1

Mục lục:
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ...................................................3
1.1.Ứng dụng của ácquy....................................................................................3
1.2. Ácquy axít..................................................................................................3
1.2.1. Cấu tạo của bình ácquy axít................................................................3
1.2.2.Quá trình hóa học trong ácquy axít......................................................5
1.3.Acquy kiềm.................................................................................................6
1.3.1.Cấu tạo của ácquy kiềm........................................................................6
1.3.2.Quá trình hóa học trong ácquy kiềm....................................................6
1.4.Sự khác nhau giữa ácquy axít và ácquy kiềm.............................................7
1.5.Các thông số cơ bản của ácquy...................................................................8
1.5.1.Sức điện động của ácquy......................................................................8
1.5.2.Dung lượng của ácquy..........................................................................9
1.6.Đặc tính phóng nạp của ácquy....................................................................9
1.6.1.Đặc tính phóng của ácquy....................................................................9
1.6.2.Đặc tính nạp của ácquy......................................................................10
1.7.Các phương pháp nạp ácquy tự động........................................................12
1.7.1.Phương pháp nạp dòng điện...............................................................12
1.7.2.Phương pháp nạp điện áp...................................................................13
1.7.3.Phương pháp nạp dòng áp..................................................................13
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH CÔNG SUẤT.........................15
2.1.Các mạch chỉnh lưu...................................................................................15
2.1.1.Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha..........................................................15
2.1.2.Mạch chỉnh lưu có điều khiển cầu ba pha đối xứng..........................16
2.1.4.Mạch chỉnh lưu điều khiển cầu một pha không đối xứng..................20
2.2.Chọn mạch chình lưu phù hợp..................................................................21
2.3.Tính toán các thông số với mạch đã chọn.................................................21
2.4.Mạch bảo vệ Tiristor.................................................................................23
2.5.Tính toán máy biến áp...............................................................................24

axit và acquy kiềm.
1.2. Ácquy axít
1.2.1. Cấu tạo của bình ácquy axít
Bình acquy thông thường gồm vỏ bình, các bản cực, các tấm ngăn và dung
dịch điện phân
• Vỏ bình:
Vỏ bình acquy axit hiện nay được chế tạo bằng nhựa êbônit hoặc anphantonec
hay caosu nhựa cứng. Để tăng độ bền và khả năng chịu axit cho bình, khi chế
tạo người ta ép vào bên trong bình một lớp lót chịu axit là polyclovinyl, lớp lót
này dày khoảng 0,6mm. Nhờ lớp lót này tuổi thọ của acquy tăng lên từ 2-3 lần.
Phía trong vỏ bình tùy theo điện áp danh định của acquy mà chia thành các ngăn
riêng biệt và các vách ngăn này được ngăn cách bởi các ngăn kín và chắc. Mỗi
ngăn được gọi là một ngăn acquy đơn.
Ở đáy các ngăn có các sống đỡ khối bản cực tạo thành khoảng trống giữa đáy
bình và mặt dưới của khối bản cực, nhờ đó mà tránh được hiện tượng chập mạch
giữa các bản cực do chất tác dụng bong ra và rơi xuống đáy gây lên.
Bên ngoài vỏ bình được đúc hình dạng gân chịu lực để tăng độ bền cơ và có thể
được gắn các quai xách để việc di chuyển được đễ dàng hơn.
• Bản cực, phân khối bản cực và khối bản cực:
Bản cực gồm cốt hình lưới và chất tác dụng. Cốt đúc bằng hợp kim chì(Pb)-
antimion(Sb) với tỷ lệ (87 – 95)%Pb và (5 – 13)%Sb. Phụ gia antimon thêm vào
có tác dụng tăng thêm độ cứng, giảm han gỉ và cải thiện tính đúc cho cốt.
Cốt để giữ chất tác dụng và phân phối dòng điện khắp bề mặt cực. Điều này có ý
nghĩa rất quan trọng đối với các bản cực dương vì điện trở của chất tác dụng
(oxit chì) lớn hơn rất nhiều so với điện trở của chì nguyên chất, do đó càng tăng
chiều dày của cốt thì điện trở trong của acquy càng nhỏ.
Cốt đúc dạng khung bao quanh, có vấu để hàn nối các bản cực thành phân khối
bản cực và có hai chân để tỳ các sống đỡ ở đáy bình acquy.
Vì điện cốt của bản cực âm không phải là yếu tố quyết định và chúng cũng ít bị
han gỉ nên người ta thường làm mỏng hơn bản cực dương. Đặc biệt là hai tấm

