Vollständige Automatisierung des Elektropumpensteuergeräts. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Das beschriebene Gerät dient zur automatischen Steuerung aller Elektropumpen, einschließlich Kreisel-Bohrlochwasserhebepumpen mit Tauchelektromotoren mit einer Leistung von 1...11 kW und zur Kontrolle des Wasserstands im gefüllten Reservoir und Brunnen.

Das Gerät ist eine erweiterte Version des von A. Kalinsky beschriebenen Geräts „Automatische Steuerung einer Elektropumpe“. Im Vergleich dazu können Sie mit dem vorgeschlagenen Gerät nicht nur automatisch reagieren, wenn der Wasserstand im zu füllenden Tank einen Wert über dem zulässigen Wert erreicht, sondern auch, wenn der Wasserstand im Brunnen unter den zulässigen Wert fällt. Dies ist sehr hilfreich, wenn Sie eine Elektropumpe in einem Brunnen oder Brunnen mit niedrigem Wasserstand platzieren oder beim Bewässern aus einem Reservoir Wasser von einem Reservoir in ein anderes pumpen. Darüber hinaus ermöglicht es die Kontrolle des Wasserstands im Brunnen und im Reservoir sowie den Schutz des Pumpenmotors vor Phasenausfall bei 3-Phasen-Elektromotoren.

Das schematische Diagramm des Geräts ist in Abb. 1 dargestellt.

(zum Vergrößern klicken)

Das Gerät enthält thermische Schutzelemente für den Pumpenelektromotor: automatischer dreipoliger Schalter SF1; Heizelemente 1RT, 2RT und Trennkontakte K1.1RT, K1.2RT Thermorelais; elektromagnetischer Starter K1, der die Pumpe einschaltet; Netzteil, das die Spannung „220 V“ (zwischen Phasenleiter C und Neutralleiter N) in konstante 9 V umwandelt; Wassersensoren, die den Betrieb des Geräts im Automatikmodus steuern und einen Schmitt-Trigger an den Elementen DD3.1 – DD3.2 enthalten, ein RS-Trigger an den Elementen DD3.3 - DD3.4, ein Aktuator an den Transistoren VT3 VT4 und Relais K2; Sensoren (Elektroden) des unteren Wasserstandes (DNU) und des oberen (TLD). Kondensatoren C4 - C7 und ein Schmitt-Trigger sind Entwickelt, um die Störfestigkeit des Geräts zu erhöhen.

Das Gerät verwendet einen Magnetstarter mit einer Spule für eine Spannung von ~ 380 V, d.h. Fällt Phase A oder B aus, schaltet die Pumpe ab. Bei Ausfall der Phase C liegt keine Spannung von 9 V an, daher wird das Relais K2 freigegeben und mit seinen Kontakten K1.1 und K1.2 der Stromversorgungskreis der Starterspule unterbrochen und die Pumpe läuft aus.

Wenn der Schalter SF1 eingeschaltet ist und sich der Schalter SA1 in der Neutralstellung befindet, ist die Elektropumpe ausgeschaltet (Relais K2 ist stromlos). Wenn ein Betrieb im manuellen Modus erforderlich ist, wird der Schalter SA1 auf die Position „Manuell“ gestellt. (oben laut Diagramm). In diesem Fall wird das Relais K2 aktiviert und seine Kontakte K1.1 und K1.2 schalten den Magnetstarter ein.

Um in den automatischen Betriebsmodus zu wechseln, wird der Schalter SA1 gemäß Diagramm in die untere Position gebracht und die Stromversorgung eingeschaltet, die die Wasserstandssensoren mit +9 V versorgt.

1. Wenn das Wasser im zu füllenden Tank unter der DPU liegt, ist der Widerstandswert zwischen DPU, DPU und Tankkörper groß und an den Eingängen 1 DD2.1 und 8 DD2.2 liegt eine logarithmische Spannung an. „1“.

