Bộ lưu điện UPS
Đồ án :Bộ lưu điện UPS GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TH.S TRẦN VĂN TRINH UPS được viết tắt từ cụm từ tiếng Anh: Uninterruptible Power Sytem được hiểu như là hệ thống nguồn cung cấp điện liên tục hay là bộ lưu trữ điện dự phòng. - Bộ lưu điện UPS là một hệ thống chuyển mạch rất nhanh khi mất điện nó cho phép sử dụng nguồn điện dự trữ mà các thiết bị vẫn hoạt động liên tục không bị gián đoạn trong một thời gian nhất định. Nội dung của đề tài là thiết kế bộ lưu điện UPS : -Thời gian chuyển mạch không bị mất nguồn - Thời gian trữ điện 5 phút - Công suất 300W Do sự chuyển mạch khi mất điện là rất nhanh nên ta cần nghiên cứu về kết cấu của hệ thống để đảm bảo sự chính xác và nhanh chóng theo những yêu cầu sau : + Tốc độ làm việc nhanh. + Thiết bị làm việc phải an toàn, tin cậy. + Kết cấu phải đơn giản. GIỚI THIỆU VỀ BỘ LƯU ĐIỆN UPS Giải thích sơ đồ: Khối nguồn 220V cấp cho bộ chuyển đổi AC-DC và khối điều khiển. Khối nguồn 12V có chức năng cấp cho khối điều khiển và nạp cho bình acquy tự động. Khối điều khiển: - Nếu khối điều khiển có nguồn cấp vào thì nó sẽ điều khiển cho nguồn 220V cung cấp cho tải hoạt động. . SƠ ĐỒ KHỐI: Nếu khối điều khiển không có nguồn thì nó sẽ đưa nguồn 220V từ khối nghịch lưu vào tải. Acquy là nguồn điện dự trữ .(Battery -12 v) Khối nghịch lưu có chức năng chuyển đổi điện áp 12V-220V cung cấp cho tải hoạt động. Vậy tải sẽ hoạt động liên tục khi mất nguồn điện chính , tùy theo nguồn acquy dự trữ để tải hoạt động trong một thời gian lâu hay chậm. Hìmh 1.1 Sơ đồ mạch khối điều khiển SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BỘ LƯU ĐIỆN UPS: Relay LS1 hoạt động, tiếp điểm thường hở đóng lại (chân 6,7) đồng thời mở tiếp điểm thường đóng (chân 3,4). Lúc này tải đang hoạt động ở nguồn điện VIN 220V thì đèn báo có điện sẽ sáng. Relay LS1 không hoạt động, tiếp điểm thường đóng (chân 3,4) đóng lại nguồn được cấp cho relay LS2,LS3 hoạt động, đóng tiếp điểm thường hở. Do đó, nguồn dương của bình acquy được cấp vào dương (+) mạch nghịch lưu , nguồn âm của bình acquy được cấp vào dương (-) mạch nghịch lưu ->Thông qua công tác nguồn ->Transitor công suất 2N3055khuyếch đại dòng biến áp nghịch lưu ->tạo thành nguồn 220V cấp cho tải hoạt động bằng nguồn diện dự trữ đồng thời đèn báo mất điện sẽ sáng. Hình 1.1 Sơ đồ mạch khối điều khiển Hình 1.2 :Sơ đồ mạch nạp bình acquy tự động SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ,Hoạt động CỦA BỘ LƯU ĐIỆN UPS: Nhiệm vụ của máy biến áp cho ra điện áp 12V đưa qua cầu chỉnh lưu toàn sóng .Led vàng( sáng) báo trạng thái mạch đang nạp bình .2 tụ C1 ,C2(2200f +2200f) nối tiếp nhau dùng lọc nhiểu điện áp vào . Vi mạch LM317 có chức năng so sánh điện áp,điện áp ngõ vào tối thiểu cao hơn điện ngõ ra 3 v để vi mạch họat động ổn định . Vi mạch Lm 317 : Vi mạch này có thể cung cấp cho ngõ ra có dòng lên đến 1,5 A mà điện áp ngõ ra thay đổi được từ 1,2 v -> 37 v Uo =Us ()+Iadj+Chọn R3=1(k),R4=820 (),R5=470(),VR=103() +Giả sử điện áp hết bình <12 (v) .Lấy Us=10(v) Uo=10()+100() Uo=10,2 (v) ->Mạch nạp bình . +Khi acquy nạp đầy bình ,điện áp tăng cao (điện áp khoảng hơn 13v ).Lấy Us=13 (v) Uo=13 ()+100() Uo=13,1(v) -Diod IN5408 phân cực nghịch -> Mạch không nạp bình Ngoài ra còn có cầu chì bảo vệ quá tải cho mạch nạp . Hình1.2: Sơ đồ nguyên lý của mạch nạp bình acquy tự động Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu DC_AC SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BỘ LƯU ĐIỆN UPS: Nguồn ổn áp nối tiếp cung cấp điện ổn định cho mạch dao động đa hài họat động . Điện áp ngõ ra được ổn định và chỉ phụ thuộc vào Uz . Chọn dòng cho Diod Zener ->Iz=(2- >3).IB=30(mA)-> U Z= U o +U BE=9 (v) +0.8 (v) =9,8 (v). Đây là mạch dao động đúng