Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của bộ lưu điện UPS

Dạng động lực UPS: Chủng loại của sản phẩm dạng động lực rất nhiều, đặc điểm chung của các loại sản phẩm là dùng các linh kiện động lực như bánh đà hoặc loại giống như bánh đà để chuyển

Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của bộ lưu điện UPS

cơ, mô tơ, máy phát điện, bánh đà, được tập hợp là dạng động lực Có thể chia làm dạng trên tuyến và dạng cách tuyến, dạng trên tuyến là toàn bộ hoặc một phần thiết bị của UPS được đặt ở khoảng giữa của dòng điện và chịu tải, có tác dụng cách ly Dạng cách tuyến ở trạng thái máy nóng chờ đợi sử dụng, chỉ cung cấp điện khi nguồn điện bị ngắt, nên không có khả năng cách ly dòng điện có chất lượng xấu do sự quấy nhiễu, áp cao, áp thấp, biến đổi trong hệ thống cung cấp điện, trừ khi khả năng tài chánh eo hẹp, đừng sử dụng loại này, nên không giới thiệu trong bài văn này

Dạng tịnh chỉ UPS:

Cấu tạo chủ yếu gồm:

1 Mạch nạp điện/bộ chỉnh lưu

2 Bình ắc quy

3.Bộ biến đổi

4 Công tắc chuyển đổi dạng tịnh chỉ

5 Công tắc đường rẽ bảo vệ

6 Mạch biến áp cách ly phối hợp

Dạng động lực UPS:

Chủng loại của sản phẩm dạng động lực rất nhiều, đặc điểm chung của các loại sản phẩm là dùng các linh kiện động lực như bánh đà hoặc loại giống như bánh

đà để chuyển đổi nguồn điện ( giữa thiết bị cung cấp điện của thành phố và nguồn giữ điện ) sẽ phóng thích ra năng lượng lưu trữ õ, để làm cầu nối chuyển tiếp, cung cấp điện lực khi dòng điện bị ngắt đi hoặc khi mạch kín chịu tải bị chập mạch, cung cấp nguồn điện lớn và loại trừ các trục trặc về sự cách ly Trong hệ thống này, nếu phân biệt theo kết cấu, có thể chia làm 2 dạng: toàn động lực và dạng hỗn hợp, chủ yếu khác nhau do các cấu kiện hợp thành

Dạng toàn động lực

(1) Cuộn chắn động điện

(2) Máy đồng bộ (tổ máy phát điện mô tơ)

(3) Bộ ly hợp

(4) Động cơ

(5) Thiết bị dự trữ năng lượng (như thiết bị bánh đà)

(6) Công tắc đường rẽ bảo vệ

Loại hỗn hợp

(1) Cuộn chắn động điện và công tắc mở dòng điện

(2) Thiết bị dự trữ năng lượng

(3) Máy nạp điện/ bộ biến đổi

(4) Bình ắc quy

(5) Động cơ điện

(6) Công tắc đường rẽ bảo vệ

Trạng thái làm việc của hệ thống

Dạng tịnh chỉ

Khi vận hành bình thường

Hệ thống được cung cấp điện bởi điện lực thành phố, sau khi qua máy nạp điện/

bộ chỉnh lưu, một phần nhỏ sẽ chuyển đến bình ắc quy, phần lớn được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều qua bộ chuyển đổi để cung cấp cho tải, nguồn điện cho ra của bộ biến đổi phải đồng bộ với nguồn điện đường rẽ, đường cung cấp điện theo hình 1 Do điện ra và vào cần đi qua máy nạp điện / bộ chỉnh lưu

và bộ biến đổi, nên có thể tồn tại những tín : ở trạng thái tạm ngưng, điện áp thấp, cúp điện trong giây lát, sóng cộng huởng và các tín hiệu nhiễu v.v.và tình trạng này không truyền ra đến ngõ ra, đây là một trong những công dụng lớn của dạng UPS trên tuyến

