Перемикач фаз Новатек-Електро ПЕФ-320

Наприкінці лютого в мене був огляд реле вибору фаз ПЕФ-301, і, як я тоді писав, користуюся цими реле вже дуже давно й цілком задоволений їхньою роботою. Але ось до мене на стіл потрапила новіша версія — ПЕФ-320. З ключових відмінностей — немає можливості керувати зовнішніми контакторами. А докладніше, як завжди, — в огляді.


Чесно кажучи, спочатку я скептично поставився до нової версії: вона коштує дорожче за ПЕФ-301, зовнішніми контакторами керувати не вміє. Але після уважного огляду й моделювання можливих сценаріїв застосування стало зрозуміло, що виробник, по суті, має рацію, випустивши такий варіант.
У ході огляду я спробую не лише показати цю модель, а й порівняти її з ПЕФ-301.

Посилання в заголовку веде на українську версію сайту, для росіян посилання буде інше.

Реле продається у фірмовій коробочці, причому всередині коробка зроблена так, що реле міцно зафіксоване й не бовтається в ній.


Комплект постачання гранично лаконічний: реле та паспорт з інструкцією.


Посібник користувача, схема підключення, гарантійний талон — усе це є за посиланням у pdf.


Щоб не завантажувати інструкцію заради характеристик, продублюю їх тут.


Як і для ПЕФ-301, заявлений гарантійний строк — 10 років. Мені, на жаль (чи на щастя), не вдалося перевірити цю заяву, адже навіть перше реле, куплене приблизно ті ж 10 років тому, досі нормально працює в зовсім не тепличних умовах.


Але повернімося до предмета огляду.


Перша ключова відмінність від ПЕФ-301 — розміри. Якщо попередня модель займала в щитку 4 місця (70мм), то ця рівно вдвічі вужча — 2 модулі (36мм).
Угорі — чотири клеми підключення: три фази й нуль, унизу також чотириконтактна клемна колодка: вихідна фаза й нуль. До останнього я ще трохи згодом повернуся. Клемники точно такі самі, як у ПЕФ-301: провід перерізом до 2.5мм затискається нормально, у крайньому разі можна вставити й 4мм.кв, але краще цього не робити.
Зверху й знизу є вентиляційні щілини.


Збоку є схема підключення. Дрібниця, звісно, але корисна — у ПЕФ-301 її не було.


Наочне порівняння з ПЕФ-301 і парою АВ. Тут маю зазначити, що написи на корпусі ПЕФ-320 трохи блідіші. На мій погляд, це може бути критично, коли розглядаєш написи біля «крутилок», працюючи десь у місці з не надто добрим освітленням. Звісно, це вже прискіпування, але в ПЕФ-301 написи читаються краще, і особливо це помітно, коли поставити їх поруч.
Справедливості заради, те саме стосується й автоматичних вимикачів Schneider праворуч.


Змінено механізм кріплення на рейку: додано пружинку, тому реле можна просто защепнути.


Індикація, кількість і призначення органів керування повністю ідентичні таким у ПЕФ-301, через менші розміри панелі їх просто розташували інакше. А за позначки на ручках регуляторів поставлю плюс: у ПЕФ-301 доводилося придивлятися, у якому положенні перебуває регулятор, адже позначка була чорною на чорному. Та й на фото складно зрозуміти, що саме в ньому налаштовано.
Крім того, у ПЕФ-320 на передню панель виведені світловоди, а не «голі» світлодіоди, як у ПЕФ-301. Як на мене, з огляду на це, а також на іншу конструкцію регуляторів, захищеність передньої панелі стала вищою.

Оскільки керування нічим не відрізняється від ПЕФ-301, продублюю скоригований опис із попереднього огляду
Індикація
Три зелені світлодіоди показують, яке реле зараз активне; варіантів активності чотири — 1, 2, 3, 0.
Один червоний світлодіод показує наявність аварійного стану на вході та відлік часу паузи перед поверненням після нормалізації напруги.

