1. Trang chủ
  2. » Thể loại khác

Luận văn tìm hiểu dây chuyền sản xuất ac quy đi sâu nghiên cứu hệ thống nạp ac quy tự động

86 6 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Tìm Hiểu Dây Chuyền Sản Xuất Ac Quy Đi Sâu Nghiên Cứu Hệ Thống Nạp Ac Quy Tự Động
Trường học Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng
Chuyên ngành Điện Cơng Nghiệp
Thể loại Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản 2011
Thành phố Hải Phòng
Định dạng
Số trang 86
Dung lượng 1,86 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ AC QUY (0)
    • 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ (9)
    • 1.2. CẤU TẠO CỦA AC QUY AXIT (9)
      • 1.2.1. Vỏ bình (9)
      • 1.2.2. Bản cực, phân khối bản cực và khối bản cực (10)
      • 1.2.3. Tấm ngăn (11)
      • 1.2.4. Dung dịch điện phân (11)
      • 1.2.5. Nắp, nút và cầu nối (13)
    • 1.3. QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI HÓA HỌC TRONG AC QUY (13)
    • 1.4. CÁC ĐẶC TÍNH CỦA AC QUY AXIT (14)
      • 1.4.1. Sức điện động của ac quy axit (14)
      • 1.4.2. Dung lƣợng của ac quy (15)
      • 1.4.3. Đặc tính phóng của ac quy axit (15)
      • 1.4.4. Đặc tính nạp của ac quy (17)
    • 1.5. PHƯƠNG PHÁP NẠP ÁC QUY TỰ ĐỘNG (18)
      • 1.5.1. Phương pháp nạp ac quy với dòng điện không đổi (18)
      • 1.5.2. Phương pháp nạp ac quy với điện áp nạp không thay đổi (19)
      • 1.5.3. Phương pháp nạp dòng áp (20)
    • 1.6. DÂY CHYỀN SẢN XUẤT AC QUY (23)
      • 1.6.1. Quy trình sản xuất ac quy (23)
  • CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN BỘ NẠP AC QUY (0)
    • 2.1. BỘ NẠP AC QUY SỬ DỤNG CHỈNH LƯU 1 PHA 2 NỬA CHU KỲ CÓ ĐIỀU KHIỂN (29)
      • 2.1.1. Sơ đồ (29)
      • 2.1.2. Dạng điện áp (30)
      • 2.1.3. Nguyên lý động (30)
      • 2.1.4: Các công thức cơ bản [2] (31)
    • 2.2. BỘ NẠP AC QUY SỬ DỤNG MẠCH CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN CẦU 1 PHA (32)
      • 2.2.1. Sơ đồ (32)
      • 2.2.2. Dạng điện áp (32)
      • 2.2.3. Nguyên lý (32)
      • 2.2.4. Các công thức cơ bản[2] (33)
    • 2.3. BỘ NẠP AC QUY SỬ DỤNG MẠCH CHỈNH LƯU ĐIỀU KHIỂN HÌNH TIA 3 PHA (34)
      • 2.3.1. Sơ đồ (34)
      • 2.3.2: Dạng điện áp (34)
      • 2.3.3: Nguyên lý hoạt động (34)
      • 2.3.4: Các công thức cơ bản [2] (35)
    • 2.4. BỘ NẠP AC QUY SỬ DỤNG MẠCH CHỈNH LƯU BÁN ĐIỀU KHIỂN CẦU 1 PHA (36)
      • 2.4.1: Sơ đồ (36)
      • 2.4.2. Dạng điện áp (36)
      • 2.4.3: Nguyên lý hoạt động (37)
  • CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG NẠP AC QUY TỰ ĐỘNG (0)
    • 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ (39)
    • 3.2. SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU (41)
      • 3.2.1. Sơ đồ mắc song song các bình ac quy vào nguồn nạp (41)
      • 3.2.3. Sơ đồ mắc hỗn hợp các bình ac quy vào nguồn nạp (42)
    • 3.3. SƠ ĐỒ ĐỀ XUẤT (43)
    • 3.4. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN (47)
      • 3.4.1. Sơ đồ mạch lực (47)
        • 3.4.1.3. Các thiết bị bảo vệ (49)
        • 3.4.1.4. Các thiết bị chỉ thị (50)
        • 3.4.1.5. Điện trở lấy tín hiệu (50)
        • 3.4.1.6. Tính toán máy biến áp (50)
      • 3.4.2. Mạch điều khiển (53)
        • 3.4.2.1. Cấu trúc mạch điều khiển (53)
        • 3.4.2.2. Nguyên tắc điều khiển (53)
        • 3.4.2.3. Sơ đồ khối và chức năng (55)
        • 3.4.2.4. Xây dựng mạch điều khiển (57)
        • 3.4.2.5. Khâu dạng xung, khâu tách xung và khâu khuếch đại xung (62)
        • 3.4.2.6. Tính toán biến áp xung (65)
        • 3.4.2.7. Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển (68)
        • 3.4.2.8. Khâu phản hồi (71)
    • 3.5. HOẠT ĐỘNG (75)
      • 3.5.1. Sơ đồ mạch nạp (75)
      • 3.5.2. Các phần tử trong sơ đồ nguyên lý điều khiển mạch nạp ac quy tự động (78)
      • 3.5.3. Nguyên lý làm việc của sơ đồ (79)
      • 3.5.4. Các bảo vệ (81)
    • 3.6. ĐÁNH GIÁ (81)
  • KẾT LUẬN (21)