Khi hệ thống khác thường

(1) Khi nguồn điện vào AC khác thường, bộ biến đổi được cung cấp điện từ bình

ắc quy đã nạp đầy điện, nguồn điện xoay chiều từ ngõ ra cung cấp cho máy vận hành tự do ( cái gọi là vận hành tự do không cần đồng bộ với bất kỳ nguồn điện, nhưng tần số vẫn giữ ở mức trong 60 b 0.5 Hz) như hình 2

(2) Máy nạp điện/bộ chỉnh lưu trục trặc

Trường hợp này như trên, nhưng nguồn điện ra của bộ biến tần vẫn đồng bộ với nguồn điện đường rẽ

(3) Trục trặc ở bộ biến đổi

Công tắc chuyển đổi dạng tịnh chỉ lập tức chuyển đổi chịu tải đến nguồn điện đường rẽ như hình 3, cái gọi là “không ngắt” là chỉ tình trạng này, động tác chuyển đổi của công tắc chuyển đổi dạng tịnh chỉ cần phải nhanh chóng, nhanh đến mức ngõ thiết bị điện đang sử dụng không kịpù cảm nhận và vẫn làm việc bình thường Do UPS dạng tịnh chỉ phán đoán nguồn điện lực cung cấp có bình thường hay không thông qua việc kiểm tra điện áp của ngõ vào, từ đó có sự “đứt đoạn” gây tác động chuyển đổi (tức là ngắt trước nối sau), nên nói một cách khác là sự “không đứt đoạn” hay gọi là “đứt đoạn trong giây lát” mới thực sự phù hơpï thực tế Thời gian “đứt đoạn trong giây lát” này thường nhỏ hơn 4ms (mili giây); sau khi bộ chuyển đổi ra điện bình thường,tải chuyển trở lại bộ chuyển đổi

(4) Chức năng khôi phục tự động xảy ra khi tình huống khác thường như : quá tải, quá nóng, chịu tải chập mạch, mà không phải trục trặc ở bộ chuyển đổi thì công tắc chuyển đổi dạng tịnh chỉ lập tức chuyển đổi chịu tải như nguồn điện đường rẽ ở hình 3, sau khi loại trừ các nguyên nhân trên, công tắc chuyển đổi dạng tịnh chỉ tự động chuyển nguồn điện đường rẽ trở về bộ chuyển đổi, trở lại trang thái hình 1

Khi sửa chữa

Sửa chữa công tắc đường rẽ và các công tắc liên quan sẽ cách ly hoàn toàn các

bộ phận mang điện của bộ chuyển đổi và công tắc chuyển đổi dạng tỉnh chỉ, bảo đảm không bị điện giật khi sửa chữa như hình 4

Dạng toàn động lực:

Khi vận hành bình thường

Hệ thống được cung cấp điện từ điện lực thành phố, cung cấp cho tải sử dụng qua cuộn chắn động điện, một phần nhỏ cung cấp cho máy đồng bộ và bánh đà

để bổ sung tổn thất cho sự ma sát để duy trì động năng Máy đồng bộ ngoài có chức năng làm cho điện áp ra ổn định, còn có chức năng cung cấp công suất vô hiệu để cải thiện thừa số công suất ngõ vào để gần bằng một Qua tác dụng của cuộn chắn động điện và máy đồng bộ, có thể điều tiết dòng điện chịu tải không cân bằng, để dòng điện ngõ vào được cân bằng

Ký hiệu :

1 Động cơ ; 2 Bộ ly hợp ; 3 Máy đồng bộ ; 4 Công tắc cho ra của máy phát điện; 5.Thiết bị trữ năng (bánh đà); 6 Ngõ vào của dòng điện thành phố ;

7.Công tắc ngõ vào; 8 Cuộn chắn động điện; 9 Công tắc ngõ chịu tải; 10 Công tắc đường rẽ bảo vệ; 11 Điện cho ra

Vì thế, bất cứ sóng cộng hưởng do ngõ chịu tải sản sinh ra hoặc đa số sóng cộng hưởng của ngõ nhập đều suy giảm Cuộn chắn động điện cũng có thể tách điện

