Меню

Системы с регуляторами переключений

ПИД-регулятор. Основные задачи, применение и методика настройки

Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор или ПИД-регулятор — устройство, с обратной связью, применяемое в автоматических системах управления для поддержания заданного значения параметра. Благодаря своей универсальности они широко применяются в различных технологических процессах.

Выходной сигнал регулятора u(t) определяется по следующей формуле:

  • P — пропорциональная составляющая;
  • I — интегрирующая составляющая;
  • D — дифференцирующая составляющая;
  • Kp — пропорциональный коэффициент;
  • Ki — интегральный коэффициент;
  • Kd — дифференциальный коэффициент;
  • e(t) — ошибка рассогласования.

Задачи ПИД-регулятора в системах АСУ ТП

Основная задача ПИД-регулятора состоит в поддержании определенного значения параметра технологического процесса на заданном уровне. То есть, говоря простым языком, задача ПИД-регулятора заключается в том, чтобы учитывая полученные значения с датчиков (обратная связь), воздействовать на объект управления, плавно подводя регулируемое значение к заданным уставкам. Применение ПИД-регуляторов целесообразно, а зачастую, и единственно возможно в процессах, где необходима высокая точность переходных процессов, непрерывный контроль и регулирование заданных параметров, а также там, где недопустимы значительные колебания в системе.

Сравнение ПИД —регулятора с позиционным регулированием

В системах АСУ ТП наибольшее распространение получили два типа регуляторов — двухпозиционный и ПИД.

Двухпозиционный регулятор наиболее простой в использовании и широко распространенный. Он сравнивает значение входной величины с заданным параметром уставки. Если значение измеренной величины ниже заданного значения уставки, регулятор включает исполнительное устройство; при превышении заданного значения, исполнительное устройство выключается. Для предотвращения слишком частого срабатывания устройства вследствие колебаний системы и, следовательно, изменении значений, задается минимальный и максимальный порог срабатывания — гистерезис, или по-другому — зона нечувствительности, мертвая зона, дифференциал. Например, нам необходимо поддерживать температуру в 15 °С. Если гистерезис задан 2°, то регулятор будет включать нагрев при 14 и отключать соответственно при 16.

Чем меньше значение гистерезиса, тем точнее будет процесс регулирования, но увеличивается частота срабатывания ,что, в конечном итоге, приводит к износу коммутационных аппаратов. Увеличение гистерезиса уменьшит частоту переключений, но при этом увеличивается амплитуда колебаний регулируемого параметра, что приведет к ухудшению точности регулирования.

Так или иначе, при таком типе регулирования происходят незатухающие колебания, частота и амплитуда которых зависит от параметров системы. Поэтому данный метод обеспечивает хороший результат в системах, обладающих инерционностью и малым запаздыванием. В частности, такой метод широко применяется при регулировании температуры в нагревательных печах.

В отличие от двухпозиционного, с помощью ПИД-регулятора удается свести колебания системы к минимуму, благодаря тому, что при таком методе регулирования учитываются различные значения системы:

  • фактическая величина,
  • заданное значение,
  • разность,
  • скорость.

Это позволяет стабилизировать систему и добиться повышения точности в десятки раз по сравнению с двухпозиционным методом. Конечно, здесь многое зависит от правильно подобранных коэффициентов ПИД-регулятора.

Для того, чтобы правильно выбрать необходимый тип регулятора необходимо хотя бы приблизительно знать характеристики управляемого объекта, требования к точности регулирования и характер возмущений, воздействующих на объект регулирования.

Составляющие ПИД-регулятора

В стандартном ПИД-регуляторе есть три составляющие и каждая из них по своему воздействует на управление.

Пропорциональная P(t)=Kp*e(t)

Учитывает величину рассогласования заданного значения и фактического. Чем больше отклонения значения, тем больше будет выходной сигнал, то есть, пропорциональная составляющая пытается компенсировать эту разницу.

Однако пропорциональный регулятор не способен компенсировать полностью ошибку рассогласования. Всегда будет присутствовать так называемая статическая ошибка, которая равна такому отклонению регулируемой величины, которое обеспечивает выходной сигнал, стабилизирующий выходную величину именно на этом значении. При увеличении коэффициента пропорциональности Kp статическая ошибка уменьшается, но могут возникнуть автоколебания и снижение устойчивости системы.

