La batteria dell'UPS occupa una posizione molto importante nelle apparecchiature di alimentazione dell'UPS. Attualmente, la batteria al piombo sigillata esente da manutenzione, ampiamente utilizzata negli alimentatori UPS di piccole e medie dimensioni, rappresenta da 1/4 a 1/2 del costo totale degli alimentatori UPS. Non solo, la manutenzione effettiva mostra anche che oltre il 50% delle interruzioni di corrente dell'UPS sono legate alle batterie dell'UPS. Indipendentemente dal fatto che sia la causa o il risultato di un guasto dell'UPS, il guasto della batteria dell'UPS si manifesterà direttamente come aumento della resistenza interna, tensione terminale insufficiente, capacità insufficiente o corrente di scarica istantanea che non soddisfa i requisiti per l'alimentazione elettrica. avvio del carico. Pertanto, durante l'utilizzo e la manutenzione degli alimentatori UPS, è particolarmente importante comprendere correttamente le batterie UPS, utilizzare le batterie UPS in modo scientifico e padroneggiare i metodi di test e selezione delle batterie UPS (per comodità di spiegare il problema, le batterie UPS vengono chiamate batterie in breve.)
1. Principali indicatori tecnici della batteria dell'UPS
Tra gli indicatori per misurare le batterie degli UPS, la tensione nominale e la capacità nominale della batteria sono i due indicatori tecnici più comunemente utilizzati.
La capacità della batteria si riferisce alla potenza di uscita di una batteria completamente carica quando viene scaricata fino alla tensione di interruzione. Nel caso di scarica a corrente costante, la capacità Q=It?
Nella formula Q——la quantità elettrica rilasciata dalla batteria, Ah?
I: corrente di scarica, A;
t—tempo di scarica, h.
La cosiddetta tensione di terminazione si riferisce alla tensione alla quale la batteria non può funzionare normalmente quando la batteria è inferiore alla tensione specificata. In altre parole, se la batteria continua a scaricarsi quando la tensione è inferiore alla tensione di interruzione, la batteria potrebbe danneggiarsi.
La capacità nominale o capacità nominale della batteria è rappresentata dalla lettera C. Ad esempio, per una batteria con capacità nominale di 6Ah, C=6Ah; per una batteria con capacità nominale di 24Ah, C=24Ah.
Il concetto di capacità è essenzialmente la rappresentazione della conversione dell'energia della batteria. Ad esempio, considerando il fatto che la tensione ai terminali E=12V della batteria rimane quasi costante durante l'uso effettivo e l'espressione dell'energia in uscita W(t)=IVt=IEt, quindi, dal punto di vista dell'effetto energetico, si può capire che la batteria viene mantenuta al terminale L'energia viene rilasciata in condizione di tensione costante, se viene scaricata con una corrente di 6A può essere scaricata per 1h oppure con una corrente di 1A per 6h.
2. Sistema di scarico e velocità di scarico
Quando si ricercano le batterie, spesso viene specificato un tempo di scarica uniforme, chiamato sistema di scarica. Utilizzare la capacità di scarica indicata per trovare la corrente di scarica attraverso la capacità nominale. Corrente di scarica (A) = capacità nominale della batteria (Ah) / tempo di scarica (h)
Per confrontare batterie con capacità diverse, la corrente di scarica non è espressa dal valore corrente (ampere), ma dal rapporto tra la capacità nominale C e il tempo di scarica, chiamato velocità di scarica o velocità di scarica. La velocità di scarica del sistema da 20 ore è C/20=0,05C e l'unità è A. Pertanto, l'indice di capacità 6Ah della suddetta batteria 12V6AH è misurato con una velocità di scarica di 20 ore, ovvero una velocità di scarica di 0,05°C. Per la batteria NP6-12, 0,05 Ci equivale a 0,3 A di corrente.
3. Testare la batteria dell'UPS
Lo scopo del test della batteria dell'UPS è determinare se la batteria soddisfa i requisiti dell'alimentazione dell'UPS. Ciò è necessario quando si sostituisce la batteria dell'UPS e si determina se la batteria dell'UPS originale è guasta.