áp bị nhiễu bởi ly tín hiệu tạp trong nguồn điện ngõ vào

Động cơ ở trạng thái tịnh chỉ, những máy đang nóng và đang được làm nhờn, đã làm cho động cơ ở trạng thái có thể khởi động vào bất cứ lúc nào, bộ ly hợp trở thành đường mở (open) , như hình 5

Khi cúp điện

Khi hệ thống trinh trắc dò được dòng điện do thành phố cung cấp bị cúp, Công tắc ngõ vào mở liền, mượn năng lượng được phóng ra của thiết bị trữ năng, máy động bộ tạm thời trở thành máy phát điện, tiếp tục cung cấp điện cho chịu tải Đồng thời lập tức khởi động động cơ, sau khi đạt tốc độ ổn định trong vòng 2 giây, bộ ly hợp đóng lại, động cơ truyền dẫn bánh đà và máy đồng bộ có tốc độ chuyển động dần dần chậm lại, trạng thái làm việc như hình 6 Cần phải chú ý nếu động cơ không thể khởi động một cách thuận lợi, bộ ly hợp sẽ bị cưỡng chế đóng lại, lợi dụng vòng xoay của máy đồäng bộ chuyền động động cơ Đây gọi

là khởi động cao tốc, để tránh cúp điện

Khi có điện lại

khi dòng điện thành phố cung cấp trở lại,tải qua một thời gian ,dự thiết đã trở về

sử dụng dòng điện của thành phố cung cấp đồng thời bộ ly hợp mở, động cơ ngưng máy, hệ thống trở lại như trạng thái hình 5

Khi sửa chữa

Công tắc đường rẽ kín, công tắc vào và ra mở,tải chuyển cung cấp qua mạch đóng của công tắc đường rẽ, tốc độ quay của máy đồng bộ giảm dần dần đến ngưng hẳn như hình

UPS dạng hỗn hợp:

Là tổ hợp các linh kiện động lực và tịnh chỉ, cung cấp dòng điện ổn định và chắc chắn Đây chỉ là một trong những dạng hỗn hợp, xin tham khảo phụ lục để biết những loại hình khác

Thiết bị trữ năng của loại hình này là các linh kiện động lực, có máy nạp điện và

bộ biến đổi để bổ sung cung cấp điện cho thời gian cúp điện quá dài, cũng có thể trang bị động cơ khác để cung cấp điện Thiết bị trữ năng có thể chia là loại mô

tơ và máy phát điện Cũng có thể là loại hợp nhất Chức năng hai loại này giống nhau, nhưng kết cấu khác nhau thì hiệu suất khác nhau, ở đây lấy loại hợp nhất

để làm ví dụ

Khi vận hành bình thường

Khi bình thường, dòng điện qua công tắc cầu dao, bộ chắn động điện, thiết bị trữ năng đến tải, công tắt cầu dao có chức năng chống dòng điện chập mạch ở ngõ vào, tránh nguồn năng lượng bị hút đi ; bộ chắn động điện sẽ hạn chế mức đối

đa công suất vô hiệu; mạch kín dòng điện vào sẽ chuyển thành dòng điện xoay chiều qua máy nạp điện, một mặt nạp điện cho ắc quy, mặt khác cung cấp cho

bộ biến đổi chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều đồng bộ cho ra cùng với ngõ vào của thiết bị trữ năng, hình thành trạng thái hot stand by

Khi cúp điện

Khi hệ thống nhận biết được dòng điện thành phố bị cúp, công tắt ngõ vào mở,

bộ biến đổi cung cấp điện tức khắc, ắc quy cũng bắt đầu phóng điện Đồng thời, với năng lượng tạm trữ, thiết bị trữ điện cũng tạm thời cung cấp điện cho tải, vì thế, giống như UPS dạng toàn động lực là loại thiết bị giữ điện hoàn toàn, có một điều yên tâm hơn so với dạng toàn động lực là : vài phút

