تحتل بطارية UPS مكانة مهمة جدًا في معدات إمداد الطاقة UPS. في الوقت الحاضر، تمثل بطارية الرصاص الحمضية المختومة التي لا تحتاج إلى صيانة والمستخدمة على نطاق واسع في مصادر طاقة UPS الصغيرة والمتوسطة الحجم ما يصل إلى 1/4 إلى 1/2 من التكلفة الإجمالية لإمدادات طاقة UPS. ليس هذا فحسب، بل إن الصيانة الفعلية تظهر أيضًا أن أكثر من 50% من حالات انقطاع التيار الكهربائي عن UPS مرتبطة ببطاريات UPS. بغض النظر عما إذا كان هذا هو السبب أو نتيجة فشل UPS، فإن فشل بطارية UPS سوف يتجلى بشكل مباشر في زيادة المقاومة الداخلية، أو عدم كفاية الجهد الطرفي، أو عدم كفاية السعة، أو تيار التفريغ الفوري الذي لا يفي بمتطلبات التشغيل. بدء التحميل. لذلك، عند استخدام مصادر طاقة UPS وصيانتها، من المهم بشكل خاص فهم بطاريات UPS بشكل صحيح، واستخدام بطاريات UPS بشكل علمي، وإتقان طرق اختبار واختيار بطاريات UPS (لتسهيل شرح المشكلة، يشار إلى بطاريات UPS باسم البطاريات باختصار.)
1. المؤشرات الفنية الرئيسية لبطارية UPS
من بين مؤشرات قياس بطاريات UPS، يعد الجهد المقنن والسعة المقدرة للبطارية هما المؤشران الفنيان الأكثر استخدامًا.
تشير سعة البطارية إلى طاقة الخرج للبطارية المشحونة بالكامل عند تفريغها إلى جهد القطع. في حالة تفريغ التيار المستمر تكون السعة Q=It؟
في الصيغة، س —— الكمية الكهربائية التي تطلقها البطارية، آه؟
أنا - تيار التفريغ، A؛
ر - وقت التفريغ، ح.
يشير ما يسمى بجهد الإنهاء إلى الجهد الذي لا يمكن للبطارية أن تعمل فيه بشكل طبيعي عندما تكون البطارية أقل من الجهد المحدد. بمعنى آخر، إذا استمر تفريغ البطارية عندما يكون الجهد أقل من جهد القطع، فقد تتعرض البطارية للتلف.
يتم تمثيل السعة المقدرة أو السعة الاسمية للبطارية بالحرف C. على سبيل المثال، بالنسبة للبطارية ذات السعة المقدرة 6Ah، C=6Ah؛ للبطارية ذات السعة المقدرة 24Ah، C=24Ah.
مفهوم السعة هو في الأساس تمثيل تحويل طاقة البطارية. على سبيل المثال، بالنظر إلى حقيقة أن الجهد الطرفي E=12V للبطارية يظل ثابتًا تقريبًا أثناء الاستخدام الفعلي وتعبير طاقة الخرج W(t)=IVt=IEt، لذلك، من منظور تأثير الطاقة، يمكن فهم ذلك يتم الاحتفاظ بالبطارية في المحطة. يتم إطلاق الطاقة في حالة جهد ثابت، إذا تم تفريغها بتيار 6A، فيمكن تفريغها لمدة ساعة واحدة أو بتيار 1A لمدة 6 ساعات.
2. نظام التفريغ ومعدل التفريغ
عند البحث عن البطاريات، غالبًا ما يتم تحديد وقت تفريغ موحد، وهو ما يسمى بنظام التفريغ. استخدم سعة التفريغ المعطاة للعثور على تيار التفريغ من خلال السعة المقدرة. تيار التفريغ (A) = السعة المقدرة للبطارية (Ah) / وقت التفريغ (h)
من أجل مقارنة البطاريات ذات السعات المختلفة، لا يتم التعبير عن تيار التفريغ بالقيمة الحالية (أمبير)، ولكن بنسبة السعة المقدرة C إلى وقت التفريغ، وهو ما يسمى معدل التفريغ أو معدل التفريغ. معدل التفريغ لنظام 20h هو C/20=0.05C، والوحدة هي A. لذلك، يتم قياس مؤشر السعة 6Ah للبطارية 12V6AH المذكورة أعلاه بمعدل تفريغ 20h، أي معدل تفريغ قدره 0.05 درجة مئوية. بالنسبة لبطارية NP6-12، 0.05Cis يساوي تيار 0.3A.
3. اختبر بطارية UPS
الغرض من اختبار بطارية UPS هو تحديد ما إذا كانت البطارية تلبي متطلبات مصدر طاقة UPS. يعد ذلك ضروريًا عند استبدال بطارية UPS وتحديد ما إذا كانت بطارية UPS الأصلية قد تعطلت.
