Luận Văn Đồ án nạp AC Quy

Mục lục:

Chương1: Giới thiệu chung về ắc qui.
1.1.khái niệm chung
1.2.ắc qui kiềm
1.2.1.Cơ chế hoạt động
1.2.2.Hiện tượng tự phóng điện
1.2.3.Tính năng của ắc qui kiềm
1.2.3.1.Sức điện động
1.2.3.2.Đường cong phóng nạp
1.2.3.3.ảnh hưởng của nhiệt độ:
1.3.Cấu tạo ắc qui kiềm:
1.4.Quá trình nạp ắc qui tự động:

Chương2: Chọn mạch điều khiển.
2.1.Xét mạch
2.1.1.Một pha có điểm giữa
2.1.2.Một pha sơ đồ cầu:
2.1.3.Ba pha hình tia:
2.1.4.Ba pha sơ đồ cầu:
2.2.Chọn lựa:

Chương3: Thiết kế tính toán mạch lực.
3.1.Các thông số chọn van điều khiển.
3.2.Chọn van:
3.3.Thiết kế máy biến áp lực.
3.3.1.Tính toán mạch từ.
3.3.2.Tính toán dây quấn:
3.3.2.1.Kết cấu dây dẫn sơ cấp:
3.3.2.2.Kết cấu dây quấn thứ cấp:
3.3.3.Tính kích thước mạch từ:
3.3.4.Tính khối lượng sắt và đồng:
Chọn các thiết bị bảo vệ mạch động lực:
Bảo vệ quá điện áp và quá dòng cho van:
Bảo vệ quá nhiệt cho các van bán dẫn.
Chương4: Thiết kế mạch điều khiển.

Chương 1: Giới thiệu chung về ắc qui.

1.1.Khái niệm chung

ắc qui là một loại nguồn điện hoá học ,biến đổi năng lượng hoá học thánh năng lượng điện .
quá trình biến đổi xảy ra trên các điện cực đặt cách biệt nhau ,do các phản ứng õi hoá khử ,làm thay đổi điện tích ở các điện cực và sinh ra dòng điện tử, taol nên dòng điện chạy trong mạch.

Có hai lloại nguồn điện hoá học là:
Nguồn sơ cấp:pin chỉ sử dụng một lần do các chất hoạt động khó tái sinh (discharge)
Thứ cấp ắc qui sử dụng đựpc nhiều lần. Do quá ỷình hoá học là thuận nghịch ,các chất hoạt động có thể tái sinh lại dạng ban đầu.Bằng cách nối ắc qui với nguồn điện có chiều dòng điện khác với chiều dòng điện ắc qui phát ra. Khi đó quá trình:

Nguồn điện hoá học nói chung và ắc qui nói riêng ngày càng được sử dụng rộng r rãi trong mọi ngành kinh tế quốc dân, quốc phòng, công nông nghiệp, các ngành khoa học, giao thông vận tải Như để khởi động động cơ ôtô sử dụng trên các đoàn tàu, máy bay, trong các thiết bị điện tử,đo lường công nghiệp.

1901:Êđitxơn(Mỹ), Iungne(Thuỵ Điển) cùng lúc tạo ra ắc qui kiềm. Êđitxơn tạo ra ắc qui sắt kiềm, đến năm 1903 được đưa vào sản xuất.

Có hai loịa ắc qui là ắc qui axít và ắc nqui kiềm.
So với ắc qui axít ắc qui kiềm đượ sử dụng phổ biến hơn bơ tuổi thọ lớn từ 800 đến 1000 chu kỳ (hơn so với tuổi thọ của ắc qui axít ).
Độ bền chắc, gọn, nhẹ hơn.
Làm việc gián đoạn tốt. Dùng rồi, để lâu, dùng lại vẫn tốt.
Tuy nhiên sức điện động chúng nhỏ hơn:E=1,2V-1,4V so với 2,0V của ắc qui axít.
ắc qui Fe | Ni: xe chạy điện, xe lửa, xe cần trục, đèn mỏ
ắc qui Cd | Ni: thiết bị liên lạc vô tuyến, đèn xách tay

1.2.ắc qui kiềm:

1.2.1.Cơ chế hoạt động:
Điện cực dương: ôxy kiền khi đã nạp điện là tinh thể NiOOH
khi đã phóng điện là Ni(OH)2
Khi nạp điện: phân cực anốt ion H+ tách khỏi mạng lưới tinh thể Ni(OH)2 khuếch tán vào trong dung dịch kết hợp với OH- làm giảm nồng độ kiềm
Ni(OH)2 NiOOH+H++e

Để dẫn điện tốt người ta thường dùng bột graphit hoặc vẩy kền mỏng làm chất dẫn điện thêm vào chất hoạt động trong cực dương.

