Bộ lưu điện là gì? Nguyên lý hoạt động

Bộ lưu điện là gì? Nguyên lý hoạt động, phân loại bộ lưu điện, ứng dụng của bộ lưu điện,... tất cả thông tin về bộ lưu điện sẽ được tổng hợp lại dưới bài viết sau

1. Bộ lưu điện là gì?

Bộ lưu điện có tên tiếng Anh là Uninterruptible Power Supply, chính vì thế chúng thường được gọi tắt là UPS. Để hiểu đơn giản thì UPS là một hệ thống, một thiết bị dùng để cung cấp nguồn điện liên tục cho các thiết bị tải trong một thời gian tương ứng để duy trì trạng thái hoạt động, nguồn điện dự phòng của UPS giúp cho các thiết bị không bị gián đoạn khi lưới điện gặp sự cố như hư hỏng, mất điện,… Điều này giúp các thiết bị không xảy ra tình trạng hư hỏng, không bị mất dữ liệu kịp lưu những thông tin quan trọng, sản xuất không bị trì trệ,…

Một bộ lưu điện sẽ chứa ắc quy và hoạt động dựa trên sự biến đổi điện áp một chiều ắc quy sang dòng điện xoay chiều phù hợp với yêu cầu của thiết bị. Ngày nay UPS còn được tích hợp thêm nhiều chức năng khác như tự động điều chỉnh điện áp duy trì dòng điện 220V/50Hz, chống xung, lọc nhiễu, chống sét,…

2. Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý của bộ lưu điện

Cấu tạo chung của bộ lưu điện: vì bộ lưu điện có nhiều loại khác nhau nên về cấu tạo chi tiết cũng sẽ có thay đổi theo nguyên lý hoạt động và chức năng mỗi loại. Vậy nên ra sẽ tìm hiểu chung về cấu tạo của chúng trước, tuy nhiên chúng vẫn có chung hai phần là bộ ắc quy và main.

• Các bộ phận cấu tạo của Main: bộ chỉnh lưu và chuyển mạch, hệ thống chi tiết bảo vệ, mạch biến đổi áp của thiết bị, bộ sạc điện.
• Các bộ phận hỗ trợ quá trình sử dụng UPS: các cổng điều khiển và bộ phận hiển thị tín hiệu, cổng kết nối đầu vào của nguồn điện, cổng kết nối các thiết bị có tải, cổng kết nối mạng, màn hình LED,…

Sơ đồ nguyên lý chung của UPS

Nguồn năng lượng được tích trữ băng ắc quy: Mỗi bình ắc quy sẽ có vai trò tích trữ nguồn đinệ năng, mỗi bộ đinệ năn có cấu tạo 2 chiếc bình ắc quy được mắc nối tiếp nhau và vận hành với công suất khác nhau.

Sự biến đổi của dòng điện một chiều thành điện xoay chiều: Nguồn điện lưới là dòng điện xoay chiều nhưng nguồn điện ở ắc quy luôn là nguồn điện 1 chiều. Để có được sự tương thích, trong các ups phải có mạch thực hiện chức năng chuyển đổi dòng điện từ dòng 1 chiều sang dòng xoay chiều.

3. Phân loại bộ lưu điện UPS

3 dòng chính hiện nay của UPS là UPS Offline, UPS Offline áp dụng công nghệ interactive và UPS Online. Hãy cùng tìm hiểu về chúng:

UPS Offline:

Là sản phẩm thông dụng nhất hiện nay có giá thành rẻ hơn các dòng khác. Chúng hoạt động theo nguyên tắc điện lưới đầu vào đi qua công tắc chuyển mạch trước khi cấp điện đến cho tải, bộ sặc charger được sử dụng để nạp đầy điện cho ắc quy. Trong trường hợp điện lưới không ổn định thì UPS sẽ tự động chuyển mạch thông qua rơ le, dùng nguồn từ ắc quy cấp cho thiết bị để duy trì hoạt động.

Nguyên lý hoạt động của UPS Offline:

• Trong điều kiện bình thường, nguồn điện đi qua một công tắc mạch để đi tới thiết bị điện. Nguồn điện cấp trực tiếp cho tải là nguồn điện xoay chiều, nguồn điện đầu ra và đầu vào giống nhau hoàn toàn.
• Trong trường hợp nguồn điện xảy ra sự cố tăng giảm áp hoặc mất điện thì UPS sẽ ngắt mạch điện lưới chuyển sang dùng mạch điện từ ắc quy. Dòng điện một chiều từ ắc quy được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều.

UPS Offline áp dụng công nghệ interactive:

Chúng cũng thuộc một dạng UPS offline tuy nhiên chúng được trang bị thêm một biến áp tự ngẫu có cơ chế hoạt động như dưới đây:

• Trong điều kiện bình thường, biến áp tự ngẫu không can thiệp đến điện áp đầu vào, nguồn điện đầu ra và đầu vào hoàn toàn giống nhau.
• Trong trường hợp điện áp tăng hoặc giảm so với giới hạn tiêu chuẩn, lúc này biến áp tự ngẫu sẽ can thiệp vào nguồn điện, đầu ra và đầu vào sẽ có sự khác nhau.
• Trong trường hợp nguồn điện xảy ra sự cố tăng giảm áp mạnh hoặc mất điện, bộ lưu điện sẽ ngắt mạch lưới điện và chuyển sang dùng ắc quy.

UPS online:  

UPS Online nguồn cấp điện cho thiết bị được tạo ra hoàn toàn từ bộ lưu điện, có cơ chế hoạt động như sau:

• Trong điều kiện thường, UPS sẽ chỉnh lưu dòng điện xoay chiều từ nguồn điện lưới một chiều có điện áp tương ứng với điện áp của ắc quy. Sau đó nghịch lưu dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều.
• Trong trường hợp điện lưới gặp sự cố, bộ lưu điện sẽ dùng mạch điện ắc quy, dòng điện một chiều nghịch lưu thành dòng điện xoay chiều.

 

4. Ứng dụng của bộ lưu điện

Bộ lưu điện giúp ngăn chặn các sự cố về điện, kéo dài thời gian sử dụng điện khi dòng điện gặp sự cố để kịp thời lưu trữ các thông tin, dữ liệu.

Bộ lưu điện giúp bảo vệ các thiết bị điện khi nguồn điện không ổn định. Chúng có tính năng như một bộ ổn áp giúp ổn định nguồn điện tốt hơn.

Ứng dụng UPS để chống sét cho đường truyền internet và đường dây điện thoại:ở bộ lưu điện sẽ có cổng ra và cổng vào giúp chống sét tránh hư hại cho máy tính.