A bateria UPS ocupa uma posição muito importante nos equipamentos de fonte de alimentação UPS. Atualmente, a bateria de chumbo-ácido selada e livre de manutenção, amplamente utilizada em fontes de alimentação UPS de pequeno e médio porte, representa até 1/4 a 1/2 do custo total das fontes de alimentação UPS. Além disso, a manutenção real também mostra que mais de 50% das falhas de energia do UPS estão relacionadas às baterias do UPS. Independentemente de ser a causa ou o resultado de uma falha do UPS, a falha da bateria do UPS se manifestará diretamente como aumento da resistência interna, tensão terminal insuficiente, capacidade insuficiente ou corrente de descarga instantânea que não atende aos requisitos de ligação. inicialização de carga. Portanto, ao usar e manter fontes de alimentação UPS, é particularmente importante compreender corretamente as baterias UPS, usar baterias UPS cientificamente e dominar os métodos de teste e seleção de baterias UPS (para a conveniência de explicar o problema, as baterias UPS são referidas como baterias para abreviar.)
1. Principais indicadores técnicos da bateria UPS
Entre os indicadores para medir baterias UPS, a tensão nominal e a capacidade nominal da bateria são os dois indicadores técnicos mais utilizados.
A capacidade da bateria refere-se à potência de saída de uma bateria totalmente carregada quando ela é descarregada até a tensão de corte. No caso de descarga de corrente constante, a capacidade Q=It?
Na fórmula, Q——a quantidade elétrica liberada pela bateria, Ah?
I – corrente de descarga, A;
t—tempo de descarga, h.
A chamada tensão de terminação refere-se à tensão na qual a bateria não pode funcionar normalmente quando a bateria está abaixo da tensão especificada. Em outras palavras, se a bateria continuar descarregada quando a tensão for inferior à tensão de corte, a bateria poderá ser danificada.
A capacidade nominal ou capacidade nominal da bateria é representada pela letra C. Por exemplo, para uma bateria com capacidade nominal de 6Ah, C=6Ah; para uma bateria com capacidade nominal de 24Ah, C=24Ah.
O conceito de capacidade é essencialmente a representação da conversão de energia da bateria. Por exemplo, considerando o fato de que a tensão terminal E=12V da bateria permanece quase constante durante o uso real e a expressão de energia de saída W(t)=IVt=IEt, portanto, do ponto de vista do efeito energético, pode-se entender que a bateria é mantida no terminal A energia é liberada na condição de tensão constante, se for descarregada com corrente de 6A pode ser descarregada por 1h ou com corrente de 1A por 6h.
2. Sistema de descarga e taxa de descarga
Ao pesquisar baterias, geralmente é especificado um tempo de descarga uniforme, que é chamado de sistema de descarga. Use a capacidade de descarga fornecida para encontrar a corrente de descarga através da capacidade nominal. Corrente de descarga (A) = capacidade nominal da bateria (Ah) / tempo de descarga (h)
Para comparar baterias com diferentes capacidades, a corrente de descarga não é expressa pelo valor da corrente (ampere), mas pela razão entre a capacidade nominal C e o tempo de descarga, que é chamada de taxa de descarga ou taxa de descarga. A taxa de descarga do sistema 20h é C/20=0,05C, e a unidade é A. Portanto, o índice de capacidade 6Ah da bateria 12V6AH acima mencionada é medido a uma taxa de descarga de 20h, ou seja, uma taxa de descarga de 0,05°C. Para bateria NP6-12, 0,05C é igual a 0,3A de corrente.
3. Teste a bateria do UPS
O objetivo de testar a bateria do UPS é determinar se a bateria atende aos requisitos da fonte de alimentação do UPS. Isto é necessário ao substituir a bateria do UPS e determinar se a bateria original do UPS falhou.
Na manutenção real do UPS, os requisitos gerais de alimentação do UPS para baterias: atender à tensão terminal da bateria original; a bateria deve ter as características de emitir uma grande corrente no momento da partida e da descarga; atenda a uma certa capacidade e resistência interna para garantir o tempo de alimentação do inversor.
Pode-se observar pelos requisitos acima da fonte de alimentação do UPS para a bateria que é impossível determinar se a bateria está boa ou ruim simplesmente medindo a tensão terminal da bateria do UPS.
