Nguyên Lý Làm Việc Của Kích điện

Những đặc tính cơ bản của kích điện

Khác với loại “kích điện” mà người ta đã dùng để đánh bắt cá hàng loạt trước đây (mà cũng chính từ các loại đó mà có lẽ mới có tên là kích điện), loại kích điện dùng trong dân dụng có các đặc tính kỹ thuật cơ bản sau:

• Sử dụng ắc quy (12, 24 hay 48V…)
• Điện áp đầu ra có đặc tính giống như điện áp của lưới điện quốc gia: 220V, xoay chiều, tần số 50 Hz.

Các đặc tính này xuất phát từ yêu cầu thông thường về nguồn điện của các thiết bị sử dụng điện trong dân dụng hàng ngày. Tuy không phải tất cả các thiết bị dùng điện đều có yêu cầu trên, nhưng để tương thích với phần lớn các thiết bị điện nên chúng bắt buộc phải có các thông số như vậy.

Nguyên lý làm việc của kích điện

      

Dưới đây liệt kê một số nguyên lý cơ bản của kích điện dân dụng:

• Biến đổi một bước từ điện một chiều sang điện xoay chiều 220V thông qua các transitor công suất và một biến áp sắt từ ở tần số 50 Hz (bước biến đổi DC-AC).
• Biến đổi hai bước: từ điện một chiều ắc quy ở mức thấp (12, 24Vdc) sang điện một chiều ở mức điện áp cao (khoảng 300Vdc) thông qua mạch dao động tần số cao và biến áp xung (bước biến đổi DC-DC), rồi từ điện một chiều (lúc này có điện thế cao) dao động thành điện xoay chiều 220Vac (tức bước biến đổi DC-AC).

Tuỳ loại nguyên lý mà kích điện được tạm phân ra thành hai loại: Loại biến đổi một bước và loại biến đổi hai bước – thường gọi là kích “điện tử”.

Hình bên giải thích phần nguyên lý của kích điện biến đổi một bước. Nếu nhớ lại kiến thức vật lý một chút thì bạn sẽ thấy rằng muốn tăng điện thế thì cần phải có cuộn biến áp, và biến áp lại chỉ hoạt động với dòng điện xoay chiều. Vậy để biến đổi thành dòng điện xoay chiều thì có thể dùng một công tắc như hình bên phải (phía trên) và một biến áp: Khi chuyển đổi nhanh và liên tục công tắc sang các vị trí lên và xuống, ta sẽ có dòng điện lần lượt chạy vào nửa cuộn dây sơ cấp biến áp, tại cuộn thứ cấp (ghi chữ output) sẽ có điện áp xoay chiều có tần số tương ứng với tần suất chuyển mạch. Tất nhiên chẳng ai lại dùng tay để vận hành kích điện một cách liên tục như vậy nên người ta đã sử dụng các linh kiện điện tử để thay cho việc chuyển mạch này. Bạn xem hình phía dưới sẽ thấy dạng mạch cho các kích điện thông dụng đang được bán trên thị trường hiện nay.

Loại kích điện một bước thường được biết đến khá lâu trước đây (tôi thấy trong các cuốn sách điện tử tại Miền Nam xuất bản những năm 197x đã thấy các mạch điện tương tự).

Đối với loại kích “điện tử” – tức là loại biến đổi hai bước thì sao? Mạch điện cấp thứ nhất cũng có nguyên lý giống như hình bên, nhưng thay vì hoạt động ở tần số 50 Hz đòi hỏi biến áp phải có kích thước lớn – thì kích loại này sử dụng tần số cao hơn nhiều lần để có thể sử dụng loại biến áp xung có kích thước nhỏ gọn hơn. Sau khi biến đổi thành điện áp xoay chiều ở điện áp và tần số cao, lúc này do các thiết bị điện sử dụng tần số 50 Hz nên kích điện tử phải biến điện áp xoay chiều này thành điện áp một chiều, sau đó biến đổi thành điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz. Mạch biến đổi một chiều thành xoay chiều ở cấp tiếp theo này không cần sử dụng biến áp nữa bởi không cần tăng thêm điện thế, mà chỉ cần dùng các linh kiện điện tử thay đổi chiều đi qua tải của dòng điện đầu ra (ví dụ đơn giản như thế này: Bạn có một ắc quy, muốn cấp dòng xoay chiều qua một cái bóng đèn thì có thể nối hai cực ắc quy đó vào bóng đèn, rồi ngắt dây ra đổi ngược lại cực ắc quy, rồi lại đổi xuôi, đổi ngược cứ thế trong thời gian cực nhanh, bạn sẽ tạo ra một dòng điện xoay chiều đi qua bóng đèn).

Các kích điện kiểu “điện tử” luôn có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn nhiều lần so với loại kích còn lại nếu cùng công suất.

