Назначение, выбор и подключение автоматического переключателя фаз

Автомат переключения фаз

В сельской местности проблемы с электроэнергией бывают постоянно. К счастью, к моему дому подведены три фазы, что позволяет мне пользоваться электросетью почти бесперебойно. Три фазы это конечно очень хорошо, можно подключать трехфазное оборудование вроде токарного станка. Но моя радость была недолгой (хорошо еще что не успел купить трехфазный станок). Оказывается в нашем поселке «три фазы» вещь весьма относительная, так как присутствуют они все три крайне редко. Хорошо если есть две или одна. Причем пропадают они и появляются весьма непредсказуемо. А так как ~220V берется от одной фазы, то и большинство домов страдает перебоями с электроснабжением. В моем случае легче, потому что -220V можно снять хотя бы с одной рабочей фазы.

Первоначально мне приходилось это делать вручную. Установил на щитке три мощные однофазные розетки с неонками для индикации наличия напряжения, подключив каждую к отдельной фазе, а от проводки своего дома вывел вилку. Пропало напряжение, — идешь в прихожую и переключаешь вилку в розетку где напряжение есть. Но такой способ весьма непрактичен, так как требует постоянного человеческого контроля. А если вас нет дома? Холодильник потечет!

Немного поразмыслив я собрал схему, которую назвал «ловушкой фаз», схема показана на рисунке. Все очень просто. Есть три маломощных сетевых трансформатора (ТВК-110 — самое то), на вторичной обмотке которых напряжение где-то 8-10V. И три мощных реле с обмотками на 12-14V. Контакты реле переключающие, и включены последовательно как показано на схеме.

Схема автомата переключения фаз

На вторичных обмотках трансформаторов установлены выпрямительные мосты и сглаживающие конденсаторы. Первичные обмотки трансформаторов ка>кдая подключена к своей фазе. А к выходам выпрямителей — обмотки реле.

И так, допустим на нашей улице «праздник», то есть, все три фазы есть. В таком случае все обмотки реле под током. И все их контакты находятся в противоположном показанному на схеме положении. Тогда напряжение на дом подается через контакты К1.1 от фазы L1.

И вот что-то опять на подстанции случилось и фаза L1 отключилась. Обмотка реле К1 больше не под током, его контакты переключаются в положение как на схеме. Если есть фаза L2, то напряжение на дом пойдет через контакты реле К1.1 и К1.2. Если фазы L2 тоже нет, но все же есть фаза L3 — напряжение на дом пойдет через контакты всех трех реле от фазы L3.

Ну, а если всех фаз нет… ну тогда уже ничего не поделаешь. Впрочем отсутствие напряжения на всех трех фазах у нас бывает крайне редко.

Детали. Трансформаторы типа ТВК-110 от старого телевизора. Но можно использовать практически любые трансформаторы с напряжением на вторичной обмотке 8-10V и максимальным током не ниже 100 тА. Сейчас по таким параметрам выбор большой. Реле типа SCB-1M-1240 с обмоткой на 12V и контактами на 40А при напряжении 12V и 15А при напряжении 230V, и переключающими контактами. Его можно заменить другим реле с аналогичными параметрами, например, 13F-2-SCL-12VDC- 230VAC-15A. Реле сейчас в продаже тоже есть достаточный выбор.

Диоды конденсаторы — любые, конечно, в разумных пределах.

Р. Лыжин

Схема подключения переключателя фаз

Вот мы и подобрались к практической стороне вопроса.

Схема базовая, без контакторов

Производитель предлагает такую базовую схему включения:

Базовая схема включения ПФ-431

Рассмотрим её подробно.

На входной контакт 1 подключена нейтраль N. Она внутри никак не коммутируется, и используется только для питания внутренней схемы. Это применяется повсеместно в любых реле (например, реле напряжения, в реле контроля фаз, и т.п) и в датчиках (движения, освещенности)

То есть, нейтральный провод, подключенный к клемме 1, может иметь сечение 2,5 или 1,5 мм2, не важно. Важно – как подключить силовой ноль

Считаю, что он не должен проходить через этот контакт, иначе обязательно выгорит, особенно при использовании схемы с контакторами

Подключать провод, идущий к контакту 1, лучше всего через шину или клемму вводного автоматического выключателя

Считаю, что он не должен проходить через этот контакт, иначе обязательно выгорит, особенно при использовании схемы с контакторами. Подключать провод, идущий к контакту 1, лучше всего через шину или клемму вводного автоматического выключателя.

