用89C2051制作高可靠自動抽水裝置

本文介紹的采用89C2051單片機制作的高可靠﹑大功率自動給水裝置﹐具有缺相檢測﹑超溫檢測﹑過流檢測及相應的聲光報警功能。電機采用星形---三角形啟動方式﹐只要合理地選擇電流互感器﹐此電路控制電機的功率可以達到數百千瓦。可以廣泛應用于學校﹑酒店等高樓大廈高水位水箱的自動給水。

電路工作原理﹕
A﹑B﹑C是三個水位取樣探頭﹐當水位低于B探頭時﹐89C2051的P3.0腳將由高電位變為低電位。當水位達到C探頭時﹐89C2051的P3.1腳將由低電位變為高電位﹐從而完成水位取樣任務。Rt1﹑Rt2﹑Rt3﹑U2A及其它外圍組件共同組成超溫取樣電路﹐當電機的溫度由于某種原因升高而大于設定值時﹐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流取樣電路﹐當電機由于軸承損壞等其它原因引起電流超過設定值時﹐比較器U2B就輸出一個高電位到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﹐當三相電壓平衡時﹐其電壓向量和為零﹐U3的二級管中無電流流過。當三相電壓不平衡時﹐三相電壓的向量和不為零﹐U3的二級管中就有電流流過﹐光敏三級管導通﹐電壓跟隨器U2C就輸出一個高電位到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﹑過流﹑抽水﹑水滿﹑水位異常發光二級管﹐作為相應的燈光指示。P1.3通過光耦連接報警電鈴﹐P1.0通過光耦合器和雙向可控硅連接主電源接觸器KM1線圈﹐P1.1通過光耦和雙向可控硅連接星形啟動接觸器KM2線圈﹐P1.2通過光耦和雙向可控硅連接三角形運行接觸器KM3線圈﹐與雙向可控硅并聯的電阻和電容對可控硅起保護作用。89C2051通過內部程序的運行﹐對相關對參數進行綜合處理﹐完成缺相﹑過流﹑超溫報警及星形---三角形啟動﹑保護﹑抽水等功能。

制作要點﹕
熱敏電阻Rt1﹑Rt2﹑Rt3綁軋在電機的三相繞組上﹐綁軋處和引出線要注意絕緣。調試時﹐要根據電機的絕緣等級來設定報警溫度值(電機的絕緣等級有﹕A級絕緣105℃﹑E級絕緣120℃﹑B級絕緣130℃﹑F級絕緣155℃﹑H級絕緣180℃)。將三個熱敏電阻放置在相應等級的溫度環境下﹐細調電位器RP1﹐使比較器U2A剛好輸出高電位。如果U2A始終輸出高電位﹐則應減小R1的電阻值﹐如果U2A始終輸出低電位﹐則應加大R1的電阻值。
過流取樣電路中﹐電流互感器的比值要根據電機的功率大小來選擇﹐其原則是要使U2B同相端的取樣電壓在1~~3V之間﹐且流過電阻R8﹑R9的電流最好不要超過1安培。電阻R8﹑R9的功率要不小于實際功率的兩倍﹐以確保電流互感器不開路。也可以通過改變電流互感器初級匝數來調節輸出參數。調試時﹐使電機工作于滿負荷狀態﹐測量U2B的同相端電壓是否在1~3V之間﹐如果不在1~3V之間﹐則應將減小電阻R8﹑R9的阻值。細調電位器RP2。使得比較器U2B剛好輸出低電位。
缺相取樣電路中﹐RP3用來調節靈敏度。A相﹑B相﹑C相的取樣應該接在電機的接線端子上。根據經驗﹐造成缺相的原因主要是控制電器﹐如現場配電開關﹐接觸器等﹐有時也會因為電機接線端子的松動而導致缺相。因此﹐對電機接線端子應該定期檢查。