CN2447814Y - 三相潜水电泵水位全控多功能保护器 - Google Patents

Abstract

一种用于水井底下抽水用三相潜水电泵水位全控多功能保护器，水位控制是依靠水塔、水井里的水位控制三极管的导通与截止，从而达到控制潜水电泵的运行与停机，也可灵活地对水塔内的水位实行单独控制；功能保护是利用电磁感应原理及电流参数平衡控制方法工作、采用双时基集成电路来实现的；具有保护功能齐全、灵敏度高、性能稳定、防震、耐温、耐湿，且具有极其良好的反时限特性，长期使用不需维修、调整，十分可靠，能对额定范围内的三相潜水电泵在运行中因缺相、过压、过载、欠压、短路甚至因轴承损坏等因素导致烧毁潜水电泵而能快速切断电源，达到保护潜水电泵的目的。

Description

三相潜水电泵水位全控多功能保护器

本实用新型发明是关于在水井底下抽水用三相潜水电泵水位全自动控制多功能保护器

现在使用的潜水电泵，由于其特殊的工作环境，即须投入水底下运行，这样使操作人员既看不见，也无法了解到其工作状况，特别是工作时对水井、水塔内的水位不能同步控制，故而易造成水塔内水位未满(至标定核度)而水井里又无水时潜泵空转现象；同时，也避免了水塔水满后溢出而潜泵仍继续工作的现象。

本实用新型发明的目的是针对上述缺陷，设计一种既可同时对水井、水塔内水位实行同步控制，又可对水塔内水位实行单独控制的保护器。

本实用型发明的三相潜水泵水位全控多功能保护器是由水位控制电路和功能保护电路组成，水位控制电路是依靠水塔、水井里的水位控制三极管的导通与截止，从而达到控制潜水电泵的运行与停止，将连动开关K1-1闭合、K1-2断开就可实施对水塔、水井内水位同步控制，将K1-1断开、K1-2闭合，就可对水塔水位实行单独控制；而功能保护电路是利用电磁感应原理及电流参数平衡控制方法工作、采用双时基集成电路来实现的；该保护器具有保护功能齐全、灵敏度高、动作可靠、安全系数高、性能稳定、防震、耐温、耐湿，且具有极其良好的反时限特性；并设有运行、过载、断相指示灯，醒目直观，能对额定范围内的三相潜水电泵在运行中因缺相、过压、过载、欠压、短路甚至因轴承损坏等因素导致烧毁潜泵电机，而能快速切断电源，达到保护潜泵的目的；长期使用不需维修、调整、十分可靠。

附图为三相潜水电泵水位全控多功能保护器电路示意图。

实施例：

一、水控部分电路：

电路组成：

工作电源取自变压器T1变压后(次级)经桥式整流、电容C4滤波后的直流电源，设正极为+EC，负极接地。水位控制电路是依靠水塔、水井里的水位控制三极管的导通与截止，从而达到控制潜水电泵的运行与停止；将连动开关K1-1闭合、K1-2断开就可实施对水塔、水井内水位同步控制，将K1-1断开、K1-2闭合，就可对水塔内水位实行单独控制；电路由三极管Q4、Q5的发射极接+EC,Q4的集电极接继电器J2线圈与二极管D6阴极并联端，J2线圈与D6阳极端并联接地；Q4的基极接电阻R5与偏置可调电阻W3与R15串联上端，下端接地，基级电阻R5的另一端为水塔内上水位接线，借助接触器CJ的辅助常闭触点CJ1串联后为水塔中水位接线，接地端为下水位接线；Q5的基极接R13与偏置可调电阻W4与R14串联后上端，下端接地，基极电阻R13另一端为水井里上水位接线，借助接触器CJ的辅助常开触点CJ2串联后为水井里的中水位接线，接地端为下水位接线。

Q4、Q5分别为水塔、水井内水位控制的三极管，R5为水塔水位控制三极管Q4的基极电阻；R13为水井水位控制三极管Q5的基极电阻；W3、R15为Q4的偏置电阻；W4、R14为Q5的偏置电阻；将W3、W4调整至Q4、Q5导通与截止的临界(截止)状态；J2、J3分别为水塔、水井内水位受控工作的小型高灵敏直流继电器，D6、D7分别为Q4、Q5的保护二极管，防止Q4、Q5在工作状态改变时，因J2、J3线圈的自感电势而击穿Q4、Q5。

将转换开关S1“手动=自动”拨到“自动”位置，正常时潜泵M处于运行状态，交流接触器CJ处于工作状态，Q4处于截止状态，继电器J2常闭触点闭合；Q5处于导通状态，继电器J3常开触点闭合；连动开关K1-1处于闭合、K1-2处于断开状态；水井里的水源源不断地抽往水塔内，此时，水塔内水位慢慢开始上升，当上升到水位y时，水位继续升高，当上升到高水位或称上水位X时，由于X-Z接通，Q4基极获得触发信号而导通，继电器J2线圈获得电源其常闭触点J2而断开，从而切断了CJ线圈回路电源，迫使CJ释放其主触头恢复到常开位置，从而切断了M的工作电源而停机，在不需控制水井水位时将K1-1断开、K1-2闭合，也无须引接水井水位信号线x、y、z。