nghĩa vì nó tự phát sinh ra dạng sóng vuông lên tục mà nó không cần xung kích từ bên ngoài .Mạch không có trạng thái ổn định Nếu mạch đối xứng nghĩa là phần tử tương ứng giống nhau nhưng trên thực tế vẫn có sự mất cân xứng dù rất nhỏ ,nên khi mới đóng điện thì có 1 trong 2 transitor dẫn mạnh hơn . Giả sử T1 dẫn mạnh hơn T2 ,tụ C1 nạp điện qua Rc2 làm cho dòng Ib1 tăng cao nên T1 tiến đến bão hòa .Khi T1 bão hòa dòng Ic1 tăng cao và vc1 = 0,2 .Tụ c2 xả điện qua Rb2 và T1 xuống mass .Khi C2 xả điện áp âm trên tụ C2 được đưa vào cực Cb2 làm T2 ngưng dẫn .Thời gian ngưng dẫn của T2 chính là thời gian xả điện C2 qua Rb2 .Khi tụ C2 xả hết điện áp trên tụ =0 và tụ bắt đầu nạp điện từ Vcc qua Rb2 .Khi điện áp trên cực tụ =0.6v thì T2 dẫn và 0.8 v thì T2 dẫn bão hòa . Khi T2 dẫn bão hòa áp trên cực C2 =0.2 v ,cực dương của tụ c2 xem như nối mass .Còn cực âm tụ C1 = - Vcc nên cực nền T1 làm T1 ngưng dẫn .Hiện tượng này lập đi lập lại tùan hoàn .Chu kỳ của tín hiệu là dạng sóng vuông . Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu DC- AC [...]... 1,128.+ 0,05 = 1,128 + 0,05 = 0,574 (mm) KẾT LUẬN Đề tài bộ lưu điện UPS không phải là đề tài mới mẻ và cũng không phải là đề tài lớn nhưng nó đã phản ánh được sự vận dụng kiến thức, sự tìm tòi học hỏi, nghiên cứu và tinh thần làm việc của em, cùng với sự giúp đỡ của thầy TRẦN VĂN TRINH và các thầy cô trong khoa ĐIỆN TỬ Hình ảnh bộ lưu điện UPS hoàn chỉnh: Kết quả thực hiện : Nhìn chung đồ án... Rb1=Rb2==-=13,7(k) Chọn Rb1=Rb2=8,2(k) SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BỘ LƯU ĐIỆN UPS: Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý mạch khuyếch đại công suất Hình 1.4 Sơ đồ mạch khuyếch đại công suất Theo nguyên lý hoạt động của máy biến áp: Khi ta đặt vào hai đầu cuộn dây sơ cấp một điện áp AC có trị số là U1 thì trong cuộn sơ cấp xuất hiện dòng điện I1 Dòng điện I1 sinh ra một từ thông biến thiên theo quy luật của nguồn... quy luật của nguồn AC Do lõi biến thế là mạch từ khép kín nên từ thông móc vòng qua lòng cuộn dây thứ cấp và tạo ra trên hai đầu cuộn thứ cấp một suất điện động cảm ứng U2 Ta có tỉ lệ áp và dòng: = Theo yêu cầu của đồ án là thiết kế bộ lưu điện UPS với công suất P2 300W Dòng qua cuộn thứ cấp: I2 = = = 1,36(A) Dòng qua cuộn sơ cấp: I1 = = = 25(A) Vì máy biến áp INVERTER có điểm giữa nên... Q2 dẫn ICQ1 = = = 0,018 (A) Ta có 2 transisto r2N3055 ghép song song nên ta có dòng khuếch đại tổng: IT = 2 ICQ 2n3055 = 2.10 = 20 (A) Đây là mạch khếch đại công suất nên các điện trở R15,R16,R17,R18 phải là điện trở công suất Ta có công suất tại RE2 R16 = = = 333 () R17 = = = 333 () P = VE2.ICQ2 = 6.0,018 = 0,108(W) Vì R17 nối tiếp với R15 và R18 nối tiếp với R16 Chọn R16 = R17... ta phải nhân với hệ số hao hụt chọn 1,1 Cuộn thứ cấp: nV’ = 1,1 nV = 1,1.3,08 = 3,39 (vòng/vôn) + Số vòng dây quấn ở các cuộn dây: Do biến đổi từ 12VDC nên biên độ xoay chiều max là 12V Ta có điện áp hiệu dụng: U1 = = 8,5 (V) Số vòng dây ở cuộn sơ cấp: N1 = nV.U1= 3,08.8.5 = 27 (vòng) Vậy quấn hai cuộn dây sơ cấp 27 vòng có điểm chung ở giữa Số vòng dây ở cuộn thứ cấp: N2= nV’.U2 . nguồn cung cấp điện liên tục hay là bộ lưu trữ điện dự phòng. - Bộ lưu điện UPS là một hệ thống chuyển mạch rất nhanh khi mất điện nó cho phép sử dụng nguồn điện dự trữ mà các thiết bị vẫn hoạt. 1.3 Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu DC_AC SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BỘ LƯU ĐIỆN UPS: Nguồn ổn áp nối tiếp cung cấp điện ổn định cho mạch dao động đa hài họat động . Điện áp ngõ ra được ổn định. dung của đề tài là thiết kế bộ lưu điện UPS : -Thời gian chuyển mạch không bị mất nguồn - Thời gian trữ điện 5 phút - Công suất 300W Do sự chuyển mạch khi mất điện là rất nhanh nên ta cần