Tìm hiểu chi tiết về bộ chỉnh lưu của bộ lưu điện
Bộ chỉnh lưu là một thành phần quan trọng trong hệ thống bộ lưu điện UPS. Việc hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ chỉnh lưu rất cần thiết. Chúng giúp nâng cao hiệu quả vận hành, bảo trì và khắc phục sự cố trong hệ thống UPS. Hãy cùng Huyndai Việt Thanh tìm hiểu bộ phận này qua bài viết sau.
Cấu tạo của bộ chỉnh lưu
Diode chỉnh lưu
Diode chỉnh lưu là linh kiện bán dẫn. Nó có khả năng cho dòng điện đi qua theo một chiều duy nhất. Chúng đóng vai trò chuyển đổi dòng AC thành dòng DC bằng cách chặn nửa chu kỳ âm của tín hiệu AC.
Cấu tạo & đặc điểm kỹ thuật:
- Thường sử dụng các diode công suất cao như diode cầu (bridge rectifier) hoặc thyristor (SCR) trong các hệ thống UPS công suất lớn.
- Có thể được hàn trực tiếp trên két tản nhiệt (heatsink) để giải nhiệt. Do chúng chịu dòng và áp cao.
- Điện áp ngược chịu đựng (Reverse Voltage Rating) và dòng điện định mức (Forward Current Rating) là hai thông số quan trọng. Khi chọn diode chỉnh lưu bạn cần lưu ý hai thông số này.
Tụ lọc
Chức năng:
Sau quá trình chỉnh lưu, dòng DC đầu ra vẫn còn nhiều gợn sóng (ripple). Tụ lọc có nhiệm vụ làm phẳng điện áp DC. Giúp tạo ra nguồn điện một chiều ổn định cho quá trình sạc và cấp nguồn cho inverter.
Cấu tạo & đặc điểm kỹ thuật:
- Thường là tụ hóa điện phân (Electrolytic Capacitor) có trị số lớn (từ vài trăm µF đến hàng nghìn µF).
- Điện áp định mức (Rated Voltage) phải cao hơn điện áp làm việc thực tế ít nhất 20–30% để đảm bảo an toàn và tuổi thọ.
- Lắp kèm với tụ gốm hoặc tụ film để lọc nhiễu cao tần.
- Một số thiết kế dùng tụ Low-ESR để giảm tổn hao và tăng hiệu suất.
Cuộn cảm
Chức năng:
Cuộn cảm được sử dụng để giảm độ gợn sóng dòng điện DC. Đồng thời lọc nhiễu điện từ (EMI) trong mạch. Trong mạch chỉnh lưu, cuộn cảm kết hợp với tụ để tạo thành bộ lọc LC hoặc π (pi) filter.
Cấu tạo & đặc điểm kỹ thuật:
- Là dây dẫn được quấn quanh lõi từ.
- Hệ số tự cảm được chọn tùy theo dòng và tần số của hệ thống.
- Trong các UPS công suất lớn, cuộn cảm có thể được làm mát cưỡng bức bằng quạt hoặc đặt trong dầu.
- Thường được gắn cố định vào khung máy bằng giá đỡ và có lớp cách điện.
Bo mạch điều khiển sạc
Chức năng:
Đây là trung tâm điều khiển quá trình sạc pin. Bo mạch này giám sát điện áp, dòng điện và nhiệt độ. Sau đó điều chỉnh dòng sạc để đảm bảo pin được sạc hiệu quả và an toàn. Ngăn ngừa quá sạc, quá nhiệt hoặc chập mạch.
Cấu tạo & chức năng chi tiết:
- Vi điều khiển (Microcontroller) hoặc bộ xử lý tín hiệu số (DSP) điều phối hoạt động.
- Cảm biến dòng (Current Sensor) và điện áp (Voltage Divider) để đo tham số sạc.
- Bộ nguồn xung (SMPS) hoặc mạch điều áp (buck/boost) để điều chỉnh dòng sạc theo chế độ sạc (bulk, float, equalize).
- Cổng giao tiếp (RS232, CAN, I²C) để kết nối với hệ thống giám sát trung tâm.
- Được lập trình để tuân thủ các chuẩn sạc cho từng loại ắc quy (VRLA, Li-ion…).
Biến áp cách ly
Chức năng:
Không phải UPS nào cũng có biến áp cách ly. Nhưng trong các hệ thống yêu cầu cao về an toàn điện, biến áp cách ly được dùng để tách biệt điện áp AC đầu vào với mạch điện nội bộ. Nhằm tránh rò điện và nhiễu ngược.
Cấu tạo & đặc điểm kỹ thuật:
- Gồm hai cuộn dây (sơ cấp và thứ cấp) quấn trên lõi sắt từ. Không có kết nối điện trực tiếp giữa hai cuộn.
- Có thể là loại biến áp xung hoặc biến áp thông thường.
- Hệ số biến áp thường là 1:1, nhưng có thể tích hợp thêm chức năng điều áp.