đến mấy mưoi phút sau khi cúp điện có bình ắc quy và bộ biến đổi cung cấp điện, không như dạng toàn động lực cần mấy giây thời gian để khởi động động

cơ có sự lo lắng về phần cung cấp điện bị gián đoạn Thời gian cung cấp điện của bình ắc quy có hạn, thông thường từ 15-30 phút, vượt quá thời gian này , hệ thống vẫn còn sử dụng, nếu muốn kéo dài khả năng cung cấp điện cho thời gian cúp điện kéo dài, có thể gắn thêm mô tơ để thúc đẩy máy đồng bộ, chỉ cần có nhiên liệu, có thể kéo dài thời gian cung cấp điện

Khi sửa chữa

Công tắt mạch rẽ kín, công tắt vào ra mở, tải chuyển cung cấp qua mạch đóng của công tắc đường rẽ, tốc độ quay của máy đồng bộ giảm dần dần đến ngưng hẳn như hình 7

UPS dạng tịnh chỉ

Mạch nạp điện/ bộ chỉnh lưu

Chức năng chủ yếu của thiết bị này là chuyển dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều, một mặt cung cấp cho bộ biến đổi chuyển thành dòng xoay chiều để đi đến chỗ tải, mặt khác nạp điện cho bình ắc quy Dung lượng của thiết bị này ngoài việc cần đầy đủ điện lượng cung ứng, còn cần có thêm 10-25

% để cung cấp cho công việc nạp điện

Bình ắc quy

Trong UPS dạng tịnh chỉ, bình ắc quy có vai trò rất quan trọng, khi cúp điện mà không có nó, UPS cũng ngưng theo,như vậy UPS cũng hết công dụng là UPS Thời gian lưu điện của bình ắc quy thông thường là 10-15 phút, tùy theo tình trạng cung cấp điện của thành phố, có cần tự chuẩn bị máy phát điện hay không,

đẳng cấp chịu tải và yếu tố kinh tế v.v thời gian dự trữ dài hoặc ngắn không đồng đều, có trường hợp dài từ 1-3 tiếng Nhưng thời gian lưu trữ của bình ắc quy bao lâu, nếu trong thời gian dài cần dung lượng ắc quy rất lớn, không những chiếm diện tích chỗ khá lớn, kinh phí đầu tư cũng nhiều, nên đầu tư máy phát điện

Bộ biến đổi

Trong dạng tịnh chỉ, bộ biến đổi là trái tim của UPS, bộ biến đổi chuyển dòng điện một chiều từ bình ắc quy hoặc bộ chỉnh lưu thành dòng điện xoay chiều để cung cấp cho tải sử dụng, điện nguồn UPS tốt hay xấu, hoàn toàn quyết định ở

bộ biến đổi, trong dạng hỗn hợp ra điện của bộ biến đổi phải qua máy đồng bộ, chất lượng của nguồn điện đã lọc qua, nên không nghiêm khắc đối với yêu cầu hình sóng cho ra của bộ biến đổi, dù là sóng vuông cũng được

Công tắt chuyển đổi dạng tịnh chỉ

Trong UPS dạng tịnh chỉ, nếu cho bộ biến đổi là trái tim của UPS, thì STS có thể cho là linh hồn của UPS, vì giữa 2 nguồn điện, UPS chuyển đổi tỷ lệ tốc độ ngắn hơn 4ms, không làm đứt đoạn nguồn điện, STS là công thần số một

STS có thể chia làm dạng cơ giới và dạng điện tử Dạng cơ giới sử dụng công tắc điện tử hoặc bộ ngắt thông thường Khi chuyển đổi, điện lực đứt khoảng 50-250ms Cái gọi là “đứt đoạn” bắt đầu tính từ khi điện áp thấp hơn trị số cho phép (thông thường qui định là 85%) đến lúc hoàn thành động tác chuyển đổivà đến khi điện áp trở lại bình thường Tốc độ trinh trắc tuy rất nhanh nhưng động tác chuyển đổi lại rất chậm, những thiết bị tinh vi hoặc máy vi tính sẽ không thể chịu đựng nổi Tốc độ tring trắc của STS dạng điện tử ngắn hơn 4ms, động tác chuyển đổi chỉ 0.5 ms, nên thời gian ở giai đoạn giữa của điện ngắn hơn 4.5ms,

có thể thỏa mãn cho nhu cầu một số máy vi tính thông thường và một số thiết bị tinh vi

