеспечивает смещение фазы, необходимое для включения двигателя компрессора.
Позистор последовательно подключен со стартовой обмоткой. При комнатной температуре в момент пуска его сопротивление незначительно (порядка 30 Ом), и в это время ток через обмотку протекает в своем максимальном значении. Во время прохождения пускового тока, позистор нагревается, его сопротивление значительно увеличивается, что практически полностью блокирует вспомогательную обмотку.
Примечание. Величины тока хватает только на то, чтобы поддерживать позистор в «закрытом», горячем состоянии, пока компрессор будет работать (тепловые потери в нем незначительны и составляют несколько ватт).
Остывать позистор начинает после прекращения подачи напряжения на компрессор.
К такому типу относятся пускозащитные реле серии РТ и РКТ холодильников Атлант, серии ПЗР и РП3П2 холодильников Nord. А также реле серии 6SP для холодильников Индезит, AEG, Электролюкс, Stinol.
Работа индукционного реле
Основной элемент схемы — соленоид, определенным образом размещенный в корпусе реле. Катушка соленоида последовательно подключена с рабочей обмоткой мотор-компрессора. В момент «старта», при еще неподвижном роторе, по цепи катушки протекает максимальный ток. Создается сильное магнитное поле, которое втягивает в катушку якорь с токопроводящим контактом — он замыкает цепь пусковой обмотки. И ротор разгоняется.
При выходе ротора на рабочие обороты ток через катушку уменьшается до величины, при которой действие магнитного поля станет меньше силы компенсации пружины (или веса якоря). В это время сердечник возвращается в начальное состояние, контакты в цепи пусковой обмотки размыкаются.
Реле сработает на включение, когда двигатель после остановки запустится вновь.
Важно! Для этого типа реле обязательное условие работы — правильная ориентация корпуса относительно горизонта. Поэтому при ремонте холодильника и замене реле своими руками надо обязательно проверять положение новой запчасти.
К такому типу относятся реле серии РТК для холодильников Бирюса, Ока, ЗИЛ, Юрюзань. Или реле серии Р-4 холодильников Мир-101 КШД 270/80.
Защитные функции реле
В процессе работы холодильного агрегата могут возникнуть «нештатные» ситуации, причина которых может быть в неправильной работе компрессора. Часто это бывает из-за чрезмерной нагрузки на валу двигателя. Например, при заклинивании ротора. Сила тока через обмотку возрастает, но не настолько, чтобы сравнялась по значению с токами КЗ, и сработала автоматика распределительного щитка. Двигатель начинает перегреваться, и обмотка может просто «сгореть».
Чтобы избежать перегрева, и не ремонтировать холодильник путем замены компрессора, предусмотрена токовая защита. Её элементы могут позиционно находиться в одном корпусе с пускателем. И такие модели называют «пускозащитными реле».
Действие защитной части узла основано на свойствах биметаллической пластины. Благодаря разным коэффициентам теплового расширения, при прохождении через неё тока определенной величины, она нагревается и изгибается. Один конец пластины постоянной закреплен на контакте. Другой может перемещаться. В «холодном» состоянии он замыкает цепь, при нагревании — размыкает.
В заключение. В экстренных случаях, например, при проверке работоспособности холодильника и определении характера неисправности можно подключить компрессор без пускового реле. Для этого на короткое время (несколько секунд) параллельно рабочему конденсатору включают пусковой конденсатор.
Схему можно усовершенствовать, если в цепь пускового конденсатора включить реле времени.
Если компрессор заработает, то неисправно пусковое реле.
