Thiết kế phần điện áp một chiều cho bộ ups

Đồ án Điện tử Công suất GVHD:Trần Trọng Minh Đồ án môn học: Điện tử công suất Đề bài: Thiết kế phần điện áp chiều cho UPS I tải = 20 A U =24 V Điện áp nguồn 127V (+10% - 25%) Hệ số đập mạch cho phÐp : 0.05 Mơc lơc Ch¬ng1 Tỉng quan vỊ bé ngn liªn tơc I Giíi thiƯu chung vỊ bé nguồn liên tục UPS II Ưng dụng UPS thực tế .5 III Phân loại UPS6 IV Sơ đồ nguyên lí9 Chơng Tính toán lựa chọn ¾c quy cho ngn UPS I Giíi thiƯu chung vỊ Acquy10 II Tính toán lựa chọn ắcquy 16 III Tính toán chế độ nạp.17 Chơng Tính toán thiết kế mạch chỉnh lu I Phân tích chọn mạch chỉnh lu.18 II Tính toán máy biến áp 21 III Tính toán mạch lọc 24 IV Lựa chọn Thyristo 25 V Tính toán phần bảo vệ van 26 Chơng Thiết kế mạch điều khiển I Yêu cầu chung sơ đồ nguyên lý 33 II Khâu đồng pha 36 Sinh viên:Hồ Anh Văn Lớp:Tự động hoá 2-K47-Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án Điện tử Công suất GVHD:Trần Trọng Minh III Khâu so sánh.40 IV Khâu phân kênh 41 V Khâu phát xung cao tần 43 VI Khâu khuếch đại xung 47 VII Mô mạch điều khiển Circuit Maker 50 Chơng5.Mô mạch lực: I Mục đích mô phỏng.53 II Mô mạch lực Matlab7-Simukink6.53 III Nhận xét kết chỉnh lu.57 Chơng 1: Tổng quan nguồn ups (Uninterruptible Power System) Sinh viên:Hồ Anh Văn Lớp:Tự động hoá 2-K47-Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án Điện tử Công suất GVHD:Trần Trọng Minh 1,Giới thiệu chung UPS hình I.1 1.1 Cung cấp lợng điện cho tải nhạy cảm Sự cố nguồn lợng điện Sự cố nguồn lợng điện xẩy trình lắp đặt trang thiết bị đầu vào hệ thống (quá tải, nhiễu, cân pha, sấm sét, ) Những cố gây hậu khác Về mặt lý thuyết: Hệ thống phân phối lợng điện tạo điện áp hình sin vơi biên độ tần số thích hợp để cung cấp cho thiết bị điện (400V50Hz chẳng hạn) Trong thực tế, sóng hình sin điện áp dòng điện tần số bị ảnh hởng phạm vi khác bëi nh÷ng sù cè cã thĨ xt hiƯn hệ thống Đối với hệ thống cung cấp điện: Có thể bị cố gián đoạn cung cấp điện vì: Hiện tợng nhiễm điện bầu khí (thờng không tránh khỏi) Điều ảnh hởng đến đờng dây trời cáp chôn, chẳng hạn: Sấm sét làm điện áp tăng đột ngột hệ thống cung cấp điện Sơng giá làm cho đờng dây bị đứt Những tợng ngẫu nhiên, chẳng hạn: Cành rơi gây gắn mạch đứt dây Đứt cáp đào đất Sự h hỏng hệ thống cung cấp Những thiết bị dùng điện ảnh hởng đến hệ thống cung cấp Lăp đặt công nghiệp, chẳng hạn: Động gây điện áp rơi nhiễm RF trình khởi động Những thiết bị gây ô nhiễm: lò luyện kim, máy hàn, gây điện áp rơi nhiễm RF Những hệ thống điện tử công suất cao Sinh viên:Hồ Anh Văn Lớp:Tự động hoá 2-K47-Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án Điện tử Công suất GVHD:Trần Trọng Minh Thang máy, đèn huỳnh quang Những cố ảnh hởng đến việc cung cấp lợng điện cho thiết bị phân thành loại sau: Lệch điện áp Ngừng hoạt động Tăng đột ngột điện áp Thay đổi tần số Xuất sóng hài Nhiễu tần số cao Sự cố gây hậu nghiêm trọng, đặc biệt làm gián đoạn việc cung cấp điện, hệ thống liệu máy tính 1.2 Giải pháp dùng UPS Điều cần ý trớc hết cố hậu phơng diện: An toàn cho ngời An toàn cho thiết bị, nhà xởng Mục tiêu vận hành kinh tế Từ phải tìm cách loại