Nguồn điện trong viễn thông giữ vai trò quan trọng đối với sự hoạt động của các thiết bị trong đài trạm. Việc nghiên cứu tìm hiểu về nguồn điện sẽ giúp cho công tác vận hành khai thác cũng như khắc phục sự cố đem lại hiệu quả, góp phần đảm bảo sự làm việc ổn định của mạng lưới.
Để đáp ứng được nhu cầu thực tế sản xuất cũng như nhu cầu về học tập của học sinh và giảng dạy của giáo viên trong nhà trường, tôi đã biên soạn cuốn bài giảng “NGUỒN ĐIỆN THÔNG TIN” dựa theo đề cương chương trình của: “TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM” ban hành.
87 trang |
Chia sẻ: haohao89 | Lượt xem: 3809 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Nguồn điện thông tin, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT VÀ CNTT MIỀN NÚI
....................&....................
V N P T
BÀI GIẢNG
NGUỒN ĐIỆN THÔNG TIN
(Dùng cho hệ Trung cấp ĐTVT)
Biên soạn: Bùi Tuấn Ngọc
THÁI NGUYÊN 2010
LỜI NÓI ĐẦU
Nguồn điện trong viễn thông giữ vai trò quan trọng đối với sự hoạt động của các thiết bị trong đài trạm. Việc nghiên cứu tìm hiểu về nguồn điện sẽ giúp cho công tác vận hành khai thác cũng như khắc phục sự cố đem lại hiệu quả, góp phần đảm bảo sự làm việc ổn định của mạng lưới.
Để đáp ứng được nhu cầu thực tế sản xuất cũng như nhu cầu về học tập của học sinh và giảng dạy của giáo viên trong nhà trường, tôi đã biên soạn cuốn bài giảng “NGUỒN ĐIỆN THÔNG TIN” dựa theo đề cương chương trình của: “TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM” ban hành.
Đây là cuốn bài giảng chuyên về nguồn điện dùng cho các thiết bị viễn thông, tích hợp cả lý thuyết và thực hành. Nội dung gồm bốn bài:
Bài 1: Tổng quan về hệ thống nguồn trong trạm viễn thông
Bài 2: Nguồn điện một chiều
Bài 3: Nguồn điện xoay chiều
Bài 4: Các tủ nguồn
Sau mỗi bài là một số câu hỏi, bài tập giúp hệ thống hoá kiến thức đã học.
Hy vọng rằng, cuốn sách này phần nào giúp cho việc giảng dạy, học tập cũng như tham khảo được thuận lợi hơn.
Mặc dù đã sưu tầm và tổng hơp nhiều tài liệu có liên quan trong quá trình biên soạn, song không tránh khỏi những thiếu só. Vì vậy mong nhận được những ý kiến đóng góp xây dựng của bạn bè và đồng nghiệp để tài liệu này được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn !
Tác giả biên soạn
Bùi Tuấn Ngọc
MỤC LỤC
Lời nói đầu
Trang
Bài 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP NGUỒN CHO TRẠM VIỄN THÔNG
9
Yêu cầu của hệ thống cấp nguồn cho trạm viễn thông
9
1.1. Độ tin cậy
9
1.2. Độ ổn định
9
1.3. Hiệu suất cao
10
1.4. Gọn nhẹ
10
. Phương thức cấp nguồn có điện lưới quốc gia
10
. Phương thức cấp nguồn không có điện lưới quốc gia
11
Câu hỏi ôn tập
13
Bài 2: NGUỒN ĐIỆN MỘT CHIỀU
14
1. Ắc quy axit
14
1.1. Khái niệm
14
1.2. Cấu tạo
14
1.3. Nguyên lý làm việc
15
1.4. Các đại lượng đặc trưng của ắcquy
16
1.5. Các chướng ngại của ắcquy axit
16
1.6. Bảo dưỡng ắcquy axit
17
1.7. Đấu nối ắcquy
19
2. Pin mặt trời
23
2.1. Cấu tạo
23
2.2. Nguyên lý hoạt động
24
2.3. Sơ đồ tương đương
25
2.4. Đặc trưng Vôn – Ampe
25
2.5. Đấu nối pin mặt trời
25
2.6. Bảo dưỡng pin mặt trời
28
3. Hệ thống nắn điện và chỉnh lưu
28
