ổn định dòng nạp ắc quy

[nhathung1101]

Các bác tranh cãi nhiều quá, hăng quá thành ra càng xa vấn đề. Thành ra ông nói gà bà nói vịt. Bọn em nghe muốn tẩu hỏa nhập ma.

Tốt nhất bác Nguyen.geo đưa cái "đì zai" của bác lên cho mọi người ngắm

Nói có sách, mách có "trứng". Nếu đúng đố bảo thằng nào dám cãi.

Chứ bác cứ để thế này, bọn em đến phải đi học lại mất!

[quocthai]

Sự thực ra, máy nạp bình cũng như máy chỉnh lưu cho bình điện giải đều có đặc tính như nhau, là vừa ổn áp, lại vừa ổn dòng. Đặc tuyến Volt ampe đầu ra của nó có hình chữ nhật. Đường nằm ngang là đặc tính ổn áp. Đường dựng đứng là giới hạn dòng.

Thí dụ như bác dùng một mạch điều khiển góc, với tín hiệu vào từ -10V đến +10V ứng với góc 180 độ vào 0 độ. Mạch so sánh điện áp sẽ đưa sai số ra và khuếch đại lên để đưa đến đây. Như vậy tín hiệu áp thấp sẽ làm giảm U ra, và áp cao sẽ làm tăng Ura. Nếu bác muốn ổn dòng, thì mạch so sánh và kh đ dòng cũng đưa đến đây. Bây giờ chỉ cần một mạch chọn, khi nào lấy tín hiệu ổn áp, khi nào lấy tín hiệu ổn dòng. Thường thì tín hiệu nào bị xâm phạm trước thì tín hiệu đó sẽ giàng quyền điều khiển.

Đơn giản nhất là bác dùng mỗi mạch 1 diode để chọn tín hiệu nhỏ hơn. (mạch Min)

Trong trường hợp bác dùng mạch +V ứng với 180 độ, và -V ứng với 0 độ thì bác xài mạch max (đảo lại chiều của Diode).

Nhân tiện QT gởi tặng các bác mạch điều khiển cho 1 máy nạp bình, QT làm từ thuở hiếm linh kiện. Mạch tạo xung phải chế biến dùng 555.

Phần màu đỏ là mạch so sánh và khuếch đại điện áp. Phần màu xanh là so sánh và khuếch đại dòng điện. Hai mạch này đưa qua 2 diode lắp ở dạng lựa chọn max. Mạch này QT vẽ lại từ bản vẽ tay ngày xưa, hy vọng không có gì sai sót. Bạn nào phát hiện sai thì chỉ giúp.

[quocthai]

He he. Xin lỗi, mới đó đã thấy sai rồi. Chân số 6 của 555 có 1 tụ .22 nối xuống masse.

[quocthai]

Sự thực ra bác Nguyên Geo nói cũng nhiều cái có lý lắm các bác ạ. (Chẳng phải QT bênh đâu).

Về nguồn tự dùng, thì khuynh hướng sau này mặc dù người ta vẫn lấy từ ít nhất 2 nguồn, nhưng gói gọn vào 1trạm. Nghĩa là nếu mất điện toàn trạm thì... tiêu.
Ngay như ở nhà máy QT, tự dùng mỗi tổ máy lấy từ 2 nguồn, 1 nguồn từ đầu cực máy phát 13800V, một nguồn từ lưới địa phương. Nhưng các cụ lãnh đạo cấp trên vẫn đề nghị gom hết vào trong trạm 110 kv, khỏi dùng nguồn lưới địa phương chi cho phiền hà.

Với các nhà máy lớn, nguồn tự dùng có từ hai cấp điện áp trở lên. Thí dụ nguồn 2,4 hoặc 3 kV cho các động cơ lớn, nguồn 380 cho các thiết bị nhỏ. Từ nguồn 13,8 kV sẽ có biến áp hạ xuống 3kV. Rồi từ 3kV lại có biến áp hạ xuống 380V.

Còn các thủ tục giấy tờ khi sửa chữa thiết bị thì ngành điện đúng là vô địch. Một cái phiếu sửa chữa có ít nhất năm bẩy chữ ký.