Керування здійснюється за допомогою чотирьох змінних резисторів:
Umax - Встановлення порога максимально допустимої напруги на вході, діапазон уставки — 230-280В.
Umin - Встановлення порога мінімально допустимої напруги на вході, діапазон уставки — 160-210В
Тr - Час паузи перед переходом на попередню фазу. Тобто якщо реле під час роботи перейшло з першої фази на другу, то після нормалізації напруги на першій фазі воно повернеться на неї не відразу, а через заданий час. Якщо вибрати крайнє праве положення (нескінченність), автоматичного переходу не буде. Діапазон регулювання — 5-200сек + нескінченність.
Тon - Час увімкнення виходу після аварійного вимкнення. Ця функція потрібна, якщо до реле підключене обладнання, на яке не можна подавати живлення відразу після його зняття, наприклад ті самі холодильники. Діапазон регулювання 1с-10хв.



Але особисто мені, звісно, набагато цікавіше розбирання. Особливо було цікаво, як виробник умістив начиння від ПЭФ-301 у корпус удвічі меншого розміру.
Реле розбирається відносно просто:
спочатку знімається нижня частина, вона на засувках
потім приблизно на 5мм витягується плата, після чого вставляється назад.
після попереднього кроку ручки регуляторів виступатимуть на ті самі 5мм, і їх можна вийняти по одній.
коли ручки вийнято, дістаємо плату.


Так, компонування явно щільніше, але в чомусь навіть трохи акуратніше.


Усередині видно конденсатори, мікросхему перетворювача напруги, а також компоненти в термоусадці. Пізніше з'ясував, що в термоусадку сховано діод і резистор на 380Ом, і, наскільки я зрозумів, резистори виконують функцію обмежувача зарядного струму конденсаторів, а також запобіжників, оскільки останніх на платі не знайшлося.


Усі компоненти розміщені на трьох платах: основна містить силову частину й систему живлення, на лівій (вони підписані) — мікроконтролер, кола вимірювання й одне з реле, а на правій залишили тільки три підлаштувальні резистори.


Крім того, на центральній платі є транзистори керування реле та інша дрібнота.


Загалом компонування справді щільне, але в цілому вийшло навіть якось акуратніше й монолітніше, ніж у ПЭФ-301.


Біля вхідних і вихідних клем є захисні прорізи, також вони є й між контактними майданчиками реле. Припою явно не шкодували, тож тут без питань, майже...


У мене виникло питання щодо маркування вихідних клемників. Схема підключення однозначно вказує використовувати крайні клеми, але якщо подивитися на фото вище, то видно, що клеми використовуються попарно. Водночас саме попарне використання, на мій погляд, якраз і є великою перевагою, адже можна підключити два навантаження без проміжних елементів.
Можливо, є якісь нюанси, але, як на мене, можна було або поставити літери L і N посередині між клемами, або позначити кожну клему окремо — L L N N. Причому саме дати зрозуміти, що це однойменні клеми, адже на схему дивляться хіба що під час монтажу, а текстовий опис узагалі читають, коли "вже все згоріло".


Тут застосовано реле виробництва Omron G2RL-14-E з обмоткою на 24 вольти, але, як я зрозумів, це ніяк не пов'язано з конструкцією чи особливостями самого реле — просто можуть встановлювати або їх, або Fujitsu.


Конструктивно різниці між реле немає.


Але, наскільки можу судити, є невелика різниця в характеристиках: для Fujitsu заявлено 50000 циклів, для Omron — 30000.


Заявлений опір контактів — не більше 100мОм; судячи з даташита, його перевіряють за постійного струму 1А й напруги джерела 5 вольт.
Я також провів подібний тест і зрештою спочатку отримав падіння 1.6мВ на одному реле й 3.6 на іншому; третє реле перевіряв, оскільки тест проводився в корпусі.
Загальне падіння перевірено на першій і третій фазах — наскільки можу судити зі схеми, це найкоротший і найдовший шляхи, відповідно близько 6 і 12 мВ.
Розрахунковий опір контактів виявився помітно меншим за заявлене значення — близько 1.6-3.6мОм. Загальне падіння на всьому пристрої за струму 16А становитиме 96-192мВ, потужність втрат — 1.5-3Вт. Приблизно такі самі значення отримано для ПЭФ-301.


