Ăc qui
XÁC Đ NH NGUYÊN NHÂN VÀ XÂY D NG CÁC BI N PHÁPỊ Ự Ệ
GI M NH T N HAO TRONG B L U ĐI N (UPS)Ả Ỏ Ổ Ộ Ư Ệ
1. Tính c p thi t c a đ tài :ấ ế ủ ề
Hi n nay k thu t s đã phát tri n không ng ng và đã thâm nh p vào r tệ ỹ ậ ố ể ừ ậ ấ
nhi u các lĩnh v c : Công ngh thông tin, đi n t , vi n thông, y t ... Khi ho t đ ng,ề ự ệ ệ ử ễ ế ạ ộ
t t c các thi t b ph i đ u có ngu n cung c p và h n n a còn đòi h i ngu n nuôiấ ả ế ị ả ề ồ ấ ơ ữ ỏ ồ
ph i n đ nh, đ c duy trì liên t c. N u ngu n b gián đo n thì không nh ng m t sả ổ ị ượ ụ ế ồ ị ạ ữ ấ ố
li u, ch m truy n tin, tê li t ch c năng . . . mà còn có th thi t h i r t l n v kinhệ ậ ề ệ ứ ể ệ ạ ấ ớ ề
t . ếDo v y ngu n đi n không gián đo n ra đ i là m t nhu c u t t y u, UPS là m tậ ồ ệ ạ ờ ộ ầ ấ ế ộ
thi t b làm nhi m v cung c p ngu n đi n xoay chi u ch t l ng cao đáp ng đ cế ị ệ ụ ấ ồ ệ ề ấ ượ ứ ượ
nhu c u trên. Tầuy nhiên, khi s d ng UPS s gây ra s tiêu t n m t năng l ng nh tử ụ ẽ ự ố ộ ượ ấ
đ nh trong h th ng c p ngu n nói chung do v y nghiên c u nguyên nhân và tìmị ệ ố ấ ồ ậ ứ
ki m các bi n pháp gi m nh t n hao trong UPS là v n đ có tính c p thi t.ế ệ ả ỏ ổ ấ ề ấ ế
Đ c s h ng d n c a TS Tr nVăn Minh , nhóm sinh viên chúng tôi đ a raượ ự ướ ẫ ủ ầ ư
m t s ph ng pháp làm gi m t n hao trong UPSộ ố ươ ả ổ . Do kh năng còn h n ch ch c sả ạ ế ắ ẽ
không th tránh kh i m t s thi u sót. R t mong đ c s góp ý c a các th y cô vàể ỏ ộ ố ế ấ ượ ự ủ ầ
các b n .ạ
2. N i dung khoa h c c a đ tài ộ ọ ủ ề
2.1. S đ kh i t ng quát và nguyêơ ồ ố ổ nlý ho t đ ng c a UPS:ạ ộ ủ
Hình 1: S đ kh i c a UPSơ ồ ố ủ
Ngoài các kh i chính trên,trong UPS còn có các m ch b o v , m ch c nh báo,ố ạ ả ệ ạ ả
m ch đi u khi n phóng n p cho acquy, b l c nhi u...ạ ề ể ạ ộ ọ ễ
2.2. Nguyên lý ho t đ ng c a UPSạ ộ ủ
AC
DC
DC
AC
Công t cắ
tĩnh
Ngu n AC vàoồ
Ngu n đi n không gián đo n UPS th ng g m m ch ch nh l u, b ngh chồ ệ ạ ườ ồ ạ ỉ ư ộ ị
bi n, c quy, t máy phát đi n và công t c tĩnh. M ch ch nh l u là ngu n cung c pế ắ ổ ệ ắ ạ ỉ ư ồ ấ
m t chi u cho máy ngh ch bi n. Ăc quy đ l u tr đi n năng. Khi ngu n đi n xoayộ ề ị ế ể ư ữ ệ ồ ệ
chi u m ng đi n l i bình th ng, máy ch nh l u ngoài vi c cung c p công su tề ở ạ ệ ướ ườ ỉ ư ệ ấ ấ
m t chi u cho máy ngh ch bi n , còn n p đi n cho ăcquy. Khi ngu n đi n thành phộ ề ị ế ạ ệ ồ ệ ố
b ng t, ăcquy l i cung c p m t chi u cho máy ngh ch bi n. Khi ngu n đi n l i bị ắ ạ ấ ộ ề ị ế ồ ệ ướ ị
ng t quá lâu, do dung l ng c a cquy có h n, nên không đáp ng yêu c u c a phắ ượ ủ ắ ạ ứ ầ ủ ụ
t i. Khi đó, t máy phát đi n đ c kh i đ ng đ đ m b o vi c cung ng đi n khôngả ổ ệ ượ ở ộ ể ả ả ệ ứ ệ
b ng t quãng. N u máy ngh ch bi n g p s c , qua công t c tĩnh, có th t đ ngị ắ ế ị ế ặ ự ố ắ ể ự ộ
