Батарея ИБП занимает очень важное место в оборудовании источника питания ИБП. В настоящее время необслуживаемая герметичная свинцово-кислотная батарея, широко используемая в источниках питания ИБП малых и средних размеров, составляет от 1/4 до 1/2 общей стоимости источников питания ИБП. Мало того, фактическое техническое обслуживание также показывает, что более 50% сбоев питания ИБП связаны с батареями ИБП. Независимо от того, является ли это причиной или следствием выхода из строя ИБП, выход из строя батареи ИБП будет непосредственно проявляться в повышенном внутреннем сопротивлении, недостаточном напряжении на клеммах, недостаточной емкости или мгновенном токе разряда, не соответствующем требованиям по включению. запуск нагрузки. Поэтому при использовании и обслуживании источников питания ИБП особенно важно правильно понимать аккумуляторы ИБП, использовать батареи ИБП с научной точки зрения, а также владеть методами тестирования и выбора батарей ИБП (для удобства объяснения проблемы батареи ИБП называются короче батарейки.)
1. Основные технические показатели батареи ИБП.
Среди показателей измерения аккумуляторов ИБП номинальное напряжение и номинальная емкость аккумулятора являются двумя наиболее часто используемыми техническими показателями.
Под емкостью аккумулятора понимается выходная мощность полностью заряженного аккумулятора, когда он разряжен до напряжения отключения. В случае разряда постоянного тока емкость Q=It?
В формуле Q — количество электричества, выделяемое аккумулятором, А?
I – ток разряда, А;
t – время разрядки, ч.
Так называемое напряжение завершения относится к напряжению, при котором батарея не может нормально работать, когда напряжение батареи ниже указанного. Другими словами, если аккумулятор продолжает разряжаться, когда напряжение ниже напряжения отключения, аккумулятор может быть поврежден.
Номинальная емкость или номинальная емкость аккумулятора обозначается буквой С. Например, для аккумулятора номинальной емкостью 6 Ач C=6 Ач; для аккумулятора номинальной емкостью 24 Ач C=24 Ач.
Понятие емкости, по сути, представляет собой преобразование энергии батареи. Например, учитывая тот факт, что напряжение на клеммах батареи E=12 В остается практически постоянным во время фактического использования, а выражение выходной энергии W(t)=IVt=IEt, следовательно, с точки зрения энергетического эффекта, можно понять, что аккумулятор удерживается на клемме. Энергия выделяется при условии постоянного напряжения, если его разряжать током 6А, то можно разряжать за 1ч или током 1А за 6ч.
2. Система разгрузки и скорость разгрузки.
При исследовании аккумуляторов часто указывают равномерное время разряда, которое называют системой разряда. Используйте заданную разрядную емкость, чтобы найти ток разряда через номинальную емкость. Ток разряда (А) = номинальная емкость аккумулятора (Ач) / время разряда (ч)
Для сравнения аккумуляторов различной емкости ток разряда выражается не величиной тока (ампер), а отношением номинальной емкости С ко времени разряда, которое называют скоростью разряда или скоростью разряда. Скорость разряда 20-часовой системы составляет C/20=0,05C, а единица измерения — А. Таким образом, показатель емкости 6 Ач вышеупомянутой батареи 12 В 6 Ач измеряется при скорости разряда 20 часов, то есть скорости разряда 0,05С. Для аккумулятора НП6-12 0,05C соответствует току 0,3А.
3. Проверьте батарею ИБП.
Целью тестирования батареи ИБП является определение того, соответствует ли батарея требованиям источника питания ИБП. Это необходимо при замене батареи ИБП и определении того, вышла ли из строя исходная батарея ИБП.
При фактическом обслуживании ИБП общие требования к источнику питания ИБП для батарей: соответствие напряжению на клеммах оригинальной батареи; аккумулятор должен иметь характеристики выдачи большого тока в момент запуска и разрядки; соответствовать определенной мощности и внутреннему сопротивлению, чтобы обеспечить время подачи питания инвертора.
Из приведенных выше требований к источнику питания ИБП к аккумулятору видно, что невозможно определить, исправна ли батарея, просто измеряя напряжение на клеммах батареи ИБП.
3.1 Измерьте напряжение на клеммах батареи ИБП.
(1) Измерьте напряжение на клеммах аккумулятора в автономном режиме.
Автономное измерение напряжения на клеммах аккумулятора представляет собой прямое измерение напряжения на обоих концах аккумулятора с использованием диапазона напряжения постоянного тока мультиметра или вольтметра, когда аккумулятор отсоединен от исходной линии подключения. Измеренное напряжение на клеммах аккумулятора составляет около 12 В, минимальное значение не может быть ниже 10,5 В. Аккумулятор с напряжением менее 10,5 В имеет пониженное напряжение или может выйти из строя. Если аккумулятор такого типа заряжен или напряжение на клеммах после зарядки все еще не достигает 12 В, аккумулятор неисправен.