але реальне падіння на контактах помітно менше.
Уся річ у тому, що через особливості тесту й обладнання я спочатку вмикав реле, воно замикало контакти, і лише потім подавав струм. Під час комутації під струмом ситуація буде кращою, оскільки оксиди пробиваються легше. У даташиті зазначено лише значення струму/напруги, але не описано методику, тому навів обидва результати.
На фото ті самі контакти, той самий струм, у тій самій послідовності.


Бічні плати припаяні, але мені було дуже цікаво, тож довелося взяти паяльник і частково розібрати конструкцію.


Друга ключова зміна: у ПЭФ-301 використовувалася схема живлення з гасячими конденсаторами, але, судячи з усього, втиснути її в таку коробочку було дуже проблематично, тож тепер живлення забезпечує ШІМ-контролер LNK305PN.
Поруч розташовані фільтрувальні конденсатори. Спочатку я вже хотів обурюватися, адже вони розраховані на напругу 400 вольт, але потім придивився уважніше й з’ясував, що вони з’єднані послідовно, тобто формально на вході стоїть конденсатор 2.35мкФ 800 вольт.
Річ у тім, що контролери Power Integrations досить стійкі до високої напруги на вході. Наприклад, серія TOP у мене витримувала 380 вольт на вході блока живлення, при цьому контролер просто блокувався. Зрозуміло, що через це виникали проблеми з вхідними конденсаторами, але я й не розраховував на такі ситуації.


Тут, звісно, контролер іншої серії, до того ж, по суті, це просто StepDown, але з високовольтним входом. На жаль, у даташиті я не знайшов згадки про наявність захисту OVP, тому не можу сказати, як він поводитиметься за високої напруги на вході. Але те, що є запас за вхідним конденсатором, — це вже добре.


Схему не перемальовував, але на вигляд вона не дуже відрізняється від наведеної в даташиті. Щоправда, замість С4 стоїть конденсатор типу X2, який, на мій погляд, трохи знижує надійність.
Живлення перетворювач отримує з клем L1-L3 через діоди, тобто це трифазний однопівперіодний випрямляч.


Ще одна зміна, хоча й не така суттєва, — резистори подільників напруги тепер SMD. Але й тут претензій немає: вони встановлені по три послідовно, а оскільки для корпусу 1206 максимальна напруга становить 200 вольт, маємо подільник, розрахований на напругу до 600 вольт. В іншому схемотехніка ідентична ПЭФ-301.


Переходимо до тестів.
Після подавання напруги спочатку загоряється червоний світлодіод, а якщо напруга в нормі, починається відлік часу затримки, після чого вмикається відповідне реле. Нагадаю, вхід L1 має пріоритет.


Мій ватметр, звісно, не дуже точний, але показує споживану потужність 1.1Вт, тоді як у паспорті заявлено 1.2Вт.
З цікавості залишив пристрій увімкненим приблизно на годину, а потім виміряв температуру всередині. У моєму випадку найбільше нагрілося перше реле, яке відповідає за лінію L1.


За вхідної напруги близько 14.5 вольта пристрій намагається запуститися, блимаючи світлодіодом, а за 16 вольт переходить у робочий режим. Особливого сенсу в такому діапазоні, звісно, немає, але гірше від цього точно не буде.


Точність встановлення порогів також не викликала запитань. Спочатку перевіримо захист від зниження напруги нижче заданого порога.
1. Уставка 160В, вимкнення за 160, увімкнення за 167
2. Уставка 180В, вимкнення за 180В, увімкнення за 187.


