Relais de démarrage pour réfrigérateur : structure, comment vérifier et réparer correctement

L’appareil le plus nécessaire, que ce soit dans un appartement ou dans une maison individuelle, est le réfrigérateur. Et il est difficile de ne pas être d’accord avec cette affirmation, n’est-ce pas ? Il est difficile de trouver un logement qui n’en possède pas. Comme tous les appareils, les réfrigérateurs peuvent tomber en panne. Mais il existe des situations où il est possible de diagnostiquer la panne soi-même.

Presque tous les équipements de réfrigération domestique sont équipés d’un moteur monophasé. Pour le démarrer, il faut utiliser un dispositif de démarrage. Si cette pièce simple mais importante tombe en panne, le compresseur ne démarrera plus. Mais en connaissant les principes de fonctionnement de l’appareil, il est possible d’identifier le problème et de le corriger.

Dans cet article, il sera question du fonctionnement du relais de démarrage d’un réfrigérateur et des signes de sa défaillance. Nous vous expliquerons comment identifier les dysfonctionnements de l’équipement de réfrigération. Les vidéos que nous présentons vous aideront à comprendre le principe de fonctionnement du dispositif de démarrage et, si nécessaire, à identifier sa panne.

Démarrage d’un moteur électrique asynchrone monophasé

Essentiellement, les moteurs des compresseurs installés dans les réfrigérateurs modernes sont des moteurs électriques asynchrones monophasés avec un enroulement de démarrage. Leurs principaux composants sont un rotor tournant et un stator fixe.

Le rotor est un cylindre creux, fabriqué en matériau conducteur ou contenant un bobinage en court-circuit.

Le stator comprend deux enroulements : le bobinage principal (de travail) et le bobinage de démarrage (de départ). Ils sont disposés à 90 degrés l’un de l’autre, ou ont un sens d’enroulement opposé – ce que l’on appelle le “bifilaire”. Le courant alternatif, en traversant l’enroulement principal, crée un champ magnétique à vecteur variable.

Le champ pulsatoire peut être décomposé en deux champs tournant avec la même période, mais en sens opposés. Cela permet de comprendre plus facilement la nature physique du processus d’action sur le rotor.

Si le rotor n'est pas statique, alors selon la loi de l'induction électromagnétique, le moteur développera ou freinera un couple de rotation, car le glissement par rapport au flux magnétique direct et inverse diffère. Par conséquent, pour maintenir le mouvement, un courant alternatif traversant l'enroulement de travail est suffisant.

Si le rotor est immobile, alors avec un glissement identique par rapport aux flux magnétiques, le couple électromagnétique résultant sera nul. Dans ce cas, il est nécessaire de créer un couple de démarrage. C'est pourquoi l'enroulement de démarrage est nécessaire.

Les courants dans les enroulements doivent être déphasés, c'est pourquoi on intègre dans le moteur un élément déphaseur – une résistance, une inductance ou un condensateur. Après que le rotor a atteint la rotation nécessaire, l'alimentation électrique de l'enroulement de démarrage est interrompue.

Ainsi, pour démarrer un moteur asynchrone monophasé, le courant doit traverser deux enroulements, et pour maintenir la rotation du rotor, seulement l'enroulement de travail. Pour réguler ce processus, on installe un relais de démarrage dans le circuit avant le compresseur du réfrigérateur.

Le relais est placé près du compresseur et de manière à pouvoir être facilement retiré. C'est par la vérification de ce composant que l'on commence lorsque le moteur fonctionne de manière problématique.

Principe de fonctionnement du relais de démarrage

Malgré le grand nombre de produits brevetés de différents fabricants, les schémas de fonctionnement des réfrigérateurs et les principes d'action des relais de démarrage sont pratiquement identiques. En comprenant leur principe de fonctionnement, vous pouvez vous-même trouver et réparer la panne.

Schéma de l’appareil et connexion au compresseur

Le schéma électrique du relais comporte deux entrées provenant de l'alimentation et trois sorties vers le compresseur. Une entrée (conditionnellement – le neutre) passe directement.

L'autre entrée (conditionnellement – la phase) à l'intérieur du dispositif se divise en deux :

• la première passe directement à l'enroulement de travail ;
• la deuxième passe par des contacts de séparation à l'enroulement de démarrage.