في الصيانة الفعلية لـ UPS، المتطلبات العامة لإمداد الطاقة UPS للبطاريات: تلبية الجهد الطرفي للبطارية الأصلية؛ يجب أن تتمتع البطارية بخصائص إخراج تيار كبير في لحظة البدء والتفريغ؛ تلبية قدرة معينة والمقاومة الداخلية لضمان وقت إمدادات الطاقة العاكس.
يمكن أن نرى من المتطلبات المذكورة أعلاه لمصدر طاقة UPS للبطارية أنه من المستحيل تحديد ما إذا كانت البطارية جيدة أم سيئة بمجرد قياس الجهد الطرفي لبطارية UPS.
3.1 قياس الجهد الطرفي لبطارية UPS
(1) قم بقياس الجهد الطرفي للبطارية في وضع عدم الاتصال
يشير قياس الجهد الطرفي للبطارية خارج الخط إلى القياس المباشر للجهد عند طرفي البطارية باستخدام نطاق جهد التيار المستمر لمقياس متعدد أو مقياس الفولتميتر عند فصل البطارية عن خط الاتصال الأصلي. يبلغ جهد طرف البطارية المقاس حوالي 12 فولت، ولا يمكن أن يكون الحد الأدنى للقيمة أقل من 10.5 فولت. البطارية التي يقل جهدها عن 10.5 فولت تكون ذات جهد منخفض أو قد تكون معطلة. إذا تم شحن هذا النوع من البطاريات أو كان الجهد الطرفي بعد الشحن لا يصل إلى 12 فولت، فهي بطارية فاشلة
(2) قم بقياس الجهد الطرفي للبطارية عبر الإنترنت
يشير القياس عبر الإنترنت لجهد طرف البطارية إلى استخدام نطاق جهد التيار المستمر لمقياس متعدد أو مقياس الفولتميتر لقياس الجهد عند طرفي البطارية عندما يعمل مصدر طاقة UPS. بالنسبة إلى UPS في حالة مصدر الطاقة الرئيسي، نظرًا لأن البطارية في حالة الشحن، يكون الجهد الطرفي أكبر من 12 فولت. عندما ينخفض الجهد الطرفي للبطارية إلى 10.5 فولت، سيبدأ مصدر طاقة UPS العادي دائرة الحماية التلقائية للبطارية ذات الجهد المنخفض داخل الجهاز، بحيث يدخل UPS في حالة حماية حيث لا يوجد مصدر طاقة رئيسي ولا مصدر طاقة عاكس.
3.2 اختبر ما إذا كانت بطارية UPS تتمتع بخصائص إخراج تيار كبير في لحظة البدء.
يجب أن يكون وقت تحويل مصدر طاقة UPS الاحتياطي من مصدر الطاقة الرئيسي إلى مصدر الطاقة العاكس أقل من 7 مللي ثانية، والتصميم العام حوالي 4-5 مللي ثانية. وهذا يعني أنه بمجرد انقطاع مصدر الطاقة الرئيسي، يجب أن تقوم بطارية UPS بإخراج التيار المطلوب بواسطة الحمل في أقل من 4-5 مللي ثانية. يمكن لبعض البطاريات الفاشلة تلبية متطلبات
الجهد والسعة الطرفية، لكن تيار التفريغ لا يمكن أن يصل إلى متطلبات التيار العالي في أقل من 4-5 مللي ثانية. يتجلى فشل UPS الناتج عن هذا النوع من البطاريات على النحو التالي: يمكن لـ UPS تبديل العاكس بنجاح عندما يكون بدون تحميل أو محملاً بالضوء، ويفشل العاكس عندما يتم زيادته إلى حمل عادي.
التعرف على المقاومة الداخلية وقدرة بطارية UPS
تبلغ المقاومة الداخلية لبطارية UPS عالية الجودة حوالي 20-30 مللي أوم. عندما تتجاوز المقاومة الداخلية 80mΩ، يجب موازنة البطارية أو تنشيطها. لا بد أن تكون الزيادة في المقاومة الداخلية للبطارية مصحوبة بانخفاض في الطاقة الناتجة الفعلية، والذي يتجلى في انخفاض في قدرة البطارية. بالإضافة إلى ذلك، هناك عوامل أخرى تتسبب في انخفاض سعة البطارية، مثل فقدان الإلكتروليت.