Захист від перенапруги.
1. Уставка 250В, вимкнення за 250, увімкнення за 245.
2. Уставка 255В, вимкнення за 255, увімкнення за 250.


Поведінка під час перепадів напруги також ідентична ПЭФ-301. Як і минулого разу, я проводив експеримент із лампочкою та малопотужним розділовим трансформатором, через що під час увімкнення реле напруга просідала з початкових 205 до приблизно 155-160.


Тут, як і за інших налаштувань порогів, затримка становила 12 секунд, але іноді реле поводилося не зовсім зрозуміло: за незмінних налаштувань затримка могла бути, а могла й не бути.
Мене зацікавив цей момент, і я вирішив про всяк випадок уточнити цей нюанс у виробника. У відповідь отримав:

Тобто на це впливає не лише значення перепаду напруги, а й швидкість її зниження, тому в експерименті я просто потрапив на межу порога визначення аварії. У будь-якому разі, така ситуація є штатною.


Імітація зникнення/появи напруги на першій і другій фазах — усе так само, як у ПЕФ-301.



Демонстрація проходження всього діапазону вийшла трохи довшою через ширший діапазон напруг у бік зниження. Реле також чітко відпрацьовує перехід за пороговими напругами.


Осцилограми процесу перемикання цього разу знімалися для двох варіантів перемикання.
1, 2. Перемикання з першого входу на другий після зняття напруги на вході. Найчастіше перемикання тривало близько 60мс, але іноді затягувалося до 80мс; при цьому зазвичай увімкнення припадало на початок позитивної півхвилі синусоїди, але щонайменше один раз із чотирьох — на негативну півхвилю.
3, 4. Повернення на справний вхід, тобто повністю ініційоване пристроєм перемикання: у всіх тестах воно тривало одну півхвилю, причому завжди випадала негативна.


Усе те саме, але для перемикання з першого на третій вхід (другий був знеструмлений); власне, усе сказане вище можна повторити слово в слово.


Після того як я перевірив усе, до чого дотягнулися руки, можу сказати головне: ключова різниця між ПЕФ-301 і ПЕФ-320 полягає в трьох речах:
1. Розміри: ПЕФ-320 рівно вдвічі вужчий, що дуже важливо в невеликих щитах.
2. Система живлення: у ПЕФ-301 — гасячі конденсатори, у ПЕФ-320 — ШІМ-контролер. Що краще — складно сказати.
3. ПЕФ-301 вміє керувати зовнішніми контакторами, а ПЕФ-320 — ні.

Усе інше — лише косметика, а тести були потрібні тільки для того, щоб у цьому переконатися. Хоча, справедливості заради, «крутилки» у ПЕФ-320 зручніші, точніше — наочніші.

Не обійшлося й без невеликих недоліків. Хотілося б:
1. Можливо, трохи контрастніші написи, наприклад, як у ПЕФ-301.
2. Маркування на корпусі для всіх чотирьох вихідних клем, а не лише крайніх, адже вони з'єднані на платі, тож, наскільки я розумію, їх можна використовувати.
3. Я б усе-таки подумав про встановлення запобіжника перед ШІМ-контролером, точніше — між точкою з'єднання діодів випрямляча та рештою елементів схеми. Не бачу проблеми знайти для нього трохи місця.

Власне, це все той самий перевірений часом ПЕФ-301, і я по-своєму радий, що виробник, змінивши конструкцію, не зробив його гіршим, як іноді буває.

Щодо сценарію застосування: це реле піде в мене на керування живленням системи відеоспостереження на одному з об'єктів, знову як АВР. Ситуація проста: будинок за містом, нестабільна мережа, але є генератор і ще якесь джерело (поки не знаю яке). Охорона перемикає вручну, але іноді може щось забути. Оскільки навантаження невелике, зовнішні контактори не потрібні, а всі джерела мають спільний нуль. На час перемикання та інших подібних процесів після реле стоятиме ДБЖ.

На цьому в мене все, сподіваюся, було корисно.