ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Automação de trabalho e proteção contra sobrecargas de motores elétricos de bombas com potência de 180 ... 250 W. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Motores elétricos Auxiliares indispensáveis para jardineiros e jardineiros (se houver reservatório ou poço próximo) são bombas elétricas com potência de 180...250 W do tipo “Malysh” e “Strumok”. Mas às vezes problemas acontecem com esses trabalhadores esforçados: falha devido ao não cumprimento dos padrões de tensão da rede, superaquecimento do enrolamento do estator do motor elétrico, travamento do rotor e, como resultado, aumento da corrente inaceitável através do enrolamento do estator, falta de água no reservatório ou sua turbidez. O circuito que desenvolvi para controle automático e proteção contra modos de operação máximos permitidos de bombas elétricas com potência de 180...250 W salvará seu amigo de quase todos os problemas (Fig. 1). À primeira vista, o esquema é muito complicado, mas não é. O circuito utiliza microcircuitos digitais e analógicos que praticamente não requerem ajustes. O fusível FU1 é usado no circuito como rede de segurança. Quem não sabe que enquanto o fusível queima, metade da TV queima? A eletrônica opera de forma muito mais rápida e confiável ao proteger qualquer dispositivo ou mecanismo. Além disso, não há elementos de relé no circuito. Hoje em dia, apenas em casos extremos, situações desesperadoras, é necessário usar relés, contatores, partidas magnéticas, porque existem optoacopladores, tiristores, triacs... Em vez de contatos mecânicos caros e pouco confiáveis, é necessário usar os acima dispositivos eletrônicos. O regulador de tensão da rede é construído no autotransformador T1 e na chave SA1. Mesmo que a sua casa tenha uma tensão estável de 200...230 V, não se apresse em ignorar o seu uso. Monte este circuito e teste em que faixa de tensões de alimentação o motor da bomba fornece a potência necessária ao eixo. Se, por exemplo, esta faixa for 170...230 V, use a chave SA1 para definir a tensão de saída do regulador de rede para cerca de 190 V. No futuro, definiremos o limite inferior de tensão permitido para 170 V fornecido ao enrolamento do estator do motor e o limite superior para 210 V. V Neste caso, a confiabilidade e durabilidade do enrolamento do estator do motor elétrico aumentarão e o consumo de energia diminuirá. O regulador de tensão da rede foi projetado para uma tensão mínima em sua casa de 140 V e máxima de 260 V (para obter Uin = 220 V). Deve-se notar que em autotransformadores, em comparação com transformadores de potência, o enrolamento primário pode ser enrolado com fio 2 a 3 vezes mais fino. Se você converter um transformador de rede de 200 W em um autotransformador, poderá conectar uma carga de até 400...600 W. Você pode usar um transformador de potência convertido para a TV ULPTsTI-61 (TS-270-1), cujo enrolamento primário I (1-2-3) contém 318 voltas de fio PEV-1 D0,91 mm (terminais II). Para isso, é necessário desmontar o transformador, retirar todos os enrolamentos secundários e película de blindagem. No topo do enrolamento primário restante é necessário enrolar os enrolamentos II-X com fio D0,8...1 mm. Os enrolamentos II-IV contêm 19 voltas cada; Enrolamentos VX - 35 voltas cada. Os contatos da chave SA1 devem ser projetados para uma corrente de pelo menos 10 A (você pode usar uma chave normal de 3-4 seções, conectando os contatos correspondentes das seções em paralelo). O voltímetro CA deve ter um limite de medição de 250...300 V. O amperímetro deve ter um limite de medição de 10 A. Nos circuitos L1C10, L2C11 existe uma fonte de energia reativa com supressão de distorções harmônicas no 5º e 7º harmônicos. Esta fonte é usada para aumentar a eficiência do dispositivo. Os valores dos capacitores C10, C11 e bobinas L1, L2 são selecionados aproximadamente, embora mesmo se você aplicar esses valores, você ainda ganhará. Para calcular essas classificações com maior precisão, é necessário medir a indutância do enrolamento do estator do motor da bomba e fazer um cálculo seguindo as recomendações [1]. O funcionamento da eletrobomba é controlado pelo triac VS1 (TS122-25). O driver de saída é construído no elemento "OR" DD3.2, transistores VT3, VT4 e optoacoplador tiristor U1. Se pelo menos uma das entradas DD3.2 tiver um log “1”, então na base do transistor VT4 há um log “0” e ele está fechado. O LED do optoacoplador não acende, não há potencial positivo na base do VT4 e está fechado. Não há potencial