Le compresseur représente le cœur du système de réfrigération, transformant l’énergie électrique en énergie mécanique pour comprimer le fluide frigorigène. Comprendre son câblage électrique s’avère essentiel pour tout technicien frigoriste ou amateur éclairé souhaitant réparer, installer ou reconvertir un compresseur de réfrigérateur. Les erreurs de branchement peuvent non seulement endommager irrémédiablement le compresseur, mais également présenter des risques de sécurité importants. Les compresseurs hermétiques modernes intègrent des systèmes de protection sophistiqués et des configurations électriques spécifiques selon leur technologie et leur puissance.
Composants électriques du système de compression réfrigérant
Le système électrique d’un compresseur frigorifique moderne comprend plusieurs composants interconnectés qui assurent son fonctionnement optimal et sa protection. Chaque élément joue un rôle précis dans la séquence de démarrage et de régulation du compresseur.
Moteur électrique du compresseur hermétique
Le moteur électrique constitue l’élément central du compresseur hermétique. Il se compose généralement de deux enroulements distincts : l’enroulement principal (Run) et l’enroulement auxiliaire (Start). L’enroulement principal assure le fonctionnement continu du compresseur une fois démarré, tandis que l’enroulement auxiliaire fournit le couple de démarrage nécessaire pour vaincre l’inertie initiale. La résistance de l’enroulement principal est généralement comprise entre 8 et 25 ohms selon la puissance du compresseur, tandis que l’enroulement auxiliaire présente une résistance plus élevée, variant de 15 à 50 ohms. Cette différence de résistance permet de créer le déphasage nécessaire au démarrage du moteur monophasé.
Relais de démarrage PTC et électromagnétique
Le relais de démarrage contrôle l’alimentation de l’enroulement auxiliaire selon deux technologies principales. Les relais électromagnétiques traditionnels utilisent une bobine alimentée par le courant de l’enroulement principal pour actionner des contacts qui déconnectent l’auxiliaire une fois la vitesse nominale atteinte. Les relais PTC (Positive Temperature Coefficient) fonctionnent sur le principe de la résistance variable avec la température. Au démarrage, leur résistance faible permet le passage du courant dans l’auxiliaire, puis elle augmente avec l’échauffement, limitant progressivement ce courant jusqu’à l’interruption. Cette technologie offre une meilleure fiabilité et une usure réduite par rapport aux contacts mécaniques.
Condensateur de démarrage et condensateur permanent
Les condensateurs jouent un rôle crucial dans le fonctionnement des moteurs monophasés en créant le déphasage nécessaire entre les courants des enroulements. Le condensateur de démarrage, d’une capacité élevée (généralement 100 à 300 µF), fournit un couple de démarrage important mais ne reste en circuit que quelques secondes. Le condensateur permanent, de capacité plus faible (15 à 80 µF), reste connecté en permanence à l’enroulement auxiliaire pour améliorer le rendement et réduire les vibrations. La valeur du condensateur permanent influence directement les performances énergétiques du compresseur et doit correspondre exactement aux spécifications du fabricant.
Protection thermique klixon et sonde CTP
La protection thermique du compresseur s’articule autour de plusieurs dispositifs complémentaires. Le klixon, thermostat à bilame intégré dans le compresseur, interrompt l’alimentation électrique lorsque la température des enroulements dépasse le seuil critique (généralement 120°C). Ce dispositif se réenclenche automatiquement après refroidissement, permettant la reprise du fonctionnement. Les sondes CTP (Coefficient de Température Positif) modernes offrent une protection plus précise en transmettant l’information de température au système de contrôle électronique. Ces protections thermiques préviennent la destruction des enroulements par surchauffe due à une surcharge, un manque de ventilation ou un défaut de lubrification.
Contacteur principal et fusible de protection
Le contacteur principal assure la coupure de l’alimentation générale du compresseur sur ordre du thermostat ou du système de régulation. Il doit supporter le courant nominal du compresseur ainsi que les pointes d’intensité au démarrage, pouvant atteindre 5 à 8 fois le courant nominal. Les fusibles de protection, dimensionnés selon la puissance du compresseur, doivent présenter une courbe de déclenchement adaptée aux caractéristiques de démarrage. Les fusibles temporisés permettent de supporter les appels de courant transitoires tout en protégeant efficacement contre les surcharges permanentes et les courts-circuits.
Schémas de câblage selon les types de compresseurs
Chaque type de compresseur présente des spécificités de câblage selon sa technologie, sa puissance et son application. La compréhension de ces différences permet d’adapter correctement l’installation électrique aux caractéristiques du compresseur utilisé.
