用89C2051制作高可靠自動(dòng)抽水裝置

本文介紹的采用89C2051單片機(jī)制作的高可靠﹑大功率自動(dòng)給水裝置﹐具有缺相檢測(cè)﹑超溫檢測(cè)﹑過(guò)流檢測(cè)及相應(yīng)的聲光報(bào)警功能。電機(jī)采用星形---三角形啟動(dòng)方式﹐只要合理地選擇電流互感器﹐此電路控制電機(jī)的功率可以達(dá)到數(shù)百千瓦?？梢詮V泛應(yīng)用于學(xué)校﹑酒店等高樓大廈高水位水箱的自動(dòng)給水。

電路工作原理﹕
A﹑B﹑C是三個(gè)水位取樣探頭﹐當(dāng)水位低于B探頭時(shí)﹐89C2051的P3.0腳將由高電位變?yōu)榈碗娢弧．?dāng)水位達(dá)到C探頭時(shí)﹐89C2051的P3.1腳將由低電位變?yōu)楦唠娢哗o從而完成水位取樣任務(wù)。Rt1﹑Rt2﹑Rt3﹑U2A及其它外圍組件共同組成超溫取樣電路﹐當(dāng)電機(jī)的溫度由于某種原因升高而大于設(shè)定值時(shí)﹐比較器U2A就輸出高電位到89C2051的P3.2腳。電流互感器L1﹑R8﹑R9﹑D2﹑U2B及其它外圍組件共同組成過(guò)流取樣電路﹐當(dāng)電機(jī)由于軸承損壞等其它原因引起電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)﹐比較器U2B就輸出一個(gè)高電位到89C2051的P3.3腳。Ra﹑Rb﹑Rc﹑D3﹑D4﹑U3﹑U2C及其它外圍組件共同組成缺相取樣電路﹐Ra﹑Rb﹑Rc按星形接法接入A﹑B﹑C三相電路中﹐當(dāng)三相電壓平衡時(shí)﹐其電壓向量和為零﹐U3的二級(jí)管中無(wú)電流流過(guò)。當(dāng)三相電壓不平衡時(shí)﹐三相電壓的向量和不為零﹐U3的二級(jí)管中就有電流流過(guò)﹐光敏三級(jí)管導(dǎo)通﹐電壓跟隨器U2C就輸出一個(gè)高電位到89C2051的P3.4腳。P1.4﹑P1.5﹑P1.6﹑P1.7﹑P3.5﹑P3.7分別連接缺相﹑超溫﹑過(guò)流﹑抽水﹑水滿﹑水位異常發(fā)光二級(jí)管﹐作為相應(yīng)的燈光指示。P1.3通過(guò)光耦連接報(bào)警電鈴﹐P1.0通過(guò)光耦合器和雙向可控硅連接主電源接觸器KM1線圈﹐P1.1通過(guò)光耦和雙向可控硅連接星形啟動(dòng)接觸器KM2線圈﹐P1.2通過(guò)光耦和雙向可控硅連接三角形運(yùn)行接觸器KM3線圈﹐與雙向可控硅并聯(lián)的電阻和電容對(duì)可控硅起保護(hù)作用。89C2051通過(guò)內(nèi)部程序的運(yùn)行﹐對(duì)相關(guān)對(duì)參數(shù)進(jìn)行綜合處理﹐完成缺相﹑過(guò)流﹑超溫報(bào)警及星形---三角形啟動(dòng)﹑保護(hù)﹑抽水等功能。

制作要點(diǎn)﹕
熱敏電阻Rt1﹑Rt2﹑Rt3綁軋?jiān)陔姍C(jī)的三相繞組上﹐綁軋?zhí)幒鸵鼍€要注意絕緣。調(diào)試時(shí)﹐要根據(jù)電機(jī)的絕緣等級(jí)來(lái)設(shè)定報(bào)警溫度值(電機(jī)的絕緣等級(jí)有﹕A級(jí)絕緣105℃﹑E級(jí)絕緣120℃﹑B級(jí)絕緣130℃﹑F級(jí)絕緣155℃﹑H級(jí)絕緣180℃)。將三個(gè)熱敏電阻放置在相應(yīng)等級(jí)的溫度環(huán)境下﹐細(xì)調(diào)電位器RP1﹐使比較器U2A剛好輸出高電位。如果U2A始終輸出高電位﹐則應(yīng)減小R1的電阻值﹐如果U2A始終輸出低電位﹐則應(yīng)加大R1的電阻值。
過(guò)流取樣電路中﹐電流互感器的比值要根據(jù)電機(jī)的功率大小來(lái)選擇﹐其原則是要使U2B同相端的取樣電壓在1~~3V之間﹐且流過(guò)電阻R8﹑R9的電流最好不要超過(guò)1安培。電阻R8﹑R9的功率要不小于實(shí)際功率的兩倍﹐以確保電流互感器不開(kāi)路。也可以通過(guò)改變電流互感器初級(jí)匝數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)輸出參數(shù)。調(diào)試時(shí)﹐使電機(jī)工作于滿負(fù)荷狀態(tài)﹐測(cè)量U2B的同相端電壓是否在1~3V之間﹐如果不在1~3V之間﹐則應(yīng)將減小電阻R8﹑R9的阻值。細(xì)調(diào)電位器RP2。使得比較器U2B剛好輸出低電位。
缺相取樣電路中﹐RP3用來(lái)調(diào)節(jié)靈敏度。A相﹑B相﹑C相的取樣應(yīng)該接在電機(jī)的接線端子上。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)﹐造成缺相的原因主要是控制電器﹐如現(xiàn)場(chǎng)配電開(kāi)關(guān)﹐接觸器等﹐有時(shí)也會(huì)因?yàn)殡姍C(jī)接線端子的松動(dòng)而導(dǎo)致缺相。因此﹐對(duì)電機(jī)接線端子應(yīng)該定期檢查。