Relé de estado sólido o PTC para arranque de compresor de nevera.

Hola amigos.

 Gracias por visitar nuestro blog y por darnos la oportunidad de compartir con ustedes nuestras experiencia en la reparación de electrodomésticos.   Gracias también por dejarnos sus comentarios, los cuales atenderemos gustosamente.

    En esta ocasión, vamos a compartir información básica relacionada con el relay o relé electrónico de estado sólido o PTC, utilizado para el arranque del compresor de neveras de uso doméstico. Nos enfocaremos en su funcionamiento, diagrama de conexión  y haremos nuestras sugerencias para para verificar si se se encuentra en buen estado o en mal estado.

En publicaciones anteriores, tuvimos el gusto de compartirles sobre este tema, enfocándonos en los diferentes tipos de relés electromecánicos o de bobina.   Estos son los enlaces a esas publicaciones:

-  Comprobar el relé electromecánico "corto" de bobina hacia abajo, del compresor de la nevara.

-  Comprobación y conexión de relé amperimétrico "corto" de bobina hacia arriba, para compresor de nevera.

-  Comprobar y conectar un relé electromecánico "largo" para compresor de nevera.

    Es importante recordar que para realizar los procedimientos que acá se muestran, es necesario tener conocimientos de electricidad, así como de las medidas de seguridad correspondientes con el fin de evitarnos un accidente con corriente eléctrica o provocar daños materiales.

    Comenzaremos diciendo que los compresores de neveras llevan en su interior un motor eléctrico de inducción monofásico.   Dichos motores, para su arranque requieren de un circuito auxiliar compuesto por una bobina de arranque y un dispositivo de arranque.    

    El dispositivo de arranque, tiene la función de conectar el circuito de arranque del compresor de la nevera (bobina de arranque y/o capacitor de arranque) para su puesta en funcionamiento y luego desconectar, dicho circuito de arranque cuando el motor del compresor ha alcanzado su velocidad normal de trabajo.   Este proceso de arranque, ocurre en tan sólo unas fracciones de segundo. 

    El dispositivo de arranque, puede ser un relé amperimétrico electromecánico de bobina con contactos eléctricos, como los que hemos mencionado en los enlaces anteriores.    O bien podría ser un relé electrónico de estado sólido, como lo es el relé tipo PTC, sin bobinas ni contactos eléctricos.    La imagen siguiente, nos muestra una forma que puede tener este componente:

Como se puede apreciar en la imagen, la  PTC en este caso es de tres terminales, pero también existen otros componentes de este tipo que podría tener 4, 3 o un solo terminal.    En esta ptc de la imagen, se puede ver que  dos de sus terminales, están al mismo nivel y uno de ellos es el que se hace coincidir con el pin de la bobina de arranque A, del compresor, mientras que el otro terminal, es el que se conecta al pin de la bobina de trabajo T.    Esta PTC de tres terminales, por su diseño nos permite incluir un capacitor de arranque en le circuito de arranque del compresor.   Igualmente nos permite la conexión de un capacitor de trabajo o ambos a la vez, lo cual veremos en un diagrama mas adelante.    Sin embargo, cuando se deba instalar esta ptc de tres terminales, sin dicho capacitor de arranque, entonces se hace necesario realizar un puente entre el terminal que corresponde a la bobina de arranque y el terminal que no hemos marcado en la imagen anterior, de modo que al realizar el puente, la ptc se vería así:

Internamente este tipo de relé electrónico, tiene un disco cerámico similar a una moneda, que constituye al elemento resistivo o termistor.     Este elemento en el interior del relé, tiene contacto eléctrico solamente con dos de sus tres terminales.   La siguiente imagen, muestra la estructura interna del componente:

Los dos terminales que se encuentran diagonalmente opuestos, son los que hacen contacto con el disco cerámico, uno de ellos es que coincide con el pin de la bobina de trabajo T, del compresor mientras que el terminal que se hace corresponder con el pin de la bobina de arranque A, del compresor se encuentra aislado.   El trazo de color naranja, indica la conexión de los dos terminales, que están en contacto con el disco de la ptc.

