• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    關(guān)于UPS中蓄電池充放電機(jī)制的研究

    2019-10-21 06:34:57張朱園
    關(guān)鍵詞:蓄電池

    張朱園

    摘要:現(xiàn)今時(shí)代,我國(guó)各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)發(fā)突飛猛進(jìn),促進(jìn)了電力自動(dòng)化水平的提升。在當(dāng)前信息時(shí)代的背景下,大多企業(yè)電源供電系統(tǒng)都實(shí)施了相應(yīng)變革,基本上都轉(zhuǎn)變成UPS電源,應(yīng)用的范圍也隨著技術(shù)的進(jìn)步而愈加廣泛,而基于該電源系統(tǒng)下所實(shí)施的儲(chǔ)能功能,能夠使電能與化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)換更加有效的實(shí)現(xiàn)。

    關(guān)鍵詞:UPS;蓄電池;充放電機(jī)制

    引言

    UPS就是不間斷的系統(tǒng),是一種含有蓄電池的設(shè)備,基于逆變器為主要能的恒壓、恒頻設(shè)備。在計(jì)算機(jī)以及電力電子設(shè)備中廣泛應(yīng)用,可以為設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供不間斷的電力。

    1理論公式計(jì)算方法

    根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求,交流不間斷電源(UPS)系統(tǒng)的蓄電池組總?cè)萘肯劝词?計(jì)算蓄電池組的計(jì)算放電電流I,再根據(jù)式2計(jì)算蓄電池組總?cè)萘縌。

    計(jì)算蓄電池組的計(jì)算放電電流I:

    其中,I為蓄電池的計(jì)算放電電流,S為UPS設(shè)備額定容量,cosφ為UPS設(shè)備輸出功率因數(shù),μ為UPS主機(jī)逆變器的效率(可查閱UPS設(shè)備技術(shù)參數(shù)),U為UPS蓄電池放電逆變器的輸入電壓(2V電池單體電壓為1.85V×每組電池個(gè)數(shù))。計(jì)算UPS蓄電池組總?cè)萘縌:

    其中,Q為UPS蓄電池組總?cè)萘?K為安全系數(shù),取值1.25;I為計(jì)算負(fù)荷電流;T為要求蓄電池后備時(shí)間;η為UPS蓄電池放電容量系數(shù),如表1所示。

    蓄電池后備時(shí)間

    α為電池溫度補(bǔ)償系數(shù)(1/℃):

    當(dāng)UPS蓄電池后備時(shí)間<1時(shí),取α=0.01;

    當(dāng)1≤蓄電池后備時(shí)間<10時(shí),取α=0.008;

    當(dāng)蓄電池后備時(shí)間≥10時(shí),取α=0.006。

    t為UPS蓄電池所在地最低環(huán)境溫度值(若有加熱設(shè)備時(shí),按15℃取值,無加熱設(shè)備時(shí),按5℃取值)

    2鉛酸蓄電池充放電原理

    2.1鉛酸蓄電池充電原理

    鉛酸電池主要由PbO2、Pb和電解液H2SO4組成。充電時(shí),正極板上PbO4氧化成PbO2,正極板變成PbO2,負(fù)極板上的PbSO4被還原成Pb,負(fù)極板變成Pb,電解液中H2SO4的濃度增大。放電時(shí),電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能輸出。正極板電子被還原,生成PbSO4,負(fù)極板失去電子被氧化,同樣生成PbSO4。在充放電過程中,鉛酸蓄電池的正負(fù)極板進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生正負(fù)離子形成電流。具體的充電化學(xué)反應(yīng)如下所示。

    負(fù)極:

    由上式可得出充電時(shí)負(fù)極發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)為:PbSO4+H2O+2e-=Pb+H2SO4+2(OH)-。

    根據(jù)實(shí)際反應(yīng)情況,蓄電池在貯存過程中,析出H2的過電位大于析出Pb的過電位,H2產(chǎn)生的量很小。但在充電中后期,負(fù)極平衡電極電勢(shì)向負(fù)方向變化,降低了H2析出的過電位,析氣量隨之上升。

    正極:

    由上式可得出充電時(shí)正極發(fā)生的總化學(xué)

