Relé de partida para geladeira: funcionamento, como verificar e reparar corretamente

O eletrodoméstico mais essencial, tanto no apartamento quanto na casa particular, é a geladeira. E é difícil discordar dessa afirmação, não é? Difícil encontrar uma residência onde ela não esteja presente. Como qualquer aparelho, as geladeiras podem quebrar. Mas há situações em que a falha pode ser diagnosticada por conta própria.

Quase todos os equipamentos de refrigeração domésticos são equipados com um motor monofásico. Para sua partida, é necessário usar um dispositivo de partida. Se esta peça simples, mas importante, falhar, o compressor não ligará. Mas, conhecendo os princípios de funcionamento do dispositivo, é possível identificar o problema e corrigi-lo.

Neste artigo, falaremos sobre como funciona o relé de partida da geladeira e os sinais de sua falha. Explicaremos como identificar problemas no funcionamento do equipamento de refrigeração. Os vídeos que apresentamos ajudarão a entender o princípio de funcionamento do dispositivo de partida e, se necessário, identificar sua falha.

Partida do motor elétrico assíncrono monofásico

Em sua essência, os motores dos compressores instalados em geladeiras modernas são motores elétricos assíncronos monofásicos com enrolamento de partida. Seus principais componentes são o rotor giratório e o estator estacionário.

O rotor é um cilindro oco, feito de material condutor ou contendo fiação em curto-circuito.

O estator inclui dois enrolamentos: o de trabalho (principal) e o de partida (inicial). Eles estão dispostos a um ângulo de 90 graus entre si, ou têm direção oposta de enrolamento – o chamado “bifilar”. A corrente alternada, passando pelo enrolamento principal, cria um campo magnético com vetor variável.

O campo pulsante pode ser decomposto em dois campos, girando com o mesmo período, mas em direções opostas. Assim, é mais fácil entender a essência física do processo de ação sobre o rotor.

Se o rotor não estiver estático, de acordo com a lei da indução eletromagnética, o motor irá desenvolver ou frear o torque rotacional, pois o escorregamento em relação ao fluxo magnético direto e reverso difere. Portanto, para manter o movimento, a corrente alternada que passa pelo enrolamento de trabalho é suficiente.

Se o rotor estiver parado, com o mesmo escorregamento em relação aos fluxos magnéticos, o torque eletromagnético resultante será zero. Nesse caso, é necessário criar um torque de partida. Para isso, o enrolamento de partida é necessário.

As correntes nos enrolamentos devem estar defasadas, por isso um elemento de deslocamento de fase – resistor, indutor ou capacitor – é inserido no motor. Após o rotor atingir a rotação necessária, o fornecimento de eletricidade ao enrolamento de partida é interrompido.

Assim, para dar partida a um motor elétrico assíncrono monofásico, é necessário que a corrente passe pelos dois enrolamentos, e para manter a rotação do rotor, apenas pelo enrolamento de trabalho. Para controlar esse processo, o relé de partida é instalado no circuito antes do compressor do refrigerador.

O relé é colocado próximo ao compressor e de forma que possa ser facilmente removido. É pela verificação deste componente que se começa quando o motor apresenta problemas.

Princípio de funcionamento do relé de partida

Apesar do grande número de produtos patenteados de diversos fabricantes, os esquemas de funcionamento dos refrigeradores e os princípios de operação dos relés de partida são praticamente os mesmos. Compreendendo o princípio de funcionamento, é possível localizar e corrigir a falha por conta própria.

Diagrama do dispositivo e conexão ao compressor

O diagrama elétrico do relé possui duas entradas da fonte de alimentação e três saídas para o compressor. Uma entrada (condicionalmente – neutro) passa diretamente.

A outra entrada (condicionalmente – fase) dentro do dispositivo se divide em duas:

• a primeira passa diretamente para o enrolamento de trabalho;
• a segunda passa através dos contatos de desconexão para o enrolamento de partida.