Фазы L1, L2, L3, которые резервируют друг друга, подключаются через клеммы 2, 3, 4. Стоит сказать, что квартира может питаться через реле выбора фаз не польностью, а только отдельные однофазные потребители. Видимо, поэтому фазы на схеме уходят ещё куда-то вправо – на трехфазную нагрузку, либо на нагрузку мощную, но не критичную к качеству и наличию напряжения. А в случае пропадания одной из фаз или большого перекоса нет смысла питать сауну с трехфазным нагревателем или насос бассейна с асинхронным двигателем.

Фазные силовые выходы – клеммы 7, 9, 11. Эти выходы соединяются вместе и идут к нагрузке. Например, к вводному щитку с групповыми автоматами.

Очень важно, чтобы была блокировка одновременного включения контактов внутренних реле, как это делается, например, при реверсивном включении электродвигателя. Иначе в случае залипания контактов реле, или пробое ключевого транзистора, или программном сбое произойдёт межфазное замыкание, и последствия могут быть очень серьезные, вплоть до пожара

Чтобы этого не произошло, предусмотрен контрольный вход на контакте 6

Он работает таким образом. Например, входная фаза L1 (клемма 2) была рабочей, но стала “плохой”, и выключается внутренним реле. Напряжение на клемме 7, а значит и клемме 6 должно пропасть. Если это так, то включается следующая фаза. Если напряжение при выключенном реле напряжение не пропадает (по аварийным причинам, которые я описал выше), то Аларм – начитает моргать индикатор AL, а аварийная фаза объявляется неисправной. После этого нужно перезагрузить переключатель фаз, либо ремонтировать…

Чтобы этого не произошло, предусмотрен контрольный вход на контакте 6. Он работает таким образом. Например, входная фаза L1 (клемма 2) была рабочей, но стала “плохой”, и выключается внутренним реле. Напряжение на клемме 7, а значит и клемме 6 должно пропасть. Если это так, то включается следующая фаза. Если напряжение при выключенном реле напряжение не пропадает (по аварийным причинам, которые я описал выше), то Аларм – начитает моргать индикатор AL, а аварийная фаза объявляется неисправной. После этого нужно перезагрузить переключатель фаз, либо ремонтировать…

Ниже – схема подключения реле выбора фаз в виде монтажной картинки:

Базовая схема ПФ-431 рисунок вида монтажа

На этой картинке я постарался символически изобразить силовые и слаботочные провода.

Схема с повышенным током, на контакторах

Понятно, что 16А активной нагрузки для современной квартиры – это очень мало. Хотя, можно через переключатель фаз подключить только важную нагрузку – котёл, интернет, освещение. А всё остальное питать с других фаз, либо с этой же, но подключиться до переключателя фаз.

Но это полумеры, поэтому существует схема с контакторами, и ток нагрузки теперь может не зависеть от тока внутренних реле переключателя фаз. Вот эта схема:

Схема с контакторами для усиления тока

Так же, как и в схеме для реле напряжения, внутренние реле теперь питают только катушки контакторов, через контакты которых уже и питается нагрузка

Важно, что в любой момент времени может быть включено не более 1 контактора!. Схема-картинка для монтажа:

Схема-картинка для монтажа:

Схема-картинка для монтажа:

Схема с модульными контакторами, рисунок для монтажа

На этой схеме показаны три модульных контактора, их катушки питаются как нагрузка переключателя фаз. Переключатель фаз теперь работает в облегченном режиме, что существенно повышает ресурс его работы.

Сферы применения

АПФ рассчитан на питание электроприборов на 220 В. Этот прибор имеет одну выходную фазу, поэтому он непригоден для работы с трехфазными потребителями электроэнергии.

Однако это не уменьшает количество сфер, в которых используется АПФ. Среди них выделяются следующие:

• маломощные холодильники медицинских лабораторий и аптек;
• системы видеонаблюдения на охраняемых объектах;
• любая медицинская техника, поддерживающая жизнь человека;
• автоматика бытовых газовых котлов;
• системы вытяжки и вентиляции на опасных производствах.

