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  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 Chỉnh lưu/nạp nghịch lưu tải  UPS quay:Dùng máy điện quay để thực hiện chức năng nghịch lưu.l b. UPS gián tiếp(off-line) và UPS trực tiếp(on-line):  Off –line UPS: • 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. ~ = ~ = acquy = ~ M G M G HTCC2 chỉnh lưu Bộ nạp nghịch lưu điều khiển chuyển mạch tĩnh ~ = = ~ = F acquy chỉnh lưu/nạp nghịch lưu Lọc Tải HTCC1 HTCC • 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: 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: ~ = = ~ acquy chỉnh lưu/nạp Nghịch lưu TẢI 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: 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  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 • 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 α π cos 22 2 U U d = - Giá trị trung bình của dòng điện qua tải : R EUd I d − = - Giá trị trung bình của dòng chạy qua 1 Tiristor là: 2 d V I I = - 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: Ud U2 Id 0 0 0 IT2,3 0 Id 0 IT1,4 I1,I2 - Giá trị trung bình của điện áp trên tải α π cos 2 63 2 U U d = - Giá trị trung bình của dòng chạy qua tảI là: R EU I d d − = - Giá trị trung bình của dòng chạy qua 1 Tiristor l 3 d V I I = - Giá trị điện áp ngược mà Tiristor phải chịu 2max 6UU ng = - 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 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 T1 T2 T3 E R L A B C T4 T1 T3T6 T5 T2 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 α π θθ π α π α π cos 63 sin2 2 6 2 6 5 6 2 U dUU d == ∫ + + - Giá trị trung bình của dòng điện qua tải R EU I d d − = - Giá trị trung bình của dòng chạy qua 1 Tiristor là : 3 max max d TBV I I = - 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 dba PS 05.1 = 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 Điện áp chỉnh lưu là đường cong bám theo đường điện áp dây.dạng dòng điện giống hệt dạng điện áp khi tải thuần trở,và bị san phẳng khi L= ∞ . Giới hạn của sự liên tục dòng điện là: 3 ∏ ≤ α 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 , [...]... 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 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... 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 trở ghép lại với nhau như hình 1 - Mạch dùng transistor và các linh kiện điện tử khác như hình 2 - Mạch dùng khuếch đại thuật toán... bảo vệ quá tải hoặc ngắn mạch đầu ra bộ Chỉnh lưu , ngắn mạch thứ cấp Máy biến áp - Chọn AP là loại xoay chiều 1 pha có: + Iđm = 1,1.Id =1,1.Id= 1,1.6,81=7,5(A) Chọn Iđm =50A + Uđm =600 VAC + Dòng ngắn mạch Inm= 10.Iđm = 10.50=500(A) + Dòng quá tải : Iquá tải = 1,1.Iđm =55A Chọn Iquá tải =60A 2.Biến dòng, Ampe kế , rơle dòng điện,vôn kế: a.Biến dòng Dùng để đo lường đưa ra mạch đo , đo giá trị dòng... khiển, thường hay sử dụng KĐTT Do đó để R1 đồng dạng về linh kiện, khâu tạo chùm xung cũng có thể sử dụng KĐTT, -kVsat như sơ +E -V sat đồ vẽ dưới đây 0A + UC C Ur R2 R3 -E U2 3.3 .Thiết kế mạch điều khiển: Nguyên lý hoạt động của mạch: Khi cấp nguồn điện 220 V vào sơ cấp của BA đồng pha ,điện áp thứ cấp của BA được hạ áp và đưa qua mạch chỉnh lưu hai nửa chu kì D 1 , D2 Điện áp U1 là điện áp một chièu... là vi mạch ở A 741; D7, D8:loại 1001 5.Tính chọn khâu phản hồi a.Sơ đồ nguyên lý VR2 Uf -E R13 R15 R17 C2 R14 +E VR3 - OA10 U®k + -E R16 b Chức năng và Nguyên lý của mạch phản hồi: +Chức năng: Vì yêu cầu của bộ biến đổi là ổn áp,nên ta chọn mạch phản hồi áp vừa để tạo ra điện áp điều khiển Uđk vừa để ổn áp thông qua tác động của mạch phản hồi lên Uđk +Nguyên lý: Điện áp phản hồi được lấy từ mạch lực(lấy... ứng dụng: OA được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật điều khiển tự động: tạo hàm số, tạo các bộ điều chỉnh P, PI, PID, tạo các đa hài, các trigơ, các khâu so sánh, v.v - Khâu đồng pha Đây là khâu có nhiệm vụ xác định thời điểm mốc để tính góc mở α Nó liên hệ chặt chẽ về pha với điện áp lực Bên cạch đó nó còn để cách li mạch điều khiển và mạch lực ở đầu vào hệ điều khiển Do vậy mà khối đồng pha có thể dùng... 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 mở cho dòng điện chảy qua khi có điện áp dương đặt... một máy biến áp trên đường dây, khi có sấm sét Mạch trợ giúp dùng để + Giảm bớt hoặc triệt tiêu quá dòng hoặc quá áp + Giảm tổn hao công suất do đóng cắt + Truyền năng lượng phát nhiệt ra ngoài hoặc sang hướng khác có lợi Có 2 loại mạch trợ giúp RC: - Mạch RC đấu song song với Tiristor nhằm bảo vệ quá điện áp do tích tụ điện tích khi chuyển mạch gây nên - Mạch RC đấu giữa các pha thứ cấp MBA là để bảo... số sơ đồ mạch, để giảm công suất cho tầng khuyếch đại và tăng số lượng xung kích mở, nhằm đảm bảo Tiristo mở một cách chắc chắn, người ta hay phát xung chùm cho các Tiristo Nguyên tắc phát xung T2 chùm là Vsat khi vào1 tầng khuyếch đại, ta đưa chèn thêm một cổng và trước T kVsat với tín hiệu vào nhận từ tầng so sánh và từ bộ phát xung chùm UC -Khâu phát xung chùm điển hình Trong thiết kế mạch điều... qua mạch phân áp gồm R8 và VR3, điện áp có độ lớn thích hợp cho vào bộ cộng (đảo) với điện áp mà ta đặt cho bộ chỉnh lưu làm việc ,điện áp này ta gọi là điện áp đặt Uđ Sau đó tín hiệu ra của khâu cộng này được đưa qua khâu PI để loại bỏ các sóng nhiễu có tần số cao làm cho mạch tăng tính ổn định.Điện áp ra khỏi khối PI ta gọi là điện áp điều khiển Điện áp Điều khiển Uđk được so sánh với U RC để tạo . 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. 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. 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. ~