Автоматический переключатель фаз ПФ-40А от AKIP-DON (АКИП-ДОН)

Автоматический переключатель фаз — это устройство, которое помогает обеспечить питанием высокоприоритетные однофазные нагрузки при наличии трёхфазной сети либо резервной линии. Через него удобно запитывать например газовые котлы, холодильники и морозильники, освещение коридоров и лестниц, дежурное освещение, слаботочку, т.е всё, что нежелательно надолго обесточивать.

Попал ко мне в руки на проверку один из таких приборов украинской сборки ПФ-40А, который по заявлению производителя, совмещает в себе не только автоматический приоритетный переключатель фаз, но и реле контроля напряжения.
Сразу заранее предупреждаю, что устройство получилось неудачное и брать его пожалуй не стоит.

Производитель
Инструкция

Запаковано вполне нормально


Комплектация

На передней панели расположен большой цифровой индикатор, 3 красных светодиода и две кнопки управления.


Устанавливается в щите на ДИН рейку, места занимает 6 модулей, ширина 106мм высота 90мм и глубина 67мм

Щель сверху забыли прикрыть, мусор будет сыпаться

Силовые клеммы расположены нелогично

Вместо логичных (отфотошопил как смог)


Корпус скрепляется 4 саморезами. Один из них пластилином залеплен (типа пломбы) :)
Силовая плата на двух саморезах крепится.



Проходные винтовые клеммы подключения похожи на XY803-3P из полиамида.
И сразу минус — винты клеммы с внутренней стороны никак не подтянуть без разборки устройства.
Коммутационные реле используются типа NRP15T-A24D на 40А при COS=1

Длительно нагружать переключатель на полные 40А не стоит даже пытаться. Защитный автомат на 25А на входе — самое то для этого переключателя.

Вся схема собрана на двух печатных платах. Защитная маска и печать на обоих платах отсутствует.
Между собой платы спаяны проводами МГТФ.


Монтаж и конструкция переключателя вполне приемлемы для домашней самоделки, но на серийное производственное устройство оно к сожалению не тянет :(
Собиралось реле вручную (made hand). Обычно так делают при очень небольшой партии изделий. С учётом полностью ручного монтажа, качество при этом довольно высокое. Претензии к флюсу на базе канифоли — его остатки на реле остались в больших количествах. Ну и до кучи реле поставлены на термоклей навесным монтажом :).

Плата индикации и управления просто приклеена термоклеем к верхней крышке — далеко не самое лучшее решение ибо со временем она просто отвалится. Я без проблем сдёрнул плату с этого клея.


Принципиальная электрическая схема.

Система питания имеет 3 независимых одинаковых канала, что позволяет питать устройство от любого количества фаз.
Контроллер управляет реле довольно странно и не сразу очевидно как именно он это делает. В двух словах — с целью экономии пинов контроллера, для управления используются выводы динамической индикации в отдельном такте. А для поддержания включенного состояния реле, его катушку просто шунтируют конденсатором. Решение очень спорное, проще и надёжнее было поставить например PIC16F1828 с увеличенным числом пинов, либо вместо регистра использовать драйвер LED индикатора, например TM1650

Контроль залипания реле также выполнен странным образом — выходное напряжение через делитель 1:11 подаётся прямо на вход контроллера без каких-либо защитных цепей. Внутри контроллера конечно стоят защитные диоды, но всё-же не следует рассчитывать на их прочность. Лучше-бы эту цепь сделали с делителем 1:123 как на входах.

Схема питается именно фазными напряжениями 220В, а не линейным 380В, поэтому подключение ноля строго обязательно, причём он должен быть общим для всех входных питающих линий. Переключатель по входам полностью симметричный и ему всё равно сколько линий подключено, питается он от любой из них. Правда тут есть подводный камень — при питании по единому входу, напряжение питания реле оказывается заниженным, что приводит к проблемам при заниженном сетевом напряжении. При плавном его повышении, величины напряжения на силовом реле недостаточно для включения. Его включение происходит при повышении напряжения свыше 210В, причём оно включается не чётко, а с дребезгом. В инструкции написано, что минимальное напряжение при коммутации 200В но что делать, если сетевое напряжение ниже? И для чего тогда дают диапазон нижней уставки 130-215В?

Напряжения по фазам измеряются вполне адекватно, в допуске. Проверку проводил как на трёх разных фазах

Так и на одной фазе по всем входам

За эти автоматы прошу сильно не материться — я их сам ненавижу, просто нашёл в мусоре (где им и место) :)

Режим индикации напряжения можно выбирать в настройках, приоритетная фаза также может быть запрограммирована.

Теперь о грустном — с логикой работы устройства есть определённые проблемы :(
Такого количества программных косяков в одном довольно простом устройстве не каждый день увидишь…

1. Выдержка на переключение фаз происходит только при пропадании напряжения. При появлении напряжения на приоритетной фазе, выдержка в большинстве случаев не происходит. Т.е. даже при случайном кратковременном появлении напряжения на приоритетной фазе, переключатель тут-же, без выдержки, на него переключается, хотя это напряжение может вообще дико прыгать. Я понимаю желание производителя как можно быстрее переключиться на приоритетную фазу, но это уже перебор.

Косяк с мгновенным переключением на приоритетную фазу.


2. Заявленный интервал времени переключения фаз 0,2 секунды происходит не всегда — при первом переключении реле, интервала почти нет (он менее 0,05 секунд). Теоретически, это может привести к перекрытию фаз и залипанию контактов реле при индуктивной нагрузке, когда возникает значительная дуга размыкания. Реально перекрытия фаз не происходит из-за работающего контроля залипания реле, но производитель тут играет с огнём. Кроме того, удлинённый интервал необходим для заряда накопительного конденсатора перед включением реле.

Сверхбыстрое переключение реле


3. Отгорание контактов, реле либо его невключение при недостаточном питающем напряжении никак не проверяется и не индицируется, хотя это аварийное состояние устройства. Нормальная логика должна отключить это реле и после выдержки времени подключить её снова. И если повторного включения не произойдёт — сигнализировать ошибку устройства, а не показывать нормальную работу, как в данном случае. Например, при питании реле от единой фазы с напряжением менее 210В, кратковременный провал напряжения вызывает отключение реле, но обратного восстановления работоспособности уже не происходит, т.к. напряжения недостаточно для его включения. Данный дефект проявляется только при работе на одной фазе.



4. При входном напряжении, близком к порогу включения, индикация начинает хаотично моргать. При этом на всех трёх выходах управления реле напряжение также хаотично прыгает. Похоже, четвёртый транзистор общего управления реле добавили чтобы при этом все реле хаотично не включались. Т.е. программный глюк обошли аппаратными средствами, что на мой взгляд за гранью добра…

Косяк с морганием индикации


Краткая проверка функций реле контроля напряжения.
Переключатель имеет простейшие защитные функции — уставку верхнего (130-215В) и нижнего (225-300В) порогов с фиксированным гистерезисом 5В и регулируемую задержку включения (5-300 секунд). Уставки общие для всех фаз (входов). Тут никаких особенностей не выявлено, защита срабатывает адекватно за исключением вышеуказанного косяка с невключением реле. Кратковременную подачу напряжения 450В переключатель фаз успешно выдержал.

Вывод: данный переключатель фаз брать не советую, слишком много у него проблем. Собственно идея — замечательная, но реализация подкачала. Я просил производителя прокомментировать данные проблемы, но ответа пока нет…