positivo no eletrodo de controle do triac VS1, ele está fechado, nenhuma tensão de alimentação é fornecida ao enrolamento do estator do motor da bomba e a bomba está desligada. Se o log “3.2” estiver presente em todas as entradas DD0, na base do transistor VT4 - um potencial positivo, ele está aberto, o LED do optoacoplador acende, através do tiristor do optoacoplador aberto, um potencial positivo é fornecido à base do transistor VT3, ele abre, aparece um potencial positivo no eletrodo de controle triac VS1, ele abre, a bomba elétrica começa a funcionar. Transformador T1 com potência de 10...20 W de qualquer tipo. Tensão em seus enrolamentos: U(wII) 12 V; U(wIII) 20 V; U(wIV) 12 V na tensão de saída do regulador selecionada pela chave SA1. A fonte de alimentação estabilizada de 9 V é feita nos diodos VD1-VD4, diodo zener VD5 e transistores VT1, VT2. A fonte de alimentação de 27 V é feita em uma ponte de diodos VD6-VD9. Para que a eletrobomba seja ligada é necessário que todas as entradas do DD3.2 possuam log “0”. Ligue a bomba movendo a chave SA3 para a posição inferior de acordo com o diagrama. O acendimento ou desligamento automático da bomba elétrica, dependendo da quantidade de água do reservatório ou poço e do tanque a ser abastecido, é feito por meio de um circuito em chips digitais DD9-DD11. Os LEDs HL1-HL4 indicam se os sensores de nível de água correspondentes estão na água. A operação deste esquema é descrita em [2]. Se não houver necessidade de usar nenhum sensor de nível de água, ele simplesmente não está conectado ao circuito. Se não houver necessidade de automação, este circuito simplesmente não é montado, e o pino 11 do elemento DD3.2 é conectado ao fio comum. O circuito de proteção do motor da bomba contra superaquecimento é montado em um amplificador operacional (OA) K140UD12, usado como comparador, e um gatilho DD4.1. Naturalmente, outros amplificadores operacionais com circuitos de correção apropriados podem ser usados. O termistor R17 é colado ao enrolamento do estator com resina epóxi. Ao mesmo tempo, centralizam o rotor do motor elétrico, lubrificam os rolamentos, etc. O resistor trimmer R19 define o limite necessário para o comparador operar, por exemplo, a uma temperatura de +80°C. Se a temperatura do enrolamento do estator não ultrapassar este nível, então a tensão na entrada inversa do amplificador operacional DA4 será mais positiva do que na direta, e sua saída 6 terá um potencial baixo. O gatilho DD4.1 estará no estado “0”, e na entrada 9 do elemento “OR” DD3.2 haverá nível log “0”, permitindo o funcionamento da eletrobomba. Quando a temperatura do enrolamento do estator aumenta para +80°C, a resistência do termistor R17 aumenta para um valor tal que o potencial positivo na entrada direta do amplificador operacional DA4 se torna maior do que no inverso, e o comparador assume abruptamente a posição de saturação positiva. O log "6" aparece em sua saída 1, o gatilho DD4 está definido para o estado "1". Na entrada 9 do elemento “OR” do DD3.2 aparece um log “1”, que leva ao desligamento da bomba. A iluminação do LED HL3 indica que a temperatura do enrolamento do estator do motor da bomba está acima da temperatura permitida. O gatilho DD4.1 permanecerá no estado único e, consequentemente, a eletrobomba será desligada até que o botão SB1 “Set.0” seja pressionado. O circuito de proteção do motor da bomba contra ultrapassagem da corrente do enrolamento do estator é feito utilizando o amplificador operacional DA3, utilizado como comparador. O número de voltas do transformador de corrente TA1 é selecionado experimentalmente de modo que durante a operação normal do motor da bomba a tensão em seu enrolamento seja de 2,5...3 V. Uma tensão de referência de 3 V é aplicada à entrada inversa DA1,7. na entrada direta 3 deve ser de cerca de 1,5 V (definido com resistor de corte R14). Neste caso, durante o funcionamento normal da eletrobomba, a saída 6 do DA3 terá nível log “0”, o gatilho DD2.2 estará no estado zero. Se a corrente através do enrolamento do estator for maior do que o permitido, então a amplitude dos pulsos positivos na entrada direta 3 do amplificador operacional DA3 excederá o valor da tensão de referência na entrada inversa e o comparador passará para um estado de saturação positiva (ver diagramas de tempo na Fig. 2). Pulsos de polaridade positiva aparecem na saída do comparador, que define o gatilho DD2.2 para o estado único. O LED HL2 acenderá, o que indica que a corrente do enrolamento do estator excede o limite permitido. Ao