Kết cấu của công tắt dạng điện tử có thể chia làm dạng trang thái toàn bộ cố định và dạng hỗn hợp như sau:

(1) Dạng trạng thái toàn bộ cố định

STS dạng trạng thái toàn bộ cố định tổ hợp từ SCR, có các tác động thiết thực, trục trặc ít, nhưng do thuộc dạng vận hành liên tục, STS cần sử dụng “cấp bậc vận hành liên tục”, giá thành hơi cao Và khi SCR có điện đi qua sẽ sản sinh điện áp thấp, không những mang lại tổn thất cho điện (khoảng1~ 2%) cũng làm tăng tải của máy điều hòa, nên năng suất hơi thấp

Trong hình, điện do bộ chuyển đổi cung cấp đi qua từ tổ # 1 SCR,dòng điện do thành phố cung cấp chuyển từ #2 SCR đến tải, khi bình thường chỉ có tổ #1 SCR thông qua, khi bộ chuyển đổi trục trặc hoặc sửa chữa thì qua từ tổ #2 SCR, tín hiệu chuyển đổi giữa 2 SCR này do mạch điện điều khiển

(2) Dạng hỗn hợp

Dạng trạng thái toàn bộ cố định có khuyết điểm là tiêu hao điện nhiều, gây lãng phí năng lượng, giá thành hơi cao và tăng tải của máy điều hòa, vì thế vẫn có người sử dụng dạng hỗn hợp

Khi bình thường, CB2 ON, CB1 OFF trong hình (a) và Sw trong hình (b) ở vị trí

1, chịu tải được cung cấp điện từ bộ chuyển đổi, khi bộ chuyển đổi trục trặc hoặc khi sửa chữa thì CB1 On, CB2 Off và Sw ở vị trí 2, tải được chuyển cung

cấp điện từ thành phố Quy trình chuyển đổi như sau:

(A) Khi bộ chuyển đổi trục trặc hoặc sửa chữa

à SCR OFF hoặc trong hình (b), SCR ONà CB2 OFF, CB1 ONàTrong hình (a), SCR ON SCR OFF.àSw chuyển đến 2

(B) Khi phục hồi

à SW chuyển đến 1 àTrong hình (a), CB2 ON, CB1 OFF hoặc trong hình (b), SCR ON SCR OFF

Từ đó ta biết được mấy việc : 1 SCR chỉ đảm nhiệm cung ứng điện trong thời

kỳ quá độ khi chuyển đổi, một khi CB1 ON hoặc SW chuyển đến vị trí 2, SCR thì thoát ra 2 SCR không phải là dạng vận hành liên tục, nên dung lượng của

nó có thể nhỏ hơn 3 Trong quá trình chuyển đổi , nhất định phải “tiếp trước đứt sau”, hai nguồn điện liên kết ở một chỗ, vì thế sự đồng bộ rất quan trọng

CB và SW của dạng hỗn hợp nếu trong quá trình chuyển đổi không thuận lợi (ví

dụ bị kẹt), thì SCR không thể đảm nhận sử dụng liên tục sẽ bị cháy, cũng là khuyết điểm của dạng hỗn hợp, người sử dụng cần đặc biệt chú ý

Công tắc bảo vệ đường rẽ

Sau khi qua một thời gian sử dụng, UPS cần phải bảo trì, công tắc này có thể cung cấp một đường lối không liên quan hoàn toàn với UPS, UPS có thể tắt máy yên tâm để sửa chữa, bảo trì Nhưng đây là một mạch kín cung cấp điện cuối cùng, nếu không may, lúc này công ty điện lực lại cúp điện, sẽ không tránh khỏi máy phải bị tắt đi, vì thế nên mở sẵn máy phát điện trước khi sửa chữa, sẽ an toàn hơn