لاختبار ما إذا كانت المقاومة الداخلية للبطارية قد زادت أم لا، لا يمكن أبدًا استخدام ترس المقاومة الخاص بالمقياس المتعدد لقياسها مباشرة. وينبغي استخدام طريقة القياس والحساب غير المباشر. أثناء الصيانة الفعلية، يمكن استخدام الطرق البسيطة التالية لتحديد ما إذا كانت المقاومة الداخلية للبطارية قد زادت:
استخدم بطارية جيدة وبطارية ذات مقاومة داخلية متزايدة لإجراء تجربة شحن متسلسل (على سبيل المثال، يتم استخدام بطاريتين 12 فولت على التوالي في UPS بقدرة 500 فولت أمبير). أثناء عملية الشحن، يتم قياس الجهد الطرفي للبطاريتين ومقارنته عند
نفس الوقت. جهد الشحن الذي تحصل عليه البطارية مع زيادة المقاومة الداخلية هو
أعلى من البطارية الجيدة. الفرق في جهد الشحن يعكس درجة
الفرق في المقاومة الداخلية. ال
إذا كانت سعة البطارية غير كافية، فإن الأداء الرئيسي هو أن الوقت قد حان لـ UPS
يتم تقصير إمدادات الطاقة العاكس، في حين أن الحمولة من UPS، والتبديل بين التيار الكهربائي
لن يتأثر مصدر الطاقة ومصدر الطاقة العاكس، وما إلى ذلك.
4. الاستخدام العلمي لبطاريات UPS
إن الاستخدام العلمي لبطاريات UPS هو توضيح الاستخدام الصحيح للبطارية وإطالة عمر البطارية وجعلها تقوم بدورها الأكبر.
4.1 التحكم في جهد الشحن لمنع الشحن الزائد
بالنسبة للبطارية ذات الجهد الطرفي 12 فولت، يتراوح جهد الشحن العائم الطبيعي بين 13.5 و13.8 فولت. إذا كان جهد الشحن العائم منخفضًا جدًا، فلن يتم شحن البطارية بالكامل، وإذا كان جهد الشحن العائم مرتفعًا جدًا، فسيؤدي ذلك إلى زيادة الجهد الكهربي. عندما يتجاوز جهد الشحن العائم 14 فولت، فإنه يعتبر شحنًا بجهد زائد. سيؤدي الشحن الزائد بالجهد إلى فصل الماء الموجود في المنحل بالكهرباء إلى هيدروجين وأكسجين وفيضان، مما يؤدي إلى تقصير عمر البطارية.
4.2 التحكم في تيار الشحن لمنع الشحن الزائد
يجب أن يعتمد تيار الشحن المثالي طريقة شحن تيار ثابت مرحلي، أي استخدام تيار أكبر في بداية الشحن، والتغيير إلى تيار أصغر بعد الشحن لفترة معينة من الوقت، واستخدام تيار أصغر في نهاية الشحن . تم تصميم تيار الشحن بشكل عام ليكون 0.1C. عندما يتجاوز تيار الشحن 0.3C، يمكن اعتباره شحنًا زائدًا. سيؤدي الشحن الزائد للتيار إلى ثني لوحة البطارية، وسوف تسقط المادة النشطة، وسوف تتلف البطارية.
4.3 منع بطارية UPS من التفريغ الزائد للتيار
ترتبط السعة الفعلية المحررة للبطارية بتيار التفريغ. كلما زاد تيار التفريغ، انخفضت كفاءة البطارية. على سبيل المثال، عندما يكون تيار التفريغ لبطارية 12V/24Ah هو 0.4C، فإن وقت التفريغ إلى جهد القطع هو 1 ساعة و50 دقيقة، وتكون سعة الخرج الفعلية 17.6Ah، وتكون الكفاءة 73.3%. عندما يكون تيار التفريغ 7C، يكون وقت التفريغ إلى جهد القطع 20 ثانية فقط، وتكون سعة الإخراج الفعلية 0.93Ah، والكفاءة 3.9%. ولذلك، ينبغي تجنب التفريغ الحالي الكبير لتحسين كفاءة البطارية. يجب أن يحمي تصميم الدائرة العامة واختيار المستخدم للأحمال تيار تفريغ عاكس بطارية UPS من تجاوز 2 درجة مئوية.
4.4 منع التفريغ العميق لبطارية UPS
على الرغم من أن التفريغ بتيار صغير يمكن أن يحسن كفاءة البطارية، إلا أنه عند تفريغها بتيار صغير (أقل من 0.05 درجة مئوية) لفترة طويلة، فإن سعة التفريغ الفعلية للبطارية ستتجاوز قدرتها المقدرة، مما يؤدي إلى حدوث أضرار خطيرة. تفريغ البطارية. وفقا لبيانات الشركة المصنعة، عندما يكون عمق تفريغ البطارية 100٪، فإن ذلك هو الفعلي
عمر البطارية حوالي 200-250 دورة تفريغ الشحن؛ عندما يكون عمق التفريغ 50%، فهو حوالي 500-600 دورة تفريغ الشحن. لذلك، عند استخدام UPS، من الضروري تجنب تفريغ التيار الزائد للحمل الثقيل، وتجنب التفريغ العميق للبطارية الناتج عن عاكس الحمل الخفيف على المدى الطويل.