Дополнительная информация. В момент запуска мощных электрических двигателей и блоков питания в электросети происходит кратковременная просадка напряжения. Производители переключающих устройств оснащают свои приборы фильтрами по времени, позволяющими им быть невосприимчивыми к просадкам и пусковым токам от мощного оборудования.

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.

ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВ

Электрический переключатель ПЭФ-301 производит выбор оптимальной фазы в зависимости от качества напряжения в сети. Непосредственное питание от прибора осуществляется при мощности нагрузки до 3,5 кВт (16 А). Если мощность нагрузки превышает 3,5 кВт, прибор управляет катушками магнитных пускателей.

Параметры качества напряжения (минимальное и максимальное значения) задаются Пользователем. Для этого предназначены специальные регуляторы на лицевой панели корпуса.

Преимущества устройства переключения питания данного типа:

фиксированная задержка на 12 секунд во избежание ложного перехода на резервную фазу, в период понижения напряжения в сети ниже заданного минимального значения;

возможность исключения возврата к приоритетной фазе, когда прибор используется для питания малых по мощности потребителей, где не желательны частые переключения;

устройство прибора позволяет избежать межфазного замыкания из-за залипания контактов благодаря специальной схеме включения трех встроенных реле.

Электронный переключатель фаз ПЭФ-319, в отличие от предыдущей модели прибора, осуществляет питание нагрузки при мощности нагрузки до 6,6 кВт (30 А). Если мощность нагрузки превышает 6,6 кВт, прибор управляет катушками магнитных пускателей.

В целом, переключатели нагрузки схожи по рабочим параметрам.

Ключевыми особенностями прибора ПФЭ-319, являются:

возможность перехода на приоритетную фазу с резервной, после восстановления параметров приоритетной фазы, через время возврата, заданное Пользователем – от 5 до 200 с;

наличие цифрового индикатора, который отображает значение напряжения фазы от которой питается нагрузка. При отключенной нагрузке на цифровом индикаторе отображается значение напряжения фазы, наиболее близкой по напряжению к установленному диапазону напряжений;

свечение одного из зеленых светодиодов на лицевой панели прибора указывает фазу, к которой подключена нагрузка, а также мигание красного светодиода для отслеживания аварийной ситуации.

Если напряжение на всех трех фазах не соответствует заданным параметрам качества – нагрузка отключается. После восстановления параметров напряжения на одной из фаз в допустимых пределах устройство переключения фаз подключит нагрузку к этой фазе.

Производство сертифицировано по ISO 9001

Сертификацию по ISO 9001 прошли все участки производства, благодаря чему постоянно увеличивается качество выпускаемой продукции и уменьшается уровень брака.

Гарантия на всю продукцию 10 лет

На всю продукцию с момента покупки действует гарантия 10 лет.

• Компания
• Оплата и доставка
• Гарантия
• Контакты
• Документация

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.

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.

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.

Время включения

Нередко напряжение пропадает одновременно в 3 питающих фазах. В таком случае прибор переходит в выключенное состояние и не реагирует на внешние факторы.

Включение АПФ произойдет после появления напряжения хотя бы в одном питающем проводе. Однако на выходе электричество появится не сразу. АПФ выждет некоторое время автоматического повторного включения и только после этого снова замкнет контакты внутренних реле и запитает потребителей.

Время АПВ настраивается с передней панели устройства. Эта функция по принципу действия похожа на время возврата.

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.

Промышленные системы АВР

Среди отечественных производителей комплексных систем автоматического включения резерва выделяется предприятие ОАО «Контактор», которое поставляет на российский рынок шкафы АВР с различной логикой (секционированное и несекционированное питание, с возможностью подключения дополнительного автономного генератора и т.д.) и элементной базой (схема управления может быть как релейной, так и микропроцессорной).

Силовая часть системы собрана на автоматических выключателях ВА50-45Про номинальным током до 6300 Ампер, производителем которых является тот же «Контактор». Данные устройства предназначены для работы на стороне 0.4 кВ. Схемы АВР в установках выше 1000В тоже широко применяются, но это уже отдельная история.

