Ремонт домашнего вытяжного испанского вентилятора S&P Silent-300

В своё время, когда я был ещё более молодой и наивный, чем сейчас, поддался на маркетинговую лапшу и купил это чудо.
Впрочем, особого выбора тогда и не было. Либо «обычный», которыми были завалены все магазины. Либо этот: тихий, производительный и надёжный.
О лишнем элементе в этом любовном треугольнике и будет статья.

*Внимание, в тексте очень много разных букв.

---

Приближался грандиозный ремонт жилища, и я постепенно собирал к нему необходимые материалы и оборудование.

Одним таким оборудованием должен был стать вытяжной вентилятор. Как обычно, в таких случаях, хочется всего самого лучшего — самый тихий, самый производительный, самый надёжный. Цена была немного вторична, всё же эта вещь покупается надолго.

И вот на просторах строительных форумов мне попалась эта модель:


Всё выглядело шикарно. Испания (просвещённая Европа), амортизирующий подвес двигателя, для снижения шума, высокая производительность, обратный клапан, подходящий дизайн, 5(!) земных лет гарантии, да ещё и таймер отключения внутри. Прям конфетка с нежным пралине, в кокосовой обсыпке с белым шоколадом и миндальным орешком внутри.

Орешек, правда, внутри оказался с гнильцой, но об этом позже.

Цена на это заморское чудовище была просто шокирующая. Раз в 6 дороже «обычного» вентилятора. Но, уговорив себя, что он очень надёжный и цена размазывается на долгие долгие долгие годы использования, купил его.

Но ремонт всё не начинался и не начинался, и вентилятор просто лежал в коробке. В конце концов, не суп, не прокиснет.

Но всё что должно случится, обязательно случится…
И ремонт тоже случился и драгоценный вентилятор тоже был установлен.

И каков же был шок, когда он сдох через месяц после установки, и буквально в последние дни своей 5 летней гарантии.

И смерть его была насколько трагичная и неожиданная, настолько и странная. Сопротивление двигателя было равно бесконечности, а ось крутилась настолько легко, насколько это вообще возможно.

Соответственно сгореть от блокировки оси он не мог, как и из-за ухудшения охлаждения — он ещё даже не успел покрыться тонким слоем пыли, и уж тем более зарасти ей.

И важный момент. Вентилятор был установлен в самом конце работ, т.е. никакая строительная пыль через него уже не проходила.

Но и это ещё не всё. Умер он не в момент работы. Я его выключил работающий, а при следующей попытке включения он просто не включился. Молча, без звуковых и визуальных спецэффектов.
Как говорится, ушёл тихо, мирно, во сне. В общем странно.

Окей, Гугл, что за х… я?

Каким-то чудом, за это время, контора, которая мне его продала не дематериализовалась, но трансгрессировала в другую точку пространства, которую мне пришлось напрячься, чтобы найти.
Параллельно она наложила на себя заклятие работы только с юридическими лицами.
Потратив всю магию, накопленную когда-то в Скайрим (Skyrim), чтобы их расколдовать, и не без некоторых морально-психологических усилий с моей стороны, этот вентилятор мне всё же заменили на такой же.

Но особой радости мне это не принесло. Физиологические отверстия помещения уже заточены под конкретно эту модель, и заменить его на какой-нибудь другой, в случае очередной поломки, не получится. Посадочные размеры у подобных вентиляторов, оказывается, вовсе не стандартизированы.

А бегать каждый месяц и менять вентиляторы по гарантии мне совсем не улыбается.

С другой стороны, один раз не п..., брак у всех бывает, правда ведь? Или нет?

А давайте спросим. И Великий и могучий нам отвечает, что я не один такой. Оказывается, с похожими симптомами подобные вентиляторы дохнут не у меня одного и вроде как проблема в термопредохранителе двигателя, якобы была партия с бракованными термопредохранителями.

