31.03.21

[Домашняя]

В статье предлагается релейный автомат для откачки воды или наполнения емкости. Эта схема известна давно, но, наряду с простотой, имеет определенные недостатки. Не случайно автором не указан тип реле, применяемого в автомате. У силовых электромагнитных реле постоянного тока, например, МКУ-48, РПУ, РЭК28 и некоторых других, контакты рассчитаны на переменный ток 2,5...5 А, что соответствует току, потребляемому погружными насосами типа "Малыш", "Ручеек" и т.п. При напряжении питания 24 В ток срабатывания указанных реле составляет несколько десятков миллиампер (обычно — более 50 мА). Предложенная схема опробована мною с источником питания 24 В и реле РЭК28-1УХЛ4 (Ro6m=600 Ом) для откачивания воды из подвала.

Насос опущен в приямок с железной бочкой без дна диаметром 45 см, где невозможно разместить электроды значительных размеров. При площади пластин 4...6 см2 мне не удалось добиться устойчивого срабатывания реле. Увеличение питающего напряжения до 30 В позволило "запустить" предлагаемую схему. Однако следует помнить, что напряжение выше 12 В считается опасным для человека во влажных подвальных помещениях [3]. Как я и предполагал» даже электроды площадью 25...50 см2 и расстоянием между ними 30...50 см не обеспечивают ток, достаточный для надежного срабатывания силовых реле. При экспериментах с электродами небольших размеров в ведре с под­почвенной (грунтовой) водой максимальный ток в цепи составил около 20 мА. Конечно, следует отметить, что проводимость воды существенно зависит от растворенных в ней солей, в особенности солей железа. Что касается слаботочных реле, например, телефонного типа — РКН, РКМ, малогабаритных РЭС9, РЭС10, герметичных РЭС48, РЭС54 и многих других, то они не позволяют нагружать контакты значительным током или не рассчитаны на коммутацию напряжения 220 В. Еще одним недостатком релейной схемы, с относительно большим таком в цепи электродов является бурное отложение солей на пластинах вследствие электролитических процессов в воде. В результате через 2 недели нарушается нормальная работа автомата, и необходимо зачищать электроды. Кроме того, быстро растворяется медный проводник, соединяющий "+" питания с электродом нижнего уровня [4}. Предлагаю естественный выход из создавшегося положения — применить слаботочное репе К1, например, РКМ (паспорт РС4.500.875, Roбм-1...3 кОм), для коммутации цепей управления и силовое реле К2, например, типа РЭК28 (1УХЛ4, Rобм=600 Ом), для включения насоса. Кроме того, схема модернизирована с целью повышения ее надежности. Дело в том, что один единственный сбой автомата за несколько месяцев безотказной работы может вызвать выход из строя (сгорание обмотки) погружного насоса, оставшегося включенным без воды. В качестве устройства аварийного отключения я применил еще одно слаботочное реле КЗ типа РЭС9 (паспорт РС4.524.200, Roбм=500 Ом) с двумя переключающими контактами и установил дополнительный аварийный электрод АЭ. Контакты К3.1 (нормально разомкнутые) необходимы для самоблокировки реле КЗ. Вторые — К3.2 (также нормально разомкнутые) — включены последовательно с контактами К1.1, коммутирующими обмотку реле К2. Парал­лельно К3.1 подключена кнопка без фиксации SB1 для начального запуска автомата. После нажатия кнопки SB1 реле КЗ (при наличии воды в емкости) включается и самоблокируется контактом К3.1. Ток идет по цепи «+» источника питания 24 В, контакт К3,1, обмотка реле КЗ, аварийный электрод (АЭ), общий электрод (ОЭ), источника. Когда вода достигает верхнего уровня (электрода ВУ), срабатывает реле К1, замыкая контакты К1.1 и К1.2. Так как контакт К3.2 уже замкнут, срабатывает реле К2, запуская насос своими запараллеленными контактами К2.1...К2.3. При падении уровня воды ниже электрода НУ (нижний уровень) размыкается цепь питания обмотки реле К1. Реле К1 отпускает и контактами К1.1 отключает К2. Насос перестает работать, однако контакт КЗ.2 остается замкнутым. Если реле К1 не отключит К2 по какой-либо причине, например, из- за "залипания" якоря К1, появления проводимости по мокрому держателю электродов и т.д., уровень воды за счет работы насоса опустится до аварийного электрода (АЭ). Снижение уровня ниже АЭ размыкает цепь обмотки КЗ, реле разблокируется и разрывает контактами К3.2 питание обмотки К2. Насос отключается, и его дальнейшая работа возможна только после повторного нажатия кнопки SB1. Если усложнение схемы нежелательно, можно собрать ее, исключив реле КЗ. Автомат вполне работоспособен и без узла аварийного отключения. Как известно, обмотки реле имеют значительную индуктивность. Поэтому при отключении тока в обмотке создается ЭДС самоиндукции, вызывающая микродугу и обгорание размыкающих контактов. Один из способов гашения дуги — включение параллельно обмотке реле полупроводникового диода во встреч­ном направлении относительно полярности напряжения питания. В этом случае ЭДС самоиндукции, имеющая противоположную полярность, замыкается через диод, а не через дуговой "мостик" между размыкаемыми контактами. Так как реле КЗ включено практически постоянно, его обмотку шунтировать не обязательно. Параллельно обмотке К1 включен конденсатор С2, замедляющий срабатывание реле. Такая мера помогает устранить несколько переключений реле и насоса в момент касания водой верхнего электрода. Для оперативного наблюдения за работой автомата я установил три светодиода: зеленый (HL1) сигнализирует о включении питания 24 В, красный (HL2) — о срабатывании реле К2, желтый (HL3) — о срабатывании КЗ. Электроды-датчики закреплены на планке из изоляционного материала, не впитывающего влагу (дерево исключается!). Желательно выбирать пластмассы, плохо смачиваемые водой (фторопласт, оргстекло). В том случае, когда накопительная емкость металлическая, можно ис­пользовать ее в качестве общего электрода ОЭ. Описанная схема успешно функционировала в круглосуточном режиме более двух месяцев.

Радиомир  №4 2006г стр. 14