3.1. Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ
28
3.2. Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ
30
3.3. Mạch chỉnh lưu cầu
32
3.4. Mạch chỉnh lưu bội áp
34
3.5. Mạch chỉnh lưu ba pha
36
Câu hỏi ôn tập
42
Bài 3: NGUỒN ĐIỆN XOAY CHIỀU
43
1. Động cơ đốt trong
43
1.1. Vai trò
43
1.2. Các tham số
43
1.3. Các hệ thống chính
44
1.4. Nguyên tắc hoạt động
54
1.5. Nhận biết các hệ thống của động cơ đốt trong
57
1.6. Bảo dưỡng động cơ đốt trong
61
2. Máy phát điện đồng bộ ba pha
64
2.1. Khái niệm
64
2.2. Cấu tạo
64
2.3. Nguyên lý hoạt động
65
2.4. Bảo dưỡng máy phát điện đồng bộ ba pha
66
2.5. Vận hành tổ máy nổ phát điện
67
Câu hỏi ôn tập
70
Bài 4: CÁC TỦ NGUỒN
71
1. Sơ đồ khối của hệ thống cấp nguồn
71
1.1. Sơ đồ khối
71
1.2. Nguyên lý làm việc
73
1.3. Các thành phần thiết bị chủ yếu
74
2. Một số thiết bị cấp nguồn sử dụng trong trạm viễn thông
81
2.1. Tủ nguồn Lorain 300
81
2.2. Tủ nguồn VPRS 400
84
3. Vận hành tủ nguồn
86
4. Bảo dưỡng tủ nguồn
87
4.1. Bảo dưỡng thường xuyên
87
4.2. Bảo dưỡng định kỳ
87
Câu hỏi ôn tập
88
Tài liệu tham khảo
89
Bài 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP NGUỒN CHO TRẠM VIỄN THÔNG
Mục tiêu của bài:
Học xong bài này học sinh sẽ có khả năng trình bày đúng các yêu cầu đối với hệ thống cấp nguồn cho trạm viễn thông, các phương thức cấp nguồn cho trạm viễn thông.
Yêu cầu của hệ thống cấp nguồn cho trạm viễn thông
Hệ thống cung cấp điện cho thiết bị viễn thông có vị trí quan trọng nhất và có thể được xem như là “trái tim„ của thiết bị.
Trong những năm gần đây, lĩnh vực viễn thông phát triển nhanh chóng, ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến, hầu hết các thiết bị viễn thông, mạng lưới viễn thông đều là các thiết bị công nghệ cao. Do đó yêu cầu đối với hệ thống cung cấp nguồn lại càng phải được quan tâm hơn, vì hoạt động của hệ thống nguồn không đảm bảo có thể sẽ làm cho thông tin bị dán đoạn, điện áp ra của nguồn không ổn định hoặc quá lớn sẽ làm giảm chất lượng thông tin và thậm chí gây hỏng các thiết bị.
Vì vậy, hệ thống cung cấp điện viễn thông về cơ bản phải đảm bảo độ tin cậy, độ ổn định, hiệu suất cao, ngoài ra phải đảm bảo tính gọn nhẹ.
1.1. Độ tin cậy
Để đảm bảo thông tin thông suốt, ngoài việc nâng cao độ tin cậy của thiết bị viễn thông, còn cần phải nâng cao tính liên tục của hệ thống nguồn. Thông thường, hệ thống nguồn phải cung cấp điện cho nhiều thiết bị, vì vậy khi hệ thống nguồn gặp sự cố sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tính liên tục của thông tin.
Các quốc gia có ngành viễn thông phát triển đều coi độ tin cậy trong cung cấp điện là yêu cầu quan trọng đối với hệ thống nguồn. Những năm gần đây, do kỹ thuật vi điện tử và kỹ thuật máy tính được ứng dụng nhiều trong thiết bị viễn thông, khi nguồn bị gián đoạn, có thể làm mất thông tin. Đồng thời, do dung lượng thiết bị viễn thông đang tăng rất nhanh, khi nguồn bị gián đoạn sẽ gây ảnh hưởng rất lớn. Ví dụ: Một trạm điện thoại có dung lượng khoảng hai đến ba vạn thuê bao trở lên, khi nguồn bị mất sẽ gây tổn thất kinh tế to lớn và ảnh hưởng nghiêm trọng đến an ninh quốc gia.
