Kai kurios medžiagos yra laidžios, taigi pridėjus prie jų energiją, pavyzdžiui, prijungus elementą, veikiant įtampai elektronai ims tekėti, t. y. elektronai judės iš vieno atomo į kitą. Įtampos dydis matuojamas voltais (V). Elektros srovės stipriu nusakomas laidininku tekančių elektronų kiekis. Šis dydis nurodomas amperais (A). Elektros srovė nukreipta nuo teigiamo į neigiamą elemento polių. Įtampa sužadina elektronų judėjimą, o elektrinė varža riboja šios srovės stiprį.

Varža - elektrinės varžos vienetai ir formulė. Nors laidininkas yra medžiaga, turinti savybių, kurios skatina srovę tekėti, jos atomai taip pat šiek tiek stabdo krūvių judėjimą. Todėl laido galuose pridedama įtampa sukelia srovę, kurios stipris yra griežtai apibrėžtas ir ribotas. Stipris priklauso ne tik nuo įtampos, bet ir nuo laido matmenų, medžiagos ir temperatūros.

Medžiagų elektrinės savybės, arba laidų ir laidžiųjų elementų charakteristika, priklauso nuo temperatūros. Savitosios varžos ir varžos vertės paprastai nurodomos su išlyga, kad yra susijusios su specifine temperatūros verte - dažniausiai tai yra kambario temperatūra. Jungiamieji laidai turėtų būti kuo geresnio laidumo, t. y. kuo mažesnės varžos.

Kita vertus, elektros ir elektroninėse grandinėse labai dažnai naudojami elementai, vadinami rezistoriais arba varžais, kurių paskirtis - sukelti tam tikrą varžą, būtiną, kad grandinė efektyviai veiktų. Neturint tam tikros vertės varžo, galima bandyti prijungti turinčius kitokią vertę, bet didesnį skaičių. Jungiant nuosekliai, gauta vertė tėra tiesiog visų sujungtų varžų varžos verčių suma, taigi jungiant nuosekliai, didiname grandinės varžą. Norint sumažinti sistemos varžą, būtina varžus jungti lygiagrečiai.

Varžos matavimas dažnai naudojamas elemento ar grandinės būklei tirti. Be to, visi laidininkai išskiria tam tikrą šilumos kiekį, taigi jiems perkaitus, dažnai kyla problemų su varža. Antra vertus, kuo mažesnė varža, tuo didesnis srovės srautas. Galimos šios būklės priežastys gali būti: izoliatorių pažeidimas dėl perkaitimo arba drėgmės.

Daugelio komponentų, pavyzdžiui, kaitinimo elementų ar varžų, varžos vertė yra pastovi. Šios vertės paprastai būna nurodomos vardinių duomenų lentelėje arba jas galima rasti komponento dokumentuose. Jeigu nurodomas paklaidos intervalas, išmatuota varžos vertė privalo atitikti šį intervalą. Didelis varžos nuokrypis nuo numatytų verčių paprastai rodo problemą.

Varžos negalima matuoti veikiančioje grandinėje. Todėl elektrotechnikai, ieškantys ir šalinantys gedimus, dažnai apskaičiuoja jos vertę, atlikę įtampos ir srovės matavimus, pasitelkę Omo dėsnį. Omo dėsnis yra pagrindinis elektros grandinių dėsnis, teigiantis, kad laidininku tekanti srovės stipris (I) yra proporcingas jo galuose pridedamai įtampai (U). Šioje formulėje varža žymima R raide.

Prieš matuojant varžą būtina išjungti sistemos maitinimą. Matuoklio elementas užtikrina nedidelę ir pakankamą įtampą, būtiną matuojant, tačiau bet kokia kita įtampa gali sukelti nemalonių padarinių - nuo neteisingų rodmenų iki matuoklio sugadinimo. Išėmus elementą arba atjungus maitinimo šaltinį, taip pat ištraukus laidą iš lizdo, jeigu įrenginys maitinamas iš tinklo, taip pat verta patikrinti planuojamų matuoti elementų nuolatinę įtampą ir iškrauti visus elektrolitinius kondensatorius, nes jie gali tiekti įtampą į tiriamąją sritį.