Nội dung

THIỆU CHUNG VỀ AC QUY

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ac quy là nguồn cung điện một chiều cho các thiết bị điện trong công nghiệp cũng như trong dân dụng

Khi ắc quy hết điện, cần tiến hành nạp lại để ắc quy có thể hoạt động trở lại Ắc quy có khả năng thực hiện nhiều chu kỳ phóng và nạp, giúp người dùng sử dụng lâu dài và hiệu quả.

Trong số nhiều loại ắc quy hiện có, ắc quy axit (ắc quy chì) và ắc quy kiềm là hai loại phổ biến nhất Ắc quy axit vẫn được ưa chuộng hơn do sở hữu một số tính năng vượt trội so với ắc quy kiềm.

Sức điện động của ắc quy axit đạt 2V, trong khi ắc quy kiềm chỉ có 1,2V Khi phóng điện, ắc quy axit có sụt áp thấp hơn so với ắc quy kiềm.

+ Giá thành của ac quy axit rẻ hơn so với ac quy kiềm

+ Điện trở trong của ac quy axit nhỏ hơn so với ac quy kiềm

Vì vậy trong đồ án này chúng em chọn loại ac quy axit để nghiên cứu công nghệ và thiết kế nguồn nạp ac quy tự động.

CẤU TẠO CỦA AC QUY AXIT

Ac quy axit thông thường gồm vỏ bình các bản cực, các tấm ngăn và dung dịch điện phân

Vỏ bình ắc quy axit hiện nay được sản xuất từ nhựa êbônit, anphantơpéc hoặc cao su nhựa cứng Để tăng cường độ bền và khả năng chịu axit, bên trong bình được ép một lớp lót polyclovinyl dày khoảng 0,6 mm Nhờ lớp lót này, tuổi thọ của bình ắc quy được nâng cao từ 2 đến 3 lần.

Bên trong vỏ bình, các ngăn được chia theo điện áp danh định của acquy, với mỗi ngăn gọi là ngăn acquy đơn; trong nghiên cứu này, acquy chì có điện áp danh định 12V được cấu tạo từ sáu ngăn đơn Đáy mỗi ngăn có các sống đỡ khối bản cực, tạo khoảng trống giữa đáy bình và khối bản cực, giúp ngăn chặn hiện tượng chập mạch do chất tác dụng rơi xuống Ngoài ra, vỏ bình được thiết kế với hình dạng gân chịu lực để tăng độ bền cơ học và có thể gắn quai xách để dễ dàng di chuyển.

1.2.2 Bản cực, phân khối bản cực và khối bản cực

Bản cực của ắc quy bao gồm cốt hình lưới và chất tác dụng, trong đó cốt được đúc từ hợp kim chì (Pb) và antimon (Sb) với tỷ lệ từ 87% đến 95% Pb và từ 5% đến 13% Sb Phụ gia antimon được thêm vào để tăng độ cứng, giảm han gỉ và cải thiện tính đúc cho cốt Cốt đóng vai trò quan trọng trong việc phân khối dòng điện khắp bề mặt bản cực, đặc biệt là đối với bản cực dương, nơi điện trở của chất tác dụng (ôxit chì PbO2) lớn hơn nhiều so với điện trở của chì nguyên chất.

Cốt đúc khung bao quanh có vấu hàn để kết nối các bản cực thành phân khối, cùng với hai chân để hỗ trợ trên các sống đỡ ở đáy bình ắc quy.

Bản cực âm thường mỏng hơn bản cực dương vì không phải là yếu tố quyết định và ít bị han gỉ Đặc biệt, hai tấm bên của phân khối bản cực âm còn mỏng hơn nữa, do chỉ hoạt động một phía với các bản cực dương.

