các loại tủ điện

1. Tủ điện phân phối chính trong công trình (MSB): 
Tủ điện chính được chế tạo theo tiêu chuẩn IEC 60439. Vỏ tủ điện được chế tạo từ thép mạ kẽm và sơn tĩnh diện. Các phần khác như nắp tủ điện, mặt hông và mặt sau của tủ điện có thể tháo lắp dễ dàng tạo thuận lợi cho mọi người sử dụng trong công việc lắp đặt và bảo trì .

Bố trí các thiết bị bên trong tủ điện có thể phù hợp với từng nhu cầu của khách hàng, từ dạng tủ điện (form) loại 1 đến dạng tủ điện (form) 4. Cấp bảo vệ của tủ điện đối với tác động của môi trường bên ngoài (chỉ số IP) từ IP3X, IP4X, đến ỊP5X .

Tủ điện được thiết kế sử dụng trong nhà để phân phối điện cho các phụ tải công suất lớn với ưu điểm là thiết kế theo kiểu modul. Mỗi khoang tủ điện có một chức năng riêng và các modul được đặt cạnh nhau tạo thành một hệ thống phân phối điện bao gồm ngăn lộ vào, ngăn phân đoạn và ngăn phân phối.

2. Tủ điện chuyển mạch – ATS:
Tủ điện được sử dụng ở những nơi có phụ tải đòi hỏi phải cấp điện liên tục, để cấp điện cho tải khi có sự cố phía nguồn lưới, thường dùng nguồn dự phòng là máy phát điện. Trong trường hợp này tủ ATS có nhiệm vụ tự động chuyển đổi nguồn cấp từ lưới sang nguồn dự phòng để cấp điện trở lại cho nguồn tải hoạt động.
Điện Áp Định Mức : 380V / 415 V
Dòng Điện Định Mức : 1600A/ 2000A /2500A /3200A /6300A
Thời gian chuyển mạch : 5~10s
Bảo vệ mất pha , ngược pha.
Bảo vệ quá dòng.
Bảo vệ quá áp.

3. Tủ điện điều khiển trung tâm.
Tủ điện điều khiển trung tâm có thể được cung cấp cả hai loại: loại cố định hoặc loại có thể kéo ra được.
Các thiết bị được sử dụng bên trong tủ điện như bộ khởi động mềm, bộ biến tần, bộ khởi động trực tiếp, bộ khởi động sao/ tam giác, bộ khởi động tự động bằng máy biến áp và các thiết bị bảo vệ, lập trình điều khiển và hiển thị.
Khung và các nắp tủ được chế tạo từ thép mạ điện và hoàn thiện bắng sơn tĩnh điện.

Tủ điện điều khiển và bảo vệ động cơ công nghiệp, thủy lợi…. Tủ có các cơ chế vận hành như sau:
Vận hành tại chỗ hoặc từ xa để đóng ngắt, đảo chiều quay cho các động cơ.
Vận hành tại chỗ hoặc từ xa để thay đổi tốc độ quay của động cơ.

4. Tủ điện phân phối (tủ DB)
Tủ điện được thiết kế sử dụng trong các phân xưởng, nhà máy hay phân phối điện cho một tầng trong tòa nhà.

Vì vậy tủ điện phân phối DB được thiết kế gọn nhẹ, tính thẩm mỹ cao, an toàn và thuận tiện khi vận hành. các phụ tải sau loại tủ điện này tường có công suất vừa và nhỏ.
Tủ điện DB của VietTech được thiết kế chuẩn tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn để sử dụng vào các công trình. Những ưu điểm của tủ điện này là:
Có phân pha theo màu đỏ, vàng, xanh, điều này sẽ giúp cho việc lắp đặt được dễ dàng, thuận tiện cũng như công tác bảo trì, sữa chữa sau này.
Không gian rộng dễ dàng đấu dây vào và ra.
Các mạch điện được chỉ thị rỏ ràng.
Tủ điện DB có thể treo tường hoặc đặt trên sàn và cố định vào tường.
Vỏ tủ điện DB được chế tạo từ thép mạ hoặc vật liệu không cháy.
Tủ điện DB có thể lắp đặt âm hoặc nổi trên tường.

4. Tủ Bơm Chữa Cháy.
Điện áp cung cấp 3P-380V.
Đèn báo pha.
Đo dòng điện, điên áp
Báo mất pha, báo chạm đất .
Tiêu chuẩn IP20 ~ IP54
Tủ tôn dày 2mm , sơn tĩnh điện .
Tủ điều khiển 3 bơm :
- Bơm bù áp
- Bơm chính khi có điện
- Bơm Diezen tự động đề.

5. Tủ điện điều khiển chiếu sáng.
Kích thước tùy vào sơ đồ nguyên lý sẽ có thiết kế phù hợp.
Tôn dày 2mm.
Sơn tĩnh điện.
Cấp bảo vệ IP 40 ~ IP 54.
Kết hợp với 1 relay thời gian được cài đặt chế độ bậc, tắt thiết bị chiếu sáng trong 1 khoản thời gian được định trước. 

 6. Tủ điện điều khiển xử lý nước thải.
Kích thước tùy vào sơ đồ nguyên lý sẽ có thiết kế phù hợp.
Tôn dày 2mm.
Sơn tĩnh điện.
Cấp bảo vệ IP 40 ~ IP 54.
Kết hợp với 1 hoặc nhiều relay thời gian được cài đặt chế độ bậc, tắt luân phiên các máy bơm nước theo mức mực nước được cài đặt trước.

7. Tủ hòa đồng bộ.
Nhằm đáp ứng nhu cầu của một số nhà máy lớn,những nơi quan trọng luôn cần nguồn điện ổn định. VietTech cung cấp giải pháp hòa đồng bộ.Giải pháp này cho phép hòa điện áp hai lưới với nhau, hoặc nhiều máy phát khác nhau nhằm đáp ứng nhu cầu về công suất của khu vực.

8. Tủ tụ bù.
Tủ dùng cho bù công suất cho các phụ tải trong phân xưởng các dây chuyền sản xuất, các phụ tải thương mại lớn, công suất bù đến 600 kVAR. Phương thức điều chỉnh dung lượng bù và bảo vệ tụ đáp ứng các yêu cầu của khách hàng. Các phương thức bù mời các bạn xem thêm
http://viettechvn.com/tu-dien/cac-lo%E1%BA%A1i-t%E1%BB%A7-di%E1%BB%87n-c%C6%A1-b%E1%BA%A3n-trong-cong-trinh/

 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

 Các bạn có thể tham khảo sơ đồ một sợi điển hình. Nó chứa hầu hết các tủ điện vừa nêu (chỉ thiểu tủ hòa đồng bộ).
https://www.mediafire.com/?c788iuw4q52s0dk

 Nguồn:bmtbd.uct.edu.vn

Read More

Máy biến áp

   Máy biến thế có thể thay đổi hiệu điện thế xoay chiều, tăng thế hoặc hạ thế, đầu ra cho 1 hiệu điện thế tương ứng với nhu cầu sử dụng. Máy biến áp được sử dụng quan trọng trong việc truyền tải điện năng đi xa. Ngoài ra còn có các máy biến thế có công suất nhỏ hơn, máy biến áp (ổn áp) dùng để ổn định điện áp trong nhà, hay các cục biến thế, cục xạc, ... dùng cho các thiết bị điện với hiệu điện thế nhỏ (230 V sang 24 V, 12 V, 3 V, ...). Bài này hướng dẫn các pác tự quấn lấy 1 cái máy biến áp phù hợp với mục đích sử dụng của mình. Không cần phải đi mua cho dù nó rẻ hơn.

