Автоматизація роботи та захист від перевантажень електродвигунів насосів потужністю 180...250 Вт. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Електродвигуни

 Коментарі до статті

Незамінними помічниками садівників та городників (за наявності поруч розташованої водойми або колодязя) є електронасоси потужністю 180...250 Вт типу "Малюк", "Струмок". Але іноді трапляються неприємності і з цими трудягами: вихід з ладу через невідповідність нормам напруги мережі, перегріву обмотки статора електродвигуна, заклинювання ротора і, як наслідок, підвищення до неприпустимого струму через обмотку статора, відсутність води у водоймі або її каламутність.

Практично від усіх бід врятує вашого друга розроблена мною схема автоматичного керування та захисту від гранично допустимих режимів роботи електронасосів потужністю 180...250 Вт (рис.1). На перший погляд, схема дуже складна, але це не так. У схемі застосовані цифрові та аналогові мікросхеми, які практично не потребують налагодження.

(Натисніть для збільшення)

Запобіжник FU1 застосований у схемі для підстрахування. Кому не відомо, що поки перегоряє запобіжник, вигоряє півтелевізора? Електроніка діє набагато швидше та надійніше при захисті будь-якого апарату, механізму. З іншого боку, у схемі відсутні релейні елементи. В наш час тільки в крайніх випадках, безвихідних ситуаціях необхідно застосовувати реле, контактори, магнітні пускачі, адже існують оптрони, тиристори, симістори... Замість дорогих і не дуже надійних механічних контактів необхідно застосовувати електронні прилади.

Регулятор напруги мережі побудований на автотрансформаторі Т1 та перемикачі SA1. Навіть якщо у вашому будинку стабільна напруга 200...230 В, не поспішайте ігнорувати його застосування. Зберіть цю схему і спробуйте, в якому діапазоні напруг живлення електродвигун насоса забезпечує необхідну потужність на валу. Якщо, наприклад, цей діапазон становитиме 170...230 В, встановіть перемикачем SA1 вихідну напругу регулятора мережі близько 190 В. Надалі ми встановимо нижню допустиму межу напруги 170 В, що подається на статорну обмотку двигуна, а верхній - 210 В. В цьому випадку надійність і довговічність обмотки статора електродвигуна зросте, та й споживана потужність знизиться.

Регулятор напруги мережі розрахований на мінімальну напругу у вашому будинку 140 В та максимальну 260 В (щоб отримати Uвх = 220 В). Слід зазначити, що в автотрансформаторах, порівняно з силовими трансформаторами, первинна обмотка може бути намотана проводом у 2-3 рази тонше. Якщо переробити мережевий трансформатор потужністю 200 Вт на автотрансформатор, можна буде підключати навантаження до 400...600 Вт. Можна використовувати перероблений силовий трансформатор телевізора УЛПЦТІ-61 (ТС-270-1), у якого первинна обмотка I (1-2-3) містить 318 витків дроту ПЕВ-1 D0,91 мм (висновки II). Для цього необхідно розібрати трансформатор, видалити всі вторинні обмотки і фольгу, що екранує. Зверху первинної обмотки, що залишилася, необхідно намотати обмотки II-X проводом D0,8...1 мм. Обмотки II-IV містять по 19 витків; обмотки VX – по 35 витків кожна. Контакти перемикача SA1 мають бути розраховані струм не менше 10 А (можна застосувати звичайний 3-4-секционный галетний перемикач, включивши відповідні контакти секцій паралельно). Вольтметр змінного струму повинен мати межу виміру 250...300 В. Амперметр повинен мати межу виміру 10 А.

На контурах L1C10, L2C11 виконано джерело реактивної потужності з придушенням гармонійних спотворень на 5-й та 7-й гармоніках. Це джерело застосоване підвищення ККД пристрою. Номінали конденсаторів С10, С11 та дроселів L1, L2 обрані орієнтовно, хоча якщо застосувати навіть ці номінали, ви все одно опинитеся у виграші. Для більш точного розрахунку цих номіналів необхідно виміряти індуктивність обмотки статора електродвигуна насоса і розрахуватися, користуючись рекомендаціями [1].

Роботою електронасоса управляє симістор VS1 (ТС122-25). Вихідний формувач побудований на елементі "АБО" DD3.2, транзисторах VT3, VT4 та тиристорній оптопарі U1. Якщо хоча б на одному з входів DD3.2 є лог."1", то на базі транзистора VT4 - лог."0" і він закритий.

