Назначение, выбор и подключение автоматического переключателя фаз

В ряде случаев промышленные, а иногда и бытовые однофазные линии запитываются от сети с тремя-четырьмя фазами. Для того чтобы выбрать фазу с напряжением, соответствующим параметрам линии, в цепь устанавливается автоматический переключатель фаз. Это устройство обеспечивает бесперебойную подачу напряжения, а также защищает подключенные приборы от перепадов, которые могут стать причиной выхода техники из строя. Переключатель фаз автоматический подсоединяется к трёхфазной или четырехфазной сети, через которую происходит подача электричества в однофазную линию. Один из фазных проводников на его выходе подключается к защищаемой цепи. При выходе параметров напряжения на нем за пределы нормы прибор переключает электросеть на питание от другого кабеля.

Порядок работы переключателя

Автоматический переключатель – это цифровой прибор, изготовленный на базе микропроцессоров. Устройство долговечно и отличается высокой точностью, позволяющей обеспечить надежную защиту включенной в сеть аппаратуры.

При подсоединении аппарата к линии может быть выбрана в качестве питающего проводника любая фазная жила.

Чтобы контакты встроенных в прибор выходных реле не залипали, устройство оснащено внутренней блокировкой. Кроме того, оно контролирует состояние контактов пускателей, которые имеются во внешней электроцепи. Использование этого прибора позволяет не допустить перегрузки по фазам.

Конструкция и принцип работы

Конструктивно устройство включает в себя входные и выходные контакты, индикаторы нормального электроснабжения и аварийной ситуации, регуляторы, обозначенные на схеме соответствующими номерами (рисунок 1):

1. Индикатор аварийной ситуации;
2. Индикатор подключенного питания нагрузки;
3. Потенциометр, позволяющий выбирать нужный режим;
4. Регулятор уровня асимметрии;
5. Регулятор снижения напряжения;
6. Потенциометр, позволяющий регулировать временную уставку срабатывания.

Далеко не все модели предоставляют весь комплекс настроек по вышеприведенным параметрам. Они зависят от назначения конкретного реле и сферы применения.

Рис. 2. Принципиальная схема работы

В нормальном режиме к цепи питания от источника ЭДС E1 (рисунок 2) подается напряжение к потребителю, будь то двигатель, станок или другое оборудование. Реле контроля фаз R подключается в отпайку через соответствующие клеммы, обозначенные на схеме, как L1, L2, L3 и нулевым проводом N. Внутри устройства собрана логическая схема на транзисторах, которая посылает сигнал с выходных контактов на разрыв катушки пускателя P для отключения. При необходимости сигнал отключения можно настроить как для обесточивания потребителя, так и отключения внешней электрической сети.

В случае аварийной ситуации – пропадания одной из фаз, короткого замыкания, резкого увеличения токов, изменяется гармоническая составляющая электрических параметров сети. На что реагирует устройство защиты и посылает по цепям питания через клеммы 24 и 21 на катушку контактора соответствующий сигнал на отключение.

После срабатывания силовых контактов в практике электроснабжения потребителей может произойти естественное восстановление параметров питающей сети, при которой произойдет выравнивание фаз. При этом реле возвратит контакты во включенное положение, за счет чего реализуется система АПВ и на обмотки двигателя или другого потребителя возобновится подача напряжения.

За счет кнопок «Пуск» и «Стоп» можно осуществлять ручное управление питанием электрического прибора.

Параметры установки АПФ

Для моделей этих устройств характерны нижеперечисленные установочные параметры:

• Предельное напряжение (верхнее и нижнее). Показатель максимального напряжения наиболее значим, и важно правильно его подобрать, не ошибившись при настройке. Если он слишком низок, то прибор будет постоянно срабатывать, а если подобранное значение слишком велико – неизбежен перегрев внутренней проводки, что может привести к пожару.
• Приоритетная фаза АПФ. Если перепады напряжения на ней отсутствуют, аппарат не будет переключаться на другие линии. При перепадах питание линии будет переключено на другой проводник, но вместе с тем аппарат продолжит контролировать приоритетную жилу. Когда разность потенциалов на ней нормализуется, нагрузка переключится обратно.
• Время включения. Этим термином обозначается период задержки после исчезновения напряжения на всех токоведущих проводниках. По истечении его устройство вновь попытается включить питание.

• Время возврата. Это интервал после переключения питания с приоритетной жилы на резервную, по истечении которого прибор произведет проверку основной фазы, и если ее параметры будут в норме, переключит снабжение линии электроэнергией на нее. Если приоритетный проводник не готов к подключению нагрузки, повторная проверка будет произведена через тот же временной промежуток.

