Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ TỔNG QUAN VỀ BỘ NGUỒN LIÊN TỤC UPS 1.Tổng quan về bộ UPS Trong thực tế có rất nhiều những nơi đòi hỏi phải được cung cấp điện một cách liên tục như : phòng cấp cứu ở các bệnh viện , phòng máy tính lưu trữ thông tin,…Nếu để mất điện kết quả sẽ không lường trước được.Yêu cầu đặt ra là phải cung cấp điện một cách liên tục. Trong mạng lưới điện có rất nhiều nguyên nhân có thể gây mất điện đột xuất như : sét đánh vào đường dây,vào trạm phân phối điện,máy phát điện ; Cành cây rơi vào gây ngắn mạch và đứt dây; Sự hư hỏng trong hệ thống cung cấp;… 2.Yêu cầu và giải pháp dùng UPS: Điều cần chú ý trước hết của những sự cố và những hậu quả của nó về phương diện : An toàn cho con người An toàn cho thiết bị , nhà xưởng Mục tiêu vận hành kinh tế Từ đó phải tìm cách loại bỏ nhưng sự cố ra khỏi hệ thống . Có nhiều giải pháp kĩ thuật khác nhau , những giải pháp này được so sánh trên cơ sở của 2 tiêu chuẩn sau để đánh giá: Liên tục cung cấp điện Chất lượng cung cấp điện Phụ tải ưu tiên thông thường có các thiết bị điện tử nhạy cảm đòi hỏi việc cung cấp liên tục,yêu cầu một “Giao diện công suất” giữa nguồn cung cấp
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ TỔNG QUAN VỀ BỘ NGUỒN LIÊN TỤC UPS 1.Tổng quan về bộ UPS Trong thực tế có rất nhiều những nơi đòi hỏi phải được cung cấp điện một cách liên tục như : phòng cấp cứu ở các bệnh viện , phòng máy tính lưu trữ thông tin,…Nếu để mất điện kết quả sẽ không lường trước được.Yêu cầu đặt ra là phải cung cấp điện một cách liên tục. Trong mạng lưới điện có rất nhiều nguyên nhân có thể gây mất điện đột xuất như : sét đánh vào đường dây,vào trạm phân phối điện,máy phát điện ; Cành cây rơi vào gây ngắn mạch và đứt dây; Sự hư hỏng trong hệ thống cung cấp;… 2.Yêu cầu và giải pháp dùng UPS: Điều cần chú ý trước hết của những sự cố và những hậu quả của nó về phương diện : An toàn cho con người An toàn cho thiết bị , nhà xưởng Mục tiêu vận hành kinh tế Từ đó phải tìm cách loại bỏ nhưng sự cố ra khỏi hệ thống . Có nhiều giải pháp kĩ thuật khác nhau , những giải pháp này được so sánh trên cơ sở của 2 tiêu chuẩn sau để đánh giá: Liên tục cung cấp điện Chất lượng cung cấp điện Phụ tải ưu tiên thông thường có các thiết bị điện tử nhạy cảm đòi hỏi việc cung cấp liên tục,yêu cầu một “Giao diện công suất” giữa nguồn cung cấp 1 và tải,nó cung cấp một điện áp mà không có bất kì sự cố nào dù rất nhỏ ảnh hưởng đến hệ thống cung cấp trong phạm vi sai số cho phép về biên độ và tần số.Bộ nguồn có chức năng làm việc tin cậy như vậy là UPS(Unteruptible power system). 3.Chức năng của UPS: Hoạt động như một giao diện giữa hệ thống cung cấp và những tải nhạy cảm. UPS cung cấp cho tải một năng lượng điện liên tục,chất lượng cao, không phụ thuộc mọi tình trạng của hệ thống cung cấp. UPS tạo ra một điện áp cung cấp tin cậy: Không bị ảnh hưởng của những sự cố của hệ thống cung cấp , đặc biệt khi hệ thống cung cấp ngừng hoạt động. phạm vi sai số cho phép tuỳ theo yêu cầu của thiết bị điện tử nhạy cảm (Ví dụ :GALAXY_sai số cho phép của biên độ 0.5%;Tần số: 1%). UPS có thể cung cấp điện áp tin cậy, độc lập và liên tục thông qua các khâu