Nella manutenzione effettiva dell'UPS, i requisiti generali di alimentazione dell'UPS per le batterie: soddisfare la tensione del terminale della batteria originale; la batteria dovrebbe avere le caratteristiche di emettere una grande corrente al momento dell'avvio e dello scaricamento; soddisfare una certa capacità e resistenza interna per garantire il tempo di alimentazione dell'inverter.
Dai requisiti di cui sopra dell'alimentazione UPS per la batteria si può vedere che è impossibile determinare se la batteria è buona o cattiva semplicemente misurando la tensione ai terminali della batteria UPS.
3.1 Misurare la tensione ai terminali della batteria dell'UPS
(1) Misurare la tensione del terminale della batteria offline
La misurazione offline della tensione ai terminali della batteria si riferisce alla misurazione diretta della tensione su entrambe le estremità della batteria utilizzando l'intervallo di tensione CC di un multimetro o un voltmetro quando la batteria è scollegata dalla linea di collegamento originale. La tensione misurata del terminale della batteria è di circa 12 V e il valore minimo non può essere inferiore a 10,5 V. Una batteria con meno di 10,5 V è sottotensione o potrebbe essere guasta. Se questo tipo di batteria viene caricata o la tensione del terminale dopo la ricarica non raggiunge ancora 12 V, si tratta di una batteria guasta
(2) Misurare online la tensione del terminale della batteria
La misurazione online della tensione ai terminali della batteria si riferisce all'utilizzo dell'intervallo di tensione CC di un multimetro o di un voltmetro per misurare la tensione su entrambe le estremità della batteria quando l'alimentatore UPS è in funzione. Per l'UPS nello stato di alimentazione di rete, poiché la batteria è nello stato di carica, la tensione ai terminali è maggiore di 12V. Quando la tensione terminale della batteria scende a 10,5 V, la normale alimentazione dell'UPS avvierà il circuito di protezione automatica da sottotensione della batteria all'interno della macchina, in modo che l'UPS entri in uno stato di protezione in cui non è presente né l'alimentazione di rete né l'alimentazione dell'inverter.
3.2 Verificare se la batteria dell'UPS ha le caratteristiche di emettere una grande corrente al momento dell'avvio.
Il tempo di commutazione dell'alimentazione UPS di backup dall'alimentazione di rete all'alimentazione dell'inverter deve essere inferiore a 7 ms e il progetto generale è di circa 4-5 ms. Ciò significa che, una volta interrotta l'alimentazione di rete, la batteria dell'UPS deve erogare la corrente richiesta dal carico in meno di 4-5ms. Alcune batterie guaste possono soddisfare i requisiti di
tensione e capacità del terminale, ma la corrente di scarica non può raggiungere il requisito di corrente elevata in meno di 4-5 ms. Il guasto dell'UPS causato da questo tipo di batteria si manifesta come segue: l'UPS può commutare con successo l'inverter quando è a vuoto o con carico leggero e l'inverter si guasta quando viene portato a un carico normale.
Identificare la resistenza interna e la capacità della batteria dell'UPS
La resistenza interna di una batteria UPS di buona qualità è di circa 20-30 mΩ. Quando la resistenza interna supera gli 80 mΩ, la batteria deve essere bilanciata o attivata. L'aumento della resistenza interna della batteria è necessariamente accompagnato da una diminuzione dell'energia effettiva in uscita, che si manifesta come una diminuzione della capacità della batteria. Inoltre, ci sono altri fattori che riducono la capacità della batteria, come la perdita di elettrolito.
