Принцип работы источника бесперебойного питания: сферы применения и основные назначения

Содержание

сферы применения и основные назначения

Некачественное электропитание – одна из основных проблем выхода из строя бытовой, офисной или промышленной техники. Несмотря на то, что помехи, возникающие в электрической сети, носят периодический характер, они оказывают пагубное влияние на компоненты современных электронных устройств, подключаемых к розетке. Для защиты критически необходимого оборудования или сохранения данных при исчезновении питающего напряжения наиболее часто используются источники бесперебойного питания.


Основные схемы работы и сферы применения источников бесперебойного питания

Назначение ИБП – обеспечение корректной работы нагрузки при резких «провалах» или «всплесках» напряжения, а также обеспечение кратковременной автономной работы подключенного оборудования при полном отключении электроэнергии. Современные бесперебойники делятся на три класса:


  1. Резервные или Offline
  2. Линейно-интерактивные
  3. С двойным преобразованием энергии

Их конструкция и функционал несколько отличаются, но, как пользоваться бесперебойником, разобраться сможет каждый.


Для чего нужен ИБП резервного типа? Основная сфера его применения – защита бытового компьютерного и мультимедийного оборудования. Схема его работы предельно проста: в штатном режиме нагрузка питается от сети, а при исчезновении в ней напряжения прибор переключается в режим работы от батареи. Время переключения между типами функционирования - ненулевое. Бесперебойник питания для дома стоит относительно недорого и позволит защитить оборудование от незначительных перепадов напряжения и кратковременного исчезновения напряжения.

Преимущества ИБП линейно-интерактивного типа заключаются в более плавной стабилизации сигнала и возможности работы в широком диапазоне входных напряжений. Такие устройства не позволяют корректировать частоту сигнала при питании от сети, в режиме же питания от аккумуляторных элементов могут выдавать «чистую» или аппроксимированную синусоиду. Как можно использовать бесперебойник Line-Interactive? Он отлично подходит для защиты мониторов, системных блоков, узлов ЛВС, рабочих станций, компьютерной периферии и прочих устройств с импульсными блоками питания, что делает его отличным ИБП для офиса. 

Наиболее совершенный в плане защиты оборудования – ИБП с двойным преобразованием энергии. Но что ценного в бесперебойнике, разработанного по схеме Online? Для него характерно мгновенное переключение между режимами работы и независимость параметров сигнала на выходе от параметров на входе UPS. Поэтому именно этот тип ИБП предназначен для коммутации оборудования, особенно требовательного к качеству электропитания. Среди бесперебойников Online топологии, исходя из сферы их применения, можно выделить следующий типы:

Альтернативные варианты защитного оборудования

Многие задаются вопросом: а нужен ли бесперебойник, если напряжение в сети не пропадает, а просто «скачет»? Нужен ли бесперебойник для компьютера в таком случае? Ответом на эти вопросы может стать взгляд в сторону стабилизаторов напряжения. Эти устройства позволяют корректировать сигнал в очень широком диапазоне, подавая на вход нагрузки напряжение такого уровня, который был задан пользователем. В этом заключается основное достоинство данных приборов. Основным же недостатком является то, что стабилизатор перестаёт работать одновременно с исчезновением напряжения в электросети. Основная проблема устройств стабилизации – невозможность обеспечить автономную работу нагрузки. Поэтому важно чётко понимать, от чего именно необходимо защитить аппаратуру: от колебаний уровня сигнала или от частых и кратковременных отключений электроэнергии. В первом случае выходом из ситуации станет стабилизатор напряжения, во втором же – источник бесперебойного питания, назначение которого несколько обширнее.

Но что делать, если уровень сигнала в электросети относительно стабильный, но имеют место длительные отключения энергии? Выходом из такой ситуации может стать приобретение дизельного генератора. Они выпускаются с разными диапазонами мощностей и могут быть применены для обслуживания как бытовых, так и промышленных объектов. Различают модели на дизельном топливе и на бензине. Стартёр устройства может быть как ручным, так и электрическим. Преимущество использования такой установки заключается в том, что она может обеспечивать длительное время автономной работы оборудования с перерывами исключительно на сервисное обслуживание или дозаправку. Такая техника компактна, проста в обслуживании и легка в эксплуатации.

Эксплуатация ДГУ не лишена и ряда недостатков, к ним можно отнести:

  • Невозможность самостоятельного перехода на питание нагрузки при исчезновении напряжения в сети электропитания;
  • Шум в процессе работы;
  • Наличие выхлопных газов;
  • Большое количество расходных материалов (свечи, топливо и пр.)

Комплексные решения для защиты электронной аппаратуры

Для обеспечения максимальной защиты телекоммуникационного, серверного или промышленного оборудования использования одного типа устройств может быть недостаточно. Поэтому наиболее оптимальным решением может стать их комбинирование. К примеру, ИБП для аварийного освещения не обеспечит должного уровня автономности. Такая задача решается путём последовательного подключения блока бесперебойного питания и ДГУ. Для чего нужен бесперебойник в такой схеме? Для фильтрации напряжения и обеспечения автономности работы системы до тех пор, пока генератор не запустится и не войдёт в рабочий режим.

Для чего и как можно использовать бесперебойник в паре с стабилизатором напряжения? Для корректной работы оборудования на участках электросети, где наблюдаются частные перепады напряжения, которые не сопровождаются полным его отключением. За счёт этого может быть достигнуто существенное удешевление конструкции: недорогое устройство стабилизации обеспечит эффективную корректировку сигнала, а ИБП среднего уровня позволит добиться приемлемого уровня автономности.

Разновидности ИБП: мощность и топология

Частые перебои в энергосети не оставляют другого выбора, как купить ИБП для компьютера, котла отопления, офисного сервера или другой ответственной техники. Потребность защитить оборудование от поломки из-за нестабильного питания в сети целиком оправдывает такие расходы, как покупка бесперебойника. Практика показывает, что куда выгоднее приобрести источник бесперебойного питания, чем надеяться на удачу и попасть в ситуацию, когда нужно в короткий срок отремонтировать или купить новую технику. 

Существующие виды ИБП включают модели различной мощности, габаритов, дополнительных опций и стоимости, потому для каждого покупателя найдется подходящий качественный бесперебойник.

Но чтобы сделать правильный выбор, который станет разумным вложением и обезопасит систему технических устройств дома, офиса, предприятия, медицинского учреждения или центра хранения данных, следует рассмотреть типы источников бесперебойного питания.

ИБП по мощности

Вы наверняка и сами интуитивно догадались о том, что бесперебойник обязательно должен соответствовать потребностям защищаемой системы по мощности. Слишком мощный агрегат покупать нет смысла: для защиты простейшего компьютера ИБП 2кВт – избыточный вариант. Такой источник никогда не будет работать с максимальным КПД при таких условиях, и вместо этого станет лишним прибором, потребляющим электроэнергию. В то же время, для офисного сервера с подключенной системой периферийных устройств вряд ли подойдет ИБП мощностью менее 1 кВА, который будет представлять собой оптимальное решение для защиты домашнего ПК. Если прибор будет иметь меньшую мощность, чем общая подключенная нагрузка, то бесперебойник выключится в связи с перегрузкой. Вслед за ним выключится и всё подключенное к нему оборудование.

