Ắc quy và những sự cố thường gặp

1. Bình ắc quy nạp đầy nhưng sau một đêm điện đã yếu, thậm chí khi không sử dụng.

Nguyên nhân: Do bề mặt ắc quy bị bẩn tạo ra cầu nối giữa 2 cực; bình chập mạch bên trong do kết tủa hoặc các tấm ngăn bị lỏng; cũng có thể vật liệu làm ắc quy không đạt yêu cầu hoặc trong  dung dịch có tạp chất.

Khắc phục: Làm vệ sinh, lau chùi ắc quy hoặc súc rủa bình sạch sẽ, thay dung dịch mới và nạp lại điện cho bình.

2. Hiệu điện thế tăng nhanh khi nạp, dung dịch mau sôi nhưng nồng độ tăng không đáng kể, bề ngoài lá cực có nhiều đốm trắng phủ trên bản cực và tấm ngăn. Ắc quy không phóng điện được hoặc phóng điện mau hết. Trường hợp này gọi là bị sulphat hoá.

Nguyên nhân: Do dung dịch trong ắc quy quá ít làm bản cực nhô lên, hoặc nồng độ dung dịch quá cao.

Khắc phục: Cần phải đổ thêm nước cất hoặc nạp lại bình. Với bình phóng điện nhanh hoặc dung dịch bẩn thì nên thay dung dịch mới theo đúng nồng độ quy định, sau đó nạp điện cho bình khoảng 10 tiếng.

3. Cong vênh bản cực: Vỏ bình bị phồng nắp bình đội lên không đều ở phía bản cực dương.

Nguyên nhân: Do nạp điện với dòng quá lớn hoặc thời gian nạp quá lâu làm cho nồng độ dung dịch tăng cao dẫn đến giảm độ bền của bản cực.

Khắc phục: Cần đổ thêm nước cất, nạp thêm điện đúng quy trình và đủ thời gian quy định.

 
Lưu ý: Khi sử dụng ắc quy nước, nên định kỳ 10 – 15 ngày tháng kiểm tra 1 lần. Nếu thiếu dung dịch thì phải bổ xung thêm nước cất (nước tinh khiết). Tuyệt đối không cho thêm nước axít hoặc các dung dịch không rõ nguồn gốc, để đảm bảo cho ắc quy không bị ăn mòn hoặc dư axit (thông thường lượng axit trong bình ắc quy đã được nhà sản xuất đưa vào lần đầu tiên, lượng axit này ko bị mất đi, phần dung dịch mất đi chủ yếu là nước trong bình ắc quy).  

(Theo NY)

Bộ kích điện dùng ắc quy khô kín khí

I.      Khái niệm bộ kích điện dùng ắc quy khô kín khí:

 

Bộ kích đi ện ( Inverter hay UPS ) là nguồn không ngắt quãng. Thiết bị có  chức năng chuyển đổi nguồn điện từ điện một chiều ( ắc quy ) sang điện áp xoay chiều với thời gian chuyển đổi rất  nhỏ tính bằng ms( mili giây) hoặc xấp xỉ bằng không (đặc biệt UPS Online) trong trường hợp mất điện.

-     Nếu chúng ta bỏ qua công suất đầu ra sử dụng thì thời gian lưu điện phụ thuộc vào các yếu tố: Dung lượng ắc quy và điện áp ắc quy đầu vào của bộ Inverter.

-     Điện áp ắc quy cao( tức số lượng bình ắc quy nhiều) thì thời gian dự phòng lâu và công suất tải lớn.

II.      Chức năng  của bộ kích điện

1. Ngắt điện áp thấp cho ắc quy, cảnh báo điện áp thấp ắc quy:

-     Chức năng ngắt điện áp thấp để bảo vệ ắc quy khi đã phóng sâu.

-     Ắc quy sẽ giảm tuổi thọ hoặc khó phục hồi nếu đã phóng cạn. Vì thế người sử dụng nên quan tâm đến chức năng này.

2. Chức năng  tự động chuyển đổi sang nguồn dự phòng.

-     Chức năng này làm việc như một bộ đóng ngắt tự động: Tự động chuyển về chế độ dự phòng khi mất điện và làm việc như một ổn áp điện tử khi có điện.