Để đảm bảo độ tin cậy cao cần phải cung cấp điện theo phương pháp kết hợp, những thiết bị viễn thông do nguồn xoay chiều cung cấp điện đều phải sử dụng nguồn xoay chiều liên tục. Trong hệ thống cung cấp điện một chiều, cần sử dụng phương thức cung cấp điện mắc song song bộ chỉnh lưu và ắc quy. Ngoài ra, còn cần phải nâng cao độ tin cậy của các bộ nguồn. Các bộ chỉnh lưu tiên tiến hiện nay đều mắc song song nhiều bộ chỉnh lưu để nếu có bộ chỉnh lưu nào gặp sự cố sẽ không ảnh hưởng đến việc cung cấp điện. Hiện nay, thời gian không xảy ra sự cố bình quân của các bộ nguồn tiên tiến là hai mươi năm.
1.2. Độ ổn định
Các thiết bị viễn thông đều yêu cầu điện áp ổn định, không được vượt quá phạm vi biến động cho phép. Điện áp nguồn quá cao sẽ gây tổn hại cho các linh kiện điện tử trong thiết bị viễn thông. Ngược lại, nếu điện áp nguồn quá thấp, thiết bị viễn thông sẽ không thể hoạt động bình thường. Ngoài ra, nhiễu trong điện áp nguồn một chiều cũng phải nhỏ hơn giá trị cho phép, nếu không sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng thông tin.
Khi nguồn điện cung cấp cho thiết bị viễn thông có sự đột biến của điện áp sẽ gây ảnh hưởng lớn đến thiết bị viễn thông, vì vậy các thiết bị viễn thông nói chung đều phải do nguồn ổn áp cung cấp.
1.3. Hiệu suất cao
Cùng với việc tăng dung lượng của thiết bị viễn thông, tải của hệ thống nguồn cũng không ngừng tăng lên. Để tiết kiệm điện năng, cần phải nâng cao hiệu suất của nguồn.
Biện pháp tiết kiệm chủ yếu là sử dụng bộ nguồn có hiệu suất cao, trước đây, các thiết bị viễn thông thường sử dụng bộ chỉnh điều khiển pha có hiệu suất tương đối thấp (<70%), máy biến áp tổn hao lớn. Những bộ nguồn biến đổi dao động điều hoà có thể đạt hiệu suất tới 90% trở lên, vì vậy bộ nguồn này đang ngày càng phổ biến.
1.4. Gọn nhẹ
Cùng với sự phát triển và ứng dụng của mạch tổ hợp, thiết bị viễn thông đang phát triển theo hướng giảm thiểu kích thước, tích hợp hoá. Để thích hợp với sự phát triển này, các bộ nguồn cũng phải nhỏ gọn, tích hợp. Ngoài ra, các thiết bị thông tin di động và các thiết bị viễn thông trong hàng không vũ trụ cũng cần các bộ nguồn có thể tích nhỏ, trọng lượng nhẹ. Để làm được điều đó, các bộ chuyển đổi với dải tần rộng được sử dụng rộng rãi trong các ổn áp tổ hợp, các máy biến áp. Những năm gần đây, bộ đóng ngắt dao động điều hoà có tần số vài trăm kHz và kích thước vô cùng nhỏ đang được ứng dụng nhiều trong thiết bị viễn thông.
Các phương thức cấp nguồn cho trạm viễn thông
Phương thức cấp nguồn cho trạm viễn thông phải đảm bảo được yêu cầu về độ ổn định và tính liên tục. Do đó, người ta thường dùng hệ thống cấp nguồn tổ hợp. Hệ thống cấp nguồn tổ hợp được chia làm hai loại, đó là hệ thống cấp nguồn có điện lưới và hệ thống cấp nguồn không có điện lưới.
