煤矿潜水泵自动排水控制电路

文章摘要：煤矿井下由于出水量较大，几乎每个工作面都有不少大大小小的积水仓，每个积水仓都需用潜水泵向外排水，由于排水频率很高，派专人看守水泵将浪费大量人力。如果看守不当，还很容易烧毁水泵，而购买专用自动排水开关价格昂贵，所以笔者制作了一种专用排水电路，可以很方便地和各种水泵开关搭接，使之成为自动水位控制开关，且安装方便、性能可靠，同时不影响开关的防爆性和耐爆性，属安全型电路，现在已得到推广应用。下面就将电路原理以及和开关连接的方法介绍如下。电路原理分析 下图为井下常用水泵控制开关原理图，电源变压器T将380V的进线电压降为36V，供中间继电器CJ作电源用。（9）为接地端，它通过开关金属外壳与进线电缆

煤矿潜水泵自动排水控制电路,标签：电子小制作,http://www.88dzw.com

　　煤矿井下由于出水量较大，几乎每个工作面都有不少大大小小的积水仓，每个积水仓都需用潜水泵向外排水，由于排水频率很高，派专人看守水泵将浪费大量人力。如果看守不当，还很容易烧毁水泵，而购买专用自动排水开关价格昂贵，所以笔者制作了一种专用排水电路，可以很方便地和各种水泵开关搭接，使之成为自动水位控制开关，且安装方便、性能可靠，同时不影响开关的防爆性和耐爆性，属安全型电路，现在已得到推广应用。下面就将电路原理以及和开关连接的方法介绍如下。

　　电路原理分析

    下图为井下常用水泵控制开关原理图，电源变压器T将380V的进线电压降为36V，供中间继电器CJ作电源用。（9）为接地端，它通过开关金属外壳与进线电缆的地线直接与大地相接。若接通图l的（1）、（9）即可使继电器CJ启动。图2为水泵自动排水控制装置电路，由于元件很少，可装在一绝缘盒里放在开关左侧接线室内。图2电路共有5根引出线，其中A、B为高低水位检测线，（1）为控制线，（8）、（9）接开关内部36V交流电源，电路的接地端与大地相通。

　　36V交流电压经VDl、Cl整流滤波后输出约50V的直流电压。当A检测点不接触水时，该电压经R1、VD4使V1饱和导通，V1集电极输出0.3V的低电平，V2、V3截止，继电器K不动作。

　　当水仓里的水位到达A点时，R1与水电阻的分压不足以使VD4导通，V1截止，V2、V3导通，输出约为12V的稳定直流电压使继电器K吸合，其常开触点K一1闭合，中间继电器CJ随之得电吸合，水泵开始工作进行排水。此时V4因基极变为高电位进入饱和导通状态，Vl的基极通过V4与B检测点相连，当排水使A点脱离水电阻时，R1将通过V4、B点与水电阻进行分压，继续维持V1的截止，水泵继续排水。

　　当排水使水位低于B检测点时，V4截止，Vl饱和，  V2、V3截止，继电器失电释放，水泵停止工作。只有当水位再次超过A点时，水泵才能再次工作，从而将水仓里的水位限制在A点和B点之间，实现了潜水泵的自动排水功能。

www.88dzw.com

　　电路安全性分析

    由图2可知，电路实质是通过水电阻把V1管基极电位拉低，从而达到控制水泵通断的目的，现计算当A点检测极（即V1管的基极）与水接触时的电压和入地电流大小，电路可等效为图3。

　　1.通过实际测量，井下水仓里的水电阻约在15kΩ左右，则人地电流：

　　I地=Ec/（R1+R水）=50V/345kΩ≈0.14mA此时A点对地电压：

　　UA=I地×R水=O.14mAxl5kΩ=2.1V2.假设水电阻为零，A点对地电压为零，入地最大电流为：I地=Ec/R1=50V/330kΩ≈O.15mA3.通过计算可知，检测极接地时，最高电压（2.1V）和最大入地电流（0.15mA）的大小，在安全型火花电压和电流范围之内，完全符合新颁《煤矿安全规程》的要求，不影响开关的防爆性和耐爆性。

　　元件作用与参数选择

   1.在图2中，VDl、C1的作用是整流滤波，将36V交流电压变为50V的直流电压，当该电路通电时，通过整流二极管的瞬间电流将会很大，所以VDl的选择尤为重要，否则这将是一个易损件。最好选择工作电流大于3A的二极管，C1的耐压必须大于50V。这里需要注意：不能使用桥式整流电路，否则会造成短路使元件损坏。

　　2.由上面计算可知，当R1与水电阻接触时，其分压点只有2.1V，所以很容易满足VD4、V1截止的条件。_由图中给出的元件参数，可计算出只要水电阻不大于260kΩ，就能保证V1可靠截止，同样也可算出只要V1的β值大于120就可以满足V1饱和的条件。

　　3.V2、V3为电源调整管，静态时工作于截止状态，动态时工作于放大状态，组成复合管形式是为了保证只需极小的基极电流，便可满足继电器K工作电流的需要，降低了对偏置电阻R2功率的要求。只要V2、V3的B值都大于20，即可使电路正常工作，同时，V2、V3的耐压值必须大于50V。。当继电器处于工作状态时，假设其工作电流为100mA，那么此时V3的发热功率约为（50V-13.6V）×0.1A=3.64W，所以需为其加一散热片，读者可用铝片或铜片自制。

[1] [2]  下一页