这里介绍一种两线式水位控制器,
电路仅使用1 0个元器件,可直接焊在一小块线路板上(业余条件下可直接搭焊),连同用作水位检测的两个干簧管,一起封装在不锈钢管内。此控制器虽然体积小,但驱动功率大,不仅可直接驱动220V~380V各种功率的交流接触器,还可省去交流接触器,直接驱动功率小于400W的单相交流电动机。由于只有两根连线串联在负载回路中,因此最大限度的简化了外围连接,使整体结构非常简单。容易安装,使用方便,不用调试,自身功耗非常小,空载时几乎不耗电。此外根据需要,还可外接控制开关,做“自动上水一停止上水一手动上水”三个不同工作状态的相互转换,使用更加灵活方便。
一、工作愿理
上图是电路原理图。图中虚线框内为控制电路,10个
元件安装在一小块线路板上;K1、K2是两个干簧管,安装在长度适当的一段不锈钢管的两端,配合装有永久磁铁的浮子构成浮子式水位检测装置,分别检测上水位和下水位;K3是工作状态控制开关,分为“自动上水”、“停止上水”、“手动上水”三种工作状态;J是交流接触器,也可以是上水电磁阀或小功率上水电动机。
下图是两线式水位控制器的结构示意图。控制电路和两个检测开关封装在一段两端封闭的不锈钢管内。不锈钢管外有一个可以上下活动的、装有永久磁铁的浮子和两个限制浮子活动范围的水位止挡器,仅用两条引线和外围连接。
现以J采用交流接触器为例,说明工作过程。在K3置于“自动”位置时,交流220V
电源经过J1的线圈,经D1~D4桥式整流输出直流电压,由R1、R3分压,在C1上约有十余伏直流电压作可控硅控制的触发电压。
当水箱水位低于下水位检测干簧管K2时,浮子内的永久磁铁使下水位检测干簧管吸合接通。C1上的电压经R2供给可控硅V1触发端触发电压,此时V1导通,交流接触器J得到工作电压吸合,J的触点提供用于上水的水泵电动机工作电源,水箱水位开始上升;随着水位的上升,浮子离开下水位干簧管,K2断开,但V1仍维持导通状态。这是由于V1导通以后,R2的电阻很小,有漏电流经V1的阳极与门极通过R2向C1充电,使C1两端仍维持一定电压,也就维持V1的导通状态不变,水泵继续工作;当水位达到上水位检测开关K1时,浮子内的永久磁铁使上水位检测干簧管吸合接通,可控硅触发端接零,C1上的电压降落为零,V1截止,交流接触器J失去工作电压断开,水泵电动机停止工作。即使水位下降,浮子离开K1,V1仍保持断开状态,直至下一个工作周期开始,由此实现了水位的自动控制。
J也可是上水电磁阀,由控制器控制打开或关闭;也可是小功率交流电动、机,由控制器直接控制水泵上水/停止上水。
如果需要,还可增加一个三位开关K3来设置上水水泵电动机的不同工作状态。当自动控制部分出现故障或需要随时上水时以满足需要。
二、器材选用
可控硅V1要用微触发电流一类,例如2P4M参数:Vdrm:400V,Ir:2A,Igt:0.2mA,T0220A封装。驱动功率不大时可用T092封装的2N6565等代替,以减小体积。2N6565参数:Vdrm:
400V,Ir:0.51A,Igt:0.35mA。采用380V交流接触器时,可用2P6M等,Vdrm:600V。二极管也要根据驱动功率选用。采用220V或380V交流接触器、小功率时用1N4007。当直接驱动电动机或大功率驱动输出时选用1N5404或1 N5407。管材要用不锈钢管等非磁性材料,长度根据水箱深度或要控制的水位差来定,最好用不锈钢管材,PVC材质也可以,但强度和使用寿命要差一些。管材内径取φ1 8~φ25毫米之间,以电路板体积大小决定,由于元件少,实际上电路板可以做得很小。浮子内安装永久磁铁2对或4对,极性相背靠近钢管面粘接牢靠,浮子材料选用成品球形不锈钢浮球或不吸水发泡塑料成型、制作。
三、几点注意问题
1.电源接线方向按图1所示,由于电路直接采用220V或380V没有隔离,220V时相线要连接接触器一端,要注意做好绝缘处理。
2.接电动机时要有保险丝保护,防止电动机过载、过流损坏控制器。
3.不锈钢管两端确保不渗水、不漏水。电路板要做绝缘处理,以防止漏电。
4.干簧管各种型号都可以,要适当固定并作保护处理,防止振动破碎。