В зависимости от мощности аппарата различается и вес бесперебойника, и уровень шума, производимого им, и габариты. Убедитесь, что подобранная вами модель не будет излишне мешать вашему досугу и работе, и что вам есть, где разместить такой агрегат.

Есть много категорий источников бесперебойного питания, и подбирать устройство необходимо, исходя из потребностей вашей техники. В первую очередь, рассчитайте общую максимальную нагрузку. Желательно выбирать ИБП с небольшим запасом мощности – около 20-30%. Это гарантирует безопасность оборудования, создает благоприятные условия для работы самого бесперебойника и позволяет несколько видоизменять конфигурацию защищаемой системы, добавляя или заменяя определенные ее элементы. 

ИБП по топологии

Основная классификация источников бесперебойного питания затрагивает топологию их работы, или схемы построения устройства:

  1. Резервные ИБП (off-line, back-UPS, standby) - простейшие бесперебойники, которые при помощи пассивных фильтров ликвидируют электромагнитные помехи и высоковольтные импульсы. Если напряжение пропадает или выходит за рамки нормированных значений, то нагрузка, питаемая от сети, переходит автоматически на питание от батареи ИБП.

  2. Линейно-интерактивные ИБП (line-interactive) - модели бесперебойников со стабилизатором напряжения, позволяющим регулировать уровень входного напряжения. Современные производители настолько усовершенствовали линейно-интерактивный ИБП, что это устройство по сочетанию цены и надежности стало оптимальным решением для домашнего использования. При существенной нестабильности сети (частых колебаниях напряжения в диапазоне от 15-20 В) резервный бесперебойник будет постоянно переключать нагрузку на автономное питание, что негативно скажется на сроках службы батарей. Линейные ИБП больше подходят для сетей с нестабильным напряжением. Время переключения на работу от аккумулятора меньше, чем у первого типа бесперебойникв. Могут различаться по форме выходного напряжения: ИБП синусоидальный или с прямоугольным (трапецеидальным) напряжением.

  3. ИБП с двойным преобразованием напряжения (on-line, double conversation) - профессиональные бесперебойники большой мощности с самым высоким уровнем надежности. ИБП с двойным преобразованием применяются для защиты серверов, ЦОД, рабочих станций, узлов связи, медицинского оборудования, критически важных приложений. 

Принцип работы ИБП on-line типа заключается в следующем:

  • переменный ток на входе преобразуется в постоянный;
  • инвертор преобразует постоянный ток в переменный и подает его к нагрузке.

Таким образом, бесперебойнику удается постоянно обеспечивать нагрузку чистым и стабильным (колебания не более 1%) напряжением. Время автономной работы некоторых моделей при подключении дополнительных аккумуляторных модулей может быть продлено до нескольких десятков часов.


ИБП on-line типа в системе ЦОД

Как выбирать бесперебойник?

Различные виды бесперебойников демонстрируют свои преимущества и недостатки, и выбор должен основываться исключительно на ваших возможностях и индивидуальных потребностях вашей системы. Вычислите показатели вашего оборудования, детально рассмотрите типы ИБП, ознакомьтесь с модельным рядом различных производителей – и вы найдете подходящее устройство, которое станет надежной защитой вашей технике.

Устройство ИБП. Типы источников бесперебойного питания и принципы их работы. Основные отличия и нюансы.

Источник бесперебойного питания – это часть электроснабжающей системы, которая обеспечивает постоянную подачу нагрузки в электросеть за счёт аккумулированной энергии в специальных батареях. Монтаж ИБП необходим для котельной, дома, дачи, газовых отопительных установок и других энергопотребляющих приборов, с целью обеспечения функционирования объектов и оборудования при возникновении нештатных ситуаций – потери питания сетей или отклонения его показателей от нормы (скачки напряжения, частоты).

Устройство источников бесперебойного питания

У разного типа ИБП могут отличаться некоторые конструктивные элементы, но основными комплектующими аппарата являются:

  • Аккумуляторные батареи – выполнены по традиционной необслуживаемой конструкции: в ударопрочном корпусе находятся секции с неподвижным электролитом в виде геля. Электроды и катоды разделены стекловолоконными прокладками. Такая конструкция и особенность электролита позволяют использовать ИБП в различных положениях. От ёмкости аккумуляторных батарей зависит продолжительность работы ИБП в автономном режиме.
  • Блок управления – система автоматического контроля параметров поступающего и выходящего тока, обеспечивает пуск и выключение ИБП.
  • Байпас – приспособление, которое отвечает за прохождение электротока в обход источника бесперебойного питания, когда показатели напряжения и частоты в сетях соответствуют нормативам.
  • Бустер – устройство для ступенчатого автоматического регулирования напряжения. Мощность этого прибора подбирается соответственно нагрузки.
  • Инвертор – отвечает за преобразование тока из постоянного в переменный. При этом на выходе ток может быть с точной, близкой или приближенной синусоидой, модифицированным синусом и меандром.
  • Зарядное устройство – на производительность и срок эксплуатации ИБП влияет способ автономной подзарядки аккумуляторной батареи (при постоянной силе тока, напряжения, или двухступенчатая). Наиболее эффективным методом считается зарядка устройства при стабильном напряжении, производимой в автоматическом режиме от электросети.

Виды ИБП и принцип их работы

Концепция функционирования у всех источников бесперебойного питания одна – обеспечение нормативных показателей в электрической сети в аварийных ситуациях, но существуют некоторые нюансы в принципе работы приборов, зависящие от типа устройства:

  • Off-Line – пассивные ИБП резервного типа, имеют упрощенную схему из двух сетевых ветвей – фильтра-ограничителя (или стабилизатора) и статического переключателя, а также цепи, состоящей из выпрямителя, аккумулятора, инвертора. Обе ветки выходят на нагрузку. Если сеть подаёт ток в нормальном режиме, то он проходит на нагрузку по первой ветке, одновременно заряжая батареи по второй. В основном, такой тип ИБП используют для защиты нагрузки с редкими сбоями в электросети.
  • On-Line – наиболее надёжный ИБП, так как имеет сложную схему с двумя преобразующими приборами, подключенных параллельно – с выпрямителя ток поступает на первый ПН, а далее — на второй преобразователь, выступающий в роли инвертора на который передаётся питание, как от батарей, так от сетевой нагрузки, проходящей через выпрямитель. При штатном и стабильном входном напряжении второй преобразователь получает питание от выпрямителя, а при отхождении от нормативов – снимает заряд с аккумуляторной батареи. В ИБП такого типа наличие обходной цепи даёт возможность подсоединять нагрузку напрямую к сети.
  • Line Interactive – такие ИБП имеют модифицированную Off-Line схему, преобразованную в линейно-интерактивного типа. В таком приборе инвертор связан непосредственно с нагрузкой, а в первую ветку внедрён бустер, для ступенчатой авторегулировки напряжения. Инвертор питает нагрузку одновременно с работой стабилизатора переменного напряжения сети. Подключение нагрузки в полном объёме предполагается лишь при отсутствии входного напряжения.