Интегральная I(t)=Ki ∫e(t)dt

Интегральная составляющая используется для устранения статической ошибки. Она складывает значение предыдущих ошибок рассогласования и компенсирует их. Можно сказать — учится на предыдущих ошибках. То есть, ошибка рассогласования умножается на коэффициент интегрирования и прибавляется к предыдущему значению интегрирующего звена. При выходе системы на заданный режим, интегральная составляющая перестает изменяться и не оказывает какого-либо серьезного воздействия на систему. Физически интегральная составляющая представляет задержку реакции регулятора на изменение величины рассогласования, внося в систему некоторую инерционность, что может быть полезно для управления объектами c большой чувствительностью.

Дифференциальная D(t)=Kd de(t)/dt

Дифференциальная составляющая учитывает скорость изменения регулируемой величины, противодействуя предполагаемым отклонениям, вызванными возмущениями системы или запаздыванием. И чем больше будет величина отклоняться от заданной, тем сильнее будет противодействие, оказываемое дифференциальной составляющей. То есть, она предугадывает поведение системы в будущем. При достижении величины рассогласования постоянного значения дифференциальная составляющая перестает оказывать воздействие на управляющий сигнал.

На практике какая-либо из составляющих может не использоваться (чаще всего Д-дифференциальная) и тогда мы получаем П- и ПИ-регулятор.

Методика настройки ПИД-регулятора

Выбор алгоритма управления и его настройка является основной задачей в процессе проектирования и последующего удовлетворительного запуска агрегата в промышленную или иную эксплуатацию. В основе методики лежит закон Циглера-Никольса, являющийся эмпирическим и основанным на использовании данных, полученных экспериментально на реальном объекте. В результате ознакомления с методикой, а также при близком рассмотрении объектов регулирования, были выбраны формулы и коэффициенты, ближе всего подходящие к реальному объекту регулирования.

Объект регулирования — камерная электрическая печь. Число зон регулирования от 24 до 40. Каждая зона есть набор электронагревателей. Материал нагревателей нихром. Тип — проволочные, навитые на керамические трубки. Требование: поддержание температуры по зонам печи ±5 °C.

Настройка пропорциональной компоненты (X p)

Перед настройкой зоны пропорциональности интегральная и дифференциальная компоненты отключаются:

  • Постоянная интегрирования устанавливается минимально возможной (Т и=0).
  • Постоянная дифференцирования минимально возможной (Т д=0).
  • Т ο — начальная температура в системе;
  • Т sp — заданная температура (уставка);
  • ∆T — размах колебаний температуры;
  • ∆t — период колебаний температуры.

Меняем значение пропорциональной составляющей X p от минимума (0) до момента, пока не появятся устойчивые колебания системы с периодом ∆t. Система должна находится в постоянном колебательном процессе, притом колебательный процесс незатухающий, где ∆T — характеристика колебания, равная значению величины рассогласования (±10 °C, или как по заданию). Колебания должны быть одинаковы от Т sp.

После получения данной кривой на нашем объекте, засекаем время периода колебаний ∆t — полный период. Данное время — характеристика системы, оборудования.

Источник

Системы с регуляторами переключений Нелинейная система с регулятором переключений Система автоматического регулирования, устойчивое функционирование которой обеспечивается периодическим переключением: параметра(ов), структуры или направления движения.

В системах с переключениями наблюдаются режимы движения:

  • Колебательные затухающие
  • Колебательные с ограничением амплитуды
  • Автоколебательные
  • Скользящие (вибрационные)

Колебательный режим движения с ограниченной амплитудой Режим движения линейной САР находящейся на границе устойчивости, контролируемый нелинейным регулятором переключений. Регулятор воздействует на движение системы (притормаживая её) лишь в переходных режимах и в случае если амплитуда колебаний координат системы превысит заданные техническими условиями пределы. В установившемся режиме система движется свободно от воздействий регулятора по колебательному циклу. Автоколебательный режим движения Режим движения нелинейной САР характеризующийся небольшими колебаниями регулируемой координаты вокруг заданного значения (с допустимой, согласно техническому заданию, амплитудой). Причиной появления автоколебаний являются намеренно организованные переключения в системе. Несмотря на наличие незатухающих колебаний (точнее автоколебаний), система может быть признана устойчивой. Примечание. В отличие от незатухающих колебаний, автоколебания не являются синусоидой и характеризуются фазовой траекторией отличной от эллипса. Скользящий (вибрационный) режим движения Режим движения нелинейной САР, которая управляется практически безынерционным (безгистерезисным) регулятором, постоянно переключающим направление движения. Характеризуется настолько высокой частотой переключений, что система реагирует лишь на изменение среднего значения управляющего сигнала. Форма скользящего переходного процесса не зависит от параметров основной части системы, задается конструкцией и параметрами регулятора. Условие возникновения скользящего процесса состоит в том, чтобы фазовые траектории возможных движений системы встречались на линии переключения, подходя к ней с обеих сторон.