Dạng sóng điện đầu ra

Lấy lại một hình ảnh ở bài trước để giải thích kỹ hơn về dạng điện áp đầu ra của một số loại kích điện:

Trong hình thì dạng song màu xanh là “sin chuẩn” còn màu vàng là dạng xung vuông, màu đỏ là mô phỏng theo sóng sin.

Nhiều hãng bán kích điện đã quảng cáo về sản phẩm của mình là đầu ra dạng “sin chuẩn”, tuy nhiên hãy cảnh giác với các quảng cáo này. Để có được điện áp ra đúng dạng sin chuẩn thì trong mạch điện của kích điện phải có một bộ tạo ra sóng sin, sau đó khuếch đại sóng này lên với công suất lớn, kết hợp với biến áp (sắt từ) để chuyển thành điện xoay chiều 220Vac. Về nguyên lý thì cách này là hoàn toàn có thể thực hiện được, nhưng trong thực tế thì người ta không áp dụng, bởi chúng làm tổn hao nhiều công suất cho cái hình sin đẹp đẽ ấy – dẫn đến hiệu suất của bộ kích điện là rất thấp. Nguyên lý này hoạt động giống như một bộ amply công suất lớn: khuếch đại một tín hiệu âm thanh đúng hình sin 50 Hz (được tạo ra bởi một mạch nào đó) trở thành công suất lớn đến mức có thể chạy quạt, xem ti vi….! Bạn nào thích chơi âm thanh sẽ nhận thấy rằng điều đó là không thể – bởi với một amply thông thường khuếch đại âm bass (tần số gần với tần số 50 Hz của lưới điện) cho các cặp loa trầm với công suất vài chục w thì đã toả ra một lượng nhiệt khá nhiều. Nguyên nhân điều này bởi vì nếu như chỉ ở trạng thái “đóng” (không cho dòng đi qua) và “mở” (cho dòng đi qua hoàn toàn theo khả năng của transistor đó) thì công suất tổn hao trên các transistor này là thấp, còn ở trạng thái mở một phần (biến thiên để cho được ra dạng hình sin) thì transistor sẽ toả ra nhiều nhiệt – đồng nghĩa với hiệu suất sử dụng điện là thấp. Bạn có chấp nhận sử dụng một kích điện với hiệu suất chưa đến 50% chỉ để ra được dạng sóng đẹp hay không? Chắc là không nếu như bạn không muốn mua thật nhiều ắc quy dành cho những tổn thất ấy – chính vì vậy mà người ta thường không chế tạo các kích điện sin chuẩn.

Vậy các kích điện bán trên thị trường sẽ không cho ra được dạng điện hình sin? không hẳn, nếu không tạo ra sin chuẩn đẹp thì vẫn có thể tạo ra được dạng gần giống với dạng sin chuẩn tức là mô phỏng theo dạng hình sin. Tuỳ từng loại kích điện mà người ta sử dụng cách thức nào để tạo ra dạng “mô phỏng sin” khác nhau. Đơn giản nhất là dạng sóng màu đỏ như ở hình ảnh phía trên, phức tạp hơn là sử dụng các cuộn cảm, tụ điện thành một mạch để “lấy chỗ nọ, bù chỗ kia” cho dạng sóng vuông để tạo ra dạng điện áp đầu ra trơn chu hơn và có xu hướng ngả theo dạng sóng hình sin. Ngoài ra kích điện loại điện tử còn có thể cho phép dạng sóng đầu ra phức tạp hơn: tạo ra dạng sóng bậc có biên độ khác nhau theo dạng hình sin (bạn xem dạng hình răng cưa trong hình minh hoạ bên phải). Và thường là với dạng mô phỏng sin dạng răng cưa như vậy thì kích điện mới đạt hiệu suất khoảng 70% trở lên (lưu ý rằng với hiệu suất khoảng 85% là lý tưởng với kích điện).

Ảnh hưởng của dạng sóng không sin tới thiết bị tiêu thụ điện

Bởi dạng sóng điện đầu ra của các kích điện không hoàn toàn với dạng sóng của lưới điện dân dụng (tức hình sin) nên chúng có thể gây ảnh hưởng đến một số thiết bị sử dụng điện, một số thiết bị khác lại hoàn toàn không ảnh hưởng bởi dạng này.