Источники бесперебойного питания вводятся в схему электроснабжения объекта там, где пропадание питания может вызвать негативные последствия в работе оборудования, особенно это касается электродвигателей и полупроводниковых приборов, таких как компьютеры, файловые сервера, отопительные котлы и другое дорогостоящее оборудование.

Наша компания предлагает купить ИБП для газового котла с аккумулятором в комплекте по приемлемым ценам.


Почему так важно иметь инверторный ИБП? Как устроен инверторный источник бесперебойного питания? Принцип работы инверторного ИБП

Неожиданная приостановка централизованного электроснабжения или резкие скачки напряжения в сети всегда приносят массу проблем как владельцам частных домов, так и администрации общественных учреждений и производственных комплексов. Речь не о тех неудобствах, когда нельзя посмотреть фильм по кабельному ТВ, погладить белье или пропылесосить ковер сию же секунду. Дело даже не в том, что мясо в холодильнике подтает. Хотя это все и неприятно, но оно не имеет серьезных последствий.

Почему так важно иметь инверторный ИБП?

Суть проблемы отключения электроэнергии в том, что большинство современных жилых и нежилых помещений очень сильно энергозависимы. Если напряжение в сети нестабильно - срок эксплуатации любых электроприборов снижается в разы. Если нет электричества:

  • насосы не качают по системе отопления теплоноситель;
  • не работает электронный блок управления отопительных приборов;
  • не греет кабельный или инфракрасный теплый пол;
  • не работает система антиобледенения, например, труб водоснабжения;
  • вода из крана тоже не течет, если туда она подается насосной станцией из скважины;
  • жизнь в любом офисе замирает;
  • производственные линии останавливаются.

Понятно, что и без отопления, и без подачи воды несколько часов можно обойтись, так что кратковременные аварийные или плановые отключения централизованного электроснабжения не катастрофичны, но что касается систем отопления,лучше все-таки, чтобы у вас был ИБП для котельной. А для компьютеров, особенно серверных, да и другого цифрового оборудования прекращение подачи питания даже на несколько минут или скачки напряжения могут означать сбой всех настроек системы, выход техники со строя и даже возникновение пожароопасных ситуаций.

Именно по этим причинам источники бесперебойного питания жизненно необходимы в любом современном доме, организации, на производстве. Даже если у вас есть генераторы питания, при неожиданном отключении электричества вам нужно некоторое время, чтобы их запустить. То есть, перебой в питании оборудования и блоков управления все равно неизбежен без качественного ИБП.

Как устроен инверторный источник бесперебойного питания?

Инверторный ИБП является самым надежным и качественным устройством, так как только этот тип бесперебойников обеспечивает непрерывную подачу гладкой синусоиды и стабильность напряжения в любой ситуации.

Конструктивно инверторный ИБП состоит из нескольких блоков:

  • стабилизатора напряжения, нивелирующего скачки в сети;
  • инвертора, преобразовывающего постоянный ток в переменный с гладкой синусоидой;
  • зарядного устройства, обеспечивающего восстановление заряда батареи после периода функционирования устройства в автономном режиме.

Батарея может поставляться вместе с ИБП или приобретаться отдельно. Более современные модели имеют встроенный дисплей, на котором отображается вся необходимая для пользователя информация.

Принцип работы инверторного ИБП

Существует два вида таких источников питания, отличающихся между собой режимами работы:

  • резервный;
  • двойного преобразования.

Принцип работы первого вида устройства предусматривает при наличии напряжения в сети его непосредственную стабилизацию. И только когда сеть не обеспечивает подачи питания в заданном диапазоне, бесперебойник переходит в режим работы от батареи, в котором он может находиться в среднем несколько часов (этот показатель зависит от емкости элементов питания). Переключение с одного источника питания на другой (сеть-аккумулятор) в разных моделях занимает разное количество секунд.

Источники питания, работающие в режиме двойного преобразования, всегда сначала преобразовывают переменный ток сети в постоянный и подают его на аккумулятор, который таким образом поддерживается в заряженном состоянии. Далее инвертор повышает напряжение с 12 или 24 Вольт до 220, преобразовывая его в переменный с формой синусоиды, как в обычной сети электроснабжения.

Встречаются модели ИБП, работающие в режиме двойного преобразования, но в которых возможно выключение аккумулятора из цепи, если в сети есть напряжение. Таким образом экономится ресурс аккумулятора для бесперебойника.

А нужен ли сегодня ИБП для домашнего ПК? | ИБП | Блог

https://c.dns-shop.ru/thumb/st4/fit/760/456/32522297cc33a7918669fb77e31373b8/q93_8ea2913d4e8ca29843534ac502effdcadeda0fb3e869079ae1ced27a1b55ae13.jpg А нужен ли сегодня ИБП для домашнего ПК? А нужен ли сегодня ИБП для домашнего ПК? 2020-10-15T08:09:30+00:00 2020-10-20T06:33:05+00:00 2020-10-15T08:09:00+00:00 DNS editor

видео

ИБП

лайфхак

бесперебойник

видеогайд

как выбрать

Клуб DNS

https://club.dns-shop.ru/images/club-logo.png

А нужен ли сегодня ИБП для домашнего ПК?

Для чего нужен ИБП? Он оберегает ПК или технику от перепадов напряжения, а некоторые модели имеют батарею которая позволит вам завершить все рабочие процессы. Например если выключили свет, а вы были за работой, то вы можете без проблем сохраниться и выключить ПК. Так же ИБП служит предохранителем от поломки ПК, например свет выключили когда у вас обновлялась операционная система. В таком случае вам придется её переустанавливать, такие случае не частые но имеют место быть. Подробнее про ИБП и для чего они нужны, рассказываем в этом видео.

типы и выбор по условиям

Электроснабжение должно характеризоваться не только показателями величины напряжения, но ещё и высокой надёжностью её подачи. Именно это является основным свойством её качества. Перебои с электропитанием как в быту, так и на производстве приводят к потерям. Если в быту это может быть несохраненная информация на компьютере, то в промышленности это зачастую приводит к материальным потерям и к снижению качества продукции или же к браку. Известно, что все электрические системы делятся по категориям в отношении надёжности их электроснабжения, и третья категория потребителей не может похвастаться бесперебойным снабжением. Для того чтобы защитить сеть от перебоев с электричеством были разработаны специальные устройства бесперебойного питания.