Читайте также:  Схемы подключения реле регуляторов китайских скутеров

Обобщенный прототип линейной части нелинейных систем

Математические описания нелинейных систем превосходит возможности человека. Инженер может разобраться с описанием отдельно взятой системы, но требования шире. Инженер должнен знать принципы построения двух или трех десятков нелинейных систем, уметь делать выбор и выполнять проектирование.

Теория линейных систем утверждает, что замкнутая система будет находится на границе устойчивости, если фазовый сдвиг в контруре достигнет -180°. Линейная часть нелинейных систем подчиняется этому факту. Упомянутый фазовый сдвиг могут иметь: два интегратора, апериодическое звено и интегратор, два апериодических звена, колебательное звено. Систематизация математических описаний нелинейных систем основана на том, что при достаточно большом контурном коэффициенте все перечисленные варианты хорошо аппроксимируются двумя интеграторами. К этой блок-схеме сводится линейная часть нелинейных систем и используется в качестве прототипа. Инженер может исходить из того, что если уж нелинейный регулятор может стабилизировать работу системы находящейся на границе устойчивости, то при наличии в системе запаса по фазе ситуация с её работоспособностью ухудшиться не может. С другой стороны названный прототип, перекрывает запретную область вида 1-2 в области низких частот и всегда удовлетворит требованиям точности.

Достаточно часто проектирование тепловых, магнитных, гидравлических, механических и ротационных САР с нелинейными регуляторами сопровождается аналоговым моделированием эквивалентными электрическими цепями, см. модель прототипа на чертеже 1. Этот подход постепенно уступает альтернативному моделированию на ЦВМ. Блок-схема прототипа представлена на чертеже 2.

При встречающихся управляющих воздействиях, движения координат системы состоящей из двух интеграторов описываются простыми уравнениями; неперегруженными несущественной зависимостью от второстепенного параметра (от постоянной времени), как в случае если бы в качестве прототипа использовалась система с ЧХ вида 1-2.

Примечание: Во всех экспериментах со всеми представленными далее по тексту интерактивными чертежами нелинейных систем можно заменить назваными альтернативами прототип нелинейной части и убедиться в том, что ни каких принципиальных изменений в движении координат систем не произойдет.

Влияние контурного коэффициента усиления на фазовые траектории линейной части нелинейных систем

На чертеже 3 представлены варианты собственных движений прототипа линейной части нелинейных систем (активируйте процесс симуляции). Траектории изображающей точки в фазовой плоскости очевидны – это эллипсы – колебательные циклы САР с астатизмом второго порядка вызванные ненулевыми начальными условиями разной величины. Особенность траекторий в том, что они соприкасаются в моменты равенства нулю выходной координаты и её производной. В результате, через каждые 90° фазовой траектории изображающей точки можно переходить на внутренний колебательный цикл (по направлению к центральной особой точке). В результате получится затухающий переходный процесс. Его можно увидеть, если у системы представленной на чертеже 6 в регуляторе переключений обнулить ширину петли гистерезиса реле.

Можно проанализировать последовательность состояний системы. Происходящие изменения просты. Для каждого нечетного состояния активен один контурный коэффициент усиления. Для каждого четного – другой. В результате ЧХ контура переключается между двумя состояниями с разной частотой единичного усиления. Запаса по фазе это не меняет, но меняется частота собственных колебаний системы. Т.е. система периодически становится более инерционной, и колебательный процесс обмена запасенной реактивными элементами энергии затухает.

Идентификация особых фазовых состояний линейной части нелинейных систем

Задача идентификации моментов переключения коэффициента усиления решается в условиях, когда определен объект, т.е. известно какими физическими величинами он характеризуется. В типовом случае первичные информационные физические величины преобразуются измерительными преобразователями к электрическому току или к напряжению. Далее используются либо перемножитель с компаратором на выходе (см. чертеж 4), либо логический элемент «Исключающее ИЛИ» с компараторами на входах (см. чертеж 5).