Dạng sóng xung vuông thường gây khó khăn cho sự hoạt động các thiết bị điện có tính chất cảm kháng – chủ yếu là các động cơ điện (ở trong quạt điện, điều hoà, tủ lạnh, máy bơm nước…). Nếu như với sóng sin chuẩn, các động cơ điện hoạt động một cách “mượt mà” thì với dạng sóng xung (như hình) các động cơ thường làm hiệu suất kém hơn, phát tiếng kêu và có thể gây nóng hơn bình thường. Nguyên nhân có lẽ do sự chuyển đổi mức điện áp của sóng vuông khiến từ trường giữa cac cuộn dây thay cũng thay đổi đột ngột, dẫn đến các roto (phần quay của động cơ) làm việc cũng có mô men thay đổi đột ngột (bạn nào hiểu nhiều về thiết bị điện thì thấy có vẻ lúc này động cơ làm việc giống như động cơ bước) và dẫn đến hiệu suất làm việc kém. Tuỳ thuộc vào chất lượng và các đặc điểm riêng các động cơ điện mà có thể có ảnh hưởng sau:

• Nếu động cơ có chất lượng không cao (định vị cuộn dây không chắc chắn, lõi sắt không chặt…), do sự biến thiên đột ngột giữa các mức điện áp nên cuộn dây và lõi thép không chặt sẽ bị rung, gây ồn.
• Nếu roto có quán tính không lớn (đa số các quạt bàn, quạt cây đều nằm trong trường hợp này) thì chính bản thân các roto quay không đều (thời điểm điện áp xung cao thì roto có mô men lớn – nhưng nó chưa kịp quay theo phù hợp thì mô men đó bị ngắt bởi đến thời điểm điện áp xuống thấp, do quán tính thấp nên tốc độ quay lại giảm đi, rồi lại đến mức điện áp cao…cứ như vậy liên tục nên roto quay một cách giật cục không đều như đối với dòng điện có dạng sin chuẩn (tuy nhiên điều này không nhìn được bằng mắt thường bởi sự quay giật cục đó xảy ra rất nhiều lần trong một giây).

Đối với loại động cơ có trọng lượng roto lớn thì hiện tượng quay giật cục xuất hiện rõ nét trong thời điểm khởi động và sẽ giảm dần đến mức tối thiểu khi đã đạt tốc độ quay. Thực tế khi sử dụng hai chiếc quạt trần khác nhau (một cái 5 cánh của Panasonic, một cái 3 cánh của Phong Lan) ở nhà mình đã cho thấy điều này. Mình cảm nhận rằng do qán tính lớn nên tốc độ quay của roto lúc này đã không tăng lên/giảm đi đột ngột tương ứng với sự thay đổi của điện áp. Như vậy trong đa số trường hợp khi sử dụng quạt với kích điện, bạn nên hạn chế sự giảm hiệu suất làm việc bằng cách sử dụng với tốc độ cao nhất của quạt (chứ không phải sử dụng tốc độ thấp nhất như một vài kinh nghiệm của các bạn khác chia sẻ trên Internet).Còn điều mà nhiều người có thắc mắc: Kích điện có gây hỏng cho các thiết bị có tính cảm kháng hay không? Theo tôi thì đối với các thiết bị điện có động cơ với chất lượng quá tệ sẽ gây hiện tượng rung, nóng bên trong các cuộn dây và có thể gây om dây (làm mất tính chất cách điện của lớp vỏ) rồi dẫn đến chạm chập sau thời gian dài. Còn lại với các thiết bị có chất lượng từ trung bình trở lên (đến tốt) nếu được làm việc ở chế độ tốc độ lớn thì sẽ không ảnh hưởng nhiều – có chăng là sự khó chịu đối với một số người bởi tiếng kêu khác lạ so với khi sử dụng điện lưới thông thường. Nếu bạn sử dụng kích điện xung vuông đối với các thiết bị có động cơ, bạn có thể kiểm tra nhiệt độ làm việc của thiết bị (bằng cách sờ vào vỏ quạt chẳng hạn) nếu không quá nóng thì bạn có thể yên tâm sử dụng vào các thời gian sau này mà không cần kiểm tra lại.

Ngoài các thiết bị điện có sử dụng động cơ điện trực tiếp được nêu trên, các thiết bị điện còn lại hầu như hoạt động tốt với các dạng sóng xung. Thật vậy, các thiết bị như ti vi, máy tính, màn hình máy tính, bóng đèn compact, đèn tuýp có chấn lưu điện tử đều biến đổi điện xoay chiều 220V thành điện một chiều ở đầu vào mạch của nó. Bạn có thể tham khảo một số mạch điện của ti vi hay của nguồn máy tính để thấy điều này.