2. Befindet sich das Wasser im Brunnen über der TDU, beträgt der Widerstand zwischen TDU, DDU und Erde 1 ... 10 kOhm (abhängig von der elektrischen Leitfähigkeit des Wassers, die wiederum vom Salzgehalt abhängt und verschiedene Verunreinigungen im Wasser). An den Eingängen 8 und 9 DD1.3 sowie 12 und 13DD1.4 liegt eine logarithmische Spannung an. „0“.

3. Wenn die Bedingungen der Schritte 1 und 2 vorliegen, kommt der Log-Pegel „13“ an den Eingang S des RS-Triggers (Pin 3.3 von DD0), der Pegel logisch „8“ kommt an den Eingang R (Pin 3.4 von DD1). Der Trigger wird auf einen einzelnen Zustand eingestellt, der Ausgang 1 von DD3.3 wird auf log „1“ gesetzt, die Transistoren VT3, VT4 werden geöffnet, das Relais K2 wird aktiviert, das mit seinen Kontakten K2.1 und K2.2 den Stromkreis schließt der Spule des Magnetstarters K1, der den Betrieb der Elektropumpe einschaltet.

4. Die Pumpe beginnt, Wasser aus dem Brunnen in den Tank zu pumpen. Während des Füllvorgangs erreicht Wasser das untere Niveau des Reservoirs, oder der Wasserstand im Brunnen wird unter das untere Niveau abgesenkt, oder beide dieser Bedingungen sind gleichzeitig erfüllt: Am Ausgang 4 von DD2.3 erscheint log „0“, und RS- erscheint am Eingang S (Pin 13 von DD3.3). Triggerprotokoll „1“, aber der Triggerzustand ändert sich nicht, die Pumpe pumpt weiterhin Wasser.

5. Wenn das Wasser im Tank den TLD erreicht oder im Brunnen unter den DLL fällt, wird ein Protokoll „8“ an den Eingang R (Pin 3.4 von DD0) des RS-Triggers gesendet, der Trigger wird auf Null gesetzt , und am Ausgang 11 von DD3.3 erscheint ein Log-Pegel „0“, der die Transistoren VT3, VT4 schließt. Das Relais K2 fällt ab, die Starterspule K1 wird stromlos und die Pumpe wird vom Netz getrennt.

6. Wenn Wasser aus dem Reservoir verwendet wird, wird das Wasser unter den TDL eingestellt, oder im Brunnen steigt es über den TDL, oder beide dieser Bedingungen sind erfüllt: Der RS-Trigger ändert seinen Zustand nicht und die Pumpe bleibt eingeschaltet aus.

7. Erst wenn das Wasser im Tank einen Pegel unterhalb des DNL und im Brunnen – oberhalb des DLV – erreicht, wird die Pumpe automatisch eingeschaltet (RStrigger wird am Eingang S (Pin 0 DD13) auf einen einzelnen logarithmischen „3.3“-Zustand gesetzt. XNUMX).

Wenn während des Betriebs der Elektropumpe der Strom durch die Heizelemente 1PT, 2PT über den zulässigen Grenzwert fließt, wird das Thermorelais aktiviert und die Kontakte K1.1PT, K1.2PT schalten den Anlasser K1 ab. Bei einem Kurzschluss in den Wicklungen des Pumpenmotors wird der Leistungsschalter SF1 ausgelöst und die Elektropumpe vom Netz getrennt.

Aufbau und Details. Als Elektropumpe kommt ein Tauchwasserhebemotor PEDV-8 mit einer Leistung von 8 kW zum Einsatz, der durch Kontakte eines elektromagnetischen Anlassers mit einer 380-V-Spule geschaltet wird, in dessen Gehäuse sich ein Thermorelais TRN-25U3 befindet.

Die Heizelemente dieses Relais sind an zwei Phasendrähte angeschlossen, die die Elektropumpe mit Strom versorgen, und die Unterbrecherkontakte sind in Reihe mit der Starterwicklung geschaltet.

Automatischer Schalter Typ 1-AP50-3MU3. Stattdessen können Sie A3124 mit einem Betriebsstrom von mindestens 25 A verwenden.