Chất tác dụng được chế tạo từ bột chì, axit sunfuric đặc và khoảng 3% muối của axit hữu cơ cho bản cực âm, trong khi bản cực dương sử dụng ôxit chì Pb3O4, PbO và dung dịch axit sunfuric đặc Phụ gia muối của axit hữu cơ trong bản cực âm giúp tăng độ xốp và độ bền của chất tác dụng, cải thiện khả năng thấm sâu của dung dịch điện phân vào lòng bản cực, từ đó nâng cao điện tích tham gia vào phản ứng hóa học.

Các bản cực sau khi được trát đầy chất tác dụng sẽ được ép lại, sấy khô và tiến hành quá trình tạo cực bằng cách ngâm vào dung dịch axit sunfuric loãng và nạp với dòng điện một chiều nhỏ Sau quá trình này, chất tác dụng ở các bản cực dương hoàn toàn chuyển hóa thành PbO2 (màu gạch sẫm) Cuối cùng, các bản cực dương sẽ được rửa, sấy khô và lắp ráp.

Các phân khối bản cực trong một ắc quy được hàn với nhau để tạo thành các khối bản cực, sau đó được nối với các vấu cực làm bằng chì hình côn để kết nối với tải tiêu thụ Để tăng dung lượng của ắc quy, cần tăng số lượng tấm bản cực mắc song song, thường từ 5 đến 8 tấm Ngược lại, để nâng cao điện áp danh định của ắc quy, cần tăng số tấm bản cực mắc nối tiếp.

Các bản cực âm và dương được lắp xen kẽ và cách điện với nhau nhờ các tấm ngăn Để đảm bảo hiệu quả cách điện tốt nhất, các tấm ngăn này được thiết kế rộng hơn so với các bản cực.

Các tấm ngăn trong acquy có vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn chập mạch giữa các bản cực âm và dương, đồng thời hỗ trợ giữ cho các bản cực không bị bong ra trong quá trình sử dụng Để đạt hiệu quả cao, các tấm ngăn cần được làm từ chất liệu cách điện tốt, bền bỉ, dẻo dai, có khả năng chịu axit và độ xốp thích hợp, nhằm đảm bảo không cản trở sự thẩm thấu của chất điện phân đến các bản cực.

Các tấm ngăn hiện nay được làm từ vật liệu polyvinyl xốp, với độ dày khoảng 0,8 đến 1,2 mm Một mặt của tấm ngăn phẳng hướng về bản cực âm, trong khi mặt còn lại có hình sóng hoặc gồ hướng về bản cực dương Thiết kế này giúp dung dịch điện phân dễ dàng luân chuyển đến các bản cực dương, từ đó cải thiện lưu thông dung dịch.

Dung dịch điện phân trong bình ắc quy là axit sunfuric (H2SO4) được pha chế từ axit nguyên chất và nước cất với nồng độ quy định, phụ thuộc vào điều kiện khí hậu và vật liệu làm tấm ngăn Nồng độ dung dịch axit sunfuric dao động từ 1,1 đến 1,3 g/cm3, có ảnh hưởng lớn đến sức điện động của ắc quy Hình ảnh dưới đây minh họa tác động của dung dịch điện phân đến điện trở và sức điện động của ắc quy.

Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng lớn đến nồng độ dung dịch điện phân, với quy định nồng độ không quá 1,1 g/cm³ ở các nước xích đạo và tối đa 1,3 g/cm³ ở các vùng lạnh Tại Việt Nam, mùa hè nên sử dụng nồng độ khoảng 1,25 đến 1,26 g/cm³, trong khi mùa đông nên chọn nồng độ khoảng 1,27 g/cm³ Cần lưu ý rằng nồng độ quá cao có thể làm hỏng tấm ngăn và bản cực, dẫn đến giảm tuổi thọ của acquy, trong khi nồng độ quá thấp lại làm giảm điện dung và điện áp định mức, đồng thời dễ bị đóng băng trong mùa đông ở các vùng lạnh.

* Những chú ý khi pha chế dung dịch điện phân cho ac quy:

Không nên sử dụng axit có tạp chất cao như axit kỹ thuật thông thường và nước không phải nước cất, vì những dung dịch này sẽ làm tăng cường độ quá trình tự phóng điện của ắc quy.

- Các dụng cụ pha chế phải làm bằng thuỷ tinh, sứ hoặc chất dẻo chịu axit Chúng phải sạch, không chứa các muối khoáng, dầu mỡ hoặc chất bẩn…

Để đảm bảo an toàn trong quá trình pha chế, cần lưu ý không đổ nước vào axit đặc Thay vào đó, hãy từ từ cho axit vào nước và sử dụng que thuỷ tinh để khuấy đều.