III.      Ắc quy cho kích điện

-     Nên chọn ắc quy khô kín.

-     Ắc quy và kích điện phải phù hợp với nhau về công suất sử dụng.

-     Thông thường các bộ kích điện chế tạo dòng nạp tiêu chuẩn cho ắc quy gắn ngoài khoảng 15A. Vì thế chỉ nên dùng ắc quy có dung lượng 150Ah trở xuống.

-     Thông thường là 100Ah. Còn số lượng bình cho bộ kích thì tùy thuộc công suất từng bộ kích điện. Nhưng như phần trên đề cập thường từ 800W trở lên thì cần 2 ắc quy 12V là tốt nhất.

IV.      Lợi điểm của bộ kích điện dùng ắcquy khô kín khí

-     Nói chung, phương án dự phòng cục bộ, quy mô nhỏ và vừa bằng ắc quy khô kín thông qua bộ inverter thực sự là phương án ưu việt đối với các gia đình, văn phòng vì các ưu điểm tuyệt vời của nó như: Gọn nhẹ, dễ sử dụng kể cả đối với người già và trẻ nhỏ.

-     Không ồn, không ôi nhiễm phù hợp để trong phòng.

-     Điện áp đầu ra đối với các bộ inverter sine chuẩn thì đặc biệt tốt cho các thiết bị điện, điện tử giúp nâng cao tuổi thọ thiết bị ( tốt hơn điện lưới đang sử dụng).

-     Chi phí vận hành cực thấp ( Chỉ mất khoảng 3.400đ/h nạp ắc quy. Nhưng máy phát mất khoảng từ 19.000-21.000đ/h ). Hơn nữa, hệ thống hầu như không phải bảo dưỡng. Tuổi thọ ắc quy cao đồng nghĩa với tổng chi phí đấu tư lâu dài thấp.

BỘ KÍCH ĐIỆN

­  Bộ kích điện ( Inverter hay UPS ) là nguồn không ngắt quãng. Thiết bị có chức năng chuyển đổi nguồn điện từ điện một chiều ( ắc quy ) sang điện áp xoay chiều với thời gian chuyển đổi rất nhỏ tính bằng ms( mili giây) hoặc xấp xỉ bằng không (đặc biệt UPS Online) trong trường hợp mất điện.

­  Nếu chúng ta bỏ qua công suất đầu ra sử dụng thì thời gian lưu điện phụ thuộc vào các yếu tố: Dung lượng ắc quy và điện áp ắc quy đầu vào của bộ Inverter. Điện áp ắc quy cao( tức số lượng bình ắc quy nhiều) thì thời gian dự phòng lâu và công suất tải lớn.

II. CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ KÍCH ĐIỆN:

1. Công suất đầu ra: tính bằng VA hoặc W ( quy đổi 1W = 60% *1VA). Nên sử dụng công suất phù hợp với tải dự phòng. VD tổng tải dự phòng 300W thì nên sử dụng bộ kích điện khoảng 600W là vừa.

2. Điện áp xoay chiều đầu vào bộ inverter: 1pha hoặc 3pha điện áp 220VAC/pha. Dạng sống sine chuẩn  ( Pure sine, True Sine) hay sine mô phỏng.

3. Điện áp một chiều đầu vào – Điện áp ắc quy: 12V- 1 bình ắc quy , 24V- 2 bình ắc quy,….. Để đảm bảo công suất đầu ra ổn định đối với các bộ kích điện tiêu chuẩn thường có điện áp đầu vào phải là 24VDC đối công suất từ 800W trở lên. Điện áp 12V chỉ nên sử dụng với công suất nhỏ từ 600W trở xuống . Công suất càng cao thì điện áp ắc quy đầu vào phải tương ứng như: 24VDC, 36VDC  48VDC, 96VDC .Điện áp ắc quy đầu vào đáp ứng đủ thì đầu ra sẽ ổn định, hiệu suất chuyển đổi cao – tức hao phí thấp và ắc quy có tuổi thọ dài. Các nhà sản xuất Inverter  khuyến cáo không nên sử dụng các bộ Inverter có điện áp ắc quy đầu vào thấp hơn bình thường mà cho ra công suất lớn. Đó chỉ là biện pháp chế tạo tiết kiệm.