Thí dụ, sáng ra, Quản đốc phân xưởng viết một cái phiếu đề nghị tổ thay 1 bóng đèn. (1 chứ ký của QĐ, người cấp phiếu). Tổ trường giao phiếu cho nhóm công tác. Nhóm trưởng phải lên phòng điều khiển trung tâm đăng ký với trưởng ca. Trưởng ca ghi sổ và cho phép làm việc. Thêm 1 chữ ký, người cho phép làm việc. Xuống hiện trường phải trình phiếu công tác cho vận hành viên tại chỗ. Thêm 1 chữ ký. Sau khi làm xong, nhóm trưởng công tác phải ký xác nhận đã xong công tác. VHV tại chỗ ký. Lại lên phòng điều khiển, trưởng ca ký xác nhận xong công tác. Rồi đem phiếu về đưa lại cho QĐ, lại ký xác nhận đã kiểm tra xong công tác. He he. Các bác sợ chưa?

Đó là chỉ một bóng đèn. Còn những cái phức tạp hơn thì phải có hẳn một ban nghiệm thu, mấy người ký nữa.

[VNarmy]

Thực ra anh em có phản đối gì về chuyện thủ tục giấy tờ đâu (mà có biết gì đâu mà nói). Có mỗi bác NSP ở trong ngành bác ấy ý kiến thôi. Còn về mảng kỹ thuật thì phản đối ghê quá.
Về hệ thống này em chưa xem tận mắt, sờ tận tay nhưng em e rằng đồng chí Nguyen geo này cũng vậy thôi.
Em xin đưa ra một vài ý kiến để các bác bình cho nó xôm tụ nhé:

Thứ nhất: yêu cầu là ổn áp mà lại kêu là điều khiển Thy nghe nó đã dở hơi rồi. Thy dùng để khiển dòng chứ ai lại đi khiển áp.
Thứ hai: Thôi thì cứ cho là khiển Thy đi. OK. Nhưng lại phát sinh cái này. Mạch này khi hở mạch tải lại vẫn có áp mà lại áp to chứ (vài trăm voltage). Thế này thì hỏng rồi bác ạ. Thầy dạy em cả trên lớp lẫn trên thực tế đều chỉ ra rằng hở mạch tải ==> dòng qua Thy bằng 0 ==> Thy đóng ==> Mất áp (Vấn đề này đồng chí Nguyen geo nên về đọc lại lý thuyết về điều kiện chuyển trạng thái của Thy nhé). Vậy cái áp kia chui từ đâu ra nhỉ? Xin xem trong phần tiếp theo nhé.
Thứ ba: Mặc dù chưa sờ tận tay xem tận mắt nhưng em mạo muội xin đưa ra sơ đồ khối đơn giản của hệ này như sau:

Cầu chỉnh lưu 3 pha ==> Bộ ổn áp (Transistor, IGBT...)==>Tải

Khi ngắt tải thì Bộ ổn áp này sẽ đóng vai trò của tải tiêu thụ dòng cho Thy.
Vậy thì Bộ ổn áp này mới đóng vai trò chính trong mạch chứ bộ điều khiển thy ở đây không quan trọng lắm chỉ cần đảm bảo cấp dòng đầy đủ cho tải là được. Dĩ nhiên nếu hệ thống thêm phát yêu cầu có độ ổn dòng cao thì phần khiển thy cũng quan trọng.
Thứ tư: Một thắc mắc nhỏ thôi. Hệ này dùng 3 cái biến dòng trên 3 pha. Biến dòng là đo dòng xoay chiều. Em khẳng định luôn giá trị tức thời của biến dòng không tỷ lệ tuyến tính với dòng đầu một chiều ra. Để phản ánh trung thực dòng một chiều ra thì phải qua một mạch lấy trung bình. Mà muốn phản ánh trung thực nữa thì cần một mạch True RMS. Nên giải thích theo bác QT ở trên là dùng loại biến dòng thì không cần khuếch đại==> giảm trôi giảm trượt là có vẻ không ổn. Còn nếu để kiểm soát các pha thì có thể đo thẳng vào áp thì đơn giản hơn rất nhiều.