(2) Измерьте напряжение на клеммах аккумулятора онлайн.
Под онлайн-измерением напряжения на клеммах батареи подразумевается использование диапазона напряжения постоянного тока мультиметра или вольтметра для измерения напряжения на обоих концах батареи, когда источник питания ИБП работает. Для ИБП в состоянии сетевого питания, поскольку аккумулятор находится в состоянии зарядки, напряжение на клеммах превышает 12 В. Когда напряжение на клеммах батареи упадет до 10,5 В, обычный источник питания ИБП запустит схему автоматической защиты от пониженного напряжения батареи внутри машины, так что ИБП перейдет в состояние защиты, при котором нет ни сетевого питания, ни инверторного источника питания.
3.2 Проверьте, имеет ли батарея ИБП характеристики выдачи большого тока в момент запуска.
Время переключения резервного источника питания ИБП с основного источника питания на инверторный источник питания должно быть менее 7 мс, а общая конструкция составляет около 4-5 мс. То есть, после прерывания электропитания батарея ИБП должна выдавать ток, необходимый нагрузке, менее чем за 4-5 мс. Некоторые вышедшие из строя батареи могут соответствовать требованиям
напряжение на клеммах и емкость, но ток разряда не может достичь требуемого высокого тока менее чем за 4-5 мс. Отказ ИБП, вызванный аккумулятором такого типа, проявляется следующим образом: ИБП может успешно переключать инвертор при отсутствии нагрузки или при малой нагрузке, а инвертор выходит из строя при увеличении нагрузки до нормальной.
Определите внутреннее сопротивление и емкость батареи ИБП.
Внутреннее сопротивление качественной батареи ИБП составляет около 20–30 мОм. Когда внутреннее сопротивление превышает 80 мОм, батарею необходимо сбалансировать или активировать. Увеличение внутреннего сопротивления аккумулятора должно сопровождаться уменьшением фактической отдаваемой энергии, что проявляется в уменьшении емкости аккумулятора. Кроме того, существуют и другие факторы, вызывающие снижение емкости аккумулятора, например, потеря электролита.
Чтобы проверить, увеличилось ли внутреннее сопротивление батареи, никогда нельзя использовать резистор мультиметра для его непосредственного измерения. Следует использовать метод косвенного измерения и расчета. Во время фактического обслуживания можно использовать следующие простые методы, чтобы определить, увеличилось ли внутреннее сопротивление аккумулятора:
Используйте исправную батарею и батарею с подозрением на повышенное внутреннее сопротивление для проведения эксперимента по последовательной зарядке (например, две батареи на 12 В используются последовательно в ИБП на 500 ВА). В процессе зарядки напряжение на клеммах двух аккумуляторов измеряется и сравнивается на
в то же время. Зарядное напряжение, получаемое аккумулятором с повышенным внутренним сопротивлением, равно
выше, чем у хорошей батареи. Разница в зарядном напряжении отражает степень
разница внутреннего сопротивления. тот
Если емкость аккумулятора недостаточна, основная производительность заключается в том, что время работы ИБП
инверторный источник питания сокращается, а нагрузочная способность ИБП, переключение между сетями
Источник питания, инверторный источник питания и т. д. не будут затронуты.
4. Научное использование аккумуляторов ИБП
Научное использование батарей ИБП заключается в разъяснении правильного использования батареи, продлении срока службы батареи и обеспечении ее самой важной роли.
4.1 Контролируйте напряжение зарядки, чтобы предотвратить зарядку при перенапряжении.
Для аккумулятора с напряжением на клеммах 12 В нормальное плавающее напряжение заряда составляет от 13,5 до 13,8 В. Если плавающее напряжение зарядки слишком низкое, аккумулятор не будет полностью заряжен, а если плавающее напряжение зарядки слишком велико, это приведет к зарядке при перенапряжении. Когда плавающее зарядное напряжение превышает 14 В, это считается зарядкой при перенапряжении. Зарядка от перенапряжения приведет к разделению воды в электролите на водород и кислород и ее переливу, что сокращает срок службы аккумулятора.
4.2 Контролируйте ток зарядки, чтобы предотвратить зарядку по току
Идеальный зарядный ток должен основываться на поэтапном методе зарядки постоянным током, то есть использовать больший ток в начале зарядки, переходить на меньший ток после зарядки в течение определенного периода времени и использовать меньший ток в конце зарядки. . Зарядный ток обычно составляет 0,1C. Когда ток зарядки превышает 0,3C, это можно рассматривать как зарядку по току сверхтока. Зарядка сверхтоком приведет к изгибу пластины аккумулятора, отпадению активного материала и повреждению аккумулятора.
