Thiết kế, chế tạo bộ lưu điện (UPS) dùng cho cửa cuốn

Sự ra đời, phát triển nhanh và ngày càng hoàn thiện của các linh kiện điện tử, đặc biệt là vi xử lý đã tạo ra sự thay đổi sâu sắc và phát triển mạnh mẽ trong các thiết bị, hệ thống thiết bị điệnđiện tử, chẳng hạn như: máy tính, thiết bị điều khiển khả trình, tổng đài điện thoại, truyền dữ liệu, chiếu sáng đường hầm, những hệ thống giám sát điều khiển và xử lý công nghiệp. Nhằm đảm bảo tính liên tục và chất lượng cung cấp điện cho những tải nhạy cảm mà không phụ thuộc trạng thái hệ thống cung cấp, phương pháp duy nhất là sử dụng bộ nguồn dự trữ làm việc tin cậy, đặc biệt là những bộ nguồn làm việc như một “giao diện công suất” giữa nguồn cung cấp và tải, nó là động lực thúc đẩy nhằm thỏa mãn và đáp ứng yêu cầu đó. Sau quá trình tìm hiểu về bộ UPS cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy NVV, cùng với sự nỗ lực của cả nhóm chúng em đã hoàn thành được đề tài của mình và về cơ bản đã đáp ứng được yêu cầu của đề tài: Thiết kế, chế tạo bộ lưu điện (UPS) dùng cho cửa cuốn”. Toàn bộ đồ án gồm 3 chương sau: Chương 1: Tổng quan về bộ lưu điện (UPS). Chương 2: Xây dựng và phân tích các chỉ tiêu kỹ thuật của bộ lưu điện (UPS). Chương 3: Thiết kế mạch và xây dựng các thuật toán điều khiển hệ thống. Ngoài nội dung 3 chương đồ án còn có lời nói đầu, kết luận, phụ lục. Về đề tài thêm cho sinh viên những kiến thức về thực hành mà đề tài này còn được ứng dụng rất rộng: “Thiết kế, chế tạo bộ lưu điện (UPS) dùng cho cửa cuốn’’ Không chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết gúp sinh viên có thể vận dụng linh hoat giữa lý thuyết và thực hành cũng như củng cố dải trong cuộc sống đó chính là lý do mà chúng em chọn đề tài này. Trong quá trình thực hiện dù đã có gắng nhưng do thời gian cũng như trình độ vẫn còn hạn chế nên không thể tránh khỏi sai sót và chưa đầy đủ. Em rất mong sự chỉ bảo giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

MỤC LỤC 1 DANH MỤC HÌNH VẼ 2 DANH MỤC BẢNG BIỂU    !"#$%&  '()*##  *'&+"%  3 LỜI NÓI ĐẦU , /01.2344544.617.8.6,.69/ ,:;.6743.<97=,>?5,@.ABC3401.2D?DE1 .;F/6.;F,.6$,.69/G?HID15J/.;F,.KB8.2 8L/@,4.,.6?./B5KM7.6B/.B1,H-ND/M6 .1D1,.KB8.234<97=.60OPD,D;J7.Q34R 7HSBR0,.6M.?5DD480BT?1.6 BR0/0HU010B5R749;TBVM74D3.6.W5/ ,:;.674M;TBV74D3.6HDTX..6BRY.MBV BR034./Z74,T7[,\5PD]D>34,10^5QBNB,Z B_B1LLD.2B3K;T`3a..[0,b.6LN5NVV/ `3a.c7ZD[dD,>44,HS,K4.DL343K U;,>,10^,HS5QBNB,K4.I.8/?;T7HB,.6ef` 9BY4;T,V1VD*HUBI (HUI@_B3K;T7HB,.6ef (HUIgA5340AJ1h.QB8iBW;T7HB,.6 ef (HU*I.8D?34<A51BW1,.KB8.26 O4.T.B*HU,V1jZ7 Z.,NB/87BW/07 kK,K4.QD.3.QM8.^3K4D4,K4.45j ,HS^RTI“Thiết kế, chế tạo bộ lưu điện (UPS) dùng cho cửa cuốn’’ hZ=l3KD:7=B5[0.3.QZ23W7. .M7=B5344mH.BT,ZJ747= D4[dDn,K4.45 _B1L.6`,>ZCH .mH L,T3oj?Q8218]..Z34H,N5, DRDh;.