- Có lớp cách điện đặc biệt, chống ẩm và tản nhiệt tốt.
- Được gắn gần đầu vào nguồn AC và tích hợp thêm bộ lọc nhiễu (EMI Filter).
Nguyên lý hoạt động
- Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành một chiều
Nguồn điện AC đầu vào được đưa vào mạch chỉnh lưu. Tại đây, các diode chỉnh lưu sẽ chỉ cho phép dòng điện đi qua theo một chiều.
- Với mạch nửa chu kỳ, chỉ có nửa chu kỳ dương được cho qua.
- Với mạch toàn chu kỳ, sử dụng cấu trúc cầu diode. Cả hai nửa chu kỳ của dòng AC đều được chuyển thành dòng DC.
Kết quả đầu ra là dòng DC nhưng vẫn còn chứa nhiều thành phần dao động.
- Lọc nhiễu và làm phẳng điện áp DC
Dòng điện DC tiếp tục đi qua tụ lọc và cuộn cảm làm ổn định điện áp.
- Tụ lọc có nhiệm vụ giữ và xả điện để bù đắp những khoảng trống giữa các chu kỳ. Giúp làm phẳng điện áp.
- Cuộn cảm hoạt động như một trở kháng với dòng biến thiên nhanh. Ngăn chặn nhiễu cao tần và giảm độ gợn sóng của dòng DC.
- Điều khiển và giám sát quá trình sạc
Nguồn DC sau khi được lọc sẽ cấp đến ắc quy thông qua bo mạch điều khiển sạc.
Bo mạch điều khiển thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Đo điện áp và dòng điện đầu ra.
- Tự động điều chỉnh dòng sạc theo từng giai đoạn: Sạc nhanh, sạc duy trì, hoặc sạc cân bằng.
- Ngắt sạc khi ắc quy đầy hoặc khi phát hiện lỗi như quá nhiệt.
Chức năng này giúp tối ưu hóa hiệu suất sạc. Từ đó bảo vệ ắc quy và kéo dài tuổi thọ hệ thống.
- Cách ly điện
Một số hệ thống UPS tích hợp thêm biến áp cách ly phía trước mạch chỉnh lưu. Biến áp cách ly có nhiệm vụ tách biệt điện áp đầu vào AC với mạch điện bên trong nhằm:
- Bảo vệ thiết bị khỏi sự cố rò điện hoặc sốc điện.
- Giảm nhiễu từ lưới điện (EMI, RFI).
Hướng dẫn bảo trì, bảo dưỡng bộ chỉnh lưu
Để đảm bảo bộ chỉnh lưu hoạt động ổn định, bền bỉ và an toàn, cần thực hiện bảo trì và bảo dưỡng định kỳ theo hướng dẫn sau:
- Kiểm tra định kỳ
Vệ sinh bụi bẩn:
Dùng khăn mềm lau sạch bụi bám trên bề mặt và khe tản nhiệt. Không được sử dụng nước hoặc dung môi dễ cháy.
Kiểm tra kết nối điện:
Đảm bảo các đầu nối nguồn vào, nguồn ra và nối đất không bị lỏng. Siết chặt nếu cần thiết.
Đo thông số điện áp và dòng điện:
Sử dụng đồng hồ đo để kiểm tra điện áp đầu vào, đầu ra DC. Đảm bảo nằm trong giới hạn cho phép của thiết bị.
- Bảo dưỡng kỹ thuật (6 tháng hoặc 1 năm/lần)
Kiểm tra linh kiện bên trong:
Mở nắp thiết bị, kiểm tra các tụ điện, diode, cầu chỉnh lưu xem có dấu hiệu hư hỏng, phồng, cháy, nứt hoặc rỉ sét không.
Kiểm tra nhiệt độ và quạt tản nhiệt:
Đảm bảo quạt làm mát hoạt động bình thường, không kêu to, không bị kẹt. Có thể tra dầu hoặc thay mới nếu cần.
- Lưu ý an toàn
Ngắt nguồn trước khi bảo trì:
Luôn đảm bảo ngắt điện hoàn toàn và xả tụ trước khi thao tác bên trong.
Sử dụng thiết bị bảo hộ:
Trang bị găng tay cách điện, mắt kính bảo hộ và đồng hồ đo điện phù hợp.
Ghi chép nhật ký bảo trì:
Lưu lại ngày giờ, hạng mục kiểm tra, kết quả và các xử lý đã thực hiện để tiện theo dõi.
Mua bộ lưu điện chất lượng cao ở đâu?
Hyundai Việt Thanh là địa chỉ uy tín cung cấp bộ lưu điện chính hãng. Có đa dạng công suất từ nhỏ đến lớn và hỗ trợ kỹ thuật toàn quốc.
Thông tin liên hệ:
- Hotline/Zalo: 0964.160.888
- Website: https://www.hyundaivietthanh.vn/
Liên hệ ngay để được tư vấn và báo giá tốt nhất!