Представленные на чертежах 4 и 5 модели позволяют ознакомиться лишь с идеей идентификации особых фазовых состояний линейной части. При практической реализации систем важным является факт постепенного уменьшения амплитуды колебаний координат вплоть до уровня шума. Следствием будет дребезг переключателей и рост уровня шума. Практическую работоспособность систем обеспечивает использование в идентификаторах фазовых состояний элементов с положительным гистерезисом малой величины (для чертежей 4 и 5 – это реле и компараторы соответственно).

Система с регулятором переключений коэффициента усиления

Нелинейная система, представленная на чертеже 6 имеет непрерывную часть в виде двух интеграторов (см. прототип на чертеже 2), регулятор переключений коэффициента усиления (реализующий идею переходов к центральной особой точке, см. чертёж 3), и идентификатор моментов переключений на перемножителе (см. чертёж 4). В модель можно вносить изменения, качественно меняющие характер переходного процесса с одной стороны, с другой – позволяющие учесть важные аспекты практической реализации.

Эксперимент № 1. Установите нулевую величину ширены петли гистерезиса для реле внутри регулятора. После запуска процесса симуляции можно наблюдать затухающий колебательный переходный процесс в направлении центральной особой точки вызванный переходами по фрагментам колебательных циклов свойственных непрерывной части.

Эксперимент № 2. Перейдите в субмодель регулятора (Ctrl+RBMouse). Изучите осциллограмму переключения безгистерезисного реле. По причине высокой точности вычислений реле переключается четко. Вернитесь к верхнему уровню блок-схемы и подключите генератор случайного сигнала с действующим значением шума характерным для большинства электрических схем (3 мВ). Запустите процесс симуляции повторно и убедитесь в том, что реле работает с дребезгом в моменты переключений. Дребезг приводит к быстрому износу реле и повышению уровня шума в системе.

Эксперимент № 3. Устраните дребезг классическим решением – введите гистерезис для реле. Ширена петли может быть соизмерима с амплитудой шума. Для наглядности установите параметр С регулятора больше 0.1 ед. Гистерезис станет причиной качественных изменений – система перейдет в автоколебательный режим движения. Шумы не будут оказывать влияния на работу реле.

Эксперимент № 4. Внутри регулятора переключений, в блок-схеме идентификатора фазовых состояний, в цепи канала производной регулируемой координаты можно обнаружить сумматор, позволяющий вносить задержку в обрабатываемый сигнал. Установите весовой коэффициент для подмешиваемого сигнала ошибки 0.1. Уменьшение девяностоградусного сдвига для сигналов на входах перемножителя будет причиной: появления постоянной составляющей в выходном сигнале, и как следствие, замираний реле в одном из положений. Система перейдет в перемежающийся (между автоколебательным и колебательным) режим движения. В автоколебательном режиме переключения коэффициента усиления – система притормаживается. В колебательном (в зависимости от вариации свойств непрерывной части) – система либо медленно идет в разнос (до момента включения автоколебательного режима), либо затухает – при отсутствии переключений в регуляторе. В результате срок службы реле увеличивается.

Читайте также:  Регулятор для теплого пола multibox rtl

Система с регулятором переключений направления движения

Другая идея построения стабильно работающей системы с регулятором переключений реализована в модели представленной на чертеже 7. Здесь тот же прототип непрерывной части. Тот же идентификатор фазовых состояний на перемножителе. Но переключается в системе не коэффициент усиления, а знак управляющего воздействия. Если вернутся к фазовой траектории движения прототипа непрерывной части поделенной линиями переключений, и предположить, что в каждом из квадрантов мы будем инвертировать знак управляющего сигнала, то его среднее значение будет равно нулю, вследствие чего инерционная непрерывная часть перемещаться не будет. Но если изменить настройку идентификатора фазовых состояний так, чтобы совпадающая с осью абсцисс фазовой плоскости линия переключения повернулась относительно начала координат на угол в диапазоне от -0° до -90°, то средние значение управляющего сигнала при инверсиях знака не будет равно нулю, что приведет инерционную часть системы в движение. А поскольку среднее значение будет пропорционально ошибке системы, астатическая по своим свойствам непрерывная часть будет стремиться выбрать её, т.е. система станет работоспособной.

Для поворота упомянутой линии переключения используется уже описанный прием задержки сигнала с помощью сумматора в канале производной регулируемой координаты. В зависимости от величины угла поворота линии переключения движение системы будет меняться качественно.