Cũng lưu ý thêm về đèn tuýp bởi có hai loại thông dụng hiện nay: Loại đèn có chấn lưu dây quấn (mà đi kèm với nó là tắc te – hay “chuột”) và loại dùng chấn lưu điện tử. Đối với loại đèn tuýp sử dụng chấn lưu điện tử thì cơ chế sử dụng điện của chúng cũng như ti vi và máy tính – tức là chúng dùng cầu đi ốt để chuyển thành điện một chiều trước khi dao động thành tần số cao để cung cấp cho bóng đèn (tương tự, các loại đèn compact tiết kiệm điện cũng có các chấn lưu điện tử nằm ở đui đèn), vậy loại đèn này cũng sử dụng tốt với kích điện. Loại đèn tuýp còn lại sử dụng chấn lưu bằng các vòng dây cuốn thông thường cùng với tắc te (chuột): bật đèn khá khó khăn khi sử dụng với các kích điện đầu ra là xung vuông. Nếu như bạn sử dụng các bộ kích điện và cảm thấy bật đèn khó khăn thì bạn nên chuyển sang sử dụng một bộ chấn lưu điện tử (việc này chỉ cần thay thế chấn lưu và đấu lại mạch điện theo sơ đồ trên vỏ của chúng, tuy chấn lưu điện tử không bền bằng loại dây quấn, nhưng chúng đảm bảo sử dụng đèn tuýp không bị sáng nhấp nháy và gây cận thị như loại chấn lưu dây quấn). Lựa chọn mua kích điện

Nếu bạn muốn mua một chiếc kích điện để đề phòng những khi mất điện, bạn sẽ chọn loại nào trong số hai loại trên? Phần dưới đây sẽ gợi ý một chút đối với bạn nếu như thị trường có nhiều loại.

Trước hết là bạn cần ước lượng đến công suất mà mình cần sử dụng để tìm loại công suất kích điện phù hợp. Để làm điều này bạn có thể ước lượng số đèn, ti vi, quạt, máy tính… sẽ sử dụng khi mất điện, sau đó tính tổng công suất của chúng lại.

Nếu công suất mà bạn sử dụng trong khoảng 500W thì có lẽ rằng bạn sẽ có nhiều lựa chọn bởi nhiều loại kích điện đáp ứng được công suất này, còn nếu vượt quá công suất này thì có lẽ rằng bạn phải chi khá nhiều tiền cho các bộ kích điện công suất lớn hơn.

Có một điều lưu ý rằng nếu như trong các thiết bị tiêu thụ điện mà bạn chọn có động sử dụng động cơ điện có công suất cỡ 100W trở lên (như bơm nước, tủ lạnh, điều hòa…) thì cần chọn công suất kích điện cộng thêm gấp 3-4 lần thiết bị đó – bởi vì dòng điện khởi động của các động cơ này khá lớn, nếu công suất kích điện chỉ vừa đủ thì khi khởi động các thiết bị này kích điện cũng bị quá tải, gây cháy cầu chì hoặc hư hỏng. Ti vi loại có ống phóng điện tử CRT (tức loại màn hình dày, không phải loại mỏng là LCD) hoặc màn hình máy tính kiểu CRT cũng cần một dòng điện lớn khi khởi động (để khử từ) nên cũng cần tính công suất gấp 3 lần cho các loại màn hình này.

Tiếp theo là lựa chọn loại kích điện: Loại biến đổi một bước hay loại kích “điện tử”, để thấy được các ưu việt của từng loại, bạn có thể xem bảng so sánh sau:

Tiêu chí	Kích “điện tử”	Kích điện 1 bước
Công suất	Dễ chế tạo loại công suất lớn hơn	Chế tạo loại công suất lớn khó khăn hơn do kích thước lớn.
Khả năng chịu quá tải	Khả năng chịu quá tải thấp hơn do sử dụng linh kiện điện tử để điều tiết dạng sóng đầu ra. Tuy nhiên có thể khắc phục được nếu thiết kế tốt.	Có khả năng chịu quá tải cao hơn
Độ tin cậy	Độ tin cậy thường thấp hơn do các linh kiện điện tử dễ hư hỏng. Tuy nhiên độ tn cậy này có thể khắc phục được nếu thiết kế tốt.	Có độ tin cậy cao hơn do ít bước sử dụng linh kiện điện tử.
Mức độ gây nhiễu điện	Thường gây nhiễu điện nhiều hơn do sử dụng tần số cao để biến đổi điện một chiều thành xoay chiều. Tuy nhiên hiện tượng gây nhiễu điện này có thể xử lý được ở bởi các nhà sản xuất.	Ít gây nhiễu điện bởi tần số giao động là 50 Hz
Dạng sóng điện đầu ra	Giả lập dạng sóng hình sin tốt hơn (nếu mạch điện thiết kế cho dạng này).	Đầu ra thường là dạng sóng xung vuông, một vài loại người ta dùng hệ L-C để làm méo cho giống dạng sin.
Hiệu suất kích điện	Hiệu suất cao hơn, dòng điện tiêu thụ khi không tải thấp hơn	Hiệu suất thấp hơn, dòng điện không tải lớn (có nghĩa là bật kích điện dù có sử dụng hay không cũng tiêu tốn dòng ắc quy lớn).
Mức độ điều chỉnh theo công suất	Mức độ điều chỉnh theo công suất tiêu thụ tốt hơn, tự động điều chỉnh điện áp ra theo công suất.	Sự điều chỉnh theo công suất kém hơn, một số kích điện phải điều khiển mức điện áp ra bằng núm vặn, số còn lại sử dụng các rơle để điều khiển tự động, nhưng hiệu quả không cao.
Tính năng sạc ắc quy	Một số loại không kèm chức năng sạc ắc quy (do chúng thiết kế để dùng trên ô tô chẳng hạn), một số loại chuyên dụng sẽ tích hợp sạc điện.Loại tích hợp sạc điện thường có	Thường kèm sạc ắc quy do sử dụng ngược lại: Cuộn thứ cấp được cấp điện 220Vac, cuộn sơ dùng cấp điện cho ắc quy. Tuy nhiên thời gian sạc ắc quy của loại này thường dài và ắc quy khó được nạp đầy.
Giá thành	Giá thành cho một đơn vị công suất (ví dụ: ngàn đồng/w) thấp, tuy nhiên các loại chất lượng tốt và công suất lớn thì giá thành có thể lớn hơn loại biến đổi một bước.	Giá thành thường cao cho một đơn vị công suất