3.1 Meça a tensão terminal da bateria do UPS
(1) Meça a tensão terminal da bateria offline
A medição off-line da tensão terminal da bateria refere-se à medição direta da tensão em ambas as extremidades da bateria usando a faixa de tensão CC de um multímetro ou voltímetro quando a bateria é desconectada da linha de conexão original. A tensão medida do terminal da bateria é de cerca de 12 V e o valor mínimo não pode ser inferior a 10,5 V. Uma bateria com menos de 10,5 V está com subtensão ou pode ter falhado. Se este tipo de bateria estiver carregada ou a tensão terminal após o carregamento ainda não atingir 12V, é uma bateria com falha
(2) Meça a tensão terminal da bateria online
A medição online da tensão terminal da bateria refere-se ao uso da faixa de tensão CC de um multímetro ou voltímetro para medir a tensão em ambas as extremidades da bateria quando a fonte de alimentação do UPS está funcionando. Para o UPS no estado de alimentação da rede elétrica, como a bateria está no estado de carga, a tensão do terminal é superior a 12V. Quando a tensão terminal da bateria cai para 10,5 V, a fonte de alimentação normal do UPS iniciará o circuito de proteção automática de subtensão da bateria dentro da máquina, de modo que o UPS entre em um estado de proteção onde não há fonte de alimentação nem fonte de alimentação do inversor.
3.2 Teste se a bateria do UPS tem as características de emitir uma grande corrente no momento da partida.
O tempo de comutação da fonte de alimentação de backup do UPS da fonte de alimentação principal para a fonte de alimentação do inversor deve ser inferior a 7 ms, e o projeto geral é de cerca de 4-5 ms. Ou seja, uma vez interrompida a alimentação da rede elétrica, a bateria do UPS deve fornecer a corrente exigida pela carga em menos de 4-5ms. Algumas baterias com falha podem atender aos requisitos de
tensão e capacidade terminal, mas a corrente de descarga não pode atingir o requisito de alta corrente em menos de 4-5 ms. A falha do UPS causada por este tipo de bateria se manifesta da seguinte forma: o UPS pode comutar o inversor com sucesso quando ele está sem carga ou com carga leve, e o inversor falha quando é aumentado para uma carga normal.
Identifique a resistência interna e a capacidade da bateria do UPS
A resistência interna de uma bateria UPS de boa qualidade é de cerca de 20-30mΩ. Quando a resistência interna excede 80mΩ, a bateria precisa ser balanceada ou ativada. O aumento da resistência interna da bateria será acompanhado por uma diminuição na energia de saída real, que se manifesta como uma diminuição na capacidade da bateria. Além disso, existem outros fatores que fazem com que a capacidade da bateria diminua, como a perda de eletrólito.
Para testar se a resistência interna da bateria aumentou, nunca é possível usar o equipamento de resistência do multímetro para medi-la diretamente. Deve ser utilizado o método de medição e cálculo indiretos. Durante a manutenção real, os seguintes métodos simples podem ser usados para determinar se a resistência interna da bateria aumentou:
Use uma bateria boa e uma bateria com suspeita de maior resistência interna para fazer um experimento de carregamento em série (por exemplo, duas baterias de 12 V são usadas em série em um no-break de 500 VA). Durante o processo de carregamento, a tensão terminal das duas baterias é medida e comparada no
mesmo tempo. A tensão de carga obtida pela bateria com resistência interna aumentada é
superior ao da bateria boa. A diferença na tensão de carga reflete o grau de
diferença na resistência interna. o
Se a capacidade da bateria for insuficiente, o principal desempenho é que o tempo para o UPS
a fonte de alimentação do inversor é reduzida, enquanto a capacidade de carga do UPS, a comutação entre a rede elétrica
fonte de alimentação e fonte de alimentação do inversor, etc. não serão afetadas.
4. Uso científico de baterias UPS
O uso científico das baterias UPS é esclarecer o uso correto da bateria, prolongar sua vida útil e fazer com que ela desempenhe seu papel mais importante.
4.1 Controle a tensão de carregamento para evitar carregamento por sobretensão
Para uma bateria com tensão terminal de 12 V, a tensão normal de carga flutuante está entre 13,5 e 13,8 V. Se a tensão de carga flutuante for muito baixa, a bateria não estará totalmente carregada e se a tensão de carga flutuante for muito alta, causará carregamento por sobretensão. Quando a tensão de carga flutuante excede 14V, é considerada carga de sobretensão. O carregamento por sobretensão fará com que a água no eletrólito se separe em hidrogênio e oxigênio e transborde, encurtando a vida útil da bateria.
4.2 Controle a corrente de carga para evitar carga excessiva
A corrente de carga ideal deve adotar um método de carregamento de corrente constante escalonado, ou seja, usar uma corrente maior no início do carregamento, mudar para uma corrente menor após o carregamento por um determinado período de tempo e usar uma corrente menor no final do carregamento . A corrente de carga é geralmente projetada para ser 0,1C. Quando a corrente de carga excede 0,3C, pode ser considerada uma carga de sobrecorrente. O carregamento por sobrecorrente fará com que a placa da bateria dobre, o material ativo cairá e a bateria será danificada.
