Stabilizzatore e protezione per pompa a vibrazione. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Uno svantaggio significativo della pompa dell'acqua sommergibile a vibrazione ampiamente utilizzata "Kid" è una forte dipendenza delle sue prestazioni dalla tensione di alimentazione. Pericoloso per lui e lavoro "a secco": il consumo di corrente aumenta in modo significativo e la pompa si guasta. L'autore dell'articolo pubblicato è riuscito a trovare una soluzione a questi problemi.

In molte reti di alimentazione rurali e suburbane, la tensione è molto diversa dai 220 V nominali, solitamente verso il basso. E la pratica del funzionamento della pompa "Malysh" mostra che con una tensione inferiore a 190 V non è più possibile far salire l'acqua dal pozzo. C'è un modo per aumentare e stabilizzare le prestazioni della pompa. Per fare ciò, è necessario mantenere la stessa corrente consumata da esso, indipendentemente dalla tensione di alimentazione.

Il circuito equivalente della pompa può essere rappresentato dall'induttanza Lн e dalla resistenza attiva Rн collegate in serie. Entrambe le grandezze, come mostrato nei grafici di Fig. 1, dipendono in modo non lineare dalla tensione, pari a Rn=17,5 Ohm, Ln=0,18 H (reattanza induttiva alla frequenza di 50 Hz - 56,1 Ohm) alla tensione di 220 V. Corrente nominale della pompa ln=3,75 A.

È possibile aumentare la corrente nel circuito della pompa a quella nominale a una tensione ridotta compensando parte della resistenza induttiva con quelle capacitive. Per fare ciò è sufficiente collegare il condensatore C1 in serie alla pompa, come mostrato in Fig. 2.

La sua reattanza Xc1 dovrebbe essere uguale a:

e la capacità

dove U è la tensione nella rete.

I calcoli mostrano che quando la tensione di rete oscilla tra 190 ... 240 V, la capacità del condensatore C1 dovrebbe essere modificata da 30,1 a 27,9 microfarad. Farlo manualmente è molto scomodo e un aumento imprevisto della tensione può portare al guasto della pompa. Pertanto, ha senso utilizzare il metodo considerato solo con una tensione di rete ridotta ma invariata. Il condensatore deve essere progettato per una tensione di almeno 500 V e deviato con un resistore di 100 ... 200 kOhm. È inaccettabile utilizzare condensatori di ossido.

È possibile mantenere costante la corrente della pompa durante le fluttuazioni di tensione collegando un induttore L1 con un circuito magnetico in acciaio in parallelo con il condensatore C1, come mostrato in Fig. 3.

Poiché le correnti che fluiscono attraverso il condensatore e l'induttore sono antifase, la loro differenza scorre attraverso la pompa:

IN = IC-IL

A causa della saturazione del circuito magnetico, la reattanza dell'induttore dipende dalla tensione applicata. Anche la resistenza totale dell'anello L1C1 cambia, rimanendo capacitiva e mantenendo la corrente della pompa approssimativamente uguale alla corrente nominale.

Per la migliore stabilizzazione, la capacità del condensatore C1 dovrebbe essere scelta del 10 ... 15% in più rispetto a quella calcolata secondo le formule sopra per la tensione minima U, ei parametri dell'induttore L1 dovrebbero essere selezionati sperimentalmente. L'autore ha utilizzato un set di condensatori a film metallico con una capacità totale di 33,3 microfarad per una tensione di 600 V. Choke - 1500 giri di filo PEV-2 0,8 su un circuito magnetico ShLM 25x25 mm. Sulla fig. 4 mostra la dipendenza dalla tensione di rete consumata dalla pompa "Kid" con uno stabilizzatore secondo lo schema di fig. 3 e senza di esso.

