Thiết kế bộ nguồn cấp điện liên tục UPS, phần chỉnh lưu với các tham số sau: - Điện áp nguồn: 220 VAC+10%,-10%, 50Hz. - Công suất: 15KVA. - Điện áp ra: 220 VAC+/-1%. - Ắc quy: axist loại kín, thời gian lưu điện 10 phút

Thiết kế bộ nguồn cấp điện liên tục UPS, phần chỉnh lưu với các tham số sau: - Điện áp nguồn: 220 VAC+10%,-10%, 50Hz. - Công suất: 15KVA. - Điện áp ra: 220 VAC+/-1%. - Ắc quy: axist loại kín, thời gian lưu điện 10 phút

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Đề bài: Thiết kế nguồn cấp điện liên tục UPS, phần chỉnh lưu với tham số sau: - Điện áp nguồn: 220 VAC+10%,-10%, 50Hz - Công suất: 15KVA - Điện áp ra: 220 VAC+/-1% - Ắc quy: axist loại kín, thời gian lưu điện 10 phút http://www.ebook.edu.vn ChƯ¬ng I: Tỉng quan vỊ bé ngn liªn tơc UPS (uninterruptible power system) I Giới thiệu chung UPS 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 vo hệ thống (quá tải, nhiễu, cân pha, sấm sét, ) Những cố ny gây hậu khác Về mặt lý thuyết: Hệ thống phân phối lợng điện tạo điện áp hình sin vơi biên độ v tần số thích hợp để cung cấp cho thiết bị điện (400V-50Hz chẳng hạn) Trong thực tê, sóng hình sin điện áp v dòng điện tần số bị ảnh hởng phạm vi khác cố xuất 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 ny ảnh hởng đến đờng dây ngoi trời cáp chôn, chẳng hạn: - Sấm sét lm điện áp tăng đột ngột hệ thống cung cấp điện - Sơng giá lm cho đờng dây bị đứt Những tợng ngẫu nhiên, chẳng hạn: - Cnh rơi gây gắn mạch đứt dây - Đứt cáp đo ®Êt - Sù h− háng hÖ thèng cung cÊp Những thiết bị dùng điện ảnh hởng đến hệ thống cung cấp Lăp đặt công nghiệp, chẳng hạn: - Động gây điện áp rơi v nhiễm RF trình khởi động - Những thiết bị gây ô nhiễm: lò luyện kim, máy hn, gây điện áp rơi v nhiễm RF Những hệ thống điện tử công suất cao Thang máy, đèn huỳnh quang Những cố ảnh hởng đến việc cung cấp lợng điện cho thiết bị phân thnh loại sau: Lệch điện áp Ngừng hoạt động Tăng đột ngột điện áp Thay đổi tần số Xuất sóng hi Nhiễu tần số cao Sự cố gây hậu nghiêm trọng, đặc biệt l lm gián đoạn việc cung cấp điện, l hệ thống liệu máy tính 1.2 Giải pháp dùng UPS Điều cần ý trớc hết cố v hậu phơng diện: An toμn cho ng−êi  An toμn cho thiÕt bÞ, nhμ x−ëng  Mơc tiªu vËn hμnh kinh tÕ Tõ phải tìm cách loại chúng Có nhiều giải pháp kỹ thuật khác cho vấn đề ny, giải pháp ny 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 động nh giao diện hệ thống cung cấp điện v 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 ¶nh h−ëng cđa nh÷ng sù cè cđa hƯ thèng cung cấp, đặc biệt hệ thống cung cấp ngừng hoạt ®éng  Ph¹m vi sai sè cho phÐp tuú theo yêu cầu thiết bị điện từ nhạy cảm (chẳng hạn: GALAXY-sai số cho phép biên độ 0,5 %, tÇn sè ± 1%) UPS cã thĨ cung cấp điện áp tin cậy, độc lập v liên tục thông qua khâu trung gian: Acquy v chuyển mạch tÜnh II øng dơng cđa UPS thùc tÕ HiƯn nhu cầu ứng dụng UPS lĩnh vực tin học, viễn thông, ngân hng l lớn Số lợng UPS đợc sử dụng gần 1/3 số lợng máy tính đợc sử dụng Có thể lấy vi ví dụ thiết bị sử dụng UPS, l máy tính, việc truyền liệu v ton thiết bị trạng thái no l quan trọng v không cho phép đợc điện UPS đợc sử dụng ngnh hng không để đảm bảo thắp sáng liêu tục đờng băng sân bay Nói tóm lại UPS l nguồn điện dự phòng có mặt chỗ nơi, nơi đòi hỏi cao yêu cầu cấp điện liên tục Chơng II: tính toán v lựa chọn ¾c quy cho ngn UPS I Giíi thiỊu chung vỊ ¾c quy II TÝnh to¸n vμ lùa chän cho ¾c quy Căn vo đầu chỉnh lu độc lập nguồn dòng điện, ta chọn đợc điện áp đầu vo đặt lên ắcquy Dạng điện áp nghịch lu độc lập nguồn dòng điện cã d¹ng: Ta cã: π π/ Ed 2 2π/ Ed U= ∫E= 2π 2π ∫( ) dθ + ∫ ( ) dθ =0,47Ed 2π π / 3 Víi U=220V=> Ed=220/0,47=468V NÕu sư dơng mét ngn lín 468V cã mét −u điểm l dòng tiêu thụ nhỏ nhng kích thớc cđa bé chØnh l−u sÏ lμ rÊt lín, cång kỊnh Để khắc phục điều ny ta sử dụng