Эксперимент № 1. Большим углам поворота линии переключения (от -45° до -90°) соответствует изменение коэффициента m регулятора в диапазоне от 1 до 5. Установите значение 5. В результате относительное время инверсии знака управляющего сигнала будет небольшим. Фазовая траектория движения системы будет мало отличаться от колебательного цикла. Уменьшение весового коэффициента m (2, 1.4, 1) не приводит к качественным изменениям, но наглядно иллюстрирует все более значительное притормаживание колебательного процесса за счет увеличения времени противовключения.

Эксперимент № 2. В большинстве случаев колебательный процесс неприемлем. Поэтому линию переключения стремятся повернуть чуть менее чем -45°. Установите для коэффициента m регулятора значение 0.8. В движении координат системы произойдут качественные изменения – колебания и перерегулирование будут отсутствовать вне зависимости от вида и параметров непрерывной части. Система выйдет на скользящий режим движения.

Эксперимент № 3. Перейдите в субмодель регулятора (Ctrl+RBMouse). К сожалению, скользящий режим движения сопровождается вибрационным режимом работы реле (см. выходную осциллограмму блока sign). Как было сказано практическая реализация безынерционного, безгистерезисного реле, с неограниченным количеством циклов срабатываний затруднена. Установите перед блоком sign (или вместо него) реле с положительным гистерезисом величиной 0.0005 ед. Система перейдет в перемежающийся (между скользящим и колебательным) режим движения. Срок службы реле увеличиться; уровень шумов в системе понизиться.

Источник



Что такое переключение фаз, для чего он нужен и где используется?

Некоторые производственные процессы требуют непрерывного энергоснабжения. Вместе с тем состояние электрических сетей обычно далеко от идеального. Нередки случаи пропадания одной из питающих фаз. В такой ситуации необходимо мгновенно запитаться от другого, оставшегося под напряжением провода. Для этого потребуется переключатель фаз.

Назначение фазного переключателя

Фазный переключатель — это электротехническое устройство, предназначенное для подключения ответственных потребителей электроэнергии. Под ответственными потребителями подразумеваются приборы, которые должны непрерывно работать 24 часа в сутки. Например, оборудование серверных, автоматика газовых котлов или системы видеонаблюдения на охраняемых объектах.

Существует 2 основные категории переключателей фаз:

  • ручные (механические);
  • автоматические.

Ручной переключатель фаз представляет собой многопозиционный кулачковый коммутатор. Он может устанавливаться не только на дин рейку, но и на дверцу шкафа управления. По сути это кнопка, позволяющая усилием руки самостоятельно переключить питание потребителя с одной линии на другую. Такие приборы дешевые и простые в понимании. Но они не способны работать без человека.

Автоматические модели в присутствии человека не нуждаются. В них установлен микроконтроллер, отслеживающий напряжения входных фаз. На верхние клеммы прибора подключается 4 провода: 3 фазы и ноль. Снизу снимается 2 провода: 1 фаза и ноль.

Во время работы прибор подключает одну из входящих фаз (например, L1) на выходную клемму. Если напряжение в фазе L1 по каким-либо причинам выходит за допустимые пределы, то к выходу подсоединяется фаза L2. Если напряжение выходит за пределы и в L2, то подключается L3.

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.

Выбор переключателя

На рынке представлен широкий ассортимент фазных переключателей. Выбирать их следует исходя из 4 критериев:

  1. Максимальный рабочий ток. От этого параметра зависит насколько мощные приборы можно подключить к выходу переключателя. Например, для обычной, не сильно нагруженной электроприборами квартиры подойдет автоматический переключатель на 16 А.
  2. Функция регулировки верхнего и нижнего пределов входного напряжения. Дешевые модели не обладают данными регуляторами. В них переключение происходит при заданном производителем уровне входного напряжения. В дорогих моделях можно самостоятельно настроить, при каком вольтаже в L1 произойдет переход на L.
  3. Способ индикации состояния. Простые модели переключателей оснащены несколькими светодиодами. Они способны гореть или мигать, в зависимости от состояния прибора и входного напряжения. Более профессиональные модели оснащаются семисегментными индикаторами, способными отображать величину напряжения с точностью до 1 %.
  4. Функционал. Простые модели выполняют минимальный набор функций. Они просто отслеживают входные напряжения и производят соответствующие переключения. Продвинутые приборы способны на большее. В них можно настроить пороги срабатывания, время на переключение и возврат на основную фазу.