. Phương thức cấp nguồn có điện lưới quốc gia
Đối với các hệ thống thông tin đặt ở nơi gần đường dây điện lực thì phương án tối ưu là sử dụng điện lưới làm nguồn cung cấp chính, đồng thời kết hợp với nguồn dự phòng là dùng tổ máy phát điện và tổ ắc quy (Hình 1.1).
~
=
TBĐK
=
~
~
BA
TBCM
1
2
AC1
BBD1
DC
AQ
BBD2
AC2
TBVT
TBP
Đường vòng AC
Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống cấp nguồn có điện lưới
F
BA: máy biến áp
F: tổ máy phát điện
AQ: tổ ắc quy
TBCM: thiết bị chuyển mạch
TBĐK: thiết bị điều khiển
BBĐ1: bộ biến đổi điện áp xoay chiều/một chiều
BBĐ2: bộ biến đổi điện áp một chiều / xoay chiều
TBVT: thiết bị viễn thông
TBP: thiết bị phụ
Hệ thống này được nhận năng lượng điện từ hai nguồn. Nguồn cung cấp chính là nguồn điện lưới, nguồn dự phòng là tổ máy phát điện và tổ ắc quy. Để sử dụng kết hợp hai nguồn cung cấp này, người ta dùng thiết bị chuyển mạch (có thể điều khiển bằng tay hoặc tự động). Khi chuyển mạch ở vị trí 1, hệ thống nhận năng lượng từ điện lưới cung cấp. Trong quá trình vận hành, nếu vì một lý do nào đó điện lưới gặp sự cố ngừng cung cấp điện thì chuyển mạch sẽ chuyển sang vị trí 2, lúc này máy phát sẽ tiếp tục cấp nguồn cho hệ thống.
Trong quá trình hệ thống sử dụng một trong hai nguồn cung cấp nói trên thì ắc quy được nạp đệm. Khi cả hai nguồn này đồng thời ngừng cung cấp thì ắc quy sẽ cung cấp điện cho hệ thống.
. Phương thức cấp nguồn không có điện lưới quốc gia
~
=
TBĐK
=
~
~
DC1
BBD1
DC2
AQ
BBD2
AC2
TBVT
TBP
Đường vòng AC
PMT
~
=
AC1
~
AC3
TBXLCS
Đi ốt chặn
FG
F
BBD3
Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống cấp nguồn không có điện lưới
Đối với các trạm viễn thông đặt ở những nơi không có đường dây điện lưới đi qua như: rừng, núi, hải đảo, ... thường tổ chức hệ thống cấp nguồn như sau:
F: tổ máy phát điện
FG: máy phát điện sức gió
PMT: pin mặt trời
AQ: tổ ắc quy
TBĐK: thiết bị điều khiển
TBXLCS: thiết bị xử lý công suất
BBĐ1, BBĐ3: bộ biến đổi điện áp xoay chiều/một chiều
BBĐ2: bộ biến đổi điện áp một chiều/xoay chiều
TBVT: thiết bị viễn thông
TBP: thiết bị phụ
Hệ thống này sử dụng máy phát điện bằng sức gió, pin mặt trời, ắc quy và tổ máy phát điện. Mục đích của hệ thống này là lợi dụng các ưu điểm của từng nguồn riêng rẽ nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao và lợi dụng triệt để điều kiện địa lý tại nơi đặt trạm, bổ xung và hỗ trợ cho nhau (Hình 1.2).
- Pin mặt trời gồm các modul đấu nối tiếp và song song để đạt công suất yêu cầu và phối hợp với các nguồn năng lượng khác trong hệ thống. Khi có nắng, pin mặt trời bảo đảm việc cung cấp năng lượng, nếu dư thừa năng lượng sẽ nạp cho ắc quy.
- Máy phát điện bằng sức gió không trực tiếp cấp nguồn cho thiết bị trong trạm mà chỉ làm nhiệm vụ nạp điện cho ắc quy.
- Tổ máy phát điện sẽ cung cấp cho trạm viễn thông và nạp cho ắc quy khi các nguồn nói trên ngừng cung cấp.
