Hướng dẫn sử dụng công tắc tơ máy nén: Cách thức hoạt động, Dấu hiệu lỗi và Thay thế

Một kỹ thuật viên điện lạnh thương mại đã từng phát hiện ra lỗi khóa máy nén là do một công tắc điện từ nhỏ đã quay hơn 200.000 lần. Bản thân máy nén vẫn ổn, lượng chất làm lạnh vẫn ổn và bộ phận duy nhất bị hỏng là công tắc tơ điều khiển động cơ. Trình tự đó lặp lại trong hàng nghìn hệ thống HVAC và điện lạnh mỗi năm. Một công tắc tơ máy nén nằm giữa mạch điều khiển và động cơ, và khi nó xuống cấp, phần còn lại của hệ thống thường bị ảnh hưởng trước khi mọi người nhận ra. Hiểu cách hoạt động, lý do lỗi và cách chọn thiết bị thay thế chính xác là con đường ngắn nhất để giảm số lần gọi lại dịch vụ.

Công tắc tơ máy nén là gì và tại sao nó lại quan trọng

Công tắc tơ máy nén là một công tắc hoạt động bằng điện được chế tạo cho các nhu cầu cụ thể của tải động cơ. Không giống như một công tắc bật tắt thông thường hoặc một rơle tín hiệu nhỏ, nó phải ngắt và tạo ra một mạch điện cảm cao mang dòng điện rôto bị khóa. Các thành phần chính là cuộn dây, cụm tiếp điểm di động và buồng chuyển mạch chống hồ quang. Các cực của cuộn dây thường được dán nhãn A1 và A2. Khi mạch điều khiển cấp điện cho cuộn dây, từ trường sẽ kéo phần ứng xuống và đóng các tiếp điểm đường dây và tải. Khi tín hiệu điều khiển dừng lại, một lò xo sẽ ​​đẩy các tiếp điểm mở trở lại.

Dấu vết hiện tại ở trên cho thấy tại sao nhiệm vụ của máy nén lại gây khó khăn cho các tiếp điểm. Khi động cơ đứng yên, nó hoạt động gần giống như đoản mạch, tạo ra dòng điện rôto bị khóa có thể đạt tới sáu đến tám lần cường độ dòng điện đầy tải. Sự đột biến đó chỉ kéo dài một phần giây, nhưng nó tạo ra một vòng cung cực mạnh khi các tiếp điểm tách ra và một điểm nóng cục bộ khi chúng đóng lại. Hồ quang ăn mòn vật liệu tiếp xúc và sự xâm nhập làm nóng bề mặt tiếp xúc nhanh hơn tốc độ kim loại có thể làm tiêu tan nó. Một công tắc tơ chỉ được chọn cho dòng điện chạy của động cơ cuối cùng sẽ hàn các tiếp điểm của nó lại với nhau hoặc mất đủ vật liệu để tạo ra sự sụt giảm điện áp nguy hiểm. Do đó, xếp hạng tiếp điểm phải dựa trên sự xâm nhập trong trường hợp xấu nhất chứ không phải dựa trên giá trị trạng thái ổn định.

Tại sao công tắc tơ máy nén bị hỏng

Kết luận đầu tiên: hầu hết các hỏng hóc của công tắc tơ máy nén đều xuất phát từ sự hao mòn tiếp xúc điện, hư hỏng cuộn dây, mỏi cơ học hoặc khả năng kết nối kém. Rỗ là lỗi phổ biến nhất vì mọi sự kiện chuyển mạch đều tạo ra một vòng cung làm mòn lớp mặt bạc. Sự cháy cuộn dây thường xảy ra sau khi hoạt động với điện áp thấp, bởi vì cuộn dây không thể đóng hoàn toàn sẽ tiếp tục tiêu thụ dòng điện cao và quá nóng. Các tiếp điểm hàn thường là kết quả cuối cùng của các sự kiện xâm nhập lặp đi lặp lại hoặc một công tắc tơ kêu không ngừng phóng điện. Các đầu nối lỏng lẻo ít phổ biến hơn nhưng lại nguy hiểm nhất vì chúng tạo ra nhiệt có thể lan sang hệ thống dây điện.

