Стабилизатор и сторож для вибрационного насоса. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дом, приусадебное хозяйство, хобби

 Комментарии к статье

Существенный недостаток широко распространенного погружного вибрационного водяного насоса "Малыш" - резкая зависимость его производительности от питающего напряжения. Опасна для него и работа "всухую" - потребляемый ток значительно возрастает и насос выходит из строя. Автору публикуемой статьи удалось найти решение этих проблем.

Во многих сельских и дачных сетях электроснабжения напряжение сильно отличается от номинального 220 В, обычно в сторону понижения. А практика эксплуатации насоса "Малыш" показывает, что при напряжении менее 190 В подъем воды из скважины уже невозможен. Существует способ повысить и стабилизировать производительность насоса. Для этого необходимо поддерживать неизменным потребляемый им ток независимо от питающего напряжения.

Эквивалентную схему насоса можно представить последовательно соединенными индуктивностью Lн и активным сопротивлением Rн. Обе величины, как показано на графиках рис. 1, нелинейно зависят от напряжения, составляя Rн=17,5 Ом, Lн=0,18 Гн (индуктивное сопротивление на частоте 50 Гц - 56,1 Ом) при напряжении 220 В. Номинальный ток насоса lн=3,75 А.

Увеличить ток в цепи насоса до номинального при пониженном напряжении можно, скомпенсировав часть индуктивного сопротивления емкостным. Для этого достаточно включить последовательно с насосом конденсатор С1, как показано на рис. 2.

Его реактивное сопротивление Xc1 должно быть равно:

а емкость

где U - напряжение в сети.

Расчеты показывают, что при колебаниях сетевого напряжения в пределах 190...240 В емкость конденсатора С1 следует изменять от 30,1 до 27,9 мкФ. Делать это вручную очень неудобно, а неожиданное повышение напряжения может привести к выходу насоса из строя. Поэтому пользоваться рассмотренным способом имеет смысл лишь при пониженном, но неизменном сетевом напряжении. Конденсатор должен быть рассчитан на напряжение не менее 500 В и зашунтирован резистором номиналом 100...200 кОм. Недопустимо применять оксидные конденсаторы.

Поддерживать ток насоса постоянным при колебаниях напряжения удается, подключив параллельно конденсатору С1 дроссель L1 со стальным магнитопроводом, как показано на рис. 3.

Так как токи, текущие через конденсатор и дроссель, противофазны, через насос протекает их разность:

IН = IС-IL

Благодаря насыщению магнитопровода реактивное сопротивление дросселя зависит от приложенного напряжения. Суммарное сопротивление контура L1C1 также изменяется, оставаясь емкостным и поддерживая ток насоса приблизительно равным номинальному.

Для наилучшей стабилизации емкость конденсатора С1 следует выбрать на 10... 15% больше рассчитанной по приведенным выше формулам для минимального напряжения U, а параметры дросселя L1 подобрать экспериментально. Автор применил набор металлопленочных конденсаторов суммарной емкостью 33,3 мкФ на напряжение 600 В. Дроссель - 1500 витков провода ПЭВ-2 0,8 на магнитопроводе ШЛМ 25x25 мм. На рис. 4 показаны зависимости от сетевого напряжения тока, потребляемого насосом "Малыш" со стабилизатором по схеме рис. 3 и без него.

В некоторых ситуациях ток, потребляемый вибрационным насосом, может превысить допустимое значение даже при наличии стабилизатора. Так случается, например, когда воды в емкости, откуда ее выкачивают, уже не осталось, а насос продолжает работать "всухую". Если упустить этот момент, выход насоса из строя неизбежен.

Устройство, схема которого показана на рис. 5, послужит своеобразным сторожем, отключая насос от сети при превышении допустимого тока.

При соответствующей регулировке порога срабатывания можно не следить за остатком воды. Когда она закончится, насос будет выключен автоматически. Эта функция особенно важна при откачке воды из малодебетных скважин и водоемов.

