Повишаването на изискванията към качеството на електроенергията в момента е напълно естествен процес. Изискванията на посочените стандарти се дължат на два компонента. Първият е желанието на потребителите да се защитят максимално от последствията от аварийни ситуации в електроенергийната система. Вторият компонент е свързан с условията на работа на товара. Това трябва да включва изискванията за стабилна и продължителна работа на интелигентно и мощно електрическо оборудване, намаляване на загубите в захранващата мрежа и др. Един от ефективните варианти за технически решения на проблема с качеството на електроенергията са източниците непрекъсваемо захранване(UPS, английски UPS).

Основната задача на UPS е да осигури на потребителя електричество в момента, в който параметрите на качеството надхвърлят регламентираните норми (намаляване, повишаване на напрежението, значително изкривяване на формата ...). Изпълнявайки тази задача, UPS може:

  • изключете от захранването и прехвърлете захранването към товара, като използвате собствен източник;
  • захранвайте товара с коригираното мрежово напрежение.

В по-скъпите UPS може да се внедри функция за подобряване на качеството на консумираната електроенергия (интегриран коректор на фактора на мощността).

Видове "непрекъсваеми устройства"

Има три основни типа UPS.

  1. Излишен UPS(готовност, офлайн, архивиране). Най-простият и най-евтиният техническо решение(например популярния APC Back-UPS CS 500). При значително пренапрежение или понижено напрежение UPS се изключва от мрежата 220V и преминава в режим на батерия. Основни елементи на офлайн UPS: акумулатори (батерия), зарядно устройство, инвертор, повишаващ трансформатор, система за управление, филтър (фиг. 1).


    а)


    б)
    Ориз. 1 Нормална работа (a) и работа на батерия (b) Предимството на офлайн UPS е ниска цена и висока ефективност при работа от електрическата мрежа. Недостатъци: високо ниво на изкривяване на изходното напрежение (високи хармоници, ≈30% в случай на квадратна вълна), невъзможност за регулиране на параметрите на входното напрежение. Характеристиките на изходното напрежение ще бъдат разгледани по-подробно по-долу.).
  2. Интерактивен UPS(Английска линия - интерактивна). Това е междинен тип между евтин и прост офлайн UPS и скъп многофункционален онлайн UPS (например ippon back office 600). За разлика от офлайн UPS, интерактивният източник има автотрансформатор, който ви позволява да поддържате нивото на изходното напрежение в рамките на 220V (+ -10%) по време на спадове / нараствания мрежово напрежение(фиг. 2). По правило броят на нивата на напрежение на автотрансформатора варира от две до три.


    (а)


    б)


    (в)


    (G)
    Ориз. 2 Работа на интерактивния UPS при нормално мрежово напрежение (a), по време на падане на мрежовото напрежение (b), при повишено мрежово напрежение (c), в случай на прекъсване на мрежовото напрежение или значително увеличение (d) Изходното напрежение се регулира чрез превключване на съответния кран на намотката на трансформатора. В случай на дълбок спад или значително увеличение или пълно изчезване на мрежовото напрежение, този клас UPS функционира подобно на офлайн класа: той се изключва от мрежата и генерира изходно напрежениеизползвайки захранване от батерията. Що се отнася до формата на изходния сигнал, той може да бъде както синусоидален, така и правоъгълен (или трапецовиден).
    Предимства на линейно интерактивното в сравнение с UPS в режим на готовност: по-бързо време за превключване към офлайн работаот батерии, стабилизиране на нивото на напрежение на изхода. Недостатъци: по-ниска ефективност при работа от мрежата, др висока цена(в сравнение с офлайн тип), лошо филтриране на пренапрежение (пренапрежение).
  3. UPS с двойно преобразуване(UPS с двойно преобразуване на английски, онлайн). Най-функционалният и скъп тип UPS. Bespereboynik винаги е включен в мрежата. Входящият синусоидален ток преминава през токоизправителя, филтрира се, след което се обръща обратно към AC. В линка постоянен токможе да се инсталира отделен DC/DC преобразувател. Тъй като инверторът винаги работи, закъснението за преминаване в режим на батерия е практически нулево. Стабилизирането на изходното напрежение при спадове или спадове в мрежовото напрежение е по-добро, за разлика от стабилизирането на линията - интерактивен UPS. Ефективността може да бъде в диапазона от 85%÷95%. Изходното напрежение често е синусоидално (хармонично изкривяване<5%).


    Ориз. 3 Функционална схема на една от опциите за онлайн UPS. 3 показва блокова схема на онлайн UPS опцията. Мрежовото напрежение тук се изправя от полууправляем токоизправител. Импулсното напрежение се филтрира и след това се обръща. В онлайн UPS вериги може да има един или повече така наречени байпаси (байпасни превключватели). Функцията на такъв превключвател е подобна на функцията на реле: превключване на товара за захранване от батерия или директно от мрежата.
    Въз основа на онлайн структурата се създават не само монофазни, но и индустриални трифазни UPS. Непрекъснатостта на електрозахранването на големи файлови сървъри, медицинско оборудване, телекомуникации се осъществява изключително на базата на онлайн структурата на UPS.
  4. Специални видове UPS. Използват се и други специфични видове UPS. Например ферорезонансно непрекъсваемо захранване. В този UPS специален трансформатор натрупва заряд от енергия, който трябва да е достатъчен за времето на превключване на захранването от мрежата към батериите. Освен това някои UPS използват механичната енергия на супер маховика като източник на енергия.