Verwenden Sie zum Anschluss des Elektromotors eine Leitung oder ein Kabel mit einem Aderquerschnitt von mindestens 2,5 mm2. Schalter SA1 Typ P2T-1. Transformator T1 mit einer Leistung von mindestens 5 W und einer Spannung an der Sekundärwicklung von 13...15 V. Dioden VD1-VD4 Typ KTs405 mit beliebigem Buchstabenindex. Kondensatoren C1, C4 - C7 Typ K73-17, C2, C3 Typ K50-35. Widerstände vom Typ OMPT oder MPT. Chips der K176-Serie können durch Chips der K561-Serie ersetzt werden. Transistoren VT1-VT4 mit beliebigem Buchstabenindex. Anstelle von KT315B (VT1, VT3) können Sie KT503, KT3102 verwenden, anstelle von KT805BM (VT2, VT4) - KT819 mit einem beliebigen Buchstabenindex. Relais K2-RES9 (Pass RS4.5241203, RS4.524.214, RS.524.216, RS4.524.219, RS4.524.229, RS4.524.232). Die Leiterplatte des Steuergerätes ist in Abb. 2 dargestellt.

Aufmerksamkeit! Auf der Leiterplatte liegt eine Spannung von ~ 220 V. Beim Einrichten und Reparieren die Leitungen „K1.2RT“ und „Phase B“ ablöten.

Bedecken Sie die Leiterplatte nach der Anpassung oder Reparatur mit Tsapon-Lack. Auf der Frontabdeckung des Gehäuses sind Schalter SA1, Sicherung FU1 und LEDs HL1 - HL4 verbaut, deren Leuchten anzeigt, dass das Wasser den Füllstand des entsprechenden Sensors erreicht hat. Der Gerätekörper ist mit dem gemeinsamen Kabel der Stromversorgung und dem Neutralleiter des Netzwerks verbunden. Der Neutralleiter ist geerdet.

Der Tankkörper ist ebenfalls geerdet. Wenn der Tank nicht aus Metall besteht, wird eine dritte Elektrode installiert und auf demselben Streifen wie die Füllstandsensoren geerdet. Er sollte länger sein als der untere Füllstandsensor. Das Wasser in einem Brunnen oder Brunnen ist zuverlässig geerdet und es müssen keine Erdungsmaßnahmen ergriffen werden.

Als Füllstandsensoren können Sie Strukturen aus korrosionsbeständigen Metallen verwenden: verzinkt, Edelstahl, Aluminium. Verwenden Sie keine wasserschädlichen Metalle wie Kupfer (dies gilt auch für Versorgungsleitungen).

Geräte-Setup. Ohne die Steuereinheit mit Strom zu versorgen, verwenden Sie den Widerstand R1, um den Strom durch die Zenerdiode VD5 im Bereich von 5 bis 10 mA auszuwählen. Stellen Sie mit dem Widerstand R2 die Spannung am Emitter VT2 auf +9 V ein und legen Sie diese an das Gerät an.

Beim Einrichten des Geräts müssen die Widerstände R4 - R7 ausgewählt werden. Zum Einrichten müssen Sie: die Füllstandssensoren mit Strom versorgen, einen Widerstand mit einem Widerstand von 4...3 kOhm (Wasseräquivalent) parallel zum Kondensator C10 löten, den Widerstand R4 ändern und sicherstellen, dass der Spannungsabfall über dem Kondensator C0,5 liegt Wenn der Wasseräquivalentwiderstand 0,7...1,2 V beträgt, trennen Sie den Wasseräquivalentwiderstand – die Spannung an den Pins 1.1 von DD9 sollte etwa 5 V betragen. Wählen Sie die Widerstände R7 – RXNUMX auf die gleiche Weise aus.

Während des Betriebs des Gerätes wird empfohlen, die Füllstandsensoren zweimal jährlich vorsorglich zu überprüfen und zu reinigen.

Autor: A. N. Mankovsky

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