Khi phóng điện NiOOH+H2O+eNi(OH)2+OH-

Tổng quát lại: theo lý thuyết ngày nay quá trình nạp và phóng điện của diện cực oxy kền có thể viết:
Ni(OH)2+OH-  NiOOH+H2O+e

1.2.2.Hiện tượng tự phóng điện:
ắc quy đã nạp điện để lâu dung lượng của nó giảm đi vì oxy dần dần thoát ra do phân huỷ oxýt kền giàu oxy. Nhất là mấy ngày đầu sau khi nạp. Điện thế điện cực oxyt kền mới nạp lớn hơn điện thế cân bằng điện cực oxy là 0,2 V.
Oxyt kền giàu oxy sẽ oxy hoá nước để cho oxyt thoát ra:
2NiO2+H2O 2NiOOH +1/2O2

Đến khi cân bằng điện thế thì lúc này tự phóng điện tiếp tục xảy ra là do phân huỷ
một phần NiOOH theo phản ứng:
2NiOOH+H2O  2Ni(OH)2+1/2O2

Cho thêm họp chất catmi vào thành phần điện vực oxyt kền( 5%-10%) Cd/Ni thì giảm tự phóng điện khoảng 10-15% .

Điện cực Fe:
Fe +2OH-Fe(OH)2+2e
Phản ứng tự phóng điện:
Fe+2H2O  Fe(OH)2+H2
Fe+1/2O2 + H2O Fe(OH)2.

Quá trìng xảy ra trong kiềm sắt kền
Fe+2NiOOH+2H2OFe(OH)2 + 2Ni(OH)2
Điện cực Catmi(Cd):
Cd+2OH-Cd(OH)2 + 2e.

Với điện cực catmi , quá trình tự phóng là rất bé.
Quá trình tổng quát:
Cd+2NiOOH +2H2OCd(OH)2 +2Ni(OH)2
1.2.3.Tính năng của ắc qui kiềm:

1.2.3.1.Sức điện động
Sức điên động (sđđ) của ắc qui kiềm Fe-Ni, và Cd-Ni ít thay đổi khi biến thiên nồng độ kiềm trong chất điện phân giải.
Khi làm việc :sđđ phụ thuộc hoạt tính chất hoạt động cực dương.Hàm lượng oxy trong ôxyt kiềm.
Sđđ của ắc qui kiềm Fe-Ni mới nạp 1,48V để lâu khí O2 thoát ra còn 1,35V.
Sđđ của ắc qui kiềm Cd-Ni mới nạp 1,44V để lâu khí O2 thoát ra còn 1,35V.

1.2.3.2.Đường cong phóng nạp:
Khi nạp:Fe | Ni thế tăng nhanh:1,65-1,7V cuối khi nạp
1,8-1,85V
Khi phóng: Fe | Ni thế trung bình=1,25V
ở Cd | Ni là: 1,2-1,25V
ảnh hưởng mật độ đến quá trình nạp phóng:
Khi mật độ dòng phóng tăng ít ảnh hưởmg đến dung lượng nhưng điện thế giảm mạnh.
Khi nạp với dòng điện quá nhỏ thì ắc qui sẽ không được nạp điện mà tất cả điện vào chỉ dùng để làm cho khí thoát ra chủ yếu là khí H2.
Không nên nạp với dòng điện lớn vì ion khí khuếch tán không kịp đến bề mặt điện cực, nghèo đi rất nhanh, ắc qui bị nóng lên mau chóng.
Vì vặythờng nạp điệnvào ắc qui kiềm với dòng nạp=20% trị số dung lượng tiêu chuẩn của ắc qui.

1.2.3.3.ảnh hưởng của nhiệt độ:
Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến ắc qui.
Điều kiện to: 20-35oC: chế độ phóng nạp bình thường.
Điều kiện to: 40oC, sau 30 ngày thì ắc qui sẽ tự phóng hết 100% dung lượng.
Hiệu suất sử dụng:điều kiện thường 75% dung lượng .

Nếu có điều kiện bảo quản và sử dụng tốt thì ắc qui kiềm có thể sử dụng được đến 20-25 năm liền.

1.3.Cấu tạo ắc qui kiềm:
Điện cực ắc qui kiềm là những hộp nhỏ bên trong chứa chất hoạt động. Những hộp đó gọi là lamen. Lamen làm bằng lá rất mỏng có lỗ tròn mạ kền, bên trong lamen nhồi chất hoạt động.
Phần lớn các chi tiết làm ắc qui kiềm được mạ kền Ni.
Lamen làm bằng lá thép dày 0,1mm có dùi lỗ nhỏ, kích thước 0,35x0,16mm để làm chất hoạt độngkhông lọt ra được. Bề mặt các lỗ bằng 12-18%bề mặt lá thép.
Cực dương có nhiều lỗ (lamen) được mạ kền. Ghép các lămn bọc lại với nhau thành lá cực có khung kẹp lại cho chắc.
Cực âm chiều rộng của lamen: 12,6 và 13,3mm.
Chiều dày: 4,0-4,2mm.
đường kính của lamen :4,6 và 6,35mm.
Chiều dài: 114mm.
Các lá cực ghép lại thành bộ chùm cực âm dương. để các cực không chạm vào nhau, dùng que ebonit chèn vào giữa chúng.
Lớp vỏ cũng được mạ Ni.
điện dịch có thể dùng NaOH, KOH.
để tuổi thọ kéo dài thêm một lượng LiOH nhất định.
ắc qui kiềm luôn được đậy kín nắp, có đổ một lớp dầu vadơlin để hạn chế quá trình cacbonat hoá (dung dịch hấp thụ CO2).