Ну ок, объяснение выглядит правдоподобно, примем его. А с учётом того, что в остальном у меня не было претензий к работе вентилятора — он действительно существенно тише и производительнее «обычных», то я купил запасной, чтобы не остаться совсем без вентиляции, в случае повторения проблемы, и временно «забыл» про эту историю.

Но раз я пишу эту статью, значит что-то заставило меня это всё вспомнить?

Да, вы угадали. Вентилятор, который мне дали на замену, тоже сдох. Правда на этот раз прошло уже несколько лет, и бесплатно мне его никто не поменяет.

С другой стороны, вентилятор использовался не интенсивно, а «обычный» и гораздо более дешёвый, установленный в аналогичном месте, работает до сих пор. Так что всё равно тут что-то не то и не так.

Причём в первом и втором случае выхода из строя есть как общее, так и разница.

Разница в том, что пылью внутри он наверняка уже прилично зарос и охлаждение ухудшилось. Впрочем, в данном случае я всё равно не считаю это оправданием. Если вы делаете вентилятор, вы должны осознавать, что он будет покрываться пылью, в том числе внутри. И в данном случае конструкция вентилятора неразборная и необслуживаемая. И более того, инструкция прямо запрещает его разборку и протираться должно то, что доступно без разборки. Поэтому зарастание вентилятора пылью внутри должно учитываться при проектировании устройства — выборе двигателя, разработке схемы его охлаждения.

Но вернёмся теперь к тому, что есть общего в двух случаях выхода двух вентиляторов из строя.
А общее это то, что ось по-прежнему вращается легко и перестал функционировать второй вентилятор тоже не во время работы, а просто не включился при очередном включении, опять же без звуков и спецэффектов.

Снова похоже на термопредохранитель.

Но за время эксплуатации этого вентилятора я выявил один интересный момент. Он был и со старым, но тогда я его эксплуатировал не долго и на 100% не стал связывать именно с вентилятором.

В общем, при выключении этого вентилятора, не всегда, но периодически происходит серьёзный всплеск напряжения. Это очень хорошо заметно по резкому увеличению яркости ламп освещения помещения. Сначала я думал, что это просто совпадение, скачок напряжения в сети совпал с моментом выключения вентилятора.

Я безусловно знаю, что при разрыве индуктивной нагрузки, возникает скачок напряжения самоиндукции. Но там движок всего-то 29 Вт, откуда у него столько дури, чтобы поднять напряжение по всему помещению, со всеми включенными там устройствами и так заметно?

Но второй вентилятор я эксплуатировал долго и таких совпадений происходило всё больше и больше. Ни в какие известные мне теории вероятности это никак не вписывалось. Ну не может мне так переть. Для дополнительной проверки купил лотерейный билетик, при такой везучести обязательно должен был что-нибудь выиграть, но нет и здесь облом.

В общем такого просто не может быть. Эти скачки происходили только при отключении вентилятора и абсолютно синхронно с этим выключением, и никогда я их не замечал в других ситуациях.

Удивительно, но это так. В помещении есть много устройств с двигателями переменного тока напряжением 220 В. Причём даже гораздо более мощными (другие вентиляторы, холодильник, кондиционер, стиральная машина), но только у дорого и продвинутого испанского изделия такие явно заметные и сильные высоковольтные импульсы. И только оно дохнет с такой частотой и периодичностью.

Так вот ты оказывается какое, знаменитое испано-европейское качество.

И мало того, что эти всплески могут повредить другую технику, так скорее всего они же убивают и термопредохранитель самого вентилятора. Энергию этих всплесков просто невозможно не заметить, в прямом смысле этого слова. Другой вопрос, что бывают они не всегда и разной интенсивности. Но это зависит от фазы работы двигателя и текущего мгновенного напряжения в сети непосредственно в момент разрыва цепи. Так что тут тоже никакой магии нет.

Но давайте посмотрим, действительно ли там сгорел термопредохранитель, и если да, то что с этим можно сделать, чтобы он больше не сгорал.