Pasitaiko varža, kurią galima matuoti, kai prie sistemos prijungtas elementas, tačiau daugeliu atvejų tai neįmanoma, nes kiti elementai sudaro srovei alternatyvų kelią ir dėl to atsiranda matavimo klaida, todėl gaunamas mažesnis rezultatas nei tikrasis. Daugeliu atvejų prireikia atlituoti vieną tiriamo komponento galą. Jeigu viena kojelė prijungta prie įžeminimo, skaitiklio minusą galima jungti prie įžeminimo - taip paprasčiau ir patogiau. Jeigu nė viena kojelė neprijungta prie įžeminimo, atlituoti galima bet kurią.

Matuoklyje nustatykite varžą (Ω). Jeigu matuoklis automatiškai parenka intervalą, nieko daugiau nereikia daryti. Tereikia leisti jam „pereiti“ per intervalus ir gaunama varžos vertė. Varža neturi poliškumo, todėl zondus prie kojelių galima pridėti bet kaip. Vis dėlto poliškumas yra svarbus, jeigu tikrinama diodo ar kito puslaidininkio varža. Tokiu atveju būtina keisti antgalius, kad patikrintumėte, kuria kryptimi varža yra mažesnė. Puslaidininkis yra laidus tik viena kryptimi, taigi veikiantis elementas turėtų viena kryptimi rodyti begalybei artimą vertę, o kita kryptimi - beveik nulį. Taip pat pabrėžtina, kad tikrinant puslaidininkio varžą universaliuoju matuokliu ne visada gaunami numatomi rezultatai.

LiFePO₄ akumuliatoriaus vidinė varža yra ~1,0 - 3,0 mΩ; NMC ~0,5 - 1,0 mΩ. Ličio titanato akumuliatorių vidinė varža vos ~0,2 - 0,5 mΩ, rūgštinių švino akumuliatorių ~5 - 20 mΩ. Mažesnė akumuliatoriaus varža reiškia galimybę greičiau įkrauti ir iškrauti akumuliatorius didesnėmis srovėmis, mažesnį išskiriamą šilumos kiekį kraunant ir iškraunant.

Šiluma - tai energijos nuostoliai, peršasi išvada, kad NMC kraunami ir iškraunami su mažesniais nuostoliais, bet taip nėra.

Energijos konversijos efektyvumas (angl. round-trip efficiency) rodo kiek % įkrautos energijos realiai atgauname iš akumuliatoriaus. Iš LiFePO₄ (LFP) atgaunama ~92-98% energijos sunaudotos įkraunant akumuliatorių, Ličio NMC šis dydis šiek tiek mažesnis ~90-97% bet nepalyginamai didesnis nei švino rūgštinių akumuliatorių ~70-85%. LFP pasižymi ypač dideliu naudingumo koeficientu esant mažoms ir vidutinėms krovimo ir iškrovimo srovėms.

Akumuliatoriaus ilgaamžiškumas vertinamas pakrovimo / iškrovimo ciklais. Vienas pilnas ciklas yra tada, kai išnaudojama 100% nominalios talpos. Tai jei pav. Mažinant naudojamą akumuliatoriaus talpą (pav. 1.Įkrovimo / iškrovimo galia. Įkrovimo / iškrovimo galingumui matuoti naudojamas „C koeficientas“ kuris rodo kokia akumuliatoriaus talpa yra pakraunama ar iškraunama per valandą. Pav. 1C reiškia, kad per 1 val. yra pakraunama ar iškraunama visa akumuliatoriaus talpa. Paprastai vertinama Amperais, tai 100Ah akumuliatoriaus atveju 1C reiškia, kad akumuliatorius būtų iškraunamas 100A srove. Dauginate skaičių prieš C koeficientą iš akumuliatoriaus talpos ir turite konkrečią galią. Noriu atkreipti dėmesį į tai, kad daugelis gamintojų rekomenduoją akumuliatorius krauti 0.2C galingumu.