Sự hoạt động của hệ thống như sau:
Bình thường, pin mặt trời và máy phát điện bằng sức gió cùng với ắc quy phối hợp cấp nguồn cho trạm còn tổ máy phát điện làm nhiệm vụ dự phòng. Do công suất của pin mặt trời và máy phát điện bằng sức gió có công suất nhỏ và độ ổn định không cao nên phải thông qua thiết bị xử lý công suất trước khi cấp cho hệ thống, năng lượng dư sẽ được nạp cho ắc quy. Trong thời gian năng lượng nắng, gió không đủ cung cấp thì ắc quy sẽ cấp nguồn, nếu tình trạng này kéo dài, ắc quy phóng tới mức tối thiểu cho phép thì tổ máy phát điện sẽ phát điện cấp nguồn cho hệ thống, đồng thời nạp điện cho ắc quy.
Trên đây là hai phương thức cấp nguồn tổ hợp hiện nay đang và sẽ được dùng phổ biến. Tuy nhiên, tuỳ tình hình cụ thể của từng khu vực đặt trạm viễn thông mà người ta có thể kết hợp sao cho vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, vừa đảm bảo tính kinh tế.
CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Hệ thống cấp nguồn cho trạm viễn thông cần phải có yêu cầu cơ bản như thế nào? Tại sao?
2. Trình bày phương thức cấp nguồn có điện lưới?
3. Trình bày phương thức cấp nguồn không có điện lưới?
Bài 2: NGUỒN ĐIỆN MỘT CHIỀU
Mục tiêu của bài:
Học xong bài này, học sinh sẽ có khả năng:
- Trình bày đúng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ắcquy axit, pin mặt trời, các hệ thống chỉnh lưu.
- Bảo dưỡng và đấu nối được tổ ắcquy.
- Bảo dưỡng, đấu nối pin mặt trời.
1. Ắc quy axit
1.1. Khái niệm
Ắc quy có khả năng 2 chiều (biến điện năng thành hóa năng rồi biến hóa năng thành điện năng) và có thể thực hiện nhiều chu kỳ biến đổi như vậy gọi là chu kỳ nạp điện, phóng điện của ác quy nên sử dụng được lâu dài.
Lúc đầu, ắc quy được đấu vào nguồn điện một chiều để biến đổi điện năng thành hóa năng (quá trình tích điện), sau đó ắc quy trở thành nguồn điện có khả năng cung cấp điện năng cho tải (quá trình phóng điện).
Ắc quy là nguồn điện hóa học có tính chất thuân nghịch, vừa là nguồn điện (khi phóng điện) vừa là thiết bị dùng điện (khi nạp điện).
1.2. Cấu tạo
Về cơ bản ắc quy gồm: vỏ, bản cực và dung dịch điện phân (Hình 2.1).
Hình 2.1: Cấu tạo ắc quy Axit
Vỏ
Bản cực
Dung dịch điện phân
dd
H2SO 4
Cực -
(Pb)
Cực +
(PbO)
- Vỏ ắc quy làm nhiệm vụ chứa các cực bản, dung dịch điện phân, các tấm cách và lưới bảo vệ. Vỏ ắc quy thường làm bằng nhựa cứng polivinin hay polietylen. Vỏ thường có dạng hình hộp chữ nhật hoặc hình vuông và được chia làm nhiều ngăn tùy theo yêu cầu mức điện áp sử dụng, thường là 3 ngăn hoặc 6 ngăn, dưới đáy ngăn có các gờ nhỏ để đỡ các tấm cực đồng thời tạo nên các rãnh để chứa các bột chì từ bản cực rơi xuống trong quá trình làm việc tránh gây ngắn mạch các bản cực. Phía trên các ngăn có nắp đậy, mỗi nắp có lỗ rót dung dịch và có nút xoáy.
- Bản cực: bản cực của ắc quy axit là những tấm khung xương chì hình mắt lưới, đó là hợp kim chì 94% và antimon 6% để tăng độ cứng của khung mắt lưới. Khung xương chì làm bản cực dương dày hơn khung xương chì làm bản cực âm. Bản cực dương được bao phủ bột ôxit chì PbO2 (có màu nâu) còn bản cực âm được bao phủ bột chì Pb (có màu xám).