Các tấm ngăn hiện nay được chế tạo từ vật liệu polyvinyl xốp, dày khoảng từ
0,8-1,2mm và có dạng mặt phẳng hướng về phía bản cực âm còn một mặt có
dạng sóng hoặc gồ thì hướng về phía bản cực dương nhằm tạo điều kiện cho
dung dịch điện phân dễ luân chuyển hơn đến các bản cực dương và dung dịch
lưu thông tốt hơn.
• Dung dịch điện phân
Dung dịch điện phân trong bình acquy là loại dung dịch axit sunfuric được pha
chế từ axit nguyên chất với nước cất theo nồng độ quy định tùy thuộc vào điều
kiện khí hậu mùa và vật kiệu làm tấm ngăn. Nồng độ dung dịch axit sunfuric
γ
= (1,1
÷
1.3)g/cm
3

. Nồng độ dung dịch điện phân có ảnh hưởng lớn đến sức
điện động của acquy.
Nhiệt độ môi trường có ảnh hưởng lớn đến nồng độ dung dịch điện phân. Với
các nước ở trong vùng xích đạo nồng độ dung dịch điện phân quy định không
quá 1,1 g/cm
3

. Với các nước lạnh, nồng độ dung dịch điện phân cho phép tới
1,3 g/cm
3

. Trong điều kiện khí hậu ở nước ta thì mùa hè nên chọn nồng độ
dung dịch khoàng (1,25-1.26) g/cm
3


1.2.2.Quá trình hóa học trong ácquy axít
Trong acquy thường xảy ra hai quá trình hóa học thuận nghịch mà đặc trưng là
là qua trình nạp và phóng điện.
Khi nạp điện, nhờ nguồn điện nạp mà ở mạch ngoài các điện tử chuyển động từ
các bản cực dương đến các bản cực âm – đó là dòng điện nạp In.
Khi phóng điện, dưới tác dụng của suất điện động riêng của acquy, các điện tử
sẽ chuyển động theo hướng ngược lại và tạo thành dòng điện phóng Ip.
Khi acquy nạp đã no, chất tác dụng ở các bản cực dương là PbO
2
còn tại các bản
cực âm là chì xốp Pb. Khi phóng điện, các chất tác dụng ở cả hai bản cực đều trở
thành sunfat chì PbSO
4
có dạng tinh thể nhỏ.
Khi nạp điện cho acquy sẽ xảy ra phản ứng:
- Ở cực dương:
+
++=+− HSOHPbOOHePbSO 222
42224

(1.1)
- Ở cực âm:

424
22 SOHPbHePbSO +=++
+

(1.2)
- Toàn bộ quá trình xảy ra trong ác quy khi nạp điện là:
6

này ít được dùng.
Acquy kiềm có cấu tạo tương tự acquy axit, tức nó cũng gồm dung dịch điện
phân, vỏ bình, các bản cực,…
Bản cực của acquy kiềm được chế tạo thành dạng thỏi hoặc không thỏi. Giữa
các bản cực được ngăn bởi các tấm ebonit. Chùm bản cực dương và chùm bản
cực âm được hàn nối như chùm bản cực của acquy axit để đưa ra các vấu cực
cho caquy. Các chùm bản cực được đặt trong bình điện phân và được ngăn cách
với vỏ bình bằng lớp nhựa vinhiplat.
Loại acquy dùng bản cực dạng thỏi thì mỗi thỏi là một hộp làm bằng thép lá trên
bề mặt có khoan nhiều lỗ:
mm3.02.0 ÷=φ
để cho dung dịch thấm qua. Nếu là
acquy sắt – niken thì trong hộp bản cực âm chứa sắt đặc biệt thuần khiết, còn
trong bản cực dương là hỗn hợp 75%NiO.OH và 25% bột than hoạt tính.
Loại acquy kiềm dùng bản cực không phân thỏi, thì bản cực được chế tạo theo
kiểu khung xương, rồi đem các chất tác dụng có cấu trúc xốp mịn để ép vào các
lỗ nhỏ trên bản cực.
1.3.2.Quá trình hóa học trong ácquy kiềm
Giống như trong acquy axit, quá trình hóa trong acquy kiềm cũng là quá trình
thuận nghịch.
Nếu bản cực trong acquy kiềm là sắt và niken thì phản ứng hóa học xẩy ra trong
acquy như sau:
Trên bản cực dương:

KOHOHNiOHKOHOHNi +=++
−
32
)()(
(1.4)


các thông số kĩ thuật của acquy axit.
Những acquy đang hướng tới việc thay thế các bản cực bằng những hợp kim có
khả năng chống han gỉ, giảm kích thước và tăng tính bền vững. những tạp chất
mơi được trộn vào trong chất tác dụng sẽ cải thiện đạc tính phóng điện của
acquy đáng kể . Nhiều acquy mới đã không có cầu nối trên nắp và kết cấu vỏ
bình cũng thay bằng những vật liệu rất nhẹ nên giảm được chiều dày thành bình,
acquy cũng ít phải chăm sóc hơn.
1.4.Sự khác nhau giữa ácquy axít và ácquy kiềm
Cả hai loại acquy này đều có một đặc điểm chung đó là tính chất tải thuộc loại
dung kháng và sức phản điện động. Nhưng chúng còn có một số đặc điểm khác
biệt sau :

Acquy axit acquy kiềm

- Khả năng quá tải không cao, dòng
nạp lớn nhất đạt được khi quá tải là
Inmax = 20%C10
_Hiện tượng phòng lớn, do đó ắc
qui nhanh hết điện ngay cả khi
không sử dụng.
_Sử dụng rộng rãi trong đời sống,
_Khả năng quá tải rất lớn dòng
điện nạp lớn nhất khi đó có thể đạt
tới: Inmax = 50%C10
_Hiện tự phóng nhỏ. _Sử dụng ở những nơi có yêu cầu
8


công thức:
E
p
= U
p
+ I
p
.r
b
(1.7)
Trong đó : E
p
- sức điện động của acquy khi phóng điện ( V )
I
p
- dòng điện phóng ( A )
U
p
- điện áp đo trên các cực của acquy khi phóng điện (V)
r
b
- điện trở trong của acquy khi phóng điện ( Ω )
ØTrong quá trình nạp điện thì sức điện động E
n
của acquy được tính theo công
thức:
E
n
= U
n

p
- dung dịch thu được trong quá trình phóng ( Ah )
I
p
- dòng điện phóng ổn định trong thời gian phóng điện tp ( A )
t
p
- thời gian phóng điện ( h ).
-Dung lượng nạp của acquy là đại lượng đánh giá khả năng tích trữ năng lượng
của ắc qui và được tính theo công thức :
C
n
= I
n
.t
n

Trong đó : C
n
- dung dịch thu được trong quá trình nạp ( Ah )
I
n
- dòng điện nạp ổn định trong thời gian nạp tn ( A )
t
n
- thời gian nạp điện ( h ).
1.6.Đặc tính phóng nạp của ácquy
1.6.1.Đặc tính phóng của ácquy
Đặc tính phóng của acquy là đồ thị biểu diễn quan hệ phụ thuộc của sức điện
động, điện áp acquy và nồng độ dung dịch điện phân theo thời gian phóng khi

khong 80%.
Sau khi ó ngt mch phúng mt khong thi gian no, cỏc giỏ tr sc in ng,
in ỏp ca acquy, nng dung dch in phõn li tng lờn, ta gi õy l thi
gian hi phc hay khong ngh ca acquy. Thi gian hi phc ny ph thuc vo
ch phúng in ca acquy (dũng in phúng v thi gian phúng ).
1.6.2.c tớnh np ca ỏcquy
c tớnh np ca acquy l th biu din quan h ph thuc gia sc in
ng , in ỏp v nng dung dch in phõn theo thi gian np khi tr s dũng
in np khụng thay i .
CP = IP.tP
Vùng phóng điện cho phép
2
0
5
10
1,75
1,95
2,11
I (A) E,U (V)
10
6
4 8
t
E
UP
Khoảng nghỉ
11