Основните характеристики на UPS.

  1. Мощност. Мощност: волт-ампер (VA), ват (W), волт-ампер реактивен (VAr). Спомнете си, че има обща S, активна P и реактивна Q мощност. Уравнението, свързващо мощностите
    S2=P2+Q2
    Активна мощност(W) се изразходва за полезна работа, реактивен (VAr) - не извършва полезна работа. Съответно привидната мощност, по дефиниция, е максималната мощност, която източникът трябва да има, за да осигури на товара необходимата енергия. Съотношението на активната мощност към пълната мощност показва качеството на използването на електроенергия и се нарича фактор на мощността (на английски Power Factor, PF):
    (лампи с нажежаема жичка, нагреватели) има PF=1, пълната мощност е равна на активната мощност. Компютри, микровълнови фурни, климатици имат пример за изчисление.
    Изчисляване на непрекъсваемо захранване за компютър (два компютъра + два монитора). Мощността на компютъра е лесно да се прецени, като се знае за каква мощност е предназначено захранването. Нека PC-то има 450 W захранвания (активна мощност). С неизвестен PF за компютър със захранване без PFC (английски Power Factor Corrector, коректор на фактора на мощността), PF може да се приеме равен на 0,65. По същия начин вземаме PF на монитора равен на 0,65. Активната мощност на монитора е 50 вата. В резултат на това общата активна мощност на потребителя (две работни места)
    R=450+50+450+50=1000 W
    Брутна мощност (от формула 2):
    S= P/PF=1000/0,65=1538 (VA).
    Ако в захранващите блокове (PSU) на компютъра и монитора е монтиран коректор на фактора на мощността (PF=1), то общата мощност S е равна на активната мощност.
    S=P=1000 (VA)
    За натоварване под формата на компютър можете да изчислите UPS без резерв на мощност въз основа на следните факти:
  • Компютърните захранвания имат защита от претоварване. С други думи, компютърът няма да може да консумира повече енергия от декларираната мощност на захранването.
  • Мощността на захранването е максималната мощност. Всъщност в неактивен режим (непосредствено след стартиране) компютрите консумират около 50% от енергията си.

Резултат.
И така, необходимите минимални параметри на UPS:

  • за компютри със захранвания без PFC - 1 kW / 1540 VA.
  • за компютри със захранвания с PFC - 1kW / 1kVA.

За първия вариант е подходящо apc Smart-UPS C 2000VA непрекъсваемо захранване (линейно-интерактивно UPS 2kVA / 1,3 kW). За втория - UPS Ippon Smart Winner 1500 (1,35 kW) или Eaton 5SC 1500 VA (1,05 kW).
При изчисляване е важно да се вземе предвид краткосрочното увеличение на мощността за товари като електрически двигатели. В моментите на стартиране текущият Istart е пет, седем пъти по-висок от номиналния In:
Istart=(5÷7)*In


Характеристики на приложението.

Непрекъсваемите захранващи устройства за отоплителен котел, както и непрекъсваемите захранващи устройства за газови котли, имат функция, свързана с режимите на работа на нулевия проводник. Често автоматизацията на котела изисква свързване на неутрална мрежа. Факт е, че веригата за управление на пламъка на горелката е свързана към земята и в четирипроводна 220V мрежа нулевият проводник и земята на котела са окончателно затворени чрез физическата земя. Въпреки това, когато неутралът е счупен или когато нулата на потребителя е механично изключена от нулата на захранващата мрежа (автономна офлайн работа на UPS), веригата за контрол на пламъка се прекъсва. Налични са следните решения за разрешаване на този проблем:


заключения

Отправната точка при избора на непрекъсваемо захранване е да се определи естеството на товара (UPS за компютър, за отоплителни котли ...). За отговорни потребители и устройства, съдържащи променливотокови двигатели, трябва да се избират скъпи и функционални онлайн UPS устройства. За компютри и офис оборудване са подходящи по-евтини линейно интерактивни или обратни IPB. Следващият избор е да се изчисли мощността и живота на батерията на UPS. Също така трябва да е възможно да се използва "през" нула. При формирането на окончателното решение трябва да се вземе предвид популярността на марките на пазара: лидерът APC притежава около 50% от всички продажби, следван от Ippon, Eaton Powerware, Powercom със значителен марж.

С развитието на цивилизацията тя започва да консумира все повече и повече енергия, по-специално електрически машини, фабрики, електрически помпи, улични светлини, лампи в апартаменти ... Появата на радиото, телевизорите, телефоните, компютрите даде на човечеството възможност да ускори обменът на информация обаче го обвърза с източници на електричество, тъй като сега в много случаи загубата на електричество е равносилна на загуба на канал за доставяне на информационен поток. Тази ситуация е най-критична за редица най-модерни индустрии, по-специално, където компютърните мрежи са основен производствен инструмент.