4.3 Evite a descarga excessiva da bateria do UPS
A capacidade real liberada da bateria está relacionada à corrente de descarga. Quanto maior a corrente de descarga, menor será a eficiência da bateria. Por exemplo, quando a corrente de descarga de uma bateria de 12V/24Ah é 0,4C, o tempo de descarga até a tensão de corte é de 1 hora e 50 minutos, a capacidade de saída real é de 17,6Ah e a eficiência é de 73,3%. Quando a corrente de descarga é 7C, o tempo para descarregar até a tensão de corte é de apenas 20s, a capacidade real de saída é 0,93Ah e a eficiência é 3,9%. Portanto, grandes descargas de corrente devem ser evitadas para melhorar a eficiência da bateria. O projeto geral do circuito e a seleção de cargas pelo usuário devem proteger a corrente de descarga do inversor da bateria do UPS contra excesso de 2C.
4.4 Evitar descarga profunda da bateria do UPS
Embora a descarga com uma corrente pequena possa melhorar a eficiência da bateria, quando ela é descarregada com uma corrente pequena (menos de 0,05C) por um longo período, a capacidade real de descarga da bateria excederá sua capacidade nominal, resultando em sérios danos profundos. descarga da bateria. De acordo com os dados do fabricante, quando a profundidade de descarga da bateria é de 100%, o valor real
a vida útil da bateria é de cerca de 200-250 ciclos de carga e descarga; quando a profundidade de descarga é de 50%, são cerca de 500-600 ciclos de carga-descarga. Portanto, ao usar o UPS, é necessário evitar descarga de sobrecorrente de carga pesada e evitar descarga profunda da bateria causada por inversor de carga leve de longo prazo.
4.5 Opere o UPS regularmente
Em áreas onde a energia da rede elétrica não é interrompida por um longo período, o usuário deve desligar manualmente a entrada CA do UPS em intervalos regulares, como 3 meses, e usar a bateria do UPS para inverter a fonte de alimentação. Esta operação experimental regular ajuda a prolongar a vida útil da bateria. Geralmente, a vida útil da bateria do UPS em uso normal não excede 5 anos.
5. Habilidades e métodos de manutenção de baterias UPS
As baterias do UPS são geralmente baterias livres de manutenção, mas em alguns casos é necessária a manutenção das baterias do UPS e tem significado prático.
5.1 Habilidades de carregamento para baterias de subtensão
Algumas subtensões da bateria do UPS são causadas pela descarga da bateria devido a danos no circuito de acionamento na extremidade do inversor do UPS. Se a bateria for conectada ao circuito original para carregamento a tempo após a falha do circuito ser reparada, a bateria ainda será restaurada ao seu estado original. O problema é que uma bateria de subtensão não consegue fazer com que o no-break inicie com sucesso, ou seja, mude para o estado de rede elétrica (carregamento). Neste ponto, as seguintes soluções podem ser usadas:
(1) Use uma bateria boa para colocar o no-break no estado de rede elétrica, em seguida, remova a bateria boa e substitua-a por uma bateria de subtensão para ser carregada. Nota: Ao substituir a bateria, o UPS deverá funcionar sem carga. Geralmente, depois que o UPS entra no estado de alimentação da rede elétrica, desde que a entrada da rede elétrica permaneça normal, a remoção da bateria não afetará o estado da fonte de alimentação da rede elétrica.
(2) Carregue primeiro a bateria de subtensão acima de 10,5 V e, em seguida, conecte-a ao circuito UPS original, para que o UPS possa ser iniciado com sucesso. Para carregar a bateria de subtensão, a fonte de alimentação de +12V na fonte de alimentação do microcomputador pode ser usada para carregar a bateria diretamente. Preste atenção para observar a corrente de carga durante o carregamento e determine se deve adicionar um resistor limitador de corrente de acordo com a corrente de carga real medida.
5.2 Tratamento de ativação da bateria
O tratamento de ativação refere-se ao carregamento de equalização da bateria. As seguintes situações levarão ao aumento da resistência interna da bateria, tensão terminal muito baixa ou capacidade reduzida. Estas baterias precisam ser carregadas para restaurar seus indicadores de desempenho originais.
(1) Baterias que não foram utilizadas por muito tempo e excederam o tempo de armazenamento estático.
Em ambiente de temperatura normal, o tempo de armazenamento estático da bateria geral do UPS é de 9 meses. Quando a temperatura é de 31-40°C, o tempo de armazenamento estático é de 5 meses.
(2) Baterias que não podem ser carregadas a tempo após a descarga.
(3) Trabalho de longo prazo no estado de carga flutuante (ou seja, o UPS funciona no estado de rede elétrica por um longo período) e excede o tempo de armazenamento estático.
(4) Descarregue acidentalmente, coloque a tensão do terminal da bateria abaixo da tensão de corte. A corrente de carga de equalização é geralmente escolhida como 0,3C ou um pouco menos que 0,3C. Para uma bateria com tensão nominal de 12 V, a tensão de carga balanceada é geralmente de 14,5 V. Os usuários que não possuem um carregador dedicado podem consultar os dados acima para construir o circuito necessário para reanimar a bateria antiga.