[0,b34,ZZ0=8.1N5,2,V1 dD,HS4.6U ([dD<.A4DUp  OZD.3.Q.6 4 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ LƯU ĐIỆN (UPS) 1.1 Khái niệm về bộ UPS qLqLDT eB.dB0.;7d0rdB0075f74BV0j8 . B8.BVJ;FOZ74.;FBR0,.6sZ8sB5L ,.6@,F;Q?,ZjZQDDT^sH<B/7n .tB/@10Z8s_BFs7HS6 (RB[BDT;TBV0j74DTD?F7HB;.,@. j,.6DT.KB4j,.6<5.KBB10..QBOBV ,.6DT.KB7R5uC_B5/`5d,.KB8.6D4C_B5Z2?0.0u BVB,Z,RB..034D?,2^/:?0C_B5uDTBV 81D?`53411,RB.C_B53a.D?,.QD4v1 681B wHa.65/H-_Bd,HSn.74I1.7HB,.65;T7HB,.6/ 7HB,.634,,HS9.KB1OA4347l34. J/15k.t/7l3(6.eD?T.;T/BAD M7.6B/D15/1.;F3.tf/5xNB8J/(.60^ e.60y(/;;L/0\Df341481H.QBF/,.6 9$.;F5/zu3.6D.6B_B8..60/`3a.B NB3Ks7HS,.6454s/3.6,NBH67Ha.,.6,j.]. R.KB8.0Joa.L?.B,.6s34R7HS,.6B5 .D 5 u5QBNB1.;F3KD^,TBV,.67.Q34R7HS ,HS0A41j0\DJ3K6HBI7.d/ {7.d/|{7.d3a.6y.d'd.3d 1.2 Chức năng và ứng dụng của UPS trong thực tế  q?,T..6.M6BR0,.634M.?5D BR0s7HS,.67.Q/R7HS/80BT34Dn.L ?6BR0 ?DT,.610BR0.W5I ;FHvM6BR0/,:;.68.6 BR0u?,T ?D3..0}0B~d5QBNBM.;F,.6u?5D Z2BR0,.610.W5/,T7W0347.Q_B18ABB .I•_B534B52D?l  q.65BNB^17l3.n/5/48/3.t /A474R7a7HS,HS9N;P€*7HS D15J,9(Z27R5DT34.3J3K1.;F9/,Z74 MD15J3.6B5KM7.6B314;T.;FvDT?1.4,Z74 R_Bn348,HS0}0DR,.648,HS9 C01,H-A;5  Ứng dụng chính Thiết bị đuợc bảo vệ q6D15JZ. B •15J/D?D15J •15./63E,VF/.;F,NBB. q6D15J .60 •T,.KB8.27W0L/6,.KB8.2/ ,.KB8.2.1D1/D15,T *k.t •@,4.,.6?./6,/6 B5KM7.6B 6 "‚/.60 •x5/D15/.;F,.KB8.2J <1/.;F,.6/ #(.B1 •ƒH-ND4T/,H-A;5 !(1^81 •15_B}L/BR0s7HSD15;5/ 6D15/ 1.3 Phân loại UPS  q?,TdB5QCB52,@.8}0Iu„(x(B,ZB52HS x(„(x,ZBV,.6BR0.44n,D;@ ,F3K,.61034Nƒ.KB4574D1.;F,HSB3R0,.6;v. NBH175443a.5,@.7Ha.,.6kL3W5/BV 7.d?74BV,.6?e7nNB1Q7Ha.,.6f/.tB 44ƒ.61044L'OZ2LBU,V8.;T 7?.45HBI qLU,V7.d uU,V8.R5BV7Ha.,.6BR0,.6.0..QB 34,V ?0,.6_B. .,.KB8.674D3.6@,FLBV,.6,. .0a../j8.5;R8~.6HS474DBV,.6W0-L _B.7B7B,HS?0,N5E0Z,.6_B;TF7HB,2;.jx( 4j„(_BD15;.10A7Q,.6100`S0R0. x3W5,.3a.7?.45 .,10^u8.BVJ:074 ;P8y?.45R41.;FD15J/J.6B/,.KB8.2 ,j.].4/,TJ<1/?5D3a.;.,@.BV,.6 7 8 Lưới điện Tải Acqui Nghịch lưu Biến áp  .ZBV7Ha.,.6LZE?5Ga.0.(j8.DR,.6/.E ,HSB52D?R0,.6u;T_B._B;TF7HB,.Z2L ;45U,V8.7?.?45HBI qL*U,V{7.d uU,V8.R5P_B.8,HS?07.QuBV7Ha.,.6 D40.?0_BDTBV81/3W58.BVJZ74D.1,? L0.DRDT8 .,2_B.B52D?BR0,.6.  .B52D?0.]U8%D,2,D;R0BV7.Q /,A5m74HS,.2D7?.45/3W5ZH-,HS93a. D,J.,L:3s0jU.1.;F,.68_B1?5D 3a.;.,@.BV,.6  !"  C0HS,.2D|{7.dH-74|{7.d6 y.d'd.3dxJUB5Q7=?,TQ[7?..1 4U3a.H-OH3W5L|{7.d6y.d 'd.3dUL3a.|{7.dH-ƒZ741.;.10/;.10453K ;R.;.10oBHa,A5(Zl74B,.6107Ha.,.6 R05L[0.<5<53:3:Zw,A5m3W5/D:`[ 8,HSH.@10,2Z2,n<5D491RB52 D?,25,@.D^,.610ZHmZ1,2.63.6,Z |{7.d6y.d'd.3d45.;TU3a.