Si le relais n'a pas de support de montage, lors de la connexion au compresseur, il est nécessaire de ne pas se tromper dans l'ordre de connexion des contacts. Les méthodes courantes sur Internet pour déterminer les types d'enroulement par mesure de résistance ne sont pas correctes en général, car certains moteurs ont une résistance identique entre l'enroulement de démarrage et l'enroulement de travail.

Le schéma électrique du relais de démarrage et de protection peut présenter des modifications mineures selon le fabricant. La figure montre le schéma de connexion de ce dispositif dans le réfrigérateur Orsk.

Par conséquent, il est nécessaire de trouver la documentation ou de démonter le compresseur du réfrigérateur pour comprendre l'emplacement des contacts de passage.

Cela peut également être fait si des identifiants symboliques sont présents à côté des sorties :

• “S” – enroulement de démarrage ;
• “R” – enroulement de travail;
• “C” – sortie commune.

Les relais se distinguent par leur méthode de fixation sur le cadre du réfrigérateur ou sur le compresseur. Ils possèdent également leurs propres caractéristiques de courant, donc lors du remplacement, il est nécessaire de choisir un appareil totalement identique, ou mieux – le même modèle.

Fermeture des contacts par bobine d’induction

Le relais de démarrage électromagnétique fonctionne selon le principe de fermeture du contact pour laisser passer le courant à travers l'enroulement de démarrage. L'élément actif principal de l'appareil est une bobine solénoïde, connectée en série avec l'enroulement principal du moteur.

Au moment du démarrage du compresseur, lorsque le rotor est statique, un courant de démarrage élevé traverse le solénoïde. En conséquence, un champ magnétique est créé, qui déplace le noyau (l'armature) avec la barre conductrice montée dessus, fermant le contact de l'enroulement de démarrage. L'accélération du rotor commence.

Lorsque le nombre de tours du rotor augmente, l'intensité du courant traversant la bobine diminue, ce qui réduit la tension du champ magnétique. Sous l'action du ressort de compensation ou de la gravité, le noyau revient à sa position initiale et le contact s'ouvre.

Sur le couvercle du relais à bobine d'induction se trouve une flèche “haut” qui indique la position correcte de l'appareil dans l'espace. Si vous le placez différemment, l'ouverture des contacts sous l'action de la gravité ne se produira pas.

Le moteur du compresseur continue de fonctionner en mode d'entretien de la rotation du rotor, en laissant passer le courant à travers l'enroulement de travail. La prochaine fois que le relais s'activera seulement après l'arrêt du rotor.

Régulation du courant par le posistor

Les relais fabriqués pour les réfrigérateurs modernes utilisent souvent un posistor – une variété de résistance thermique. Pour ce dispositif, il existe une plage de température en dessous de laquelle il laisse passer le courant avec une faible résistance, et au-dessus de laquelle la résistance augmente brusquement et le circuit s'ouvre.

Dans le relais de démarrage, le posistor est intégré dans le circuit menant à l'enroulement de démarrage. À température ambiante, la résistance de cet élément est insignifiante, donc au début du fonctionnement du compresseur, le courant passe sans entrave.

En raison de la résistance, le posistor chauffe progressivement et lorsqu'une certaine température est atteinte, le circuit s'ouvre. Il ne refroidit qu'après l'arrêt de l'alimentation en courant du compresseur et réactive le passage lors de la remise en marche du moteur.

Le posistor a la forme d'un cylindre bas, c'est pourquoi les électriciens professionnels l'appellent souvent une “pastille”.

Mise en œuvre de la protection contre les surintensités

Un moteur asynchrone est un appareil électrique complexe sujet aux pannes. En cas de court-circuit, le disjoncteur installé dans le tableau de distribution se déclenchera.

En cas de défaillance du ventilateur qui refroidit le bobinage et les éléments mécaniques mobiles, la protection thermique intégrée du compresseur réagira.

La protection thermique interne du moteur électrique est basée sur des posistors. Elle réagit à la variation globale de température à l'intérieur du dispositif, qui peut avoir des causes internes ou externes.

Cependant, il peut arriver que le moteur consomme un courant de 2 à 5 fois supérieur au courant nominal pendant une période prolongée (plus d'une seconde). Cela se produit le plus souvent lors d'une charge imprévue sur l'arbre due au blocage du moteur.

L'intensité du courant augmente, mais n'atteint pas les valeurs d'un court-circuit, donc le disjoncteur adapté à la charge ne se déclenchera pas. Il n'y a pas non plus de raison pour que la protection thermique se déclenche, car la température ne changera pas en un laps de temps aussi court.