Блок авр на 2 ввода

Определенный интерес представляет моноблочная конструкция системы автоматического ввода резерва от китайской фирмы ANDELI под названием HATS7. Удобная панель управления позволяет настроить алгоритм работы под нужды клиента, силовая часть системы, показанной на фото слева, рассчитана на токи до 160А. Ну так как китайский ампер будет поменьше нашего (шутка), я бы не пробовал его на длительных токах выше 100А. Панель управления может быть вынесена за пределы щита в более удобное место — например, на дверцу щита. Данный блок АВР можно настроить на работу с двумя линиями либо с одной линией и автономным генератором. Силовая часть — это два автомата либо контактора, которыми управляет приводной механизм. Естественно, электрическая и механическая блокировка имеется. Каким образом это делается на автоматах — смотрите на рисунке справа.

АВР на реверсивном рубильнике с электроприводом

Такая конструкция интересна прежде всего тем, что потребляет электроэнергию только в момент переключения, в отличие от контакторов, реле и т.п. Здесь практически исключена какая-либо вероятность электрического контакта одного ввода с другим. Например, разъединитель с автоматическим переключением серии NH40SZ может работать в следующих режимах:

• Сетевой источник питания – резервный источник питания, автоматическое переключение, самовозврат
• Основной – основной источник питания, автоматическое переключение и самовозврат с тестированием потери фазы
• Основной – основной источник питания, автоматическое переключение и самовозврат с тестированием перенапряжения и минимального напряжения
• Основной источник питания – генератор, автоматическое переключение и самовозврат с тестированием перенапряжения, минимального напряжения и частоты

Простые системы АВР

Простейшая схема АВР показана на рисунке ниже:

В данной схеме используется электромагнитное реле или контактор K1 с одним переключающим контактом. Обычно такая схема применяется в однофазных сетях с небольшим током нагрузки. В данной схеме катушка реле питается от основного ввода, и в нормальном режиме его сердечник притянут, левый по схеме контакт К1 замкнут, правый разомкнут. При пропадании напряжения на основном вводе катушка реле отпускает сердечник, левый контакт размыкается, а правый становится замкнутым. Питание на нагрузку поступает от резервного ввода.

Данная простейшая схема имеет множество недостатков, и обычно в таком виде не используется. Главная причина — то, что при значительных колебаниях напряжения в сети, реле будет часто переключаться, что неблагоприятно как для самого реле, так и для питающихся электроприборов. В дальнейшем будут рассмотрены более сложные и более надежные схемы АВР.

Представленная ниже схема автоматического включения резерва, в отличие от предыдущих, более применяемая, и годится уже для системы электропитания в частном доме или его части, коммутируемая нагрузка вполне может составлять десятки киловатт:

В данной схеме устранены предыдущие недостатки, и ее можно рекомендовать как базовую для применения в домах, коттеджах, административных и производственных зданиях с потребляемой мощностью до 100 кВт.

Описанная ниже схема электропитания является исключительно простой. Она может применяться для электроснабжения хозяйства с малой потребляемой мощностью, порядка нескольких киловатт

Вот такая схема:

Разберем ее подробно. В рабочем состоянии автоматы SA1 и SA2 включены. При наличии на основном вводе на К1 поступает питание, его контакт К1.1 замкнут, и потребители получают питание через него. В случае исчезновения напряжения реле К1 обесточивается, К1.1 размыкается, а К1.2 наоборот, замыкается. Схема готова к питанию от резервного источника и, при наличии на нем напряжения, подача электроэнергии потребителям возобновляется.

В качестве К1 нужно выбирать мощное реле, которое достаточно дефицитное. Обычно предлагаются реле на коммутируемый ток до 16А. На большие токи можно в качестве К1 взять контактор, но не любой, у него должен быть размыкающий (в просторечии «нормально замкнутый») силовой контакт. Поэтому данная схема и предлагается для маломощных, до 16А, подключений. Если у реле есть несколько контактных групп, то можно их запараллелить, но такое редко делается, обычно для больших токов берется схема с реверсивным пускателем либо на симисторах. В промышленности применяются более сложные схемы — придет время, мы их тоже рассмотрим.