Vài ý kiến của em như thế mong các bác vào bình loạn thêm cho nó vui. Đây cũng là một bài toán hay và có ứng dụng thực tế.

Xin hết.

[quocthai]

Về mặt ổn áp, thì nếu dùng thyristor vẫn có thể đạt được độ ổn áp khá cao, bác à. Vấn đề quan trọng là mạch so sánh và khuếch đại sai số phải có độ lợi đủ lớn để đạt được độ chính xác cao, và phải đủ nhỏ để tránh dao động. mạch lọc cũng là một điều cần lưu ý.

Tất nhiên các mạch ổn áp dùng Thyristor luôn có một điện trở tải giả, để khi hở mạch vẫn giữ được điện áp. Điện trở này không cần công suất cao lắm đâu, vì dòng duy trì của Thyristor cũng không lớn lắm.

Dòng trên 3 pha là dòng xoay chiều không sin. Nhưng nếu bác dùng biến dòng chính xác, phối hợp 3 pha và chỉnh lưu thích hợp, thì nó sẽ phản ánh trung thực dòng DC. Vì dòng một chiều sau chỉnh lưu và lọc bằng cảm sẽ tỷ lệ với trị số trung bình chứ không tỷ lệ với trị số hiệu dụng.

Khi QT tốt nghiệp, phải thực hiện hoàn chỉnh (từ đầu đến cuối) một máy điện giải 300ADC, 30VDC làm tại xưởng trường. Lúc ấy vật tư khó khăn lắm, không tìm được điện trở shunt, nên dùng biện pháp này. Điều khiển khá chính xác và ổn định. Lúc ấy cái vất vả là quấn máy biến áp và cuộn cảm lọc cơ. Phải thiết kế cả cái biến dòng 300/1 nữa. Rồi phải làm thùng, sơn phết... Làm xong thử tải bằng mấy xô nước muối. Lên bảo vệ phải xách theo mấy cái xô. Nhớ lại nghĩ cũng vui vui.

QT làm những cái đó không khó, vì hiện trong nhà máy có đến máy cái máy nạp bình từ thời 1972 cũng sử dụng nguyên tắc này. Do đó ăn cắp ý tưởng của họ không khó lắm. (QT vừa đi làm, vừa đi học mà. Người ta bảo ... ngu như tại chức, he he).

Vài dòng chia sẻ kinh nghiệm với các bạn.

[nguyen.geo]

Thực ra anh em có phản đối gì về chuyện thủ tục giấy tờ đâu (mà có biết gì đâu mà nói). Có mỗi bác NSP ở trong ngành bác ấy ý kiến thôi. Còn về mảng kỹ thuật thì phản đối ghê quá.
Về hệ thống này em chưa xem tận mắt, sờ tận tay nhưng em e rằng đồng chí Nguyen geo này cũng vậy thôi.
Em xin đưa ra một vài ý kiến để các bác bình cho nó xôm tụ nhé:

Thứ nhất: yêu cầu là ổn áp mà lại kêu là điều khiển Thy nghe nó đã dở hơi rồi. Thy dùng để khiển dòng chứ ai lại đi khiển áp.
Thứ hai: Thôi thì cứ cho là khiển Thy đi. OK. Nhưng lại phát sinh cái này. Mạch này khi hở mạch tải lại vẫn có áp mà lại áp to chứ (vài trăm voltage). Thế này thì hỏng rồi bác ạ. Thầy dạy em cả trên lớp lẫn trên thực tế đều chỉ ra rằng hở mạch tải ==> dòng qua Thy bằng 0 ==> Thy đóng ==> Mất áp (Vấn đề này đồng chí Nguyen geo nên về đọc lại lý thuyết về điều kiện chuyển trạng thái của Thy nhé). Vậy cái áp kia chui từ đâu ra nhỉ? Xin xem trong phần tiếp theo nhé.
Thứ ba: Mặc dù chưa sờ tận tay xem tận mắt nhưng em mạo muội xin đưa ra sơ đồ khối đơn giản của hệ này như sau:

Cầu chỉnh lưu 3 pha ==> Bộ ổn áp (Transistor, IGBT...)==>Tải

Khi ngắt tải thì Bộ ổn áp này sẽ đóng vai trò của tải tiêu thụ dòng cho Thy.
Vậy thì Bộ ổn áp này mới đóng vai trò chính trong mạch chứ bộ điều khiển thy ở đây không quan trọng lắm chỉ cần đảm bảo cấp dòng đầy đủ cho tải là được. Dĩ nhiên nếu hệ thống thêm phát yêu cầu có độ ổn dòng cao thì phần khiển thy cũng quan trọng.
Thứ tư: Một thắc mắc nhỏ thôi. Hệ này dùng 3 cái biến dòng trên 3 pha. Biến dòng là đo dòng xoay chiều. Em khẳng định luôn giá trị tức thời của biến dòng không tỷ lệ tuyến tính với dòng đầu một chiều ra. Để phản ánh trung thực dòng một chiều ra thì phải qua một mạch lấy trung bình. Mà muốn phản ánh trung thực nữa thì cần một mạch True RMS. Nên giải thích theo bác QT ở trên là dùng loại biến dòng thì không cần khuếch đại==> giảm trôi giảm trượt là có vẻ không ổn. Còn nếu để kiểm soát các pha thì có thể đo thẳng vào áp thì đơn giản hơn rất nhiều.

Vài ý kiến của em như thế mong các bác vào bình loạn thêm cho nó vui. Đây cũng là một bài toán hay và có ứng dụng thực tế.

Xin hết.

Bác QT trả lời hộ tôi rồi. Thế còn mấy dòng mà tôi đánh dấu về sơ đổ ổn áp của bác đấy thì công nghệ này sinh viên có thể làm được bác ạ. Còn thời 80 bác có IGBT không ? hay con dại lại thế và kết cấu mạch trong 1 không gian như thế bác làm được không ? còn nữa hiện tại tôi có thể điều khiển chính xác những thông số mà tôi đã nói cho nên các bác có bảo thế nào thì chúng ta cũng nên thảo luận còn vấn đề thực tế thì đã rõ. Còn bác việt dũng [/B]VNarmy đang công tác tại Học viện Kỹ thuật quân sự nói chung cũng rỗi và chắc là nhiều thời gian và cũng gần tôi nữa. nếu bác thích xem thì đến chỗ tôi xem và có thể làm đề tài gì đó cho bên quân sự cũng nên. ha ha ha

[lhq]

Thực ra điều khiển bằng THY cũng có thể thỏa mãn bài toán đặt ra. Dòng ra chỉ yêu cầu 100A cũng nhỏ thôi,chẳng có gì ghê ghớm cả! Có những điều hơi tệ là cuộn dây phải chà bá vì tần số là điều kiển là 300Hz mà. May là nó làm việc trong Thủy Diện nếu không tiếng ồn mà nó gây ra kông ảnh hưởng nhiều. Những điều đó dể dàng khắc phục bằng công nghệ hiện đại hơn : IGBT.

[VNarmy]

@Nguyen geo: Chuyện tôi không thiết kế cũng như không làm việc trong hệ thống của cậu thì sơ đồ khối, giải pháp của tôi đưa ra có sai khác cũng bình thường. Nhưng cậu là người làm hệ thống này (đấy là cậu tự nhận thế) mà từ đầu đến giờ chưa nói được câu nào có ý nghĩa về mặt chuyên môn. Nghĩ thế có đáng buồn cười không nhỉ!!?
Nếu cậu muốn làm đề tài với tôi thì ít nhất cậu cũng nên đi học đi làm thêm tí nữa đi. Trình độ loong toong như cậu bên tôi có cả trăm thằng.

@Bác QT: Bác có thể giải thích cho em chỗ ổn áp khỉ nạp bình được không? Bởi vì khi em làm với bên công ty ắc quy họ chỉ yêu cầu ổn dòng. Còn áp đo trên tải thì bằng áp của các bình cộng lại. Càng nạp lâu thì áp càng tăng dần lên.