Đến đây có lẽ bạn nhận ra rằng loại kích điện “điện tử” có nhiều ưu điểm hơn và lựa chọn nó. Tuy nhiên phần lớn loại kích điện tử hiện nay bạn gặp trên thị trường lại là loại có chất lượng trung bình kém, có giá rẻ và được ghi công suất lớn hơn gấp nhiều lần (khoảng 3 đến 4 lần) so với công suất thực sự của nó. Đã khá nhiều người đã sử dụng loại kích điện này và bị hư hỏng ngay sau một thời gian ngắn mà phần lớn là tin tưởng vào công suất ghi trên nó. Vậy không nên sử dụng loại này? Không phải, bạn có thể tìm thấy một số loại kích điện loại này và có chất lượng tốt, thường chúng được sản xuất tại Mỹ, Đài Loan và ngay cả ở Việt Nam.

Với mức giá trung bình từ 1,5 triệu đến 3 triệu, phần lớn những người đã mua kích điện trong thời điểm cắt điện luân phiên năm 2010 ở Việt Nam dùng loại kích điện biến đổi một bước. Loại này có ưu điểm là bền, chịu quá tải tốt (nên có thể dùng cho các bơm nước công suất thấp, tủ lạnh, ti vi loại CRT… chỉ với loại 1000 VA). Bạn cũng có thể lựa chọn loại này để đảm bảo độ bền với mức giá hợp lý.

Một số lưu ý khác khi chọn mua kích điện

Ngoại hình các loại kích điện và cách phân biệt

Theo phần nguyên lý kích điện đã nói ở trên thì kích điện chia thành hai loại chính: Loại biến đổi một bước (hay còn quen gọi là loại “kích cơ”) và loại biến đổi hai bước (hay quen gọi là “kích điện tử”)

Kích điện loại “cơ” là loại mà bên trong của nó có biến áp sắt từ để chuyển đổi điện từ 12V lên 220V xoay chiều – có tần số 50 Hz. Biến áp này chính là linh kiện có kích thước lớn và nặng nhất so với các linh kiện còn lại nên nó là đặc điểm để nhận dạng loại kích điện này.

Kích điện dạng “điện tử” thường nhỏ gọn hơn kích “cơ” nhiều lần do thay thế loại biến áp sắt từ ở bên trong bằng biến áp xung nhỏ gọn, nhưng hai hình dạng này thuộc loại kích điện giá thành thấp – chất lượng không cao (chúng thường có giá khoảng 700.000/1 kích điện ghi 1000W):

Qua các hình trên bạn có thể thấy đặc điểm đầu tiên của loại kích điện “điện tử” là chúng có kích thước nhỏ gọn. Nguyên nhân của sự nhỏ gọn này đã được nói ở trên: chúng sử dụng loại biến áp xung nên làm giảm được kích thước tổng thể. Cũng do sự khác biệt của biến áp nên trọng lượng của kích điện cũng thay đổi: Loại kích điện “điện tử” có trọng lượng nhẹ hơn nhiều so với loại còn lại.

Ý nghĩa của thông số VA và W ghi trên kích điện

Một số loại kích điện thì ghi công suất là V.A, một số loại thì ghi là W, vậy thì đơn vị V.A và W này có gì khác nhau và hiểu chúng thế nào cho đúng.

Một cách nôm na thì V.A là Vôn nhân Ampe, có nghĩa là điện áp nhân dòng điện (V là đơn vị của điện áp, V là đơn vị của dòng điện mà). W đơn vị của công suất – điều đó là rõ rồi, và W là đơn vị thường được ghi trên thiết bị sử dụng điện.