Se o relé não tiver um encaixe, ao conectá-lo ao compressor é necessário não errar a ordem de conexão dos contatos. Os métodos comuns na Internet para determinar os tipos de enrolamento medindo a resistência não são corretos em geral, pois em alguns motores a resistência do enrolamento de partida e de trabalho são iguais.

O diagrama elétrico do relé de partida e proteção pode ter pequenas modificações dependendo do fabricante. A figura mostra o diagrama de conexão deste dispositivo no refrigerador Orsk.

Portanto, é necessário encontrar a documentação ou desmontar o compressor do refrigerador para entender a localização dos contatos de passagem.

Também é possível fazer isso se houver identificadores simbólicos próximos às saídas:

• “S” – enrolamento de partida;
• “R” – enrolamento de trabalho;
• “C” – saída comum.

Os relés diferem pela forma de fixação na estrutura do refrigerador ou no compressor. Eles também têm suas próprias características de corrente, portanto, ao substituir, é necessário escolher um dispositivo completamente idêntico, ou melhor, do mesmo modelo.

Fechamento de contatos através da bobina de indução

O relé de partida eletromagnético funciona com base no princípio de fechar o contato para permitir a passagem de corrente através do enrolamento de partida. O principal elemento ativo do dispositivo é uma bobina solenoide, conectada em série com o enrolamento principal do motor.

No momento da partida do compressor, com o rotor parado, uma grande corrente de partida passa pelo solenoide. Como resultado, um campo magnético é criado, que move o núcleo (armadura) com uma placa condutora fixada nele, fechando o contato do enrolamento de partida. O rotor começa a acelerar.

À medida que a rotação do rotor aumenta, a corrente que passa pela bobina diminui, consequentemente a tensão do campo magnético reduz. Sob a ação de uma mola compensadora ou da força da gravidade, o núcleo retorna à posição original e o contato se abre.

Na tampa do relé com bobina de indução há uma seta “cima” que indica a posição correta do dispositivo no espaço. Se for colocado de outra forma, o contato não será aberto sob a ação da gravidade.

O motor do compressor continua a funcionar no modo de manutenção da rotação do rotor, passando corrente pelo enrolamento de trabalho. O relé só atuará novamente após a parada do rotor.

Regulação da corrente pelo posistor

Os relés fabricados para refrigeradores modernos frequentemente usam um posistor – um tipo de resistor térmico. Para este dispositivo, existe uma faixa de temperatura; abaixo dela, ele conduz corrente com resistência insignificante, e acima, a resistência aumenta drasticamente e o circuito é aberto.

No relé de partida, o posistor está integrado no circuito que leva ao enrolamento de partida. À temperatura ambiente, a resistência deste elemento é insignificante, portanto, ao iniciar o compressor, a corrente passa livremente.

Devido à presença de resistência, o posistor aquece gradualmente e, ao atingir uma determinada temperatura, o circuito é aberto. Ele só esfria após a interrupção do fornecimento de corrente ao compressor e volta a conduzir quando o motor é ligado novamente.

O posistor tem a forma de um cilindro baixo, por isso os eletricistas profissionais frequentemente o chamam de “comprimido”.

Implementação da proteção de corrente

O motor assíncrono é um dispositivo elétrico complexo, sujeito a falhas. Se ocorrer um curto-circuito, o disjuntor automático instalado no quadro de distribuição será acionado.

Em caso de falha do ventilador que resfria o enrolamento e os elementos mecânicos móveis, a proteção térmica integrada do compressor reagirá.

A proteção térmica interna do motor elétrico é baseada em positores. Ela reage à variação geral de temperatura dentro do dispositivo, que pode ter causas internas ou externas.

No entanto, pode surgir uma situação em que o motor, por um período prolongado (mais de 1 segundo), começa a consumir uma corrente 2 a 5 vezes maior que a nominal. Na maioria das vezes, isso ocorre devido a uma carga não planejada no eixo, causada pelo travamento do motor.

A intensidade da corrente aumenta, mas não atinge os valores de curto-circuito, portanto o disjuntor dimensionado para a carga não atuará. Também não há razão para o desligamento da proteção térmica, pois a temperatura não mudará num intervalo de tempo tão curto.