Hình ảnh minh họa máy biến áp được quấn xong

Để quấn được máy biến áp thì chúng ta cần phải lưu ý mấy vấn đề cơ bản sau đây :
+ Công suất biến áp
+ Điện áp đầu vào
+ Điện áp đầu ra
+ Tổn hao của máy biến áp
+ Quan trọng hơn nữa cần để ý đến vật tư quấn máy biến áp
I ) Cấu tạo máy biến áp
Máy biến áp có cấu tạo rất đơn giản nó gồm những phần sau :

+ Thứ 1 : Nó có 1 cuộn dây sơ cấp. Đây là cuộn dây đầu vào. Điện áp đầu vào được đưa vào cuộn dây này.
+ Thứ 2 : Cuộn dây sơ cấp. Đây là cuộn dây đầu ra. Điện áp đầu ra được lấy từ cuộn dây này
+ Thứ 3: Lõi sắt hay Ferit. Đây cũng là gông đỡ cho biến áp và là phần cảm ứng giữa hai cuộn sơ cấp và thứ cấp
Máy biến áp nó cấu tạo gồm 3 phần chính đó. Chỉ có điện áp xoay chiều mới truyền được qua biến áp chuẩn nhất là điện áp hình sin.
II ) Tính toán các thông số của máy biến áp

a) Xác định thiết diện thực của lõi sắt (trụ) : So (cm2)
Do các lá thép hình chữ E ghép lại có lớp các điện nên do đó ta phải trừ đi cái lớp cách điện đó do đó thì thiết diện thực của lõi sắt sẽ là :

So = k.S

với S là thiết diện của phần giữa lõi sắt (Vuông hay chữ nhật ) : S = a.b (cm2) ( Đây là thiết diện tử thông móc vòng xuyên qua các bộ cuộn dây)
k= 0.9 đối với lá thép E có bề dầy là 0.35mm
k=0.93 đối với lá thép E có bề dầy là 0.5mm
k= 0.8 - 0.85 nếu lá thép bị han rỉ và lồi lõm
* Công suất của biến áp theo thiết diện thực

P = (S0/1.1)2
==> So = sqrt (P) / 1.1

Thông thường mọi người hay chọn lõi hình vuông hay chữ nhật nên ta có độ rộng của bản :

c = sqrt (So)

Từ đó ta chọn công suất biến áp cần quấn ==> Xác định được kích thước của lõi sắt.
b) Tính số Vòng/Von : nv
Cái này ta phải chọn cảm ứng từ B hay từ thông và dựa theo công thức tính sức điện động ta sẽ tính được số vòng/ von

nv = 45 / B.So (V/von)

Ở đây thì 45 là hệ số phụ thuộc vào tần số và bản chất lõi. Cái giá trị này mọi người thường chọn trong giả từ (35-50) Nhưng theo kinh nghiệm thấy mọi người chọn 45.
B ở đây là cảm ứng từ nó được chọn theo lá thép kĩ thuật điện tùy thuộc vào lường silic trong thép nhưng mà thông thường giá trị B này từ (1T đến 1.2T) và có khi là từ (1.4T - 1.6T)
c) Xác định số vòng dây quấn
Để xác định được số vòng dây quấn ta phải biết được điện áp đầu vào và điện áp đầu ra cần lấy.
+ N1 là số vòng dây quấn của cuộn dây sơ cấp
+ N2 là số vòng dây quấn của con dây thứ cấp
+ U1 là điện áp đầu vào
+ U2 là điện áp đầu ra
Theo công thức tính ta sẽ được như sau :
N1 = U1.nv
N2 = 1.1.U2.nv
Giá 1.1 đây là giá trị chênh lệch công suất do tổn thất
d) Tính toán tiết diện của dây quấn thứ cấp và sơ cấp
Tiết diện của dây quấn được chọn theo mật độ dòng điện J. Mật độ dòng điện J được chọn phù hợp để phù hợp với điều kiện làm việc và nhiệt độ của dây dẫn trong khoảng cho phép.
Tôi có tham khảo 1 số cách chọn mật độ dòng nhiệt J theo công suất
+ Với J = 4 (A/mm2) - Công suất từ (0 - 50 VA)
+ Với J = 3.5 (A/mm2) - Công suất từ ( 50 - 100VA)
+ Với J = 3 (A/mm2) - Công suất từ (100 - 200VA)
+ Với J = 2.5 (A/mm2) - Công suất từ ( 200 - 250VA)
+ Với J = 2 (A/mm2) - CÔng suất từ ( 500 - 1000VA)
+ Với biến áp công suất thấp ta có thể chọn J = 5 - 10 (A/mm2)
Từ đó ta tính được thiết diện của dây quấn sơ cấp và thứ cấp
+ Thiết diện dây quấn sơ cấp

s1 = I1/J

+ Thiết diện dây quấn thứ cấp
s2 = I2/J
Các giá trị I1 và I2 ta có thể biết và tính được dựa vào mối quan hệ giữa số vòng dây sơ cấp thứ cấp và điện áp sơ cấp và thứ cấp.
Tính nốt đường kính của dây nhờ vào thiết diện của dây : (Do ta chọn dây đồng là hình tròn nên ta tính được như sau )
+ Cuộn sơ cấp : d1 = 2.sqrt(s1/3.14)
+ Cuộn thứ cấp : d2 = 2.sqrt(s2/3.14)
Ngoài ra còn chi li cho 1 máy biến áp thì nó còn cả hệ số lấp đầy, tính khuôn đúc...Nhưng mà thôi quấn thủ công chỉ cấn thế thôi!
Như vậy để quấn được biến áp thì chúng ta cần phải biết những thứ trên để quấn được biến áp mong muốn. Do quấn bằng thủ công sẽ không được chặt và nhiều khe hở nên hiệu suất của biến áp sẽ giảm và tổn hao sẽ lớn.


Nguồn: hoiquandientu.net

Read More

Hướng dẫn chung về việc sử dụng và bảo dưỡng ắc-quy

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ BẢO DƯỠNG ẮC-QUY

KỲ 1 NHỮNG NGUYÊN TẮC CHUNG

Nguyên lý hoạt động Ắc -quy :

- Ắc -quy hoạt động do sự kết hợp 02 thành phần cấu tạo của bản cực âm dương và chất điện phân để sản sinh ra điện năng.

- Khi các thành phần của 02 bản cực âm dương tham gia đã hoàn toàn chuyển đổi hoặc chất điện phân không đủ duy trì thì ắc-quy tiến tới trạng thái mất điện.

- Để tiếp tục duy trì khả năng sử dụng của ắc-quy, cần thiết phải tiến hành nạp lại điện năng để chuyển đổi lại các thành phần cấu tạo của bản cực cũng như chất điện phân. Đối với bình Ướt phải tiến hành châm thêm nước cất và nạp lại điện mới tiếp tục sử dụng. Vậy để ắc-quy có thể sử dụng được lâu dài, mức điện năng sử dụng và việc tái nạp lại một cách đầy đủ lượng điện tiêu thụ là hết sức quan trọng.

Hướng dẫn cách nạp điện ắc-quy trước khi đưa vào sử dụng

Khi mới mua về, bạn nên nạp điện cho ắc-quy “no” rồi mới đem vào sử dụng. Thời gian nạp điện thông thường (với dòng nạp khoảng 1/10 so với dung lượng của ắc-quy) sẽ khoảng 10 giờ với ắc -quy nước, đối với dòng ắc-quy tải là từ 8-12 giờ. Khi xuất xưởng, ắc-quy thông thường đã được nạp đầy, tuy nhiên từ khi xuất xưởng đến lúc bạn mua về luôn có 1 khoảng thời gian trung chuyển, khoảng thời gian này càng lâu thì mức độ tự phóng điện của ắc-quy càng cao. (lượng điện tự hao hụt cho phép của ắc-quy khoảng 3%/ tháng)

Khi ắc quy phóng điện, nếu điện áp giảm xuống 1,80V/cell (tương ứng U = 10,80V với loại ắc quy 12V) phải dừng phóng điện và nạp lại ngay không để ắc quy đói điện lâu. Tiến hành nạp no điện cho ắc quy rồi mới đem ra sử dụng lại.

Ắc- quy được gọi la “no điện” khi hiệu điện thế ở hai đầu của ắc- quy đo đượ là 6.2 –6.5V nếu là ắc quy 6V, 8.3 – 8.5V với loại ắc- quy 8V, 12.4 – 12.54V đối với ắc- quy 12V.

