蓄水池全自動抽水控制器的製作方法
2023-12-07 08:32:51
專利名稱：蓄水池全自動抽水控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及控制器，更具體地說是一種蓄水池全自動抽水控制器。
在機井供用水的團體、單位，或者水壓不足的高層建築，往往需設蓄水池用電泵抽水，這一工作大多要人工值守監控，既耽誤時間又佔用勞力。
本實用新型的目的是提供一種蓄水池全自動抽水控制器，它無需人工管理，能對蓄水限制在設定的範圍內，缺水時自動開機抽水，抽滿後自動停機，當水源被抽乾時亦能自停，且設置有過電壓、欠電壓、斷相保護，可實現抽水全自動化。
為了達到上述目的，本實用新型採取的技術方案是該蓄水池全自動抽水控制器包括水泵、三相交流電動機、交流接觸器，其特徵在於，它還包括-一個驅動控制器，與交流接觸器的電磁線圈K相串聯，接在單相交流電源的兩端，交流接觸器的三對觸點KA、KB、KC，一端分別連接三相電源A、B、C點相線，另一端分別連接電動機M的引出線A、B、C點，M的轉軸與水泵Q機械連接；-一個觸發電路與一個電子開關2相串聯，連接在所述驅動控制器的受控端G與共地端之間；-一個電子開關1的一端通過隔離二極體VD2與所述電子開關2的受控端b連接，另一端與共地端連接；-一塊安裝在蓄水池內下部的水位下限極板a，連接在所述電子開關1的受控端b′上；-一塊安裝在蓄水池內上部的水位上限極板b，連接在所述電子開關2的受控端b點上；-一個電子開關3，並接在所述電子開關2的受控端b點與共地端之間，電子開關3的受控端c′連接水源缺水保護極板C，它安裝在水源的底部；-一個電子開關4，並接在所述的電子開關2的受控端b與共地端之間；-一個過電壓保護電路，其三個輸入端連接三相電源A、B、C，輸出端連接在所述電子開關4的受控端d點上；-一個欠電壓、缺相保護電路，其三個輸入端連接三個電源A、B、C，輸出端連接在所述電子開關4的受控端d點上。
本實用新型的優點是1、結構簡單，安裝容易、使用方便，安全可靠，接入電路就可工作；2、設有水位上、下限位，水源缺水、電壓過高過低及缺相保護，功能齊全，全自動完成抽水工作，不需人工管理。
圖1是該蓄水池全自動抽水控制器的整體結構示意圖。
圖2是圖1的電路圖。
圖3是原理框圖。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細地描述。
在圖1中，1是控制器小盒，元器件都安裝在這個帶罩的小盒內，2是條形散熱孔，3是大底板，固裝控制器小盒1和交流接觸器5,4是接線柱，6是罩殼。
圖2是圖1的電路圖。主要由水位控制電路、水源缺水保護電路、過壓、欠壓、斷相保護電路以及觸發器、驅動控制器、交流接觸器構成。圖中L是蓄水池，池內安裝水位控制極板，a是下限極板，b是上限極板，限定位置可在垂直方向任意設定，但上、下限極板位置不能搞錯，上限在上部，下限在下部。電子開關1由V1、VD1、R2構成。VD2是隔離二極體。電子開關2由V2、VD4、VD5、R3和交流接觸器的輔助觸點KD構成。VD3是整流二極體。觸發器由VD7、C1、R5、R4、VD6、交流接觸器的輔助觸點KE構成。驅動控制器由VS3、交流接觸器的電磁線圈K構成。R6是壓敏電阻，用於保護可控矽VS3，防止感性負載反峰壓擊穿VS3。電子開關3為單向可控矽VS1。電子開關4為單向可控矽VS2。水源缺水保護電路由R1、S、VD27和極板C構成，極板C安裝在水源，例如水井的底部。過電壓保護電路由VD8-VD13、R7、R8構成。欠電壓、缺相保護電路由VD14-VD25、R8-R15和V3構成。VD26是整流二極體。C2-C8為濾波電器。FU1-FU3為保險管。KA、KB、KC是交流接觸器的三對觸點，M是三相交流電動機。Q是水泵。