Отдавна е изчислено, че след няколко месеца работа цената на информацията, съхранявана на компютър, надвишава цената на самия компютър. От дълго време информацията се е превърнала в вид стока, тя се създава, оценява, продава, купува, натрупва, трансформира ... и понякога се губи по различни причини. Разбира се, до половината от проблемите, свързани със загубата на информация, възникват поради софтуерни или хардуерни повреди в компютрите. Във всички останали случаи, като правило, проблемите са свързани с лошо качество на захранването на компютъра.

Осигуряването на висококачествено захранване на компютърните компоненти е ключът към стабилната работа на всяка компютърна система. Съдбата на цели месеци работа понякога зависи от формата и качествените характеристики на електрическата мрежа, от успешния избор на захранващи компоненти. Въз основа на тези съображения беше разработена следната методология за изследване, която е предназначена да стане основа за тестване на качествените характеристики на непрекъсваемите източници на енергия в бъдеще.

  1. Разпоредби на GOST
  2. UPS класификация (описание, диаграма)
    • Извън линия
    • Интерактивна линия
    • Онлайн
    • Основни видове по капацитет
  3. Физика
    • а. Видове мощност, формули за изчисление:
      • Моментално
      • Активен
      • Реактивен
      • Завършено
  4. Тестване:
    • Цел на тестването
    • Общ план
    • Опции за проверка
  5. Оборудване, използвано при тестването
  6. Библиография
Разпоредби на GOST

Всичко, свързано с електрическите мрежи в Русия, се регулира от разпоредбите на GOST 13109-97 (приет от Междудържавния съвет по стандартизация, метрология и сертификация за замяна на GOST 13109-87). Стандартите на този документ отговарят напълно на международните стандарти IEC 861, IEC 1000-3-2, IEC 1000-3-3, IEC 1000-4-1 и IEC 1000-2-1, IEC 1000-2-2 публикации в условия за нивата на електромагнитна съвместимост в захранващите системи и методи за измерване на електромагнитни смущения.

Стандартните показатели за електрически мрежи в Русия, установени от GOST, са следните характеристики:

  • захранващо напрежение 220 V±10%
  • честота 50±1 Hz
  • изкривяване на формата на вълната на напрежението по-малко от 8% за дълго време и 12% за кратко време

Документът също така обсъжда типични проблеми със захранването. Най-често се сблъскваме със следните от тях:

  • Пълна загуба на напрежение в мрежата (без напрежение в мрежата за повече от 40 секунди поради смущения в захранващите линии)
  • Провисване (краткотрайно намаляване на напрежението в мрежата до стойност под 80% от номиналната стойност за повече от 1 период (1/50 секунда) е резултат от включване на мощни товари, външно се проявява като трептене на осветителни лампи) и пренапрежения (краткотрайни увеличения на напрежението в мрежата с повече от 110% от номиналното за повече от 1 период (1/50 от секундата); появяват се при изключване на голям товар, външно се проявяват като трептене на осветителни лампи) напрежение с различна продължителност (характерно за големите градове)
  • Високочестотен шум радиочестотни смущения от електромагнитен или друг произход, резултат от работата на мощни високочестотни устройства, комуникационни устройства
  • Отклонение на честотата извън диапазона
  • Високоволтови удари краткотрайни импулси на напрежение до 6000V и продължителност до 10 ms; появяват се по време на гръмотевични бури, в резултат на статично електричество, поради искри на ключове, нямат външни прояви
  • Промяната на честотата на изтичане на честотата с 3 или повече Hz от номиналната (50 Hz), появява се по време на нестабилна работа на източника на захранване, може да не се появи навън.

Всички тези фактори могат да доведат до повреда на доста "тънка" електроника и, както често се случва, до загуба на данни. Въпреки това, хората отдавна са се научили да се защитават: филтри за мрежово напрежение, "загасителни" пренапрежения, дизелови генератори, които осигуряват захранване на системите в случай на прекъсване на електрозахранването в "глобален мащаб" и накрая, непрекъсваемите захранващи устройства основният инструмент за защита на персонални компютри, сървъри, PBX и др.. Ще разгледаме само последната категория устройства.
UPS класификация

UPS устройствата могат да бъдат „разделени“ според различни критерии, по-специално по мощност (или обхват) и по тип на работа (архитектура / устройство). И двата метода са тясно свързани един с друг. По мощност UPS се разделят на

  1. Непрекъсваеми токозахранващи устройства ниска мощност(с обща мощност 300, 450, 700, 1000, 1500 VA, до 3000 VA включително онлайн)
  2. Малка и средна мощност(с обща мощност 3–5 kVA)
  3. Средна мощност(с обща мощност 5-10 kVA)
  4. голяма сила(с обща мощност 10-1000 kVA)

Въз основа на принципа на работа на устройствата понастоящем в литературата се използват два вида класификация на непрекъсваеми източници на захранване. Според първия тип UPS се разделят на две категории: онлайни извън линия, които от своя страна се делят на резерви линия-интерактивен.

