Cách kiểm tra công tắc tơ AC

Một kỹ thuật viên HVAC ở Phoenix đã được gọi đến để kiểm tra một máy điều hòa không khí hoạt động được 10 phút rồi dừng lại. Kiểm tra trực quan các bộ phận của máy điều hòa không khí cho thấy không có vấn đề gì với bộ điều nhiệt cũng như cầu dao. Sử dụng đồng hồ vạn năng để đo điện áp tại công tắc tơ AC trong dàn ngưng tụ ngoài trời, kỹ thuật viên đã nhanh chóng chẩn đoán được vấn đề. Mặc dù cuộn dây công tắc tơ vẫn được cấp điện, nhưng nó chỉ cung cấp điện áp không liên tục cho máy nén do các tiếp điểm bị hở vì quá nhiệt. Công tắc tơ bị rung và nóng lên khi hoạt động; do đó, bộ bảo vệ quá tải nhiệt bên trong máy nén đã tắt máy nén để bảo vệ khỏi quá nhiệt. Kỹ thuật viên đã chẩn đoán nhanh chóng nhờ kiến thức của mình về điện áp cần thiết ở mỗi đầu cực (và các giá trị bất thường trông như thế nào). Bài viết này cung cấp hướng dẫn về trình tự kiểm tra — một điểm khác biệt quan trọng giữa người “thay thế linh kiện” và người “chẩn đoán”.”

Chức năng của công tắc tơ AC và vị trí của nó trong mạch điện.

Bộ tiếp điểm AC của dàn ngưng tụ ngoài trời là một rơle được thiết kế để xử lý điện áp và dòng điện cao của hệ thống điều hòa không khí (A/C) hoặc bơm nhiệt (HP). Khi cần làm mát, bộ điều nhiệt sẽ gửi nguồn điện AC 24V đến cuộn dây tiếp điểm thông qua dây dẫn của bộ điều nhiệt. Việc cấp điện cho cuộn dây tạo ra một từ trường hút một pít tông (hướng xuống) để đóng hai tiếp điểm. Điều này cuối cùng cho phép đường dây 240V (120V đối với các thiết bị nhỏ hơn) được kết nối với máy nén và động cơ quạt bằng cách sử dụng các tiếp điểm của bộ tiếp điểm. Khi bộ điều nhiệt đạt đến nhiệt độ mong muốn, nguồn 24V được ngắt khỏi cuộn dây, từ trường mất từ tính, pít tông lại được lò xo đẩy lên trên, đóng cả hai bộ tiếp điểm và tắt hệ thống.

Bảng điều khiển điện của dàn nóng có một công tắc tơ, chủ yếu có hình chữ nhật. Công tắc tơ này có thể có một, hai hoặc ba cực, và mỗi cực sẽ có các đầu nối cho Đường dây (nguồn điện vào) và Tải (nguồn điện ra cho máy nén và quạt), cũng như một đầu nối cho Cuộn dây (điều khiển điện áp thấp). Trước tiên, trước khi bạn bắt đầu thực hiện bất kỳ thử nghiệm nào bên trong dàn nóng, trước tiên bạn phải tìm công tắc ngắt điện, thường được lắp đặt trên tường gần dàn nóng, và tắt nó đi. Bạn cũng sẽ tắt cầu dao trong bảng cầu dao chính, cung cấp điện cho dàn ngưng tụ, điều này sẽ tạo ra sự cách ly kép cho công tắc tơ; đây là điều bắt buộc phải làm trước khi làm việc với điện. Các tiếp điểm ở phía đường dây của công tắc tơ sẽ luôn có điện áp từ cầu dao đến công tắc tơ, bất kể công tắc tơ đang ở vị trí đóng hay mở. Sử dụng máy kiểm tra điện áp không tiếp xúc, bạn sẽ cách ly công tắc tơ khỏi điện áp bằng cách kiểm tra từng đầu nối xem có điện áp bằng 0 vôn hoặc thấp hơn không, trước khi chạm vào bất kỳ dây nào được kết nối với công tắc tơ.