К недостаткам данной схемы можно отнести то, что катушка К1 включена до прибора учета, что может не понравиться энергопоставщику, но это легко устранить, переставив счетчик выше по схеме, это будет учтено далее, здесь же ошибка пусть остается, как напоминание.

Схема, лишенная указанных недостатков, будет показана ниже. Здесь тоже не обошлось без контактора с размыкающими силовыми контактами.

Предлагаемая схема на основе контактора 2з+2р типа VS463-22 позволяет использовать ее при токах до 63А:

Схема отличается дешевизной и простотой, в ней исправлены недостатки предыдущей схемы:

В схеме используется контактор VS463-22-230. Здесь, в отличие от предыдущей схемы, коммутируется как фазный, так и нулевой провода, что исключает попадание тока от генератора в сеть. Один замыкающий контакт К1.1 включен до катушки, что не позволит контактору самопроизвольно включаться при повторном появлении напряжения на главном вводе после отключения. При появлении напряжения на основном вводе, чтобы заново запитаться от него, нужно кратковременно нажать кнопку SB1, после чего контактор включится и замкнет контакты К1.1 и К1.2, одновременно с этим разомкнет К1.3 и К1.4.

При пропадании напряжения на главном вводе К1.1 и К1.2 отключаются, а питание в дом поступает от резерва через К1.3 и К1.4. В качестве резерва используется какой-либо автономный источник электроэнергии, поэтому он подключается, минуя счетчик. Если резервный источник настроен так, что он автоматически отключается при возобновлении питания на основном вводе, то схему нужно изменить — убрать кнопку SB1, а К1.1 перенести ниже по схеме, в разрыв фазного провода непосредственно перед Q1, а катушку запитать напрямую к выходам счетчика. Впрочем, такая схема со схемой запуска резервного генератора будет скоро опубликована отдельной статьей.

Добавлю, что потребляет катушка около 5 Ватт, стоит контактор около 2500 рублей.

Устройство переключателя фаз

Сразу надо отметить, что переключатель никак не влияет на качество энергии, для этой цели служат блок бесперебойного питания, генераторы, аккумуляторы и тому подобное. Сам ПФ лишь выбирает из трех фаз ту, что наиболее подходит для работы. Из этого вытекает вывод: использование переключателя возможно только при наличии минимум двух фаз. Там, где подключена только одна фаза, от установки ПФ ничего не изменится.

Переключатели можно разделить на две группы:

• ручного управления;
• автоматического управления.

Электропереключатель устанавливается после счетчика, поэтому если стоит однофазный счетчик, его придется менять на трехфазный. Потребляемая мощность не меняется, тариф остается тем же, следовательно, затраты на установку нового счетчика будут связаны только с его стоимостью и ценой установки, а также с подводом дополнительных фаз.

Использование ручного типа

В качестве ПФ ручного типа может использоваться трех- или четырехпозиционный кулачковый тумблер. Принцип действия ручного переключателя фаз сводится к поочередному включению пар контактов.

Они выпускаются двух видов:

• в корпусе;
• бескорпусные.

Переключатель состоит из вращающегося штока, на котором находится один или несколько кулачков. Для фиксации положения имеется стопор. Используется несколько пар контактов:

• подвижные;
• неподвижные.

Для возврата в исходное положение подвижные контакты имеют пружину. Сами контакты обычно покрываются слоем серебра, которое выдерживает большие температуры. Это необходимо для того, чтобы при размыкании больших токов, контакты не подгорали и не выходили из строя.

Работает выключатель следующим образом: при вращении вала кулачок через изоляционные штанги замыкает одну пару контактов. Дальнейшее вращение приводит к тому, что первая пара размыкается, а вторая замыкается. В некоторых конструкциях имеется положение, когда все контакты разомкнуты. Такое положение называется «выключено» и обозначается «0».

В других конструкциях штангу двигает не кулачок, а выемка. Позицию, при которой одна из пар контактов замкнута, обозначают цифрой 1,2 и так далее. Как правило, на выключателе показана схема контактов и последовательность их замыкания.