Според втория тип UPS се разделят на три категории: резерв (офлайн или в режим на готовност), линия-интерактивен (линеен интерактивен) и UPS с двойно преобразуване (онлайн).

Ще използваме втория тип класификация.

Нека започнем с разликата между видовете UPS. Резервни типове източници са направени по схема с превключващо устройство, което при нормална работа осигурява свързване на товара директно към външната захранваща мрежа, а при спешни случаи го прехвърля към захранване от батерията. Предимството на този тип UPS може да се счита за неговата простота, недостатъкът е ненулевото време за превключване към захранване от батерията (около 4 ms).

Line Interactive UPS направен по схема с превключващо устройство, допълнено от стабилизатор на входното напрежение на базата на автотрансформатор с комутирани намотки. Основното предимство на такива устройства е защитата на товара от пренапрежение или понижено напрежение, без да се преминава в авариен режим. Недостатъкът на такива устройства също е ненулево (около 4 ms) време за превключване към батерии.

UPS с двойно преобразуване напрежение се различава по това, че при него променливото напрежение, постъпващо на входа, първо се преобразува от токоизправителя в директно, а след това с помощта на инвертора обратно в променливо. Акумулаторната батерия е постоянно свързана към изхода на токоизправителя и входа на инвертора и го захранва в авариен режим. Така се постига достатъчно висока стабилност на изходното напрежение, независимо от флуктуациите на входното напрежение. В допълнение, смущенията и смущенията, които изобилстват в захранващата мрежа, са ефективно потиснати.

На практика UPS от този клас се държат като линеен товар, когато са свързани към електрическата мрежа. Предимството на този дизайн може да се счита за нулево време за превключване към захранване от батерията, минус намаляване на ефективността поради загуби по време на двойно преобразуване на напрежението.


Физика

Във всички справочници по електротехника се разграничават четири вида мощност: моментално, активен, реактивени пълен. Незабавна мощност се изчислява като произведение на моментната стойност на напрежението и моментната стойност на тока за произволно избран момент от време, т.е.

Тъй като във верига със съпротивление r u=ir, то

Осреднената за периода мощност P на разглежданата верига е равна на постоянния компонент на моментната мощност

Средната AC мощност за период се нарича активен . Единицата за активна мощност, волт-ампер, се нарича ват (W).

Съответно съпротивлението r се нарича активно. Тъй като U=Ir, тогава


Обикновено под активна мощност се разбира консумацията на енергия на устройството.

Реактивна мощност стойност, която характеризира натоварванията, създадени в електрическите устройства от колебания в енергията на електромагнитното поле. За синусоидален ток той е равен на произведението на ефективния ток и напрежение и синуса на фазовия ъгъл между тях.

Пълна мощност обща мощност, консумирана от товара (вземат се предвид както активните, така и реактивните компоненти). Изчислява се като произведение на RMS стойностите на входния ток и напрежението. Мерна единица VA (волт-ампер). За синусоидален ток е

Почти всеки електрически уред има етикет, показващ или общата мощност на устройството, или активната мощност.
Тестване

Основната цел на тестванетодемонстрират поведението на тествания UPS в реални условия, дават представа за допълнителни характеристики, които не са отразени в общата документация за устройствата, определят на практика влиянието на различни фактори върху работата на UPS и евентуално помагат определят избора на едно или друго непрекъсваемо захранване.

Въпреки факта, че в момента има много препоръки за избор на UPS, по време на тестването очакваме, първо, да разгледаме редица допълнителни параметри, от които трябва да се интересувате, преди да закупите оборудване, и второ, ако е необходимо, да коригирате набора от избрани методи и тестване на параметри и разработване на основа за бъдещ анализ на целия път на захранване на системите.

Общият план за тестване е следният:

  • Задаване на клас устройство
  • Посочване на обявените от производителя характеристики
  • Описание на обхвата на доставката (наличие на ръководство, допълнителни кабели, софтуер)
  • Кратко описание на външния вид на UPS (функции, поставени на контролния панел и списък с конектори)
  • Вид на батериите (посочване на капацитета на батериите, обслужвани / без поддръжка, име, евентуална взаимозаменяемост, възможност за свързване на допълнителни батерии)
  • "Енергиен" компонент на тестовете

По време на тестването се планира да се проверят следните параметри:

  • Диапазонът на входното напрежение, при който UPS работи от мрежата без превключване към батерии. По-големият обхват на входното напрежение намалява броя на прехвърлянията на UPS към батерията и удължава живота на батерията
  • Време за превключване към захранване от батерия. Колкото по-кратко е времето за прехвърляне, толкова по-малък е рискът от повреда на товара (устройство, свързано чрез UPS). Продължителността и естеството на процеса на превключване до голяма степен определят възможността за нормално продължаване на работата на оборудването. За компютърно натоварване допустимото време за прекъсване на захранването е 20-40 ms.
  • Превключване към форма на вълната на батерията
  • Време за превключване от батерия към външно захранване
  • Осцилограма на превключване от батерия към външно захранване
  • Офлайн време. Този параметър се определя единствено от капацитета на батериите, инсталирани в UPS, който от своя страна нараства с максималната изходна мощност на UPS. За да се осигури автономно захранване на два модерни SOHO компютъра с типична конфигурация за 15-20 минути, максималната изходна мощност на UPS трябва да бъде около 600-700 VA.
  • Настройки на изходното напрежение за работа на батерия
  • Формата на импулса в началото на разреждането на батерията
  • Форма на импулса в края на разреждането на батерията
  • Диапазон на изходното напрежение на UPS при промяна на входното напрежение. Колкото по-тесен е този диапазон, толкова по-малък е ефектът от промените на входното напрежение върху доставения товар.
  • Стабилизиране на изходното напрежение
  • Филтриране на изходното напрежение (ако има такова)
  • Поведение на UPS при претоварване на изхода
  • Поведение на UPS по време на загуба на товар
  • Изчисляване на ефективността на UPS. Определя се като съотношението на изходната мощност на устройството към консумацията на енергия от захранването
  • Коефициент на нелинейно изкривяване, който характеризира степента на разлика между формата на вълната на напрежението или тока от синусоидална
    • 0% синусоида
    • 3% изкривяване е невидимо за окото
    • 5% видимо за окото изкривяване
    • до 21% трапецовидна или стъпаловидна форма на вълната
    • 43% сигналът е правоъгълен
Оборудване

При тестване няма да използваме реални работни станции и сървъри, а еквивалентни товари, които имат стабилен модел на потребление и коефициент на използване на мощността, близък до 1. Следният комплект в момента се счита за основно оборудване, което ще се използва по време на тестването:

Библиография
  1. GOST 721-77 Електроснабдителни системи, мрежи, източници, преобразуватели и приемници на електрическа енергия. Номинални напрежения над 1000 V
  2. ГОСТ 19431-84 Енергетика и електрификация. Термини и дефиниции
  3. GOST 21128-83 Електроснабдителни системи, мрежи, източници, преобразуватели и приемници на електрическа енергия. Номинални напрежения до 1000 V
  4. GOST 30372-95 Електромагнитна съвместимост на технически средства. Термини и дефиниции
  5. Теоретична електротехника, изд. 9-то, поправено, М.-Л., издателство "Енергия", 1965 г
  6. Фирмени рекламни материали
  7. Интернет ресурс

Изискванията за качество на електроенергията са законово предписани от държавни стандарти и доста строги стандарти. Електроснабдителните организации полагат много усилия, за да ги спазват, но те не винаги се прилагат.

В нашите апартаменти и в производството периодично възникват:

    пълно прекъсване на тока за неопределено време;

    апериодични краткотрайни (10÷100 ms) високоволтови (до 6 kV) импулси на напрежение;

    пренапрежения и спадове на напрежение с различна продължителност;

    наслагвания на високочестотен шум;

    честотни отклонения.

Всички тези проблеми влияят неблагоприятно на работата на битовите и офис консуматори на електроенергия. Особено засегнати от качеството на захранването са микропроцесорните и компютърните устройства, които не само отказват, но могат напълно да загубят производителността си.

Предназначение и видове непрекъсваеми токозахранващи устройства

За да се намалят рисковете от прекъсване на електрозахранването, се използват резервни устройства, които обикновено се наричат ​​непрекъсваеми захранващи устройства (UPS) или UPS (произлиза от съкращението на английската фраза "Uninterruptible Power Supply").

Те се произвеждат с различни дизайни, за да отговорят на специфичните нужди на потребителя. Например, мощни UPS с хелиеви батерии са в състояние да поддържат захранването на цяла вила за няколко часа.

Техните батерии се зареждат от електропровод, вятърна турбина или други енергийни носители чрез инверторен токоизправител. Те също така захранват електрическите консуматори на вилата.

Когато външният източник е изключен, батериите се разреждат към товара, свързан към тяхната мрежа. Колкото по-голям е капацитетът на батерията и колкото по-малък е токът на разреждането им, толкова по-дълго работят.

Непрекъсваемите захранвания със средна мощност могат да поддържат системи за контрол на вътрешния климат и подобно оборудване.

В същото време най-простите UPS модели са в състояние само да завършат програмата за аварийно изключване на компютъра. При това продължителността на целия процес на тяхната работа няма да надвишава 9÷15 минути.

Компютърните непрекъсваеми захранвания са:

    вграден в тялото на устройството;

    външен.

Първите дизайни са често срещани в лаптопи, нетбуци, таблети и подобни мобилни устройства, захранвани от вградена батерия, която е оборудвана с верига за превключване на захранването и натоварването.

батерия за лаптопс вграден контролер е непрекъсваемо захранване. Неговата верига автоматично защитава работещото оборудване от прекъсване на захранването.

Външни конструкции на UPS, предназначени за нормално завършване на настолни компютърни програми, са направени в отделна единица.

Те се свързват чрез захранващ адаптер към електрически контакт. От тях се захранват само онези устройства, които отговарят за работата на програмите:

    системен блок със свързана клавиатура;

    монитор, който показва текущите процеси.

Други периферни устройства: скенери, принтери, високоговорители и друго оборудване от UPS не се захранват. В противен случай, когато програмите се сринат, те ще поемат част от енергията, съхранявана в батериите.