Cách nhận biết công tắc tơ đã hỏng: Kiểm tra bằng mắt thường

Thông thường, việc kiểm tra trực quan kỹ lưỡng có thể xác định được vấn đề trước khi cần đến đồng hồ đo điện. Sau khi xác nhận đã tắt nguồn và tháo tấm che, bạn có thể kiểm tra kỹ công tắc tơ AC:

• Các điểm tiếp xúc bị cháy, rỗ hoặc đen. Các điểm tiếp xúc phải sạch và nhẵn. Nếu chúng trông giống như bề mặt mặt trăng bị rỗ, đen hoặc bị chảy, thì công tắc tơ đang trong tình trạng hỏng hóc, ngay cả khi nó vẫn hoạt động không liên tục. Sự rỗ trên các điểm tiếp xúc tạo ra điện trở sinh nhiệt, và sẽ sớm dẫn đến hiện tượng hàn dính hoặc hỏng mạch hở.
• Thân nhựa bị chảy hoặc đổi màu. Nếu bạn thấy dấu hiệu hư hại do nhiệt trên lớp vỏ nhựa bao quanh đầu nối, điều đó cho thấy bạn có thể bị lỏng kết nối hoặc các tiếp điểm bị lỗi đã bị chập nhiều lần. Hãy thay thế các bộ tiếp điểm.
• Cuộn dây bị phồng hoặc cháy. Trong một số công tắc tơ, có thể nhìn thấy cuộn dây từ bên cạnh. Nếu cuộn dây bị quá nhiệt, nó có thể sẽ xuất hiện các dấu hiệu như phồng rộp, nứt nẻ hoặc cháy xém. Thông thường, nếu cuộn dây bị hỏng, nó sẽ hiển thị là mạch hở khi kiểm tra điện trở.
• Mảnh vụn hoặc côn trùng chết nằm giữa các điểm tiếp xúc. Kiến thường bị thu hút bởi từ trường do công tắc tơ tạo ra và sẽ bị nghiền nát giữa các tiếp điểm của công tắc tơ khi chúng đóng lại. Đây là nguyên nhân khá thường gặp gây ra hiện tượng hoạt động không ổn định ở những vùng khí hậu ấm áp. Vệ sinh bề mặt tiếp điểm đôi khi có thể giúp công tắc tơ hoạt động trở lại, nhưng nếu chúng bị rỗ do phóng điện hồ quang, chúng phải được thay thế.

Nếu phát hiện bất kỳ dấu hiệu bất thường nào khi kiểm tra trực quan công tắc tơ, thì cần phải thay thế nó. Việc sử dụng đồng hồ vạn năng để kiểm tra vẫn hữu ích để xác nhận chẩn đoán công tắc tơ cũng như xác định xem có lỗi nào ở phía trước hoặc phía sau công tắc tơ hay không; tuy nhiên, một khi bạn thấy các dấu hiệu bất thường khi kiểm tra trực quan, thì công tắc tơ đó đã bị hỏng.

Kiểm tra cuộn dây công tắc tơ bằng đồng hồ vạn năng

Sau khi ngắt nguồn, việc kiểm tra công tắc tơ có thể được thực hiện trên bàn hoặc ngoài hiện trường miễn là cả hai dây dẫn đều được ngắt kết nối. Cuộn dây có hai cực, thường được dán nhãn A1 và A2, và cuộn dây sẽ là 24VAC trong hầu hết các hộ gia đình. Đặt đồng hồ vạn năng kỹ thuật số ở chế độ đo điện trở (Ω), thường là chế độ 200 ohm hoặc 400 ohm, và đặt các đầu đo vào hai cực của cuộn dây. Một cuộn dây công tắc tơ 24VAC hoạt động tốt sẽ cho kết quả đo điện trở từ 10-20Ω. Các công tắc tơ lớn hơn thường cho kết quả đo điện trở thấp hơn 10Ω và các công tắc tơ nhỏ hơn thường cho kết quả đo điện trở lớn hơn 20Ω. Mặc dù phép đo điện trở thực tế có thể không quan trọng bằng kết quả đo được chọn từ một trong ba loại:

• Mạch hở (OL hoặc điện trở vô hạn)Cuộn dây bị đứt. Công tắc tơ không thể đóng. Hãy thay thế nó.
• Điện trở rất thấp (gần 0 ôm)Đã xảy ra hiện tượng đoản mạch bên trong cuộn dây. Điều này hiếm khi xảy ra, nhưng nếu xảy ra, cuộn dây bị đoản mạch thường tiêu thụ dòng điện quá mức và có thể làm cháy biến áp điều nhiệt hoặc làm nổ cầu chì điều khiển. Hãy thay thế công tắc tơ.
• Giá trị đo ổn định trong khoảng 10–20 ohm.Cuộn dây dường như hoạt động bình thường về mặt điện. Tuy nhiên, có thể có một số vấn đề cơ học với bộ tiếp điểm, ví dụ như pít tông bị kẹt, lò xo bị gãy, v.v., nhưng bản thân cuộn dây vẫn hoạt động tốt.

Thử nghiệm điện trở này không yêu cầu phải tháo công tắc tơ ra khỏi thiết bị, nhưng các dây điều khiển phải được ngắt kết nối khỏi ít nhất một đầu cực cuộn dây để tránh đo đường dẫn song song qua bộ điều nhiệt hoặc máy biến áp. Một tài liệu hướng dẫn ứng dụng được tham khảo rộng rãi từ... Tập đoàn Fluke Cung cấp thêm thông tin chi tiết về việc kiểm tra cuộn dây rơle và công tắc tơ.

Kiểm tra độ thông mạch và điện trở của các tiếp điểm.

Khi nguồn điện bị ngắt và các đầu cực phía tải của công tắc tơ được ngắt kết nối, hãy kiểm tra các tiếp điểm nguồn chính của công tắc tơ để đảm bảo rằng chúng không có đường dẫn điện khi nguồn điện bị ngắt và có sự thông mạch với điện trở thấp khi công tắc tơ được kích hoạt.

Để kiểm tra từng cột, bạn cần thực hiện các bước sau:

1. Thử nghiệm khi không có điện: Cần đo điện trở của các đầu cực tải của mỗi cực khi công tắc tơ ở trạng thái nghỉ giữa đầu cực đường dây và đầu cực tải tương ứng. Kết quả đo điện trở phải là giá trị OL (hở mạch). Nếu đo được bất kỳ điện trở thực tế nào khi công tắc tơ ở vị trí mở, điều này cho thấy có hiện tượng hàn dính hoặc phóng điện cacbon qua sứ cách điện. Cần phải thay thế công tắc tơ.
2. Đã đóng bài kiểm tra thủ công: Dùng tua vít cách điện ấn vào cần gạt của công tắc tơ sẽ mô phỏng hoạt động điện của cuộn dây. Chừng nào cần gạt còn được ấn vào, hãy kiểm tra điện trở giữa dây nguồn và dây tải trên mỗi cực bên trong công tắc tơ. Một công tắc tơ tốt sẽ có điện trở nhỏ hơn 1 ôm (phạm vi bình thường 0,2 – 0,5) do điện trở của dây dẫn thử nghiệm. Nếu điện trở lớn hơn 1 hoặc dao động liên tục từ cao xuống thấp thì điều này cho thấy các tiếp điểm bị hỏng, do đó bạn cần thay thế công tắc tơ.

Thử nghiệm đóng cắt thủ công vừa đơn giản vừa hiệu quả trong việc cách ly các tiếp điểm khỏi mạch cuộn dây và cung cấp bằng chứng chắc chắn về tình trạng hoạt động của phần tử công tắc.

Kiểm tra điện áp thực tế: Đo lường những gì xảy ra khi có tải

Việc kiểm tra và đảm bảo công tắc tơ hoạt động đúng cách bằng cách vượt qua các bài kiểm tra điện trở tĩnh và đạt được điện áp dưới 24 volt đòi hỏi một hình thức kiểm tra khác; đó là kiểm tra điện áp trực tiếp. Kiểm tra điện áp trực tiếp chỉ có thể được thực hiện khi hệ thống đang hoạt động và phải được thực hiện hết sức cẩn thận bởi người có chuyên môn, đeo đầy đủ thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE) cần thiết. Tài liệu của Carrier mô tả các quy trình an toàn để đo điện áp hoạt động của hệ thống điều hòa không khí dân dụng dạng tách rời.