Важно! Основная фаза — это термин, свойственный некоторым моделям переключателей. В меню подобных приборов можно настроить, какая из входных фаз будет считаться основной. При переключениях АПФ отдает предпочтение основной фазе.

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.

Читайте также:  Социальным нормам не свойственна функция регулятора социализации личности

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.

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.

Типовая схема подключения

Разные модели переключателей фаз имеют отличное расположение клеммников для проводов. Однако схема их подключения остается неизменной:

  1. На вход АПФ подключается 3 фазных провода и 1 нулевой. Фазировка в данном случае значения не имеет. Главное, не запутаться между фазными и нулевым проводами. Для этого на корпусе прибора предусмотрена соответствующая маркировка L1, L2, L3 и N.
  2. Выходные фазные клеммы объединяются в одну точку с помощью перемычки. Она поставляется в комплекте с прибором и при необходимости устанавливается своими руками. С нее снимается выходное напряжение, идущее на нагрузку. Там же располагается клемма для нулевого проводника нагрузки.
  3. Устройство АПФ не предназначено для защиты сети от токов короткого замыкания. Поэтому перед ним обязательно устанавливается трехфазный автоматический выключатель.
  4. Необходимо соблюдать общие рекомендации по электромонтажу. Установка прибора осуществляется со снятием напряжения. Стоит помнить про маркировку проводов. Желательно, чтобы рядом был наблюдающий, способный оказать ПМП при электротравме.

Важно! АПФ не предназначены для токов коротких замыканий. В них нет соответствующих защит. Перед переключателем обязательно устанавливается плавкая вставка или автомат. Его номинальный ток выбирается так, чтобы он был меньше, чем максимальный рабочий ток АПФ.

Настройка АПФ после первого включения

Настройки прибора зависят от характеристик электрической сети. После первого включения в АПФ необходимо установить следующие параметры:

  • нижний порог напряжения срабатывания;
  • верхний порог;
  • время возврата;
  • время включения;
  • приоритетную фазу (если прибор поддерживает выбор);

Особенности эксплуатации переключателя

Если прибор установлен в электрощит впервые, то некоторое время уйдет на его точную настройку и наладку. Особенно это относится к домам со старыми электросетями, где напряжение в розетке способно сильно варьироваться в зависимости от времени года и суток.

В зимний период большинство жителей частных домов активно используют электрические обогреватели. Поэтому стоит ожидать существенных просадок напряжения. Они отразятся на работе переключателя. АПФ будет чаще щелкать реле, чтобы подобрать фазу с самым подходящим напряжением.

Частые переключения отмечаются и в ночное время суток. Жильцы ложатся спать, потребление электроэнергии заметно снижается. Соответственно, сетевое напряжение возрастает. Прибор так же начинает переключаться в поисках оптимальной фазы.

Реле — устройство электромеханическое. Во время работы оно создает характерные щелчки. Ложась спать, никому не хочется слушать звук переключения реле. Поэтому этот прибор рекомендуется устанавливать подальше от жилых комнат.

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.

Покупать ли фазный переключатель

Перед приобретением следует определиться, для чего нужен АПФ конкретно в вашей ситуации. В большинстве случаев этот дорогой прибор можно заменить дешевым пакетным выключателем на 2 положения.

Если вы являетесь жильцом обычного многоквартирного дома, то АПФ послужит пустой тратой денег. Вряд ли в квартире найдутся электроприборы, которые при отключении питания создадут катастрофические убытки. Плюс не совсем понятно, как на подобные переделки электрощита отреагирует электроснабжающая организация. Ведь переключатель придется ставить до счетчика электроэнергии.

Если вы владеете небольшим бизнесом и у вас есть однофазный холодильник (или печь), который должен 24/7 поддерживать строгую температуру, то подобный прибор уже будет нелишним. Но опять же вам потребуется полноценный ввод с 3 фазами и напряжением 380 В.

Иногда люди приобретают переключатели фаз, чтобы получить стабильное электроснабжение на даче или в частном доме. К одному входу АПФ подключается штатная сеть электроснабжения, а к другому генератор.

Автоматический переключатель фаз позволяет организовать бесперебойное электроснабжение потребителей на 220 В. При этом сам прибор в идеале требует полноценное питание от сети 380 В. Возможен режим работы и от 2 питающих проводов.

В зависимости от задачи подбирается ручной или автоматический переключатель. При настройке автоматической модификации придется учесть верхний и нижний пределы срабатывания прибора, а также его временные характеристики.

Источник