mesmo tempo, pulsos da saída 6 DA3 através do elemento “OR” DD3.1 e do inversor DD1.2 são fornecidos à entrada de um dispositivo one-shot feito nos elementos DD5.1, DD6, DD7.1, DD7.2 .7.3, DD8.1, e para o contador de pulsos DD8.2 .3, DD2 (o dispositivo one-shot é descrito em [34]). Com o primeiro pulso (ver Fig. 7), o disparo único passa para um estado único. Usando o resistor de ajuste R9, a duração do pulso do vibrador único é definida entre XNUMX...XNUMX s. O contador de pulsos é feito em um chip DD8. O nível lógico “1” na saída 14 do contador DD8.2 na presença de pulsos na entrada 2 do DD8.1 aparece após 5,12 s. Caso isso aconteça, aparece um log “12” nas entradas 13, 3 do elemento “AND” do DD1, que, através do inversor DD1.4, coloca o trigger DD4.2 no estado de log “1” (saída 13 ), este “1” é fornecido à entrada 12 do elemento “OR” DD3.2 e liga a eletrobomba. Se durante estes 5,12 s não houver sobrecarga de corrente, por exemplo, ao ligar uma bomba, o monovibrador ainda produz um único pulso com duração de 7...9 s, mas DD13 o log "1.3" não aparece na entrada 1 do O elemento “AND” e a bomba elétrica não desligam. Após iniciar a bomba (se o LED HL2 estiver aceso), é necessário definir o gatilho DD0 para “2.2” pressionando o botão SB1. O circuito de proteção da eletrobomba contra o não cumprimento dos padrões de tensão exigidos fornecidos ao enrolamento do estator é feito por meio de um comparador de dois limites DA1, DA2, cujo funcionamento é descrito em [4]. Usando um resistor de corte R4 no cátodo do diodo VD10, a amplitude dos pulsos positivos é ajustada para cerca de 9 V. O comparador de dois limites é configurado de acordo com as instruções [4]. Se a sua bomba elétrica, por exemplo, opera normalmente na faixa de tensão de alimentação de 170 a 210 V, então os limites de resposta inferior e superior do comparador devem ser ajustados exatamente nessas tensões. Quando a tensão no motor da bomba estiver abaixo de 170 V ou acima de 210 V, pulsos positivos aparecerão na saída do comparador de dois limites (ânodos dos diodos VD11, VD13), que colocarão o gatilho DD2.1 na lógica estado "1". O brilho do LED HL1 indicará não conformidade com os padrões de tensão. Ao mesmo tempo, os pulsos acima através do elemento “OR” DD3.1 e do inversor DD1.2 são fornecidos à entrada do contador único e de pulsos. Da mesma forma, como no caso de ultrapassar a corrente máxima permitida, após 5,12 s a bomba elétrica será desligada. Se o tempo de incompatibilidade de tensão com os parâmetros requeridos não ultrapassar 5,12 s, o motor elétrico permanecerá em operação. O LED HL1 deve ser desligado pressionando o botão SB1 “Set.0”. Em ambos os casos considerados (o tempo de discrepância não excede 5,12 s), os contadores DD8.1, DD8.2 são zerados para log "1" nas entradas 7 e 15 da saída inversa 2 do monoestável DD5.1. flip-flop após 7...9 s. Configurar. Em primeiro lugar, é necessário descobrir em que faixa de tensão sua bomba elétrica fornece a potência necessária ao eixo por meio de um regulador de tensão de rede. Então, com a carga desligada, é necessário ajustar a fonte de alimentação. Ao selecionar o resistor R1, defina a corrente através do diodo zener VD5 entre 5...10 mA. Usando o resistor trimmer R2, ajuste a tensão na saída do estabilizador (capacitor C3) para 9 V. Verifique a tensão no capacitor C5 (24...30 V). Instale uma lâmpada incandescente de 200 W em vez da bomba elétrica. Coloque a chave SA1 na posição que você escolher, dependendo dos parâmetros da sua rede e da bomba elétrica. Coloque a chave SA3 na posição superior de acordo com o diagrama (“Desligado”). Coloque a chave SA2 ("Rede") na posição inferior de acordo com o diagrama. Pressione o botão SB1 (“Definir.”0). Aplique tensão de +9 V ao pino 13 do elemento “OR” de DD3.2. A lâmpada deve acender (evidência de que o driver de saída e o triac estão funcionando corretamente). Se algum dos LEDs HL1-HL3 acender, a lâmpada elétrica também acenderá. Neste caso é necessário dessoldar o resistor R31. Se a lâmpada elétrica apagar, isso também indica a operabilidade do driver de saída e do triac. A seguir, utilizando o método acima, montam o circuito, o que não é difícil, pois tudo é feito de acordo com os princípios da informática (“0” ou “1”). Literatura:
Autor: A. N. Mankovsky Veja outros artigos seção Motores elétricos. Leia e escreva útil comentários sobre este artigo. Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica: Couro artificial para emulação de toque
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