A única maneira de reagir rapidamente à situação e evitar o derretimento do enrolamento de trabalho é a atuação da proteção de corrente, que pode ser instalada em diferentes locais:

• dentro do compressor;
• em um relé de proteção de corrente separado;
• dentro do relé de partida.

O dispositivo que combina as funções de ativação do enrolamento de partida e de proteção de corrente do motor é chamado de relé de partida e proteção. A maioria dos compressores de refrigeradores é equipada com esse mecanismo.

A ação da proteção de corrente baseia-se em três princípios:

• com o aumento da intensidade da corrente, a resistência aumenta, o que leva ao aquecimento do material condutor;
• sob ação da temperatura, ocorre a expansão do metal;
• o coeficiente de expansão térmica difere para diferentes metais.

Por isso, utiliza-se uma lâmina bimetálica, soldada a partir de folhas metálicas com diferentes coeficientes de expansão. Essa lâmina se curva quando aquecida. Uma extremidade é fixada, e a outra, ao se desviar, abre o contato.

Para aquecer o disjuntor bimetálico, geralmente se coloca uma bobina próxima, pela qual a eletricidade passa. Embora às vezes seja implementada uma variante “direta” na forma de uma placa condutora

A placa é projetada para reagir termicamente à passagem de uma corrente de determinada intensidade. Portanto, ao substituir o relé de partida e proteção, é necessário verificar sua compatibilidade com o modelo de compressor instalado.

Identificação de possíveis falhas

Considerando o número reduzido de elementos do relé, é possível verificar seu funcionamento sequencialmente. Para isso, será necessário uma chave de fenda plana e um multímetro.

Nº 1 — problemas durante o funcionamento do relé

Do ponto de vista construtivo, o relé com bobina é um dispositivo com contatos normalmente abertos, e a variante posistor é com contatos normalmente fechados. Embora em ambos os casos sejam possíveis situações onde, na partida, falte o fornecimento de corrente ao enrolamento de partida ou, ao contrário, não ocorra o seu desligamento.

Se o compressor está funcionando, mas não liga sob comando da unidade de controle do refrigerador, isso sinaliza a ausência de tensão no enrolamento de partida do estator.

A causa disso pode ser:

• ruptura do circuito elétrico;
• problema na barra de contato;
• superaquecimento do posistor;
• atuação do sistema de proteção elétrica e sua não recuperação à posição normal.

Se o refrigerador liga por 5-20 segundos e depois desliga, na maioria das vezes isso é consequência da atuação do mecanismo de proteção do relé.

As causas podem ser as seguintes:

• o mecanismo de proteção está funcionando, mas a atuação ocorre devido a problemas no enrolamento de trabalho do motor;
• o mecanismo de proteção está funcionando, mas no relé não ocorre a abertura dos contatos no circuito do enrolamento de partida;
• o mecanismo de proteção está com defeito, ocorrendo atuação falsa com aquecimento leve.

Como pode haver várias causas de falha, é necessário realizar um diagnóstico completo do relé de partida e proteção do refrigerador.

O custo dos relés de partida e proteção para marcas como Atlant ou Biriussa não excede 5 €. Se você adquirir e instalar rapidamente um novo dispositivo funcional, o refrigerador nem terá tempo de descongelar.

Nº 2 — falhas nos contatos do circuito elétrico

A falha do relé de partida e proteção pode ser identificada com um multímetro.

Para isso, é necessário verificar a continuidade de três trechos do circuito elétrico:

1. Se no trecho da entrada à saída para o enrolamento de trabalho houver uma ruptura, é necessário verificar o local de abertura dos contatos pelo mecanismo de proteção. É possível que ele tenha atuado e não retornado ao estado original, ou que os contatos de abertura tenham oxidado.
2. Se não houver contato no trecho da entrada à saída para o enrolamento de partida, além da simples ruptura do condutor, duas possibilidades: abertura do circuito pelo mecanismo de proteção ou falta de contato através da placa.
3. Ruptura no trecho direto (neutro) significa dano mecânico ao circuito – é o mais fácil de encontrar e corrigir.