Переключатель фаз Новатек-Электро ПЭФ-320

В конце февраля у меня был обзор реле выбора фаз ПЭФ-301 и как я тогда писал, пользуюсь этими реле очень давно и полностью доволен их работой. Но вот ко мне на стол попала более новая версия, ПЭФ-320. Из ключевых отличий — нет возможности управления внешними контакторами, ну а подробнее как всегда в обзоре. Честно говоря поначалу я скептически отнесся к новой версии, стоит дороже чем ПЭФ-301, внешними контакторами управлять не умеет, но после внимательного осмотра и моделирования возможных сценариев применения пришло понимание, что в принципе производитель вполне прав, выпустив подобный вариант. По ходу обзора я попробую не только показать эту модель, а и сравнить её с ПЭФ-301.

Ссылка в заголовке ведет на украинскую версию сайта, для россиян ссылка будет другой.

Продается реле в фирменной коробочке, причем внутри коробка сделана так, что реле жестко зафиксировано и не болтается в ней.

Комплект поставки предельно лаконичен, реле и паспорт с инструкцией.

Руководство пользователя, схема подключения, гарантийный талон, все это есть по ссылке в pdf.

Чтобы не качать инструкцию ради характеристик, продублирую их здесь.

Как и у ПЭФ-301 заявлен гарантийный срок в 10 лет, мне к сожалению (или к счастью) не удалось проверить данное заявление, так как даже первое реле, купленное примерно те же 10 лет назад, нормально работает до сих пор в отнюдь не тепличных условиях.

Но вернемся к предмету обзора.

Первое ключевое отличие от ПЭФ-301, размеры. Если предыдущая модель занимала в щитке 4 места (70мм), то эта ровно в два раза уже, 2 модуля (36мм). Вверху четыре клеммы подключения — три фазы и ноль, снизу также четырехконтактный клеммник, выходная фаза и ноль, но к последнему я еще вернуть немного позже. Клеммники точно такие же как у ПЭФ-301, нормально зажимается провод сечением до 2.5мм, в крайнем случае можно засунуть и 4мм.кв, но лучше этого не делать. Сверху и снизу есть вентиляционные щели.

Сбоку имеется схема подключения, мелочь конечно, но полезно, у ПЭФ-301 её не было.

Наглядное сравнение с ПЭФ-301 и парой АВ. Здесь я должен отметить, что печать на корпусе у ПЭФ-320 немного бледнее, на мой взгляд может быть критично при рассматривании надписей около «крутилок» когда работаешь где-то в месте с не очень хорошим освещением. По своему конечно придирка, но вот у ПЭФ-301 читаемость надписей выше и особенно это заметно когда их поставить рядом. Справедливости ради, все то же самое касается и находящихся правее АВ Schneider.

Изменен механизм крепления на рейку, добавлена пружинка потому реле можно просто защелкнуть.

Индикация, количество и назначение органов управления полностью идентично таковым у ПЭФ-301, из-за меньших размеров панели их просто переставили по другому. А вот за метки на ручках регуляторов поставлю плюс, у ПЭФ-301 приходилось приглядываться в каком положении находится регулятор так как метка была черная на черном, да собственно даже на фото сложно понять что у него настроено. Кроме того у ПЭФ-320 на переднюю панель выведены световоды, а не «голые» светодиоды как у ПЭФ-301. Как мне кажется, с учетом этого, а также другой конструкции регуляторов, защищенность передней панели стала выше.

Так как управление ничем не отличается от ПЭФ-301, то продублирую скорректированное описание из предыдущего обзора Индикация Три светодиода зеленого цвета, показывают какое реле в данный момент активно, вариантов активности четыре — 1, 2, 3, 0. Один светодиод красного цвета, показывает наличие аварийного состояния входа и отсчет времени паузы перед возвратом после нормализации напряжения.

Управление представляет собой четыре переменных резистора: Umax

— Установка порога максимально допустимого напряжения на входе, диапазон уставки — 230-280В.
Umin
— Установка порога минимально допустимого напряжения на входе, диапазон уставки — 160-210В
Тr
— Время паузы перед переходом на предыдущую фазу. Т.е. если реле в процессе перешло с первой фазы на вторую, то при нормализации напряжения на первой фазе оно перейдет на нее не сразу, а через установленное время, если выбрать крайнее правое положение (бесконечность), то автоматического перехода не будет. Диапазон регулировки 5-200сек + бесконечность.
Тon
— Время включения выхода после аварийного отключения. Данная функция необходима если к реле подключено оборудование питание на которое нельзя подавать сразу после снятия, например те же холодильники. Диапазон регулировки 1с-10мин.