chúng Có nhiều giải pháp kỹ thuật khác cho vấn đề này, giải pháp đợc so sánh sở hai tiêu chuẩn sau để đánh giá: Liên tục cung cấp điện Chất lợng cung cấp điện 1.3 Những chức UPS Hoạt ®éng nh mét giao diƯn gi÷a hƯ thèng cung cÊp điện tải nhạy cảm UPS cung cấp cho tải lợng điện liên tục, chất lợng cao, không phụ thuộc tình trạng hệ thống cung cấp UPS tạo điện áp cung cấp tin cậy -Không bị ảnh hởng cố hệ thống cung cấp, đặc biệt hệ thống cung cấp ngừng hoạt động -Phạm vi sai số cho phép tuỳ theo yêu cầu thiết bị điện từ nhạy cảm (chẳng hạn: GALAXY-sai số cho phép biên ®é ±0,5 %, tÇn sè ±1 %) UPS cã thĨ cung cấp điện áp tin cậy, độc lập liên tục thông qua khâu trung gian: Acquy chuyển m¹ch tÜnh 2,øng dơng cđa UPS thùc tÕ: HiƯn nhu cầu ứng dụng UPS lĩnh vực tin học, viễn thông, ngân hàng,y tế,hàng không lớn Số lợng UPS đợc sử dụng gần 1/3 số lợng máy tính đợc sử dụng Có thể lấy vài ví dụ thiết bị sử dụng UPS, máy tính, việc truyền liệu toàn thiết bị Sinh viên:Hồ Anh Văn Lớp:Tự động hoá 2-K47-Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án Điện tử Công suất GVHD:Trần Trọng Minh trạng thái quan trọng không cho phép đợc điện UPS đợc sử dụng ngành hàng không để đảm bảo thắp sáng liên tục đờng băng sân bay ỉng dụng Thiết bị đợc bảo vệ -Máy tính,mạng máy tính 1.Hệ thống máy tính nói chung -Máy in,hệ thống vẽ đồ thị,bàn phímvà thiết bị đầu cuối -Bộ điều khiển lập trình,hệ thống điều 2.Hệ thống máy tính công nghiệp khiển số,điều khiển giám sát,máy tự động -Tổng đài điện thoại ,hệ thống truyền 3.Viễn thông liệu,hệ thống rađa Dụng cụ y tế,thang máy,thiết bị điều 4.Ytế,công nghiệp khiển xác,thiết bị đo nhiệt độ,bơm plastic -Đờng hầm ,đờng băng sân bay, 5.Chiếu sáng nhà công cộng -Máy quét hình,cung cấp lợng 6.Các ứng dụng khác cho máy bay Nói tóm lại UPS nguồn điện dự phòng có mặt chỗ nơi, nơi đòi hỏi cao yêu cầu cấp điện liên tục 3.Phân loại UPS 3.1.Phân loại UPS dựa theo chuyển đổi Hình I.2 a.UPS tĩnh:Sử dụng chuyển đổi tĩnh thực cung cấp lợng Sinh viên:Hồ Anh Văn Lớp:Tự động hoá 2-K47-Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án Điện tử Công suất GVHD:Trần Trọng Minh -Giới hạn dòng vận hành cho phép Icp=2.33Iđm -Cách li điện -Bảo dỡng vận hành đơn giản,làm việc tin cậy cậy chắn -Khả phản ứng tức thời trớc dao động biên ®é cđa hƯ thèng cung cÊp,sư dơng thiÕt bÞ ®iỊu khiĨn vi xư lÝ dùa trªn kÜ thËt sè -Biªn độ điện áp điều chỉnh phạm vi sai số 0.5% gian điều chỉnh nhanh,kích thớc trọng lợng hệ nhỏ b.UPS quay Hình I.3 Sử dụng máy điện quay để thực biến đổi lựợng, -Inm=Iđm -Hệ thống phụ tải cánh li với nguồn -Trở kháng hệ thấp 3.2.Phân biệt theo chế độ làm việc a.UPS gián tiếp(offline UPS) Sinh viên:Hồ Anh Văn Lớp:Tự động hoá 2-K47-Đại học Bách Khoa Hà Nội 1%,thời Đồ án Điện tử Công suất GVHD:Trần Trọng Minh HìnhI.4 -Nghịch lu nối song song với hệ thống cung cấp nguồn dự trữ phòng tình trạng khẩn cấp -Trong trình vận hành,nguồn lới đợc cung cấp trực tiếp đến tải qua lọc F mà không qua nghÞch lu -NÕu sù cè hƯ thèng cung cÊp điện U hệ thống cung cấp điện không nằm sai số cho phép tải chuyển từ hệ thống cung cấp điện qua nghịch lu thời gian ngắn