Bộ biến áp tách ly phối hợp

Nếu điện áp nguồn điện đường rẽ (ví dụ như 3 ψ , 4W, 380v) và điện áp thiết bị điện dùng (ví dụ như 3 ψ , 4W, 208/120 v) trong hệ thống cung cấp điện khác nhau, thì hệ thống UPS cần gồm có thiết bị này Thiết bị này giúp điện áp nguồn điện đường rẽ hoàn toàn giống như điện áp ra của bộ chuyển đổi, để khi có xảy

ra sự cố nêu trên, tải có thể không bị đứt đoạn khi chuyển đổi giữa hai nguồn điện

UPS dạng toàn động lực:

Cuộn chắn động điện

Nói như trên, chủ yếu là linh kiện cách ly sự can nhiễu cao tần và thành phần sóng cộng hưởng của nguồn điện và tải Cũng có nghĩa là sóng cộng hưởng do tải sản sinh sẽ không thể truyền đến phía nguồn điện, và sóng cộng hưởng , tín hiệu tạp do nguồn điện mang lại cũng không thể đến phía tải

Máy đồng bộ (tổ máy phát điện mô tơ)

Khi điện lực thành phố cung cấp bình thường, máy đồng bộ được cung cấp năng lượng từ nguồn điện thành phố để duy trì chuyển động (năng lượng lớn để khởi động được mô tơ cung ứng) tác dụng như mô tơ, nhưng có thể duy trì điện áp ổn định do tải biến đổi điều tiết cho ra điện áp Công suất vô hiệu sẽ do máy đồng

bộ cung ứng, vì thế, bất kể thừa số công suất tải là bao nhiêu, thừa số công suất phía vào có thể điều chỉnh đến 1 Khi điện lực thành phố bị cúp, máy đồng bộ tức khắc trở thành máy phát điện, chuyển năng động trữ trong thiết bị trữ năng chuyển thànhø điện năng tiếp tục cung cấp điện cho tải Thiết bị trữ năng có thể

lập tức giải phóng điện, nên dung lượng chập mạch sẽ nhiều hơn UPS dạng tịnh chỉ

Bộ ly hợp

Bộ ly hợp có hai chức năng, một là khi hệ thống bắt đầu phục vụ, cần mô tơ kéo theo máy đồng bộ chuyển động, khi mô tơ chuyển tốc gần đến mức quy định, bộ

ly hợp kép lại dần dần, máy đồng bộ và thiết bị trữ năng tăng tốc dần dần đến tốc độ quy định Loại2 là sau khi phục vụ bình thường, nếu điện lực thành phố

bị cúp, mô tơ có thể khởi động vô tải với tốc độ nhanh, làm tăng cơ hội khởi động thành công, bộ ly hợp kép lại sau khi mô tơ khởi động, cung cấp điện từ

mô tơ

Mô tơ

Giống như mô tơ bình thường, chỉ cần có nhiên liệu thì có thể chuyển động không hạn chế thời gian

Thiết bị trữ năng (như là thiết bị bánh đà)

Khi bị cúp điện sẽ phóng thích ra năng lượng, nhưng năng lượng dự trữ sẽ có hạn, chỉ có thể cung ứng ước lượng là dưới 2 giây, trong khoảng thời gian này,

mô tơ cần phải khởi động thuận lợi để cung cấp chịu tải, để tránh nguồn điện bị đứt đoạn

Công tắc bảo vệ đường rẽ

Giống như dạng tịnh chỉ, công tắc này cung cấp Router khi sửa chữa hệ thống

UPS dạng hỗn hợp

Cuộn chắn động điện và công tắc điện

Cuộn chắn động điện thiết kế ở giữa nguồn điện thành phố và thiết bị trữ năng, nếu tỷ lệ biến động điện áp của dòng điện thành phố dưới ± 15%, có thể giảm công suất vô hiệu từ phía dòng điện thành phố đi vào và đi ra thiết bị trữ năng Khi chập mạch phía điện vào, để tránh tổn thất năng lượng ra, vì thế công tắc điện cũng thiết kế ở giữaphía dòng điện thành phố và thiết bị trữ năng, khi chập mạch ở phía điện thành phố, công tắc điện lập tức mở , cách ly hệ thống và điểm trục trặc