Світлодіод оптопари не світиться, немає позитивного потенціалу на базі VT4, і він закритий. На керуючому електроді симистора VS1 немає позитивного потенціалу, він закритий, на обмотку статора електродвигуна насоса не подається напруга живлення, насос вимкнений.

Якщо на всіх входах DD3.2 є лог."0", на базі транзистора VT4 - позитивний потенціал, він відкритий, світиться світлодіод оптопари, через відкритий тиристор оптопари позитивний потенціал подається на базу транзистора VT3, він відкривається, позитивний потенціал з'являється на електроді симистори VS1, він відкривається, електронасос включається в роботу.

Трансформатор Т1 потужністю 10...20 Вт будь-якого типу. Напруги на його обмотках: U(wII) 12; U(wIII) 20 В; U(wIV) 12 В при вихідній напрузі регулятора, вибраному перемикачем SA1.

Стабілізований джерело живлення 9 виконаний на діодах VD1-VD4, стабілітроні VD5 і транзисторах VT1, VT2. Джерело живлення 27 виконаний на діодному мосту VD6-VD9.

Щоб електронасос був включений у роботу, необхідно, щоб на всіх входах DD3.2 був лог. "0". Включають насос переведенням перемикача SA3 в нижнє за схемою положення.

Автоматичне включення або вимикання електронасоса в залежності від кількості води у водоймі чи колодязі та резервуарі, що наповнюється, здійснюється за допомогою схеми на цифрових мікросхемах DD9-DD11. Світлодіоди HL1-HL4 вказують, чи у воді відповідні датчики рівня води. Робота даної схеми описано в [2]. Якщо немає потреби у застосуванні будь-якого датчика рівня води, його просто не підключають до схеми. Якщо немає необхідності в автоматизації, цю схему просто не збирають, а висновок 11 елемента DD3.2 підключають до загального дроту.

Схема захисту електродвигуна насоса від перегріву зібрана на операційному підсилювачі (ОУ) К140УД12, який використовується як компаратор, і тригері DD4.1. Звичайно, можна застосувати й інші операційні підсилювачі з відповідними ланцюгами корекції. Терморезистор R17 приклеюють до статорної обмотки епоксидної смолою. Заодно центрують ротор електродвигуна, змащують підшипники і т.д. Підстроювальним резистором R19 виставляють необхідний поріг спрацьовування компаратора, наприклад, при температурі 80°С. Якщо температура обмотки статора не перевищує даного рівня, то напруга на вході інверсному ОУ DA4 буде більш позитивно, ніж на прямому, і на його виході 6 буде низький потенціал. Тригер DD4.1 перебуватиме в стані "0", і на вході 9 елемента "АБО" DD3.2 буде рівень балка "0", що дозволяє роботу електронасоса. При підвищенні температури обмотки статора до +80°С опір терморезистора R17 зростає до такої величини, що на прямому вході ОУ DA4 позитивний потенціал стає більшим, ніж на інверсному, і стрибком компаратор приймає положення позитивного насичення. На його виході 6 з'являється лог."1", тригер DD4 встановлюється стан "1".

На вході 9 елемента "АБО" DD3.2 з'являється лог."1", що призводить до вимкнення насоса. Світло світлодіода HL3 вказує на перевищення температури обмотки статора електродвигуна насоса вище допустимої. Тригер DD4.1 залишиться в одиничному стані і, відповідно, електронасос буде вимкненим доти, доки не буде натиснуто кнопку SB1 "Уст.0".

Схема захисту електродвигуна насоса від перевищення струму статора обмотки виконана на ОУ DA3, використовуваному як компаратор. Кількість витків трансформатора струму ТА1 підбирають експериментально таким чином, щоб при нормальній роботі електродвигуна насоса напруга на його обмотці становила 2,5...3 В. На інверсний вхід DA3 подається опорна напруга 1,7 В. близько 3 (виставляють підстроювальним резистором R1,5). В цьому випадку при нормальному режимі роботи електронасоса на виході 14 DA6 буде рівень лог. "3", тригер DD0 буде в нульовому стані.

Якщо струм через обмотку статора буде вищим від допустимого, то амплітуда позитивних імпульсів на прямому вході 3 ОУ DA3 перевищить величину опорної напруги на інверсному вході і компаратор перекидатиметься в стан позитивного насичення (див. часові діаграми рис.2).