Dòng điện nạp: Điện thế nạp định mức thường bằng 1.2 – 1.25 lần dòng điện áp của bình. Nạp điện liên tục với chế độ ổn áp U = 2.40V – 2.50V (với ắc quy loại 2V), U =14.4 – 14.5V (với ắc-quy 12V). Dòng điện nạp không được quá 0.1 – 0.2 lần dung lượng định mức của bình (ví dụ: với loại ắc-quy có dung lượng 100AH dòng điện nạp tối đa < 10AH – 20AH)

Ắc- quy 2V	Nạp thường xuyên	Điện áp nạp	2,25V¸2,35V
		Dòng nạp lớn nhất (A)	£ 0,25 trị số dung lượng ghi trên bình
	Nạp chu kỳ	Điện áp nạp	2,40V¸2,50V
		Dòng nạp lớn nhất (A)	£ 0,25 trị số dung lượng ghi trên bình
Ắc-quy 12V	Nạp thường xuyên	Điện áp nạp	13,5V¸13,8V
		Dòng nạp lớn nhất (A)	£ 0,25 trị số dung lượng ghi trên bình
	Nạp chu kỳ	Điện áp nạp	14,40V¸15,00V
		Dòng nạp lớn nhất (A)	£ 0,25 trị số dung lượng ghi trên bình

Nhiệt độ chất điện phân không được vượt quá 50 độ C. Nếu nhiệt độ vượt quá trị số này thì phải ngưng nạp để hạ nhiệt độ bằng cách giảm dòng nạp cho đến khi nhiệt độ ổn định. Như vậy, thời gian nạp phải tăng lên tương ứng để để bảo đảm dung lượng nạp. Chất lượng và tuổi thọ sau này của bình phụ thuộc rất nhiều vào việc nạp hình thành ban đầu. Không được để quá nạp, vì bản cực sẽ bị sunfat hoá, làm giảm tuổi thọ của ắc- quy hoặc có thể gây nổ ắc- quy.

Hướng dẫn cách nạp điện ắc-quy trong quá trình sử dụng

Thông thường dòng nạp tiêu chuẩn phải được ổn định từ 1/10 đến 1/5 dung lượng ắc- quy (trừ một số loại ắc- quy đặc biệt, cho phép nạp nhanh theo tài liệu kỹ thuật đi kèm). Thời gian tiêu chuẩn để nạp một ắc- quy thường từ 8-12 giờ.

Chọn dòng sạc: Nếu chọn dòng sạc nhỏ (so với dung lượng) thì ắc- quy sẽ lâu đầy tuy nhiên dòng sạc càng nhỏ thì ắc- quy càng bền và càng được “no điện” thực sự. Ngược lại nếu chọn dòng sạc quá lớn (so với dung lượng, thường lớn hơn 25% trị số dụng lượng định mức của bình) thì ắc- quy sẽ chóng đầy nhưng sẽ nhanh bị hỏng và hiện tượng đầy thường là giả tạo. Thậm chí có thể bị nổ khi dòng sạc quá mạnh.

Khi ắc- quy đầy cần phải ngắt sạc hoặc chuyển sang chế độ nạp duy trì trong một khoảng thời gian tiếp theo (thông thường khoảng 1 giờ) để ắc- quy thực sự đầy (tính năng này ở các bộ nạp đơn giản thường là không có).

Đặc biệt với một số loại ắc- quy trong quá trình sạc cần phải có sự giám sát nhiệt độ chặt chẽ.

Nạp ắc quy với dòng điện không đổi

a) Nạp kiểu 1 bước:

Để dòng nạp không vượt quá 12 % của dung lượng định mức (trị số Ampe ghi trên ắc-quy), ví dụ với loại ắc- quy 100Ah dòng điện nạp tối đa là 12Ah. Với dòng nạp này ắc- quy sẽ lâu đầy nhưng đảm bảo tuổi thọ của ắc- quy lâu dài và an toàn trong quá trình nạp. Thời gian nạp với phương pháp này thường kéo dài từ 10 – 12 giờ ắc- quy mới no điện.

b) Nạp kiểu 2 bước:

- Bước 1: để dòng điện nạp bằng dòng điện định mức của thiết ắc- quy, nhưng không vượt quá 0,2 lần dung lượng định mức. Khi Điện thế tăng lên đến 2,3 - 2,4 vôn ở mỗi cell thì chuyển sang bước 2.

- Bước 2: để dòng điện nạp không vượt quá 0,12 lần dung lượng định mức (trị số Ampe ghi trên ắc- quy). Việc nạp được coi là kết thúc khi điện thế và tỷ trọng của ắc- quy ngừng tăng lên trong khoảng 1 giờ, lúc này điện áp trong mỗi cell đo được là 2,7- 2,8 vol và các ac quy sau khi nghỉ nạp 1 giờ khi nạp lại sẽ sôi (thoát khí) ngay tức thì.

Thời gian nạp đối với ắc- quy đã được phóng hoàn toàn theo kiểu nạp 1 bước với dòng 0,12 dung lượng định mức mất khoảng 12 giờ, còn nạp 2 bước với dòng 0,2 dung lượng định mức mất 8 giờ.

*Lưu ý: 
Đặc biệt với một số loại ắc-quy, trong quá trình sạc cần phải có sự giám sát nhiệt độ chặt chẽ. Vì thế, cách tốt nhất là nên sử dụng các bộ sạc tự động. Chúng có thời gian ngừng để đo điện áp Ắc-quy, đo dòng điện nạp để lựa chọn mức điện áp và dòng nạp phù hợp với chế độ điều chỉnh. Từ đó, tiết kiệm thời gian và chi phí hơn cho bạn, đồng thời công việc nạp điện Ắc-quy sẽ diễn ra an toàn, Ắc- quy được bảo dưỡng tốt hơn.

Bảo quản

- Kiểm tra các vết nứt trên vỏ bình (nhất là khu vực quanh cọc bình, nơi này thường chịu lực lớn khi tháo hoặc gắn cáp bình). Cần thay bình nếu thấy có bất kỳ vết nứt nào.

- Kiểm tra cáp nối. Thay cáp nối nếu cần thiết.

- Làm sạch các cọc bình. Kiểm tra cọc bình đã chắc chưa và cáp nối có lỏng không (chú ý khi làm vệ sinh phải chú ý không để các cực bình chạm vào nhau(Cờ lê/ Tua vít…)

- Thường xuyên kiểm tra mức dung dịch trong bình. Đảm bảo mức nước và nồng độ theo hướng dẫn của nhà sản xuất ắc quy. Đối với các ắc- quy kín khí sẽ kiểm tra qua mắt chỉ thị. Màu xanh nhạt là bình tốt và đầy. Màu đỏ là bình đã yếu.

- Ắc-quy khi chưa sử dụng phải tồn trữ ở nơi khô mát, thoáng khí, tốt nhất là ở môi trướng khoảng 25oC, bình không được đặt ở vị trí nghiêng hoặc lật úp.

- Tuyệt đối không được để vật nặng hoặc vật kim loại trên bình, dễ ảnh hưởng bình bị biến dạng hoặc hai điện cực chạm nhau gây ngắn mạch, sẽ gây ra chạm điện, có thể phát sinh tia lửa điện gây nguy hiểm và làm hỏng bình.

- Ắc-quy trong thời gian chưa sử dụng phải tiến hành định kỳ nạp điện 03 tháng / 01 lần nhằm đảm bảo tính năng bình được ổn định.

- Đối với bình ướt nếu chưa sử dụng thì không được tháo phần giấy bạc ép trên nắp để bảo đảm độ kín bình.

KỲ 2 CÁCH SỬ DỤNG VÀ BẢO DƯỠNG ẮC-QUY NƯỚC VÀ ẮC-QUY KHÔ

Ở kỳ 1, chúng ta đã biết những nguyên tắc chung về việc sử dụng và bảo dưỡng bình ắc-quy. Ở kỳ này sẽ đưa các bạn đến với những hướng dẫn sử dụng và bảo dưỡng cụ thể của ắc-quy nước và ắc- quy khô- vốn là hai loại phổ biến trên thi trường Việt Nam.

Cách sử dụng và bảo dưỡng Ắc-quy nước

Ắc -quy nước là loại Ắc- quy acid chì, thường xuyên phải bổ sung nước cất trong quá trình sử dụng mỗi khi ắc- quy cạn dung dịch. Nếu không châm nước kịp thời ắc- quy sẽ mất khả năng tích điện và phóng điện, thậm chí ắc- quy sẽ bị hỏng. Với loại ắc- quy này, trong quá trình nạp điện thường bốc mùi khó chịu, ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người dùng. Với nhược điểm đó, loại ắc- quy này thường được sử dụng trong các môi trường ngoài trời như dung khởi động, ô tô, xe điện…

Cách châm nước

Với loại ắc- quy acid chì (ắc- quy nước) chúng ta phải thường xuyên kiểm tra mức nước dung dịch trong ắc- quy, phải châm nước kịp thơi ngay khi mức nước bên trong giảm xuống một mức nhất định. Nếu không được bổ sung kịp thời ăc quy sẽ mất khả năng tích điện, dẫn đến giảm tuổi thọ của ắc- quy.