Câblage compresseur monophasé embraco NEK2134GK
Le compresseur Embraco NEK2134GK illustre parfaitement le câblage standard des compresseurs monophasés hermétiques. Ce modèle de 1/3 CV utilise un moteur à induction avec démarrage par relais électromagnétique et condensateur permanent. Le bornier présente trois connexions : C (commun), S (start/auxiliaire) et R (run/principal). Le câblage s’effectue en connectant la phase sur le relais de démarrage, le neutre sur la borne C, et le relais alimente successivement les bornes R et S. Le condensateur permanent de 15 µF se connecte entre les bornes R et S, créant le déphasage nécessaire au fonctionnement optimal. La protection thermique klixon s’intercale dans le circuit de la borne C pour couper l’alimentation en cas de surchauffe.
Raccordement compresseur triphasé danfoss SC18CL
Les compresseurs triphasés comme le Danfoss SC18CL simplifient considérablement le câblage en éliminant les composants de démarrage monophasés. Le raccordement s’effectue directement sur les trois phases L1, L2 et L3 du réseau triphasé 380V. L’ordre des phases détermine le sens de rotation du compresseur, crucial pour le bon fonctionnement de la compression. Un contacteur triphasé dimensionné pour 25A assure la coupure générale, commandé par le système de régulation. La protection thermique s’effectue par relais thermique tripolaire réglé au courant nominal du compresseur (18A pour ce modèle). Cette configuration triphasée offre un meilleur équilibrage des charges, un rendement supérieur et une réduction des vibrations par rapport aux moteurs monophasés.
Configuration électrique compresseur inverter panasonic
Les compresseurs inverter révolutionnent le contrôle de la compression par modulation électronique de la vitesse. Le compresseur Panasonic utilise un moteur brushless alimenté par un onduleur électronique intégré. Le câblage externe se limite à l’alimentation monophasée 230V de l’onduleur et aux signaux de commande (marche/arrêt, consigne de vitesse). L’onduleur génère une alimentation triphasée à fréquence variable (30 à 120 Hz) pour contrôler précisément la vitesse du compresseur. Cette technologie permet une régulation continue de la puissance frigorifique, réduisant les cycles marche/arrêt et améliorant l’efficacité énergétique de 30 à 40% par rapport aux compresseurs traditionnels.
Branchement compresseur rotatif tecumseh AEA3440YXA
Le compresseur rotatif Tecumseh AEA3440YXA présente des spécificités de câblage liées à sa technologie de compression rotative. Contrairement aux compresseurs à piston, il utilise un moteur synchrone à aimants permanents nécessitant un démarrage assisté par condensateur de forte valeur (300 µF). Le câblage intègre un condensateur de démarrage temporisé et un condensateur permanent de 40 µF. La séquence de démarrage s’effectue en trois phases : pré-lubrification (2 secondes), démarrage assisté (4 secondes) puis fonctionnement nominal. Un temporisateur électronique contrôle cette séquence pour optimiser la fiabilité et réduire l’usure mécanique. La protection thermique utilise une sonde PTC intégrée transmettant l’information au module de contrôle.
Procédure de diagnostic électrique du compresseur
Le diagnostic électrique méthodique du compresseur permet d’identifier précisément la nature des défaillances et d’orienter les interventions de maintenance. Cette approche systématique évite les remplacements inutiles et optimise la durabilité des installations.
Test de continuité des enroulements run et start
La mesure de continuité constitue le premier test à effectuer sur un compresseur suspect de défaillance. À l’aide d’un ohmmètre, il faut mesurer la résistance entre chaque paire de bornes du compresseur. Un enroulement en bon état présente une résistance finie et stable, généralement comprise entre 5 et 50 ohms selon la puissance. Une résistance infinie indique une coupure de l’enroulement, tandis qu’une résistance nulle révèle un court-circuit. Les valeurs typiques pour un compresseur de réfrigérateur domestique sont : enroulement Run 12-18 ohms, enroulement Start 20-35 ohms, résistance totale (Run + Start) 32-53 ohms. Ces mesures doivent être effectuées compresseur froid et déconnecté depuis au moins 15 minutes.
Mesure de résistance ohmique entre bornes C-S-R
La mesure systématique entre les bornes C (commun), S (start) et R (run) permet d’identifier précisément l’état de chaque enroulement. La résistance C-R correspond à l’enroulement principal, C-S à l’enroulement auxiliaire, et R-S à la somme des deux enroulements. La formule de vérification R(C-R) + R(C-S) = R(R-S) doit être respectée à ±5% près. Un écart supérieur indique un défaut d’isolation entre enroulements ou une connexion interne défectueuse. Les mesures doivent être répétées à différentes positions du compresseur pour détecter d’éventuelles coupures intermittentes dues aux vibrations ou à la dilatation thermique.