4. Đặc tính điện áp đầu ra cấp cho tải: Dạng sin chuẩn ( Pure sine hay True Sine)- điện áp đo đầu ra là 220VAC  hay dạng Sin mô phỏng ( Sin vuông)- điện áp đo đầu ra chỉ trong khoảng 195-205VAC. Người sử dụng nhất thiết dùng loại sine chuẩn vì đặc tính nguồn điện này luôn phù hợp, tốt với tất cả các thiết bị sử dụng hiện nay.

5. Dòng nạp ắc quy, chế độ nạp thông minh: Luôn kiểm tra trong tài liệu kỹ thuật của hãng về dòng nạp ắc quy. Dòng nạp ắc quy nên cao hơn 1/10 dung lượng của ắc quy đầu vào. Nếu trong quá trình sử dụng xuất hiện hiện tượng nhanh hết ắc quy. Nên kiểm tra lại thông số nạp. Có thể dòng nạp không đáp ứng đủ cho ắc quy. Hãy mang đến đại lý gần nhất để kiểm tra đồng thời tháo ắc quy ra khỏi tải và nạp bổ xung bằng nạp ngoài theo các phương pháp nạp mà tài liệu có kèm theo.

6. Ngắt điện áp thấp cho ắc quy, cảnh báo điện áp thấp ắc quy: Chức năng ngắt điện áp thấp để bảo vệ ắc quy khi đã phóng sâu. Ắc quy sẽ giảm tuổi thọ hoặc khó phục hồi nếu đã phóng cạn. Vì thế người sử dụng nên quan tâm đến chức năng này.

7. Chức năng  tự động chuyển đổi sang nguồn dự phòng. Chức năng này làm việc như một bộ đóng ngắt tự động: Tự động chuyển về chế độ dự phòng khi mất điện và làm việc như một ổn áp điện tử khi có điện.

8. Ắc quy cho kích điện: Nên chọn ắc quy khô kín. Ắc quy và kích điện phải phù hợp với nhau về công suất sử dụng. Thông thường các bộ kích điện chế tạo dòng nạp tiêu chuẩn cho ắc quy gắn ngoài khoảng 15A. Vì thế chỉ nên dùng ắc quy có dung lượng 150Ah trở xuống. Thông thường là 100Ah. Còn số lượng bình cho bộ kích thì tùy thuộc công suất từng bộ kích điện. Nhưng như phần trên đề cập thường từ 800W trở lên thì cần 2 ắc quy 12V là tốt nhất.

9. Thời gian sử dụng của bộ kích điện: Phụ thuộc vào ắc quy sử dụng và dòng nạp cho ắc quy: Với các bộ kích điện thông dụng trên thị trường hiện có thì điện áp ắc quy đầu vào tối đa là 24V ( 2 bình ắc quy) với công suất 2000W trở xuống và dòng nạp ắc quy giới hạn khoảng 15A. Nên công suất dự phòng ắc quy thường trong khoảng: 24V * 100Ah * 0,7 =  1680W.h ( với ắc quy 12V/100Ah) do đó để kéo dài thời gian sử dụng, người dùng phải dùng  tiết kiệm, tắt hết các thiết bị hoặc tải không cần thiết. VD: Nếu dùng tổng công suất 100W một lúc thì thời gian sử dung tối đa sẽ là 1680W.h/100W = 16.8 (h- giờ).

III. CẤU TẠO:

Sơ đồ nguyên lý một bộ inverter thông dụng.

 A: Bộ sạc ắc quy thông minh bốn giai đoạn. Tự động điều chỉnh dòng sạc

B: ắc quy kín khí gắn ngoài, dung lượng phù hợp.

C: Bộ inverter biến đổi điện áp 1 chiều thành xoay chiều 220V, 50Hz.

D: Bộ ổn áp điện tử, ổn áp điện áp trong dải 135VAC – 280VAC.