Khi bộ điều nhiệt yêu cầu chế độ làm mát, hãy đo các thông số sau:

• Giữa các cực của cuộn dây (A1 và A2)Để có được kết quả đo ban đầu từ thử nghiệm, bạn cần xác minh rằng mình đang đo được điện áp 24 volt AC hoặc xấp xỉ mức đó. Nếu bạn đo được điện áp nhưng công tắc tơ không hoạt động, ngay cả khi nó đã vượt qua bài kiểm tra thông mạch, thì nên giả định rằng cuộn dây của công tắc tơ bị lỗi cơ học bên trong — có thể do pít tông bị kẹt.
• Trên mỗi cột nối từ đường dây đến tảiĐể kiểm tra một công tắc tơ, bạn cần đo điện áp giữa đầu cực nguồn và đầu cực tải tương ứng trong khi máy nén đang hoạt động với công tắc tơ ở vị trí đóng. Một công tắc tơ hoạt động tốt sẽ có điện áp đo được gần bằng 0 vôn, thường nhỏ hơn 0,1 vôn, vì công tắc tơ có điện trở rất nhỏ. Nếu bạn đo được độ sụt áp lớn từ 0,5 vôn trở lên, điều này cho thấy công tắc tơ có điện trở cao và đang sinh nhiệt, và cần phải thay thế công tắc tơ.
• Điện trở giữa dây dẫn và đất, cũng như điện trở giữa tải và đất tại mỗi đầu cuối.Các chỉ số cho thấy điện áp đã đạt được và ổn định. Điện áp LG phải bằng điện áp nguồn (thường là 120V mỗi pha so với đất) thì điện áp LG tải mới duy trì ở mức đó hoặc gần mức đó khi công tắc tơ ở vị trí đóng.

Công tắc tơ phải hoạt động bình thường về điện bất kể kết quả đo như thế nào. Nếu bất kỳ kết quả đo nào nằm ngoài giới hạn cho phép, cần phải thay thế trước khi đưa vào sử dụng lại. Nếu bất kỳ kết quả đo nào cho thấy sự sụt giảm điện áp trên một bộ tiếp điểm đóng, thì đó là dấu hiệu cho thấy công tắc tơ này sắp bị hỏng do quá nhiệt.

Nếu công tắc tơ phát ra tiếng kêu lách cách hoặc vo ve thì sao?

Nếu bạn nghe thấy tiếng đóng/mở nhanh (hoặc tiếng lách cách) từ một công tắc tơ AC, có thể là do điện áp tại cuộn dây không đủ để giữ nó ở vị trí đóng. Điện áp thấp tại cuộn dây có thể do: 1) bộ điều nhiệt bị hỏng (bộ điều nhiệt ra lệnh cho thiết bị tắt hoặc giữ cho máy nén hoạt động), 2) kết nối kém hoặc lỏng lẻo giữa bộ điều nhiệt và dây điều khiển 24V, hoặc 3) máy biến áp quá nhỏ hoặc bị lỗi, làm giảm điện áp đường dây xuống còn 24 volt (máy biến áp thường được lắp đặt ở phần điện áp cao bên ngoài của hệ thống điều hòa không khí). Để kiểm tra xem có đủ điện áp tại các đầu cực cuộn dây của công tắc tơ hay không, bạn sẽ phải đo điện áp trong khi công tắc tơ đang phát ra tiếng lách cách. Điện áp tại các đầu cực cuộn dây không được thấp hơn 20 volt AC; nếu thấp hơn, vấn đề nằm ở phía trước công tắc tơ. Nếu bạn đo được điện áp ổn định 24 volt AC tại các đầu cực cuộn dây của công tắc tơ, nhưng công tắc tơ vẫn tiếp tục phát ra tiếng lách cách, thì cuộn dây (hoặc vòng che chắn) bị lỗi.