2. Akumuliatoriaus naudojamos talpos mažinimas. LiFePO₄ akumuliatorius rekomenduojama krauti iki ne aukštesnės kaip 3,65 V įtampos vienai celei (14,6V - 4 celėms), o iškrauti iki ne žemesnės kaip 2,5 V vienai celei (10V - 4 celėms). Jei bus viršytos šios ribos, LiFePO₄ akumuliatorius galima sugadinti negrįžtamai. Įkrovos įtampai esant aukštesnei, akumuliatoriai gali net sprogti, todėl, kaip ir visiems kitiems Ličio pagrindo akumuliatoriams jų krovimui būtina naudoti kokybišką krovimo įrangą. Vertinant procentais, tai 100% sudarytų 3,65 V įtampa vienai celei ir 0% sudarytų 2,5 V vienai celei. Mintis tokia, kuo mes labiau mažinsim naudojamą akumuliatoriaus talpą, tuo daugiau ciklų akumuliatorius ištarnaus.

BYD HVS akumuliatoriaus celės įtampos diapazonas bus 2,6V-3,6V nes modulio įtampa 83,2V/32 - 115,2V/32, tad BYD gamintojas jau gamykloje sumažino naudojamą akumuliatoriaus diapazoną taip didindamas savo akumuliatorių tarnavimo laikotarpį, bet tai mažina realią naudotiną akumuliatorių talpą. Labai tikėtina, kad BYD HVS modulį sudaro 32 vnt. 25A akumuliatorių, nes deklaruota modulio talpa - 2,56kWh, kas sudarytų 102.4V(nominali) × 25Ah = 2560Wh. Kadangi naudojamų įtampų diapazonas sumažintas, reali naudotina akumuliatoriaus talpa gaunasi apie 94-95 % teorinės talpos. Vadinasi vieno 2,56kWh modulio naudotina talpa bus 2.56kWh × 0.94 ≈ 2.41kWh, o pav. 4 modulių bokštas iš deklaruotų 10,24kWh leis naudotis ~9,6kWh. Sumažinę ir taip gamintojo sumažintą diapazoną mes dar labiau prailginsim akumuliatorių tarnavimo laiką padidindami ciklų skaičių. Atkreipkit dėmesį į tai, kad akumuliatoriaus krovimo kreivė yra ne tiesi linija, o įtampos intensyvus kitimas vyksta pradžioje ir pabaigoje. “Nukirpus“ kreivės “galus“ mes talpą prarasime proporcionaliai neženkliai, o vertinant informaciją apie tai, kad būtent tada, kai įtampa kinta labiausiai, vyksta intensyviausi cheminiai procesai nešantys ir didesnius nuostolius ir mažinantys ciklus, mes padidinsime ciklų skaičių ir padidinsime energijos „pasaugojimo“ efektyvumą.

Taip pat noriu priminti, aukščiau paminėtą didesnį energijos konversijos efektyvumą. Eksploatuojant mažesnėmis srovėmis ir mažesniame įtampų diapazone mes atgausim daugiau „pasaugotos“ energijos, dėl mažesnės elektrodų degradacijos, kai išvengiama kraštutinių potencialų, kuriuose vyksta labiau ardomi cheminiai procesai, mažesnė šilumos generacija, dėl lėčiau vykstančių reakcijų (panašu, kad šių lėčiau vykstančių cheminių reakcijų išskiriama mažesnė šiluma kompensuoja nuostolius dėl didesnės vidinės varžos lyginant su NMC akumuliatoriais ir bendroje sumoje išskiriama mažiau šilumos, dėl ko LFP akumuliatorių energijos konversijos efektyvumas geresnis), kai įtampa kinta mažiau, mažiau energijos prarandama negrįžtamuose procesuose (reaktyvi chemija, šiluma, savaiminė poliarizacija ir kt.).