Sự phân bổ ở trên phản ánh kinh nghiệm của các tổ chức dịch vụ hiện trường với hàng nghìn lần thay thế công tắc tơ máy nén. Các điểm tiếp xúc bị rỗ chiếm khoảng một phần ba số hư hỏng, điều này phù hợp với đặc tính vật lý của việc phóng điện hồ quang lặp đi lặp lại. Hiện tượng cháy cuộn dây là nguyên nhân thứ hai và thường có thể phòng ngừa được vì nó có xu hướng tuân theo mạch điều khiển cung cấp điện áp quá thấp hoặc quá ồn. Các điểm tiếp xúc hàn và hao mòn cơ học cùng nhau chiếm khoảng 1/3 các trường hợp còn lại. Các đầu nối lỏng lẻo là loại nhỏ nhất nhưng nguy hiểm nhất, vì kết nối kém sẽ tạo ra nhiệt và cuối cùng là khối thiết bị đầu cuối bị nóng chảy. Khi bạn kiểm tra một công tắc tơ bị hỏng, việc so sánh hư hỏng có thể nhìn thấy với các loại này sẽ chỉ ra nguyên nhân cốt lõi là ở chính công tắc tơ hay ở nơi nào khác trong hệ thống.

Công tắc tơ bị hỏng hiếm khi bị hỏng một cách thầm lặng. Bảng bên dưới trình bày các dấu hiệu cảnh báo phổ biến về nguyên nhân có thể xảy ra, bước xác minh và cách ứng phó thích hợp.

Cách chọn Công tắc tơ máy nén

Việc lựa chọn một công tắc tơ máy nén có ba quyết định: điện áp cuộn dây, định mức dòng điện tiếp xúc và vật liệu tiếp xúc. Nhận đúng hai điều đầu tiên và công tắc tơ có thể sẽ tồn tại lâu hơn máy nén. Điện áp cuộn dây phải phù hợp với mạch điều khiển, thường là 24 V AC trong HVAC dân dụng, 120 V hoặc 240 V AC trong các bảng thương mại và 24 V DC trong các bộ điều khiển dựa trên PLC. Định mức tiếp điểm phải vượt quá cường độ dòng điện đầy tải của máy nén và cũng phải tồn tại với dòng điện rôto bị khóa trong quá trình khởi động. Vật liệu tiếp xúc xác định bề mặt tiếp xúc chống xói mòn và hàn hồ quang trong bao lâu.

Biểu đồ dạng thanh so sánh độ bền điện điển hình của bốn vật liệu tiếp xúc gốc bạc khi chuyển tải động cơ. Bạc cadmium oxit (AgCdO) trong lịch sử có tuổi thọ cao nhất, nhưng việc sử dụng nó bị hạn chế ở nhiều quốc gia vì cadmium độc hại. Oxit thiếc bạc (AgSnO2) là chất thay thế hiện đại và có khả năng chống hàn tuyệt vời, khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho công tắc tơ máy nén. Bạc vonfram (AgW) xử lý dòng điện đi vào rất cao nhưng có xu hướng phát triển điện trở tiếp xúc cao hơn khi nó bị mòn. Niken bạc (AgNi) tiết kiệm và phù hợp với nhiệm vụ chuyển mạch vừa phải, nhưng nó bị ăn mòn nhanh hơn dưới tác động mạnh của rôto máy nén bị khóa. Đối với các thiết kế mới, AgSnO2 là sự lựa chọn cân bằng nhất giữa hiệu suất và việc tuân thủ quy định.

Kết hợp điện áp cuộn dây với mạch điều khiển

Các tùy chọn điện áp cuộn dây contactor máy nén phổ biến bao gồm:

• 24 V AC: HVAC dân dụng và mạch điện lạnh nhỏ
• 120 V AC: các đơn vị gói thương mại và hệ thống phân chia
• 208/240 V AC: bảng công nghiệp nhẹ và thương mại lớn hơn
• 24 V DC: Đầu ra tự động hóa PLC và tòa nhà

Hầu hết các công tắc tơ phải nhìn thấy khoảng 85% điện áp cuộn dây trên bảng tên để kéo vào. Nếu mạch điều khiển giảm xuống dưới mức đó trong quá trình khởi động máy nén, công tắc tơ sẽ kêu lạch cạch và đốt cháy cuộn dây của nó. Đo điện áp cuộn dây ở các cực trong khi thiết bị đang khởi động.