1.2.5 Nắp, nút và cầu nối

Nắp làm bằng nhựa êbônit hoặc bằng bakêlit Nắp có hai loại:

- Từng nắp riêng cho mỗi ngăn

QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI HÓA HỌC TRONG AC QUY

Trong ac quy thường xảy ra hai quá trình hoá học thuận nghịch mà đặc trưng là quá trình nạp và phóng điện

Khi nạp điện, nguồn điện cung cấp năng lượng khiến các điện tử (e) di chuyển từ các bản cực dương đến các bản cực âm, tạo ra dòng điện nạp.

Khi xảy ra hiện tượng phóng điện, dưới tác động của suất điện động của acquy, các điện tử sẽ di chuyển theo hướng ngược lại, tạo ra dòng điện phóng Ip.

Khi acquy đã được nạp đầy, các chất ở bản cực dương là PbO2 và ở bản cực âm là chì xốp Pb Trong quá trình phóng điện, cả hai chất này chuyển hóa thành sunfat chì PbSO4 với dạng tinh thể nhỏ.

Khi nạp điện cho ac quy sẽ xảy ra phản ứng:

PbSO4 + 2e + 2H + = Pb + H2SO4 (1.2) -Toàn bộ quá trình xảy ra trong ac quy khi nạp điện là:

Phản ứng hóa học 2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 2 H2SO4 tạo ra hai điện cực Pb và PbO2 Khi kết nối hai điện cực này với tải, năng lượng hóa học trong ắc quy được chuyển đổi thành điện năng Các phản ứng ngược sẽ xảy ra tại các điện cực, dẫn đến việc ắc quy tái tạo PbSO4 như ban đầu Ắc quy sẽ cung cấp dòng điện cho đến khi cả hai điện cực trở lại trạng thái ban đầu, và quá trình này có thể lặp lại khi nạp điện cho ắc quy.

CÁC ĐẶC TÍNH CỦA AC QUY AXIT

Mỗi ngăn của bình ắc quy là một ắc quy đơn, mang đầy đủ đặc tính của toàn bộ bình Việc nối tiếp nhiều ngăn lại với nhau nhằm mục đích tăng điện áp định mức của bình ắc quy Do đó, khi nghiên cứu đặc tính của bình ắc quy, chỉ cần khảo sát một ắc quy đơn là đủ.

1.4.1 Sức điện động của ac quy axit

Sức điện động của acquy axit chủ yếu phụ thuộc vào điện thế trên các cực và đặc tính lý hóa của vật liệu làm bản cực cũng như dung dịch điện phân, không phụ thuộc vào kích thước của các bản cực Ngoài ra, sức điện động còn phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch điện phân và có thể được xác định chính xác bằng công thức thực nghiệm.

E0: Sức điện động tĩnh của ac quy đơn, tính bằng vol γ: nồng độ dung dịch điện phân không lấy theo đơn vị g/cm 3 mà tính bằng vol quy về +15 0 C

Ngoài ra sức điện động còn phụ thuộc vào nhiệt độ của dung dịch điện phân nữa

* Trong quá trình phóng điện, sức điện động của ac quy được tính theo công thức:

Điện áp đo trên các cực của acquy trong quá trình phóng điện được ký hiệu là "Up", trong khi "raq" biểu thị điện trở trong của acquy khi phóng điện Khi acquy được phóng điện hoàn toàn, giá trị của raq đạt 0,02Ω.

* Trong quá trình nạp điện, sức điện động En của ac quy được tính theo công thức:

Un: Điện áp đo trên các cực của ac quy khi nạp điện (V) raq: Điện trở trong của ac quy khi nạp điện Khi nạp no thì: raq = (0, 0015 ÷ 0, 001)Ω

1.4.2 Dung lƣợng của ac quy

Dung lượng phóng của ắc quy là chỉ số quan trọng để đánh giá khả năng cung cấp năng lượng cho phụ tải Nó được tính toán dựa trên một công thức cụ thể, giúp xác định hiệu suất và khả năng hoạt động của ắc quy trong các ứng dụng khác nhau.