trung gian : Acquy và chuyển mạch tĩnh. 4.Phân loại UPS: a. UPS tĩnh tĩnh và quay : UPS tĩnh : Sử dụng những bộ chuyển đổi tĩnh thực hiện chức năng nghịch lưu. ~ = = ~ acquy HTCC1 HTCC2 2 Chỉnh lưu/nạp nghịch lưu tải UPS quay:Dùng máy điện quay để thực hiện chức năng nghịch lưu.l ~ = ~ = acquy = ~ M G M G HTCC2 chỉnh lưu Bộ nạp nghịch lưu điều khiển chuyển mạch tĩnh b. UPS gián tiếp(off-line) và UPS trực tiếp(on-line): Off –line UPS: ~ = = ~ = F acquy chỉnh lưu/nạp nghịch lưu Lọc Tải 3 HTCC1 HTCC • Trong quá trình vận hành bình thường , nguồn lưới cung cấp trực tiếp cho tải thông qua bộ lọc F mà không qua nghịch lưu. • Không đáp ứng được với các phụ tải như:các trung tâm máy tính , tổng đài điện thoại ,và không điều chỉnh được tần số. On-line UPS: ~ = = ~ acquy chỉnh lưu/nạp Nghịch lưu TẢI Việc cung cấp điện được liên tục trong phạm vi sai số cho phép của tần số và điện áp,không phụ thuộc vào trạng thái của HTCC hơn nữa trong hệ thống có chuyển mạch tĩnh nênkhông có sự cố,hỏng hóc nếu tải buộc phải được chyển trực tiếp về HTCC chính.Sơ đồ này dung cho công suất trung bình và cao(>40KVA). 5.Các thành phần của UPS: Ch nh L uỉ ư Ngh ch l uị ư c quyẮ Chuy n ể Mach Tinh Taỉ K b ng tayĐ ằ HTCC2 HTCC1 4 HTCC a) Hệ thống cung cấp -HTCC1: Đường vào bình thường cung cấp cho Chỉnh lưu-nạp -HTCC2: Cung cấp cho chuyển mạch tĩnh,có tần số trùng HTCC1; HTCC2 có thể trùng HTCC1 b) Bộ chỉnh lưu-nạp Dùng để biến đổi áp xoay chiều thành 1 chiều để cung cấp cho bộ chỉnh lưu và nạp ắcquy. c) Ắc quy -Là nguồn dự trữ năng lượng điện cung cấp cho bộ nghịch lưu khi mất điện hoặc chất lượng điện suy giảm. d) Bộ Nghịch lưu - Nghịch lưu từ một chiều sang xoay chiều từ bộ Chỉnh Lưu hoặc ắcquy với tần số xác định. e) Chuyển mạch tĩnh -Chuyển tải của UPS từ bộ Nghịch lưu sang HTCC2 mà không làm gián đoạn cung cấp điện cho tải. Việc này xảy ra khi Nghịch lưu ngừng hoạt động hoặc bảo dưỡng UPS. 6.Nhiệm vụ và yêu cầu kĩ thụât đối với bộ chỉnh lưu: Nhiệm vụ:Biến điện áp từ xoay chiều sang một chiều để: • Cung cấp cho nghịch lưu • Nạp thường trực cho acquy Yêu cầu kĩ thuật: • Điện áp nguồn:220/380 V ; tần số:f=50hz, t=15’ • Công suất: 1500W 5 • Điện áp ra: VD CHƯƠNG II: TÍNH CHỌN MẠCH CÔNG SUẤT GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG ÁN : Để biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều thì ta có thể dùng bộ biến đổi có điều khiển hoặc không điều khiển hoặc điều khiển không đối xứng . Nhưng với yêu cầu về chất lượng và độ tin cậy của UPS thì ta có các phương án sau: 2.1.Chỉnh lưu cầu một pha điều khiển đối xứng: T2 T1 R T3 T4 L E U1 - Giá trị trung bình của điện áp trên tải 6 Ud U2 Id 0 0 0 IT2,3 0 Id 0 IT1,4 I1,I2 - Giá trị trung bình của dòng điện qua tải : - Giá trị trung bình của dòng chạy qua 1 Tiristor là: - Giá trị điện áp ngược mà Tiristor phải chịu ma 2 2. ng ch U U= - Giá trị dòng thứ cấp máy biến áp: I 2 =1,11.I d Công suất biến áp 1,23. BA d S P = 2.2 Sơ đồ chỉnh lưu 3 pha hình tia: - Giá trị trung bình của điện áp trên tải - Giá trị trung bình của dòng chạy qua tảI là: - Giá trị trung bình của dòng chạy qua 1 Tiristor l 7 T1 T2 T3 E R L A B C α π cos 22 2 U U d = R EUd I d − = 2 d V I