Kiểm tra và bảo trì công tắc tơ máy nén

Việc kiểm tra công tắc tơ máy nén mất khoảng mười phút và chỉ cần đồng hồ vạn năng và tuốc nơ vít. Sử dụng trình tự này bất cứ khi nào máy nén ngừng khởi động hoặc bảng điều khiển bắt đầu kêu:

1. Ngắt kết nối tất cả các nguồn điện và khóa bảng điều khiển.
2. Đo điện trở cuộn dây giữa A1 và A2 và so sánh với giá trị trên bảng tên.
3. Cấp điện cho cuộn dây hoặc đóng các tiếp điểm bằng tay và kiểm tra độ sụt điện áp trên từng cặp tải đường dây.
4. Xác nhận các tiếp điểm mở sạch khi cuộn dây bị ngắt điện.
5. Kiểm tra các mặt tiếp xúc xem có bị rỗ, chuyển bạc hoặc hàn không.
6. Xác minh rằng các vít đầu cực đáp ứng các giá trị mô-men xoắn được in trên công tắc tơ.

Giá trị cuộn dây nằm trong khoảng 10% điện trở trên bảng tên thường là tốt. Điện áp rơi trên một cặp tiếp điểm đóng phải gần bằng 0; bất cứ thứ gì trên vài trăm milivolt khi có tín hiệu dòng điện định mức. Không giũa hoặc làm sạch các điểm tiếp xúc bằng bạc hiện đại. Bề mặt tiếp xúc bị nhiễm bẩn sẽ tệ hơn và hư hỏng sớm hơn.

Các lựa chọn thay thế dựa trên rơle cho bảng điều khiển máy nén

Không phải mọi ứng dụng máy nén đều cần một công tắc tơ truyền thống. Nhiều OEM xây dựng bảng điều khiển máy nén nhỏ gọn sử dụng rơle gắn PCB dòng điện cao khi động cơ nhỏ và chu kỳ chuyển mạch ở mức vừa phải. Các rơle này cung cấp khả năng cách ly điện tương tự trong một phần không gian của bảng điều khiển. Dòng CY T90 là rơle SPDT 30 A và dòng CY T91 mở rộng công suất đó lên 40 A. Đối với các hệ thống lớn hơn hoặc đầu ra PLC chu kỳ cao, rơle nguồn công nghiệp CY13F cung cấp khả năng chuyển mạch 4PDT trong một gói có thể gắn vào ổ cắm.

Biểu đồ radar so sánh ba loạt rơle có thể được sử dụng cho nhiệm vụ chuyển mạch máy nén bên trong bảng điều khiển nhỏ gọn. Dòng T91 có chỉ số tiếp xúc cao nhất và biên độ xử lý khởi động mạnh nhất, khiến nó trở thành lựa chọn hiển nhiên đầu tiên cho các động cơ có giá trị ampe rôto khóa cao. Dòng T90 có dòng điện định mức 30 A với tuổi thọ cơ học rất tốt, phù hợp với máy nén nhỏ hơn và động cơ quạt bơm nhiệt. Rơle công nghiệp CY13F dẫn đầu về độ bền điện và cơ nên phù hợp với các ứng dụng có chu kỳ cao trong đó bảng điều khiển đã sử dụng rơle gắn trên ổ cắm. Mật độ lắp đặt và độ linh hoạt điều khiển khác nhau giữa các dòng, do đó, lựa chọn cuối cùng phụ thuộc vào việc bạn có không gian PCB hay không gian DIN-rail và liệu đầu ra điều khiển của bạn là bộ điều nhiệt thông thường hay PLC. Rơle được chọn quá gần giới hạn của nó sẽ hoạt động giống hệt như một công tắc tơ rẻ tiền: nó sẽ nóng lên, kêu lạch cạch và cuối cùng sẽ hỏng vào thời điểm tồi tệ nhất.