    反應(yīng)為:PbSO4+2H2O=PbO2+H2SO4+2H++2e-。

    在充電初期,PbO2濃度大于PbSO4,所以主要表現(xiàn)為充電反應(yīng),O2析出量很少,在充電后期,因?yàn)檎龢O活性物質(zhì)和外部的H+濃度嚴(yán)重失衡,導(dǎo)致O2的析出。在儲(chǔ)存期間,O2析出的化學(xué)反應(yīng)式如下:

    2.2放電原理

    放電過程中,PbO2晶體中的Pb4+接受由外部電路加載的電子而還原在Pb2+電解液中,與其中的 結(jié)合,生成PbSO4,當(dāng)PbSO4的濃度升高到一定值的時(shí)候沉淀為PbSO4固體附著在電極上。H+和OH-結(jié)合生成水。放電反應(yīng)過程中,PbSO4固體不斷生成,一般情況下,正極放電生成的PbSO4不會(huì)全部覆蓋在未反應(yīng)的PbO2上面,但是PbSO4的摩爾體積比PbO2的摩爾體積大,又因?yàn)镻bSO4會(huì)堵住電極的孔隙,PbO2由于缺乏電解液,以及PbSO4阻值很大,而不能完全地與電解液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。負(fù)極在放電的時(shí)候,鉛固體Pb在硫酸中的正極反應(yīng)過程中電勢(shì)低于某一數(shù)值時(shí),氧化為Pb2+或者可溶性微粒鉛,這些Pb2+或者可溶性的鉛擴(kuò)散遠(yuǎn)離電極表面,與 結(jié)合生成PbSO4,當(dāng)PbSO4的濃度達(dá)到一定值的時(shí)候沉淀為PbSO4固體。具體的放電化學(xué)反應(yīng)如下。

    負(fù)極:

    由上式可得出放電時(shí)負(fù)極發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)為:Pb+H2SO4+2(OH)-=PbSO4+H2O+2e-。

    正極:

    由上式可得出放電時(shí)正極發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)為:PbO2+H2SO4+2H++2e-=PbSO4+2H2O。

    3UPS中蓄電池充放電機(jī)制

    3.1恒流充電

    恒流充電是指充電電流一直保持恒定不變進(jìn)行充電,適合對(duì)多個(gè)蓄電池串聯(lián)的蓄電池組進(jìn)行充電。如果蓄電池組中某個(gè)電池電壓過低時(shí),使該電池容量便于得到恢復(fù),適用小電流長(zhǎng)時(shí)間充電。恒流充電的缺點(diǎn)是蓄電池的充電電流保持不變,在充電初期充電電流可能偏小,充電后期充電電流又偏大,特別在充電后期蓄電池端電壓偏高,蓄電池析出的氣體較多,造成充電效率下降,根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),充電效率最高為70%。

    3.2恒壓充電

    恒壓充電是對(duì)蓄電池充電時(shí)充電電壓保持恒定不變,充電初期蓄電池電壓較低,充電電流較大,隨著蓄電池端電壓的不斷升高,充電電流隨之減少,在充電后期充電電流很小。充電過程中充電電流不必調(diào)整,充電電流自動(dòng)減小,充電過程中蓄電池析氣量小,充電時(shí)間變短,能耗降低。恒壓充電的缺點(diǎn)是充電初始階段電流過大,對(duì)處于過放電的蓄電池進(jìn)行充電時(shí),容易對(duì)充電設(shè)備造成損壞。由于充電電流不能調(diào)整,因此不適用于對(duì)蓄電池進(jìn)行初始充電。

    3.3脈沖充電

    脈沖充電是指先用脈沖電流對(duì)蓄電池進(jìn)行充電,然后停充一段時(shí)間,循環(huán)地對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。脈沖充電對(duì)蓄電池進(jìn)行充電過程中,間歇停充期間,蓄電池化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的O2和H2有時(shí)間重新化合而被吸收,使?jié)獠顦O化和歐姆極化隨之得到消除,減輕了蓄電池的內(nèi)壓,使下一輪的恒流充電更加順利,使蓄電池吸收更多的電量。脈沖充電使蓄電池有了充分的反應(yīng)時(shí)間,減少了蓄電池的氣體析出量,提高了蓄電池的充電效率。脈沖充電的缺點(diǎn)是由于長(zhǎng)期欠充,電池正負(fù)極表面沉積了很多大顆粒、惰性的結(jié)晶,外部為PbSO4,內(nèi)部為PbO2,在充電過程中,電池電壓很快升到充電終止電壓。在放電過程中又很快降到放電終止電壓,電池容量很難被充分利用。電池組中各單體電池特性存在差異,隨著循環(huán)次數(shù)的增加,各單體差異表現(xiàn)越來越顯著。況且采用多大的脈沖周期,期間占空比多少最合適,目前還在研究論證階段,具體問題還沒有定論。