Đối với loại ắc- quy mới (chưa có nước dung dịch bên trong), khi đưa vào sử dụng việc đầu tiên là dùng dung dịch điện phân (dung dịch axít Sunfuarít H2SO4 loãng) có tỷ trọng 1.28 (cho bình xe máy) hoặc 1.255-1.270 (cho bình ô-tô) đổ vào các ngăn của ắc quy tới vạch UPPER trên vỏ bình và đợi khoảng 15 phút để dung dịch ngấm đều vào các tấm điện cực mới tiến hành nạp điện. Sạc bình với cường độ dòng điện bằng 1/10 dung lượng bình, thời gian sạc bình mới khoảng 30 phút là đủ.. Nếu thấy mức dung dịch giảm xuống không đồng đều ở các ngăn thì phải bổ sung thêm cho đủ và đồng đều ở các ngăn. (Không nên sử dụng dung dịch có tỷ trọng cao quá hoặc thấp quá sẽ không tốt đến tuổi thọ của ắc- quy).

Thông thường khi mua ắc- quy, nhà cung cấp (sản xuất) đã đổ đầy dung dịch điện phân. Khi đưa vào sử dụng bạn không cần phải tiếp thêm nước, chỉ cần tiến hành nạp điện cho bình rồi mang ra sử dụng. Khi nước dung dịch bị cạn trong quá trình sử dụng, chỉ nên dùng nước cất nguyên chất tiếp thêm vào bình cho đầy đến vạch UPPER, không nên đổ thêm nước dung dịch vì sẽ làm tăng nồng độ chất điện phân (nồng độ acid tăng) làm các tấm điện cực bị sunfat hóa dẫn đến hỏng bình.

Không để mức dung dịch trong các ngăn bình xuống thấp dưới vạch LOWER, chỉ được dùng nước cất để bổ sung.Trước khi tháo các nắp ra cần vệ sinh sạch bên ngoài ắc quy tránh lọt các chất bẩn vào trong các ngăn của bình.

Nạp điện

Phải nạp lại điện khi bình ắc quy yếu điện với dòng điện có cường độ bằng 1/10 dung lượng bình. Nếu không sử dụng trong thời gian dài phải sạc lại định kỳ (hằng tháng) với thời gian từ 5 đến 10 giờ.

(Xem thêm phần "Hướng dẫn cách nạp điện ắc-quy trong quá trình sử dụng" ở kỳ 1- những nguyên tắc chung về việc sử dụng và bảo dưỡng ắc-quy)

Cách tháo và lắp bình

Tắt máy để đảm bảo an toàn khi tháo/ lắp bình ắc- quy:

+ Khi tháo bình, tháo dây cáp ở đầu cực âm trước. + Khi lắp bình, kết nối đầu cực dương trước

Cảnh báo

+ Chỉ thêm nước cất, tuyệt đối không châm thêm acid.
+ Không được sử dụng bình ắc-quy có mức điện dịch thấp hơn LOWER LEVEL, bởi vì nó có thể gây ra cháy nổ.
+ Không được châm quá mức UPPER LEVEL, dung dịch có thể tràn ra ngoài và gây hư hỏng hoặc gây cháy.
+ Không để bình gần nơi có nguồn phát sinh tia lửa điện, nguồn lửa hoặc tàn thuốc lá đang cháy...
+ Nếu dung dich axít bắn vào mắt hay tiếp xúc với da thì rửa với nước sạch rồi chuyển đến bác sĩ chuyên môn điều trị.
+ Tồn trữ ắc quy nơi thoáng mát, khô ráo và tránh để bình trực tiếp dưới nắng, mưa.
+ Để bình xa tầm tay của trẻ em.

Cách sử dụng và bảo dưỡng Ắc-quy khô

Ắc-quy khô là ắc-quy có cấu tạo bên trong không dùng Sulfuric Acid mà là gel acid. Sản phẩm này được thiết kế đặc thù cho ngành hàng không, ngành Viễn thông, hoặc những nơi cần sự ổn định cao nhất. Vì  những ưu điểm đó nên loại ắc-quy này thường có giá thành rất cao.  Một số loại ắc-quy khô khác như: pin điện thoại, laptop…

Đưa ắc quy mới vào sử dụng:

Kiểm tra tình trạng no điện của ắc- quy:

Bình ắc- quy khô kín khí khi xuất xưởng đã được nạp điện sẵn nên có thể sử dụng được ngay. Tuy nhiên, lời khuyên của nhà sản xuất là nên sạc lại ắc-quy trước khi đưa vào sử dụng.

(Xem thêm phần "Hướng dẫn cách nạp điện ắc-quy trước khi đưa vào sử dụng" ở kỳ 1- Những nguyên tắc chung về việc sử dụng và bảo dưỡng Ắc-quy)

Trong quá trình lắp đặt sử dụng cần cẩn thận, tránh gây chập ngắn mạch hai đầu cực có thể nổ bình hoặc cháy trụ.

Trước khi đưa vào sử dụng nên kiểm tra lại điện áp:

• Nếu điện áp ắc- quy xấp xỉ 2,09V/ắc- quy đơn (tương ứng 12,54V với loại ắc quy 12V) có thể sử dụng được ngay.
• Nếu điện áp nhỏ hơn cần nạp điện bổ sung với điện thế không đổi.
• Trong quá trình sử dụng phải thường xuyên kiểm tra, bổ sung nước cất và kiểm tra tỷ trọng điện dịch.
• Khi ắc- quy phóng điện, nếu điện áp giảm xuống 1,80V/ngăn (tương ứng U = 10,80V với loại ắc- quy 12V) phải dừng phóng điện và nạp lại ngay không để ắc- quy "đói" điện lâu .
   

Lắp đặt đầu nối

- Kiểm tra bao gói trước khi mở.

- Tiến hành mở bao gói tại nơi sử dụng, lắp đặt. Không nhấc ắc-quy ra khỏi hộp bàng cách cầm vào đầu cọc dẫn điện. Cầm vào đáy và thành bình để nhấc ắc-quy ra.

- Sau khi lấy ắc- quy rạ khỏi hộp, kiến tra tình trạng bên ngoài.

- Nếu thấy ắc- quy còn nguyên vẹn thì mới tiến hành lắp đặt.

- Nên lắp đặt bộ nguồn ắc-quy ở vị trí thấp nhất có thể trong thiết bị máy móc.

- Không nên lắp đặt bộ nguồn ắc- quy gần các nguồn phát sinh nhiệt như biến thế, lò sưởi.

- Do có một ít khí cháy nổ cớ thể thoát ra trong quá trình ắ-cquy làm việc, tránh lập đặt ắc-quy gần các vị trí có thể phát sinh tia lửa như cầu dao, công tắc.

- Trước khi đầu nối, lau sạch bề mặt đầu cực dẫn điện, phủ lên chúng một lớp keo dẫn điện mỏng, bắt chặt đầu nối, ốc, đầu cực (lực vặn xiết ốc = 150 - 200 Kg/cm2). Không vận quá và dùng mỏ hàn vào đầu cực.

- Nếu sử dụng bộ nguồn, trước tiên hãy đấu nối các bộ nguồn, tháo một đầu dẫn điện ra để tránh chập mạch.

- Đấu nối bộ nguồn ắc-quy vào máy nạp. Cực (+) của ắc-quy đấu vào đầu (+) của máy nạp hoặc tải. Cực (-) của ắc-quy đấu vào đầu (-) của máy nạp hoặc đầu (-) của tải. Cuối cùng đấu lại đầu nối giữa hai ắc-quy.

Nạp điện ắc quy:

Khi ắc- quy đã phóng hết điện hoặc không sử dụng trong thời gian dài phải nạp điện lại cho ắc- quy bằng cách:

• Đấu cực dương của ắc quy với cực dương của máy nạp, cực âm ắc quy với cực âm máy nạp.
• Nạp điện liên tục với chế độ ổn áp U = 2,40V ~ 2,50V (với ắc quy loại 2V), U = 14,4 ~ 14,5V (với ắc- quy 12V). Dòng nạp lớn nhất phải nhỏ hơn 0,25 trị số dung lượng của bình.