|{7.dB5K 74@10PD,.KBh,.610,NBR0.97B@ ,FH-S0,.610,.67Ha._B1:_B1R0 9 qL"|{7.d6y.d'd.3d 1.4 Các dải công suất và phạm vi áp dụng OW<}IOB5QCU;R,27nDT;T74BRZ 0.7aU:..2B74;P,.6s5QBNB,.3a.ZR74Q n7?.ZBA7aU%…3a.,.6sD4..QBxHa.,A5 74DT8iBWN7HB=8.nDBI k„I3$D0d74,U3F,7H-D^.D4Z2cS/H-n.74 BR,Fƒ2J1BRN./Z2<1,Fhk„;P 1A.6B,.6ekf$vk.6OD74%k/3a.H-,Tj,.6eD0df 5,n5Q>.;FmZ2J;P1ABR erf3a.*#5U74†/l74I „(ek„f‡„(erfˆ*# ef q:4UI„(ek„f‡„(erfˆ† B8.J,HShu.;F/TR7?.,2Z,HS@ BR(hk„QU@458%… rd|I)n.746BR/74h.MBR34BR ;.2B8.5.F45PD8%‰74D3.6.6B_BBF 45N3a. &B.DdI  .D4Z2BR0,.6s5QBNBB?5 ;P_B.Z ZD7?.`5u7?.ZBR81BD4EZ,HS .7HB ,.681BH-8u%$%0[/34 .N.,2?0 ,N5C_B.;Qm81B,Tu†$  10 [...]... liên tục khi có sự cố về nguồn cung cấp chính 14 15 Chương 2: XÂY DỰNG VÀ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT BỘ LƯU ĐIỆN (UPS) 2.1 Phân tích chỉ tiêu kỹ thuật Yêu cầu: Thiết kế, chế tạo bộ lưu điện (UPS) dùng cho cửa cuốn Bộ lưu điện, công suất tải 1000W Công suất của tải, đơn vị là W Còn bộ lưu điện UPS có công suất tính theo dòng xoay chiều với đơn vị đo là VA, có thể tham chiếu sang đơn vị đo W bằng... và thiết kế ra UPS có hệ số PF lớn là rất khó khăn Cũng lưu ý thêm là bộ lưu điện UPS cũng là một thiết bị điện nên nó cũng đòi hỏi nguồn điện lưới phải có sự ổn định nhất định và một chú ý nữa là không phải bất cứ thiết bị nào cũng có thể dùng bộ lưu điện UPS đa số các bộ lưu điện UPS hiện có trên thị trường được thiết kế cho máy tính Các thiết bị khác có thể không làm việc hoặc làm hỏng bộ lưu điện. .. hết những bộ lưu điện UPS được thiết kế để cung cấp năng lượng điện trong khoảng thời gian 10 phút 2.1.2 Thời gian dự phòng của UPS Không nên hy vọng bộ lưu điện UPS thông thường sẽ lưu điện áp để PC của chạy cả ngày, hầu hết các kỹ sư thiết kế cung cấp cho thời gian dự phòng khoảng từ 10 tới 20 phút Bản chất của bộ lưu điện UPS là cho phép lưu lại những gì mà đang làm việc khi bị mất nguồn điện lưới... của UPS Chỉnh lưu AC/DC: Thông qua biến áp nó sẽ hạ áp từ điện áp lưới xuống điện áp thích hợp đưa vào bộ chỉnh lưu Chỉnh lưu tạo ra điện áp một chiều dùng cho việc nạp ắc quy và đưa tới bộ nghịch lưu Thông thường sau khi qua bộ chỉnh lưu tín hiệu điện sẽ được lọc để tranh nhiễu, nhằm nâng cao chất lượng Ắc quy: Là nơi tích trữ năng lượng khi có điện áp nguồn và là kho cung cấp năng lượng cho các phụ... luôn được nối tới UPS, luôn được nạp điện và sẵn sàng hỗ trợ cho inverter khi mất nguồn vào Bộ Inverter nhận nguồn DC đã được điều chế ổn định từ bộ chỉnh lưu sau đó sử dụng IGBT và bộ điều chế độ rộng xung để tạo nguồn AC ổn định ngõ ra 1.5.2 Chế độ Backup (Battery Mode) Chế độ battery được sử dụng tự động khi bị mất nguồn ngõ vào, hoặc nguồn ngõ vào bộ chỉnh lưu nằm ngoài đặc tuyến ngõ vào của UPS... phát điện và công tắc tĩnh Mạch chỉnh lưu là nguồn cung cấp