Что такое источник бесперебойного питания и их виды

Источник бесперебойного питания это устройство, предназначенное для обеспечения напряжением потребителей в случае кратковременного отключения основной сети электроснабжения. Дополнительной задачей также является защита от помех в цепях переменного тока, и удержание характеристик питающего напряжения в нужных пределах. Для обычных квартир и домов кратковременное отсутствие напряжения в сети черева-то лишь потерей данных, которые были несохранны. Допусти при написании дипломной работы целый день, весь труд может быть уничтожен пропаданием или снижением напряжения в сети всего лишь на минуту. В случаях когда отопление будет отключено от электропитания это может привести к перемерзанию и выходу из строя всей системы. Это касается водяного отопления и, в частности, работы насосов,  которые обеспечивают циркуляцию воды. Бесперебойный источник питания защищает потребителей электроэнергии от отключения за счёт установки аккумуляторных батарей, которые и гарантируют хотя бы на недолгий период времени поддержание напряжения сети в нужных пределах. При этом зачастую они оборудованы также сигнализирующим световым и звуковым механизмом, для того чтобы потребитель вовремя принял меры по предотвращению аварийной ситуации. Для человека, работающего на компьютере это банальное сохранения данных на жёсткий диск или флешку.

Однако, источник бесперебойного питания поможет также устранить и другие проблемы с электроснабжением, это:

  • Снижение частоты питающего напряжения. Частота напряжения сети во всех странах СНГ должна быть 50 Гц. Не многие знают, что при изменении этого параметра электроприборы будут работать не стабильно или же вообще выйдут со строя.
  • Снижение питающего напряжения или же полное его отсутствие. Это самый распространённый вариант ухудшения электроснабжения. А со времён советского времени в каждом доме увеличивается постоянно суммарная мощность всех электроприборов, что несомненно, влияет на нагрузку всей сети электроснабжения.

Системы бесперебойного питания делятся на:

  1. централизованные, установленные для обеспечения надёжности питания целого дома или этажа;
  2. распределённые, обеспечивающие работу конкретного дома или электрического устройства.

По конструкции и по принципу работы ИБП делятся на:

  1. Off-line UPS или резервные. Принцип действия такого устройства направлена на мгновенное переключение на резервный автономный источник питания при возникновении аварийной ситуации. Они обычно снабжены встроенной аккумуляторной батареей и инвертором, Именно инвертор преобразует постоянное напряжения выдаваемое аккумулятором в переменное нужное для работы электроприборов.
  2. Линейно-интерактивного типа. Имеют в своём распоряжении также стабилизатор, который работает в процессе всей эксплуатации и включает встроенные аккумуляторы только в случае полного отсутствия напряжения или его снижения до тех величин когда стабилизация уже невозможна. Стабилизатор же, в свою очередь, может быть собран на автотрансформаторе или на полупроводниковых приборах. Стабилизация на полупроводниковых приборах отличается бесшумностью работы и большими пределами регулировки. Для переключения обмоток автотрансформатора применяются реле, которые при срабатывании издают звук и поэтому слышны человеческому слуху.

Источник бесперебойного питания 12 Вольт

Однако бесперебойное питание может быть необходимо и для обеспечения напряжением только определённых систем:

  1. Систем контроля и управления доступом. То есть электроприводов дверей ворот и т. д., которые могут ограничивать или разрешать доступ людей на охраняемую территорию;
  2. Систем видеонаблюдения;
  3. Систем пожаротушения;
  4. Различных охранных систем.

Все эти виды объединяет одна особенность они предназначены для питания от постоянного напряжения 12 Вольт. Источник бесперебойного питания 12В такого характера, может обеспечивать напряжением нужные системы и устройства, даже при длительном обесточивании всего объекта. Подзарядка встроенных аккумуляторов осуществляется постоянно при нормальном обеспечении напряжением. В зависимости от конструкции источник бесперебойного питания 12В может включать в работу аккумуляторы с разным интервалом пропадания сетевого напряжения. Время такого переключения должно быть согласовано с работой питающихся систем и оно чётко указано в паспорте ИБП. Зачастую видеокамеры, электромеханические запирающие механизмы с лёгкостью переносят исчезновение питающего напряжения на 1 мс.

Включение в автономный режим питания может быть спровоцировано не только отключение или снижением напряжения сети, но ещё и его повышением. Эта особенность спасёт электрические приборы от перегорания и выхода из строя. Одной из востребованных дополнительных функций систем ИБП является оповещение персонала сигналом тревоги и взаимодействие с другими системами охраны. Одной из исключительных особенностей всех автономных источников 12 Вольтового напряжения являются их компактные размеры, которые дают возможность устанавливать их настенным монтажом. Корпус для этого оборудован специальными крепёжными элементами или отверстиями.

При обслуживании таких устройств нужно следить лишь за пригодностью аккумуляторов и их способностью удерживать ёмкость. Некоторые модели оборудованы механизмом тестирования батареи, а другие требуют замены её каждые три года. Источник бесперебойного питания 12В это особый вид данного оборудования который должен выдерживать длительное исчезновение питающего электричества.

Промышленный источник бесперебойного питания

В производстве и в промышленности используется для питания не однофазная, а трёхфазная сеть, обладающая большей мощностью и лучшим коэффициентом полезного действия. Трёхфазные цепи используются для питания большей части электродвигателей, установленных во многих системах промышленности. Поэтому в некоторых случаях для уменьшения брака при пропадании или изменении напряжения используются трёхфазный ИБП, естественно, на напряжение 380 Вольт. Мощность таких устройств значительно выше чем однофазных систем, поэтому и габариты соответственно тоже и начинается от 10 кВА.

Трехфазные производственные источники бесперебойного питания могут также быть выполнены с входным трехфазным иди выходным однофазным напряжением. При этом габариты такого устройства и мощность значительно меньше, и здесь на выходе отсутствует эффект перекоса фаз.

Источники бесперебойного питания промышленные стоит выбирать также в соответствии с окружающей температурой помещения, ведь в горячих цехах она может достигать больше 50 градусов.

Выбор источника бесперебойного питания

Как и перед покупкой любого электрооборудования, так и при выборе ИБП стоит подойти к этому вопросу тщательно. Осиновыми критериями выбора при этом можно выделить следующие параметры:

  1. Мощность подключаемого оборудования;
  2. Входное и выходное напряжение, а возможные колебания самой величины и качества поставляемой электроэнергии;
  3. Длительность работы в автономном режиме;
  4. Интервал включения автономного питания при ухудшении качества напряжения или его полного исчезновения;
  5. Функциональные и дополнительные встроенные девайсы;
  6. Размер устройства и его габариты;
  7. Срок службы аккумуляторных батарей;
  8. Возможность включить его без подачи входного напряжения;
  9. Фирма и страна изготовитель.

Основные качества хорошего ИБП

Источник бесперебойного питания для дома должен обладать следующими качествами:

  • Низкий уровень шума как в автономном, так и в обычном состоянии;
  • Надёжность;
  • Простота в эксплуатации;
  • Как можно больше режим работы в автономном режиме.
  • Компактность.