"Сторож" выполнен на базе интегрального таймера КР1006ВИ1 и работает следующим образом. Последовательно с нагрузкой (насосом со стабилизатором или без него) включены электронный ключ на оптотиристорах U1 и U2 и первичная обмотка трансформатора тока Т2, вторичная обмотка которого нагружена резистором R4. Напряжение вторичной обмотки, пропорциональное току нагрузки, выпрямляет диод VD2 и сглаживает конденсатор С4. Через резистивный делитель R1R2 часть его поступает на вывод 6 DA2 - прямой вход одного из имеющихся в микросхеме компараторов. На его инверсный вход поступает образцовое напряжение, задаваемое последовательно соединенными резисторами R6 и R8. Источник питания микросхемы DA2 выполнен по стандартной схеме на элементах Т1, VD1, С1, С2 и DA1.

При включении устройства в сеть цепь R3C3 формирует импульс, устанавливающий внутренний триггер микросхемы DA2 в состояние, при котором на выводе 3 - лог. 1. Транзистор VT1 открыт, через светодиоды фототиристоров U1 и U2 течет ток, электронный ключ соединяет нагрузку с сетью. Зажжен светодиод HL2.

Если ток нагрузки увеличится до значения, при котором напряжение на выводе 6 DA2 превысит образцовое, компаратор внутри микросхемы сработает, и триггер изменит состояние. Транзистор VT1 и электронный ключ будут закрыты, обесточив нагрузку. Светодиод HL2 погаснет, a HL1 начнет светиться. Вновь включить нагрузку можно нажатием на кнопку SB1, что переведет триггер микросхемы DA2 в исходное состояние.

Трансформатор тока Т2 изготавливают из любого трансформатора питания мощностью 10...20 Вт. Все имеющиеся вторичные обмотки трансформатора удаляют, а вместо них многожильным изолированным монтажным проводом сечением не менее 1 мм2 наматывают одну новую, с числом витков в 400...600 раз меньше, чем в сетевой. Новая обмотка становится первичной (ее включают последовательно в цепь нагрузки), в бывшая сетевая - вторичной. Работа трансформатора тока без нагрузочного резистора R4 недопустима.

При налаживании "сторожа" вместо насоса "Малыш" желательно использовать другую нагрузку, например, электроплиту с регулируемой мощностью конфорок. В отрегулированном устройстве напряжение на выводе 5 микросхемы DA2 должно немного превышать напряжение на ее выводе 6 при номинальном токе нагрузки (насоса). Входное сопротивление измерительных приборов, подключаемых к выводам DA2, должно быть не менее 100 кОм.

Чтобы убедиться в правильности регулировки, насос погружают в воду на небольшую глубину, включают и ожидают, когда он окажется выше уровня воды. Автоматическое отключение насоса должно произойти спустя 1...5 с.

Расчет стабилизатора для вибрационного насоса

Автор: Б.Порохнявый, г.Красноярск

Смотрите другие статьи раздела Дом, приусадебное хозяйство, хобби.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кофеин замедляет старение клеток 08.07.2025

Кофе давно считается не только бодрящим напитком, но и возможным источником здоровья. Новое исследование показывает, что содержащийся в нем кофеин способен замедлять процессы старения клеток, по крайней мере у модельных организмов. Ученые надеются, что эти открытия помогут создать лекарства, позволяющие людям дольше оставаться здоровыми без побочных эффектов, характерных для самого кофеина. Работа международной группы исследователей была сосредоточена на дрожжах Schizosaccharomyces pombe, которые часто используются для изучения биологических процессов, сходных с теми, что происходят в человеческом организме. Эти одноклеточные грибы помогают понять механизмы повреждения ДНК и сбоев клеточного цикла, напрямую связанных со старением и болезнями. Ученые решили выяснить, каким образом кофеин влияет на ключевые этапы деления клеток и восстановление их генетического материала. В предыдущих экспериментах та же команда специалистов уже предполагала, что кофеин воздействует на важный рецеп ...>>