nguồn áp trung bình Ed=120VDC để cung cấp cho ăcquy vμ chØnh l−u Sau qua bé chØnh l−u sÏ sử dụng máy biến áp để nâng điện áp lên 220V xoay chiều phù hợp với tải ắcquy đợc chọn l loại ăcquy 12 Nh ta cần mắc 120/12=10 ắc quy mắc nối tiếp Tình toán dung lơng ắc quy Với yêu cầu công st cđa UPS lμ 15KVA, U=220V ta cÇn sư dơng m¸y biÕn ¸p NÕu coi hiƯu st cđa m¸y biÕn áp l 95% hiệu suất phía sơ cấp máy biến áp nghịch lu l: Snghịch lu= 15 = 15.8 (KVA) 0.95 Do tổn hao van công suất biến đổi l không đáng kể ta coi công suất đầu vo v đầu nghịch lu l nh Dòng điện cần thiết để lạp cho ắc quy l: I d= 15800 = 131(A) 120 Thông thờng chọn ăcquy phải chọn dung lợng lớn lần dung lợng định mức Vậy để đảm bảo cho ăcquy không bị hỏng ta cần chọn dung lợng ắcquy l 262A.h Do bé ¾c quy cã néi trë điện áp đầu chỉnh lu đợc tính nh sau: Ucl=Ud+Ut Trong đó: Ucl: điện áp đầu chỉnh lu Ud: điện áp đặt hai đầu ắc quy Ud=120VDC Ut: điện áp tổn hao nội trở ắc quy Với loại ăcquy 12V ta tra đợc nội trở ăcquy l r=0,09 Vậy nội trở ăcquy l R=0,09*12=1,08 Điện áp đầu chỉnh lu l: Ucl=120+131.1,08=262VDC III Phơng pháp nạp ăc quy v phơng thức điều khiển nạp Phơng pháp nạp cho ắc quy Có ba phơng pháp nạp ắc qui l + Phơng pháp dòng điện + Phơng pháp điện áp + Phơng pháp dòng áp a) Phơng pháp nạp ắc qui với dòng điện không đổi Đây l phơng pháp nạp cho phép chọn đợc dòng nạp thích hợp với loại ắc qui, bảo đảm cho ắc qui đợc no Đây l phơng pháp sử dụng xởng bảo dỡng sửa chữa để nạp điện cho ắc qui nạp sử chữa cho ắc qui bị Sunfat hoá Với phơng pháp ny ắc qui đợc mắc nối tiếp Nhợc điểm phơng pháp nạp với dòng điện không đổi l thời gian nạp kéo di v yêu cầu ắc qui đa vo nạp có dung lợng định mức Để khắc phục nhợc điểm thời gian nạp kéo di, ngời ta sử dụng phơng pháp nạp với dòng điện nạp thay đổi hai hay nhiều nấc b) Phơng pháp nạp với điện áp không đổi Phơng pháp ny yêu cầu ắc qui đợc mắc song song với nguồn nạp Hiệu điện nguồn nạp không đổi Phơng pháp nạp với điện áp không đổi có thời gian nạp ngắn, dòng nạp tự động giảm theo thời gian.Tuy nhiên dùng phơng pháp ny ắc qui không đợc nạp no Vì nạp với điện áp không đổi l phơng pháp nạp bổ xung cho ắc qui trình sử dụng c) Phơng pháp nạp dòng áp Đây l phơng pháp tổng hợp hai phơng pháp Nó tận dụng đợc u điểm phơng pháp Đối với ắc qui axit: Để bảo đảm thời gian nạp nh hiệu suất nạp ta tiến hnh nạp theo hai giai đoạn ã Giai đoạn 1: nạp với dòng điện không đổi dung lợng ắcquy 95% dung lợng định mức ã Giai đoạn 2: nạp với áp không đổi ắcquy no dừng Kết luận : Vì ắc qui l tải có tính chất dung kháng kèm theo sức phản điện động ắc qui đói m ta nạp theo phơng pháp điện áp dòng điện ắc qui tự động dâng nên không kiểm soát đợc lm sôi ắc qui dẫn đến hỏng hóc nhanh chóng Vì vùng nạp ta phải tìm cách ổn định dòng nạp cho ắc qui Khi dung lợng ắc qui dâng lên đến 90% lúc ta tiếp tục giữ ổn định dòng nạp ắc qui sôi v lm cạn nớc Do đến giai đoạn ny ta lại phải chuyển chế độ nạp ắc qui sang chế độ ổn áp Chế độ ổn áp đợc giữ ắc qui đà thực no Khi điện áp cực cuẩ ắc qui với điện áp nạp lúc dòng nạp tự động giảm không, kết thúc trình nạp Phơng pháp điều khiển nạp ăcquy Sơ đồ khối mạch điều khiển nạp ăcquy theo hai giai đoạn Uđặt ĐK BĐ Z tải ... nấc b) Phơng pháp nạp với điện áp không đổi Phơng pháp ny yêu cầu ắc qui đợc mắc song song với nguồn nạp Hiệu điện nguồn nạp không đổi Phơng pháp nạp với điện áp không đổi có thời gian nạp ngắn,... bi l thiết kế nguồn điện liên tục với chất lợng điện áp cao ta định chọn sơ đồ chỉnh lu cầu pha Trong phơng án chỉnh lu cầu pha ta chọn phơng án chỉnh lu cầu pha không đối xứng với u điểm sau:. .. quy cã néi trë điện áp đầu chỉnh lu đợc tính nh sau: Ucl=Ud+Ut Trong đó: Ucl: điện áp đầu chỉnh lu Ud: điện áp đặt hai đầu ắc quy Ud=120VDC Ut: điện áp tổn hao nội trở ắc quy Với loại ăcquy 12V