1.1.1 Cấu tạo của bình acquy axit Binh acquy axit thông thường gồm vỏ bình các bản cực, các tâm ngăn và dung dịch điện phân.. Điều này có ý nghĩa rất quan trọng đối với các bản cực dương
Phương pháp nạp acquy với dòng nạp không đối
phương pháp sử dụng trong các xưởng bảo dưỡng, sửa chữa đề nạp điện cho các acquy mới hoặc nạp điện cho các acquy bị sunfat hoá
Với phương pháp nạp này các acquy được mắc nối tiếp với nhau và phải thoả mãn điêu kiện:
Naq: Số ngăn acquy đơn mắc tron mạch nạp
Trong quá trình nạp acquy, sức điện động tăng dần, và để duy trì dòng điện nạp không đổi, cần điều chỉnh biến trở R trong mạch nạp Giá trị giới hạn của biến trở được xác định theo một công thức cụ thể.
Phương pháp nạp với dòng nạp không đổi gặp nhược điểm về thời gian nạp kéo dài và yêu cầu các acquy phải có cùng dung lượng định mức Để khắc phục tình trạng này, người ta áp dụng phương pháp nạp với dòng điện thay đổi, sử dụng hai hoặc nhiều nấc Cụ thể, trong trường hợp nạp hai nấc, dòng điện nạp ở nấc đầu tiên được chọn bằng (0,3 + 0,5).C20 và kết thúc khi acquy bắt đầu sôi, trong khi dòng điện nạp ở nấc thứ hai là 0,05.C.
1.4 Phương pháp nạp acquy với dòng nạp không đổi
Phương pháp nạp acquy với điện áp nạp không thay đôi
Phương pháp nạp acquy với điện áp không thay đổi yêu cầu các acquy được mắc song song với nguồn nạp Hiệu điện thế của nguồn nạp duy trì ở mức 2,3 đến 2,5 V cho mỗi ngăn acquy đơn.
Hiệu điện thê của nguôn nạp phải được giữ ôn định với độ chính xác đến 3% và được theo dõi băng vol kê
_ luc dau sé rat lon sau do khi Eaq tang dan lén thi I, , Rag giảm đi khá nhanh
Phương pháp nạp acquy với điện áp không thay đổi có thời gian nạp ngắn và dòng điện tự động giảm theo thời gian, nhưng không đảm bảo acquy được nạp đầy Do đó, phương pháp này chỉ thích hợp cho việc nạp bổ sung trong quá trình sử dụng Để khắc phục nhược điểm và tối ưu hóa ưu điểm của các phương pháp nạp, việc kết hợp hai phương pháp lại thành phương pháp dòng - áp là cần thiết.
Phương pháp nạp dòng — ấp: 0 2 12122 22H say 11 CHƯƠNG 2 TÍNH CHỌN MẠCH CÔNG SUÁTT -2 5 s° 5 c5 13
Ban đầu, quá trình nạp acquy được thực hiện với dòng nạp không đổi I„ = 0,05.C;› Khi acquy bắt đầu “sôi” và hiệu điện thế giữa các cực đạt 2,4V, nếu tiếp tục nạp, điện áp sẽ nhanh chóng tăng lên 2,7V Tại thời điểm này, chuyển sang chế độ nạp ôn áp với điện áp không đổi U, = 2,7V Giai đoạn nạp ôn áp kéo dài từ 2 đến 3 giờ, hoặc cho đến khi dòng nạp giảm xuống gần 0 (I; = 0), lúc đó quá trình nạp sẽ kết thúc.
Kết luận: Dựa trên việc phân tích kỹ lưỡng các đặc tính của acquy, đặc biệt là khả năng nạp, chúng tôi đã chọn phương pháp nạp dòng — áp để nạp cho acquy Do đó, bộ nguồn nạp acquy tự động mà chúng tôi thiết kế cần phải đáp ứng các yêu cầu cụ thể.
-_ Ban đầu tự động nạp ôn dòng với dòng nạp đặt trước I, = 0,05 Coo/Ingan acquy đơn
Khi hiệu điện thế trên các cực của acquy đơn đạt 2,7 V, quá trình nạp tự động chuyển từ chế độ nạp ôn dòng sang chế độ nạp ôn áp, với điện áp nạp được đặt trước là 2,7 V cho mỗi ngăn của acquy đơn.