I = α π cos 2 63 2 U U d = R EU I d d − = - Giá trị điện áp ngược mà Tiristor phải chịu - Giá trị dòng thứ cấp máy biến áp: I 2 =0,58.I d Công suất biến áp : 1,35. BA d S P = 2.3.Chỉnh lưu điều khiển đối xứng sơ đồ cầu 3 pha Sơ đồ nguyên lý 8 U2 G1 G3 G5 G1 G3 G5 G1 Ud Id T1 T1 T1 ngT1 U Uab Uac α G2G6 G4 G2G6G4G2 T4 T4 2 ,I I 1 Uac Uab 3 d V I I = 2max 6UU ng = T4 T1 T3T6 T5T2 E LR A B C Sơ đồ gồm 6 Tiristor được chia làm hai nhóm: - Nhóm Katot chung : T1, T3, T5 - Nhóm Anot chung : T2, T4, T6 Góc mở α được tính từ giao điểm của các nửa hình sin - Giá trị trung bình của điện áp trên tải - Giá trị trung bình của dòng điện qua tải - Giá trị trung bình của dòng chạy qua 1 Tiristor là : 9 α π θθ π α π α π cos 63 sin2 2 6 2 6 5 6 2 U dUU d == ∫ + + R EU I d d − = - Giá trị điện áp ngược mà Tiristor phải chịu : ma 2 6. ng ch U U = - Giá trị dòng thứ cấp máy biến áp: I 2 =0,816.I d Công suất biến áp 2.4.Nhận xét các mạch a.Chỉnh lưu cầu 1 pha đối xứng • Ưu điểm : điện áp ngược đặt lên mỗi van trong sơ đồ nhỏ • Nhược điểm : không dùng được cho tải có công suất lớn, nếu dùng gây ra hiện tượng công suất bị lệch pha. Sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha dòng tải chảy qua hai van nối tiếp, vì vậy tổn thất diện áp và công suất trên van sẽ lớn. Sơ đồ cầu một pha hợp với những tải vừa và nhỏ. b. chỉnh lưu tia 3 pha * Ưu điểm : so với chỉnh lưu một pha thì chỉnh lưu tia 3 pha có chất lượng điện áp một chiều tốt hơn, biên độ điện áp đập mạch thấp hơn, thành phần sóng hài bậc cao bé hơn. * Nhược điểm : sơ đồ chỉnh lưu tia 3 pha có chất lượng điện áp ra tải chưa thật tốt lắm, khi cần chất lượng điện áp ra tốt hơn thì dùng sơ đồ nhiều pha hơn. c. Chỉnh lưu điều khiển đối xứng sơ đồ cầu 3 pha 10 3 max max d TBV I I = dba PS 05.1 = [...]... Ampe kế , rơle dòng điện,vôn kế: a.Biến dòng Dùng để đo lường đưa ra mạch đo , đo giá trị dòng điện hiệu dụng thứ cấp Máy biến áp và đưa vào cuộn dây rơle dòng điện Chọn biến dòng loại 60/5A công suất 10(VA) b.Ampe kế : Chọn loại có thang đo 5A c.Rơle dòng điện cực đại Dùng để bảo vệ quá dòng cho mạch Chỉnh Lưu Chọn rơle thường dùng PT81 d.Vôn kế : chọn loai có thang đo 250V Chương III Thiết kế và... vào nhận từ tầng so sánh và từ bộ phát xung chùm -Khâu phát xung chùm điển hình 0A -E +E + R1 R2 28 R3 C UC Ur U2 Trong thiết kế mạch điều khiển, thường hay sử dụng KĐTT Do đó để đồng dạng về linh kiện, khâu tạo chùm xung cũng có thể sử dụng KĐTT, như sơ đồ vẽ dưới đây kVsat Vsat UC -Vsat T1 T2 -kVsat 3.3 .Thiết kế mạch điều khiển: Nguyên lý hoạt động của mạch: Khi cấp nguồn điện 220 V vào sơ cấp của... thuộc vào dao động nhiệt độ , dao động điện áp nguồn - Cần khử được nhiễu cảm ứng để tránh mở nhầm + Yêu cầu về lắp ráp vận hành - Thiết bị thay thế dễ lắp ráp và điều chỉnh - Dễ lắp và mỗi khối có khả năng làm việc độc lập 3.2 Nhiệm vụ của mạch điều khiển Nhiệm vụ của mạch điều khiển là tạo ra các xung vào ở những thời điểm mong muốn để mở các Tiristor của bộ chỉnh lưu trong mạch động lực Tiristor chỉ... 0 thì α =π/2 Khi Uđk = - Uđk max thì α= 0 Như vậy khi cho Uđk biến thiên từ - Uđk max đến + Uđkmax thì α biến thiên từ 0 đến π Nguyên tắc này được sử dụng