На виході компаратора з'являються імпульси позитивної полярності, які встановлюють тригер DD2.2 одиничний стан. Світлодіод HL2 буде світитися, що вказує на перевищення обмотки статора статора допустимої норми. Одночасно імпульси з виходу 6 DA3 через елемент "АБО" DD3.1 та інвертор DD1.2 надходять на вхід одновібратора, виконаного на елементах DD5.1, DD6, DD7.1, DD7.2, DD7.3, та на лічильник імпульсів DD8.1 .8.2, DD3 (одновібратор описаний в [2]). Першим імпульсом (див. рис.34) одновібратор перекидається в одиничний стан. Підстроювальним резистором R7 тривалість імпульсу одновібратора виставляють в межах 9...XNUMX с.

Лічильник імпульсів виконаний мікросхемі DD8. Рівень лог."1" на виході 14 лічильника DD8.2 за наявності імпульсів на вході 2 DD8.1 з'являється через 5,12 с. Якщо це сталося, на входах 12, 13 елемента "І" DD3 з'являється лог."1", яка через інвертор DD1.4 встановлює тригер DD4.2 стан лог."1" (вихід 13), ця "1" подається на вхід 12 елемента "АБО" DD3.2 і включає електронасос. Якщо за ці 5,12 с немає навантаження по струму, наприклад, при запуску насоса, одновібратор все одно виробляє одиночний імпульс тривалістю 7 ... 9 с, але на вході 13 елемента "І" DD1.3 лог. "1" не з'являється та електронасос не вимкнеться. Після запуску насоса (якщо світиться світлодіод HL2) необхідно встановити "0" тригер DD2.2 натисканням кнопки SB1.

Схема захисту електронасоса від невідповідності необхідним нормам напруги, що подається на статорну обмотку, виконана на двопороговому компараторі DA1, DA2, робота якого описана в [4]. Підстроювальним резистором R4 на катоді діода VD10 виставляють амплітуду позитивних імпульсів близько 9 В. Налаштовують двопороговий компаратор згідно з вказівками [4].

Якщо ваш електронасос, наприклад, нормально працює в діапазоні напруги живлення від 170 до 210 В, то нижній і верхній пороги спрацьовування компаратора необхідно виставити саме при цих напругах. Коли напруга на електродвигуні насоса буде нижче 170 або вище 210, на виході двопорогового компаратора (аноди діодів VD11, VD13) з'являться позитивні імпульси, які встановлять тригер DD2.1 в стан лог."1". Світло світлодіода HL1 вкаже на невідповідність нормам напруги. Одночасно вищевказані імпульси через елемент "АБО" DD3.1 та інвертор DD1.2 надходять на вхід одновібратора та лічильника імпульсів. Аналогічно, як і у разі перевищення гранично допустимого струму, через 5,12 с електронасос вимкнеться. Якщо час невідповідності величини напруги необхідним параметрам перевищуватиме 5,12 з, електродвигун залишиться у роботі. Світло світлодіода HL1 необхідно погасити натисканням кнопки SB1 "Уст.0".

В обох випадках (час невідповідності не перевищує 5,12 с) лічильники DD8.1, DD8.2 обнуляються лог."1" на входах 7 і 15 з інверсного виходу 2 тригера DD5.1 ​​одновібратора через 7...9 с.

Налагодження. В першу чергу необхідно дізнатися, при якому діапазоні напруг ваш електронасос забезпечує необхідну потужність на валу за допомогою регулятора напруги мережі. Потім при відключеному навантаженні необхідно налагодити блок живлення. Підбором резистора R1 виставити струм через стабілітрон VD5 не більше 5...10 мА. Підстроювальним резистором R2 встановити напругу на виході стабілізатора (конденсатор С3) 9 В. Перевірити напругу на конденсаторі С5 (24...30).

Встановити замість електронасоса лампу розжарювання потужністю 200 Вт. Перемикач SA1 встановити в обране положення залежно від параметрів вашої мережі та електронасоса. Перемикач SA3 встановити у верхнє за схемою положення ("Вимк"). Встановити перемикач SA2 ("Мережа") у нижнє за схемою положення. Натисніть кнопку SB1 ("Уст."0").

