一种基于水泵的缺水保护控制装置的制作方法

本实用新型涉及水泵保护技术领域，具体涉及一种基于水泵的缺水保护控制装置。

背景技术：

水泵在作业时，当水被抽尽时，水泵就会空转，这不仅浪费电能，而且还会因水泵空转升温而易导致水泵损坏。现有技术中大多通过人为操作或是通过水位开关来实现，但单一的依靠水位开关不能完全有效的对水泵进行缺水防护，易出现损坏而导致失效的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种在缺水时，及时有效的进行主动停机的一种基于水泵的缺水保护控制装置。

本实用新型采取的技术方案为：一种基于水泵的缺水保护控制装置，包括控制器、反馈电路和电流检测及输出电路，所述反馈电路和电流检测及输出电路连接，所述控制器分别与所述反馈电路和电流检测及输出电路连接，所述电流检测及输出电路还与外部的水泵连接。

优选的，所述的一种基于水泵的缺水保护控制装置，还包括电压检测电路，所述电压检测电路与所述控制器连接。

优选的，所述电流检测及输出电路包括三个相同的驱动芯片，所述控制器的输出端分别与各驱动芯片的输入端连接，各驱动芯片的输出端与外部水泵的电源端连接，各驱动芯片的输出端均分别通过电阻后汇总连接，以形成公共端，所述公共端与所述控制器的输入端连接。

优选的，所述公共端还通过一比较电路与所述控制器的输入端连接。

优选的，所述比较电路包括lmv331tp芯片。

优选的，所述电压检测电路包括lm339d芯片。

采用上述技术方案，具有以下优点：本实用新型提出的一种基于水泵的缺水保护控制装置，通过设有的电流检测及输出电路对水泵运行时的电流进行实时检测，根据缺水时，电流值会异常变小的特性，小于设定阈值时，触发控制器停止输出，切断与外部水泵的电源，从而实现缺水保护，整个方案基于电路实现，信号及时有效，避免了依靠水位开关易出现损坏而导致失效的缺陷，提高了其稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种基于水泵的缺水保护控制装置的连接框图；

图2为本实用新型实施例中电流检测及输出电路的连接示意图；

图3为本实用新型实施例中电源部分的连接示意图；

图4为本实用新型实施例中控制器的连接示意图；

图5为本实用新型实施例中反馈电路的连接示意图；

图6为本实用新型实施例中比较电路的连接示意图；

图7为本实用新型实施例中电压检测电路的连接示意图；

图8为本实用新型实施例中调速接口的连接示意图；

图9为本实用新型实施例中温度检测电路的连接示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参考图1至图8所示，本实施例提供了一种基于水泵的缺水保护控制装置，包括控制器、反馈电路和电流检测及输出电路，所述反馈电路和电流检测及输出电路连接，所述控制器分别与所述反馈电路和电流检测及输出电路连接，所述电流检测及输出电路还与外部的水泵连接。

具体地，本方案还包括本领域技术人员所熟知的电源部分，电源部分可采用蓄电池和电源芯片的组合，以便于为本方案中不同的用电设备提供电源，其中，电源芯片包括sd4938和78l05，具体连接结构如图3所示；所述控制器采用mm32f003，包括多个模拟量接口，同时其数值大小的判断，也为应用成熟的现有技术，同时所述水泵包括泵体和电机，其中，电机可采用永磁同步电机，本领域技术人员应当熟知，在此不再赘述；

所述电流检测及输出电路包括三个相同的驱动芯片，所述控制器的输出端分别与各驱动芯片的输入端连接，各驱动芯片的输出端与外部水泵的电源端连接，各驱动芯片的输出端均分别通过电阻后汇总连接，以形成公共端，所述公共端与所述控制器的输入端连接；

参考图2，所述驱动芯片采用eg3012，驱动芯片的输入端，例如，pwm-ah、pwm-al与控制器的输出对应连接，具体参见图4所示，在此不再逐一列举，各驱动芯片的输出端在图2中用vs1-vs3表示，并且vs1还连接有mu1，相应的，vs2还连接有mv1，vs3还连接有mw1，mu1、mv1和mw1与水泵的u、v、w连接，为其提供电源；所述vs1-vs3还作为所述反馈电路的输入端，所述反馈电路的输出端用halla、hallb和hallc表示，需要说明的是，halla、hallb和hallc信号电平的变化可反应水泵的转速，原理如下：

通过端电压方式，检测电机绕组非导通相反电势的电压能准确获知三相电动势信息实现电机准确换相，当水泵电机转子旋转时，绕组三相端电压快速变化这样会形成halla-c三个引脚0-1不停变化，当转子转速变快时，引脚从0-1或者1-0在单位时间的变化变快，反之变慢，在转速不变化即0速或halla-c状态为0。

即，另一种缺水检测方案，电流结合转速的缺水检测原理如下：在系统正常运转初始阶段，额定转速的10％-15％区间，取下当前电流值且经过多次平均处理后，作为空载缺水的空载值假设(cr0)，然后按设定额定转速斜率拉升水泵电机转速致额定转速，根据流体负载特性，水泵转速越高其母线电流会越大的特性，当水泵电机拉升致额定转速时，再次取下当前电流值经过多次平均处理(cr1)然后比较cr0与cr1的差值，若差值小于等于预设倍数以下事判定缺水(例如，2.5倍)。

所述公共端在图2中用iomoto表示，表示三相的电流汇总；所述公共端还通过一比较电路与所述控制器的输入端连接，参照图6，所述比较电路包括lmv331tp芯片，iomoto通过电阻r50得到peak，peak作为lmv331tp芯片的一输入端，lmv331tp芯片的另一输入端的连接结构如图6所示，所述lmv331tp芯片的输出端brk与控制器连接，在电流异常时，触发该brk中断信号，使得控制器停止输出pwm-ah、pwm-al等信号，使得各eg3012无输出，进而mu1、mv1和mw1无输出，水泵不得电。

通过上述方案，利用设有的电流检测及输出电路对水泵运行时的电流进行实时检测，根据缺水时，电流值会异常变小的特性，小于设定阈值时(阈值可采用水泵的额定电流)，触发控制器停止输出，切断与外部水泵的电源，从而实现缺水保护，整个方案基于电路实现，无需额外的传感器，信号及时有效，避免了依靠水位开关易出现损坏而导致失效的缺陷，提高了其稳定性和可靠性。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述的一种基于水泵的缺水保护控制装置，还包括电压检测电路，所述电压检测电路与所述控制器连接。

具体地，所述电压检测电路包括lm339d芯片，参照图7所示，通过采集电压信号，即busv信号，在电压异常时，即过压时，也输出中断信号brk，关闭控制器的输出，触发进入保护状态，停止水泵工作。

进一步地，在前述所有实施例的基础上，参考图8所示，所述控制器还设有调速接口，所述调速接口与外部的调速装置连接，所述调速装置为直流调速器。

具体地，图8中用ain和g表示与直流调速器连接，ad-vsp与所述控制器上的引脚对应连接，通过调节其电压值，可作为水泵的转速调节功能。

进一步地，为了提高本方案的可靠性，所述控制器还通过温度检测电路连接有温度传感器，其结构如图9所示，temp表示温度信号输出与所述控制器连接；这样是考虑到缺水时，温度会上升的特点，在温度超过异常值时，也能触发保护，停止输出，从而使得该方案更加可靠，能从温度、电流、电压等多个条件触发保护。

最后需要说明的是，上述描述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。