Vis tik, kas liečia naudojamos talpos apribojimus, tai yra vienas labai svarbus niuansas. Kadangi akumuliatorius sudaro daug celių, ilgainiui jų įtampos išsibarsto - pasidaro skirtingos, todėl karts nuo karto celių įtampas reikia subalansuoti. Balansavimą atlieka akumuliatoriuje sumontuotas BMS valdiklis, bet tai daro tik kai akumuliatorius pilnai įkraunamas ar prie kitos įtampos, priklausomai kaip sukonfiguruotas BMS. Balansavimas būna aktyvus ir pasyvus. Aktyvaus balansavimo atveju energija iš labiau įkrautų celių perkeliama į mažiau įkrautas (naudojami keitikliai, kondensatoriai), balansavimas veikia viso ciklo metu - tiek kraunant, tiek iškraunant, todėl tai labai efektyvus balansavimo variantas, nešvaistoma energija, palaikomas balansas be pilno įkrovimo, bet toks sprendimas yra brangus, sudėtingas, todėl su saulės elektrinėmis dažniausiai netaikomas. Pasyvaus balansavimo metu per daug įkrautų celių energija išsklaidoma kaip šiluma per varžas todėl taip balansuojant švaistoma energija, reikalingas pilnas įkrovimas, balansavimas lėtas, dažniausiai balansuojama tik paskutinėje įkrovimo fazėje (pvz., prie >99% SOC), bet tai paprastas, pigus ir saugus balansavimo būdas, todėl labai tikėtina, kad būtent toks sumontuotas ir BYD HVS akumuliatoriuose. Siūlau atkreipti dėmesį kiek laiko vyko balansavimas pas mane, turint omenį, kad visu balansavimo metu į akumuliatorius buvo tiekiama energija tuo pat galingumu, kaip ir krovimo metu iki balansavimo pradžios. Turbūt nesunku primesti, kiek buvo iššvaistyta energijos balansavimo metu.

Kaip dažnai reikia atlikti celių balansavimą, akumuliatorių pakraunant iki 100% (ar kito dydžio, priklausomai, kaip suprogramuotas konkretaus akumuliatoriaus BMS), priklauso nuo to, kaip greitai „išsibėgioja“ celių įtampa. Nekontroliuojant celių įtampų skirtumo rekomenduojama akumuliatorių iki 100% pakrauti bent kartą į mėnesį, arba kas 30 ciklų, nors galima sekti celių įtampų išsibarstymą ir balansavimą atlikti tik jei įtampos skirtumas tarp aukščiausios ir žemiausios celės > 0,03 V (30 mV), pvz., jei viena celė 3,37 V, kita 3,34 V → delta = 30 mV (pasak ChatGPT Optimalu kai delta <15 mV. Pavojinga zona - >50 mV.).

3. Temperatūros. Akumuliatoriaus darbinė temperatūra yra nuo 5 iki 40 ° C (op

Stabilizatoriaus išėjimo varžos formulė ir jos reikšmė

Stabilizatoriaus išėjimo varža (R_iš) yra vienas iš svarbiausių jo parametrų, tiesiogiai įtakojantis stabilizuotos įtampos tikslumą ir jos nepriklausomybę nuo apkrovos pokyčių. Ši varža parodo, kaip efektyviai stabilizatorius palaiko pastovią išėjimo įtampą, kai išėjimo srovė kinta.

Kas yra išėjimo varža?

Išėjimo varža yra hipotetinė varža, kurią galima įsivaizduoti nuosekliai sujungtą su idealaus stabilizatoriaus išėjimu. Ji nusako, kokia dalis įtampos kritimo atsiranda pačiame stabilizatoriuje dėl vidinės varžos, o ne dėl išorinės apkrovos. Mažesnė išėjimo varža reiškia geresnį stabilizatoriaus veikimą, nes išėjimo įtampa mažiau priklauso nuo apkrovos srovės pokyčių.

Stabilizatoriaus išėjimo varžos formulė

Stabilizatoriaus išėjimo varžą galima apskaičiuoti pagal šią formulę:

R_iš = ΔU_iš / ΔI_iš

Kur:

ΔU_iš - išėjimo įtampos pokytis, kai kinta apkrovos srovė.
ΔI_iš - apkrovos srovės pokytis.

Kitaip tariant, išėjimo varža yra išėjimo įtampos ir apkrovos srovės santykio pokyčio matas. Kuo mažesnis šis santykis, tuo geresnis stabilizatorius.