chuy n ti p ph t i t máy ngh ch bi n sang ngu n đi n l i.ể ế ụ ả ừ ị ế ồ ệ ướ
2.3. M ch đi n đi n hình c a các kh i ch c năng ạ ệ ể ủ ố ứ
M ch đi n các kh i ch c năng trong m t UPS cũng r t đa d ng. Đ đánh giaạ ệ ố ứ ộ ấ ạ ể
đ c các nguyên nhân gây t n hao nói chung và tong kh i nói riêng, trong m c này taượ ổ ố ụ
s xét m t vài lo i m ch đi n hình. ẽ ộ ạ ạ ể
•Kh i ch nh l u:ố ỉ ư
Trong h th ng UPS, kh i ch nh l u bao g m bi n áp và m ch ch nh l u cóệ ố ố ỉ ư ồ ế ạ ỉ ư
đi u khi n.ề ể
Hình 2 : M ch ch nh l u c u 3 pha có đi u khi nạ ỉ ư ầ ề ể
•Kh i ngh ch bi n:ố ị ế
Kh i ngh ch bi n là ph n m ch bi n đ i ngu n đi n m t chi u ra dòng đi nố ị ế ầ ạ ế ổ ồ ệ ộ ề ệ
xoay chi u có t n s mong mu n.ề ầ ố ố
•Kh i ăcquyố
_
+
C
L
Các ch ng ng i trên ăquy là hi n t ng t phóng đi n, n p quá no, b n c cướ ạ ệ ượ ự ệ ạ ả ự
b sunfat hoá, đo n m ch ăcquy, s m t n c . Đ tránh các ch ng ng i trên , trongị ả ạ ự ấ ướ ể ướ ạ
s d ng, ta c n ph i chú ý t i nhi t đ làm vi c c a ăcquy (th ng là 20 đ là thíchử ụ ầ ả ớ ệ ộ ệ ủ ườ ộ
h p và nhi t đ cho phép không quá 50 đ ). N u nhi t đ làm vi c b tăng, s gây raợ ệ ộ ộ ế ệ ộ ệ ị ẽ
hi n t ng tiêu hao dung l n m t cách vô ích, m c dù ăcquy không n i v i t i tiêuệ ượ ượ ộ ặ ố ớ ả
th . ụ
Ăcquy chính là y u t đ t o ra đ c tính không gián đo n. Và đ tăng th i gianế ố ể ạ ặ ạ ể ờ
duy trì cung c p đi n cho t i, ta c n tìm cách đ tăng năng l ng d tr . ấ ệ ả ầ ể ượ ự ữ
•S đ phân b t n th t.ơ ồ ố ổ ấ
•Các nguyên nhân gây t n hao:ổ
+T n hao trên máy bi n áp:ổ ế
+T n hao bóng c u dao công su t:ổ ầ ấ
+T n hao trên van tinh th :ổ ể
+T hao trên m ch n p đi n:ổ ạ ạ ệ
3. Ph ng pháp nghiên c u ươ ứ
M t s ph ng án gi m t n hao :ộ ố ươ ả ổ
•Ph ng án 1: ươ Tăng c s song song c a bóng c u dao công su t:ơ ố ủ ầ ấ
Qua nghiên c u ,ng i ta đã tìm ra công th c tính t n hao trong bóng c u daoứ ườ ứ ổ ầ
công su t nh sau:ấ ư
2
..
2
.
.2
.FIkUI
N
RI
Loss
avgtavg
trms
++=
D a vào công th c tính t n hao này, đ làm gi m t n hao trên các bóng tinh thự ứ ổ ể ả ổ ể
ta có th thay đ i các đ i l ng là: F, N. ể ổ ạ ượ
Vi c ch n t n s F s đ c ch n t tr c, n u F nh quá s d n đ n gi mệ ọ ầ ố ẽ ượ ọ ừ ướ ế ỏ ẽ ẫ ế ả
ch t l ng c a sóng sin đ u ra . Còn n u F cao quá gây t n hao l n và m t ph nấ ượ ủ ở ầ ế ổ ớ ộ ầ
đi n n g có th b b c x ra ngoài. N là c s bóng m c song song, vi c ta tăng cệ ằ ể ị ứ ạ ơ ố ắ ệ ơ
s bóng s làm gi m dòng đi n làm vi c c a bóng, vì dòng đi n làm vi c t t nh tố ẽ ả ệ ệ ủ ệ ệ ố ấ
c a bóng c u dao công su t là r t nh . Do v y vi c tăng c s song song bóng c uủ ầ ấ ấ ỏ ậ ệ ơ ố ầ
dao công su t s làm gi m t n hao, n u nh l ng công su t t n hao gi m đi do tăngấ ẽ ả ổ ế ư ượ ấ ổ ả