Thiết bị trữ năng

Dây điện của mô tơ và máy phát điện cùng quấn trên cùng một Stator, hình thành một bộ biến áp rất đặc biệt, cuộn dây mô tơ là một lần trắc, cuộn dây máy phát điện là hai lần trắc Khi dòng điện đi vào cuộc dây mộ tơ, sẽ sản sinh ra từ trường xoay vòng, cuộn dây hai như máy biến áp sản sinh điện áp ra ở cuộn dây máy phát điện, đồng thời từ trường xoay vòng này kéo theo Rotor chuyển động, tác dụng như máy điện cơ cảm ứng Máy biến áp thông thường không có cách ngăn chặn sóng cộng hưởng một lần hoặc điện áp biến đổi truyền đến hai lần trắc, nhưng loại máy này có Rotor, chỉ cần điều kiển dòng điện kích từ của Rotor thì có thể điều kiển dòng điện ra được tương đối tốt mà không bị ảnh hưởng của sóng cộng hưởng một lần trắc hoặc chuyễn đổi Cơ chế chủ yếu để giải trừ sóng cộng hưởng:trong Rotor có (Damper Windings) với thiết kế có tác dụng làm suy giảm sự sản sinh của sóng cộng hưởng

Trong UPS dạng động lực, kết cấu dạng này có mấy đặc điểm như sau:năng

lượng một lần trắc đến hai lần trắc không qua chuyển đổi với phương thức cơ giới năng , hiệu suất cao; điện áp một lần và điện áp hai lần có một khắc; mô tơ

và máy phát điện hợp thành một thể, thể tích rút nhỏ thể tích của Rotor có thể cung cấp điện để bù lại điện lực bị cúp trong thời kỳ quá độ ; có động năng quán tính, dung lượng chập mạch đặc biệt lớn

Mạch nạp điện /bộ chuyển đổi

Cấu tạo và chức năng giống như mạch nạp điện /bộ chuyển đổi của dạng tịnh chỉ nhưng do mạch nạp điện chỉ chịu tổn thất không tải của bộ chuyển đổi và điện lực sung nổi của bình ắc quy, nên dung lượng hơn nhỏ

Bình ắc quy : Giống như bình ắc quy của dạng tịnh chỉ

Mô tơ : Giống mô tơ của dạng toàn động lực , nhưng vì có bình ắc quy, cho nên không nhất thiết phải có

Công tắc bảo vệ đường rẽ :Giống như công tắc bảo vệ đường rẽ của dạng toàn động lực

Dưới đây tôi xin giới thiệu một số nguyên lý hoạt động của UPS

tháng 10 ngày 28 năm 2011

UPS - Bộ lưu điện

UPS (Uninterruptible Power Supply) là một thiết bị có thể cung cấp tạm thời điện năng nhằm duy trì sự hoạt động của thiết bị sử dụng điện lưới gặp sự cố (mất điện, sụt giảm điện áp quá thấp, sự cố khác ) trong một khoảng thời gian với công suất giới hạn theo khả năng của nó

Ở Việt Nam, UPS thường quen được gọi là: cái lưu điện hay bộ lưu điện, cục lưu điện Các loại UPS thông dụng hiện nay thường bao gồm ba loại chính theo nguyên lý làm việc của chúng: UPS offline, UPS offline công nghệ Line

interactive và UPS online Nếu lựa chọn một chiếc UPS thì bạn chọn loại nào? giá tiền của chúng ra sao và sự ảnh hưởng của từng loại UPS đối với thiết bị sử dụng như thế nào

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Trước hết xin giải thích thêm một chút về năng lượng tích tụ trong UPS như thế nào? Rất nhiều người đã biết rằng bên trong UPS sẽ có các ắc quy để tích điện,

có lẽ chỉ cần biết đến thế là biết được nguyên lý làm việc của chúng một cách sơ đẳng nhất: Chuyển điện từ ắc quy sang thành nguồn điện dân dụng của địa phương