@All: Các bác đưa thêm giải pháp nữa đi. Mới có mỗi bác lqh thôi thì chưa xôm lắm. Mà bác lqh đưa ra giải pháp cụ thể hơn nữa được không? Nhất là bác cho một vài phân tích hay sơ đồ khối thì tốt quá.

Em cũng xin nhắc lại yêu cầu cụ thể của bài toán là khi không tải thì đạt giá trị ổn áp. Khi đóng tải vào thì áp không được sụt quá 0.5V. Tải tiêu dòng dưới 100A.

Mời các bác vào bình loạn tí đi. Mấy khi được xôm tụ thế này.

[quocthai]

Bình Ắc quy có nhiều chế độ nạp khác nhau lắm. Như là:

1/. Nạp hình thành (đôi khi còn gọi là nạp commissionning): giữ ổn định dòng từ 1/10 dung lượng định mức đến 1/5, thả nổi điện áp trong thời gian dài, sao cho dung lượng nạp vào lớn gấp 5 lần dung lượng định mức. Thí dụ bình 200Ah, bác nạo 20A, và nạo trong 100 giờ liên tục. Lần nạp này rất quan trọng, nó sẽ ổn định cấu trúc của các chất nhồi trên bản cực. Tuổi thọ của bình tùy thuộc vào lần nạp đầu tiên này.

2/. Nạp và phóng lần lượt: Khi bình ắc quy đang sử dụng thì không nạp. Khi nào cạn thì không sử dụng nữa, và nạp trở lại. Kiểu nạp này giống như các xe đạp điện, các xe hơi đồ chơi các bác thấy trong công viên. Kiểu này cũng không cần ổn áp. Chỉ cần hạn dòng thôi. Khi điện áp tăng lên đến mức nào đó thì cắt nạp.

3/. Nạp và phóng ngắn hạn lặp lại. Như bình ắc quy cho xe ô tô, xe gắn máy. Loại này cần ổn định điện áp, và giới hạn dòng. Các xe máy rẻ tiền, mạch nạp không được ổn áp và giới hạn dòng, nên tuổi thọ của bình khá thấp. Chừng một vài năm đã phải thay

4/. Nạp thả nổi (floatting charge)trong kiểu nạp này, ba thứ: bình ắc quy, máy nạp và tải luôn nối song song với nhau, 24/24. Máy nạp cần có điện áp ổn định và giới hạn dòng. Đây là cách dùng phổ biến nhất trong ngành điện lực, bưu điện và một số ngành công nghiệp khác.

Điện áp nạp là điện áp định mức của ắc quy. Vì thế ắc quy luôn đầy. Máy nạp chủ yếu cấp dòng cho tải. Chỉ một dòng rất bé nạp vào ắc quy để bù trừ hao hụt theo thời gian. Nếu tải tăng đột ngột, vượt quá khả năng của máy nạp thì bình ắc quy sẽ phóng ra. Dòng tải sẽ bằng dòng ổn định của máy nạp cộng với dòng phóng của ắc quy. Điện áp của ắc quy sẽ giảm xuống. Máy nạp sẽ chuyển từ chế độ ổn áp sang chế độ ổn dòng. Khi tải trở về trạng thái bình thường, máy nạp tiếp tục vừa nạp vào bình và vừa cung cấp cho tải. Khi điện áp dàn bình lên đến định mức, dòng nạp sẽ giảm xuống. Máy nạp lại trở về trạng thái ổn áp.

5/. Nạp cân bằng: (equalizing charge, hay boost charge) cũng nạp ổn áp, giới hạn dòng như float charge nhưng với điện áp cao hơn.

Do ở chế độ float, các bình ắc quy phóng nạp nhiều lần khi dòng tải thay đổi, sau một thời gian sẽ có một số bình có dung lượng bị kém đi. Cần phải nạp với điện áp cao hơn để nạp cho cả dàn. Bình nào đầy rồi thì sẽ bị nạp dư. Bình nào còn thiếu sẽ được nạp cho đủ. Sau khi nạp cân bằng, các bình sẽ có dung lượng như nhau. Các bình nạp dư sẽ không tăng thêm dung lượng, vì khi đó dòng điện nạp chỉ phân tích nước trong biình mà không nạp thêm điện tích.