E: Khóa điện tử bán dẫn

- Đường liền nét : Chế độ nguồn điện lưới     

- Đường nét đứt : Chế độ nguồn dự phòng

Hoạt động:

1. Khi có điện lưới:

- Dòng điện sẽ đi theo mũi tên liền nét. Điện lưới sẽ trực tiếp cấp cho tải thông qua ổn áp điện tử ( ổn định lại điện áp lưới từ 135-280V) điện áp khi ra sẽ là 220V cấp cho tải.

- Đồng thời, Bộ nạp ắc quy thông minh tự động nạp cho ắc quy theo 4 giai đoạn để kéo dài tuổi thọ ắc quy.

2. Khi mất điện lưới:

- Lập tức khóa E sẽ tự động chuyển đổi sang vị trí lấy nguồn từ ắc quy.

- Điện áp một chiều từ ắc quy biến đổi qua bộ inverter( C) chuyển thành 220VAC, 50Hz cấp cho tải.

IV. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA BỘ KÍCH ĐIỆN DÙNG ẮC QUY KHÔ KÍN:

Ưu điểm: Nói chung, phương án dự phòng cục bộ, quy mô nhỏ và vừa bằng ắc quy khô kín thông qua bộ inverter thực sự là phương án ưu việt đối với các gia đình, văn phòng vì các ưu điểm tuyệt vời của nó như: Gọn nhẹ, dễ sử dụng kể cả đối với người già và trẻ nhỏ. Không ồn, không ôi nhiễm phù hợp để trong phòng. Và điện áp đầu ra đối với các bộ inverter sine chuẩn thì đặc biệt tốt cho các thiết bị điện, điện tử giúp nâng cao tuổi thọ thiết bị ( tốt hơn điện lưới đang sử dụng).

Chi phí vận hành cực thấp ( Chỉ mất khoảng 3.400đ/h nạp ắc quy . Nhưng máy phát mất khoảng từ 19.000-21.000đ/h ) . Hơn nữa , hệ thống hầu như không phải bảo dưỡng. Tuổi thọ ắc quy cao đồng nghĩa với tổng chi phí đấu tư lâu dài thấp.

Nhược điểm: Chi phí đầu tư ban đầu thường là cao hơn máy phát điện đối với các công suất lớn hơn 3000W trở lên.

(Theo Vinalinks)

 

Các phương pháp nạp ắc quy tự động

Có ba phương pháp nạp ắc quy là:

→       Phương pháp dòng điện.

→       Phương pháp điện áp.

→       Phương pháp dòng áp.

1.    Phương pháp nạp ắc quy với dòng điện không đổi.

Đây là phương pháp nạp cho phép chọn được dòng nạp thích hợp với mỗi loại ắc quy, bảo đảm cho ắc quy được no. Đây là phương pháp sử dụng trong các xưởng bảo dưỡng sửa chữa để nạp điện cho ắc quy hoặc nạp sử chữa cho các ắc quy bị Sunfat hoá. Với phương pháp này ắc quy được mắc nối tiếp nhau và phải thoả mãn điều kiện:

Un ≥ 2,7.Naq

Trong đó:   Un - điện áp nạp

Naq - số ngăn ắc quy đơn mắc trong

Trong quá trình nạp sức điện động của ắc quy tăng dần lên, để duy trì dòng điện nạp không đổi ta phải bố trí trong mạch nạp biến trở R. Trị số giới hạn của biến trở được xác định theo công thức:

 R = (Un-2Naq)/In

Nhược điểm của phương pháp nạp với dòng điện không đổi là thời gian nạp kéo dài và yêu cầu các ắc quy đưa vào nạp có cùng dung lượng định mức. Để khắc phục nhược điểm thời gian nạp kéo dài, người ta sử dụng phương pháp nạp với dòng điện nạp thay đổi hai hay nhiều nấc. Trong trường hợp hai nấc, dòng điện nạp ở nấc thứ nhất chọn bằng ( 0,3 ÷ 0,6 )C10 tức là nạp cưỡng bức và kết thúc ở nấc một khi ắc quy bắt đầu sôi. Dòng điện nạp ở nấc thứ hai là 0,1C10.