Но лично мне конечно куда более интересна разборка, особенно было любопытно как производитель упаковал начинку от ПЭФ-301 в два раза меньший корпус. Разбирается реле относительно просто: сначала снимается нижняя часть, она на защелках потом примерно на 5мм вытягивается плата и после этого вставляется обратно. после предыдущего шага ручки регуляторов будут выступать на те же 5мм и можно их вынуть поодиночке. как вынули ручки, вынимаем плату.

Да, компоновка явно плотнее, но в чем-то даже немного аккуратнее.

Внутри просматриваются конденсаторы, микросхема преобразователя напряжения, а также компоненты в термоусадке. Позже выяснил, что в термоусадку спрятаны диод+резистор на 380Ом и насколько я понял, резисторы выполняют функцию ограничителя зарядного тока конденсаторов, так и предохранителей поскольку последние на плате не найдены.

Все компоненты размещены на трех платах, основная содержит силовую часть и систему питания, на левой (они подписаны) микроконтроллер, цепи измерения и одно из реле, ну а правой оставили только три подстроечных резистора.

Кроме того на центральной плате транзисторы управления реле и прочая мелочь.

Вообще компоновка реально плотная, но в общем и целом получилась даже как-то аккуратнее и монолитнее чем у ПЭФ-301.

Около входных и выходных клемм есть защитные прорези, также они имеются и между контактными площадками реле, припоя явно не жалели, так что здесь без вопросов, почти…

Вопрос у меня возник по поводу маркировки выходных клеммников. Схема подключения однозначно говорит использовать крайние клеммы, но если посмотреть на фото выше, то там видно, что используются клеммы попарно. При этом именно попарное использование на мой взгляд как раз является большим преимуществом так как можно подключить две нагрузки без использования промежуточных элементов. Возможно есть какие-то нюансы, но как по мне, то можно было либо проставить буквы L и N посередине между клеммами, либо обозначить каждую клемму индивидуально — L L N N. Причем именно дать понять, что это одноименные клеммы так как схему смотрят максимум только при монтаже, а текстовое описание вообще читают когда «уже все сгорело».

Здесь применены реле производства Omron G2RL-14-E с обмоткой на 24 вольта, но как я понял, это никак не связано с конструктивом или особенностями самого реле, просто ставить могут либо их, либо Fujitsu.

Конструктивно разницы между реле нет.

Но насколько я могу судить, есть небольшая разница в характеристиках, у Fujitsu заявлялось 50000 циклов, у Omron 30000.

Заявленное сопротивление контактов не более 100мОм, судя по даташиту проверяется при постоянном токе 1А и напряжении источника 5 вольт. Я также провел подобный тест, в итоге сначала получил падение 1.6мВ на одном реле и 3.6 на другом, третье реле проверялось из-за того что проверка проходила в корпусе. Общее падение проверено по первой и третьей фазе, насколько я могу судить из схемы, самый короткий и самый длинный путь, соответственно около 6 и 12 мВ. Расчетное сопротивление контактов вышло заметно меньше заявленного значения, около 1.6-3.6мОм, общее падение на всем устройстве при токе 16А будет 96-192мВ, мощность потерь 1.5-3Вт, примерно те же значения получены у ПЭФ-301.

Но на самом деле реальное падение на контактах заметно меньше. Все дело в том, что из-за особенностей теста и оборудования я сначала включал реле, оно замыкало контакты и только потом подавал ток, при коммутации под током ситуация будет лучше так как легче пробиваются окислы. В даташите оговорены только значения тока/напряжения, но не оговорена методика, потому привел оба результата. На фото те же контакты, тот же ток, в той же последовательности.

Боковые платы припаяны, но мне было очень любопытно, потому пришлось взять паяльник и разобрать частично конструкцию.

Второе ключевое изменение, у ПЭФ-301 использовалась схема питания с гасящими конденсаторами, но судя по всему засунуть её в такую коробочку было совсем проблематично потому теперь питание обеспечивается ШИМ контроллером LNK305PN. Рядом находятся фильтрующие конденсаторы и изначально я хотел ругаться, так как они на напряжение 400 вольт, но потом посмотрел внимательнее и выяснил, что они включены последовательно, т.е. формально по входу стоит конденсатор 2.35мкФ 800 вольт. Все дело в том, что контроллеры Power Integrations довольно устойчивы к высокому напряжению на входе, например серия TOP у меня выдерживала 380 вольт на входе блока питания, при этом контроллер просто блокировался. Понятно что при этом были проблемы с входными конденсаторами, но я и не рассчитывал на такие ситуации.