[VNarmy]

Em chỉ sửa chút ít về từ ngữ thôi. Mấy từ này là của mấy ông nhà máy ắc quy ông gọi thế.
Cái nạp hình thành đầu tiên gọi là nạp hóa thành - Tackless Formation.
Cái nạp lần lượt gọi là: Nạp chu kỳ - Cycle Charge/ Discharge

[tranninh]

thật sự xin lỗi các bậc tiền bối nha! E đưa đề bài ra mà mấy hôm nay E chẳng có một lời nào.đến hôm nay E mới lên xem tin được. không ngờ đề tài của E lại có thể thu hút đc lắm cao thủ dên nhu vậy. làm E thấy rất là cảm kích! cũng rất cảm ơn Anh QT đã đưa ra sơ đồ cụ thể để bọn E có thể tham khảo: nhưng bác QT ơi bác có thể giải thích nguyên lý hoạt động của cái phần xanh xanh, đỏ đỏ cho E hiểu đc không a. các Bác thông cảm nha kiến thức của E còn kém quá mong các bác đừng nổi cáu nha!

[tranninh]

à nếu bác có mạch ổn áp nữa thì bác cho E luôn nha E cũng đang cần bác a! cảm ơn bác trước nha!

[vinamil]

Bình Ắc quy có nhiều chế độ nạp khác nhau lắm. Như là:

4/. Nạp thả nổi (floatting charge)trong kiểu nạp này, ba thứ: bình ắc quy, máy nạp và tải luôn nối song song với nhau, 24/24. Máy nạp cần có điện áp ổn định và giới hạn dòng. Đây là cách dùng phổ biến nhất trong ngành điện lực, bưu điện và một số ngành công nghiệp khác.

Điện áp nạp là điện áp định mức của ắc quy. Vì thế ắc quy luôn đầy. Máy nạp chủ yếu cấp dòng cho tải. Chỉ một dòng rất bé nạp vào ắc quy để bù trừ hao hụt theo thời gian. Nếu tải tăng đột ngột, vượt quá khả năng của máy nạp thì bình ắc quy sẽ phóng ra. Dòng tải sẽ bằng dòng ổn định của máy nạp cộng với dòng phóng của ắc quy. Điện áp của ắc quy sẽ giảm xuống. Máy nạp sẽ chuyển từ chế độ ổn áp sang chế độ ổn dòng. Khi tải trở về trạng thái bình thường, máy nạp tiếp tục vừa nạp vào bình và vừa cung cấp cho tải. Khi điện áp dàn bình lên đến định mức, dòng nạp sẽ giảm xuống. Máy nạp lại trở về trạng thái ổn áp.

Rất cảm ơn bạn vì thông tin có ích và đầy đủ, tuy nhiên, mình chỉ đính chính một điểm: Trong nạp thả nổi: điện áp mỗi ngăn chỉ 2,6V. Bằng điện áp phân cực + điện áp tĩnh của ắc quy. Do vậy, ắc quy nạp thả nổi sẽ luôn không đầy. Dung lượng tối đa của ắc quy chế độ nạp thả nổi chỉ bằng 70-80% dung lượng định mức hoặc nạp; cho dù nạp trong bao lâu. Chỉ khi nào nạp bù (tách khỏi tải), điện áp ngăn lên tới 2,8V, thì ắc quy mới có thể nạp đầy được.

[quocthai]

Tùy loại ắc quy, bạn à.

Theo như các thông số của nhà chế tạo thì loại ắc quy động dùng cho tàu điện (loại heavy duty) có điện áp định mức cao nhất (2,6 đến 2,7V). Ắc quy tĩnh dùng cho các nhà máy điện, trạm điện... có điện áp thấp nhất 2,215V.

Do đó, dùng ắc quy nào thì bạn nên tham khảo tài liệu của ắc quy đó để biết rõ thông số.