Распространённые модели ИБП

Рынок источников бесперебойного питания хорошо развит и это устройство нельзя назвать дефицитным. Среди популярных моделей хотелось выделить несколько, которые показали себя в быту достаточно надёжно и особых нареканий по их работе нет:

Источники питания марки STARK. Не очень мощные устройства комфортно работающее до 3 кВА. Выполнены на основе микропроцессора, держащего под контролем работу всего аппарата. Переключение с рабочего режима автономный происходит за 2–5 сек. Для одной единицы техники его вполне хватает.

Luxeon. Мощность их достигает десятка кВА, поэтому он может обеспечить электроэнергией во время уменьшения величины или качества напряжения целую квартиру или загородный дом.

SVEN разработано ИБП серии RESERVE HOME. Это устройство обладает оптимальными характеристиками для организации бесперебойного снабжения электричеством квартиры или дома. Применение он нашёл как для поддержания в постоянной готовности систем отопления, так и для организации охраны и видеонаблюдения. Качественный аккумулятор для источника бесперебойного питания устройства, благодаря которому, он может обеспечить резервным питанием потребителей на продолжительный период времени.

Видео о ИПБ

Типы устройств бесперебойного питания с работающими

Полная форма ИБП - это источник бесперебойного питания или источник бесперебойного питания. Это электрическое устройство, обеспечивающее аварийное питание различных нагрузок, когда обычно отсутствует входная мощность. ИБП отличается от системы аварийного питания тем, что обеспечивает практически мгновенную защиту от прерываний питания i / p, обеспечивая энергию, хранящуюся в батареях, суперконденсаторах. Время работы от батареи для большинства ИБП относительно невелико, но достаточно для включения резервного источника питания.Основная цель ИБП - обеспечить защиту такого оборудования, как компьютеры, электрическое оборудование, компьютеры и центры обработки данных, когда происходит сбой питания. Это устройство поддерживает работу компьютера в течение нескольких минут после отключения электроэнергии и защищает данные на компьютере. В настоящее время существуют различные типы систем ИБП с программным компонентом, который позволяет выполнять резервное копирование в автомобиле на случай отсутствия перебоев в подаче электроэнергии, когда вы находитесь вне компьютера.

Источник бесперебойного питания 10

Принципиальная схема источника бесперебойного питания

Принципиальная схема ИБП показана ниже, на которой показано, как аккумуляторы в оборудовании работают во время сбоя питания.Входное напряжение первичной обмотки трансформатора (TR1) составляет 240В. Вторичная обмотка трансформатора (TR2) может быть увеличена до 15 В, если значение не менее 12 В при токе 2 А. Предохранитель используется для защиты схемы совы от коротких замыканий. Присутствие электричества вызовет свечение светодиода led1. Светодиодный индикатор гаснет при отключении питания, и батарея ИБП заменяет его. Эта схема разработана для обеспечения более гибкой схемы, в которой ее можно модифицировать с помощью различных батарей и регуляторов для обеспечения регулируемого и нерегулируемого напряжения.Используя последовательно две батареи на 12 В и положительный вход регуляторов 7815, мы можем управлять питанием 15 Вольт.


Принципиальная схема источника бесперебойного питания

Типы ИБП

Проникновение в сеть электропитания может проявляться в различных формах, таких как скачки, провалы напряжения, скачки напряжения и гармоники. Эти проблемы могут вызвать серьезное повреждение электрических передач, в основном на этапах производства или критической обработки действия. Чтобы снизить риск искажения электропитания, системы ИБП часто интегрируют в электрические сети.Производители оборудования для электронных источников питания могут предложить постоянный высококачественный поток энергии для различных устройств с электрической нагрузкой, и эти устройства обычно используются в промышленных приложениях, медицинских услугах, аварийном оборудовании, телекоммуникациях и компьютеризированных системах обработки данных. Система ИБП может быть полезным устройством для обеспечения точной работы источника питания.

Типы ИБП

Источники бесперебойного питания подразделяются на три типа:

  • Резервный ИБП
  • Линейно-интерактивный ИБП
  • Онлайн-ИБП
Резервный ИБП

Резервный источник бесперебойного питания также называется выключенным линейный ИБП, который обычно используется для ПК.Блок-схема этого ИБП показана ниже. Этот ИБП включает в себя батарею, инвертор переменного, постоянного и постоянного или переменного тока, статический выключатель и фильтр LPF, который используется для уменьшения частоты коммутации от пониженного напряжения и ограничитель перенапряжения. Система резервного ИБП работает с устройством переключения. для выбора i / p переменного тока в качестве основного источника питания и переключения на аккумулятор и инвертор в качестве резервных источников в случае сбоя основного питания. Инвертор обычно работает в режиме ожидания, срабатывая только при сбое питания, а безобрывный переключатель обычно переключает нагрузку на резервные блоки.Этот тип системы ИБП отличается небольшими размерами, высокой эффективностью и довольно низкими затратами, что делает его простым в изготовлении.

Standby UPS
Line Interactive UPS

Блок-схема Line Interactive UPS показана ниже, это наиболее распространенный ИБП, используемый для малого бизнеса. Конструкция линейно-интерактивного ИБП аналогична резервному ИБП, кроме того, конструкция Line Interactive обычно включает в себя автоматический регулятор напряжения (АРН) или переключающий трансформатор. Это улучшает регулирование напряжения за счет регулирования отводов трансформатора при изменении напряжения i / p.Регулировка напряжения является важной функцией при наличии низкого напряжения, иначе ИБП переключился бы на батарею, а затем, наконец, отключил бы нагрузку. Использование более распространенной батареи может вызвать ее преждевременный выход из строя. Характеристики этого ИБП - небольшой размер, низкая стоимость, высокая эффективность позволяют сделать ИБП мощностью 0,5-5 кВА


Line Interactive UPS
Online UPS

Онлайн-ИБП также называют источником бесперебойного питания с двойным преобразованием. Это наиболее часто используемый ИБП, блок-схема которого приведена ниже.Дизайн этого ИБП аналогичен резервному ИБП, за исключением того, что основным источником питания является инвертор, а не сеть переменного тока. В этой конструкции ИБП повреждение i / p AC не вызывает срабатывания переключателя передачи, потому что i / p AC заряжает источник резервного аккумулятора, который подает питание на инвертор o / p. Таким образом, при отключении питания переменного тока i / p эта операция ИБП приводит к отсутствию времени переключения.

Онлайн-ИБП

В этой конструкции и инвертор, и зарядное устройство изменяют общий поток мощности нагрузки, что приводит к снижению эффективности с соответствующим повышенным тепловыделением.Этот ИБП обеспечивает почти идеальную электрическую производительность. Но постоянный износ силовых компонентов снижает надежность по сравнению с другими конструкциями, а энергия, расходуемая из-за неэффективности электроэнергии, является важной частью стоимости жизненного цикла ИБП. Кроме того, i / p-мощность, потребляемая большим зарядным устройством, часто бывает нелинейной и может мешать силовой проводке здания с резервными генераторами.