- Nap 6n áp cho tới khi dòng điện nạp tiến về không
CHUONG 2 TINH CHON MACH CONG SUAT
Giới thiệu mạch công suất đã biết: - 5 SH HH1 TH na 13
Chỉnh lưu một pha hai nửa chu kì có điều khiến
2.6 Chinh lưu một pha hai nửa chu kì có điều khiển 2.1.1.2 Dạng điện áp: Ỷ a F— _ |
2.7 Dạng điện áp của mạch chỉnh hưu một pha hai nia chu ki cé điểu khiến
2.1.1.3 Cae công thức cơ bản:
Giá trị điện áp trên tải:
Dòng điện phía thứ cấp:
Dòng điện phía sơ cấp:
1,=1/111¿Ku PT 2.5 Điện áp ngược trên van:
Céng suat may bién ap:
Chỉnh lưu có điều khiển cầu một pha: - ó2 2c cccceee2 15 2.1.3 Mạch chỉnh lưu cầu bán diéu khién, thyristor mắc thang hang: 17
2.8 Mạch chỉnh lưu cầu một pha có điểu khiến
2.9 Dạng điện áp của mạch chỉnh lưu cẩu một pha có điểu khiến
2.1.2.3 Các công thức cơ bản:
I, PT211 Điện áp ngược trên van:
Dòng điện phía thứ cấp:
Dong dién phia so cap:
Công suất máy biến áp:
2.1.3 Mạch chỉnh lưu cầu bán điều khiển, thyristor mac thang hang: 2.1.3.1 So do:
2.10 Mạch chính lưu cầu một pha bán điều khién, thyristor mac thang hang 2.1.3.2 Dạng điện áp:
/ 2.11 Dạng điện áp của mạch chỉnh lưu cẩu một pha bản điểu khiến, thyristor mac thang hang
2.1.3.3 Các công thức cơ bản:
- Gia tri trung bình của điện áp trên tải:
- Dong trung binh qua van la:
L thyristor = xd 1ạ 0= on fA nt+a a
- _ Điện áp ngược trên Thyritor và diot:
2.2_ Ưu nhược điềm các mạch công suất:
Ưu nhược điểm của mạch chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỉ có điêu khiến 18
Ưu nhược điểm của mạch chỉnh lưu có điều khiển cầu một pha19
Mạch chỉnh lưu cầu một pha có điều khiển mang lại hiệu suất cao hơn so với mạch chỉnh lưu cầu một pha không điều khiển nhờ khả năng điều chỉnh góc mở của thyristor, giúp giảm thiểu tổn thất công suất.
Mạch chỉnh lưu cầu một pha có điều khiến giúp giảm thiểu gợn sóng trong điện áp đầu ra so với mạch chỉnh lưu cầu một pha không điều khiến Việc này không chỉ cải thiện chất lượng điện áp DC mà còn bảo vệ các thiết bị điện tử nhạy cảm khỏi các tác động tiêu cực.
Hệ thống điều khiển đòi hỏi các mạch kích phức tạp nhằm đảm bảo kích hoạt đúng thời điểm cho các thyristor, dẫn đến việc gia tăng độ phức tạp và chi phí của toàn bộ hệ thống.
Mặc dù thyristor có hiệu suất cao, nhưng vẫn gặp phải tổn thất công suất do sụt áp khi dẫn dòng, dẫn đến hiện tượng nóng lên của các linh kiện.
Mạch chỉnh lưu cầu một pha có điều khiến thường có giá thành cao hơn so với mạch chỉnh lưu cầu một pha không điều khiển, vì nó sử dụng các linh kiện đắt tiền hơn.
Ưu nhược điểm của mạch chỉnh lưu cầu bán điều khiễn, thyristor mắc thăng hàng .- 2 2 122 22211211121 11111111111 12 1110111821111 111211 11g kg 19
- - Sơ đỗ cầu một pha bán điều khiển đơn giản, dé dàng đấu nối Do sử dụng
2 điôt thay cho 2 thyristor nên giá thành mạch rẻ hơn mạch điều khiến
- Cung mot dải diéu chinh dién áp một chiều thì cầu một pha bán điều khiển chính xác hơn
- - Hiệu suất sử dung may bién áp cao hơn một số sơ đồ như cầu 1 pha đối xứng
- _ Đơn giản hơn vì số lượng Tiristor giảm xuống chỉ còn 2 nên mạch điều khiển có ít kênh điều khiển hơn, bảo đảm kinh tế hơn
Dòng điện và điện áp đầu ra của mạch có độ gọn sóng cao hơn so với các mạch chỉnh lưu hoàn toàn, điều này khiến việc điều khiển chính xác mọi đặc tính dẫn của các thyristor trở nên khó khăn.
- Qua trinh chuyén mach cua thyristor gây ra nhiễu điện từ, ảnh hưởng đến các thiết bị điện tử khác.
Chọn mạch công suất phủ hợp: 2-52-5119 1211152221211 1151211 xx 19
Với công suất tải Pa= Uạ„ Iạ„$0.20H00 (W) < 5kW nên chọn loại chỉnh lưu một pha
Do điện áp Ưạ„ cao nên dùng sơ đô câu
2.4 Tính chọn các van bán dẫn công suât cho sơ đồ mạch:
2.4.1 Chọn van tháo chỉ tiêu điện áp
Chọn loại bình acquy có 6 ngăn, loại 12V, mỗi ngăn chứa 2V
Khi nạp no, mỗi ngăn acquy có thê chứa tới 2,2-2,3(V)
Vậy khi acquy được nạp no, một bình acquy có thể chứa tới: 6.2,3 13,8(V)
Ma dé bai cho U,$0V, vay nén ta cần: 240+12 = 20 bình Vậy, khi nạp no ta có điện áp tai: Us,8.20= 276(V ) Chọn góc mở van cho Thyristor: aE°
Để đảm bảo các van hoạt động hiệu quả trong điều kiện điện áp lưới không ổn định, chúng ta cần chọn van với hệ số dự trữ điện áp k„= 1.7 và hệ số dự trữ về dòng điện k,= 1.2.