Pavyzdžiui, jei stabilizatoriaus išėjimo įtampa be apkrovos yra 5V, o prie 1A apkrovos ji nukrinta iki 4.9V, tai išėjimo varža bus:

R_iš = (5V - 4.9V) / 1A = 0.1V / 1A = 0.1 Ω

Toks mažas pasipriešinimas rodo gerą stabilizatoriaus veikimą.

Faktoriai, įtakojantys išėjimo varžą

Keletas veiksnių gali įtakoti stabilizatoriaus išėjimo varžą:

Stabilizatoriaus tipas: Įvairių tipų stabilizatoriai (pvz., linijiniai, impulsжиеji) turi skirtingas vidines varžas ir atitinkamai skirtingas išėjimo varžas.
Konstrukcija ir komponentai: Naudojamų komponentų kokybė ir schemos sprendimai tiesiogiai veikia vidinę varžą.
Temperatūra: Kaip ir daugumos elektroninių komponentų, stabilizatoriaus išėjimo varža gali keistis priklausomai nuo temperatūros.
Dažnių keitikliai ir kondensatoriai: Kai kurie prietaisai, tokie kaip dažnių keitikliai, turi talpius kondensatorius, kurie gali sukelti momentinę didelę energijos sąnaudą ir įtakoti stabilizatoriaus veikimą bei išėjimo varžą.

Pavyzdžiui, LiFePO₄ akumuliatorių vidinė varža svyruoja nuo 1.0 iki 3.0 mΩ, tuo tarpu rūgštinių švino akumuliatorių varža siekia 5-20 mΩ. Mažesnė vidinė varža leidžia greičiau įkrauti ir iškrauti akumuliatorius didesnėmis srovėmis, mažinant energijos nuostolius šilumos pavidalu.

Omo dėsnio schema

Išėjimo varžos reikšmė praktikoje

Maža išėjimo varža yra kritinė, kai stabilizatorius naudojamas maitinti jautrius elektroninius prietaisus, kuriems reikalinga stabili įtampa nepriklausomai nuo apkrovos svyravimų. Pavyzdžiui, įjungus didelės galios prietaisą, pvz., vandens siurblį su dažnių keitikliu, apkrovos srovė smarkiai padidėja. Jei stabilizatoriaus išėjimo varža didelė, išėjimo įtampa gali nukristi tiek, kad prietaisas nustos veikti arba suveiks apsauga.

Tai ypač svarbu kuriant rezervinio maitinimo sistemas. Pavyzdžiui, naudojant LiFePO₄ akumuliatorius su inverteriu, svarbu, kad inverterio paleidimas sukeliamas momentinis didelis energijos poreikis netrikdytų stabilizatoriaus darbo. Jei naudojamas inverteris su galingais kondensatoriais, jų įkrovimo metu momentinis didelis energijos poreikis gali sukelti BMS apsaugos suveikimą, jei stabilizatoriaus išėjimo varža yra per didelė.

Taip pat svarbu atkreipti dėmesį į akumuliatoriaus vidinę varžą, kuri tiesiogiai įtakoja sistemos bendrą išėjimo varžą. LiFePO₄ akumuliatoriai pasižymi žemesne vidine varža (1.0 - 3.0 mΩ) lyginant su švino rūgštiniais (5 - 20 mΩ), todėl jie labiau tinka sistemoms, reikalaujančioms didelių srovių ir stabilaus maitinimo.

Išvados

Stabilizatoriaus išėjimo varža yra esminis parametras, nulemiantis jo gebėjimą palaikyti stabilią išėjimo įtampą įvairiomis apkrovos sąlygomis. Pasirinkus stabilizatorių su maža išėjimo varža ir atsižvelgus į kitus sistemos komponentų (pvz., akumuliatorių) vidinės varžos įtaką, galima užtikrinti patikimą ir efektyvų elektros prietaisų veikimą, ypač kritinėse situacijose, tokiose kaip elektros tiekimo sutrikimai.

tags: #stabilizatoriaus #isejimo #varza #rst #formule