Подати напругу +9 на висновок 13 елемента "АБО" DD3.2. Лампа повинна засвітитися (свідчення того, що вихідний формувач і симистор справні). Якщо світитиметься будь-який із світлодіодів HL1-HL3, то світитиметься і електролампа. В цьому випадку необхідно відпаяти резистор R31. Якщо електролампа згасне, це теж свідчить про працездатність вихідного формувача і симістора.

Далі за вищевикладеною методикою налаштовують схему, що не становить великої праці, тому що все виконано за принципами обчислювальної техніки ("0" або "1").

література:

1. Маньковський О.М. Регулятор потужності для активно-індуктивного навантаження до 15 кВт//Електрик. – 2001. – №6. – С.21.
2. Маньковський О.М. Повна автоматизація пристрою керування електронасосом// Електрик. – 2001. – №1. – С.22-23.
3. Маньковський О.М. Генератор одиночних імпульсів та вимірювач тривалості одиночних імпульсів//Радіоаматор. – 2001. – №2. – С.20-22.
4. Маньковський О.М. Пристрій перемикання з автоматичним зарядним пристроєм// Електрик. – 2001. – №3. С.21.

Автор: А.М. Маньківський

Дивіться інші статті розділу Електродвигуни.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву Створено дифракційні грати для найпотужнішого у світі лазера 20.09.2022 Дослідники Ліверморської національної лабораторії ім. Лоуренса (LLNL) з колегами розробили та створили нові дифракційні решітки для стиснення високоенергетичних лазерних імпульсів у найпотужнішій у світі лазерній системі. Нова конструкція дозволить в одному імпульсі передавати 10 ПВт енергії (1016 Вт). Це приблизно в десять разів більше за всю сукупну потужність енергосистеми США, що необхідно для багатьох напрямів у науці. Чотири дифракційні решітки HELD (решітки з високою енергією та низькою дисперсією) розмірами 85? 70 см кожна буде встановлена ​​в лазерній системі ELI-Beamlines L4-ATON у Чеській Республіці. Подібні HELD-решітки метрового розміру потенційно сприятимуть створенню майбутніх надшвидких лазерних систем потужністю від 20 до 50 ПВт. У лазерній системі дифракційні решітки використовуються для розтягування та подальшого стиснення широкосмугових лазерних імпульсів. Метод посилення чирпованих імпульсів (англ. Chirped pulse amplification, CPA) у 1985 році запропонували фізики Жерар Муру (Gerard Albert Mourou) та Донна Стрикланд (Donna Strickland), за що вони у 2018 році отримали Нобелівську премію з фізики. В даний час метод CPA єдиний для отримання лазерного імпульсу петаваттного рівня. Завдяки новим дифракційним ґратам установка L4-ATON зможе генерувати 1,5 кДж енергії в імпульсах тривалістю 150 фс (фемтосекунд, 10-15 с), що відповідатиме передачі безпрецедентної потужності 10 ПВт з частотою повторення один імпульс на хвилину. Досягнення подібних енергій відкриє двері для революційних досліджень у таких галузях, як фізика плазми та високих щільностей енергії, астрофізика, прискорення частинок за допомогою лазера, покращена медична діагностика, промислові технології обробки та виявлення ядерних матеріалів. Порівняно з сучасними ґратами NIF ARC грати HELD дозволяють отримати у 3,4 рази більшу щільність енергії. Вони досить великі, ефективні та міцні, щоб витримувати високу щільність енергії лазерних імпульсів. Розтягуючи в часі і спектрально лазерний "постріл" дифракційні грати знижують енергетичне навантаження на оптичну систему, що підсилює, оберігаючи її від псування. Після посилення лазерний імпульс знову стискається і цим досягає високих енергій без шкоди для каналу оптичного посилення.

Інші цікаві новини:

▪ Кишеньковий фотопринтер

▪ Органічні світлодіоди для медичних приладів

▪ MSP430 з Full-Speed ​​USB 2.0

▪ Infineon представила найменший GPS-приймач

▪ Альтернативна енергетика для космічної станції

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Афоризми знаменитих людей. Добірка статей

▪ стаття Міцніше за кермо тримайся, шофер! Крилатий вислів

▪ стаття Чому багато африканців практикують сухий секс? Детальна відповідь

▪ стаття Зізіфора чебрецева. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Радіоаматорський Антисон для автомобіліста Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Звільнене кільце. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024