同样，当水井里水位低于y缺水时，y-z不接触，Q5失去触发电平而截止，继电器J3线圈无电，其常开触点J3断开，切断CJ线圈回路电源，迫使CJ释放从而切断M工作电源而停机。

为防止水位波动而影响Q4、Q5的误动作，借助接触器的辅助常闭触点CJ1、辅助常开触点CJ2而设置水塔、水井里的中水位点Y、y。这样，就有效地避免了水位波动而产生的误动作。当M运行时，CJ工作，CJ1常闭断开，X(上)-Y(中)不相连，水位上升至Y还继续上升，只有上升到X(上)时，X-Z接通，Q4导通，CJ释放，M停机。此时，由于CJ释放，CJ1闭合，相当于X-Y连通，所以，水位要下降到Y(中)以下时，Q4才截止，继电器J2常闭触点才闭合，从而接通接触器CJ线圈回路电源，CJ工作，M运行；如此周而复始地依靠水塔内水位自动地控制潜泵M的运行与停机。

相反，受水井水位控制的Q5通常是导通的，继电器J3的常开触点是闭合的，所以借CJ的辅助常开CJ2串联而设置水井里的中(y)水位点，因M运行，CJ工作，CJ2闭合，相当于上(x)、中(y)x-y连通，所以，只有当水位低于y时，Q5才截止，J3才断开，切断CJ线圈回路电源，迫使CJ释放，切断M工作电源而停机；由于M停机，水井里水位又慢慢回升，只有当回升至上水位点X时，Q5基极获得触发电平而导通，继电器J3线圈有电，其常开触点闭合，接通CJ线圈回路电源，CJ工作，M运行；如此，周而复始地依靠水井里的水位自动地控制潜泵M的运行与停机；由于设置了水塔、水井的中水位点，有效地避免潜泵M频繁的起动与停止。

二、功能保护部分电路：

电路组成：

工作电源同样取自变压器T1次级经桥式整流电容C4滤波后的直流电源。

L1、L2、L3、L4是四个磁环电感线圈，相当于电流互感器的作用(初级就是潜泵“M”的工作电流)。

磁环电感线圈L1、L2、L3上端感应后的电势分别经二极管D1、D2、D3整流，经电容C5、C6、C7滤波后分别经R1、R2、R3加到三极管Q1、Q2、Q3的基极，Q3的集电极接+EC，发射极串接Q2的集电极，并接C7负极、L3下端；Q2的发射极串接Q1的集电极，并接C6负极、L2下端；Q1的发射极并接电阻R4上端、稳压二极管D11阴极、电阻R7下端，滤波电容C5负极、L1下端，R4下端接地；L4磁环电感线圈一端接地，另一端经二极管D4整流电容C3滤波后加到电位器W1上端，下端串联电阻R12后接地，可调端接电阻R10后提供集成电路IC1B13脚信号电平，IC1B的8脚、12脚并联，且接电容C2正极、电阻R9上端，R9下端接IC1B13脚，C2负极接地，11脚接限幅二极管D9阳极、阴极接地，10脚串接电阻R16后接+EC,9脚接R8与LED2阳极并接点，LED2阴极串接电阻R11后接地，R8串接LED1阴极后阳极接+EC；同时，9脚接W2串联R6，串联D8阴极后阳极接IC1A2脚、6脚并联端，此并联端接D11的阳极、C1负极，C1正极接+EC,IC1A4脚、14脚接+EC,7脚接地，5脚输出端接继电器J1线圈与D5并联后阴极端，并联后阳极端接地，D5是保护二极管，防止J1线圈的自感电势冲击损坏集成电路IC1A，继电器J1的常闭触点串联在CJ线圈与变压器T1初级并联后工作的电源回路中间。

在额定电流、三相平衡时，L1、L2、L3各次级感应的电流相同，电势相等，分别经D1、D2、D3整流，C5、C6、C7滤波后分另经R1、R2、R3加到Q1、Q2、Q3的基极，故Q1、Q2、Q3饱和导通，R4上端的电位几乎等于Q3集电极电位+EC，故LED3截止，稳压二极管D11截止，故IC1A5脚无输出，J1不动作。

此时，只有L4次级感应的电势经D4整流，C3滤波后，经W1、R10提供给集成电路IC1B13脚的信号电平，同时此电平经R9、C2积分延迟后供8脚、12脚信号电平，从而触发IC1B翻转，9脚输出的电平只能经LED2、R11回路，从而LED2导通指示运行，同时9脚输出的电平经W2；R6后不能击穿D8，故IC1A5脚无输出，J1不动作。