4.5 قم بتشغيل UPS بانتظام
في المناطق التي لا تتوقف فيها طاقة التيار الكهربائي لفترة طويلة، يجب على المستخدم إيقاف تشغيل مدخل UPS AC يدويًا على فترات منتظمة، مثل 3 أشهر، واستخدام بطارية UPS لعكس مصدر الطاقة. تساعد هذه العملية التجريبية المنتظمة على إطالة عمر البطارية. بشكل عام، لا يتجاوز عمر بطارية UPS في الاستخدام العادي 5 سنوات.
5. مهارات وطرق صيانة بطاريات UPS
بطاريات UPS بشكل عام هي بطاريات لا تحتاج إلى صيانة، ولكن في بعض الحالات يكون من الضروري صيانة بطاريات UPS ولها أهمية عملية.
5.1 مهارات شحن البطاريات ذات الجهد المنخفض
يحدث انخفاض الجهد في بطارية UPS بسبب تفريغ البطارية بسبب تلف دائرة القيادة في نهاية عاكس UPS. إذا كانت البطارية متصلة بالدائرة الأصلية لشحنها في الوقت المناسب بعد إصلاح عطل الدائرة، فستتم استعادة البطارية إلى حالتها الأصلية. تكمن المشكلة في أن البطارية ذات الجهد المنخفض لا يمكنها تشغيل UPS بنجاح، أي التبديل إلى حالة التيار الكهربائي (الشحن). في هذه المرحلة يمكن استخدام الحلول التالية:
(1) استخدم بطارية جيدة لبدء تشغيل UPS إلى حالة التيار الكهربائي، ثم قم بإزالة البطارية الجيدة واستبدلها ببطارية ذات جهد منخفض ليتم شحنها. ملحوظة: عند استبدال البطارية، يلزم تشغيل UPS بدون تحميل. بشكل عام، بعد دخول UPS إلى حالة مصدر الطاقة الرئيسي، طالما بقي دخل التيار الكهربائي طبيعيًا، فإن إزالة البطارية لن تؤثر على حالة مصدر الطاقة الرئيسي.
(2) قم بشحن بطارية الجهد المنخفض إلى أعلى من 10.5 فولت أولاً، ثم قم بتوصيلها بدائرة UPS الأصلية، حتى يمكن بدء تشغيل UPS بنجاح. لشحن البطارية ذات الجهد المنخفض، يمكن استخدام مصدر الطاقة +12 فولت الموجود في مصدر طاقة الكمبيوتر الصغير لشحن البطارية مباشرة. انتبه لملاحظة تيار الشحن أثناء الشحن، وحدد ما إذا كنت تريد إضافة مقاوم يحد من التيار وفقًا لتيار الشحن المقاس فعليًا.
5.2 معالجة تنشيط البطارية
تشير معالجة التنشيط إلى معادلة شحن البطارية. ستؤدي المواقف التالية إلى زيادة المقاومة الداخلية للبطارية أو انخفاض الجهد الطرفي أو انخفاض السعة. تحتاج هذه البطاريات إلى الشحن لاستعادة مؤشرات أدائها الأصلية.
(1) البطاريات التي تُركت غير مستخدمة لفترة طويلة وتجاوزت وقت التخزين الثابت.
في بيئة درجة الحرارة العادية، يكون وقت التخزين الثابت لبطارية UPS العامة 9 أشهر. عندما تكون درجة الحرارة 31-40 درجة مئوية، فإن وقت التخزين الثابت هو 5 أشهر.
(2) البطاريات التي لا يمكن شحنها في الوقت المناسب بعد تفريغها.
(3) العمل طويل الأمد في حالة الشحن العائم (أي أن UPS يعمل في حالة التيار الكهربائي لفترة طويلة) ويتجاوز وقت التخزين الثابت.
(4) تفريغ البطارية عن طريق الخطأ، ضع الجهد الطرفي للبطارية تحت جهد القطع. يتم اختيار تيار الشحن المعادل بشكل عام ليكون 0.3C أو أقل قليلاً من 0.3C. بالنسبة للبطارية ذات الجهد المقنن 12 فولت، يكون جهد الشحن المتوازن بشكل عام 14.5 فولت. يمكن للمستخدمين الذين ليس لديهم شاحن مخصص الرجوع إلى البيانات المذكورة أعلاه لبناء الدائرة اللازمة لإحياء البطارية القديمة.