Възможности за изграждане на работни диаграми на UPS

Компютърните и промишлени UPS се произвеждат по три основни варианта:

    резервно захранване;

    интерактивна схема;

    двойно преобразуване на електроенергия.

С първия метод резервна схема, обозначаван с английските термини "Standby" или "Off-Line", напрежението се подава от мрежата към компютъра чрез UPS, в който електромагнитните смущения се елиминират чрез вградени филтри. Тук също е инсталиран, чийто капацитет се поддържа от зарядния ток, регулиран от контролера.

Когато външното захранване изчезне или излезе извън установените стандарти, контролерът насочва енергията на батерията към захранването на консуматорите. За преобразуване на постоянен ток в променлив ток е свързан прост инвертор.

Предимства на UPS Standby

Off-Line непрекъсваемите захранвания са високоефективни, когато са под напрежение, работят тихо, отделят малко топлина и са сравнително евтини.

недостатъци

UPS Standby се откроява:

    дълъг преход към захранване от батерия 4÷13 ms;

    изкривена форма на изходния сигнал, произведен от инвертора под формата на меандър, а не хармонична синусоида;

    липса на регулиране на напрежението и честотата.

Такива устройства са най-често срещани на персонални компютри.

UPS интерактивна верига

Означават се с английския термин "Line-Interactive". Те се изпълняват съгласно предишната, но по-сложна схема чрез включване на стабилизатор на напрежение с помощта на автотрансформатор със стъпково регулиране.

Това осигурява регулиране на изходното напрежение, но те не могат да контролират честотата на сигнала.

Филтрирането на шума в нормален режим и превключването към инверторно захранване в случай на аварии се извършва според алгоритмите на UPS Standby.

Чрез добавяне на стабилизатор на напрежение от различни модели с методи за управление, той направи възможно създаването на инвертори с форма на вълната не само на меандър, но и на синусоида. Въпреки това, малък брой етапи на управление, базирани на релейно превключване, не позволяват да се реализират пълни функции за стабилизиране.

Това важи особено за евтините модели, които при преминаване към захранване от батерия не само надценяват честотата над номиналната стойност, но и изкривяват формата на синусоидата. Смущението се внася от вграден трансформатор, в сърцевината на който протичат хистерезисни процеси.

В скъпите модели работят инвертори на полупроводникови ключове. Линейно-интерактивните UPS устройства са по-бързи, когато преминават към захранване от батерия, отколкото офлайн UPS-ите. Осигурява се от работата на алгоритми за синхронизация между входящото напрежение и изходните сигнали. Но в същото време има известно подценяване на ефективността.

Line-Interactive UPS не може да се използва за захранване на асинхронни двигатели, които са масово инсталирани на всички домакински уреди, включително отоплителни системи. Те се използват за работа с устройства, където мощността се филтрира и коригира едновременно: компютри и потребителска електроника.

UPS с двойно преобразуване

Тази UPS верига е кръстена на английската фраза On-line "и работи на оборудване, което изисква висококачествено захранване. Той произвежда двойно преобразуване на електричеството, когато синусоидалните хармоници на променливия ток се преобразуват постоянно от токоизправителя в постоянна стойност, която преминава през инвертора, за да създаде повтаряща се синусоида на изхода.

Тук батерията е постоянно свързана към веригата, което елиминира необходимостта от нейното превключване. Този метод практически елиминира периода на подготовка на непрекъсваемото захранване за превключване.

Работата на UPS On-line според състоянието на батерията може да бъде разделена на три етапа:

    етап на зареждане;

    състояние на изчакване;

    изхвърляне към компютъра.

Период на зареждане

Входните и изходните вериги на синусоидата се прекъсват от вътрешния превключвател на UPS.

Батерията, свързана към токоизправителя, получава зарядна енергия, докато капацитетът й се възстанови до оптимални стойности.

Готов период

След края на зареждането на батерията автоматизацията на непрекъсваемото захранване затваря вътрешния превключвател.

Батерията поддържа състояние на готовност за буфер.

Период на освобождаване от отговорност

Батерията автоматично се превключва за захранване на компютърната станция.

Непрекъсваемите захранвания с двойно преобразуване имат по-ниска ефективност в режим на линия в сравнение с други модели поради консумацията на енергия за генериране на топлина и шум. Но в сложните структури се използват техники за повишаване на ефективността.

UPS On-line е в състояние да коригира не само големината на напрежението, но и неговата честота на трептене. Това ги отличава от предишните модели и позволява да се използват за захранване на различни сложни устройства с асинхронни двигатели. Въпреки това, цената на такива устройства е много по-висока от предишните модели.

Състав на UPS

В зависимост от вида на работната верига, комплектът за непрекъсваемо захранване включва:

    Акумулатори за акумулиране на електроенергия;

    Поддържане на производителността на батерията;

    синусоидален инвертор,

    схема за контрол на процеса;

    софтуер.

За отдалечен достъп до устройството може да се използва локална мрежа, като надеждността на веригата може да бъде увеличена поради нейната резервираност.

