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Jun 12, 2023

Dépannage des relais potentiels

Lorsque le rotor d'un moteur électrique tourne à proximité des enroulements du moteur, une tension de résistance ou force contre-électromotrice (FEM) est générée. La force contre-électromotrice (BEMF) générée à travers l'enroulement de démarrage est

Lorsque le rotor d'un moteur électrique tourne à proximité des enroulements du moteur, une tension de résistance ou force contre-électromotrice (FEM) est générée. La force contre-électromotrice (BEMF) générée sur l'enroulement de démarrage est supérieure à celle générée sur l'enroulement de marche. Ce phénomène se produit parce que l'enroulement de démarrage a généralement un fil plus long, un fil de plus petit diamètre ou plus de tours de fil, et a donc une réactance inductive plus grande que l'enroulement de marche. Pour cette raison, les relais de potentiel sont parfois appelés relais de tension car ils dépendent du BEMF ou de la tension générée par le moteur pour leur fonctionnement.

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Si le relais de potentiel fonctionne mal, le moteur du compresseur risque de ne pas démarrer, de caler, de bloquer le rotor ou même de griller. De nombreux enroulements de moteur ont été ouverts ou affaiblis par des relais potentiels défectueux. Pour cette raison, il est de la plus haute importance que les techniciens de service comprennent non seulement le fonctionnement de ce relais de démarrage, mais également comment dépanner les composants qui composent le relais potentiel.

La fonction d'un relais de potentiel est simplement d'aider au démarrage du moteur électrique. Les relais de potentiel se trouvent couramment sur de nombreux petits moteurs monophasés à démarrage et condensateur dans l'industrie du CVC.

Le relais de potentiel se compose d'une bobine à très haute résistance et d'un ensemble de contacts normalement fermés, tous deux enfermés dans un petit boîtier en plastique. Un condensateur de fonctionnement et de démarrage peut également accompagner le relais de potentiel (voir Figure 1, haut de la page). Ces trois composants sont souvent appelés un kit de démarrage difficile. La bobine du relais est câblée entre les contacts 2 et 5, tandis que les contacts normalement fermés sont câblés entre les contacts 1 et 2 (voir Figure 2). Les autres désignations de bornes sur le relais servent généralement à connecter les fils et à servir de serre-fils. Ils sont souvent utilisés pour les connexions de câbles d'alimentation entrante, de ventilateurs ou de condensateurs et sont appelés bornes inactives ou de commodité.

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FIGURE 2:La bobine du relais est câblée entre les contacts 2 et 5, tandis que les contacts normalement fermés sont câblés entre les contacts 1 et 2. (Avec l'aimable autorisation de John Tomcyzk)

Une fois la puissance fournie au moteur monophasé, les enroulements de fonctionnement et de démarrage seront dans le circuit en série avec l'enroulement de démarrage. Cela se produit parce que les contacts entre les bornes 1 et 2 du relais de potentiel sont normalement fermés. Le rotor du moteur va maintenant commencer à tourner ou à tourner. Sur la figure 3, notez que les condensateurs de fonctionnement et de démarrage sont câblés en parallèle les uns aux autres, mais que les deux sont en série avec l'enroulement de démarrage. La capacité des condensateurs câblés en parallèle donnera au moteur un couple de démarrage plus important car les condensateurs sont en série avec l'enroulement de démarrage.

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FIGURE 3: Les condensateurs de fonctionnement et de démarrage sont câblés en parallèle les uns aux autres, mais tous deux sont en série avec l'enroulement de démarrage. (Avec l'aimable autorisation de John Tomcyzk)

À mesure que le rotor du moteur tourne de plus en plus vite, en essayant d'atteindre sa vitesse synchrone, un effet de tension génératrice est créé du fait que le rotor est une grande masse métallique tournant très près des enroulements du moteur. Étant donné que l'enroulement de démarrage est enroulé avec un fil plus long et plus fin, plus de tension ou de BEMF sera généré à travers celui-ci qu'à travers l'enroulement de course.

Le BEMF peut être mesuré avec un voltmètre aux bornes de l'enroulement de démarrage pendant que le moteur tourne. La BEMF est souvent supérieure à la tension secteur et peut atteindre 500 volts ou plus, selon la conception et la vitesse du moteur. La polarité du BEMF s'oppose à la polarité de la tension de ligne, ses amplitudes ne seront donc pas ajoutées. Tous les moteurs génèrent des valeurs BEMF différentes, les relais potentiels doivent donc être dimensionnés et choisis individuellement pour chaque compresseur.

Étant donné que la bobine du relais de potentiel est câblée en parallèle à l'enroulement de démarrage, cette même tension (BEMF) se produira aux bornes de la bobine du relais. Un circuit électrique avec tension et courant sera généré dans l'enroulement de démarrage et la bobine de relais, provoquant l'excitation de la bobine de relais et l'ouverture des contacts entre les contacts 1 et 2. Cette action se produit car la bobine de relais est enroulée autour d'un noyau de fer qui magnétiser une fois la bobine sous tension. Cette ouverture des contacts provoque la sortie du condensateur de démarrage du circuit. Le moteur continuera à fonctionner comme un moteur à capacité divisée permanente (PSC) avec seulement un condensateur de fonctionnement en série avec l'enroulement de démarrage. Une fois que la commande de fonctionnement s'ouvre et que l'alimentation du moteur est coupée, la vitesse du moteur diminuera progressivement en même temps que le BEMF généré. La bobine du relais se désexcitera et les contacts entre les bornes 1 et 2 reviendront à leur position normalement fermée lorsque le moteur s'arrêtera.