工作過程(參見圖2、圖3)一、蓄水池水位自動控制1、設蓄水池初始無水，下限位極板a和上限位極板b均處於脫水狀態，此時V2基極為高電位，電流從電源～220V經VD3整流、再經R2、VD2向V2提供基極偏流Ib2,V2導通，另一路電流從電源～220 V經雙向觸發二極體VD7、R5 ∥C1、R4、V2集電極、發射極、VD5到地，對C1充電形成觸發電流IC2，從而向VS3提供了觸發電流，使VS3導通，VS3導通後，交流接觸器的電磁線圈K獲得工作電流，KA、KB、KC閉合，電動機M得電，開始運轉，帶動水泵Q抽水注入蓄水池。與此同時，交流接觸器的輔助觸點KD、KE也同時閉合，KD閉合後正半周電流經VD3、KD、R3向V2基極注入電流，使V2飽和度進時一步加深，保證可靠導通，KE閉合後負半周期間VD6導通，電流從公共地端經KE、VD6、R4、R5∥C1、VD7到～220V端，也提供觸發電流以保證觸發可靠。
2、當蓄水池水位上升至極板a浸入水後，一路電流經VD3、R2、V1發射極、基極、極板a、水接地。因為此時KD已吸合，另一路電流經VD3、KD、R3、V2基極、發射極、VD5到地構成迴路。這時V1的基極為低電位，發射極也為低電位，且R2＞＞R3，所以，VD2正端的電位低於負端的電位，VD2反向截止，V2基極不受影響，仍為高電位，V2導通狀態不變，VS3仍有觸發電流維持，電動機M繼續運行抽水。
3、隨著蓄水池水位繼續升高，當極板b也浸入水後，由於極板b連接在V2基極的b點上，所以V2基極由高電位跳變為低電位，V2馬上截止，觸發電流IC2被切斷，VS3截止，交流接觸器的電磁線圈K失電，觸點KA、KB、KC、KD、KE合部釋放，電動機跟著斷電停轉，抽水停止。
4、由於用水，蓄水池水位下降，當池內的水位下降到高於a極板而低於b極板時，電流經VD3、R2、V1發射極、基極、極板a、水到地，此時V1基極仍為低電位，發射極和VD2的正端亦為低電位，由於觸點KD處於釋放狀態，VD2負端和V2基極仍為低電，電子開關2即V2截止，VS3仍處於截止狀態，電動機M保持不工作。
5、當水位繼續下降，至低於下限位極板a時，b、a兩極板都脫離水面，V1和V2的基極均解除短路狀態，電流又經VD3、R2、VD2、V2基極、發射極、VD5到地，重新啟動M工作，重複1、2、3的抽水過程，從而實現抽水全過程的自動控制。
二、水源缺水控制在水源不足的地區，特別在冬季的枯水季節，井水有可能被抽乾，為避免電動機空轉，設有水源斷水保護電路。水源缺水保護極板C安裝在水井底部的適當位置，水水源充足時，極板C浸在水下，合上開關S，由於R1足夠大，僅有微小電流經VD3、R1、極板C、水到地，這個電流以可以忽略不計。當水源枯竭時，極板C露出水面，電流從VD3經R1、S、VD27、C′、VS1到地，給VS1提供了電流使VS1導通，V2基極被短路，V2截止，電動機停轉，從而保護了電動機。
三、過電壓、欠電壓及缺相保護電動機是在額定電壓下運行的，電壓過高過低或缺相，電動機將受損害，為了保護電動機本控制器設有三項保護措施。