Някои източници на непрекъсваемо захранване използват режим "Байпас", когато товарът се захранва от филтрирано мрежово напрежение без работа на главната верига на устройството.

Част от UPS има стъпков регулатор на напрежението "Booster", управляван от автоматизация.

В зависимост от необходимостта от изпълнение на сложни технически решения, непрекъсваемите захранвания могат да бъдат оборудвани с допълнителни специални функции.

Поздрави, скъпи мои читатели! В настоящите руски реалности собствениците на стационарни компютри са принудени да решават проблемите с непрекъснатото захранване. Този проблем може да бъде решен с помощта на непрекъсваеми източници на енергия. Тяхното разнообразие на компютърния пазар ви позволява да изберете UPS за вашите специфични нужди. Ще говорим за това какво е UPS и какви са непрекъсваемите захранвания в тази статия.

UPS или непрекъсваемо захранване е устройство, което действа като "акумулатор" на енергия. В случай на прекъсване на захранването, UPS автоматично превключва захранването на компютъра към захранване от вградените батерии, което ви позволява да изключите правилно и да запазите всички необходими документи.

Разнообразие от непрекъсваеми захранвания

Непрекъсваемостта е вашата гаранция за безопасността на документите и компютърните компоненти като цяло. В крайна сметка, ако компютърът е изключен неправилно, твърдият диск, дънната платка и RAM могат да пострадат.

Разбрахме какво е непрекъсваемо захранване. Да преминем към следващия въпрос.

Какво представляват UPS?

Непрекъсваемите захранващи устройства са разделени на три вида:

  1. Офлайн UPS;
  2. Линейно интерактивен UPS;
  3. Онлайн UPS (UPS с двойно преобразуване).

Разгледайте отделно всеки от видовете непрекъсваеми устройства. Тази информация ще ви помогне да изберете UPS за вашите нужди.

Офлайн UPS

Принципът на действие на този вид захранване е автоматично превключване на компютъра или друго свързано устройство към захранване от вградените батерии при изключване от външното захранване.

Често механичното реле действа като превключвател и може да чуете щракащ звук, когато UPS превключва от външно захранване към батерии и обратно.

Този тип стана широко разпространен сред обикновените потребители и в офисите.

Да се плюсоветакива UPS могат да бъдат приписани на простота, компактност и ниска цена. Основното минусе невъзможността за стабилизиране на входното напрежение и следователно вашият компютър няма да бъде защитен от внезапни падания на напрежението. Освен това този тип има повишено износване на батериите.

Line Interactive UPS

Този тип непрекъсваемо захранване в повечето случаи се използва за защита на мрежово и друго телекомуникационно оборудване, както и на групи от компютри.

Основната характеристика на тези източници е възможността за регулиране на изходното напрежение без свързване към батерии, независимо от това какво напрежение (високо или ниско) на входа.

ПлюсовеТози тип UPS са с малък размер, ниска цена, автоматично регулиране на напрежението, рентабилни.

Но той също има минуси- това е сравнително дълго преминаване към батерии, невъзможността за регулиране на формата на изходното напрежение при работа от външно захранване, промяната на изходното напрежение става на стъпки.

UPS с двойно преобразуване

Този тип UPS извършва преобразуване на напрежение два пъти: входното AC напрежение се преобразува в DC, а след това DC се преобразува в референтно AC напрежение и се подава към устройствата.

Този тип се използва, когато се изисква референтно напрежение и захранваните устройства са взискателни към качеството на захранването. Свързаните устройства могат да бъдат много различни: обикновени работни станции, файлови сървъри, мрежови устройства и друго енергоемко оборудване.

професионалистионлайн UPS има съществено значение: пълен контрол на входното и изходното напрежение, нулево време на изчакване за превключване към батерии, свързаното оборудване не влияе по никакъв начин на външната електропреносна мрежа.

минусисъщо са налични: висока цена, сложен дизайн, консумация на енергия "на себе си" в режим на двойно преобразуване.

За дома и офиса е достатъчен първият тип UPS. Но ако има финансова възможност, тогава бих ви препоръчал последния поглед. Това е най-надеждният вид защита за вашето компютърно оборудване от нискокачествено напрежение.

Основни характеристики на UPS

UPS има няколко основни характеристики, на които трябва да обърнете внимание при покупка. Нека ги разгледаме по-долу.

  1. Мощност. Тази характеристика директно определя какво оборудване може да бъде свързано към този UPS. Винаги избирайте източник с резервна мощност. Това ще избегне възможни проблеми с липса на мощност.

Обикновено тази характеристика се обозначава със стойността VA или W. Ако стойността е посочена във VA (VA), тогава я умножете по 0,6, за да получите стойност във ватове, която е по-разбираема за нас.

  1. Тип UPS. Говорих за типовете непрекъсваеми устройства по-горе. Стигнахме до извода, че UPS с двойно преобразуване би бил най-оптимален, но за домашни нужди би бил достатъчен офлайн или линейно интерактивен източник.
  2. Живот на батерията. Тази стойност е много важна, тъй като определя колко дълго компютърът ще работи без външно захранване. Обикновено животът на батерията е зададен в диапазона от 5-30 минути. Моля, имайте предвид, че при максимално натоварване на UPS, времето без електричество е значително намалено.