một chiều cho máy nghịch biến Ăc quy để lưu trữ điện năng Khi nguồn điện xoay chiều ở mạng điện lưới bình thường, máy chỉnh lưu ngoài việc cung cấp công suất một chiều cho máy nghịch biến, còn nạp điện cho ăcquy Khi nguồn điện thành phố bị 18 ngắt, ăcquy lại cung cấp một chiều cho máy nghịch biến Khi nguồn điện lưới bị ngắt quá lâu, do dung lượng... làm hỏng bộ lưu điện UPS 2.1.1 Công suất Theo thiết kế công suất của UPS được tính theo công thức: Công suất UPS = P/0.7 (2.1 ) Như vậy công suất UPS tương đương là 1430 VA Khi thiết kế cho bộ lưu điện UPS nên tính toán giá trị VA cao hơn từ 20-25% giá trị tổng công suất của những thiết bị khác kết nối vào bộ lưu điện UPS để tránh quá tải Có nghĩa là phải thiết kế UPS có công suất 2000 VA hoặc thấp nhất... với những thiết bị điện có công suất thấp, đầu ra của mạch nghịch lưu đảm bảo ở mức điện áp 220V – 5A cung cấp cho các thiết bị điện không nhạy cảm với sự biến đổi của điện áp, không yêu cầu về điện áp đầu ra Loại này thường được sử dụng trong hộ gia đình hoặc văn phòng nhỏ  Dải công suất từ lớn hơn 1kw- 10kw Loại UPS này cũng tương tự như loại trên nhưng điện áp đầu ra lớn hơn nên cố thể dùng để bảo... điện áp ra của chỉnh lưu sử dụng cầu Diode Sơ đồ cầu 1 pha đơn giản, dễ dàng đấu nối, giá thành rẻ Thiết kế mạch trở lên rễ ràng, mạch thường được sử dụng trong các mạch công suất vừa và nhỏ Trong các sơ đồ chỉnh lưu chúng ta thấy dùng sơ đồ chỉnh lưu điều khiển cầu 1 pha không đối xứng, chỉnh lưu đối xứng, chỉnh lưu chỉnh lưu sử dụng cầu Diode cho chúng ta chất lượng điện áp và dòng điện áp tốt với mạch... phần năng lượng tạo ra điện áp Ve + Công suất tỏa ngiệt lên các van lớn 34 + Dạng sóng ra vuông lên chỉ chạy được tải thuần trở, các thiết bị không yêu cầu khắt khe về nguồn cấp Khi sử dụng cho các tải cảm thì động cơ chóng hỏng 2.4.4 Nghịch lưu xung vuông kết hợp với bộ lọc LC ngõ ra Hình 2.22 Sơ đồ ghép bộ lọc LC ở ngõ ra Có cấu tạo giống bộ nghịch lưu sóng vuông và được ghép thêm bộ lọc sau đầu ra . Z.,NB/87BW/07 kK,K4.QD.3.QM8.^3K4D4,K4.45j ,HS^RTI Thiết kế, chế tạo bộ lưu điện (UPS) dùng cho cửa cuốn ’ hZ=l3KD:7=B5[0.3.QZ23W7. .M7=B5344mH.BT,ZJ747= D4[dDn,K4.45 _B1L.6`,>ZCH. .mH L,T3oj?Q8218]..Z34H,N5, DRDh;.[0,b34,ZZ0=8.1N5,2,V1 dD,HS4.6U ([dD<.A4DUp  OZD.3.Q.6 4 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ LƯU ĐIỆN (UPS) 1.1 Khái niệm về bộ UPS qLqLDT eB.dB0.;7d0rdB0075f74BV0j8. .mHBRD4Z2,D;BR0BV7.Q 8.Z3KBVBR0J 14 15 Chương 2: XÂY DỰNG VÀ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT BỘ LƯU ĐIỆN (UPS) 2.1 Phân tích chỉ tiêu kỹ thuật ‚QBNBI.8/?;T7HB,.6ef`9BT7HB,.6/ BR.%%%• (BR./,U3F74•(j;T7HB,.6ZBRJdj <5.KB3a.,U3F,74k„/Z2D.B,U3F,•;P17R5 k„A6%/!