Se o funcionamento do relé é baseado no uso de uma bobina de indução, é necessário levantar a placa forçadamente – caso contrário, não haverá contato.

Usando um multímetro, é fácil detectar contatos defeituosos verificando sua continuidade através da resistência. É importante não ter pressa e realizar a verificação alternadamente em cada trecho do circuito.

Nº 3 — funcionamento incorreto do posistor

Para ter certeza de que o posistor está funcionando corretamente, é necessário verificá-lo nos estados frio e aquecido.

Em primeiro lugar, é necessário aguardar que o posistor esfrie (2-3 minutos em estado desligado são suficientes) e testá-lo com um multímetro. Caso não haja corrente ou seja registrada alta resistência, o posistor está com defeito e precisa ser substituído.

Se o dispositivo estiver funcionando corretamente, ao ser verificado em estado frio, o multímetro deve indicar a presença de uma resistência insignificante.

Para verificar a capacidade de desligamento, é necessário conectar ao posistor um consumidor de energia elétrica, por exemplo, uma lâmpada incandescente de 100 watts. Para isso, é necessário um plugue elétrico com dois terminais, que são conectados à entrada do dispositivo. Os fios da lâmpada são conectados aos conectores que levam ao neutro e ao enrolamento de partida.

Ao ligar o plugue na tomada, a lâmpada acenderá. Como a corrente nominal no experimento é significativamente menor do que na partida do compressor, o posistor demorará a aquecer – para uma lâmpada de 100 watts, o tempo de resposta será de 20 a 40 segundos.

Se após algum tempo a lâmpada apagar, o dispositivo está funcionando. Se o consumidor não for desenergizado, isso significa que o posistor não está funcionando. Em casa, o reparo é impossível, e seu custo é baixo, portanto, é necessário adquirir um elemento com parâmetros semelhantes.

Nº 4 — problemas com a barra de contatos

Existem dois tipos de problemas com a placa de contato:

• não há passagem de corrente ao fechar os contatos;
• a placa gruda e não desce.

O primeiro problema pode ocorrer devido à oxidação dos contatos. Nesse caso, é necessário limpá-los com lixa. Também pode ser devido ao empenamento da posição da placa; então, é necessário deixá-la na horizontal.

Para limpar os contatos e remover sujeira ou vestígios de oxidação, pode-se usar uma lixa fina montada em uma agulha ou em um furador fino e flexível.

Um problema mais complexo é o ponto de articulação entre a placa e o pino, que é afetado pelo campo magnético do solenoide. A solução aqui é individual e depende do tipo de defeito.

O travamento da placa se manifesta pelo fato de ela não se afastar junto com o núcleo. Para isso, é necessário limpar os contatos para remover a substância adesiva e torná-los lisos.

Nº 5 — atuação anormal da proteção de corrente

Se durante o teste de continuidade for detectada falta de contato da entrada até os dois enrolamentos, provavelmente houve uma interrupção na zona de proteção.

Na maioria dos casos, isso é ou a abertura do contato pela placa bimetálica, ou um dano na região da espiral de aquecimento.

A lâmina bimetálica e a bobina que a aquece não podem ser dobradas, deslocadas ou submetidas a outras ações que provoquem a alteração do modo de disparo configurado.

Se não for possível reparar o dano de outra forma, será necessário adquirir um novo relé.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo #1. Visão geral do princípio de funcionamento, tipos e principais falhas do relé de partida e proteção:

Vídeo #2. Sinais de avarias do comum relé de partida RKT. Conexão de um capacitor externo para compensar a tensão instável:

A construção simples do relé de partida permite encontrar e corrigir falhas por conta própria. Para isso, não são necessários conhecimentos profundos em elétrica ou ferramentas especiais.

No entanto, é necessário ser pontual, pois a funcionalidade do equipamento caro depende da qualidade do trabalho realizado.

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