Per verificare se la resistenza interna della batteria è aumentata, non è mai possibile utilizzare la resistenza del multimetro per misurarla direttamente. Dovrebbe essere utilizzato il metodo di misurazione e calcolo indiretto. Durante la manutenzione effettiva, è possibile utilizzare i seguenti semplici metodi per determinare se la resistenza interna della batteria è aumentata:
Utilizzare una buona batteria e una batteria con sospetta resistenza interna aumentata per eseguire un esperimento di ricarica in serie (ad esempio, due batterie da 12 V vengono utilizzate in serie in un UPS da 500 VA). Durante il processo di ricarica, la tensione ai terminali delle due batterie viene misurata e confrontata
contemporaneamente. La tensione di carica ottenuta dalla batteria con resistenza interna maggiorata è
superiore a quello della batteria buona. La differenza nella tensione di carica riflette il grado di
differenza di resistenza interna. IL
Se la capacità della batteria è solo insufficiente, la prestazione principale è quella del tempo dell'UPS
L'alimentazione dell'inverter viene ridotta, mentre la capacità di carico dell'UPS, la commutazione tra la rete
l'alimentazione, l'alimentazione dell'inverter, ecc. non saranno influenzate.
4. Uso scientifico delle batterie UPS
L'uso scientifico delle batterie UPS è quello di chiarire l'uso corretto della batteria, prolungare la durata della batteria e farle svolgere il suo ruolo più importante.
4.1 Controllare la tensione di carica per evitare la carica da sovratensione
Per una batteria con una tensione ai terminali di 12 V, la normale tensione di carica fluttuante è compresa tra 13,5 e 13,8 V. Se la tensione di carica flottante è troppo bassa, la batteria non sarà completamente carica, mentre se la tensione di carica flottante è troppo alta, si verificherà una carica da sovratensione. Quando la tensione di carica flottante supera i 14 V, viene considerata una carica di sovratensione. La carica in sovratensione causerà la separazione dell'acqua nell'elettrolito in idrogeno e ossigeno e il traboccamento, riducendo la durata della batteria.
4.2 Controllare la corrente di carica per evitare la carica eccessiva
La corrente di carica ideale dovrebbe adottare un metodo di carica a corrente costante graduale, ovvero utilizzare una corrente maggiore all'inizio della carica, passare a una corrente più piccola dopo la carica per un certo periodo di tempo e utilizzare una corrente più piccola alla fine della carica . La corrente di carica è generalmente progettata per essere 0,1 C. Quando la corrente di carica supera 0,3 C, può essere considerata una carica da sovracorrente. La carica eccessiva causerà la piegatura della piastra della batteria, la caduta del materiale attivo e il danneggiamento della batteria.
4.3 Evitare che la batteria dell'UPS si scarichi per sovracorrente
La capacità effettiva rilasciata dalla batteria è correlata alla corrente di scarica. Maggiore è la corrente di scarica, minore è l'efficienza della batteria. Ad esempio, quando la corrente di scarica di una batteria da 12 V/24 Ah è 0,4 C, il tempo di scarica fino alla tensione di interruzione è di 1 ora e 50 minuti, la capacità di uscita effettiva è di 17,6 Ah e l'efficienza è del 73,3%. Quando la corrente di scarica è 7°C, il tempo per scaricare la tensione di interruzione è di soli 20 secondi, la capacità di uscita effettiva è di 0,93 Ah e l'efficienza è del 3,9%. Pertanto, è necessario evitare grandi scariche di corrente per migliorare l'efficienza della batteria. La progettazione generale del circuito e la selezione dei carichi da parte dell'utente devono proteggere la corrente di scarica dell'inverter della batteria dell'UPS da un valore superiore a 2C.
4.4 Prevenire lo scaricamento completo della batteria dell'UPS
Sebbene la scarica con una corrente ridotta possa migliorare l'efficienza della batteria, quando viene scaricata con una corrente ridotta (meno di 0,05 C) per un lungo periodo, la capacità di scarica effettiva della batteria supererà la sua capacità nominale, con conseguenti gravi problemi di profondità scarica della batteria. Secondo i dati del produttore, quando la profondità di scarica della batteria è al 100%, l'effettiva
la durata della batteria è di circa 200-250 cicli di carica-scarica; quando la profondità di scarica è del 50%, sono circa 500-600 cicli di carica-scarica. Pertanto, quando si utilizza l'UPS, è necessario evitare la scarica da sovracorrente di carichi pesanti ed evitare la scarica profonda della batteria causata dall'inverter a carico leggero a lungo termine.