trong các thiết bị chỉnh lưu đòi hỏi chất lượng cao Nhận xét: Theo yêu cầu thiết kế mạch điều khiển ta thấy nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính là phù hợp, ta chọn nguyên tắc điều khiển này c.Giới thiệu các khâu -Khuyếch đại thuật toán V+... hệ điều khiển Do vậy mà khối đồng pha có thể dùng biến áp để cách li hoặc dùng phần tử otocupler (phototransistor) 25 - Trong khâu này ta chọn biến áp để cách li kết hợp với bộ khuếch đại thuật toán và diode chỉnh lưu để taọ ra xung đồng bộ Ua Sơ đồ mạch: D1 +E R3 U1 + U2 - D2 -E Uo +E R6 R5 - Khâu tạo răng cưa: Trong thực tế có rất nhiều mạch tạo ra Utựa Ví dụ: - Mạch chỉ dùng diode, tụ điện và điện... điện áp khi tải thuần trở,và bị san phẳng khi L= ∞ Giới hạn của sự liên tục dòng điện là: α≤ ∏ 3 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 2.5.Kết luận và lựa chọn mạch phù hợp: Qua phân tích 3 phương án trên... chọn loai có thang đo 250V Chương III Thiết kế và tính toán mạch điều khiển 3.1 Yêu cầu đối với mạch điều khiển - Mạch điều khiển là khâu quan trọng trong bộ biến đổi tiristor vì nó đóng vai trò chủ đạo trong việc quyết định chất lượng và độ tin cậy của bộ biến đổi Yêu cầu của mạch điều khiển có thể tóm tắt trong 6 điểm chính sau: + yêu cầu về độ rộng của xung + Yêu về độ lớn của xung + Yêu cầu về độ... 12 f: tần số nguồn điện xoay chiều, f=50 Hz Thay số: QFe = k0 S BA 1850 = 6 = 36,5(cm 2 ) m f 50 Để đảm bảo cho kích thước của máy biến áp được phù hợp đảm bảo yêu cầu công nghệ người ta thường chọn chiều dài a và chiều dày b sao cho b = 1,25 a QFe = a.b = 36.5 ( cm2) ta chọn dựa vào tiết diện trụ a = 4,6 ( cm); b = 7,8 ( cm ) 8.Chọn loại thép ∋381, các lá thép có độ dày 0.35 mm Chọn sơ bộ mật độ từ... tính UAK α α α Urc 21 Uđk + Urc ωt ωt 0 0 Uđk Theo nguyên tắc này, người ta thường dùng 2 điện áp: - Điện áp điều khiển Uđk là điện áp 1 chiều có thể điều chỉnh được biên độ - Điện áp đồng bộ Urc có dạng răng cưa,đồng bộ với điện áp Anod- Catod Tổng đại số của Urc + Uđk đưa đến đầu vào của một khâu so sánh Bằng cách làm biến đổi Uđk ta có thể điều chỉnh được thời điểm xuất hiện xung ra tức là điều chỉnh... tấm đồng rỗng cho nước chảy qua Đây là biện pháp làm mát rất hiệu quả , hiệu suất làm việc của van đạt đến 90%, nhưng hệ thống làm mát phức tạp chỉ phù hợp với yêu cầu công suất lớn và có nguồn nước tại vị trí lắp đặt thiết bị Ta có: IT = I d 6,81 = = 3, 4( A) 2 2 Chọn chế độ làm mát là thông gió tự nhiên nên H=25% ⇒ IT thực= 3, 4 25% =13,6(A) Chọn hệ số an toàn là:Ki=2 Vậy dòng qua van cần chọn là:Iđm=IT . GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ TỔNG QUAN VỀ BỘ NGUỒN LIÊN TỤC UPS 1.Tổng quan về bộ UPS Trong thực tế có rất nhiều những nơi đòi hỏi phải được cung cấp điện một cách liên tục như : phòng cấp cứu ở các bệnh. giá: Liên tục cung cấp điện Chất lượng cung cấp điện Phụ tải ưu tiên thông thường có các thiết bị điện tử nhạy cảm đòi hỏi việc cung cấp liên tục, yêu cầu một “Giao diện công suất” giữa nguồn. tần số .Bộ nguồn có chức năng làm việc tin cậy như vậy là UPS( Unteruptible power system). 3.Chức năng của UPS: Hoạt động như một giao diện giữa hệ thống cung cấp và những tải nhạy cảm. UPS cung