Le seul moyen de réagir rapidement à cette situation et d'éviter la fusion du bobinage de travail est le déclenchement de la protection de courant, qui peut être installée à différents endroits :

• à l'intérieur du compresseur ;
• dans un relais de protection de courant séparé ;
• à l'intérieur du relais de démarrage.

Le dispositif qui combine les fonctions de mise en service du bobinage de démarrage et de protection de courant du moteur est appelé relais de démarrage et de protection. La plupart des compresseurs de réfrigérateurs sont équipés de ce mécanisme.

L'action de la protection de courant repose sur trois principes :

• l'augmentation de l'intensité du courant accroît la résistance, ce qui entraîne l'échauffement du matériau conducteur ;
• sous l'effet de la température, le métal se dilate ;
• le coefficient de dilatation thermique diffère selon les métaux.

C'est pourquoi on utilise une lame bimétallique soudée à partir de feuilles métalliques ayant des coefficients de dilatation différents. Cette lame se courbe sous l'effet de la chaleur. Une extrémité est fixe, tandis que l'autre, en se déformant, ouvre le contact.

Pour chauffer le discontacteur bimétallique, on place généralement à côté une spirale traversée par le courant électrique. Cependant, il existe parfois une variante “directe” sous la forme d'une lame conductrice.

La lame est conçue pour réagir à la température lors du passage d'un courant d'une certaine intensité. Par conséquent, lors du remplacement du relais de démarrage et de protection, il est nécessaire de vérifier sa compatibilité avec le modèle de compresseur installé.

Identification des pannes possibles

Compte tenu du nombre limité de composants du relais, il est possible de vérifier leur fonctionnement un par un. Pour cela, vous aurez besoin d'un tournevis plat et d'un multimètre.

N° 1 — Problèmes lors du fonctionnement du relais

D'un point de vue structurel, le relais à bobine est un dispositif avec des contacts normalement ouverts, tandis que la version à posisteur est avec des contacts normalement fermés. Cependant, dans les deux cas, il est possible que lors du démarrage, le courant ne soit pas appliqué à l'enroulement de démarrage, ou qu'au contraire, sa coupure ne se produise pas.

Si le compresseur est en bon état mais ne se met pas en marche sur commande du module de commande du réfrigérateur, cela indique une absence de tension sur l'enroulement de démarrage du stator.

La cause peut être :

• rupture du circuit électrique ;
• problème de la barrette de contacts ;
• surchauffe du posisteur ;
• déclenchement du système de protection électrique et son non-retour à la position normale.

Si le réfrigérateur se met en marche pendant 5 à 20 secondes puis s'éteint, cela est le plus souvent dû au déclenchement du mécanisme de protection du relais.

Les causes peuvent être les suivantes :

• le mécanisme de protection est en bon état, mais le déclenchement se produit en raison de problèmes dans l'enroulement de travail du moteur ;
• le mécanisme de protection est en bon état, mais les contacts ne s'ouvrent pas dans le circuit de l'enroulement de démarrage ;
• le mécanisme de protection est défectueux, il y a un faux déclenchement lors d'un échauffement mineur.

Comme il peut y avoir plusieurs causes de dysfonctionnement, il est nécessaire d'effectuer un diagnostic complet du relais de démarrage-protection du réfrigérateur.

Le prix des relais de démarrage-protection pour des marques telles qu'Atlant ou Biriouza ne dépasse pas 5 €. Si vous achetez et installez rapidement un nouvel appareil fonctionnel, le réfrigérateur n'aura même pas le temps de dégivrer.

N° 2 — Dysfonctionnements des contacts du circuit électrique

Le dysfonctionnement du relais de démarrage-protection peut être détecté à l'aide d'un multimètre.

Pour ce faire, il est nécessaire de tester trois sections du circuit électrique :

1. S'il y a une coupure sur la section allant de l'entrée à la sortie vers l'enroulement de travail, il faut vérifier l'endroit où les contacts sont ouverts par le mécanisme de protection. Il est possible que celui-ci se soit déclenché et ne soit pas revenu à son état initial, ou que les contacts ouverts se soient oxydés.
2. S'il n'y a pas de contact sur la section allant de l'entrée à la sortie vers l'enroulement de démarrage, en plus d'une simple rupture du fil conducteur, deux possibilités existent : l'ouverture du circuit par le mécanisme de protection ou l'absence de contact via la barrette.
3. Une coupure sur la section directe (neutre) signifie un dommage mécanique du circuit – c'est le plus facile à trouver et à réparer.