Este relé electrónico, se puede usar tanto en compresores que tiene su pin común hacia abajo, como también en los que tienen dicho terminal hacia arriba.

  

Terminal Común abajo.                       Terminal común arriba

A continuación, se sugiere el diagrama eléctrico de una ptc, (vista desde el lado de sus terminales) para cuando el compresor tiene el pin común hacia arriba:

Y en las siguientes imágenes se sugiere el diagrama de la misma ptc, para cuando se usa en un compresor cuyo terminal común está hacia abajo:

Se usa en combinación con un protector térmico para formar el kit de arranque del compresor.  El klixon siempre se conectará al terminal común del compresor de la nevera.  En la primera y segunda imagen de esta publicación, a la izquierda del componente se puede ver una especie de espiga, la cual debe quedar hacia el klixon o protector térmico, para su instalación en los terminales del compresor de la nevera o refrigerador. Esta PTC, se fabrica para usarse en compresores desde 1/12 de hp, hasta 1/2 hp, para 120v y para 220v.   Sin embargo, ante la posible necesidad de realizar el reemplazo de este componente, lo mas recomendable es que se haga por otro componente cuyas características sean iguales a las del componente original.

    Este relé de estado sólido o PTC o dispositivo de arranque para compresores de nevera, es un termistor, que se caracteriza por que su resistencia eléctrica varía en proporción directa con las variaciones de temperatura a las que se ve expuesto.    Es un componente electrónico con Coeficiente de Temperatura Positivo, lo cual significa que es capaz de  incrementar su resistencia al paso de la corriente eléctrica, conforme se incrementa su temperatura e igualmente capaz de bajar su resistencia, cuando baja su temperatura.  

Es decir, que estando a temperatura ambiente, el dispositivo tiene una baja resistencia (del orden de los 10 ohmios), por lo que permite el paso de corriente a través de el, pero en la medida en que se eleva su temperatura, también se eleva su resistencia, hasta llegar a un punto en que dicha resistencia es tan elevada, (de unos 30 kilo ohmios) que impide el paso de mas corriente a través de el.     Gracias a esa cualidad, la PTC se utiliza amplia mente como dispositivo de control de arranque en los compresores de neveras.    

Funcionamiento de una PTC

Para entender mejor su funcionamiento, tomemos como base, el diagrama siguiente:

En dicho diagrama, hemos representado la configuración que adoptaría el circuito del compresor y del kit de arranque, conformado por una ptc y un protector térmico o klixon, para cuando el compresor tiene su terminal común hacia abajo. 

Y en este otro diagrama, hemos representado la configuración que adoptaría el circuito del compresor y del kit de arranque, conformado por una ptc y un protector térmico o klixon, para cuando el compresor tiene su terminal común hacia arriba. 

   Entonces cuando el compresor se encuentra apagado, no circula corriente por su circuito eléctrico.      En este momento la temperatura de la ptc es igual a la temperatura y ambiente y por tanto su resistencia al paso de la corriente es baja, por lo que puede dejar pasar corriente hacia la bobina de arranque del compresor.

Entonces, cuando se le suministra corriente al circuito, lo cual ocurre por medio del termostato de la nevera, dicha corriente llega hasta el terminal de la ptc, que coincide con el terminal de la bobina de trabajo T, del compresor y desde dicha bobina, la corriente cierra circuito por el terminal común C, a través del klixon.          De manera simultánea, la corriente también circula a través del disco de la PTC  (representado en color verde), ya que en ese momento su resistencia es baja y por tanto, deja pasar corriente.  Luego por medio del puente, dicha corriente pasa hacia la bobina de arranque A y de ahí cierra circuito por medio del terminal común del compresor y por medio del klixon.