Чтобы это посмотреть нужно разобрать вентилятор. А как это сделать? Великий и могучий опять приходит на помощь и подсказывает, что надо стянуть сначала крыльчатку, ну а дальше, как обычно, природа подскажет что и куда совать…

Но ни просто руки, ни верёвки, которыми предлагают обмотать лопасти крыльчатки, мне не помогли. Помогла палка… которая сделала из обезьяны человека и благодаря такому преобразованию я смог подумать и наклонив крыльчатку всё-таки открутил четыре самореза под ней.

Хотя нет, это ж труд превратил обезьяну в человека… Но палка тоже пригодилась. Используя её как рычаг, я с ооочень большим трудом, но всё же смог выдрать крыльчатку. Причём выдрал я её из переходной втулки, которая осталась сидеть на оси двигателя. Хотя должно было быть всё наоборот.


Далее разбираем, собранный на защёлках, внутренний пластиковый корпус с амортизаторами, в котором находится двигатель:


Глупейшее решение на мой взгляд. Оно ухудшает охлаждение двигателя и делает конструкцию более пожароопасной. Но куда мне до испанских инженеров, им, конечно же, виднее, как делать вентиляторы, которые выходят из строя через месяц эксплуатации, а стоят в разы дороже тех, которые работаю годами.

Ну да ладно. Вот движок. Двухпроводной, беcконденсаторный, с короткозамкнутыми витками статора (двигатель с экранированными полюсами):





Ну и на одной катушке виднеется термопредохранитель.


Сестра, скальпель, пинцет, режем, вот он, вероятно, отказавший орган:


Меряем сопротивление, бесконечное, удаляем.

Параллельно выявил щели и болтанку в сборке корпуса двигателя:


Справа щель, который быть не должно, должно быть как слева.

Справедливости ради, возможно она образовалась, когда я тянул крыльчатку, хотя не думаю, что у меня столько силы, чтобы так разодрать хорошо собранный металлический корпус, тем более что такое только с одной стороны.

Но оставлять так не хочется. Поэтому подтянем стягивающие корпус винты:


Но и здесь нас ждёт облом. Поскольку это не винты, несмотря на крест животворящий на головке. Это стальные клёпки. А крест, это след от инструмента, которым их и расклёпывали.

Поэтому подкрутить их не получится, и либо расклёпывать сильнее, либо срезать и ставить винты. Но я хотел подлезть к концам контактов термопредохрантеля, чтобы посмотреть, где, как и к чему он подсоединён, ну и там же подключить новый. Поэтому нужно сначала разобрать корпус, а для этого срезаем заклёпки.

Но чуда не случилось и это не помогло снять катушки и долезть до места соединения выводов термопредохранителя с остальными проводами двигателя. Эволюция меня видимо ещё не полностью превратила из обезьяны в человека, и я так и не понял, как снять эти катушки.
Ну и ладно. Зато эта разборка помогла увидеть тип подшипников и что они вставляются в корпус двигателя из алюминиевого сплава через эластичные чёрные стаканы:




Собираем обратно, уже на винтах.


Ну и термопредохранитель я поставил понадёжнее:


Шутка. На самом деле это временная перемычка для проверки работоспособности.
Но что делать дальше? Ставить такой же термопредохранитель и ждать, что он опять вылетит рандомно в любой момент времени? Ставить на бОльшую температуру? Оставить просто перемычку?

Просто перемычку оставлять, всё же, не желательно. Да, есть вентиляторы и двигатели без всяких термопредохранителей и прекрасно годами работают. Но здесь, мало того что движок с короткозамкнутыми витками и низким КПД, а соответственно высоким нагревом, так ещё и достаточно компактный. Габариты (без оси) всего примерно 55 х 55 х 50 мм, и это при заявленной мощности 29 Вт. Без нагрузки в виде крыльчатки ну и соответственно без активного охлаждения обмотка за несколько минут нагрелась до 70 градусов, магнитопровод до 80, дальше выключил, не стал судьбу испытывать.