Si le fonctionnement du relais repose sur l'utilisation d'une bobine d'induction, il faut soulever la barrette de force – sinon il n'y aura pas de contact.

À l'aide d'un multimètre, il est facile de détecter les contacts défectueux en les testant via la résistance. Il est important de ne pas se précipiter et d'effectuer la vérification successivement sur chaque section du circuit.

N° 3 — Fonctionnement incorrect du posistor

Pour s'assurer que le posisteur fonctionne correctement, il faut le vérifier à l'état froid et à l'état chaud.

Tout d'abord, vous devez attendre que le posistor refroidisse (2 à 3 minutes suffisent lorsqu'il est hors tension) et le tester avec un multimètre. En l'absence de courant ou si une résistance élevée est détectée, le posistor est défectueux et doit être remplacé.

Si l'appareil fonctionne correctement, lors de son contrôle à froid, le multimètre doit indiquer une faible résistance.

Pour vérifier la capacité de déconnexion, vous devez connecter un consommateur d'énergie au posistor, par exemple une ampoule à incandescence de 100 watts. Pour cela, vous avez besoin d'une prise électrique à deux bornes qui se branchent sur l'entrée de l'appareil. Les fils de l'ampoule sont connectés aux prises menant au neutre et au bobinage de démarrage.

Lorsque vous branchez la prise dans une prise de courant, l'ampoule s'allume. Comme le courant nominal dans l'expérience est bien inférieur à celui du démarrage du compresseur, le posistor mettra du temps à chauffer – pour une ampoule de 100 watts, le temps de réaction sera de 20 à 40 secondes.

Si au bout d'un moment l'ampoule s'éteint, l'appareil est en bon état. Si le consommateur n'est pas mis hors tension, cela signifie que le posistor est défaillant. À domicile, sa réparation est impossible et il n'est pas cher, vous devez donc acheter un élément aux caractéristiques similaires.

N° 4 — Problèmes avec la barrette de contacts

Il existe deux types de problèmes avec la barre de contact :

• le courant ne passe pas lors de la fermeture des contacts ;
• la barre colle et ne descend pas.

Le premier problème peut survenir en raison de l'oxydation des contacts. Dans ce cas, vous devez les nettoyer avec du papier de verre. La cause peut également être une déformation de la barre, il faut alors la positionner horizontalement.

Pour nettoyer les contacts et éliminer la saleté ou les traces d'oxydation, vous pouvez utiliser du papier de verre fin monté sur une aiguille ou un poinçon fin et flexible.

Un problème plus complexe concerne la jonction de la barre et de la tige soumise au champ magnétique du solénoïde. La solution est ici individuelle et dépend du type de panne.

Le collage de la barre se manifeste par le fait qu'elle ne se rétracte pas avec le noyau. Pour y remédier, vous devez nettoyer les contacts afin d'éliminer la substance adhésive et de les rendre lisses.

N° 5 — Déclenchement anormal de la protection contre les surintensités

Si lors du test de continuité, vous constatez une absence de contact de l'entrée aux deux bobinages, il y a probablement une rupture dans la zone de protection.

Dans la plupart des cas, il s'agit soit d'un décollement du contact que la lame bimétallique ouvre, soit d'un dommage au niveau de la spirale chauffante.

La plaque bimétallique et le spiral qui la chauffe ne doivent pas être pliés, déplacés ou soumis à d'autres actions qui modifieraient le mode de déclenchement réglé.

S'il n'est pas possible de réparer le dommage autrement, vous devrez acheter un nouveau relais.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo #1. Aperçu du principe de fonctionnement, des types et des principales pannes du relais de démarrage et de protection :

Vidéo #2. Signes de pannes du relais de démarrage courant RKT. Branchement d'un condensateur externe pour compenser une tension instable :

La construction simple du relais de démarrage permet de trouver les pannes soi-même et de les réparer facilement. Pour cela, vous n'avez pas besoin de connaissances approfondies en électricité ni d'outils spéciaux.

Cependant, vous devez faire preuve de ponctualité, car la fonctionnalité de l'équipement coûteux dépend de la qualité des travaux effectués.

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