Тези три характеристики са най-важните. В допълнение към тях, UPS има много повече характеристики. Например, когато избирате непрекъсваемо захранване в магазин, обърнете внимание какви захранващи конектори са инсталирани в източника, дали има дисплей и допълнителни интерфейси (RJ-11, USB), колко батерии са инсталирани и други.

Често възникващи проблеми

  1. Най-честият проблем, който най-често възниква при UPS, е повреда на батерията. Изтощената батерия може да се разпознае по факта, че непрекъсваемото захранване спира да поддържа товара - когато електричеството е изключено, компютърът веднага се изключва. Също така повредената батерия може да се прояви по различен начин: непрекъсваемото захранване изобщо не се включва или се включва и издава непрекъснат звуков сигнал. Писах за това как да смените батерията в непрекъсваемо захранване в. Пише за конкретен UPS, но принципът на подмяна във всички източници е практически същият.
  2. UPS може изобщо да не се включи поради изгорял предпазител.
  3. Ако непрекъсваемото захранване стартира нормално, но компютърът не се включва, след това проверете кабелите, те може да излязат от гнездата.

Надявам се, че статията ми е била полезна за вас и сте научили нещо ново за себе си. Ако все още имате въпроси, можете да ги зададете в коментарите.

Вероятно всеки е запознат със ситуацията, когато при смяна на оборудването с по-ново не знаете какво да правите със старото, което вече е остаряло, но засега доста добре. Ако няма нужда да използвате стария компютър по предназначение, тогава можете да измислите нови цели за неговите компоненти. За да направите това, ще бъде полезно да знаете какво може да се направи от непрекъсваемо захранване за компютър.

От старото непрекъсваемо захранване можете да получите много устройства набързо. Освен всичко друго, сред тях са особено полезни в ежедневието:

  • Зарядно устройство;
  • прост инвертор;
  • UPS за газов котел;
  • 12 волтов източник (за радио и други цели).

зарядно устройство

За да направите зарядно устройство от старо непрекъсваемо захранване, трябва да постъпите по следния начин:

  1. първо се определят първичната и вторичната верига на трансформатора;
  2. 220 V се подава към първичната чрез вкарване във веригата на регулатора на напрежението (подходящ е реостат за електрическа крушка);
  3. към вторичната намотка на трансформатора е свързан мост от около 40-50 ампера;
  4. свържете клемите и съответните полюси на батерията.

Калибрирането на напрежението ще се извърши от импровизиран регулатор в рамките на 0-15 волта.

Ще трябва да контролирате нивото на зареждане според индикатора или с помощта на волтметър.

Обикновен инвертор

Трансформатор без батерия ще направи работещ инвертор за кола. Процесът на сглобяване ще протече по следния начин:

  1. демонтаж на непрекъсваемото захранване: отстраняване на батерията, отхапване на клемите, отстраняване на краищата;
  2. търсене на конектор за свързване към мрежата (ако има конектор, той трябва да бъде премахнат, ако не, проводниците се отхапват от платката, краищата се оголват);
  3. проводниците от батерията с помощта на поялник трябва да бъдат свързани към проводниците от конектора, разположен на задния панел, точките за запояване не са изолирани;
  4. гнездото на запалката е запоено към устройството, като се спазва полярността и се изолират местата за запояване;
  5. изключва се вътрешният високоговорител на устройството (откъсва се с клещи или се отстранява платката);
  6. сглобяване на кутията чрез добавяне на стандартни гнезда (за някои UPS те вече са включени в оригиналния дизайн).

Прочетете също: Ще обясним подробно как да свържете непрекъсваемо захранване към компютър

UPS за газов котел

Компютърен UPS също е подходящ за газов котел. Процес на преобразуване трябва да се направи така:

  1. отстраняване на дефектно захранване;
  2. създаване на клемни скоби, като се вземе предвид полярността (по-добре е да направите клеми с различни цветове, за да обозначите плюс и минус), като направите 2 отвора, фиксирате клемните скоби и запоите към тях проводниците, които преди това са били подходящи за вътрешното захранване от компютър;
  3. за да се предотврати преждевременна повреда на устройството поради прегряване, ще е необходимо да се монтират вентилатори с или без корпус, свързан последователно (за да ги стартирате, се препоръчва да използвате светодиод чрез запояване на проводниците му към намотката на малко реле, и ще трябва да запоите проводник от входящата „+“ батерия към един от релейните контакти на батерията, а към втория - свободен червен проводник от вентилатора, друг свободен черен проводник е запоен към минуса на батерията).

12 волтов източник

Неуспешно непрекъсваемо захранване може да се адаптира към източник на 12 волта. Това се прави много просто. Първо ще трябва да свържете контакт към непрекъсваемия захранващ кабел. За да направите това, единият край първоначално се отрязва от него. След извършване на тази процедура с помощта на непрекъсваем можете да заредите телефона си. Чрез допълнителни прости трансформации, описани по-горе, можете да увеличите мощността на домашно приготвено устройство (вижте частта за инвертора).