Giữa V.A và W có mối liên hệ với nhau, để biết về mối quan hệ này ta hãy xem công thức tính công suất P = U.I; Công suất (đơn vị là W) bằng Điện áp (đơn vị là V) nhân với Dòng điện (đơn vị là A). Tuy nhiên đó là công thức đối với điện một chiều, còn với điện xoay chiều thì công thức này trở thành:

P = U.I.cos(phi).

Lưu ý lại rằng U tính bằng Vôn (viết tắt là V), I tính bằng Ampe (viết tắt là A) Như vậy thì W chính bằng tham số VA (được ghi trên vỏ của kích điện) nhân với một hệ số nữa là cos(phi). Hệ số cos(phi) luôn nhỏ hơn 1 (rất hiếm khi bằng 1) nên W luôn nhỏ hơn VA.

Hệ số cos(phi) này không cố định, mà phụ thuộc vào các thiết bị sử dụng điện của bạn, nhưng bạn có thể lựa chọn chúng trong khoảng từ 0,6 đến 0,7 để tính toán gần đúng.

Cũng dựa vào tính chất này nên thường thì các kích điện muốn có cảm giác công suất lớn, người ta thường ghi công suất theo VA. Nếu bạn tính công suất sử dụng theo W thì bạn cần phải lấy số VA của kích điện đó và nhân với 0,6 đến 0,7.

Hướng dẫn sử dụng kích điện

Có nhiều dạng kích điện khác nhau mà nguyên lý hoạt động chính của chúng đều nằm một trong hai loại “biến đổi một cấp” và “biến đổi hai cấp” (tức là kích điện tử). Ở phần hướng dẫn sử dụng này xin trình bày những phần chung nhất mà thôi. Mọi hướng dẫn chi tiết bạn cần tuân theo sách/tài liệu hướng dẫn của nhà sản xuất kích điện của bạn.

Nối ắc quy với kích điện

Kích điện nào cũng giống nhau về mặt sử dụng ắc quy (nếu ắc quy gắn sẵn bên trong kích điện thì có lẽ nó đã gọi là bộ lưu điện UPS rồi), còn tùy vào kích điện sử dụng các loại ắc quy bao nhiêu vôn mà thôi. Để nhận biết kích điện sử dụng ắc quy bao nhiêu vôn, bạn chỉ việc tìm một dòng nào đó ghi trên vỏ kích điện là 12V hay 24V hay 48V. Thông thường bạn dễ tìm thấy dòng này ở mặt trước kích điện hoặc tại phần dây nối ắc quy.

Nếu kích điện sử dụng ắc quy 12 vôn, bạn chỉ việc nối cực dương ắc quy vào dây dương (có ký hiệu là dấu cộng +) và cực âm ắc quy vào dây âm (thường có ký hiệu là dấu trừ –). Với loại kích điện có sẵn dây đầu ra, thường thì quy ước dây dương là màu đỏ hoặc màu trắng, dây âm là màu đen, hãn hữu lắm mới có các ký hiệu màu khác với quy ước này – và nếu có quy ước khác đi thì chúng được ghi rõ tại đầu ra.Nếu như dây đấu có sẵn phần kẹp điện vào cực của ắc quy thì bạn có thể sử dụng chính kẹp này (tuy nhiên chúng thì không được tốt bằng cách đấu trực tiếp bằng “đầu bọt” – được nói ở dưới). Nếu không có các kẹp thì bạn phải mua kèm phần “đầu bọt” của ắc quy và vặn chặt dây nguồn vào các ốc của “đầu bọt” đó.

Trong trường hợp kích điện không có sẵn dây nối từ trong của nó ra thì nó sẽ có hai cực đấu dây (thông thường thì các loại kích điện tử có công suất nhỏ sẽ làm theo cách này), bạn có thể sử dụng dây đấu bán kèm hoặc dùng các dây đấu riêng của mình cho việc kết nối kích điện với ắc quy. Nếu sử dụng dây ngoài, bạn nên dùng dây có kích thước 2x6 mm2 trở lên để đảm bảo nhằm tránh sụt áp quá nhiề và gây nóng dây. Xin lưu ý rằng dây dẫn không nên dài quá 1 đến 2 mét, nếu như lớn hơn khoảng cách này thì bạn cần tăng tiết diện của dây dẫn lên: Khoảng 10 mm2 hoặc chập nhiều dây lại để được tiết diện lớn hơn.

Khi sử dụng công suất mỗi 100 W thì kích điện tiêu tốn một dòng khoảng 10 Ampe tại ắc quy (12V), và cần dùng tiết diện dây khoảng 2 mm2. Vậy nếu bạn dùng công suất khoảng 500W thì nên dùng dây tiết diện 10 mm2 để nối với ắc quy.