Рекорд скорости железной дороги 08.07.2025

Совместными усилиями компаний Deutsche Bahn и Siemens был установлен новый рекорд скорости на участке между Эрфуртом и Лейпцигом/Галле - тестовый состав разогнался до впечатляющих 405 километров в час, что на десятки километров выше предыдущих значений для этой трассы. Испытания проводились с участием опытного вагона Velaro Novo, прикрепленного к модифицированному составу ICE-S, предназначенному для высокоскоростных тестов. Для Siemens это стало важным шагом в проверке перспективной платформы, которая пока не задействована в пассажирских перевозках, но в будущем может радикально изменить облик европейского железнодорожного транспорта. Ранее на этом участке максимальная зарегистрированная скорость не превышала 333 км/ч, что делает новый результат настоящим техническим достижением. Представители Deutsche Bahn подчеркнули, что такого рода испытания не только открывают новые горизонты для скорости, но и предоставляют ценные данные, необходимые для модернизации инфраструктуры, повышен ...>>

Найдены причины хронического озноба 07.07.2025

С наступлением зимы многие люди начинают мерзнуть чаще обычного, но для некоторых ощущение холода становится постоянным спутником даже в теплые дни. Это явление давно волнует как врачей, так и самих пациентов. Ученые из Университета Ланкастера (Великобритания) провели исследование, чтобы выяснить, почему некоторые люди страдают от хронического озноба независимо от температуры окружающей среды. Температура человеческого тела в норме составляет около 36,6 °C, однако в течение суток она может колебаться в пределах половины градуса. Обычно пик приходится на вечернее время - около 18:00, а минимум наблюдается ближе к рассвету. Такие физиологические колебания естественны и не вызывают дискомфорта. Однако у некоторых людей ощущение холода может сохраняться независимо от этих колебаний. Одним из ключевых факторов, влияющих на восприятие температуры, являются индивидуальные анатомические особенности. Например, мужчины производят больше тепла, так как обладают большей мышечной массой, кото ...>>

Случайная новость из Архива Микрочастицы в составе аэрозолей усиливают дождь и ветер 10.02.2018 Исследователи из Мэрилендского университета изучили, как частицы различных размеров, летающие в атмосфере, изменяют интенсивность дождя, ветра и других погодных явлений. Они выяснили, что очень мелкие аэрозольные частицы (диаметром до 50 нанометров) значительно ускоряют конвекцию и выпадение осадков. Эксперименты проводили на территории бразильского штата Амазонас, где воздух еще достаточно чист. Такое место выбрали, чтобы снизить до минимума влияние тех твердых частиц, которые уже находятся в атмосфере в данной местности. За погодными явлениями над частью штата Амазонас наблюдали при помощи специальных приборов. Также строили компьютерные модели влияния очень мелких аэрозольных частиц на влажность воздуха и образование крупных капель воды в облаках. Выяснилось, что очень мелкие частицы крайне интенсивно собирают вокруг себя капли воды, если более крупных твердых частиц в атмосфере практически нет. Особенно это проявляется в теплом и влажном климате, таком, как на территории Амазонаса. При образовании капель воды выделяется тепло, и нагретый этим теплом воздух быстро поднимается, то есть происходит интенсивная конвекция. При этом относительная влажность воздуха может значительно превышать 100 процентов. Атмосферные потоки становятся интенсивнее, в результате чего ускоряется выпадение осадков и усиливается ветер. Ранее считалось, что твердые частицы диаметром менее 50 нм просто слишком малы, чтобы играть заметную роль в атмосферных явлениях. Поэтому их практически не исследовали в таком контексте. Полученные результаты говорят о том, что антропогенное загрязнение атмосферы и влияние этого загрязнения на погоду и климат проявляется даже там, где люди не ведут активную деятельность. Ведь очень мелкие аэрозольные частицы за счет своего исключительно малого веса могут разноситься на большие расстояния, чем крупные.

Другие интересные новости:

▪ Новый процессор RAMTRON FM4005

▪ Впервые получен синтетический человеческий прион

▪ Диагностическая рубашка

▪ Беспилотные автомобили Volvo на дорогах Швеции

▪ Серия керамических диодов CeraDiode

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта ВЧ усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Двигатель газовый и бензиновый. История изобретения и производства

▪ статья Какое событие стало поводом для убийства Гая Юлия Цезаря заговорщиками? Подробный ответ

▪ статья Олимпийский узел. Советы туристу

▪ статья Электронный металлоискатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Вулкан на столе. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025