Để tăng dung lượng ắc quy, người ta dùng nhiều bản cực cùng loại đấu chung thành một nhóm tạo thành nhóm bản cực dương và nhóm bản cực âm, mỗi nhóm này đều đưa ra một cực chung và được đánh dấu cực (+) và cực (-) của ắc quy. Các bản cực được cài xen kẽ nhau, giữa chúng có tấm cách điện xốp và tất cả được đặt chắc chắn trong vỏ có chứa dung dịch điện phân.
- Dung dịch điện phân có nhiệm vụ cùng với các bản cực tạo nên các phản ứng hóa học để thực hiện chuyển hóa năng lượng từ điện năng thành hóa năng (khi ắc quy nạp điện) và từ hóa năng thành điện năng (khi ắc quy phóng điện). Dung dịch điện phân là axit sulfuaric H2SO4 pha với nước cất có tỷ trọng 1,18g/cm3 đến 1,26g/cm3.
1.3. Nguyên lý làm việc
ip
-
+
H2SO4
Hình 2.2: Ắc quy phóng điện
- Quá trình phóng điện:
Khi nối 2 cực của ắc quy đã nạp no với phụ tải thì ắc quy sẽ cho dòng điện qua phụ tải gọi là ắc quy phóng điện (Hình 2.2). Ở mạch ngoài, dòng điện sẽ đi từ cực dương qua tải sang cực âm còn trong dung dịch, SO4-- trong dung dịch sẽ dịch chuyển về phía cực âm tác dụng với Pb để tạo thành PbSO4 giải phóng ra điện tử, còn H+ trong dung dịch sẽ dịch chuyển về phía cực dương tác dụng với PbO2 nhận thêm điện tử tạo thành PbSO4.
Ta có phương trình phản ứng hóa học như sau:
+ Ở cực âm:
Pb + SO4-- → PbSO4 + 2e
+ Ở cực dương:
PbO2 + 2H+ + H2SO4 + 2e → PbSO4 + 2H2O
+ Phản ứng hóa học của quá trình phóng điện diễn ra như sau:
Pb + 2H2SO4 + PbO2 → PbSO4 + 2H2O + PbSO4
(-) (dung dịch) (+) (-) (dung dịch) (+)
Từ phương trình, ta thấy khi phóng điện cả 2 cực dương và âm đều chuyển hoá thành chì sulfat PbSO4 còn dung dịch chuyển hoá dần thành nước. Điều này sẽ làm cho sức điện động của ắc quy bị giảm dần.
in
+
+
-
-
Hình 2.3: Ắc quy nạp điện
=
H2SO4
- Quá trình nạp điện:
Khi ắc quy hết điện, để phục hồi sức điện động và dung lượng của ắc quy thì phải nạp điện cho ắc quy bằng cách nối các cực của ắc quy với các cực cùng tên của nguồn điện một chiều (Hình 2.3).
Khi đó sẽ xuất hiện dòng điện nạp (in) đi từ cực (+) máy nạp đến cực (+) ắc quy về cực (-) của ắc quy đến cực (-) máy nạp. Lúc này ion dương H+ đi theo chiều dòng điện về cực (-) của ắc quy, còn ion SO4-- đi ngược chiều dòng về cực (+) ác quy.
+ Tại cực dương, SO4-- sẽ oxy hóa PbSO4 theo phản ứng:
PbSO4 + 2H2O + SO4-- → PbO2 + 2H2SO4 + 2e
+ Tại cực âm, ion dương H+ tác dụng với PbSO4 theo phản ứng:
2H+ + PbSO4 + 2e → H2 SO4 + Pb
+ Phản ứng hóa học của quá trình nạp điện diễn ra như sau:
PbSO4 + 2H2O + PbSO4 → PbO2 + 2H2SO4 + Pb
(+) (dung dịch) (-) (+) (dung dịch) (-)
Từ phương trình trên ta thấy rằng:
Trước khi nạp điện cả hai cực đều là chì sunfat (PbSO4), khi nạp điện thì cực dương trở thành chì điôxit (PbO2), cực âm trở thành chì nguyên chất (Pb) nồng độ dung dịch tăng và trong ắc quy hình thành sức điện động. Cuối quá trình nạp, sức điện động của ắc quy có thể lên đến 2,6V đến 2,7V, đồng thời có bọt khí thoát ra (hiện tượng ắc quy sôi) lúc này ta cần kết thúc quá trình nạp, nếu tiếp tục nạp thì dòng điện chỉ có tác dụng phân tích nước thành H2 và O2 bay hơi, hao tổn năng lượng và giảm tuổi thọ ác quy.