Это все о том, что такое ИБП (Источник бесперебойного питания), принципиальная схема ИБП с пояснениями, типы ИБП.Мы надеемся, что вы лучше понимаете концепцию ИБП. Кроме того, любые вопросы по этой теме или проектам электроники, пожалуйста, оставьте свой отзыв, оставив комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, каковы применения ИБП?

Авторы фотографий:

Источник бесперебойного питания - Бесплатная загрузка PDF

Как использовать блок питания (Upu)

Руководство пользователя ИБП BRAVER (Система бесперебойного питания) Безопасность ВНИМАНИЕ! В этом ИБП используются напряжения, которые могут быть опасными.Не пытайтесь разобрать устройство. Устройство не содержит деталей, заменяемых пользователем.

Подробнее

Руководство пользователя AURORA 1.2K / 2.2K

Руководство пользователя AURORA 1.2K / 2.2K Система бесперебойного питания Безопасность ВНИМАНИЕ! В этом ИБП используются напряжения, которые могут быть опасными. Не пытайтесь разобрать устройство. Устройство не содержит

, обслуживаемого пользователем. Подробнее

Линейно-интерактивный ИБП

EN Line Interactive UPS PowerMust 636 LCD (650 ВА), Line Int., Schuko PowerMust 848 LCD (850VA), Line Int., Schuko PowerMust 636 LCD (650VA), Line Int., IEC PowerMust 848 LCD (850VA), Line Int., IEC PowerMust

Подробнее

ИБП Powerware 5110 Руководство пользователя

Powerware 5110 UPS 2005 Eaton Corporation Все права защищены. Содержание этого руководства является собственностью издателя и не может быть воспроизведено (даже отрывки) без разрешения. Каждый уход

Подробнее

Руководство пользователя ИБП 1K / 2K / 3K Online

Руководство пользователя Система бесперебойного питания ИБП 1K / 2K / 3K Online Содержание 1.Важное предупреждение о безопасности ... 1 1-1. Транспортировка ... 1 1-2. Подготовка ... 1 1-3. Установка ... 1 1-4. Эксплуатация ...

Подробнее

ЭКОС Тележка. Инструкции по применению

Инструкция по эксплуатации тележки EKOS EKOS Corporation 11911 North Creek Parkway South Bothell, WA 98011 USA (425) 415-3100 (тел.) (425) 415-3102 (факс) [email protected] (электронная почта) - 1-4913- 002 REV E Использование по назначению

Подробнее

МОДЕЛИ 350, 500, 650 и 1000

P D Technology Ltd PDT Power Series Руководство по эксплуатации Бытовые, коммерческие и промышленные предприятия ПОЖАЛУЙСТА, ПРОЧИТАЙТЕ ВНУТРЕННЮЮ ПЕРЕДНЮЮ КРЫШКУ ПЕРЕД УСТАНОВКОЙ МОДЕЛЕЙ PDT POWER СЕРИИ 350, 500, 650 и 1000 P D Technology

Подробнее

Бесперебойный источник питания

96-01101 / ред.2e / 2-2-12 Источник бесперебойного питания ИСКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА И ЗАЩИТА Источник бесперебойного питания с энергосберегающим дизайном, оптимизированный для удовлетворения потребностей аудио / видео систем Характеристики

Подробнее

РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ Онлайн-ИБП 1K / 2K / 3K

РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ RU Online Система бесперебойного питания ИБП 1K / 2K / 3K Содержание 1. Важное предупреждение о безопасности 2 1.1. Транспорт 2 1.2. Приготовление 2 1.3. Установка 2 1.4. Эксплуатация 2 1.5.

Подробнее

Инвертор мощности 3000 Вт

ИНСТРУКЦИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ инвертора мощности 3000 Вт Номер модели 4573000 ДЛЯ СНИЖЕНИЯ РИСКА ТРАВМЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ ДОЛЖЕН ПРОЧИТАТЬ И ПОНИМАТЬ ДАННОЕ РУКОВОДСТВО. ДАННОЕ РУКОВОДСТВО СОДЕРЖИТ ВАЖНУЮ ИНФОРМАЦИЮ ОТНОСИТЕЛЬНО

Подробнее

SmartPro 100/110/120 В, 1,5 кВА, 900 Вт, линейно-интерактивный синусоидальный ИБП, вертикальный режим, SNMP, веб-карта, USB, последовательный порт DB9

SmartPro 100/110/120 В 1.Линейно-интерактивный ИБП с синусоидальной волной мощностью 5 кВА, 900 Вт, вертикальный, SNMP, веб-карта, USB, последовательный порт DB9 НОМЕР МОДЕЛИ: SMART1500SLT Основные особенности линейно-интерактивного вертикального ИБП 1,5 кВА / 1500 ВА; Выход синусоидальной волны

Подробнее

ИБП HP R1500, поколение 3

Инструкции по установке HP UPS R1500 Generation 3 Номер детали 650952-001 ПРИМЕЧАНИЕ. На табличке с характеристиками на устройстве указан класс (A или B) оборудования. Устройства класса B имеют сертификат Federal Communications

. Подробнее

Номер модели: SMART2200CRMXL

Tripp Lite 1111 West 35th Street Chicago, IL 60609 USA Телефон: + (773) 869 1234 Электронная почта: saleshelp @ tripplite.com Модель №: SMART2200CRMXL SmartPro Compact Rackmount ИБП - Прецизионная защита для

Подробнее

10000HXL31 / 15000HXL31 / 20000HXL31

Содержание www.eaton.com/dxups РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ НА ЛИНИИ ИБП 10000HXL31 / 15000HXL31 / 20000HXL31 Источник бесперебойного питания Содержание 1. Краткое введение 1.1 Описание системы и модели --------------- -------------------------------------------------- ---- 1

Подробнее

SmartPro 120 В 2.ИБП 2 кВА, 1,92 кВт, линейно-интерактивный, синусоидальный сигнал, SNMP, опция веб-карты, стойка / башня 2U, ЖК-дисплей, USB, последовательный порт DB9

SmartPro 120 В, 2,2 кВА, 1,92 кВт, линейно-интерактивный ИБП, синусоидальный сигнал, SNMP, опция веб-карты, стойка / башня 2U, ЖК-дисплей, USB, последовательный НОМЕР МОДЕЛИ DB9: SMART2200RM2U Особенности 2,2 кВА / 2200 ВА / 1920 Вт, линейно-интерактивный 2U

Подробнее

SmartPro 120 В, 750 ВА, 600 Вт, линейно-интерактивный синусоидальный ИБП, SNMP, веб-карта, установка в стойку 1U, USB, последовательный порт DB9

SmartPro 120 В, 750 ВА, 600 Вт, линейно-интерактивный синусоидальный ИБП, SNMP, веб-карта, установка в стойку 1U, USB, последовательный порт DB9 НОМЕР МОДЕЛИ: SMART750RM1U Особенности.Линейный интерактивный ИБП высотой 1U, монтируемый в стойку, 75 кВА / 750 ВА / 600 Вт, Sine