    3.4恒壓限流充電

    恒壓限流充電方式實(shí)際上是將恒壓充電和恒流充電相結(jié)合。在初始充電階段,為避免電流過大而損壞電池,利用恒流充電來限制充電電流。充電過程中當(dāng)電壓達(dá)到預(yù)定值時(shí),利用恒壓充電方式進(jìn)行充電。充電后期電流變得很小,因此電解液中的析氣量減少,提高充電效率,避免蓄電池的溫升過快,損壞電池的極板。恒壓限流充電系統(tǒng)中增加了很多功能,如過充判斷、浮充控制、溫度補(bǔ)償?shù)?,是一種很有效的充電方式,蓄電池可以在這個(gè)系統(tǒng)下更好地工作。目前恒壓限流是電池廠商推薦的主流充電方式。

    結(jié)語

    實(shí)際應(yīng)用中蓄電池的使用壽命往往達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命,有的相差甚遠(yuǎn),這不僅影響了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,而且還造成了經(jīng)濟(jì)損失。影響蓄電池使用壽命的因素很多,如蓄電池本身的物理性能、使用環(huán)境、監(jiān)控管理方式和充放電制度等。通過統(tǒng)計(jì)及分析發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)問題都是由于充放電控制不合理而造成的。因此,選擇合理的充電方法對(duì)蓄電池進(jìn)行充電對(duì)提高蓄電池的壽命起著至關(guān)重要的作用。

    參考文獻(xiàn)

    [1]曹智,張宇,王飛,等.UPS蓄電池組全壽命周期運(yùn)行質(zhì)量控制研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化,2016(20):62-63.

    [2]陳亞愛,邱歡,京華.鉛酸蓄電池充電控制策略[J].電源技術(shù),2017(4):654-657.

    [3]張輝.鉛酸蓄電池充電場(chǎng)所氫氣產(chǎn)生及分布規(guī)律研究[D].沈陽:東北大學(xué),2016.

    [4]白鵬菲.UPS系統(tǒng)中蓄電池充電的研究[J].山東工業(yè)技術(shù),2016(4):147.

    [5]王文強(qiáng).電網(wǎng)用閥控式鉛酸蓄電池壽命預(yù)測(cè)研究與實(shí)現(xiàn)[D].長(zhǎng)沙:湖南大學(xué),2015.

    [6]陳慶武.后備式UPS蓄電池充電電路的檢修[J].衛(wèi)星電視與寬帶多媒體,2014(3):48-49.

    [7]黃捷音,李光升,謝永成.UPS中蓄電池DC-DC變換電路仿真研究[J].通信電源技術(shù),2015,32(4):36-37.

    猜你喜歡
    蓄電池
    純直流蓄電池放電儀的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
    蓄電池性能測(cè)量判斷及修復(fù)
    聊聊蓄電池的那點(diǎn)事兒小小信號(hào)線也能讓蓄電池虧電
    聊聊蓄電池的那點(diǎn)事兒(1) 汽車蓄電池的前世
    蓄電池觀光車電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    新舊蓄電池為什么不能混搭使用?
    蓄電池去哪兒了
    幾種新技術(shù)鉛蓄電池的研究進(jìn)展
    蓄電池去哪兒了?VOL12.雷克薩斯RX450h
    蓄電池去哪兒了?
    东乡族自治县| 嵊泗县| 进贤县| 江孜县| 新和县| 囊谦县| 沾益县| 延长县| 稻城县| 轮台县| 淮南市| 北京市| 辽源市| 天峻县| 东至县| 红桥区| 沧源| 桦南县| 万安县| 甘孜| 抚顺县| 蓬溪县| 新津县| 静乐县| 抚远县| 鸡泽县| 新巴尔虎左旗| 垫江县| 枣强县| 长寿区| 延安市| 九台市| 安溪县| 册亨县| 苍山县| 永定县| 汨罗市| 垦利县| 慈溪市| 泉州市| 台湾省|