1、過壓保護。從A、B、C端分相輸入VD8-VD10，整流後的電流經VD11在R7和R8上分壓獲得採樣電壓。設計上，正常工作時的採樣電壓低於觸發電壓，VS2不會導通，當供電相電壓超出額定電壓時，採樣電壓跟隨升高，通過限壓二極體VD12、VD13觸發VS2導通，V2截止，切斷電動機的供電電源。
2、欠電壓及缺相保護。在三相電源中，每一相接入一個整流、限壓、分壓電路，A相是D14、D15、R8、R9,B相是VD17、VD18、R10、R11,C相是VD20、VD21、R12、R13。在開關管V3的基極通過VD16連接R8、R9的分壓點，VD19連接R10、R11的分壓點，VD22連接R12、R13的分壓點。VD16、VD19、VD22的正端並接V3基極，負端分別連接各分壓點。V3的基極偏置電流由單相電源220V經VD26、R14提供。設計上，當三相供電的電源電壓正常時，VD16、VD19、VD22負端上的電位高於正端電位VD16、VD19、VD22反向截止，V3處於飽和導通狀態，d點無觸發電流輸出。當三相供電電壓過低時，流過R9、R11、R13的電流減少，其上的電壓下降，VD16、VD19、VD22負端電位低於正端電位，而跳變為正嚮導通，V3失去偏置電流由飽合導通跳變為截止，電流經VD26、R15、VD24、VD25從d點輸出向VS2提供觸發電流使VS2導通，V2立即截止，從而切斷電動機電源，使其停止運轉。缺相保護與欠壓保護原理相同，當由於某種原因出現斷相故障時，設a相無電壓，則R9兩端電壓為零，VD16正嚮導通，V3截止，集電極電壓升高，有觸發電流從d點輸出，VS2導通，V2截止，VS3無觸發電流而截止，交流接觸器所有觸點全部釋放，切斷電動機的電源。其餘兩相的斷相保護情況相同。
權利要求1.一種蓄水池全自動抽水控制器，它包括水泵、三相交流電動機、交流接觸器，其特徵在於，它還包括-一個驅動控制器，與交流接觸器的電磁線圈K相串聯，接在單相交流電源的兩端，交流接觸器的三對觸點KA、KB、KC，一端分別連接三相電源A、B、C相線，另一端分別連接電動機M的引出線A、B、C點M的轉軸與水泵Q機械連接；-一個觸發電路與一個電子開關2相串聯，連接在所述驅動控制器的受控端G與共地端之間；-一個電子開關1的一端通過隔離二極體VD2與所述電子開關2的受控端b連接，另一端與共地端連接；-一塊安裝在蓄水池內下部的水位下限極板a，連接在所述電子開關1的受控端b′上；-一塊安裝在蓄水池的內上部的水位上限極板b，連接在所述電子開關2的受控端b點上；-一個電子開關3，並接在所述電子開關2的受控端b點與共地端之間，電子開關3的受控端c′連接水源缺水保護極板C，它安裝在水源的底部；-一個電子開關4，並接在所述的電子開關2的受控端b與共地端之間；-一個過電壓保護電路，其三個輸入端連接三相電源A、B、C、輸出端連接在所述電子開關4的受控端d點上；-一個欠電壓、缺相保護電路，其三個輸入端連接三相電源A、B、C，輸出端連接在所述電子開關4的受控端d點上。
專利摘要本實用新型向公眾提供一種蓄水池全自動抽水控制器,主要由水位限定極板、電子開關、觸發、驅動控制器構成。它是利用蓄水池內水位變化引起電子開關啟閉來控制電動機停轉,從而實現抽水自動化,且設有水源缺水、電壓過高過低、缺相自動保護。該控制器結構簡單、功能齊全、工作穩定、安全可靠、安裝容易、使用方便,接入電路就可工作,不用人工管理,非常適合機井供用水地區以及一切設有蓄水池的團體、單位使用。
文檔編號G05D9/00GK2330004SQ9821132
公開日1999年7月21日 申請日期1998年2月5日 優先權日1998年2月5日
發明者蔣禮才 申請人:蔣禮才