Подробнее

SmartPro 120 В, 1 кВА, 800 Вт, линейно-интерактивный синусоидальный ИБП, SNMP, веб-карта, стойка 1U, USB, последовательный порт DB9

SmartPro 120 В, 1 кВА, 800 Вт, линейно-интерактивный синусоидальный ИБП, SNMP, веб-карта, стойка 1U, USB, последовательный порт DB9 НОМЕР МОДЕЛИ: SMART1000RM1U Описание Tripp Lite SMART1000RM1U 1000 ВА / 1 кВА / 800 Вт, линейный интерактивный,

Подробнее

SPL 2-00 / -01 ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

SPL 2-00 / -01 ИНСТРУКЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ Адаптер Powerline Ethernet 500 Мбит / с RU Прочтите и сохраните инструкции по эксплуатации SPL 2-00 / -01 Примечания по безопасности НЕ используйте этот продукт рядом с водой, например, во влажном подвале

Подробнее

ИБП-2200R-HH / ИБП-2200R-HHIP

РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ UPS-2200R-HH / UPS-2200R-HHIP ИСТОЧНИК ИСТОЧНИКА БЕСПЕРЕБОЙНОЙ ПИТАНИЯ C UL R США 082410-01 СПАСИБО Благодарим за покупку стоечного ИБП UPS-2200R-HH / UPS-2200R-HHIP.ИБП обеспечивает

Подробнее

SmartPro 230V 3kVA 2.25kW Line-Interactive UPS, Extended Run, SNMP, Webcard, Tower, USB, DB9 Serial

SmartPro 230 В, 3 кВА, 2,25 кВт, линейно-интерактивный ИБП, расширенная работа, SNMP, веб-карта, вертикальный режим, USB, последовательный порт DB9 НОМЕР МОДЕЛИ: SMARTINT3000VS Основные характеристики линейно-интерактивной башенной ИБП 3 кВА / 3000 ВА / 2250 Вт 230 В,

Подробнее

Соответствует TAA SmartPro 120 В, 1 кВА.ИБП 8 кВт с линейно-интерактивным синусоидальным интерфейсом, SNMP, веб-карта, стойка 1U, USB, последовательный порт DB9

Соответствующий TAA ИБП SmartPro 120 В, 1 кВА, 8 кВт, линейно-интерактивный, синусоидальный ИБП, SNMP, веб-карта, стойка 1U, USB, DB9 Последовательный НОМЕР МОДЕЛИ: SM1000RM1UTAA Описание Tripp Lite SM1000RM1UTAA 1000 ВА / 1 кВА / 800 Вт, линия

Подробнее

ИБП 1000-2200 ВА Руководство пользователя

ИБП 1000-2200 ВА Powerware 5125 1000 2200 ВА Содержание 1.Введение ... 7 2. Установка ... 8 Осмотр оборудования ... 8 Установка ИБП ... 8 Задние панели ИБП ... 9 3. Работа и конфигурация ...

Подробнее

Advantium 2 Plus Сигнализация

ADI 9510-B Advantium 2 Plus Alarm ИНСТРУКЦИИ ПО УСТАНОВКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ Внимательно прочтите эти инструкции перед эксплуатацией Внимательно прочтите эти Controls Corporation of America 1501 Harpers Road Virginia

Подробнее

SmartPro 230 В, 750 ВА, 500 Вт, линейно-интерактивный синусоидальный ИБП, SNMP, веб-карта, башня, USB, последовательный порт DB9

SmartPro 230 В, 750 ВА, 500 Вт, линейно-интерактивный ИБП синусоидальной формы, SNMP, веб-карта, вертикальный режим, USB, последовательный порт DB9 НОМЕР МОДЕЛИ: SMX750SLT Основные особенности линейно-интерактивного вертикального ИБП 750 ВА; Выход синусоидальной волны 220/230/240 В номинал

Подробнее

SmartPro 120 В, 500 ВА, 300 Вт, линейно-интерактивный ИБП, SNMP, веб-карта, стойка / башня 1U, USB, последовательный порт DB9

SmartPro 120 В, 500 ВА, 300 Вт, линейно-интерактивный ИБП, SNMP, веб-карта, стойка / башня 1U, USB, последовательный порт DB9 НОМЕР МОДЕЛИ: SMART500RT1U Описание Интеллектуальная линейно-интерактивная стойка / башня бесперебойного питания

от Tripp Lite SMART500RT1U Подробнее

Внешнее хранилище esata

Руководство по эксплуатации внешнего хранилища esata DA-ES110 Перед чтением данного руководства В этом руководстве по эксплуатации содержатся базовые инструкции по установке и использованию внешнего хранилища esata, продукта IDIS.Пользователи

Подробнее

NeTYS PR 1000-3000 ВА

NeTYS PR 1000-3000 ВА СОДЕРЖАНИЕ ИЗДЕЛИЯ 1. СТАНДАРТЫ БЕЗОПАСНОСТИ ... 4 2. ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ... 5 2.1. ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ И ДИСПЛЕЯ НА ОСНОВЕ СВЕТОДИОДОВ ... 6 3. РАСПАКОВКА И УСТАНОВКА ... 7 3.1. РАСПАКОВКА ... 7 3.2. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ

Подробнее

BroadBand PowerShield. Руководство пользователя

Руководство пользователя BroadBand PowerShield 990-0375G 12/2006 Глава 1 Общие сведения PowerShield обеспечивает источник питания для широкополосной телефонии и других приложений постоянного тока.Безопасность Это руководство по безопасности содержит

Подробнее

ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ИНВЕРТОРА TIG

ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ИНВЕРТОРА TIG Содержание Предупреждение Общее описание Блок-схема Основные параметры Принципиальная схема Установка и эксплуатация Предостережение Техническое обслуживание Список запасных частей Поиск и устранение неисправностей 3 4 4

Подробнее

Руководство пользователя (на английском языке)

Руководство пользователя (на английском языке) Содержание Общая информация по безопасности...2 Компоненты Fueltank UNO ... 3 Зарядка Fueltank UNO ... 4 Использование Fueltank UNO ... 5 Режим энергосбережения ... 6 Проверка Fueltank UNO

Подробнее

: определение uninterruptible_power_supply и синонимы слова uninterruptible_power_supply (английский)

Небольшой отдельно стоящий ИБП. Устройство на фото имеет вход IEC 60320 C14 и три выхода C13.

Электрики устанавливают большой ИБП для центра обработки данных

Источник бесперебойного питания , а также источник бесперебойного питания , ИБП или резервный аккумулятор с маховиком - это электрическое устройство, которое обеспечивает аварийное питание нагрузки при выходе из строя входного источника питания, обычно от сети.ИБП отличается от вспомогательной или аварийной системы питания или резервного генератора тем, что он обеспечивает почти мгновенную защиту от перебоев в подаче питания за счет подачи энергии, накопленной в батареях или маховике. Время работы от батареи большинства источников бесперебойного питания относительно невелико (всего несколько минут), но достаточно для запуска резервного источника питания или надлежащего отключения защищаемого оборудования.