Здесь конечно контроллер другой серии, мало того, по сути это просто StepDown, но с высоковольтным входом. К сожалению я не нашел в даташите указание на наличие защиты OVP, потому не могу сказать. как он поведет себя при высоком напряжении на входе, но то что есть запас по входному конденсатору, уже хорошо.

Схему не перечерчивал, но на вид она не сильно отличается от приведенной в даташите, вот только вместо С4 стоит конденсатор X2 типа, который на мой взгляд немного ограничивает надежность. Питание преобразователь получает с клемм L1-L3 через диоды, т.е. трехфазный однополупериодный выпрямитель.

Еще одно изменение, хотя и не такое существенное, в том что резисторы делителей напряжения теперь SMD, но здесь также нет претензий, они установлены по три штуки последовательно, а так как для корпуса 1206 максимальное напряжение 200 вольт, то имеем делитель рассчитанный до 600 вольт. В остальном схемотехника идентична ПЭФ-301.

Переходим к тестам. При подаче напряжения сначала засвечивается красный светодиод и если напряжение в норме, то запускается отсчет времени задержки и потом оно включает соответствующее реле. Напомню, вход L1 приоритетный.

Мой ваттметр конечно не очень точный, но показывает потребляемую мощность 1.1Вт, в паспорте заявлялось 1.2Вт. Ради интереса включил примерно на час и потом измерил температуру внутри, в моем случае самым горячим было первое реле, отвечающее за линию L1.

При входном напряжении около 14.5 вольта устройство пытается стартовать, мигая светодиодом, а при 16 вольт выходит на рабочий режим. Смысла конечно особого в таком диапазоне нет, но хуже от этого точно не будет.

Точность установки порогов также не вызвала вопросов, для начала проверка защиты от снижения напряжения ниже установки. 1. Уставка 160В, выключение при 160, включение при 167 2. Уставка 180В, выключение при 180В, включение при 187.

Защита от перенапряжения. 1. Уставка 250В, выключение при 250, включение при 245. 2. Уставка 255В, выключение при 255, включение при 250.

Поведение при перепадах напряжения также идентично ПЭФ-301, как и в прошлый раз я проводил эксперимент с лампочкой и маломощным развязывающим трансформатором, из-за чего при включении реле напряжение просаживалось с исходных 205 до примерно 155-160.

Здесь аналогично при других установках порогов получалась задержка в 12 секунд, но иногда реле вело себя не совсем понятно, при неизменных установках задержка могла быть, а могла не быть. Меня этот момент заинтересовал и я решил на всякий случай уточнить у производителя этот нюанс, на что получил ответ:

0,02с переключение — происходит в случае если напряжение резко упало на 60В ниже нижнего порога. Если падение плавное на небольшую величину, то переключение происходит за 12с.

Т.е. на это влияет не только значение перепада напряжения, а и скорость его снижения, потому в эксперименте я просто попал на край порога определения аварии. В любом случае, данная ситуация является штатной.

Эмуляция пропадания/появления напряжения на первой и второй фазах, все также как у ПЭФ-301.

Демонстрация прогона по всему диапазону получилась чуть дольше из-за более широкого диапазона напряжений в меньшую сторону. Реле также четко отрабатывает переход по пороговым напряжениям.

Осциллограммы процесса переключения в этот раз снимались для двух вариантов переключения. 1, 2. Переключение с первого входа на второй при снятии напряжения на входе. Чаще всего переключение занимало около 60мс, но иногда затягивалось до 80мс, при этом обычно включение попадало на начало положительной волны синусоиды, но минимум один раз из четырех попало на отрицательную полуволну. 3, 4. Возврат на исправный вход, т.е. полностью инициированный устройством, здесь во всех тестах переход занимал по времени одну полуволну, причем всегда выпадала отрицательная.

Все то же самое, но для переключения с первого на третий вход (второй был обесточен), собственно все вышесказанное можно повторить один в один.

После того как я проверил все до чего дотянулись руки, могу сказать главное — ключевая разница между ПЭФ-301 и ПЭФ-320 заключается в трех вещах: 1. Размеры, ПЭФ-320 ровно в два раза меньше по ширине, что очень критично в мелких щитах. 2. Система питания, у ПЭФ-301 гасящие конденсаторы, у ПЭФ-320 ШИМ контроллер, что лучше, сложно сказать. 3. ПЭФ-301 умеет управлять внешними контакторами, а ПЭФ-320 нет.

