Fonction de la pièce

Transformer l'énergie électrique en énergie mécanique compressive.

Exemple d'utilisation

Production de froid par compression dans les réfrigérateurs, congélateurs, caves à vins.

Leur fonction.

Transformer l'énergie électrique en énergie mécanique comprimante dans le but de changer l'état d'un gaz et d'utiliser l'énergie de ce changement pour produire du froid.

Comment les reconnaître ?

Ils sont toujours sous cloche (généralement noire), et sont présents à l'arrière des appareils domestiques.(voir photo).

Leur principe de fonctionnement.

Un moteur de type asynchrone (voir fiche moteur asynchrone), est accouplé à un compresseur (ensemble piston, vilebrequin, cylindre, clapets et culasse) dans le but d'aspirer le fluide frigorifique afin d'obtenir un changement d'état de celui-ci (liquide → vapeur et vice-versa) et donc de produire du froid.

Ce système est enfermé dans une cloche métallique totalement hermétique. Pour assurer une durée de vie optimum à la mécanique, un système de pompe à huile est integré au moteur. Le fonctionnement du compresseur se déroule en deux étapes essentielles.

Étape 1: L'aspiration

Lorsque le moteur est en fonction, le rotor tourne et entraine un villebrequin qui permet au piston de descendre dans le cylindre par l'intermédiaire de la bielle. Pendant cette phase, le clapet 1 est aspiré et colle donc parfaitement, le clapet 2 quand à lui, s'ouvre permettant l'entrée du fluide frigorifique venant du circuit réfrigérant de l'appareil (à l'état gazeux) dans la chambre.

Étape 2 : Le refoulement

Après l'entrée du gaz réfrigérant, le piston continu sa course et vient comprimer la chambre. Ce phénomène appui sur le clapet 2 qui se ferme hermétiquement. Sous la pression le clapet 1 peut alors s'ouvrir et laisser s'échapper le fluide qui part directement dans le circuit réfrigérant de l'appareil. Le cycle peut alors reprendre son cours à l'étape 1.

Vue éclatée d'un compresseur

Légende :

1- Cylindre (Bloc métalique)

2- Guide d'aspiration (Oriente le gaz vers la chambre du cylindre)

3- Culasse (Assure l'étanchéité entre cylindre et clapets)

4- Clapets (Permettent l'aspiration et le refoulement)

5- Silencieux (Atténuent le sifflement du gaz pendant les phases de refoulement)

6- Couvercle de silencieux (Assurent l'étanchéité entre silencieux et tuyau de refoulement)

7- Tuyau de refoulement (Assure l'étanchéité du refoulement vers le circuit réfrigérant)

8- Contrepoids (Equilibre la force rotative du villebrequin)

9- Piston (Assure la compression du gaz)

10- Bielle (Assure l'intermédiaire entre piston et villebrequin)

11- Villebrequin (Permet la transmission désaxée entre rotor et piston)

12- Rotor (Crée l'énergie rotative)

13- Stator (Crée le champ magnétique)

14- Ressort de suspension (Equilibre et stabilise le moteur dans la cloche)

15- Connectique moteur (Assure l'apport du courant dans le moteur)

16- Sytème de démarrage (ici CTP)

17- Pompe à huile (Lubrifie la mécanique du montage)

Le démarrage du compresseur

Le moteur du compresseur est constitué de deux enroulements statoriques, comme tout moteur asynchrone, il faut lui ajouter un système d'aide au démarrage, c'est l'enroulement auxiliaire (ou dit de démarrage) qui le permettra. Cet enroulement doit être alimenté un bref instant, juste pour permettre au moteur de se lancer. On peut en distinguer deux variantes d'aide au démarrage :

• Le démarrage par relais

Ici on trouve en série avec l'enroulement principal (ou "de marche") un relais prêt à commander un contact permettant l'alimentation de l'enroulement auxiliaire ( ou dit "de démarrage"). Lors de la mise sous tension, le courant électrique demandé par l'enroulement principal est très important. De par ce fait, le relais (excité) pourra commander le contact, alimentant ainsi l'enroulement auxiliaire (démarrage). Le moteur pourra alors se lancer, le courant diminuera dans l'enroulement principal et donc dans le relais (désexcité).Le contact s'ouvrira, (arrêt de l'alimentation de l'enroulement auxiliaire) et le moteur continuera à tourner sur sa lancée, grâce à l'enroulement principal. Ce sytème n'est plus utilisé dans les appareils domestique modernes.

• Le démarrage par CTP

Ce type de démarrage est désormais courant sur tous les compresseurs équipant les appareils nouvelle génération. La CTP est un organe dont la résistance électrique (capacité à freiner le courant) augmente lorsque sa température augmente. A la mise sous tension les enroulements principal (marche) et auxiliaire (démarrage) sont alimentés. Le moteur peut donc s'élancer. Comme pour le démarrage par relais, une fois lancé, l'enroulement auxiliaire doit être coupé. C'est la CTP qui va s'en charger. Grâce au courant la traversant, il se produit un échauffement et, par conséquent, une augmentation de sa résistance, jusqu'au blocage complet du passage du courant. Le moteur reste lancé et alimenté sur l'enroulement de marche.

La sécurité thermique

Sur les réprésentations schématiques précédentes, on peut remarquer, en série avec les enroulements du moteur, une sécurité thermique. Celle-ci à pour but de protéger le moteur contre une éventuelle surchauffe en cas de dysfonctionnement. Elle est constituée d'un bilame (alliage de 2 métaux collés sous la forme d'un disque) qui a la particularité de se déformer sous l'action de la chaleur. Ainsi lorsque le moteur surchauffe, ce sytème coupe l'alimentation électrique. De même, si le moteur force au démarrage, le courant électrique augmentera, le bilame s'échauffera, se deformera, et coupera de fait l'alimentation.

Quels symptômes et diagnostics en cas de panne ?

Pas de froid dans le réfrigérateur :

• Enroulement coupé : mesure à l'ohmètre
• Clapet HS : tester la compression et l'aspiration du moteur (matériel adéquat nécessaire)
• Problème mécanique.
• Le compresseur "clique" : la sécurité thermique s'enclenche (surchauffe, problème de démarrage, blocage mécanique, problème dans le circuit frigorifique).