Tiết diện dây dẫn thông dụng được sử dụng trong nhà bạn thường là loại 1,5 mm2; 2,5 mm2 hay 4 mm2 mà thôi. Trên các vỏ dây dẫn cũng thường ghi tiết diện này - ví dụ 2 x 4 có nghĩa là dây 2 sợi, tiết diện mỗi sợi 4 mm2.

Đối với loại kích điện sử dụng ắc quy 24 vôn, bạn có thể dùng đúng loại ắc quy 24 vôn (loại này thường khá hiếm và giá đắt hơn) hoặc dùng hai ắc quy 12 vôn mắc nối tiếp nhau. Việc mắc nối tiếp hai ắc quy 12 vôn thực hiện như sau: Cực dương ắc quy thứ nhất nối với dây dương của kích điện, cực âm của ắc quy thứ nhất nối với cực dương của ắc quy thứ hai, và cực âm của ắc quy thứ hai nối với dây âm của kích điện. Với các loại kích điện sứ dụng ắc quy 36, 48 vôn hoặc hơn nữa thì cách nối cũng như trên, tức là nối tiếp nhau. Nếu như bạn không rành về điện hoặc đã quên hết các kiến thức vật lý phổ thông thì nên nhờ một người nào đó hiểu biết nối cho bạn bởi ắc quy có thể phát nổ trong một số trường hợp bị ngắn mạch hoặc đấu ngược cực với nhau giữa hai ắc quy.Nối đầu ra đầu ra kích điệnĐầu ra kích điện là điện 220V có tần số 50 Hz mà kích điện xuất ra sẽ được đưa vào các thiết bị tiêu thụ điện. Trong một số trường hợp thì việc nối điện đầu ra rất đơn giản, nhưng bởi mong muốn của người sử dụng nó cho các thiết bị điện nào mà cũng khá phức tạp, đòi hỏi phải có người hiểu về điện thao tác chúng.Nếu như bạn chỉ sử dụng kích điện chỉ cho một số thiết bị riêng lẻ (như TV, máy tính) hoặc bạn đang ở trong một phòng mà toàn bộ điện sử dụng được cắm bằng một phích cắm điện thì đây là trường hợp đơn giản: Bạn có thể cắm trực tiếp các thiết bị sử dụng điện vào ổ cắm đầu ra của kích điện (hoặc thông qua một bộ dây cắm chia ra nhiều ổ).Để lắp đặt kích điện như một thiết bị cung cấp điện cho toàn bộ ngôi nhà thì sẽ phức tạp hơn – tuy nhiên bạn nên thực hiện theo cách này bởi nó thuận tiện cho sử dụng hơn nhiều.Để thực hiện cách cung cấp điện cho toàn bộ ngôi nhà bằng kích điện, bạn cần tìm cầu dao hay aptomat tổng của hệ thống điện (thường nó nằm tại tủ điện tổng). Nếu ở đây không có sẵn một cầu dao hai ngả thì bạn cần lắp thêm một cầu giao hai ngả vào vị trí phía sau cầu giao tổng hoặc aptomat tổng này.Việc lắp thêm cầu giao hai ngả như sau: Hai cực giữa của cầu giao nối với hệ điện tiêu thụ; Một đầu cầu dao nối với điện lưới (tức sau aptomat tổng hoặc sau bộ ổn áp – nếu gia đình bạn sử dụng ổn áp), một đầu của cầu giao nối với đầu ra của bộ kích điện. Khi sử dụng bạn chỉ có một lựa chọn dùng một nguồn duy nhất – điều đó nhằm tránh sự nhầm lẫn hoặc các sự cố khác như quá tải kích điện (xuất điện ra lưới điện phía ngoài) hay gây xông ngược điện lưới vào kích điện.Điều chỉnh điện áp ra khi sử dụng

Sau khi nối hệ thống điện từ ắc quy vào kích điện và dây dẫn từ kích điện ra các thiết bị tiêu thụ bạn đã có thể sử dụng kích điện. Tuy nhiên hãy lưu ý về tải đầu ra xem chúng có quá lớn so với công suất của kích điện hay không. Hãy tắt tất cả các bình nước nóng, tủ lạnh, các hệ thống máy tính và máy in (máy in khi khởi động và làm việc cũng sử dụng một công suất khá lớn).

Tùy theo loại kích điện của bạn được thiết kế tự động hoặc phải điều chỉnh bằng tay mà bạn có thể phải điều chỉnh điện áp hoặc không. Các kíchd diện loại điện tử thường điều khiển điện áp ra một cách tự động bằng mạch điện bên trong. Các kích điện loại biến đổi một bước cũng có thể được thiết kế điều khiển tự động bằng các rơ le ở bên trong, hoặc được điều chỉnh bằng tay thông qua núm xoay ở bên ngoài. Nếu kích điện có sự điều chỉnh ở bên ngoài thì chúng thường có một hoặc hai núm xoay theo từng nấc, một trong hai núm đó dùng để điều chỉnh điện áp đầu ra, núm còn lại để điều chỉnh điện áp/dòng nạp cho ắc quy khi kích điện ở chế độ nạp. Ban đầu bạn nên điều chỉnh tất cả các núm ở nấc đầu tiên (tức vặn tận cùng theo chiều ngược kim đồng hồ, sau đó xoay xuôi chiều kim đồng hồ một nấc nhằm tránh điện áp ra quá cao khi có ít tải).