4.3 Предотвращение разряда батареи ИБП из-за перегрузки по току
Фактическая высвобождаемая емкость аккумулятора связана с током разряда. Чем выше ток разряда, тем ниже эффективность аккумулятора. Например, когда ток разряда аккумулятора 12 В/24 Ач составляет 0,4С, время разряда до напряжения отключения составляет 1 час 50 минут, фактическая выходная емкость составляет 17,6 Ач, а КПД составляет 73,3%. Когда ток разряда составляет 7C, время разряда до напряжения отключения составляет всего 20 с, фактическая выходная емкость составляет 0,93 Ач, а эффективность составляет 3,9%. Поэтому следует избегать сильного разряда тока, чтобы повысить эффективность батареи. Общая конструкция схемы и выбор пользователем нагрузки должны обеспечивать защиту тока разряда инвертора батареи ИБП от превышения 2C.
4.4. Предотвращение глубокого разряда батареи ИБП.
Хотя разрядка малым током может повысить эффективность аккумулятора, при длительной разрядке малым током (менее 0,05C) фактическая разрядная емкость аккумулятора превысит его номинальную емкость, что приведет к серьезным глубоким повреждениям. разряд аккумулятора. По данным производителя, при глубине разряда аккумулятора 100% фактическая
срок службы аккумулятора составляет около 200-250 циклов заряд-разряд; при глубине разряда 50% это около 500-600 циклов заряд-разряд. Поэтому при использовании ИБП необходимо избегать перегрузки по току при большой нагрузке, а также глубокой разрядки аккумулятора, вызванной длительным использованием инвертора при малой нагрузке.
4.5 Регулярно используйте ИБП
В регионах, где электропитание не прекращается в течение длительного времени, пользователь должен вручную отключать вход переменного тока ИБП через регулярные промежутки времени, например, через 3 месяца, и использовать батарею ИБП для инвертирования источника питания. Эта регулярная экспериментальная операция помогает продлить срок службы батареи. Как правило, срок службы батареи ИБП при нормальном использовании не превышает 5 лет.
5. Навыки и методы обслуживания аккумуляторов ИБП
Батареи ИБП, как правило, не требуют обслуживания, но в некоторых случаях обслуживание батарей ИБП необходимо и имеет практическое значение.
5.1 Навыки зарядки аккумуляторов пониженного напряжения
В некоторых случаях пониженное напряжение батареи ИБП вызвано разрядом батареи из-за повреждения цепи управления на конце инвертора ИБП. Если батарея будет подключена к исходной цепи для зарядки вовремя после устранения неисправности цепи, батарея все равно вернется в исходное состояние. Проблема в том, что аккумулятор с пониженным напряжением не может обеспечить успешный запуск ИБП, то есть переход в сетевое (зарядное) состояние. На этом этапе можно использовать следующие решения:
(1) Используйте исправную батарею, чтобы перевести ИБП в состояние сети, затем извлеките исправную батарею и замените ее батареей с пониженным напряжением, которую необходимо зарядить. Примечание. При замене батареи ИБП должен работать без нагрузки. Как правило, после того, как ИБП перейдет в режим сетевого питания, пока входное напряжение остается нормальным, извлечение батареи не повлияет на состояние сетевого питания.
(2) Сначала зарядите батарею пониженного напряжения до напряжения выше 10,5 В, а затем подключите ее к исходной цепи ИБП, чтобы ИБП можно было успешно запустить. Для зарядки аккумулятора пониженного напряжения можно использовать источник питания +12 В в блоке питания микрокомпьютера для прямой зарядки аккумулятора. Обратите внимание на зарядный ток во время зарядки и определите, следует ли добавлять токоограничивающий резистор в соответствии с фактически измеренным зарядным током.
5.2 Процедура активации аккумулятора
Под процедурой активации подразумевается выравнивающая зарядка аккумулятора. Следующие ситуации приведут к увеличению внутреннего сопротивления аккумулятора, слишком низкому напряжению на клеммах или снижению емкости. Эти аккумуляторы необходимо заряжать для восстановления первоначальных показателей работоспособности.
(1) Батареи, которые не использовались в течение длительного времени и срок статического хранения которых истек.
При нормальной температуре срок статического хранения обычной батареи ИБП составляет 9 месяцев. При температуре 31-40°С срок статического хранения составляет 5 месяцев.
(2) Аккумуляторы, которые не удается зарядить вовремя после разрядки.
(3) Длительная работа в состоянии плавающего заряда (т. е. ИБП длительное время работает в состоянии сети) и превышает время статического хранения.
(4) При случайном разряде поставьте напряжение на клеммах аккумулятора ниже напряжения отключения. Уравнивающий зарядный ток обычно выбирается равным 0,3С или немного меньше 0,3С. Для аккумулятора с номинальным напряжением 12 В сбалансированное зарядное напряжение обычно составляет 14,5 В. Пользователи, у которых нет специального зарядного устройства, могут воспользоваться приведенными выше данными, чтобы построить схему, необходимую для восстановления старой батареи.