Все остальное лишь косметика и тесты были только для того чтобы убедиться в этом, хотя справедливости ради «крутилки» у ПЭФ-320 удобнее, а точнее — они более наглядны.

Не обошлись и без небольших недостатков, хотелось бы: 1. Возможно чуть более контрастные надписи, например как у ПЭФ-301 2. Маркировку на корпусе по поводу всех четырех выходных клемм, а не только крайних, так как они подключены на плате, то насколько я понимаю, использовать их возможно. 3. Я бы все таки подумал насчет установки предохранителя перед ШИМ контроллером, а точнее — между точкой соединения диодов выпрямителя и остальными элементами схемы, не вижу проблемы найти ему немного места.

По поводу п.2 ситуацию позже прокомментировал представитель фирмы:

Причина по которой убрана информация на маркировке банальна. Мы получили негативный опыт (по другим изделиям) с данным решением, а именно многие клиенты видя свободную клемму N, прикручивали к клемме проводник от другой нагрузки. Тем самым организовывали транзит через наше изделие и превышение токовых характеристик. Как следствие — выгорание транзита и получение нами рекламации.

Собственно это все тот же проверенный временем ПЭФ-301 и я по своему рад, что изменив конструктив производитель не сделал его хуже, как это иногда случается.

Ну и насчет сценария применения, у меня это реле планируется на управление питанием системы видеонаблюдения на одном из объектов и опять в качестве АВР. Ситуация проста, дом за городом, нестабильная сеть, но есть генератор и еще какой-то источник(пока не в курсе), охрана переключает вручную, но иногда могут что-то забыть. Так как нагрузка небольшая, то внешние контакторы не нужны, при этом у всех источников общий ноль. На время переключений и прочего после реле будет стоять ИБП.

На этом у меня все, надеюсь что было полезно.

Особенности подключения и функционирования устройства

Монтаж автоматического переключателя производится сразу после электросчетчика. Аппарат, подсоединенный к линии, тестирует состояние проводников и подключает цепь к жиле, параметры которой максимально соответствуют требуемым. В ходе работы прибор постоянно следит за напряжением, которое не должно выходить за установленные пределы.

Порядок работы и устройство переключателя фаз на видео:

При работе контроль напряжения осуществляется не только на приоритетной фазе, но и на двух резервных. Это нужно для того, чтобы при нарушении параметров на основном проводнике без задержек выбрать другую жилу для переключения питания. Если напряжение на обеих резервных линиях находится в допустимых пределах, переключение идет от L1 к L2 и далее (обозначения фаз имеются на корпусе приборов, каждой соответствует свой светодиод).

Если разность потенциалов не соответствует заданным параметрам ни на одном проводнике, питание подаваться через них не будет. При нормализации напряжения на приоритетной линии подключение произойдет к ней в первую очередь.

Видео описание

Автоматический переключатель Фаз. Пример использования PS-63 в распределительном щитке на три фазы.

Переключатель фаз ручного типа зачастую называют пакетником – он представляет собой механическое кулачковое устройство, где тумблер можно переводить на одну из трех возможных позиций. То есть, при отключении, скачке или просадке напряжения перевести питание линии от другой фазы можно вручную, путем поворота тумблера. Такой вариант используется в тех случаях, если пользователь разбирается в электрике, но для неосведомленных пользователей лучше устанавливать автоматические переключатели.

Выбор оборудования

Этот переключатель фаз предназначен для питания промышленной и бытовой однофазной нагрузки 230/240 В 50 Гц от трехфазной четырехпроводной сети (3х400+N) Источник 220volt.com.ua
При выборе электронного автоматического трехфазного переключателя в обязательном порядке нужно обратить внимание на технические параметры данного прибора:

• Прежде всего, следует обратить внимание на то, чтобы параметры переключателя фаз соответствовали параметрам вводного тока, эти показатели определяют силу тока (A), напряжение (U) и сопротивление (Om или Ω). Ни в коем случае не используйте прибор, у которого эти параметры ниже, нежели у подаваемого вводного тока.
• В современных ПФ заложены дополнительные функции. Это регулировка минимального и максимального напряжения до момента переключения, а также наличие таймера, который допускает перебои с напряжением в пределах заданного времени, после чего происходит переключение на оптимальную фазу. В бюджетных модификациях ПФ такие усовершенствования не предусмотрены.
• Современные модели ПФ, помимо сегментного индикатора, оборудованы LCD дисплеем, отображающим главные показатели настроек, куда включается величина напряжения тока и номер фазы, подключенной в реальном времени.