Un compresseur présentant une résistance d’isolement inférieure à 1 MΩ entre enroulements et masse doit être remplacé immédiatement pour éviter tout risque d’électrocution ou d’incendie.
Contrôle d’isolement masse-enroulements
Le test d’isolement entre les enroulements et la masse du compresseur s’effectue avec un mégohmmètre ou un multimètre en position haute résistance. La résistance d’isolement doit être supérieure à 1 MΩ (mégohm) pour garantir la sécurité électrique. Une valeur comprise entre 100 kΩ et 1 MΩ indique une dégradation de l’isolement nécessitant une surveillance accrue. Une résistance inférieure à 100 kΩ impose le remplacement immédiat du compresseur. L’humidité, la surchauffe ou l’âge peuvent dégrader progressivement l’isolement des enroulements, créant des risques de court-circuit à la masse.
Vérification ampérage nominal et courant de démarrage
La mesure du courant de fonctionnement s’effectue à l’aide d’une pince ampèremétrique sur le conducteur d’alimentation principal. Le courant nominal doit correspondre aux spécifications de la plaque signalétique à ±10% près. Un ampérage supérieur indique une surcharge mécanique (compresseur grippé, haute pression), tandis qu’un courant faible peut révéler une perte de compression ou un défaut d’étanchéité. Le courant de démarrage, mesuré pendant les premières secondes de fonctionnement, atteint généralement 5 à 8 fois le courant nominal sur les compresseurs hermétiques standard. Cette pointe d’intensité ne doit pas dépasser 10 secondes sous peine d’endommager les enroulements.
Installation et sécurisation du câblage frigorifique
L’installation correcte du câblage électrique conditionne la fiabilité et la sécurité de fonctionnement du système de compression. Les réglementations en vigueur imposent des règles strictes concernant la protection des personnes et des équipements, particulièrement dans les environnements humides caractéristiques des installations frigorifiques.
Le dimensionnement des conducteurs doit tenir compte non seulement du courant nominal du compresseur, mais également des pointes d’intensité au démarrage et des conditions d’installation. Un conducteur sous-dimensionné provoque des chutes de tension préjudiciables au fonctionnement du compresseur et présente des risques d’échauffement. La section minimale recommandée est de 1,5 mm² pour les compresseurs jusqu’à 500W, 2,5 mm² jusqu’à 1000W et 4 mm² au-delà. Ces sections peuvent être majorées en cas de longueur de câble importante ou de température ambiante élevée.
La protection différentielle revêt une importance capitale dans les installations frigorifiques où la présence d’humidité augmente les risques de défaut d’isolement. Un disjoncteur différentiel 30 mA protège efficacement contre les courants de fuite et les contacts directs. Cependant, certains compresseurs modernes équipés de filtres électroniques peuvent générer des courants de fuite naturels nécessitant l’emploi de différentiels de type A ou de sensibilité 300 mA pour éviter les décl
enchements intempestifs lors des phases de fonctionnement normal.
Les raccordements électriques doivent être réalisés dans des boîtiers étanches IP44 minimum, avec utilisation de presse-étoupes adaptés au diamètre des câbles. Les connexions par dominos traditionnels sont proscrites dans les environnements humides au profit de bornes à ressort ou de connecteurs étanches. L’ensemble du câblage doit être fixé mécaniquement pour éviter les contraintes sur les raccordements dues aux vibrations du compresseur. Un dispositif de coupure d’urgence facilement accessible doit être installé à proximité de l’installation pour permettre la mise hors tension rapide en cas d’intervention.
Codes couleurs et normes électriques EN 60335-2-34
La norme européenne EN 60335-2-34 établit les exigences spécifiques de sécurité pour les appareils de réfrigération à usage commercial et domestique. Cette réglementation impose des codes couleurs stricts pour le câblage des compresseurs frigorifiques, garantissant une identification uniforme et sécurisée des circuits électriques. Le respect de ces codes couleurs facilite non seulement la maintenance et le dépannage, mais constitue également une obligation légale pour la mise sur le marché européen.
Le conducteur de phase L se distingue par la couleur marron ou noire, tandis que le neutre N utilise exclusivement la couleur bleue claire. Le conducteur de protection PE (terre) combine obligatoirement le vert et le jaune en bandes longitudinales. Pour les installations triphasées, les trois phases adoptent les couleurs marron (L1), noir (L2) et gris (L3). Les circuits de commande utilisent des couleurs spécifiques : orange pour les signaux de thermostat, violet pour les dispositifs de sécurité, et blanc pour les circuits auxiliaires. Cette codification permet une identification immédiate de la fonction de chaque conducteur, réduisant significativement les risques d’erreur lors des interventions.
