這里介紹一種兩線式水位控制器,電路僅使用1 0個元器件,可直接焊在一小塊線路板上(業余條件下可直接搭焊),連同用作水位檢測的兩個干簧管,一起封裝在不銹鋼管內。此控制器雖然體積小,但驅動功率大,不僅可直接驅動220V~380V各種功率的交流接觸器,還可省去交流接觸器,直接驅動功率小于400W的單相交流電動機。由于只有兩根連線串聯在負載回路中,因此最大限度的簡化了外圍連接,使整體結構非常簡單。容易安裝,使用方便,不用調試,自身功耗非常小,空載時幾乎不耗電。此外根據需要,還可外接控制開關,做“自動上水一停止上水一手動上水”三個不同工作狀態的相互轉換,使用更加靈活方便。
工作愿理
上圖是電路原理圖。圖中虛線框內為控制電路,10個元件安裝在一小塊線路板上;K1、K2是兩個干簧管,安裝在長度適當的一段不銹鋼管的兩端,配合裝有永久磁鐵的浮子構成浮子式水位檢測裝置,分別檢測上水位和下水位;K3是工作狀態控制開關,分為“自動上水”、“停止上水”、“手動上水”三種工作狀態;J是交流接觸器,也可以是上水電磁閥或小功率上水電動機。
下圖是兩線式水位控制器的結構示意圖。控制電路和兩個檢測開關封裝在一段兩端封閉的不銹鋼管內。不銹鋼管外有一個可以上下活動的、裝有永久磁鐵的浮子和兩個限制浮子活動范圍的水位止擋器,僅用兩條引線和外圍連接。
現以J采用交流接觸器為例,說明工作過程。在K3置于“自動”位置時,交流220V電源經過J1的線圈,經D1~D4橋式整流輸出直流電壓,由R1、R3分壓,在C1上約有十余伏直流電壓作可控硅控制的觸發電壓。
當水箱水位低于下水位檢測干簧管K2時,浮子內的永久磁鐵使下水位檢測干簧管吸合接通。C1上的電壓經R2供給可控硅V1觸發端觸發電壓,此時V1導通,交流接觸器J得到工作電壓吸合,J的觸點提供用于上水的水泵電動機工作電源,水箱水位開始上升;隨著水位的上升,浮子離開下水位干簧管,K2斷開,但V1仍維持導通狀態。這是由于V1導通以后,R2的電阻很小,有漏電流經V1的陽極與門極通過R2向C1充電,使C1兩端仍維持一定電壓,也就維持V1的導通狀態不變,水泵繼續工作;當水位達到上水位檢測開關K1時,浮子內的永久磁鐵使上水位檢測干簧管吸合接通,可控硅觸發端接零,C1上的電壓降落為零,V1截止,交流接觸器J失去工作電壓斷開,水泵電動機停止工作。即使水位下降,浮子離開K1,V1仍保持斷開狀態,直至下一個工作周期開始,由此實現了水位的自動控制。
J也可是上水電磁閥,由控制器控制打開或關閉;也可是小功率交流電動、機,由控制器直接控制水泵上水/停止上水。
如果需要,還可增加一個三位開關K3來設置上水水泵電動機的不同工作狀態。當自動控制部分出現故障或需要隨時上水時以滿足需要。
器材選用
可控硅V1要用微觸發電流一類,例如2P4M參數:Vdrm:400V,Ir:2A,Igt:0.2mA,T0220A封裝。驅動功率不大時可用T092封裝的2N6565等代替,以減小體積。2N6565參數:Vdrm:
400V,Ir:0.51A,Igt:0.35mA。采用380V交流接觸器時,可用2P6M等,Vdrm:600V。二極管也要根據驅動功率選用。采用220V或380V交流接觸器、小功率時用1N4007。當直接驅動電動機或大功率驅動輸出時選用1N5404或1 N5407。管材要用不銹鋼管等非磁性材料,長度根據水箱深度或要控制的水位差來定,最好用不銹鋼管材,PVC材質也可以,但強度和使用壽命要差一些。管材內徑取φ1 8~φ25毫米之間,以電路板體積大小決定,由于元件少,實際上電路板可以做得很小。浮子內安裝永久磁鐵2對或4對,極性相背靠近鋼管面粘接牢靠,浮子材料選用成品球形不銹鋼浮球或不吸水發泡塑料成型、制作。
幾點注意問題
1.電源接線方向按圖1所示,由于電路直接采用220V或380V沒有隔離,220V時相線要連接接觸器一端,要注意做好絕緣處理。
2.接電動機時要有保險絲保護,防止電動機過載、過流損壞控制器。
3.不銹鋼管兩端確保不滲水、不漏水。電路板要做絕緣處理,以防止漏電。
4.干簧管各種型號都可以,要適當固定并作保護處理,防止振動破碎。
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