Примечание: между промышленными и бытовыми автоматическими ПФ имеются существенные различия по разным техническим характеристикам – на это обязательно нужно обращать внимание.

Основные виды АПФ

В современных сетях нашей страны наиболее распространены модели переключателей PF 431 и PF 451. Рассмотрим их более подробно.

PF 431

Этот прибор обеспечивает надежную защиту бытовой аппаратуры от скачков напряжения на фазных жилах. Он может устанавливаться вместе с кондиционерами, холодильниками и морозильными камерами, компьютерами, системами сигнализации и видеонаблюдения и другой аппаратурой, которая должна непрерывно снабжаться электроэнергией.

Устройство работает по следующему принципу. Ко входу АПФ подключается трехфазное напряжение, к выходу – однофазная сеть с параметрами 220В, 50Гц. Прибор осуществляет контроль выходной разности потенциалов, и если она выходит за установленные пределы, подключает линию к фазной жиле, параметры которой соответствуют норме. При этом контроль за приоритетным проводником, которым для этой модели является L3, не прекращается.

Когда напряжение на ней нормализуется, происходит обратное подключение. Если разность потенциалов на L3 стабильна, переподключения питания на резервные фазы происходить не будет.

PF 451

Это устройство предназначено для обеспечения стабильности питания однофазных линий. Оно используется с различной бытовой аппаратурой, как и PF 431, и работает по аналогичному принципу, который незачем описывать повторно. Основная разница между ними заключается в том, что у PF 451 приоритетная фаза отсутствует. Поэтому для подключения всегда выбирается линия с оптимальными показателями напряжения.

Принцип работы и монтаж электроцепи на основе переключателя фаз на видео:

Область применения

Повторимся, что прежде чем заказать переключатель, вы должны знать – для его работы нужно 3 фазы. Резервные линии берутся именно с дополнительных фаз. Между фазами напряжение 380 Вольт, его называют «линейное», а между фазой и нулем 220 Вольт, его называют «фазным». Они связаны между собой, но в пределах этой статьи мы не будем углубляться в основы электротехники. Главное чтобы вы поняли, что для подключения к электросетям нужно наличие трёхфазной сети именно 380 Вольт.

Как уже было сказано, применяется этот прибор для подключения резервной линии. Это работает только в том случае, если одна из фаз трансформатора перегружена или произошел перекос. В случаях, когда на ввод трансформатор поступает «плохое» напряжение нужен автоматический ввод резерва с другой линии, переключатель фаз в этой ситуации не поможет.

Питание установок с непрерывным режимом работы осуществляется от переключателя фаз. Предлагаю рассмотреть область применения в наглядных примерах.

В медицине:

На производстве и в офисах:

• средства автоматизации;
• управляющая и аппаратура отслеживающая, записывающая сигналы;
• средства связи, стационарные радиостанции, диспетчерское оборудование;
• системы вентиляции;

В доме:

• газовый котел;
• система охраны;
• видеонаблюдение;
• система «умный дом»;

Технические характеристики

Среди технических параметров, реализуемых реле контроля фаз необходимо выделить:

• питающее напряжение;
• диапазон контроля перенапряжения;
• диапазон снижения уровня напряжения;
• границы временной задержки для включения после скачка напряжения;
• границы временной задержки для включения после падения напряжения;
• время, расходуемое на отключение в случае пропадания фазы;
• номинальный ток на контактах электромагнитного реле;
• количество контактов для совершения коммутационных опраций;
• мощность устройства;
• климатическое исполнение;
• механическая и электрическая износоустойчивость.

Схема подключения определяет порядок чередования фаз, поэтому нормальное питание нагрузки возможно при условии их правильного соблюдения на этапе монтажа и настройки. При этом существует возможность регулировки задержки коммутации для различных режимов работы устройства. Таким образом, для двигателей, в момент пуска можно отстроить время задержки срабатывания от 1 до 3 сек, для выдержки пусковых токов.

То же относиться к возможности отстройки аварийного срабатывания в случае перегрузки фаз, где время до коммутации можно регулировать от 5 до 10 сек.

Особенности модели PS-63A DigiTOP

Автоматический переключатель PS-63A – это последняя и самая продвинутая из выпущенных на рынок моделей для электронного выбора лучшей фазы. Рассчитана на максимальный транзитный ток до 80А, номинальный – 63А по входу и выходу.