Автоматическое управление

Предприятия выпускают трехфазный автоматический переключатель фаз в огромном количестве

На что следует обращать внимание при покупке? В первую очередь на коммутирующий ток. Это максимальный ток, который это устройство способно разрывать

Ведь переключения происходят без снятия нагрузки

Какой ток используется в помещении, можно определить по автоматам, которые стоят перед счетчиком (если счетчик давно уже не меняли, то после него)

Ведь переключения происходят без снятия нагрузки. Какой ток используется в помещении, можно определить по автоматам, которые стоят перед счетчиком (если счетчик давно уже не меняли, то после него).

Второе, что поможет реализовать свои предпочтения в настройке, — это способ индикации. По этому признаку приборы можно разделить на:

• светодиодные;
• жидкокристаллические.

В первом случае индикация производится с помощью светодиодов, цвет свечения различный, но чаще зеленый. Устанавливаются на входе каждой фазы, тем самым показывая, какая фаза используется в настоящий момент. Жидкокристаллическое табло позволяет, кроме всего прочего, следить за фактическим напряжением.

Работает автоматический трехфазный переключатель следующим образом: все подключенные источники тока находятся под постоянным контролем, измеряется величина напряжения. Как только показания основной линии выходят за пределы установленных величин, переходит переброс нагрузки на резервную фазу.

Наблюдение за основной линией продолжается, и после того как ее показания придут в норму, происходит обратный переброс нагрузки. Для коммутации нагрузки используются магнитные пускатели, их еще называют реле переключения фаз.

Автоматический переключатель источников питания

Автоматический переключатель источников питания при питании устройства от нескольких источников (например, с использованием буферного источника питания) чаще всего необходимо использовать тот, который в настоящее время имеет наибольшую мощность. Обычная схема с диодами Шоттки вносит небольшие потери энергии, особенно при высоком токе нагрузки. Представленная схема использует транзисторы MOSFET — N в качестве переключающих элементов, что сводит к минимуму потери энергии.

Работа этого автоматический переключатель источников питания основана на том факте, что он сравнивает два источника напряжения в режиме реального времени и выбирает тот, который имеет более высокое напряжение. Выбранный источник используется для питания устройства, подключенного к третьей паре клемм

Значение этого напряжения не важно. Другими словами, он ведет себя как диодный переключатель

Этот переключатель в качестве управляющих элементов использует МОП-транзисторы с каналом N — они имеют самое низкое сопротивление открытого канала. Кроме того, диод между стоком и истоком направлен так, чтобы он не вызывал утечку тока из приемника после выключения обоих источников питания. Поскольку положительный кабель прерван, для поляризации затворов потребовался более высокий потенциал, чем у кабеля. Принципиальная схема автоматический переключатель источников питания показана на рисунке.

Диоды D1 и D2 защищают затвор транзистора, ограничивая максимальное напряжение затвора примерно до 13В. Это напряжение, в свою очередь, достаточно для полного включения этого транзистора. Резистор R1 разряжает затвор — транзистор случайно не включится. Резистор R2 ограничивает ток, протекающий через стабилитроны и выход операционного усилителя, до нескольких миллиампер.

Операционный усилитель US1A работает как компаратор выходного напряжения (поступающего на потребитель), подключенный к инвертирующему входу и входу от источника, уменьшенный примерно на 0,1%, подключенный к не инвертирующему входу. Если напряжение источника выше, чем то, которое подается на приемник, потенциал не инвертирующего входа перевешивает инвертирующий вход. Выходной сигнал операционного усилителя высокий, что поляризует затвор транзистора, открывая его.

Даже при нулевом падении напряжения на транзисторе взаимосвязь между входными потенциалами системы US1A все еще сохраняется. Этому способствует делитель напряжения, состоящий из резисторов R3 и R4, задачей которого является уменьшение входного напряжения на величину, превышающую смещение напряжения используемого усилителя — около 5 мВ.

Транзистор будет закрыт, когда выходной потенциал превысит входной потенциал. Выход будет иметь потенциал около 0В, то есть напряжение затвора станет отрицательным. Стабилитроны, включенные в обоих направлениях, гарантируют, что транзистор не будет поврежден в этой ситуации. Указанный делитель R3 + R4 необходим при выключении. Их роль состоит в том, чтобы преодолеть смещение усилителя настолько, что входное напряжение все еще выше, чем входное.