Tích trữ năng lượng bằng ắc quy

Như vậy thì bên trong mỗi UPS đều có ắc quy Tôi luôn nhìn thấy hai chiếc để

có một điện áp khoảng 24V Tại sao không dùng chỉ 1 ắc quy? Điều này do công thức: P(công suất, W) = U(điện áp, V).I(dòng điện, A) thì ví dụ như để phát khoảng 200W (coi là tải thuần), với 1 ắc quy 12V phải xuất một dòng điện khoảng 16,6A, nhưng với 2 ắc quy 12V nối tiếp thì chỉ phải xuất ra 8,3A Để xuất một dòng cỡ như 16,6A thì với các ắc quy có dung lượng nhỏ (tầm trên 7Ah) trong các UPS là không phù hợp Vậy UPS (đa phần là sử dụng ắc quy gắn trong nó) nếu sử dụng nhiều ắc quy sẽ tốt hơn là sử dụng ít ắc quy

Biến đổi thành dòng điện xoay chiều

Và ắc quy cung cấp điện một chiều thì làm thế nào để có thể biến chúng thành xoay chiều? Bạn có thể hiểu loáng thoáng rằng có một mạch điện nào dó biến đổi điện một chiều thành các giao động xoay chiều, và các giao động này với tần

số và điện áp phù hợp với địa phương mà bạn sử dụng - tức là 220Vac 50Hz hoặc 110Vac 60Hz Để biết thêm về cách thức biến đổi điện từ một chiều sang xoay chiều, bạn có thể đọc thêm bài: Kích điện dùng ắc quy

PHÂN LOẠI UPS

UPS loại phổ thông nhất được phân thành các dòng sản phẩm chính về công nghệ như sau: UPS Offline (đơn thuần), UPS Offline với công nghệ

Line-interactive, UPS Online (còn hai loại khác nữa là: UPS tĩnh, UPS quay thì có lẽ rằng chúng không sử dụng các nguyên lý như loại UPS phổ thông dùng trong dân dụng nên ít được nhắc tới, bản thân tôi cũng chưa biết đến chúng)

UPS offline

Được sử dụng nhiều nhất hiện nay có lẽ là các loại UPS offline bởi giá thành của chúng rẻ hơn nhiều so với các loại UPS cùng loại Nếu bạn đang sử dụng một chiếc UPS thì nhiều khả năng thuộc loại này, có phải rằng tôi đã chủ quan khi nói điều đó? bởi vì tôi biết rằng người đọc ở Việt Nam (thông qua sự thống kê của geovisit mà tôi đang dùng ) thường chưa hiểu rõ về các UPS và các loại của chúng nên lựa chọn theo cảm tính và giá rẻ là phần nhiều

Dưới đây là sơ đồ cơ bản về nguyên lý làm việc của UPS offline, loại thông dụng nhất trên thị trường hiện nay:

Theo sơ đồ này, ta nhận thấy rằng phương pháp làm việc của nó như sau:

Nguồn điện lưới đầu vào thông qua một công tắc ngắt mạch (được ghi chữ

"bypass" trong sơ đồ) đến với đường đầu ra

Nguồn điện từ pin được chuyển đổi thành điện áp xoay chiều theo tham số phù hợp với nguồn điện địa phương

Khi mất điện lưới, hệ thống ắc quy cung cấp cho mạch điện giao động để

chuyển thành dòng điện xoay chiều tiếp tục cung cấp cho thiết bị tiêu thụ

Nhìn qua sơ đồ này chúng ta dễ nhận ra nhược điểm của loại UPS offline: Thời gian chuyển mạch từ khi sự cố điện lưới cho đến khi nguồn pin cung cấp cho thiết bị tiêu thụ Hiểu một cách đơn giản thế này: Công tắc ngắt điện khỏi nguồn lưới để chuyển sang dùng điện từ pin phải đảm bảo khi ngắt hoàn toàn ra khỏi lưới điện mới được phép cung cấp điện từ bộ inverter (trên thực tế thì các UPS này có đến hai "công tắc chuyển mạch" kiểu như trên dược điều khiển cùng lúc -trong kỹ thuật thường gọi là "rơ le") bởi nếu không dòng điện cung cấp từ pin sẽ