In alcune situazioni, la corrente consumata dalla pompa a vibrazione può superare il valore consentito anche con uno stabilizzatore. Questo accade, ad esempio, quando non c'è più acqua nel serbatoio da dove viene pompata e la pompa continua a funzionare "a secco". Se perdi questo momento, il guasto della pompa è inevitabile.

Il dispositivo, il cui schema è mostrato in Fig. 5, fungerà da sorta di guardiano, scollegando la pompa dalla rete quando viene superata la corrente consentita.

Con una corrispondente regolazione della soglia di risposta, non è possibile monitorare il resto dell'acqua. Al termine, la pompa si spegnerà automaticamente. Questa funzione è particolarmente importante quando si pompa acqua da pozzi e serbatoi a basso rendimento.

"Storozh" è realizzato sulla base del timer integrato KR1006VI1 e funziona come segue. In serie al carico (pompa con o senza stabilizzatore), sono collegate una chiave elettronica sugli optotiristori U1 e U2 e l'avvolgimento primario del trasformatore di corrente T2, il cui avvolgimento secondario è caricato con la resistenza R4. La tensione dell'avvolgimento secondario, proporzionale alla corrente di carico, rettifica il diodo VD2 e livella il condensatore C4. Attraverso il partitore resistivo R1R2, parte di esso va al pin 6 di DA2, un ingresso diretto di uno dei comparatori disponibili nel microcircuito. Una tensione esemplare viene fornita al suo ingresso inverso, che è impostato dai resistori R6 e R8 collegati in serie. L'alimentazione del chip DA2 è realizzata secondo lo schema standard sugli elementi T1, VD1, C1, C2 e DA1.

Quando il dispositivo è connesso alla rete, il circuito R3C3 genera un impulso che imposta il trigger interno del chip DA2 in uno stato in cui l'uscita 3 è log. 1. Il transistor VT1 è aperto, la corrente scorre attraverso i LED dei fototiristori U1 e U2, la chiave elettronica collega il carico alla rete. Il LED HL2 è acceso.

Se la corrente di carico aumenta fino a un valore al quale la tensione sul pin 6 di DA2 supera quella esemplare, il comparatore all'interno del microcircuito funzionerà e il trigger cambierà stato. Il transistor VT1 e la chiave elettronica verranno chiusi, diseccitando il carico. Il LED HL2 si spegnerà e HL1 inizierà a illuminarsi. Puoi riaccendere il carico premendo il pulsante SB1, che ripristinerà il trigger del chip DA2 al suo stato originale.

Il trasformatore di corrente T2 è costituito da qualsiasi trasformatore di potenza con una potenza di 10 ... 20 W. Tutti gli avvolgimenti secondari esistenti del trasformatore vengono rimossi e, al loro posto, uno nuovo viene avvolto con un filo di montaggio isolato a trefoli con una sezione trasversale di almeno 1 mm2, con un numero di giri 400 ... 600 volte inferiore rispetto a il network. Il nuovo avvolgimento diventa primario (è collegato in serie al circuito di carico), nella rete precedente - secondario. Non è consentito il funzionamento di un trasformatore di corrente senza resistenza di carico R4.

Quando si stabilisce un "guardiano" al posto della pompa "Kid", è consigliabile utilizzare un altro carico, ad esempio una stufa elettrica con bruciatori a potenza regolabile. Nel dispositivo regolato, la tensione sul pin 5 del chip DA2 dovrebbe superare leggermente la tensione sul suo pin 6 alla corrente nominale del carico (pompa). La resistenza di ingresso dei dispositivi di misura collegati ai morsetti DA2 deve essere di almeno 100 kOhm.

Per assicurarsi che la regolazione sia corretta, la pompa viene immersa nell'acqua a una profondità ridotta, accesa e in attesa che sia al di sopra del livello dell'acqua. Lo spegnimento automatico della pompa dovrebbe avvenire dopo 1...5 s.

Calcolo dello stabilizzatore per una pompa a vibrazione

Autore: B. Porokhnyavy, Krasnoyarsk

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