Производится именитым производителем DigiTOP, который в первую очередь известен тем, что выпускает только электронные приборы с цифровой индикацией с дополнительными функциями контроля и только высочайшего качества, при этом удерживая цены на довольно низком уровне.

Данный прибор вынашивался разработчиками DigiTOP давно, на протяжении трех последних лет. Были изучены модели конкурентов, их особенности и недостатки, был разработан и произведен уникальный корпус модульного исполнения для возможности установки в стандартный РЩ устройств трехфазной защиты и переключателей на DIN-рейку с тремя цифровыми индикаторами – А, В и С и надежными клеммами лифтового типа до 80 А.

В результате был выпущен качественный переключатель фаз PS-63A нового поколения, который на данный момент не имеет аналогов ни по функциональности, ни по качеству работы и исполнения.

Настройки прибора

Простые модели имеют минимальный набор настроек. Они не поддаются регулировке покупателем. Алгоритм их работы установлен производителем и не подлежит изменению. Сложные дорогие модели, напротив, имеют множество настраиваемых параметров.

Нижний предел напряжения

Этот параметр определяет, при какой величине входного напряжения произойдет переключение на запасную фазу. Например, если напряжение в фазе A больше 180 В, то потребитель подключен к фазе A. Если меньше, то происходит переход на фазу B.

В простых моделях переключателей значение 180 В установлено по умолчанию. В моделях посерьезнее оно поддается регулировке, и минимальный предел напряжения можно установить на 120-200 В.

Настройка прибора обычно осуществляется с помощью регуляторов под крестовую отвертку. Их достаточно просто покрутить. Отсюда народное название подобных регуляторов «крутилка». В других образцах переключателей используются кнопки. Принципиальной разницы в работе этих регуляторов нет. Поэтому выбор — это вопрос удобства использования.

Верхний предел напряжения

Настройка верхнего предела напряжения необходима для той же задачи, что и нижнего. Но в случае с верхним пределом осуществляется защита потребителей от перенапряжения.

Если напряжение в текущей фазе становится больше допустимого, то прибор автоматически переходит на другую фазу. Например, если напряжение в фазе A превысило значение 250 В, то АПФ переключится на фазу B с нормальным напряжением 230 В.

Время возврата

Время возврата на приоритетную (основную) фазу также поддается настройке с помощью регуляторов или кнопок. Этот параметр определяет, через сколько секунд после нормализации напряжения в основной фазе АПФ снова вернется на нее.

Например, в сети по какой-то причине происходит длительная просадка напряжения в одной из фаз. АПФ переходит на запасную. Через некоторое время вольтаж в основной фазе принимает допустимое значение. Но переключающее устройство выжидает. И только после времени возврата снова возвращается на нормализовавшуюся основную фазу.

Время возврата необходимо, чтобы исключить постоянные ложные переключения устройства. Тем самым увеличивается срок эксплуатации внутренних реле и уменьшается риск повреждения нагрузки.

Эта настройка сильно варьируется от типа потребителя. Например, для холодильников рекомендуется устанавливать время возврата порядка 3-10 мин. Для ламп накаливания достаточно 1-2 мин.

Классификация фазоуказателей

Независимо от сферы применения для проверки правильности подключения бытовых или промышленных электроустройств наибольшее распространение получили фазоуказатели следующих типов:

• Индукционные — представлены главным образом устаревшими моделями типа И517, ФУ-2 и более современными модификациями. По сути представляют собой упрощённую модель асинхронного двигателя, в качестве ротора у которых выполнен обычный диск из лёгких металлов. При прямом подключении к питающей сети этот диск-индикатор начинает вращаться по часовой стрелке, в противном случае направление вращения меняется на противоположное. Приборы этого типа отличаются большим рабочим ресурсом, простотой применения. Отдельные модификации применяют для работы с трёхфазными сетями с частотой до 1 тысячи Герц.
  Индукционный фазоуказатель
• Более современными считаются устройства, обеспечивающие индикацию правильности включения при помощи обычных ламп накаливания или светодиодов. Они меньше по габаритам, поэтому более просты в применении, особенно в бытовых условиях. Отметим несовершенство отдельных моделей, которые требуют подключения только к двум фазам и нейтральному проводу, это несколько усложняет выполнение работ по определению очерёдности фаз.
  Фазоуказатель с индикаторного типа
• Заслуживают внимания и приборы микроконтроллерного типа. Они вполне подходят для выполнения работ в быту и на производстве, правильность фазировки показывают при помощи всё тех же световых индикаторов.
  Фазоуказатель микроконтроллерного типа

И517М:

ФУ-2:

Принцип действия всё приборов, кроме индукционного, основан на эффекте перекоса фаз, при котором по различным цепям появляется различное активное и реактивное сопротивление. В результате это и приводит к изменению интенсивности свечения отдельных индикаторов или полному отказу от включения.