Cp: Là dung lượng thu được trong quá trình phóng điện (Ah)

Ip: Dòng dịên phóng ổn định (A) trong thời gian phóng điện tp(h)

* Dung lượng nạp của ac quy là đại lượng đánh giá khả năng tích trữ năng lượng của ac quy và được tính theo công thức:

Cn: Là dung lượng thu được trong quá trình phóng điện (Ah)

I n : Dòng điện nạp ổn định trong quá trình nạp điện (A)

1.4.3 Đặc tính phóng của ac quy axit Đặc tính phóng của ac quy là đồ thị biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc của sức điện động, điện áp ac quy và nồng độ dung dịch điện phân theo thời gian phóng khi dòng điện phóng không thay đổi

Hình 1.2 Đặc tính phóng của ac quy axit

Từ đồ thị ta có các nhận xét sau:

Trong giai đoạn phóng điện từ thời điểm tp = 0 đến tp = tgh, sức điện động, điện áp và nồng độ dung dịch điện phân đều giảm dần Tuy nhiên, độ dốc của các đồ thị trong khoảng thời gian này không lớn, do đó được gọi là giai đoạn phóng ổn định Đây là thời gian phóng điện cho phép tương ứng với mỗi chế độ phóng điện (dòng điện phóng) của ắc quy.

Từ thời điểm tgh trở đi, độ dốc của đồ thị điện áp giảm đột ngột khi tiếp tục phóng điện cho ắc quy, dẫn đến sự giảm nhanh chóng sức điện động và điện áp Trong quá trình này, các tinh thể sunfat chì (PbSO4) hình thành sẽ có cấu trúc thô và khó hòa tan, gây khó khăn trong quá trình nạp điện lại cho ắc quy sau này Thời điểm tgh được xem là giới hạn phóng điện cho phép của ắc quy, với các giá trị Ep, Up, γ tại tgh là các giá trị giới hạn phóng điện cho phép.

Sau khi ngắt mạch phóng trong một khoảng thời gian, các giá trị sức điện động và điện áp của ắc quy cùng nồng độ dung dịch điện phân sẽ tăng lên, hiện tượng này được gọi là thời gian hồi phục hay khoảng nghỉ của ắc quy Thời gian phục hồi này phụ thuộc vào chế độ phóng điện, bao gồm dòng điện phóng và thời gian phóng Để đánh giá khả năng cung cấp điện của các ắc quy có cùng điện áp danh nghĩa, người ta so sánh dung lượng phóng điện thu được qua thí nghiệm ở chế độ phóng điện cho phép là 20 giờ (C20) và 10 giờ (C10).

1.4.4 Đặc tính nạp của ac quy Đặc tính nạp của ac quy là đồ thị biểu diễn quan hệ phụ thuộc của sức điện động, điện áp ac quy và nồng độ dung dịch điện phân theo thời gian nạp khi trị số dòng điện nạp không thay đổi

Hình 1.3 Đặc tính nạp của ac quy

Từ đồ thị đặc tính nạp ta có nhận xét sau:

- Trong khoảng thời gian nạp từ t n = 0 đến t n = t s , sức điện động, điện áp, nồng độ dung dịch điện phân tăng dần lên

Khi đạt đến thời điểm điện áp giữa các cực của acquy đơn đạt 2,4 V, bọt khí xuất hiện do dòng điện điện phân nước thành ôxy và hyđrô, hiện tượng này được gọi là sôi Nếu tiếp tục nạp, điện áp có thể tăng lên 2,7 V và giữ nguyên, thời gian này được gọi là thời gian nạp no, giúp biến đổi hoàn toàn các chất tác dụng trong lòng các bản cực, từ đó tăng dung lượng phóng điện của acquy Thời gian nạp no thường kéo dài từ 2 đến 3 giờ, trong suốt thời gian này, hiệu điện thế và nồng độ dung dịch điện phân không thay đổi Do đó, dung lượng thu được khi acquy phóng điện luôn nhỏ hơn dung lượng cần thiết để nạp no.

Sau khi ngắt mạch nạp, điện áp và sức điện động của acquy sẽ giảm xuống và ổn định, cùng với nồng độ dung dịch điện phân Thời gian này được gọi là khoảng nghỉ của acquy sau khi nạp.

Trị số dòng điện nạp có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng và tuổi thọ của ắc quy Dòng điện nạp định mức cho ắc quy được quy định là 0,05.C20.

PHƯƠNG PHÁP NẠP ÁC QUY TỰ ĐỘNG

Có ba phương pháp nạp ac quy là:

1.5.1 Phương pháp nạp ac quy với dòng điện không đổi

Phương pháp nạp với dòng điện không đổi cho phép lựa chọn dòng nạp phù hợp với mọi loại acquy, đảm bảo acquy được nạp đầy Đây là phương pháp thường được sử dụng trong các xưởng bảo dưỡng và sửa chữa để nạp điện cho acquy hoặc khôi phục acquy bị sunfat hóa Trong phương pháp này, các acquy được mắc nối tiếp và cần phải đáp ứng các điều kiện nhất định.