Потреблял он при этом всего 17 Вт, при заявленных 29 Вт, так что не думаю, что там где-то есть КЗ в катушках, иначе потребление было бы выше. И существенное притормаживание пальцами не приводило к резкому росту потребления, на номинал я так и не вышел.

Опыт по измерению температуры, конечно, не очень релевантен реальной работе двигателя в составе вентилятора. Но цель была не понять его точную температуру. Была надежда, что двигатель сам по себе греется не сильно и можно забить на этот термопредохранитель и все заморочки им вызванные.

Но нет. Двигатель греется и весьма серьёзно, и термопредохранитель всё-таки нужен.
Но, возможно, на большую температуру и/или ток?
Температуру всё же, видимо, не стоит повышать, теряем предохранительную способность. Но вот если моя теория верна и предохранитель дохнет от мощных всплесков энергии самоиндукции, то термопредохранитель на ту же температуру, но на больший ток должен помочь.

Но для начала, а что здесь стояло?



114 градусов, 2А, обозначение N109. Это Panasonic EYP2BN109. Если почитать даташит, то там можно увидеть очевидные вещи, но задокументированные «официально».

Ну во-первых, по конструкции, это плавкий термопредохранитель, в котором проволока из легкоплавкого сплава, соединяющая выводы, находится в канифольном флюсе.


Ну и дальше — нагрев, проволока расплавляется и благодаря флюсу и поверхностному натяжению не налипает на всё подряд внутри, а превращается в отдельные шарики, цепь размыкается.

Ещё в даташите есть корректировки температуры срабатывания в зависимости от протекаемого тока. Здесь они даны табличкой из нескольких значений:


А где-то бывают графики:


Механизм, думаю понятен. Протекаемый ток нагревает плавкую перемычку дополнительно к тому, что имеет корпус, и поэтому на корпусе достаточно меньшей температуры, чтобы предохранитель сработал.

При высоком токе уменьшение температуры срабатывание может быть весьма существенным.
А номинальная температура срабатывания измеряется при низких токах, меньше 10 мА.

Эта информация из даташита подтверждает предположение, что когда долго работающий и прогретый вентилятор выключают и возникает мощный импульс самоиндукции, то уже подготовленный, горячий термпопредохранитель с удовольствием от него перегорает, поскольку при большом токе температура его срабатывания может быть существенно ниже номинальной.

Тут главное, чтобы «повезло», и выключение было в фазе работы двигателя, когда его обмотки потребляют максимальный ток, тогда и импульс самоиндукции будет максимальным.

Вообще, конечно, можно попытаться поставить биметаллический термопредохранитель. Даже если с ним будут такие приключения происходить, он самовозвратный, при остывании опять сам включится.

Но здесь есть несколько нюансов. Во-первых, это дополнительный подвижный контакт, подверженный окислению, обгоранию. Плюс размер его должен быть по высоте всего около 3 мм. Не знаю, насколько качественным окажется такой миниатюрный биметаллический выключатель на высокое напряжение. Ну и площадь таких предохранителей относительно большая, корпус будет мешать охлаждению катушки, которого там и так немного. Ну и опять же, если разрыв будет именно аварийным, совершенно не хочется, чтобы он подключал аварийную цепь опять после остывания.

В общем пока решил выбрать опять такой же плавкий, но на ток в 2.5 раза больший — 5 А:




Кстати, насчёт тока и использования термпопредохранителя как токового предохранителя. Так вот, Panasonic напрямую запрещает это делать, хотя соблазн велик, ибо конструкция прямо-таки подталкивает к этому:


В рабочем состоянии сопротивление нового термпопредохранителя всего 8 мОм.
Выводы медные:



Необычно. Стальными выводами в электронных компонентах не брезгают даже именитые производители. Но здесь медь оправдана. Тут нужно минимизировать нагрев проводников от протекаемого тока, чтобы в свою очередь минимизировать и уход температуры срабатывания от номинала.