Les exigences d’isolement imposent une tension d’essai de 1250V entre conducteurs actifs et 1875V entre conducteurs actifs et masse pour les appareils de classe I. La section minimale des conducteurs de protection ne peut être inférieure à celle des conducteurs de phase jusqu’à 16 mm², puis suit un ratio de 1:2 au-delà. Les dispositifs de protection doivent présenter un pouvoir de coupure adapté au courant de court-circuit présumé du réseau, généralement 6 kA minimum en distribution domestique. L’indice de protection IP des coffrets électriques varie selon l’environnement : IP20 en local technique sec, IP44 en ambiance humide, IP65 pour les installations extérieures.
Dépannage des pannes électriques courantes
Les défaillances électriques des compresseurs frigorifiques suivent généralement des schémas récurrents, permettant un diagnostic méthodique et une réparation efficace. L’identification correcte des symptômes oriente précisément vers la cause racine du dysfonctionnement, évitant les interventions inutiles et coûteuses. Une approche systématique du dépannage commence toujours par la vérification des alimentations et protections avant d’aborder les composants internes du compresseur.
Le compresseur qui ne démarre pas peut révéler plusieurs défauts distincts. Un contrôle de tension au niveau du bornier confirme la présence de l’alimentation électrique. L’absence de tension oriente vers les protections amont : fusible grillé, disjoncteur déclenché, ou contacteur défaillant. La présence de tension sans démarrage suggère un problème au niveau du compresseur lui-même : enroulements coupés, relais de démarrage défectueux, ou blocage mécanique. Un compresseur qui démarre puis s’arrête immédiatement indique généralement un déclenchement de la protection thermique, causé par une surcharge ou un défaut d’isolement.
Les pannes de condensateur se manifestent par des difficultés de démarrage ou des performances dégradées. Un condensateur de démarrage défaillant empêche le compresseur de développer le couple initial nécessaire, provoquant un ronronnement caractéristique sans rotation effective. Un condensateur permanent défectueux autorise le démarrage mais dégrade le rendement énergétique et augmente les vibrations. La mesure de capacité à l’aide d’un capacimètre révèle les dérives par rapport à la valeur nominale : un écart supérieur à ±10% impose le remplacement du composant.
Un compresseur présentant des démarrages difficiles répétés peut endommager progressivement ses enroulements par suréchauffement. L’intervention préventive évite une panne totale plus coûteuse.
Les défauts de relais de démarrage provoquent des symptômes variables selon le type de défaillance. Un relais électromagnétique dont les contacts restent fermés maintient l’enroulement auxiliaire sous tension, causant sa destruction rapide par surchauffe. Inversement, des contacts qui ne se ferment pas empêchent totalement le démarrage. Les relais PTC peuvent présenter une dérive de leur point de basculement, retardant ou avançant la coupure de l’auxiliaire. Le remplacement s’effectue en respectant scrupuleusement les caractéristiques électriques : intensité de commutation, tension nominale, et type de charge (inductive).
L’analyse des courants de fonctionnement révèle de nombreuses informations diagnostiques. Un ampérage excessif (supérieur de 20% à la valeur nominale) indique une surcharge mécanique : compresseur en fin de vie, haute pression anormale, ou fluide frigorigène inadapté. Un courant insuffisant suggère une perte de compression due à l’usure des segments, des clapets défaillants, ou une fuite interne. Les variations cycliques d’intensité révèlent souvent des problèmes de lubrification ou d’usure mécanique avancée.
Comment identifier rapidement l’origine d’une panne électrique sur compresseur ? L’observation des symptômes combinée aux mesures électriques permet un diagnostic précis dans 90% des cas. Un compresseur silencieux avec tension présente au bornier oriente vers un défaut d’enroulements ou de relais. Un compresseur bruyant sans démarrage suggère un blocage mécanique ou une défaillance du condensateur de démarrage. Les déclenchements répétés de protection thermique indiquent une surcharge électrique ou mécanique nécessitant une investigation approfondie des conditions de fonctionnement.
La maintenance préventive électrique du compresseur s’articule autour de contrôles périodiques simples mais essentiels. La vérification semestrielle des serrages de connexions prévient les échauffements et les chutes de tension. Le contrôle annuel des protections (différentiel, thermique) garantit leur efficacité en cas de défaut. La mesure trimestrielle des courants de fonctionnement permet de détecter précocement les dérives de performances et d’anticiper les pannes. Cette approche préventive divise par trois les coûts de maintenance et multiplie par deux la durée de vie des équipements frigorifiques.