Naq - số ngăn ac quy đơn mắc trong mạch

Trong quá trình nạp điện cho acquy, sức điện động tăng dần, vì vậy cần bố trí biến trở R trong mạch nạp để duy trì dòng điện nạp không đổi Giá trị giới hạn của biến trở được xác định theo một công thức cụ thể.

Phương pháp nạp với dòng điện không đổi có nhược điểm là thời gian nạp kéo dài và yêu cầu các ắc quy phải có cùng dung lượng định mức Để khắc phục vấn đề này, phương pháp nạp với dòng điện thay đổi hai nấc được áp dụng Ở nấc đầu tiên, dòng điện nạp được chọn trong khoảng (0,3÷0,5) C20, thực hiện nạp cưỡng bức cho đến khi ắc quy bắt đầu sôi Nấc thứ hai sử dụng dòng điện nạp là 0,05C20.

1.5.2 Phương pháp nạp ac quy với điện áp nạp không thay đổi

Hình 1.5: Nạp với điện áp không đổi

Phương pháp nạp acquy với điện áp không thay đổi yêu cầu mắc các acquy song song với nguồn nạp Hiệu điện thế của nguồn nạp cần duy trì ổn định trong khoảng 2,3 ÷ 2,5 V cho mỗi ngăn acquy đơn Độ chính xác của hiệu điện thế phải đạt 3% và được theo dõi bằng volt kế.

Un (1.11) lúc đầu sẽ rất lớn sau đó khi Eaq tăng dần lên thì In giảm đi khá nhanh

Phương pháp nạp với điện áp không đổi có thời gian nạp ngắn và dòng điện tự động giảm theo thời gian, nhưng không đảm bảo ac quy được nạp đầy Do đó, phương pháp này chỉ phù hợp để nạp bổ sung trong quá trình sử dụng Để khắc phục nhược điểm và tận dụng ưu điểm của các phương pháp nạp, chúng ta kết hợp hai phương pháp thành phương pháp dòng - áp Đây là phương pháp mà chúng tôi lựa chọn để thiết kế mạch điều khiển cho nguồn nạp ac quy tự động trong đồ án này.

1.5.3 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 ac 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 ac quy là phương pháp dòng áp

Để đảm bảo hiệu suất nạp cho ắc quy axit, trong khoảng thời gian 16 giờ, cần nạp 75 ÷ 80% dung lượng với dòng điện không đổi là In = 0,1C20 Trong giai đoạn nạp chính, điện áp và sức điện động tải ít thay đổi, giúp duy trì tính đồng đều về tải cho thiết bị nạp Sau 16 giờ, khi ắc quy bắt đầu sôi, chuyển sang chế độ nạp ổn áp Khi thời gian nạp đạt 20 giờ, ắc quy sẽ bắt đầu no, và cần nạp bổ sung thêm từ 2 đến 3 giờ.

Đối với acquy kiềm, quy trình sạc tương tự như acquy axit Tuy nhiên, do khả năng chịu tải lớn của acquy kiềm, khi ổn định dòng điện, có thể sạc với dòng nạp In = 0, 1C20 hoặc áp dụng phương pháp nạp cưỡng bức để tiết kiệm thời gian.

Quá trình nạp ắc quy tự động sẽ dừng lại khi nguồn nạp bị cắt hoặc khi điện áp nạp ổn định bằng điện áp trên hai cực của ắc quy, dẫn đến dòng nạp giảm dần về mức không.

Sau khi phân tích kỹ lưỡng các đặc tính của ắc quy, đặc biệt là tính năng nạp, chúng tôi đã quyết định sử dụng phương pháp nạp dòng - áp để sạc ắc quy Do đó, bộ nguồn nạp ắc quy tự động mà chúng tôi thiết kế cần đáp ứng các yêu cầu cụ thể.

- Ban đầu tự động nạp ổn dòng với dòng nạp đặt trước

In = 0, 05 C20/1ngăn ac quy đơn

Khi điện áp trên các cực của acquy đơn đạt 2,7 V, hệ thống sẽ tự động chuyển từ chế độ nạp ổn dòng sang chế độ nạp ổn áp, với điện áp nạp được cài đặt trước là Un = 2,7 V cho mỗi ngăn của acquy đơn.

Nạp ổn áp cho đến khi dòng điện gần như bằng 0, duy trì chế độ ổn áp cho đến khi acquy hoàn toàn nạp Khi điện áp trên các bản cực của acquy đạt đến mức điện áp nạp, dòng nạp sẽ tự động giảm về 0, đánh dấu sự kết thúc của quá trình nạp.