(Xem thêm phần "Hướng dẫn cách nạp điện ắc-quy trong quá trình sử dụng" ở  kỳ 1- những nguyên tắc chung về việc sử dụng và bảo dưỡng ắc-quy)

Bảo quản, cất trữ ắc quy:

- Tháo ắc-quy từ thiết bị hoặc từ máy nạp, tải. Cất giữ trong điều kiện khô và mát mẻ.

- Khi ắc-quy được cất giữ, không sử dụng trong một thời gian dài, việc nạp bổ sung cần được áp dụng như sau:

Nhiệt độ cất giữ	Nạp bổ sung	Thời gian nạp
Dưới 20oC	Trong thời gian 12 tháng	24h - 48h
20oC - 30oC	Trong thời gian 8 tháng	24h - 48h
Trên 30oC	Không nên cất giữ

-Ắc-quy khô kín khí mới nếu chưa sử dụng phải được bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát. Tránh chập mạch vì đã mang sẵn điện.

-Ắc-quy khô kín khí đang sử dụng nếu tạm thời không sử dụng nữa phải được lau sạch, bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát. Định kỳ nạp điện bổ sung.

- Lau chùi ắc-quy với giẻ bằng vải bông khô hoặc ướt để chống nhiễm tĩnh điện. Không được sử dựng bất kỳ dung môi hữu cơ nào như dầu hỏa, hỗn hợp pha sơn....

- Tránh không cho ắc-quy tiếp xúc với tia lửa.

- Không tháo rời ắcquy.

- Tránh lắp ghép ắcquy cũ và mới, hoặc ắc-quy khác chủng loại vào một bộ nguồn vì có thể dẫn tới làm hỏng ắc-quy hay các thiết bị.

- Các ắc-quy có thể sử dụng trong điều kiện nhiệt độ -15oc đến +45oc, xong tốt nhất nên sử dụng trong khoảng +5oc đến +30oc, ắc-quy sẽ cho tuổi thọ cao nhất.
(Hết)

nguồn: tbe.vn

Read More

Phương pháp điều xung PWM

PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU XUNG PWM
(PULSE WIDTH MODULATION)

Phương pháp điều xung PWM là gì?

Phương pháp điều xung PWM (Pulse Width Modulation) là phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải, hay nói cách khác, là phương pháp điều chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông, dẫn đến sự thay đổi điện áp ra.
Các PWM khi biến đổi thì có cùng 1 tần số và khác nhau về độ rộng của sườn dương hay sườn âm.

Ứng dụng của PWM trong điều khiển

PWM được ứng dụng nhiều trong điều khiển. Điển hình nhất mà chúng ta thường hay gặp là điều khiển động cơ và các bộ xung áp, điều áp... Sử dụng PWM điều khiển độ nhanh chậm của động cơ hay cao hơn nữa, nó còn được dùng để điều khiển sự ổn định tốc độ động cơ.

Ngoài lĩnh vực điều khiển hay ổn định tải thì PWM còn tham gia và điều chế các mạch nguồn như : boot, buck, nghịch lưu 1 pha và 3 pha...

PWM còn gặp nhiều trong thực tế ở các mạch điện điều khiển. Điều đặc biệt là PWM chuyên dùng để điều khiển các phần tử điện tử công suất có đường đặc tính là tuyến tính khi có sẵn 1 nguồn 1 chiều cố định .Như vậy PWM được ứng dụng rất nhiều trong các thiết bị điện- điện tử. PWM cũng chính là nhân tố mà các đội Robocon sử dụng để điều khiển động cơ hay ổn định tốc độ động cơ.

Sơ đồ nguyên tắc điều khiển tải dùng PWM Trên là đồ thị dạng xung khi điều khiển bằng PWM. Với độ rộng xung đầu ra tương ứng và được tính bằng %. Tùy thích do chúng ta điều khiển.

Nguyên lý hoạt động của PWM

Đây là phương pháp được thực hiện theo nguyên tắc đóng ngắt nguồn của tải  một cách có chu kì theo luật điều chỉnh thời gian đóng cắt. Phần tử thực hiện nhiện vụ đó trong mạch các van bán dẫn.

Mạch nguyên lý điều khiển tải bằng PWM Xét hoạt động đóng cắt của một van bán dẫn. Dùng van đóng cắt bằng Mosfet (Mosfet là Transistor hiệu ứng trường- Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)

Giản đồ xung của chân điều khiển và dạng điện áp đầu ra khi dùng PWM.

Nguyên lý : Trong khoảng thời gian 0 - t0, ta cho van G mở, toàn bộ điện áp nguồn Ud được đưa ra tải. Còn trong khoảng thời gian t0 - T, cho van G khóa, cắt nguồn cung cấp cho tải. Vì vậy với t0 thay đổi từ 0 cho đếnT, ta sẽ cung cấp toàn bộ , một phần hay khóa hoàn toàn điện áp cung cấp cho tải.

Công thức tính giá trị trung bình của điện áp ra tải :
Gọi t1 là thời gian xung ở sườn dương (khóa mở ) còn T là thời gian của cả sườn âm và dương, Umax là điện áp nguồn cung cấp cho tải. Ta có:

Ud = Umax.( t1/T) (V) hay Ud = Umax.D (Với D = t1/T là hệ số điều chỉnh và được tính bằng % tức là PWM)

Như vậy ta nhìn trên hình đồ thị dạng điều chế xung thì ta có : Điện áp trung bình trên tải sẽ là :

Ud = 12.20% = 2.4V ( với D = 20%) Ud = 12.40% = 4.8V (Vói D = 40%) Ud = 12.90% = 10.8V (Với D = 90%)

Các cách để tạo ra được PWM để điều khiển

Để tạo được ra PWM thì hiện nay có hai cách thông dụng : Bằng phần cứng và bằng phần mềm.

Trong phần cứng có thể tạo bằng phương pháp so sánh hay là từ trực tiếp từ các IC dao động tạo xung vuông như : 555, LM556...

Trong phần mền được tạo bằng các chip có thể lập trình được. Tạo bằng phần mền thì độ chính xác cao hơn là tạo bằng phần cứng. Nên người ta hay sử dụng phần mền để tạo PWM.

Ở đây ta tham khảo 2 cách điều chế PWM phổ biến: bằng phương pháp so sánh và tạo xung vuông bằng phần mềm.

1- Tạo xung vuông bằng phương pháp so sánh Để tạo được bằng phương pháp so sánh ta cần 2 điều kiện sau đây : + Tín hiệu răng cưa : Xác định tần số của PWM + Tín hiệu tựa (Ref) là tín hiệu xác định mức công suất điều chế (Tín hiệu DC). Xét sơ đồ mạch sau : Với tần số xác định được là f = 1/(ln.C1.(R1+2R2) nên chỉ cần điều chỉnh R2 là có thể thay đổi độ rộng xung dễ dàng. Ngoài 555 ra còn rất nhiều các IC tạo xung vuông khác.

2- Tạo xung vuông bằng phần mềm Đây là cách tối ưu trong các cách để tạo được xung vuông. Việc tạo bằng phần mền cho độ chính xác cao về tần số và PWM. Và mạch đơn giản hơn rất nhiều. Xung này được tạo dựa trên xung của CPU. Lấy 1 đoạn ví dụ tạo PWM trong chip 8501 :

PWM trong điều khiển động cơ và trong các bộ biến đổi xung áp

1-Trong động cơ : Điều mà chúng ta dễ nhận thấy rằng là PWM rất hay được sử dụng trong động cơ để điều khiển động cơ hoạt động nhanh , chậm, thuận ,nghịch và ổn định tốc độ cho nó. Cái này được ứng dụng nhiều trong điều khiển động cơ 1 chiều.

Sơ đồ nguyên lý của mạch điều khiển động cơ DC

Đây là mạch đơn giản điều khiển động cơ. Nếu muốn điều khiển  động cơ quay thuận quay ngược thì phải dùng đến cầu H.