Vậy điều kiện chọn van:
Khi chọn van theo chỉ tiêu dòng điện, cần xác định dòng điện trung bình thực tế qua van, thường là 10(A) trong điều kiện làm việc bình thường Điều kiện chọn van yêu cầu dòng điện phải lớn hơn 12(A) Trong thực tế, nếu mạch hoạt động trong môi trường làm mát bình thường, van chỉ hoạt động với công suất 30-40% do nhiệt độ vượt quá giới hạn cho phép, dẫn đến khả năng hoạt động không tối ưu và nguy cơ hỏng van Do đó, khi lựa chọn van, nên áp dụng thêm hệ số tản nhiệt khoảng 60-70% giá trị dòng điện tối đa để đảm bảo hiệu suất và độ bền của van.
Suy ra, dòng trung bình qua van : J, > 20(A)
Do trong trường hợp mạch cầu nảy, chế độ làm việc của thyristor và điôt là giống nhau nên điều kiện chọn van giống nhau
Van điode GB12510 có các thông số kỹ thuật quan trọng như điện áp ngược lớn nhất là 00(V), dòng điện trung bình qua van là Íz%(A), điện áp ngưỡng đạt Ủạ=1,05(V), và điện trở động là R;=4 (m©) Ngoài ra, van còn có nhiệt trở tản nhiệt là R=2,2(°C/W) và nhiệt độ cho phép quá độ bán dẫn p-n là T,„0(°C).
Van thyristor TYN1025 có điện áp ngược lớn nhất đạt 600V, dòng điện trung bình qua van là 5A, và điện áp ngưỡng là 1,6V Điện trở động của van là 0,1 mΩ Nhiệt trở cho phép quá độ bán dẫn p-n là 150°C, trong khi nhiệt trở của van có tản nhiệt là 1°C/W.
(Nguồn: [2]) 2.5 Tính chọn các phần tử bảo vệ mạch lực:
Bảo vệ ngắn mạch và quá tải là rất quan trọng, và việc sử dụng Aptômat (AT) giúp ngắt mạch khi có sự cố Aptômat sẽ bảo vệ hệ thống khi xảy ra quá tải và ngắn mạch tiristor, đồng thời ngăn chặn ngắn mạch thứ cấp của máy biến áp.
Để bảo vệ thyristor khỏi hiện tượng đánh thủng, cần thiết phải có điện cảm phía xoay chiều nhằm kiểm soát tốc độ tăng dòng di/dt, tránh vượt quá giới hạn cho phép khi thyristor bắt đầu dẫn Khi sử dụng máy biến áp, cuộn cảm tản của cuộn dây biến áp đã đảm nhận vai trò bảo vệ, do đó không cần thiết phải thêm cuộn cảm riêng biệt.
2.5.1.1 Bảo vệ quá điện ap
- _ Các nguyên nhân gây quá áp:
+ Quá áp từ điện lưới đưa tới: như quá áp do sét đánh vào đường dây điện; do đóng ngắt các phụ tải chung với bộ nguồn chỉnh lưu
Quá áp đo đóng các khối chức năng của bộ phận chỉnh lưu, bao gồm việc đóng ngắt máy biến áp lực, thực hiện đóng mạch chỉnh lưu sau khi máy biến áp lực được khởi động, ngắt biến áp nguồn khi không tải, và ngắt tải khỏi mạch chỉnh lưu.
+ Quá áp do chuyển mạch giữa các van khi đang làm việc
Thiết kế mạch RC nhằm bảo vệ mạch khỏi hiện tượng quá áp Mạch RC sẽ được kết nối song song với nguồn ra U2 của máy biến áp lực, giúp giảm thiểu rủi ro và đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.
Tính toán chọn giá trị cho điện trở R và điện dụng C:
- _ Tính toán hệ số quá áp của van:
U.,: Dién ap lon nhat cho phép dat lén van 6 ché độ phi chu kỳ
U;: Điện áp thực tế lớn nhất trên van khi làm việc, có tính cả độ dao động tích lũy trong biến áp
- Tra dd thi hinh 1,21 [3], theo hé sé k = 1,158, ta có: R„„=0,9; Rox = 1583 min =0,9
Hình 1.21 ĐỀ thj tink mach RC bảo vệ quá áp khi ngắt biến áp
- _ Năng lượng từ trường tích lũy trong máy biến áp:
T;: dòng điện thức câp biên áp;
L„: Điện cảm từ hóa biên áp;
T1,„„„: Biên độ dòng từ hóa; thường trong khoảng 3% - 7% dòng điện định mức 12; a: Toc độ góc;
- Thay !5,Ss0, Lamar, WaO (PT 2.5) ta duoc:
R,,,', 228