- Tuỳ theo loại ac quy mà ta nạp với các dòng điện nạp khác nhau:

+ ac quy axit: - Dòng nạp ổn định In = 0, 1C20

- Dòng nạp cưỡng bức In = ( 0, 3 ÷ 0, 5 )C20

- Dòng nạp ổn định In = 0, 1.C20

- Dòng nạp cưỡng bức In = 0, 25.C20

Dựa vào các phân tích đã thực hiện, chúng ta tiến hành tính toán dòng nạp và điện áp nạp theo yêu cầu của đề bài, sau đó thực hiện quá trình nạp ắc quy với dòng điện không đổi.

Ta lấy ví dụ là ta có: số lượng ac quy là 100 chiếc Do vậy chúng ta có thể có 3 cách mắc để nạp điện cho ac quy

+ Mắc 100 ac quy nối tiếp với nhau

Dòng điện nạp nhỏ In = 0, 1x40J Điện áp nạp lại rất lớn Un = 100 x 16, 2 = 1620A

+ Mắc 100 ac quy song song với nhau:

Dòng điện nạp nhỏ I n = 0, 1 x 40 x 100 = 400A Điện áp nạp nhỏ Un = 16, 2V

+ Mắc hỗn hợp 100 ac quy thành 4 dãy song song, mỗi dãy có 25 ac quy nối tiếp với nhau

Dòng điện nạp I n = 0, 1 x 40 x 4 = 16A Điện áp nạp U n = 16, 2 x 25 = 405V

Khi mắc 100 ắc quy nối tiếp, dòng điện nạp ổn định chỉ đạt 4A, trong khi điện áp nạp lên tới 1620V, điều này không đáp ứng yêu cầu công nghệ do điện áp quá cao.

Khi mắc 100 chiếc song song, dòng điện nạp đạt 400A nhưng điện áp nạp chỉ 2V, điều này đáp ứng yêu cầu công nghệ nhưng lại đòi hỏi van phải chịu được công suất lớn, dẫn đến chi phí cao Do đó, phương pháp tối ưu nhất là sử dụng cách mắc hỗn hợp, vừa đảm bảo yêu cầu công nghệ vừa mang lại hiệu quả kinh tế.

Hình 1.6: Phương pháp đấu nối ac quy để nạp điện

DÂY CHYỀN SẢN XUẤT AC QUY

1.6.1 Quy trình sản xuất ac quy

Nguyên vật liêu: Bao gồm những nguyên vật liệu cần thiết cho quá trình sản xuất ac quy a Công đoạn Đúc:

Stt Các bước công nghệ Nội dung thực hiện

1 Nhận kế hoạch sản xuất phân loại thiết bị và nguyên liệu

Sử dụng đúng khuôn mẫu theo quy định

2 Đốt lò, nấu chảy nguyên liệu Nấu chảy ở nhiệt độ cho phép

3 Gia nhiệt cho khuôn đúc Nhiệt phân bổ dều trên bề mặt khuôn

4 Ra sản phẩm Kiểm tra sản phẩm có đảm bảo chất

CÔNG ĐOẠN TRÁT TẤM CỰC

CÔNG ĐOẠN LẮP BÌNH KHÔ CÔNG ĐOẠN LẮP BÌNH NƯỚC lượng không

5 Hoàn chỉnh sản phẩm Tấm xương không có ba via, nhẵn mịn, không nứt vỡ, không mất tăm xương

6 Nhập kho Đếm đủ số lượng, trọng lượng

7 Vệ sinh, kiểm tra thiết bị Sạch sẽ nhà xưởng, thiết bị hoàn hảo

Hình 1.7 Máy đúc tấm cực b Công đoạn trát tấm cực:

Stt Các bước công nghệ Nội dung thực hiện

1 Xương thô Tấm (+)=0.11 kg, (-) =0.09 kg Độ dẻo cao không nứt vỡ

2 Đập xương Đập từng tấm xương một không gãy dập

3 Trát bột Bột trát phải đạt độ dẻo cao, trát đúng theo chủng loại bột theo từng loại tấm

4 Quay ép tấm cực Ép mặt lá phẳng không lồi lõm, mặt lá đều bột

5 Nhúng Axit Nhúng theo nồng độ dung dịch quy định, xếp tấm cực ra cáng phơi

6 Xấy tấm cực Tấm cực phải khô đều, không nứt vỡ cong vênh

7 Vệ sinh, kiểm tra thiết bị

Nhà xường sạch sẽ, thiết bị đảm bảo c Công đoạn hóa:

Stt Các bước công nghệ Nội dung thực hiện

1 Cho tấm cực xuống ngâm nước

2 Đổ cầu hàn cụm cực Theo tiêu chuẩn

3 Vào cụm cực và hàn Đúng (-)(+), mối hàn ngắn

4 Kiểm tra nồng độ axit Nồng độ theo quy định

5 Thả cụm cực vào thùng hóa Thẳng đều, không xô lệch

6 Hàn nối cần các thùng hóa lại Hàn đấu nối tiếp

7 Khởi động máy phân cực Kiểm tra đúng theo chế độ

8 Ra tấm cực và rửa lá Rửa sạch axit bám bề mặt

9 Lá dương đem xấy khô Theo tiêu chuẩn

10 Lá âm đem ngâm tẩm hóa chất Hóa chất phải đều bề mặt cực

11 Chuyển vào hệ thống xấy khô Tấm cực cách đều nhau

12 Vệ sinh, kiểm tra thiết bị Nhà xường sạch sẽ, thiết bị đảm bảo d Công đoạn lắp bình khô:

Stt Quy trình công nghệ Chỉ tiêu kiểm tra

1 Nhập lá cách, gấp lá cách Tấm cách phải bằng, không rách

2 Nhận vỏ và đầu chì Vỏ không nứt vỡ, đầu chì không biến dạng

3 Nhận lá cực để vệ sinh Các cạnh lá phải vát đều khoong có via, tai lá phải sạch không có bụi chì

4 Xếp tấm lá cực vào cùng lá cách

Tấm cực phải nằm giữa tấm cách

5 Nhận tai chì và que hàn Tai chì thẳng không cong vênh

6 Vào hộc cài giăng lược Không để tai lá thấp hơn mặt giăng lược

7 Hàn cụm cực Mối hàn ngắn đều không nứt vỡ

8 Cho cụm cực vào hộc bình Tất cả cụm lá nằm trong hộc vỏ

9 Kiểm tra bằng máy Không được chạm chập đúng quy định

10 Hàn nối cần Mối hàn ngắn không rạn nứt

11 Chỉnh đầu trụ cực với nắp Hai đầu cực phải đều

13 Bơm keo vào nắp Keo được phủ đều vào các khe nắp

14 Dán thân vào nắp Nắp và thân phải khít

15 Nhỏ keo đầu trụ cực Keo đỏ là (+), đen là (-)

16 Bơm axit vào bình Các ngăn phải đều

17 Đưa bình vào hệ thống nạp

Theo chế độ từng loại

18 Rửa bình Rửa sạch axit bám ngoài bề mặt vỏ

19 Đóng gói dán tem mác

20 Vệ sinh, kiểm tra thiết bị Nhà xưởng sạch sẽ, trang thiết bị đảm bảo e Công đoạn lắp bình nước:

Stt Quy trình công nghệ Chỉ tiêu kiểm tra

1 Nhập lá cực từ tổ hóa Lá cực phải khô đều

2 Cắt tấm cực Cắt đúng theo khuôn lá

3 Giũa, đánh bóng tấm cực Tấm cực phải sạch không có ba via răng cưa

4 Đột vỏ Theo quy định

5 Xếp lá cách cùng tấm bản cực Lá phải thẳng, đúng chủng loại theo tấm (-) (+)

6 Vào hộc vỏ Đúng theo (-)(+)

7 Đưa cụm lá vào vỏ bình Căn chỉnh chính xác tránh nhầm đầu cực

8 Chuyển hộc bình sang tổ dập dán

Hoàn thiện đóng gói sản phẩm

9 Dọn vệ sinh, kiểm tra trang thiết bị sản xuất

Nhà xưởng sạch sẽ, trang thiết bị đảm bảo

Hình 1.8 Hệ thống nạp ac quy

LỰA CHỌN BỘ NẠP AC QUY

BỘ NẠP AC QUY SỬ DỤNG CHỈNH LƯU 1 PHA 2 NỬA CHU KỲ CÓ ĐIỀU KHIỂN

Hình 2.1 mạch chỉnh lưu Tristor 2 nửa chu kỳ tải sức điện động

Trong nửa chu kỳ đầu, khi U2>E thì điện áp anot ở T1 dương, điện áp ở Katot T1 âm, T1 sẵn sàng dẫn Nếu cáp xung điều khiển cho T1 vào lúc này thì

T1 sẽ dẫn và dòng điện sẽ chảy qua T1-R-E với nguồn cung cấp là U2 Trong nửa chu kỳ sau, khi U'2 lớn hơn E, điện áp anot của T2 sẽ dương và điện áp katot của T2 sẽ âm, khiến T2 sẵn sàng dẫn Nếu cấp xung điều khiển cho T2 vào thời điểm này, T2 sẽ dẫn và dòng điện sẽ chảy qua T2-R-E, với nguồn là U2.

Chú ý: Nếu ta cấp xung vào thời điểm U

Ngày đăng: 05/08/2021, 21:52

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w