Thiết kế Hệ Nguồn Nạp Tự Động Cho Ắc Quy

Các phương pháp nạp ắc qui tự động

Nếu tiến hành nạp 2 nấc thì nấc thứ nhất kết thúc khi thế hiệu của mỗi ắc quy đơn đặt 2,4V ( bắt đầu sủi bọt khí trong ắc quy ) sau đó chuyển sang nấc thứ hai với cường độ dòng điện nạp giảm đi và kết quá trình nạp ở cuối nấc này. Theo phương pháp này , tất cả ắc quy ( không lệ thuộc vào thế hiệu định mức ) được mắc nối tiếp với nhau và chỉ cần đảm bảo điều kiện : tổng số các ắc quy đơn trong mạch nạp không vượt quá giá trị Ung/2,7 ( Ung là thế hiệu của nguồn nạp hoặc thiết bị nạp điện ). Một điều kiện nữa cũng nên đảm bảo là tất cả các ắc quy phải có điện dung như nhau nếu không sẽ phải chọn cường độ dòng điện nạp theo ắc quy có điện dung nhỏ nhất vì vậy ắc quy có điện dung lớn sẽ phải nạp rất lâu.

Nạp bằng dòng điện không đổi là phương pháp nạp chủ yếu và tổng quát nhất , trong đó nạp một nấc là cơ bản , còn nạp hai nấc chỉ áp dụng khi cần rút ngắn thời gian nạp. Trong cách nạp này tất cả các ắc quy được mắc song song với nguồn điện nạp ( máy phát điện , máy nạp riêng ) và đảm bảo thế hiệu của nguồn bằng 2,3 ÷2,5 V trên các ắc quy đơn. Thế hiệu của nguồn nạp phải được giữ ổn định với độ chính xác đến 3% được theo dừi bằng cỏc vụn kế. lúc đầu sẽ rất lớn sau đó khi Eaq tăng dần thì In giảm đi khá nhanh. +)Nhược : Không nạp no được , có hại cho tuổi thọ của ắc quy. Từ việc phân tích ưu nhược điểm của mỗi phương pháp nạp ác qui và theo yêu cầu của đề bàilà nạp ác qui tự động theo một trình tự đã được định sẵn ta sẽ nạp ác qui kết hợp cả hai cách để tận dụng ưu điểm của mỗi phương pháp.

- Vì ắc qui là tải có tính chất dung kháng kèm theo sức phản điện động cho nên khi ắc qui đói mà ta nạp theo phương pháp điện áp thì dòng điện trong ắc qui. Khi điện áp trên các bản cực cuẩ ắc qui bằng với điện áp nạp thì lúc đó dòng nạp sẽ tự động giảm về không, kết thúc quá trình nạp. -nạp với dòng =1/2 In tối ưu và do Un↑,In không đổi sau 2-3 giờ ắc qui no dung dịch tiếp tục sôi ,bản cực nóng thì phải có mạch tự động ngắt (phải có rơle thời gian) với yêu cầu đó phải có kênh phản hồi âm dòng ,mạch điều khiển tự động thay đổi góc mở ỏ khi đó thay đổi U,In không đổi .Cách chuyển đổi từ In1tối ưu sang In2tối ưu phải có kênh chuyển ,khi U=2,65v chuyển sang điện áp chủ đạo khác phải có kênh thay đổi điện áp chủ đạo .Giai đoạn nạp no sau 2-3 giờ ngắt không nạp no nữa thì phải có rơle thời gian để ngắt .Khi ắc qui đói phải chuyển sang nạp hiệu dụng nên phải có kênh chuyển đổi logic.

Nhận xét : Với sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển thì điện áp ra Ud ít đập mạch ( trong một chu kì đập mạch 6 lần ) do đó vấn đề lọc rất đơn giản, điện áp ngược lên mỗi van nhỏ, công suất biến áp nhỏ nhưng mạch phức tạp nhiều kênh điều khiển. Nhận xét :Tuy điện áp chỉnh lưu chứa nhiều sóng hài nhưng chỉnh lưu cầu 3 pha không đối xứng có quá trình điều chỉnh đơn giản , kích thước gọn nhẹ hơn. Các đặc tính điện áp tải , dòng qua tải , dòng qua van và điện áp ngược trên van trong trường hợp tải RL , R đủ lớn để đảm bảo dòng qua tải là liên tục được biểu diễn trên hình vẽ.

4Tính toán máy biến áp chỉnh lưu Điện áp chỉnh lưu không tải

Kq hệ số phụ thuộc vào phương thức làm mát Chọn Kq=5(máy biến áp khô). Chọn lừi thộp cú tiết diện 50cm2làm bằng vật liệu sắt từ dày 0,5mm,lỏ.

Nguyên tắc ổn dòng

_Ban đầu điện áp ra của bộ chỉnh lưu là điện áp không tải Ud = U0, Id = 0 khi nối tải vào dòng điện Id tăng dần kéo theo điện áp phản hồi Uf tăng. _Nếu vì một lý dô nào đó dòng điện tăng hơn I0đ→ Uf tăng → Uđk tăng làm điện áp đầu ra bộ chỉnh lưu giảm xuống Ud < U0đ. Chính vì điều này làm dòng điện chỉnh lưu giảm dần với tốc độ ổn định.