Vòng điều chỉnh bị lỗi sẽ tạo ra tiếng ồn vo ve lớn khi được cấp điện và không cho phép pít tông giữ chắc. Bạn cần thay thế bộ tiếp điểm để khắc phục sự cố.

Từ thử nghiệm tại hiện trường đến thử nghiệm tại nhà máy: Toàn diện quy trình kiểm định công tắc tơ

Trong một lần bảo dưỡng định kỳ 30 phút, kỹ thuật viên thực hiện nhiều thử nghiệm, bao gồm kiểm tra trực quan, đánh giá điện trở của cuộn dây và kiểm tra độ sụt áp (điện áp tiếp xúc) giữa các điểm tiếp xúc. Thời gian dành cho các hoạt động này chỉ là một phần nhỏ trong các đánh giá chất lượng được thực hiện trên mỗi công tắc tơ trước khi rời khỏi dây chuyền sản xuất.

Để đạt được mức chất lượng này trong quy trình sản xuất, các nhà sản xuất dựa vào nhiều quy trình đảm bảo chất lượng khác nhau — bao gồm cả thử nghiệm tự động. Việc thử nghiệm công tắc tơ AC có thể được thực hiện bằng một máy duy nhất, điều phối tất cả các quy trình thử nghiệm tự động trong một trạm tích hợp. Sau các quy trình thử nghiệm tự động được mô tả ở trên, nhà sản xuất tạo ra dữ liệu thử nghiệm cần thiết để kỹ thuật viên có thể đảm bảo với khách hàng rằng công tắc tơ được sản xuất đáp ứng các thông số kỹ thuật ghi trên nhãn.

Đối với các nhà sản xuất công tắc tơ, rơle và các thiết bị điện cơ tương tự, thiết bị kiểm tra tự động cung cấp năng suất và tài liệu mà kiểm tra thủ công không thể đạt được. (Benlong Automation) Máy kiểm tra toàn diện rơle AC Đây là một ví dụ về hệ thống như vậy: nó tích hợp các thử nghiệm điện và cơ khí cần thiết cho việc kiểm soát chất lượng dây chuyền sản xuất vào một trạm duy nhất, cung cấp kết quả được hiệu chuẩn, có thể lặp lại với khả năng truy xuất nguồn gốc kỹ thuật số. Đây là phần bổ trợ ở khâu đầu nguồn cho các thử nghiệm tại hiện trường được mô tả trong hướng dẫn này — cùng các thông số, được đo bằng cùng một nguyên lý vật lý, nhưng ở tốc độ sản xuất và với đầy đủ tài liệu. Một thiết bị tiếp điểm đã được kiểm tra riêng lẻ tại nhà máy sẽ đến tay kỹ thuật viên với hiệu suất cơ bản đã biết, khiến cho thử nghiệm tại hiện trường trở thành một sự xác nhận chứ không phải là một sự phát hiện.

Câu hỏi thường gặp

Làm sao để biết công tắc tơ điện xoay chiều của tôi bị hỏng?

Nếu có thể, hãy kiểm tra các dấu hiệu trực quan của tiếp điểm kém; các vết cháy/rỗ trên tiếp điểm, nhựa chảy trên thân của công tắc tơ, hoặc cuộn dây bị phồng. Một công tắc tơ điện bị hỏng sẽ có các dấu hiệu như cuộn dây hở (không có sự thông mạch), các tiếp điểm bị hàn dính (sẽ có sự thông mạch khi ngắt điện) hoặc sụt áp quá mức trên các tiếp điểm đóng (lớn hơn 0,5V). Công tắc tơ phát ra tiếng vo ve hoặc tiếng lách cách cũng là dấu hiệu của sự cố.

Bạn có thể kiểm tra công tắc tơ bằng đồng hồ vạn năng không?

Sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số, bạn có thể tiến hành kiểm tra toàn diện một công tắc tơ AC. Đầu tiên, đo điện trở cuộn dây từ A1 đến A2 (10-20 ôm trên cuộn dây 24V). Thứ hai, đo điện trở tiếp xúc từ nguồn đến tải trong khi đóng công tắc tơ bằng tay (nhỏ hơn 1 ôm). Cuối cùng, khi có nguồn điện, đo độ thông mạch qua cả hai tiếp điểm (sụt áp rất thấp).

Điện trở của công tắc tơ AC nên là bao nhiêu?

Tùy thuộc vào số lượng tiếp điểm trong công tắc tơ, nếu bạn đo điện trở qua cuộn dây của một công tắc tơ AC 24 volt thông thường, giá trị đo được sẽ nằm trong khoảng từ 10 đến 20 ôm. Công tắc tơ một cực đơn giản sẽ có điện trở gần 10 ôm hơn, trong khi công tắc tơ ba cực lớn hơn sẽ có điện trở gần 20 ôm hơn. Nếu bạn đo được mạch hở (OL) hoặc giá trị rất gần bằng không, thì cuộn dây đã bị hỏng.

Làm thế nào để kiểm tra công tắc tơ HVAC bằng đồng hồ vạn năng?

Ngắt nguồn điện đến dàn nóng tại cầu dao. Kiểm tra xem điện áp giữa các cực trên dàn nóng có bằng 0 vôn hay không. Ngắt kết nối dây cuộn dây khỏi các cực sau. Sử dụng đồng hồ vạn năng để xác định điện trở của từng cực cuộn dây; dự kiến điện trở từ 10 đến 20 ôm. Ấn cần gạt xuống để đo điện trở giữa dây dẫn và tải tại mỗi cực: dự kiến điện trở nhỏ hơn 1 ôm. Khi công tắc tơ không được cấp điện (ngắt kết nối khỏi nguồn), điện trở giữa dây dẫn và tải phải là mạch hở. Nếu công tắc tơ vượt qua các thử nghiệm này, hãy kết nối lại nguồn điện đến dàn nóng tại cầu dao và kiểm tra xem điện áp cuộn dây có phải là 24V AC hay không và kiểm tra xem độ sụt áp có gần bằng 0 trên mỗi điểm tiếp xúc đóng hay không.

Tài liệu tham khảo

• Công ty Fluke — Cách kiểm tra rơle — Hướng dẫn ứng dụng về kiểm tra cuộn dây và tiếp điểm bằng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số.
• Carrier — Hướng dẫn bảo dưỡng máy điều hòa không khí dân dụng — Tài liệu hướng dẫn bảo dưỡng của nhà sản xuất dành cho các thiết bị điều hòa không khí kiểu tách rời.
• Trane — Tài liệu về dịch vụ và khắc phục sự cố HVAC — Quy trình chẩn đoán thiết bị HVAC dân dụng và thương mại quy mô nhỏ.
• ACHR News — Tin tức về điều hòa không khí, sưởi ấm và làm lạnh — Tạp chí chuyên ngành với các bài viết kỹ thuật về chẩn đoán và thay thế linh kiện hệ thống HVAC.

Thử nghiệm một Công tắc tơ AC Đây là một chuỗi các bước logic: kiểm tra bằng mắt thường, điện trở cuộn dây, độ thông mạch của tiếp điểm và sụt áp khi có tiếp điểm. Mỗi bước xác nhận hoặc loại trừ một chế độ hỏng hóc cụ thể. Một công tắc tơ trông bị cháy, có điện trở hở trên cuộn dây hoặc có hiện tượng sụt áp trên các tiếp điểm đóng là công tắc tơ đã hết tuổi thọ – và việc thay thế là một sửa chữa đơn giản, không tốn kém, giúp khôi phục hệ thống hoạt động đáng tin cậy. Cho dù thử nghiệm được thực hiện trên mái nhà nóng với đồng hồ vạn năng cầm tay hay trên sàn nhà máy với máy kiểm tra tự động, các thông số đều giống nhau vì nguyên lý vật lý là như nhau. Nắm vững trình tự này sẽ biến sự cố làm mát không ổn định thành một chẩn đoán chính xác, mọi lúc mọi nơi.