2- Trong các bộ biến đổi xung áp: Trong các bộ biến đổi xung áp thì PWM đặc biệt quan trọng trong việc điều chỉnh dòng điện và điện áp ra tải. Bộ biến đổi xung áp có nhiều loại như là biến đổi xung áp nối tiếp và bộ biến đổi xung áp song song.

Lấy ví dụ 1 mạch nguyên lý đơn giản trong bộ nguồn Boot đơn giản.

Sơ đồ mạch nguyên lý của bộ nguồn Boot đơn giản

Đây là nguyên lý của mạch nguồn Boot. Dùng xung điều khiển để tạo tích lũy năng lượng từ trường , từ đó tạo điện áp ra tải lớn hơn điện áp vào.
Ngoài ra, PWM còn được sử dụng trong các bộ chuyển đổi DC -AC , hay trong biến tần, nghịch lưu.

Read More

LÀM CÁCH NÀO ĐỂ KIỂM TRA MỘT MÁY BIẾN ÁP ?

LÀM CÁCH NÀO ĐỂ KIỂM TRA MỘT MÁY BIẾN ÁP ?

Máy biến áp là một thiết bị cấu thành từ nhiều chi tiết điện cơ, hoạt động trên một cơ chế sao cho mỗi điện trường có thể tạo ra một từ trường, và ngược lại. Điều này giúp tạo ra sự ngăn cách giữa 2 mạch điện bằng cách để cho mạch điện thứ nhất sinh ra một từ trường không dẫn được điện, còn mạch điện thứ hai thì thu hồi lại năng lượng trong quá trình tạo ra từ trường.

Có thể sử dụng các bước sao đây để kiểm tra một máy biến áp: 

Bước 1: Kiểm tra bề mặt ngoài máy biến áp.

Sự quá nóng của động cơ có thể làm cho mạch điện bên trong máy biến áp bị lỗi hoạt động do máy chạy ở nhiệt độ quá cao. Nếu bề mặt ngoài của máy biến áp xuất hiện những đốm cháy thì đừng kiểm tra.

Bước 2: Xem kĩ cách mắc dây điện trong máy.

Máy biến áp nên được dán mác rõ ràng. Nhưng tốt nhất là nên để một sơ đồ mạch điện để dễ dàng xem máy biến áp được kết nối ra sao. Sơ đồ mạch điện thường được đính kèm trong sách hướng dẫn sử dụng hoặc website của nhà sản xuất.

Bước 3: Nhận biết được công suất tiêu thụ và hiệu suất đầu ra của máy

Mạch điện thứ nhất - mạch tạo ra từ trường sẽ được kết nối với mạch sơ cấp trong máy biến áp. Ngoài ra, điện áp tiêu thụ của máy biến áp cũng phải được ghi rõ trên nhãn hướng dẫn. Mạch thứ hai- mạch tiếp nhận công suất do từ trường tạo ra thì sẽ được kết nối với mạch thứ cấp trong máy biến áp. Điện thế sử dụng cho mạch này cũng phải được đề rõ trên nhãn và sơ đồ.

Bước 4: Kiểm tra kỹ bộ lọc đầu ra

Thường thì tụ ngậm và đi-ốt được lắp thêm vào trong mạch thứ cấp để chuyển đổi dòng điện AC đầu ra thành dòng điện DC. Nhưng việc lọc cũng như chuyển đổi dòng sẽ không được ghi trên nhãn, mà được ghi trên sơ đồ mạch điện.

Bước 5: Chuẩn bị đo lường điện áp trong mạch

Gỡ bao bì và bảng điện ra để xem mạch điện trong máy biến áp. Nên để một đồng hồ đa năng kĩ thuật số để lấy số đo điện thế. Đồng hồ đa năng có thể tìm mua trong các của hàng bán đồ điện.

Bước 6: Nên xác định chính xác lượng điện tiêu thụ vừa đủ một máy biến áp

Khi nạp điện, nên để đồng hồ đa năng AC đo lượng tiêu thụ điện của mạch sơ cấp. Nếu số đo dưới 80 % so với mong đợi thì máy biến áp, hoặc mạng điện cung cấp điện cho mạch sơ cấp bị lỗi. Trong trường hợp này thì mạch sơ cấp phải được tách ra khỏi mạch đầu vào. Còn nếu như lượng điện vào đạt quá mức mong đợi thì mạch sơ cấp sẽ bị hư.

Bước 7: Đo lường kỹ lưỡng công suất ra của mạch thứ cấp trong máy biến áp:

Nếu như bạn đã kiểm tra thấy không có bộ lọc đầu ra hay chuyển đổi dòng điện ở sơ đồ mạch điện thứ cấp, thì nên áp dụng chế độ đo AC ở đồng hồ đa năng. Còn nếu có cả hai yếu tố đó thì chúng ta dùng chế độ DC từ đồng hồ đa năng kỹ thuật số.

Nếu như điện thế mong muốn không đạt được trong mạch thứ cấp thì máy biến thế, hoặc bộ lọc, hoặc bộ chuyển đổi dòng điện đã bị hư. Nên kiểm tra bộ lọc riêng biệt với bộ chuyển đổi dòng điện. Nếu kiểm tra mà không thấy gì thì máy biến áp này có thể bị hư.

Nguồn: tbe.vn

Read More

hệ số công suất

HỆ SỐ CÔNG SUẤT Power Factor Correction

Bài viết này sẽ giúp bạn phần nào hiểu rõ hơn cách thức mà một thiết bị tiêu thụ năng lượng từ dòng điện xoay chiều như thế nào và tầm quan trọng của việc điều chỉnh hệ số công suất PFC (Power Factor Correction) trong việc tiết kiệm năng lượng trong truyền tải điện năng.

1. Công suất DC

Công suất được định nghĩa là tỉ lệ năng lượng được chuyển qua một bề mặt trong một đơn vị thời gian. Đối với dòng điện một chiều (Direct Current – DC ) do đặc tính của nó với các hạt điện tử chỉ chuyển động theo một hướng với chiều từ âm sang dương (dòng quy ước có chiều từ dương sang âm ) nên công suất mà nó tạo ra được tính bằng công thức:

P=U.I        Trong đó: P là giá trị công suất với đơn vị tính là W (Watt)                          U là hiệu điện thế với đơn vị tính là V (Volt)                           I là cường độ dòng điện với đơn vị tính là A (Ampe)

                                                          

                                 
Do vậy, khi nói đến công suất trong mạch điện một chiều thì đó luôn luôn là công suất thật. Công suất trong mạch điện xoay chiều không đơn giản như vậy vì nó có chứa tới 3 thành phần công suất khác nhau là công suất thật,công suất biểu kiến và công suất phản kháng.

2. Công suất AC

Trong mạch điện xoay chiều (Alternating Current – AC)  do trong mạch điện xoay chiều đều tồn tại 3 thành phần cuộn cảm (L), tụ điện (C) và điện trở (R). Trong đó L và C được coi như các kho tích luỹ năng lượng có thể làm đảo ngược định kỳ dòng chảy của năng lượng hay nói cách khác, là khi tồn tại L hoặc C trong mạch điện xoay chiều thì năng lượng đưa vào không được tiêu thụ hết. Trung bình trong một chu kỳ hoàn thành của một dạng sóng AC, năng lượng do dòng điện tạo ra sẽ có 2 phần, năng lượng đi theo một hướng vào thiết bị được gọi là công suất thật hay công suất tiêu thụ (P). Phần năng lượng được tích luỹ quay trở lại nguồn trong mỗi chu kỳ được gọi là công suất phản kháng (Q).

     - Công suất thật, công suất biểu kiến và công suất phản kháng :

Ví dụ, trong một mạch điện AC đơn giản với nguồn điện cung cấp và một tải tuyến tính, nguồn điện có điện áp và dòng tải dạng hình sin. Nếu tải hoàn toàn thuần trở (tải chỉ mang tính trở kháng – R), hai giá trị điện áp và dòng điện sẽ tăng đồng pha (tăng giảm cùng lúc), năng lượng sẽ dịch chuyển theo một hướng duy nhất, trong trường hợp này chỉ có công suất thật đi qua.