_ Nối tải dòng điện tăng dần Uf tăng dần → Uđk tăng làm điện áp ra giảm. Vì một lý do nào đó dòng điện tăng dẫn đến Uf tăng làm Uđk giảm làm góc mở α tăng Ud giảm nhỏ hơn U0d dòng điện sẽ giảm dần tới giá trị ổn định. _Ban đầu điện áp ra của bộ chỉnh lưu là điện áp không tải Ud = U0, Id = 0 khi nối tải vào dòng điện Id tăng dần kéo theo điện áp phản hồi Uf tăng.

_Nếu vì một lý dô nào đó điện áp tăng hơn Uôđ → Uf tăng → Uđk tăng làm điện áp đầu ra bộ chỉnh lưu giảm xuống Ud = Uôđ. _ Nối tải điện áp tăng dần Uf tăng dần → Uđk tăng làm điện áp ra giảm. Vì một lý do nào đó điện áp tăng dẫn đến Uf tăng làm Uđk giảm làm góc mở α tăng Ud giảm dần tới giá trị ổn định.

Lừi cú dạng hỡnh xuyến ,làm việc trờn một phần của đặc tính từ hoá có.

Tính chọn các tham số trong mạch điều khiển IV4.1Tính tầng khuếch đại cuối cùng

Chọn transistor công suất tr4 loại C828,làm việc ở chế độ xung có các thông số. Trong đó nếu nguồn nuôI Vcc=±12v thì điện áp vào là Uv=12v.Dòng điện hạn chế để Ilv<1mA. Điện áp tụ được hình thành do sự nạp của tụ C5(chọn C5 là H101) mặt khác để bảo đảm điện áp tụ có trong một nửa chu kỳ điện áp lưới là tuyến tính thì hằng số thời gian tụ nạp được Tr = R.

Điện áp giữa Colecto và Bazơ khi hở mạch Emito: UCBO =25(v) Điện áp giữa Emito và Bazơ khi hở mạch Colecto: UEBO =7(v).

Các khối trong mạch điều khiển

Như vậy thay đổi độ lớn của điện áp điều khiển 1 chiều sẽ thay đổi được vị trí điểm cắt của điện áp điều khiển và điện áp răng cưa tức là thay đổi được góc mở α. Điện áp chủ đạo và điện áp phản hồi qua IC thuật toán có tác dụng vừa là mạch cộng điện áp, vừa là mạch khuyếch đại sẽ tạo ra điện áp điều khiển 1 chiều đưa vào IC thuật toán thứ 2 để thực hiện so sánh với điện áp đồng pha. Khi điện áp điều khiển lớn hơn điện áp đồng pha thì sườn dương tăng từ 0  1.Khi điện áp điều khiển bé hơn điện áp đồng pha thì sườn dương giảm từ 1 0.

Xung dương tạo ra sau khối so sánh là một xung vuông kéo dài từ khi xuất hiện cho đến hết nửa chu kì đang xét của điện áp cần chỉnh lưu. Trong trường hợp mạch động lực và mạch điều khiển có cách li( không liên quan trực tiếp về điện) giữa mạch động lực và mạch điều khiển. Khi ắc quy đói thì suất điện động của ắcquy giảm xuống có tín hiệu đưa vào cổng dương nhỏ hơn tín hiệu đưa vào cổng âm khi đó rơle 1RL nhả thực hiện quá trình nạp cho tụ C10 làm cho rơle thời gian 2Rth (thường mở,mở chậm)hút thực hiện cấp tín hiệu điều khiển cho khuyếch đại thuật toán.

Khi ắc quy bắt đầu sôi thì suất điện động của ắcquy bắt đầu tăng lên có tín hiệu lấy về lớn hơn tín hiệu đặt thì Tr7 và Tr8 mở làm cho rơle 1RL hút thực hiện quá trình cắt điện áp Udk1 và đồng thời cấp điện áp Udk2,thực hiện ổn dòng ở mức 2 thì rơle 2Rth bắt đầu tính thời gian duy trì.Sau 2-3 giờ tụ C10 phóng hết sẽ cắt nguồn nạp làm cho 2 tranzitor 9và 10 mở không còn tín hiệu điều khiển, khoá suất điện động giảm xuống .Mặt khác khi ắc qui bắt đầu sôi đặt Uvr5=2,56v thì. Tín hiệu xung tại điểm (F) là xung kim , qua R14đưa vào bộ khuyếch đại xung , gồm 2 Tranzitor Tr4 và Tr5 mắc theo kiểu Darlington. Xung (+) đặt vào cực B của Tr4 làm Tr4 mở , sau đó được đưa đến B của Tr5 và Tr5 mở .Khi đó sơ cấp của biến áp xung được dẫn dòng , trên cuộn thứ cấp của biến áp xung có kích để mở Thyristor.

Khi không có xung (+) đặt lên B của Tr4 , Tr4 khoá dẫn đến Tr5 khóa ,điện áp của biến áp xung giảm đột ngột ,trên cuộn dây sơ cấp của biến áp xung xuất hiện sức điện động cảm ứng , nên cần D10 mắc song song với nó để khép kín vòng , triệt tiêu sức điện động đó ,bảo vệ các Transistor.