Cuando la bobina de arranque o bobina auxiliar recibe corriente, entonces es cuando se produce el arranque del motor en el compresor.     En el instante del arranque, la demanda de corriente es alta y su valor puede ser hasta 5 veces mas que el valor de la corriente normal de funcionamiento del compresor.  Este consumo elevado de corriente que se da en el instante del arranque y que circula a través de la PTC, hace que la misma eleve su temperatura de manera instantánea.

Este aumento de temperatura, hace que la resistencia eléctrica de la PTC también se incremente,  llegando a un punto en que ya no pasa mas corriente por dicha PTC y por tanto se corta el paso de corriente por la bobina de arranque del compresor.     Esto equivale a que dicha bobina de arranque, quede fuera de operación, es decir que queda prácticamente desconectada del circuito.     A partir de aquí, luego del arranque, el compresor queda funcionando sólo con la bobina de trabajo.        Este proceso, de arranque se ejecuta en tan solo unas fracciones de segundo.

Durante el funcionamiento del compresor, la PTC se mantendrá caliente y por tanto con una alta resistencia, gracias al voltaje auto inducido en la bobina de arranque, de modo que no dejará pasar corriente.  

Cómo probar una PTC.

Los resultados de la comprobación de una ptc, mediante un multímetro o mediante un probador de continuidad, no son nada certeros ni confiables a pesar de que dicha comprobación sea realizable.    Un modo sencillo de hacer una verificación, es sacudiendo el componente y poniendo atención, para escuchar si se produce un sonido similar al de piezas rotas en su interior.     Si se escucha dicho sonido, entonces eso indica que el disco cerámico está roto, siendo esta una de las fallas comunes en este componente.     De ser así, entonces la ptc debe ser reemplazado.

Sin embargo, también podría suceder que el disco de la ptc no esté roto, pero aún así puede presentar daños en su superficie por estar quemada o con corrosión y que por tanto el componente no funcione, impidiendo que el compresor arranque.     Una forma mas certera de descartar o confirmar un fallo en la ptc, es reemplazándola por una nueva e igual a la original o bien realizando una prueba de arranque manual o directa tal compresor a como se sugiere en este video:    Arranque manual del compresor en el refrigerador. - Manual start compressor inside refrigerator-       Esto anterior, nos permitirá verificar si el fallo está en la ptc o en el compresor.

IMPORTANTE:  las comprobaciones de una PTC, nunca deben hacerse conectando sus terminales directamente a la corriente eléctrica, ya que si lo hacemos provocaríamos un corto circuito e incluso podríamos sufrir un accidente con corriente eléctrica.

Tal como habíamos mencionado antes, este tipo de ptc, por su estructura y diseño, nos permite agregar un capacitor de arranque o uno de trabajo, del mismo modo que nos permite conectar ambos capacitores a la vez.      Los siguientes diagramas, sugieren las conexiones para cuando se use la ptc sin capacitores, e igualmente para cuando  requiera el uso de un capacitor de arranque, luego para cuando se use la ptc con capacitor de trabajo  y finalmente para cuando se requiera usar ambos capacitores.:

Ptc en el circuito de arranque sin capacitores. (se conserva el puente).

Ptc en el circuito con capacitor de arranque (se elimina el puente)

Ptc en el circuito con capacitor de trabajo (se conserva el puente)

Ptc en el circuito con ambos capacitores (se omite el puente).

En este video de nuestro canal de youtube, se sugiere un paso a paso de cómo se podría hacer la conexión de ambos capacitores a la ptc,  en el circuito de arranque del compresor:

Compresor con ptc, klixon, capacitor de arranque y de trabajo. - Compressor with start capacitor.

Para omitir el capacitor de trabajo, simplemente se desconecta del circuito, sin mas.      Pero al eliminar el capacitor de arranque, es necesario restaurar el puente en la ptc, para que esta funcione y permita el arranque del compresor.

Amigos espero que la información compartida en esta publicación, también les sea de ayuda.

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Que DIOS les bendiga con salud, trabajo, paz y prosperidad a todos.

Hasta una próxima publicación si DIOS así lo permite...!!!

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