Nếu tải không thuần trở, trong mạch chỉ chứa thành phần cảm kháng L hay dung kháng C, sẽ có sự lệch pha giữa điện áp và dòng điện trong mỗi chu kỳ của dạng sóng AC . Ví dụ, lệch pha 90 độ giữa điện áp và dòng điện (đối với dung kháng thì dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế còn đối với cảm kháng thì dòng điện chậm pha hơn so với hiệu điện thế), giá trị điện áp nằm ở chu kỳ dương của dạng sóng và giá trị dòng điện thì bằng không, dòng năng lượng được chuyển tới rồi trả về, trong trường hợp này ta gọi là công suất phản kháng – Một công suất thể hiện sự tiêu tốn năng lượng được tạo ra khi có sự nạp và phóng năng lượng từ các thành phần L-C, công suất này hoàn toàn không tham gia vào quá trình thực hiện công của thiết bị nên còn được gọi là công suất “vô công”.

Công suất biểu kiến là giá trị công suất chứa 2 thành phần công suất thực và công suất phản kháng. Công suất biểu kiến có thể xem như là công suất tổng của thiết bị với 2 giá trị điện áp vào và dòng điện vào có thể thấy được.

Trong thực tế, ngoài các loại thiết bị mang tính thuần trở (bàn ủi, bóng đèn sợi đốt, bếp điện) thì các thiết bị khác đều mang 3 thành phần điện trở R, cảm kháng L và dung kháng C. Do đó trong việc cung cấp năng lượng cho thiết bị sẽ có 2 thành phần cùng “chảy” vào, đó là công suất tiêu thụ thực và công suất phản kháng. Để đo được việc sử dụng hiệu quả năng lượng cung cấp chuyển đổi thành năng lượng có ích, người ta đo tỉ lệ giữa công suất tiêu thụ thực với công suất phản kháng, được gọi là phép đo hệ số công suất (Power Factor – PF).

Phương pháp thông dụng nhất để làm giảm đi công suất phản kháng của các thiết bị thuần cảm là mắc song song với cuộn dây một tụ điện (người ta thường gọi là tụ bù), lúc này dòng điện sinh ra bởi cảm kháng và dung kháng lệch pha nhau 180⁰, dòng điện chảy vào tụ điện và cuộn dây có xu hướng triệt tiêu nhau (trung hoà). Đây là phương pháp làm giảm công suất phản kháng hiệu quả nhất trong việc truyền dẫn điện năng hiện nay.

   - Các thuật ngữ và đơn vị để mô tả công suất AC

Công suất tiêu thụ thật Real power (P) – đơn vị Watt (W) Công suất phản kháng Reactive power (Q) – đơn vị volt-ampere reactive (var) Công suất biểu kiến Apparent Power (S) – đơn vị Volt-Ampere (VA)

Trong biểu đồ, P là công suất tiêu thụ thực tế, Q là công xuất phản kháng, S là công suất biểu kiến. Công suất phản kháng không tạo ra năng lượng thực, do đó nó đại diện bằng một trục tưởng tượng trên biểu đồ. Độ lớn của góc cosine (φ) thể hiện mối tương quan giữa công suất tiêu thụ thật và công suất phản kháng.

Đơn vị W được thể hiện cho các giá trị công suất thực. Đơn vị VA thể hiện giá trị công suất biểu kiến vì nó là sản phẩm của 2 giá trị điện áp RMS và dòng điện RMS. Đơn vị var thể hiện giá trị công suất phản kháng với 2 giá trị điện áp và dòng điện phản kháng.

Mối quan hệ giữa 3 giá trị công suất này được thể hiện qua công thức

S=P+jQ  Với j là đơn vị ảo

   - Hệ số công suất – Power Factor (PF)

Tỉ lệ giữa công suất tiêu thụ thật và công suất phản kháng được gọi là hệ số công suất. Trong trường hợp dòng điện AC là dạng sóng sin thuần tuý, hệ số công suất là cosine của góc pha (φ) giữa dòng điện và điện áp của dạng sóng sin, vì lý do này trong các tài liệu kỹ thuật người ta thường viết tắt hệ số công suất là “cosφ”. Hệ số công suất không có đơn vị riêng, giá trị của nó được thể hiện từ 0 đến 1 và có thể được diễn tả bằng tỉ lệ phần trăm, ví dụ như PF=50%. Được thể hiện bằng công thức

PF = cosφ = P÷S

Nên muốn nâng cao công suất thật P thì cần phải nâng cao hệ số cosφ.

Hệ số công suất bằng 1 khi dòng điện và điện áp cùng pha. Các thiết bị có hệ số công suất bằng 1 như: đèn sợi đốt, bàn ủi, máy nước nóng, bếp điện,…

Hệ số công suất bằng 0 khi dòng điện và điện áp lệch pha nhau 90 độ, ở đây hệ số công suất thể hiện dòng điện nhanh hay chậm pha hơn so với điện áp. Các thiết bị có hệ số công suất dưới 1 như: đèn neon dùng chấn lưu, motor, van đóng cắt, các thiết bị điện tử, …

Trên hai hệ thống truyền tải có cùng công suất thật thì hệ thống nào có hệ số công suất thấp hơn thì sẽ có dòng điện lớn hơn vì phần năng lượng phản kháng bị trả lại nguồn lớn hơn, tạo ra nhiều thất thoát năng lượng và làm giảm hiệu năng truyền tải, làm tăng kích thước dây điện truyền dẫn. Hệ quả là nó còn có một công suất biểu kiến cao hơn với cùng một công suất thực được truyền tải.

Ví dụ, để có được 1kW công suất tiêu thụ thực trong điều kiện hệ số công suất là tối ưu nhất với giá trị bằng 1, thì cần phải có 1kVA công suất biểu kiến được truyền đi; 1kW : 1 = 1kVA. Trong điều kiện hệ số công suất thấp, ví dụ như 0.5, thì cần phải có 2kVA công suất biểu kiến được truyền đi: 1kW : 0.5 = 2kVA.

Tại sao phải quan tâm tới việc này? Cho dù công suất phản kháng thật sự không sinh ra công nhưng sự tồn tại của nó sẽ làm cho các dây dẫn nóng hơn. Những thiết bị có sử dụng các cuộn dây như motor, máy phát điện, máy biến thế,…phải được thiết kế với các cuộn dây lớn hơn để có thể chịu được công suất tổng bao gồm dòng có ích và dòng “vô công”.

Cũng chính vì lý do đó với giá trị đầu tư cho thiết bị và đường truyền cao nên giá điện dành cho các khu vực công nghiệp và thương mại có giá cao hơn so với khách hàng cá nhân, nơi có nhiều thiết bị sử dụng điện có hệ số công suất thấp. Nhà phân phối điện ngoài việc tăng giá điện với các khách hàng lớn, họ còn kiểm soát công suất phản kháng bằng các thiết bị đo chuyên dùng nhằm hỗ trợ khách hàng tìm các biện pháp làm gia tăng hệ số công suất, đồng thời phạt những khách hàng nào để hệ số công suất thấp hơn tiêu chuẩn.

3. Điều chỉnh hệ số công suất – PFC (Power Factor Correction)

        - Điều chỉnh hệ số công suất tuyến tính 

Điều chỉnh PFC tuyến tính áp dụng cho các thiết bị tiêu thụ trực tiếp điện áp lưới. Việc điều chỉnh có thể đạt được bằng việc thêm vào hay bớt ra các cuộn dây hay tụ điện cho thiết bị. Như động cơ mang tính cảm kháng có thể điều chỉnh PFC bằng việc đấu thêm một tụ song song với cuộn dây vận hành nhằm giúp triệt tiêu công suất phản kháng, làm giảm công suất biểu kiến và tăng hệ số PF. Thiết bị điều chỉnh hệ số công suất không những được áp dụng trong ngành công nghiệp điện mà nó còn có thể sử dụng với người dùng cá nhân khi muốn làm giảm tổn hao trên đường truyền và ổn định điện áp cho tải.

Thiết bị điều chỉnh hệ số công suất thực chất là một thiết bị cung cấp một công suất phản kháng tương ứng và đối nghịch lại với công suất phản kháng được tạo ra của thiết bị. Thêm tụ điện hay cuộn dây vào quá trình để huỷ bỏ đi hiệu ứng cảm ứng hay điện dung tương ứng được tạo ra. Động cơ có tính cảm ứng có thể được bù bằng các tụ lọc, lò hồ quang điện có tính điện dung có thể bù bằng các cuộn dây.