Без этого транзистор может щелкнуть в своем состоянии проводимости. Только с идеальным усилителем, с нулевым смещением напряжения, вы можете отказаться от этого делителя. Напряжение питания для операционного усилителя обеспечивается простым импульсным преобразователем. Он питается от напряжения, предназначенного для потребителя, чтобы не зависеть от его работы.

Автоматический переключатель источников питания был собран на микросхеме MC34063A в обычном ее включении, и выходное напряжение составляет около 28В. Микросхема LM358 допускает напряжение питания не более 32В. Схема собрана на двухсторонней печатной плате размером 45 мм × 55 мм показана на рисунке.

Транзисторы должны быть установлены на радиатор. В модели используются транзисторы типа IRL3705N. Нагрузка, потребляемая ток 2 А, вызывала падение напряжения на 23 мВ. Для сравнения, диод Шотки SK34 вызывает падение напряжения на 0,5 В. Ничто не мешает вам использовать транзисторы MOS-FET-N другого типа, если их выводы имеют, то же расположение, что и IRL3705N. Диапазон допустимых входных напряжений, подаваемых на разъёмы J1 и J2, составляет 5 … 16В. Нижний предел обусловлен необходимостью обеспечения нормальных условий работы преобразователя. Диапазон 5 … 16В делает схему идеальной для взаимодействия с батареями и устройствами на 6 и 12В.

Обзор моделей фазных переключателей

АПФ получится найти не в каждом магазине электротоваров. Однако многие производители приборов защиты занимаются их производством. Ниже приведен краткий обзор популярных моделей.

Производитель и модель	Особенности	Примерная цена
Евроавтоматика PF 431	Электронный прибор с базовым набором функций. Не имеет кнопок и регулировок. Максимальный коммутируемый ток 16 А. Собственная потребляемая мощность до 1,6 Вт. В щите устанавливается на din рейку.	3 тыс. р.
Евроавтоматика PF-451	Модель оснащена 3 регуляторами: нижний и верхний пороги напряжений срабатывания, задержка отключения по нижнему порогу. Коммутируемый ток 16 А. Есть возможность использования в цепях постоянного тока 24 В с неиндуктивной нагрузкой до 16 А.	4 тыс. р.
DigiTOP PS-63A	Максимальный рабочий ток достигает 63 А. Прибор оснащен тремя отдельными вольтметрами для каждой фазы. Используя DigiTOP, можно наладить работу от генератора и основной питающей сети.	4 500 р.
ABB OT40F3C	Ручной 3-позиционный переключатель с крайне компактными размерами (вес 250 г). Максимальный рабочий ток 23 А. Подходит для реверсивного управления двигателем.	5 700 р.
ООО «НОВАТЕК-ЭЛЕКТРО» ПЭФ 319	АПФ оснащен светодиодами состояния фаз, вольтметром на семисегментных индикаторах и 4 регуляторами для настройки. Минимальное рабочее напряжение 120 В. Максимальный рабочий ток ПЭФ-319 составляет 16 А. Есть усиленная версия ПЭФ-319-30, рассчитанная на 30 А.	3 300 р.
ООО «НОВАТЕК-ЭЛЕКТРО» ПЭФ 301	Модель оснащена 4 регуляторами. Диапазон настройки минимального порога срабатывания: 160-210 В. Предельная токовая нагрузка до 16 А.	3 100 р.

Подключение проходных выключателей: схемы и варианты

Собрать схему подключения проходного переключателя способен каждый желающий.

Для этого необходимо разобраться в устройстве этого выключателя, возможных схемах подсоединения и способах монтажа. Проходной переключатель имеет третий контакт и механизм переключения.

Двухклавишный выключатель имеет таких контактов шесть и работает он, как пара независимых проходных переключателей. Еще такие выключатели иногда называют дублирующими. Проходные выключатели предназначены для переключения электрической цепи с разных мест.

Для примера можно взять длинный темный коридор, который оборудован проходными переключателями, расположенными в разных его концах. Войдя в такое помещение, вы можете при помощи одного выключателя зажечь свет, а с помощью другого потушить и вам не нужно возвращаться к первому, чтобы опять его включить или выключить.

Оба выключателя могут как включать, так и выключать свет.