N l n h n l ng tăng công su t t n hao do dùng thêm bóng c u dao công su t.ớ ơ ượ ấ ổ ầ ấ
Đ i l ng đi n áp s t trên bóng c u dao công su t là thu c v công ngh chạ ượ ệ ụ ầ ấ ộ ề ệ ế
t o, cho nên ta không th thay đ i.ạ ể ổ
•Ph ng án 2ươ :Dùng máy n áp 3 đ u n iổ ầ ố
Do c n 2 l n bi n đ i ch nh l u và ngh ch bi n, nên t ng hi u su t c a h th ngầ ầ ế ổ ỉ ư ị ế ổ ệ ấ ủ ệ ố
t ng đ i th p. Đ nâng cao hi u su t, ng i ta dùng ngu n đi n không gián đo nươ ố ấ ể ệ ấ ườ ồ ệ ạ
ch y u do ngu n đi n thành ph , máy ch nh l u, ac-quy đi n và máy n áp ba đ uủ ế ồ ệ ố ỉ ư ệ ổ ầ
n i c u thành.(hình minh ho ). ố ấ ạ
(a)
(b)
Hình 3: a. M ch nguyênlý máy bi n áp 3 đ u n i.ạ ế ầ ố
b. M ch đ ng hi u.ạ ẳ ệ
•Ph ng án 3ươ : Dùng ngu n chuy n m ch.ồ ể ạ
M t trong nh ng cách th c đ làm gi m t n hao là b ng cách thay đ i c u trúcộ ữ ứ ể ả ổ ằ ổ ấ
trong UPS . đây,ta có th dùng ngu n chuy n m ch,v i tính năng:t m t đi n ápở ể ồ ể ạ ớ ừ ộ ệ
vào b t kỳ, có th cho ra đi n áp m t chi u theo tr s mong mu n,t i b ngh chấ ể ệ ộ ề ị ố ố ớ ộ ị
bi n.Ngu n chuy n m ch cũng g n nh m t b ngu n n áp ,do v y nó s đ m b oế ồ ể ạ ầ ư ộ ộ ồ ổ ậ ẽ ả ả
b ngh ch bi n ho t đ ng hi u qu h n và tránh nh ng t n hao do ch p ch n c aộ ị ế ạ ộ ệ ả ơ ữ ổ ậ ờ ủ
đi n lu iệ ớ
•Ph ng án 4:ươ C s ch n c u ki n phù h p ơ ở ọ ấ ệ ợ
Có nhi u cách ch n linh ki n d a vào các đ c đi m c u t o t ng m ch và ch tiêuề ọ ệ ự ặ ể ấ ạ ừ ạ ỉ
đ t ra cho t ng m ch.ặ ừ ạ
•Ph ng án 5 :ươ M c thêm Diot song song:ắ
CU2
U1
L2
L1
Ph t iụ ả
Máy ngh ch bi nị ế
M ch đi uạ ề
ti tế
Ph t iụ ả
Đ u ra xoay chi uầ ề
Hình 4: M ch ch nh l u câu 3 pha có đi u khi nạ ỉ ư ề ể
Đ nâng cao h s công su t và hi u su t c a m ch ch nh l u c u 3 pha có đi uể ệ ố ấ ệ ấ ủ ạ ỉ ư ầ ề
khi n m c thêm vào m ch các điot nh hình v trên:ể ắ ạ ư ẽ
M ch này nâng cao đi n áp và dòng ra m t chi u vì trong m ch luôn có dòngạ ệ ộ ề ạ
qua k c t i th i đi m không có Thyristor nào thông nên nó cho dòng ra l n h n soể ả ạ ờ ể ớ ơ
v i tr ng h p không m c thêm đi t.ớ ườ ợ ắ ố
4. ng d ng th c ti n c a đ tài.ứ ụ ự ễ ủ ề
K t qu nghiên c u c u c a đ tài có th dùng làm tài li u tham kh o trongế ả ứ ứ ủ ề ể ệ ả
lĩnh v c ngu n. C th là hi u rõ h n v nguyênlý c u t o cũng nh nguyênlý ho tự ồ ụ ể ể ơ ề ấ ạ ư ạ
đ ng c a b ngu n không gián đo n nh th nào và s đ phân b t n th t. T đóộ ủ ộ ồ ạ ư ế ơ ồ ố ổ ấ ừ
s xây d ng đ c các ph ng án làm gi m t n hao cho b ngu n.ẽ ự ượ ươ ả ổ ộ ồ
Do th i gian và m t s h n ch nên đ tài ch d ng l i m c đ lý thuy t.ờ ộ ố ạ ế ề ỉ ừ ạ ở ứ ộ ế
N u có đ y đ đi u ki n trang thi t b thì đ tài s là c s quan tr ng đ xây d ngế ầ ủ ề ệ ế ị ề ẽ ơ ở ọ ể ự
nên b ngu n không gián đo n t i u nh t.ộ ồ ạ ố ư ấ
C
B
A
Đầu vào AC
Đầu ra tải
Bộ lọc
+