4.5 Utilizzare regolarmente l'UPS
Nelle aree in cui l'alimentazione di rete non viene interrotta per un lungo periodo, l'utente deve spegnere manualmente l'ingresso CA dell'UPS a intervalli regolari, ad esempio ogni 3 mesi, e utilizzare la batteria dell'UPS per invertire l'alimentazione. Questa regolare operazione sperimentale aiuta a prolungare la durata della batteria. Generalmente, la durata della batteria dell'UPS in uso normale non supera i 5 anni.
5. Competenze e metodi di manutenzione delle batterie dell'UPS
Le batterie dell'UPS sono generalmente batterie esenti da manutenzione, ma in alcuni casi la manutenzione delle batterie dell'UPS è necessaria e ha un significato pratico.
5.1 Competenze di ricarica per batterie sottotensione
Parte della sottotensione della batteria dell'UPS è causata dallo scaricamento della batteria dovuto a danni al circuito di azionamento all'estremità dell'inverter dell'UPS. Se la batteria viene collegata al circuito originale per caricarla in tempo dopo la riparazione del guasto del circuito, la batteria verrà comunque ripristinata al suo stato originale. Il problema è che una batteria sottotensione non può far avviare correttamente l'UPS, ovvero passare allo stato di rete (ricarica). A questo punto si possono utilizzare le seguenti soluzioni:
(1) Utilizzare una buona batteria per avviare l'UPS allo stato di rete, quindi rimuovere la batteria buona e sostituirla con una batteria sottotensione da caricare. Nota: quando si sostituisce la batteria, l'UPS deve funzionare senza carico. Generalmente, dopo che l'UPS è entrato nello stato di alimentazione di rete, finché l'ingresso di rete rimane normale, la rimozione della batteria non influirà sullo stato dell'alimentazione di rete.
(2) Caricare prima la batteria sottotensione a una tensione superiore a 10,5 V, quindi collegarla al circuito UPS originale, in modo che l'UPS possa essere avviato correttamente. Per caricare la batteria sottotensione, è possibile utilizzare l'alimentatore +12 V nell'alimentatore del microcomputer per caricare direttamente la batteria. Prestare attenzione ad osservare la corrente di carica durante la carica e determinare se aggiungere un resistore di limitazione di corrente in base alla corrente di carica effettiva misurata.
5.2 Trattamento di attivazione della batteria
Il trattamento di attivazione si riferisce alla carica di equalizzazione della batteria. Le seguenti situazioni porteranno ad un aumento della resistenza interna della batteria, ad una tensione terminale troppo bassa o ad una capacità ridotta. Queste batterie devono essere caricate per ripristinare i loro indicatori di prestazione originali.
(1) Batterie rimaste inutilizzate per un lungo periodo e che hanno superato il tempo di conservazione statica.
In un ambiente a temperatura normale, il tempo di conservazione statica della batteria UPS generale è di 9 mesi. Quando la temperatura è 31-40°C, il tempo di conservazione statica è di 5 mesi.
(2) Batterie che non possono essere caricate in tempo dopo la scarica.
(3) Lavoro a lungo termine nello stato di carica variabile (ovvero, l'UPS funziona a lungo nello stato di rete) e supera il tempo di stoccaggio statico.
(4) In caso di scarica accidentale, portare la tensione del terminale della batteria al di sotto della tensione di interruzione. La corrente di carica di equalizzazione viene generalmente scelta per essere 0,3 C o leggermente inferiore a 0,3 C. Per una batteria con una tensione nominale di 12 V, la tensione di carica bilanciata è generalmente di 14,5 V. Gli utenti che non dispongono di un caricabatterie dedicato possono fare riferimento ai dati sopra riportati per costruire il circuito necessario a far rivivere la vecchia batteria.