Hinhf1.2: Đặc tính nạp của acqui
Từ đồ thị đặc tính nạp ta có các nhận xét sau :

mức là In = 0,1C
10
thì sau 10 giờ acquy sẽ đầy.
Ví dụ với acquy C = 180 Ah thì nếu ta nạp ổn dòng với dòng điện bằng 10%
dung lượng ( tức I
n
= 18 A ) thì sau 10 giờ acquy sẽ đầy.
12

1.7.Các phương pháp nạp ácquy tự động
1.7.1.Phương pháp nạp dòng điện

Đây là phương pháp nạp cho phép chọn được dòng nạp thích hợp với mỗi loại
acquy, bảo đảm cho ắc qui được no. Đây là phương pháp sử dụng trong các
xưởng bảo dưỡng sửa chữa để nạp điện cho acquy hoặc nạp sử chữa cho các ắc
qui bị Sunfat hoá. Với phương pháp này acquy được mắc nối tiếp nhau và phải
thoả mãn điều kiện :
U
n
≥ 2,7.Naq (1.9)
Trong đó: U
n
- điện áp nạp
N
aq
- số ngăn acquy đơn mắc trong mạch
Trong quá trình nạp sức điện động của acquy 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 :


A
_ _
+ +
D D
R R
Un
+
13

1.7.2.Phương pháp nạp điện áp
Phương pháp này yêu cầu các acquy được
mắc song song với nguồn nạp. Hiệu điện thế
của nguồn nạp không đổi và được tính bằng
(2,3V ÷ 2,5V) 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 acquy không
được nạp no. Vì vậy nạp với điện áp không đổi
chỉ là phương pháp nạp bổ xung cho acquy
trong quá trình sử dụng.
1.7.3.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.
Phương pháp nạp dòng áp

D
VR
Un


= 0,1C
10
. Vì theo đặc tính nạp của acquy 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 8h acquy bắt
đầu sôi lúc đó ta chuyển sang nạp ở chế độ ổn áp. Khi thời gian nạp được 10h thì
acquy bắt đầu no, ta nạp bổ xung thêm 2 đến 3h.
Đối với acquy kiềm : Trình tự nạp cũng giống như acquy axit nhưng do khả
năng quá tải của acquy kiềm lớn nên lúc ổn dòng ta có thể nạp với dòng nạp
I
n
=0,2C
10
hoặc nạp cưỡng bức để tiết kiệm thời gian với dòng nạp I
n
= 0,5C
10
.
Các quá trình nạp ắc qui 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 qui, lúc đó dòng nạp sẽ từ từ giảm
về không.
15

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH CÔNG SUẤT
2.1.Các mạch chỉnh lưu
2.1.1.Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha
t
t
t
t

a.Nguyên lý hoạt động:
t
0
÷ t
1
: T
3
thông U
d
= U
c
, I
d
= I
T3
.
t
1
÷ t
2
: T
1
thông U
d
= U
a
, I
d
= I
T1

.
b.Các công thức cơ bản:
- Điện áp trên tải
U
d
=
π2
1
)(
2
0
)(
td
dtU
∫
π
=
π2
3
)(2
6
5
6
)sin(..2
t
dtU
∫
+
+
α

3
d
T
I
I =

16

- Giá trị trung bình của điện áp chỉn lưu:
20
17,1 UU
d
=

- Điện áp ngược trên van:
2
45,2 UU
ng
=

- Dòng điện phía thứ cấp: I
2
= 0,58I
d

- Dòng điện phía sơ cấp:I
1
= 0,47I
d
.K

1
T
6
T
2
T
4
T
6
T
2
I
T1 T4
I
T1
I
T6
I
T3
I
T6
I
T2
I
T5
I
T2
II
T5
t

G2
U
G3
U
G4
U
G5
U
G6

Hình 2.2: Sơ đồ và dạng điện áp chỉnh lưu cầu ba pha đối xứng
a.Nguyên lý hoạt động.
Mỗi Tiristor được phát 2 xung điều khiển.
- Xung thứ nhất xác địnhgóc mở .
- Xung thứ 2 đảm bảo thông mạch tải.
b.Một số công thức cơ bản.
-Điện áp trên tải: U

d
= U

d0
cosα = 2,34U

2
cosα .
-Dòng điện trên tải: I

d
=

-Dòng điện phía sơ cấp: I

1
= 0,816I

d
.K

ba
.