1.4. Các đại lượng đặc trưng của ắcquy
1.4.1. Dung lượng
Dung lượng của bình ắc quy (Q) thường được tính bằng ampe giờ (AH). AH là tích số giữa dòng điện phóng với thời gian phóng điện. Dung lượng này thay đổi tuỳ theo nhiều điều kiện như dòng điện phóng, nhiệt độ chất điện phân, tỷ trọng của dung dịch, và điện thế cuối cùng sau khi phóng.
1.4.2. Sức điện động
Sức điện động của nguồn điện một chiều là điện áp đo được giữc 2 đầu cực của ắc quy khi hở mạch. Đơn vị của sức điện động là Vol.
Ví dụ: Ta có bộ nguồn đấu ghép 4 bình ắc quy loại 12V, mà ta đo được điện áp giữa 2 đầu cực của bộ nguồn là 48 Vol thì sức điện động của bộ nguồn là E=48Vol.
1.4.3. Dòng phóng định mức
Dòng phóng định mức là dòng điện phóng của ắc quy qua tải có giá trị bằng một phần mười dung lượng của ắc quy.
Ipđm =
1.4.4. Công suất
Là đại lượng được xác định bằng tích của sức điện động của ắc quy với dòng điện qua đó.
P= EI
Trong đó: P là công suất của ắc quy
E là sức điện động của ắc quy
I là dòng một chiều chảy qua ắc quy
1.5. Các chướng ngại của ắcquy axit
- Ắc quy axit thường có khối lượng nặng do các bản cực được làm bằng chì. Ngoài ra, nếu để ắc quy phóng tới dưới mức điện áp cuối quá sâu hoặc không sử dụng trong một thời gian dài sẽ làm cho các bản cực bị sulfat hoá sâu dẫn đến dung lượng ắc quy bị giảm và việc phục hồi dung lượng là khó khăn. (Giá trị điện áp cuối là 1,7V)
- Khi ắc quy đã được nạp điện no, nếu ta vẫn tiếp tục nạp thì dung dịch điện phân sẽ sôi mãnh liệt, điều này có thể làm cho các bản cực bị cong vênh hoặc chất hữu hiệu trên các bản cực sẽ bị rơi rụng xuống. Đây cung là một nguyên nhân dẫn đến giảm dung lượng của ắc quy.
1.6. Bảo dưỡng ắcquy axit
Để thực hiện nội dung này, cần chuẩn bị cỏc thiết bị, vật tư sau:
Ắc quy Axit loại 12V/135Ah 1 bình
Máy nạp ắc quy loại 60V DC có điều chỉnh 1 máy công suất 1000W
Đồng hồ vạn năng 1 cái
Kìm vạn năng và cờ lê 10/12 1 bộ
Dây cáp cấp nguồn DC 5m
Axit H2SO4 đậm đặc tỷ trọng 1,83g/cm3 5l
Nước cất nguyên chất 20 lit
Bô mê kế 2 cái
Nhiệt kế 1 cái
Ca thủy tinh hoặc ca nhựa khoảng 1,5l 2 cái
Phễu thủy tinh 1 cái
Giẻ lau 3 cái
Dụng cụ bảo hộ (Kính, khẩu trang, quần áo bảo hộ, áo bạt, ủng, găng tay cao su, mũ bảo hộ).
1.6.1. Sử dụng ắc quy
Trong quá trình sử dụng ắc quy phải tuân theo các quy định sau:
- Khi phóng điện:
+ Ắc quy phải được nạp đủ điện trước khi dùng.
+ Không nên để ắc quy phóng với dòng quá nhỏ kéo dài.
+ Không nên cho ắc quy phóng với dòng quá lớn, trường hợp cần thiết như khởi động máy thì mỗi lần chỉ nên phóng trong vòng 3 đến 5 giây và mỗi lần phóng cách nhau 30 giây.
+ Không cho ắc quy phóng dưới điện áp cuối quá sâu.
- Sử dụng ắc quy kh