Sau khi đã nối dây, đặt các vị trí núm xoay về nấc ban đầu, kiểm tra các thiết bị sử dụng điện đầu ra, bạn đã có thể chuẩn bị bật kích điện hoạt động. Trước khi cấp điện cho toàn bộ các thiết bị điện sử dụng tại đầu ra, bạn nên ngắt điện các thiết bị tiêu thụ, sau đó bật kích điện lên để làm việc ở chế độ không tải. Nếu như đây là lần đầu tiên sử dụng kích điện, bạn nên bật chế độ không tải trong khoảng vài phút, điều này nhằm đưa kích điện bắt đầu vào hoạt động và chúng có thể sẽ tự sấy khô các hơi ẩm, thoát bụi nhờ quạt gió…Nếu như kích điện đã sử dụng nhiều lần, bạn cũng nên cho chúng chạy không tải vài giây trước khi đóng tải ở đầu ra, điều này nhằm tránh gây ra sốc điện hoặc gây ra hư hỏng trong quá trình quá độ của chúng.

Sau khi bật kích điện, nếu như loại kích có núm xoay, bạn hãy nhìn đồng hồ điện áp đầu ra để điều chỉnh chúng cho phù hợp. Thông thường khi sử dụng điện công suất thấp thì các nấc điều chỉnh đầu tiên cũng có thể cho phép điện áp đầu ra ở mức tiêu chuẩn 220V, nhưng công suất sử dụng lớn hơn thì bạn cần điều chỉnh chúng tăng lên bằng cách vặn từng nấc xuôi chiều kim đồng hồ cho đến khi điện áp đầu ra khoảng 220V. Thực chất của việc điều chỉnh này là thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp trong các kích điện biến đổi một cấp để đạt mức điện áp ra phù hợp.

Sau khi bạn đã điều chỉnh điện áp ra phù hợp, nếu bạn tăng thêm công suất tải (ví dụ bật thêm đèn, ti vi….) thì có thể điện áp lại thấp xuống, bạn lại tiếp tục điều chỉnh theo cách trên.

Sau khi dùng một thời gian, điện áp của ắc quy cũng dần tụt xuống (thông thường điện áp ban đầu của ắc quy sau khi nạp đầy đủ và để một thời gian sẽ là khoảng 13V, chúng thấp dần xuống đến mức 10,7 vôn là giới hạn dưới – và bạn không nên sử dụng dưới mức điện áp này để bảo vệ ắc quy). Khi điện áp ắc quy tụt dần xuống thì các loại kích biến đổi một cấp có núm điều chỉnh sẽ bị thay đổi điện áp đầu ra – và khi này bạn lại cần tiếp tục điều chỉnh. Mức độ tụt điện áp của ắc quy phụ thuộc vào dung lượng, chất lượng của ắc quy và mức công suất tiêu thụ: Ắc quy có dung lượng lớn và chất lượng còn tốt sẽ lâu hết, tải sử dụng ít (dùng ít thiết bị điện hoặc tổng công suất thiết bị điện thấp) thì thời gian sử dụng cũng được lâu hơn.

***

Và đến đây, tôi hi vọng rằng những gì mình viết ra sẽ giúp bạn đã hiểu sơ qua về thiết bị biến đổi điện từ ắc quy lên điện xoay chiều theo thông số của lưới điện địa phương – mà gọi tắt là kích điện. Do giới hạn bởi kiến thức bản thân và chuyên môn không phù hợp nên bài viết còn nhiều sai sót, tôi mong được các bạn góp ý thêm để có thể chỉnh sửa cho phù hợp.

 Tác giả: Trương Mạnh An

Các bài viết liên quan

1. Giới thiệu về máy phát điện kiểu UPS HSG APOLLO
2. Bảng giá máy phát điện kiểu UPS HSG APOLLO (600VA-6KVA)
3. Cách tính toán thông số kỹ thuật của Bộ kích điện và Ắc quy
4. Bảng giá Bộ kích điện Apollo công suất từ 600VA đến 10KVA (mới cập nhật)
5. Bảng giá Ắc quy VRLA Vision chuyên dùng cho UPS, viễn thông, kích điện
6. So sánh giữa Máy phát điện kiểu UPS với máy phát điện dùng nhiên liệu
7. Các bài viết tư vấn về Bộ kích điện, UPS, Ắc quy