2.    Phương pháp nạp với điện áp không đổi.

Phương pháp này yêu cầu các ắc quy được mắc song song với nguồn nạp. Hiệu điện thế của nguồn nạp không đổi vaf được tính bằng ( 2,3 ÷ 2,5 ) V cho mỗi ngăn đơn. Phương pháp nạp với điện áp không đổi có thời gian nạp ngắn, dòng nạp tự động giảm theo thời gian.Tuy nhiên dùng phương pháp này ắc quy không được nạp no. Vì vậy nạp với điện áp không đổi chỉ là phương pháp nạp bổ xung cho ắc quy trong quá trình sử dụng.

3.    Phương pháp nạp dòng áp.

Đây là phương pháp tổng hợp của hai phương pháp trên. Nó tận dụng được những ưu điểm của mỗi phương pháp. Đối với yêu cầu của đề bài là nạp ắc quy tự động tức là trong quá trình nạp mọi quá trình biến đổi và chuyển hoá được tự động diễn ra theo một trình tự đã đặt sẵn thì ta chọn phương án nạp ắc quy là phương pháp dòng áp.

·         Đối với ắc quy axit: Để bảo đảm thời gian nạp cũng như hiệu suất nạp thì trong khoản thời gian tn = 8h tương ứng với 75÷80 % dung lượng ắc quy tanạp với dòng điện không đổi là In = 0,1C10. Vì theo đặc tính nạp của ắc quy trong đoạn nạp chính thì khi dòng điện không đổi thì điện áp, sức điện động tải ít thay đổi, do đó bảo đảm tính đồng đều về tải cho thiết bị nạp. Sau thời gian 8 h ắc quy bắt đầu sôi lúc đó ta chuyển sang nạp ở chế độ ổn áp. Khi thời gian nạp được 10 h thì ắc quy bắt đầu no, ta nạp bổ xung thêm 2 ÷ 3h.

·         Đối với ắc quy kiềm : Trình tự nạp cũng giống như ắc quy axit nhưng dokhả năng quá tải của ắc quy kiềm lớn nên lúc ổn dòng ta có thể nạp với dòng nạp In = 0,2C10 hoặc nạp cưỡng bức để tiết kiệm thời gian với dòng nạp In = 0,5C10.

Các quá trình nạp ắc quy tự động kết thúc khi bị cắt nguồn nạp hoặc khi nạp ổn áp với điện áp bằng điện áp trên 2 cực của ắc quy, lúc đó dòng nạp sẽ từ từ giảm về không.

Kết luận :

·         Vì ắc quy là tải có tính chất dung kháng kèm theo sức phản điện động cho nên khi ắc quy đói mà ta nạp theo phương pháp điện áp thì dòng điện trong ắc quy sẽ tự động dâng nên không kiểm soát được sẽ làm sôi ắc quy dẫn đến hỏng hóc nhanh chóng. Vì vậy trong vùng nạp chính ta phải tìm cách ổn định dòng nạp cho ắc quy.

·         Khi dung lượng của ắc quy dâng lên đến 80% lúc đó nếu ta cứ tiếp tục giữ ổn định dòng nạp thì ắc quy sẽ sôi và làm cạn nước. Do đó đến giai đoạn này ta lại phải chuyển chế độ nạp ắc quy sang chế độ ổn áp. Chế độ ổn áp được giữ cho đến khi ắc quy đã thực sự no. Khi điện áp trên các bản cực của ắc quy bằng với điện áp nạp thì lúc đó dòng nạp sẽ tự động giảm về không, kết thúc quá trình nạp.

·         Tuỳ theo loại ắc quy mà ta nạp với các dòng điện nạp khác nhau

o   Ắc quy axit : dòng nạp In = 0,1C10 ; nạp cưỡng bức với dòng điện nạp In = 0,2C10 .

o   Ắc quy kiềm : dòng nạp In = 0,2C10; nạp cưỡng bức với dòng điện nạp In = 0,5C10 .

·         Từ các phân tích ở trên ta rút ra các số liệu sau:

o   Dòng nạp lớn nhất Inmax = Idmax = 90 A

o   Điện áp Udmax = 64,8 V

Theo Vinalinks