Khi thêm vào hay lấy ra các thiết bị bù công suất phản kháng có thể tạo ra sự biến động điện áp hay tạo ra các méo hài, trong trường hợp xấu nhất các thành phần bù công suất phản kháng có thể tạo ra hiện tượng cộng hưởng với hệ thống được bù, làm cho điện áp tăng cao và gây mất ổn định cho hệ thống. Do vậy việc điều chỉnh hệ số PFC không thể đơn giản là việc thêm hay bớt các thành phần, mà nó cần được tính toán phù hợp với từng mức công suất tải trên thiết bị.

Để tránh trường hợp trên, ứng dụng việc bù hệ số công suất PFC bằng các thiết bị bù tự động. Thiết bị này bao gồm nhiều tụ điện được đóng hay ngắt ra khỏi thiết bị được bù công suất phản kháng bằng các công tắt. Các công tắt này lại được điều khiển bằng một thiết bị điều khiển trung tâm có khả năng đo hệ số công suất bằng việc đo dòng tải và điện áp của thiết bị qua các cảm biến dòng được gắn trên đường truyền dẫn điện năng, trước khi vào thiết bị. Tuỳ thuộc vào tải và hệ số công suất của thiết bị, bộ điều khiển sẽ đấu nối tuần tự các tụ bù vào mạch sao cho giá trị hệ số công suất luôn ở trên giá trị được chọn.

Một cách khác để điều chỉnh hệ số công suất là dùng động cơ đồng bộ, động cơ đồng bộ cung cấp một công suất phản kháng có chiều nghịch với chiều công suất phản kháng của thiết bị, tính chất tiêu thụ công suất phản kháng của động cơ đồng bộ được xem là một tính chất đặt biệt của loại động cơ này, nó được xem tương đương như một tụ đồng bộ. Ngoài ra trong ngành công nghiệp điện còn có nhiều phương pháp để điều chỉnh hệ số công suất khác như bằng các thiết bị điện tử sử dụng Thyristor chẳng hạn.

      - Điều chỉnh hệ số công suất phi tuyến tính 

Tải phi tuyến thường là dạng tải chỉnh lưu, không sử dụng trực tiếp từ điện xoay chiều mà nắn lại thành dạng điện một chiều-chỉnh lưu như các bộ nguồn máy tính (PSU), adaptor,…hay các thiết bị sử dụng năng lượng gián đoạn-liên tục như máy hàn, bóng đèn huỳnh quang,..,các thiết bị này trong quá trình tiêu thụ năng lượng còn tạo ra các dạng sóng hài có tần số là bội số của tần số điện lưới, chèn vào tần số điện lưới. Các thành phần linh kiện tuyến tính như cuộn dây và tụ điện không thể loại bỏ được các dải tần số mới được tạo ra này, vì vậy nó phải dùng các bộ lọc hay bộ điều chỉnh hệ số công suất có thể làm phẳng dòng điện ra trên mỗi chu kỳ nhằm giảm dòng hài.

Trong các loại tải phi tuyến tính đó thì PSU được sử dụng nhiều nhất, với thiết kế chuyển đổi năng lượng theo kiểu đóng/cắt (switching). Trước đây các bộ nguồn này chỉ đơn giản được thiết kế với một cầu nắn điện chỉnh lưu toàn sóng nạp một mức điện áp dưới mức chịu đựng của tụ điện. Điều này sẽ tạo ra một dòng điện nạp ban đầu rất cao, hệ số công suất rất thấp, đồng thời tạo ra các sóng hài không có lợi.

4. Điều chỉnh hệ số công suất thụ động – Passive PFC

Phương pháp Passive PFC đơn giản chỉ là sử dụng một bộ lọc, bộ lọc này chỉ cho qua dòng điện có tần số bằng với tần số điện lưới (50Hz hoặc 60Hz) và chặn không cho các tần số sóng hài đi qua. Lúc này tải phi tuyến tính có thể xem như một tải tuyến tính, hệ số công suất đã được nâng cao hơn.

Tuy nhiên yêu cầu cần phải có cuộn cảm có giá trị cảm kháng lớn đã làm cho bộ lọc cồng kềnh và có giá thành cao, nhưng thực tế với mạch Passive PFC có cuộn dây tuy lớn hơn cuộn dây của mạch điều chỉnh hệ số công suất tích cực Active PFC nhưng giá thành chung lại rẻ hơn. Đây là một phương pháp đơn giản và rẻ tiền để điều chỉnh hệ số công suất và làm giảm sóng hài tuy nhiên nó lại không hiệu quả bằng phương pháp điều chỉnh hệ số công suất tích cực Active PFC.

5. Điều chỉnh hệ số công suất tích cực – Active PFC

Là một hệ thống điện tử công suất có chức năng kiểm soát năng lượng cung cấp cho tải, điều chỉnh hệ số công suất ở mức tốt nhất trên mọi mức tải. Trong thiết kế thực tế, mạch Active PFC điều khiển dòng nạp cho tải sao cho dạng sóng của dòng vào cùng pha với dạng sóng ở đầu vào (ở đây là sóng sin). Về cơ bản có 3 dạng mạch Active PFC được sử dụng, là; Boost, Buck và Buck-Boost.

Trong PSU, dạng mạch được sử dụng thông dụng nhất là Boost. Một mạch chuyển đổi được chèn vào giữa cầu nắn điện và tụ lọc chính. Nó tạo một điện áp DC ổn định ở đầu ra và duy trì dòng điện vào luôn đồng pha với tần số của điện áp vào. Phương pháp này đòi hỏi phải thêm một số linh kiện chuyển mạch bán dẫn công suất và mạch điều khiển nhưng bù lại nó có kích thước nhỏ hơn mạch Passive PFC.

Dạng mạch điều chỉnh hệ số công suất Active PFC có thể hoạt động trên một dải điện áp vào rất rộng, từ 90VAC đến 264VAC, đặt tính này rất được người dùng chào đón, nó giúp cho họ không cần quan tâm tới mức điện áp phù hợp với PSU tại khu vực mình đang ở, ngoài ra nó còn giúp PSU hoạt động được ở những khu vực có điện ápAC không ổn định. 

Mạch Passive PFC thực tế trong PSU 

Mạch Active PFC thực tế trong PSU

6. Tầm quan trọng của việc điều chỉnh hệ số công suất trong việc truyền dẫn điện năng

Thực tế cho thấy công ty cung cấp điện bán điện cho người dùng dưới 2 giá trị là điện áp và dòng điện (VA) nhưng hoá đơn lại được tính bằng Watt. Nếu hệ số công suất của thiết bị có giá trị thấp hơn 1 thì cần phải có nhiều công suất VA được truyền đi để có thể đáp ứng được công suất Watt thật, ngoài ra nó còn làm tăng chi phí thực hiện việc truyền dẫn điện.

Ví dụ, hệ số công suất là 0.5, thì công suất biểu kiến sẽ gấp 2 lần công suất thật được tiêu thụ bởi tải, đường dây điện cũng vì đó mà có kích thước lớn hơn 2 lần so với khi hệ số công suất bằng 1. Đồng nghĩa với việc điện lực phải đầu tư các thiết bị như máy phát điện, biến thế, dây dẫn, chuyển mạch có kích thước lớn hơn.

Lưu ý: hiệu suất làm việc của thiết bị sử dụng điện không phụ thuộc vào việc thiết bị đó có hay không có PFC.

7. Một ví dụ cụ thể giữa số đo thực của hai PSU có P.PFC và không PFC

Người dùng 2 PSU có cùng thiết kế như nhau, với mức công suất giống nhau là 250W, chúng chỉ khác nhau là một PSU có P.PFC (thêm duy nhất 1 biến áp PFC) và một thì hoàn toàn không có PFC. Qua thiết bị đo Power Meter, cho thấy;

Giá trị đo của PSU không có PFC

Giá trị đo của PSU có Passive PFC

Kết quả: Ở cùng một mức điện thế vào 220VAC và công suất DC ra là 250W thì PSU có PFC cho giá trị dòng điện vào thấp hơn là 2.1A so với 2.5A của PSU không có PFC. Công suất tiêu thụ cũng giảm đi tương ứng, giá trị hệ số công suất tăng từ 0.591 lên 0.744.
Nguồn: tbe.vn

Read More