Обзор популярных реле контроля фаз

• Реле РНПП-311 украинского производства является одним из наиболее популярных и подходящих для сетей постсоветского пространства. Аббревиатура расшифровывается как реле напряжения, перекоса и последовательности фаз. Современные модификации, в дополнение к стандартным параметрам способны отслеживать еще и частоту напряжения.
• OMRON K8AB данная модель осуществляет контроль не только за снижением, но и за превышением уровня напряжения, выполняя тем самым функции ограничителя или разрядника, причем, куда более эффективно. Имеет ряд модификаций, отличающихся регулировками порогов срабатывания и техническими параметрами.
• Carlo Gavazzi DPC01 отличается двумя реле на выходных клеммах устройства. Имеет несколько точек регулировки различных параметров, и переключатель режимов. Предоставляет 7 возможных функций по выставлению задержек, интервалов или цикличных функций.
• Реле ЕЛ-11 отечественного производства контролирует параметры электрической сети, может применяться как в закрытых отапливаемых, так и в не отапливаемых помещениях. Устанавливается в любом положении, но требует защиты от прямого попадания на них солнечных лучей и атмосферной влаги.

Использование перекидных устройств в разных сетях

Каждый перекидной рубильник того или иного типа может применяться лишь в электрической цепи с определенными параметрами.

В однофазном варианте устанавливаются, преимущественно, коммутаторы двухполюсного исполнения. Во время подключения к генераторной установке потребуется блок питания с установленным рабочим напряжением триста вольт. Устройства обладают отрицательным сопротивлением порядка 50 Ом.

Для создания качественного контакта, рекомендуется использовать медные перемычки. В самом начале установки следует выяснить наличие электрощита. Может использоваться серия КК220 или аналогичная модификация. В цепях с одной фазой не рекомендуется использование реверсных устройств по причине возможного несоответствия их рабочих показателей и сетевых параметров.

Для проложенных линий с двумя фазами наилучшим образом подходит расширительный вариант переключающих устройств. В этом случае рубильниками приобретаются универсальные качества и они свободно используются в однофазных сетях, без ограничений. Предельное значение напряжения для работы достигает 300 вольт. В виде элемента, соединяющего все имеющиеся части, используется блок питания номиналом 200 В.

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.

Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»

Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.

Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).

Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):

• один с рабочей обмотки — рабочий;
• с пусковой обмотки;
• общий.

С этими тремя проводами и работаем дальше — используем для подключения однофазного двигателя.

Со всеми этими

Подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой через кнопку ПНВС подключение однофазного двигателя

Все три провода подключаем к кнопке. В ней тоже имеется три контакта. Обязательно пусковой провод «сажаем на средний контакт (который замыкается только на время пуска), остальные два — на крайние (произвольно)

К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель (от 220 В), средний контакт соединяем перемычкой с рабочим (обратите внимание! не с общим). Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифилярного) через кнопку

Конденсаторный

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть варианты: есть три схемы подключения и все с конденсаторами. Без них мотор гудит, но не запускается (если подключить его по схеме, описанной выше).

Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателя

Первая схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже. Схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском (бетономешалки, например), а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.

Схема с двумя конденсаторами

Есть еще третий вариант подключение однофазного двигателя (асинхронного) — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и реализуется чаще всего. Она на рисунке выше в середине или на фото ниже более детально. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.

Подключение однофазного двигателя: схема с двумя конденсаторами — рабочим и пусковым

При реализации других схем — с одним конденсатором — понадобится обычная кнопка, автомат или тумблер. Там все соединяется просто.

Подбор конденсаторов

Есть довольно сложная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

• рабочий конденсатор берут из расчета 70-80 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
• пусковой — в 2-3 раза больше.

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 вольт берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, для пусковой цепи ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting, но можно взять и обычные.

Изменение направления движения мотора

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Когда собирали схему, один из проводов подали на кнопку, второй соединили с проводом от рабочей обмотки и вывели общий. Вот тут и надо перекинуть проводники.

Как все может выглядеть на практике