+EC串R16后接IC1B10脚、11脚接二极管D9阳极，阴极接地，是限幅二极管，用以保护集成电路IC1B不致过压冲击而损坏的。

当过载时，L4次级感应的电势增高，经D4整流C3滤波后经W1、R10加到IC1B13脚的电位也提高，经R9、C2积分延迟后加到8脚、12脚的信号电平也得以提高，而触发IC1B翻转，9脚输出低电平，使LED1导通以指示过载，同时9脚输出的低电平经W2、R6后，稳压二极管D8击穿导通，将IC1A2、6脚钳位为低电平，触发IC1A翻转，5脚输出高电平(+EC)加到继电器J1线圈上，使其常闭触点动作断开，从而切断CJ线圈回路电源，迫使CJ释放，切断M的工作电源而停机。

通过调节电位器W1的阻值，可以达到调整额定电流的大小，以调整至潜泵M工作时额定电流为宜。

由R9、C2、W2、R6、C1组成反时限保护电路，通过调节电位器W2的阻值，从而达到调节IC1A5脚输出的时间，以大于潜泵M的自起动时间，一般在潜泵M8倍额定工作电流以上的时间为宜。

当三相电源A、B、C任何一相断相时，Q1、Q2、Q3其中就有一只不导通，故R4上端处于低电平，+EC经LED3、R7回路而导通发光以指示断相，稳压二极管D11击穿导通，IC1A2、6脚被钳位为低电平，故IC1A翻转，5脚即刻输出高电平(+EC)加到继电器J1线圈上，使其常闭触点断开，切断CJ线圈回路电源，CJ释放，切断M工作电源而停机。

过压及其轴承损坏都会造成过流，过流就如过载样IC1A5脚就有输出，J1有电动作，CJ释放，M无电停机。

欠压时，当M的工作电压低于标准电压的20％以上时，因CJ线圈电流减少，从而吸住CJ电磁铁的吸力不足，CJ释放M无电不工作。

熔断器也具有电流愈大时限愈短，电流越小则时限越长的反时限特性；短路时熔断器F1、F2、F3能迅速熔断，只要其中一只熔断，断相保护功能动作，能快速切断M的工作电源；同样，二次回路因某原件损坏引起过流甚或短路时，F4、F5同样能迅速熔断，切断二次回路电源，以保护二次回路，F4、F5熔断时，由指示灯Y1、Y2指示出来。

Claims (1)

1. 三相潜水电泵水位全控多功能保护器，由水位控制电路和功能保护电路组成，其特征是水位控制电路由三极管Q4、Q5的发射极接+EC,Q4的集电极接继电器J2线圈与二极管D6阴极并联端，J2线圈与D6阳极并联端接地；Q4的基极接基极电阻R5与偏置可调电阻W3与R15串联上端，下端接地，基极电阻R5的另一端为水塔内上水位接线，借助接触器CJ的辅助常闭触点CJ1串联后为水塔中水位接线，接地端为下水位接线，Q5的基极接偏置可调电阻W4与R14串联上端与基极电阻R13并接点，基极电阻R13另一端为水井里上水位接线，借助接触器CJ的辅助常开触点CJ2串联后为水井里的中水位接线，接地端为下水位接线，串联的偏置电阻下端接地；功能保护电路由磁环线圈L1、L2、L3上端感应后的电势分别经二极管D1、D2、D3整流，经电容C5、C6、C7滤波后分别经R1、R2、R3加到三极管Q1、Q2、Q3的基极，Q3的集电极接+EC，发射极串接Q2的集电极，并接C7负极、L3下端；Q2的发射极串接Q1的集电极，并接C6负极、L2下端；Q1的发射极并接电阻R4上端，稳压二极管D11阴极、电阻R7下端、滤波电容C5负极、L1下端，R4下端接地；L4磁环电感线圈一端接地，另一端经二极管D4整流电容C3滤波后加到电位器W1上端，下端串联电阻R12后接地，可调端接电阻R10后提供集成电路IC1B13脚信号电平，IC1B的8脚、12脚并联，且接电容C2正极、电阻R9上端，R9下端接IC1B13脚，C2负极接地，11脚接限幅二极管D9阳极、阴极接地，10脚接电阻R16后接+EC,9脚接R8与LED2阳极并接点，LED2阴极串接电阻R11后接地，R8串接LED1阴极后阳极接+EC；同时，9脚接W2串联R6，串联D8阴极后阳极接IC1A2脚、6脚并联端，此并联端接D11阳极、C1负极，C1正极接+EC,IC1A4脚、14脚接+EC,7脚接地，5脚输出端接继电器J1线圈与D5并联后阴极端，并联后阳极端接地，继电器J1的常闭触点串联在CJ线圈与变压器T1初级并联后工作的电源回路中间。