Công ty TNHH Điện tử Ninh Ba Chengyuan Chuangke, được gọi là CY Relays, đã sản xuất rơle điện từ và mô-đun điều khiển công nghiệp trong gần ba thập kỷ. Công ty nắm giữ các bằng sáng chế mô hình tiện ích về cấu trúc rơle chốt từ và khớp nối, phản ánh sự tập trung thực tế vào độ ổn định của tiếp điểm và tính nhất quán trong sản xuất. Danh mục của nó bao gồm rơle điện từ đa năng, rơle sậy, rơle chốt từ và mô-đun rơle. Lịch sử sản xuất và nguyên tắc chất lượng được ghi lại trên về trang . Nếu bạn đang tìm nguồn cung cấp công tắc tơ thay thế hoặc thiết kế bộ điều khiển máy nén dựa trên rơle, việc yêu cầu dữ liệu độ bền và các tùy chọn cuộn dây trước khi đặt hàng sẽ ngăn ngừa hầu hết các lỗi trường.

Rơle SPDT dòng điện cao CYT90 để chuyển mạch 20A/30A Rơle nhỏ gọn này của CY Relays xử lý dòng điện lên đến 30A với các tiếp điểm SPDT và nhiều tùy chọn lắp đặt, khiến nó trở thành lựa chọn thiết thực cho bộ điều khiển máy nén công suất cao hoặc thay thế các công tắc tơ cồng kềnh. Xem sản phẩm →

Rơle 30A nhỏ gọn CYT91 với các đầu nối bằng đồng tùy chọn Được thiết kế cho các ứng dụng dòng điện cao bị giới hạn về không gian, rơle này chuyển mạch lên đến 30A ở 250VAC/28VDC, hỗ trợ điện áp cuộn dây rộng từ 3 đến 48VDC và cung cấp các đầu nối bằng đồng có điện trở thấp để mang lại hiệu suất đáng tin cậy trong hệ thống ô tô và DC. Xem sản phẩm →

Rơle điện công nghiệp CY13F 4PDT có đế 14 chân Với bốn tiếp điểm chuyển đổi độc lập, rơle này cho phép điều khiển đa mạch đồng bộ trong thiết bị công nghiệp. Nó chuyển đổi tải 5A và chấp nhận phạm vi cuộn dây rộng từ 12 đến 200VAC/VDC, đơn giản hóa các yêu cầu cách ly và logic phức tạp. Xem sản phẩm →

Danh sách kiểm tra lựa chọn cuối cùng

Trước khi mua công tắc tơ máy nén hoặc thiết bị thay thế dựa trên rơle, hãy xem qua danh sách kiểm tra này:

• Xác nhận điện áp cuộn dây điều khiển so với mạch điều khiển thực tế chứ không phải nhãn trên bộ phận cũ.
• Tính toán cường độ dòng điện đầy tải của máy nén và cường độ dòng điện rôto bị khóa từ bảng tên động cơ.
• Chọn mức liên hệ bao gồm giá trị khóa rôto, đặc biệt khi thực hiện nhiệm vụ.
• Xác minh vật liệu tiếp điểm phù hợp với tần số chuyển mạch và đặc tính khởi động.
• Tính đến nhiệt độ môi trường, độ ẩm và độ rung của bảng điều khiển.
• Hỏi nhà cung cấp về tuổi thọ cơ học, tuổi thọ điện, các tùy chọn cuộn dây và cách bố trí thiết bị đầu cuối.

Công tắc tơ máy nén là một bộ phận nhỏ nhưng có vai trò quan trọng. Khi được chỉ định và bảo trì chính xác, nó sẽ chuyển mạch một cách đáng tin cậy trong nhiều năm. Khi nó bị đánh giá thấp hoặc bị bỏ qua, nó có thể làm hỏng máy nén. Động cơ luôn yêu cầu dòng điện, các tiếp điểm cố gắng cung cấp dòng điện và điểm yếu nhất bị lỗi trước tiên. Hãy đưa ra đánh giá phù hợp cho điểm yếu đó và phần còn lại của hệ thống sẽ tiếp tục hoạt động. Nếu bạn cần trợ giúp để khớp một rơ-le với tải máy nén của mình, trang liên hệ là nơi tốt để bắt đầu cuộc trò chuyện về kỹ thuật.