Но в любом случае, совать какой-то там китайский термпопредохранитель, пусть и с медными выводами, в элитный испанский вентилятор, на место не менее элитного японского термпопредохранителя, без проверки не дело.

Проверять можно по-разному, но лучше, как это делают производители в соответствии с технической документацией — в разогретом масле:


И это важно. Например, от воздушного фена этот термпопредохранитель не сработал и при 155 градусах в течение нескольких минут, с учётом того, что температуру повышал плавно и долго. А в горячем 135 градусном масле сработал в течение нескольких секунд, когда я в него окунул холодный.
В обоих случаях мерил для надёжности двумя термопарами, касающимися корпуса термпопредохранителя.

И из этого вытекает два важных момента.

Во-первых, читать документацию очень полезно.

Во-вторых, в двигателе термопредохранитель от температуры сгорит, видимо, уже после разрушения изоляции катушек. Ведь он не спрятан внутри обмотки, а находится снаружи её, причём на входящем охлаждающем потоке воздуха. Да ещё и отделён от катушки дополнительным изоляционным материалом.
Соответственно для нагрева термопредохранителя до температуры срабатывания, катушки должны разогреться существенно сильнее его номинальной температуры. И на катушках виднелись бы как минимум следы деградации изоляции, а их не видно вообще.

И это ещё одно косвенное подтверждение, что термопредохранитель сгорел не от перегрева, а от мощного импульса самоиндукции.

В общем получается, помещение туда термопредохранителя на эту температуру это больше ритуальное действие. Хотя, конечно, на сколько-то безопасность оно повышает.

Но чтобы сильно не расстраиваться, на оставшимся от тестирования термопредохранителя масле, пожарим отличный омлет с сосисками:


Немного подкрепившись, разберём сработавший тестовый экземпляр.

Корпус у него керамический, внутри всё, как и обещали — флюс и легкоплавкий сплав:





Дополнительно решил ещё паяльником проверить этот сплав. Оказалось, он действительно плавится в районе 115 градусов.

Ну и в конце всё же решился проверить, до какой температуры греется двигатель в реальных условиях.

Для этого вставил две термопары в две катушки, вывел их наружу и собрал вентилятор:




За 35 минут температура стабилизировалась на 75 градусах, при комнатной 25:



Первый канал чуть холоднее, потому что там термопара вставлена в катушку, которая ещё обмотана слоем изоляции, термопара вставлена поверх этой изоляции, поверх неё там стоял и термопредохранитель.
Второй канал на другой катушке, которая без дополнительной изоляции.

Интересный момент при выключении, когда обдув уже остановился, а температура из глубин катушки ещё поступает, скачок больше чем на 6 градусов:



Собственно, в реальности внутри катушки температура как раз ближе к этой и скорее даже немного её выше.

Температура, на мой взгляд, высокая. Больше 80 градусов и это помытый и очищенный от пыли и грязи вентилятор и в не очень жаркую погоду.

Производитель выбрал двигатель с низким КПД, и соответственно высоким нагревом и не обеспечил его нормального охлаждения. Катушки не очень хорошо обтекаются воздухом. Сквозных щелей для охлаждения в одной практически нет, в другой есть, но небольшие. Сам двигатель помещён в пластиковую капсулу. А аэродинамика такова, что из действительно мощного воздушного потока, только малая часть проходит через двигатель.

Итого.

После ремонта вентилятор работает. Уже 9 месяцев. За это время благополучно пережил несколько новых сильных всплесков напряжения при отключении.

Печально, что испанские инженеры мало того, что поставили странный двигатель и сделали не менее странное его охлаждение, так ещё и забыли/забили на самоиндукцию, при этом задрать цены на свою продукцию до космических масштабов они не забыли.

Сейчас, зная всё это, ни за что не стал бы покупать эти вентиляторы. Возможно, придумал что-нибудь с использованием компьютерных + блок питания, ну или поискал бы другие вытяжные на 220 В.

Ну и на этом у меня сегодня всё, всем спасибо!