ИБП обычно используется для защиты компьютеров, центров обработки данных, телекоммуникационного оборудования или другого электрического оборудования, где неожиданное отключение питания может привести к травмам, смертельному исходу, серьезному нарушению работы или потере данных.Блоки ИБП различаются по размеру от блоков, предназначенных для защиты одного компьютера без видеомонитора (около 200 ВА), до больших блоков, питающих целые центры обработки данных или здания.

Общие проблемы с питанием

Основная роль любого ИБП - обеспечивать кратковременное питание при выходе из строя входного источника питания. Тем не менее, большинство ИБП также способны в той или иной степени исправлять общие проблемы с питанием от электросети:

  1. Скачок или длительное перенапряжение
  2. кратковременное или продолжительное снижение входного напряжения.
  3. Шум, определяемый как высокочастотный переходный процесс или колебание, обычно вводимый в линию ближайшим оборудованием.
  4. Нестабильность частоты сети.
  5. Гармоническое искажение: определяется как отклонение от идеальной синусоидальной формы волны, ожидаемой на линии.
ИБП

делятся на категории в зависимости от того, какие из вышеперечисленных проблем они решают. [ сомнительно - обсудить ] , и некоторые производители классифицируют свои продукты в соответствии с количеством решаемых ими проблем, связанных с питанием. [1]

Технологии

Общие категории современных систем ИБП: on-line , line-interactive или standby . [2] Сетевой ИБП использует метод «двойного преобразования», позволяющий принимать входной переменный ток, выпрямляя его до постоянного тока для прохождения через аккумулятор (или комплекты батарей), а затем снова инвертируя до 120/230 В переменного тока для питания защищенное оборудование. Линейно-интерактивный ИБП поддерживает инвертор в рабочем состоянии и перенаправляет путь постоянного тока батареи из нормального режима зарядки в режим подачи тока при потере питания.В резервной («автономной») системе нагрузка питается напрямую от входной мощности, а схема резервного питания активируется только при отключении сетевого питания. Большинство ИБП ниже 1 кВА относятся к линейно-интерактивным или резервным, которые обычно дешевле.

Для больших блоков питания иногда используются динамические источники бесперебойного питания. Синхронный двигатель / генератор переменного тока подключается к сети через дроссель. Энергия хранится в маховике. При пропадании сетевого питания вихретоковый регулятор поддерживает питание нагрузки до тех пор, пока не исчерпывается энергия маховика.DUPS иногда комбинируются или объединяются с дизельным генератором, который включается после короткой задержки, образуя дизельный роторный источник бесперебойного питания (DRUPS).

ИБП на топливных элементах был разработан в последние годы с использованием водорода и топливных элементов в качестве источника энергии, что потенциально обеспечивает длительное время работы в небольшом пространстве.

Автономный / резервный

Автономный / резервный ИБП. Типичное время защиты: 0–20 минут. Расширение емкости: обычно не доступно

Автономный / резервный ИБП (SPS) предлагает только самые основные функции, обеспечивая защиту от перенапряжения и резервное питание от батареи.Защищаемое оборудование обычно подключается непосредственно к входящей электросети. Когда входящее напряжение падает ниже заданного уровня, SPS включает свою внутреннюю схему инвертора постоянного и переменного тока, которая питается от внутренней аккумуляторной батареи. Затем SPS механически включает подключенное оборудование на свой инвертор постоянного и переменного тока. Время переключения может достигать 25 миллисекунд, в зависимости от количества времени, которое требуется резервному ИБП для обнаружения потери напряжения в электросети. ИБП предназначен для питания определенного оборудования, такого как персональный компьютер, без каких-либо нежелательных провалов или сбоев в работе этого устройства.

Линейно-интерактивный

Линейно-интерактивный ИБП. Типичное время защиты: 5–30 минут. Расширение емкости: несколько часов

Линейно-интерактивный ИБП по принципу действия аналогичен резервному ИБП, но с добавлением многоотводного автотрансформатора переменного напряжения. Это особый тип трансформатора, который может добавлять или убирать катушки с проводом, тем самым увеличивая или уменьшая магнитное поле и выходное напряжение трансформатора.

Этот тип ИБП может выдерживать постоянные отключения из-за пониженного напряжения и скачки перенапряжения без потребления ограниченной мощности резервной батареи.Вместо этого он компенсирует это путем автоматического выбора различных ответвлений мощности на автотрансформаторе. В зависимости от конструкции, изменение ответвления автотрансформатора может вызвать очень кратковременное отключение выходной мощности, [3] , что может вызвать кратковременное «чириканье» ИБП, оборудованных сигнализацией потери мощности.

Это стало популярным даже в самых дешевых ИБП, поскольку в нем используются уже включенные компоненты. Основной трансформатор 50/60 Гц, используемый для преобразования между линейным напряжением и напряжением батареи, должен обеспечивать два немного разных отношения витка: один для преобразования выходного напряжения батареи (обычно кратного 12 В) в линейное напряжение, а второй - для преобразования линейное напряжение до немного более высокого напряжения зарядки аккумулятора (например, кратного 14 В) [требуется уточнение ] .Кроме того, легче выполнить переключение на стороне сетевого напряжения трансформатора из-за более низких токов на этой стороне.

Чтобы получить функцию понижающего / повышающего напряжения , все, что требуется, это два отдельных переключателя, чтобы вход переменного тока мог быть подключен к одному из двух отводов первичной обмотки, а нагрузка подключена к другому, таким образом, используя первичную обмотку главного трансформатора. обмотки в качестве автотрансформатора. Аккумулятор все еще может заряжаться при «понижении» перенапряжения, но при «повышении» пониженного напряжения выход трансформатора слишком низкий для зарядки аккумуляторов.

Автотрансформаторы

могут быть спроектированы так, чтобы покрывать широкий диапазон изменяющихся входных напряжений, но это требует большего количества ответвлений и увеличивает сложность и стоимость ИБП. Обычно автотрансформатор покрывает диапазон только от 90 до 140 В для мощности 120 В, а затем переключается на аккумулятор, если напряжение становится намного выше или ниже этого диапазона.

В условиях низкого напряжения ИБП будет потреблять больше тока, чем обычно, поэтому ему может потребоваться цепь с более высоким током, чем обычное устройство.Например, для питания устройства мощностью 1000 Вт при напряжении 120 вольт ИБП потребляет 8,33 ампера. Если произойдет отключение питания и напряжение упадет до 100 вольт, ИБП потребляет 10 ампер для компенсации. Это также работает в обратном направлении, так что в условиях перенапряжения ИБП потребуется меньший ток.

Онлайн / Двойное преобразование

Онлайн-ИБП идеально подходит для сред, где необходима электрическая изоляция, или для оборудования, которое очень чувствительно к колебаниям напряжения. Хотя раньше он использовался только для очень больших установок мощностью 10 кВт и более, достижения в области технологий позволили ему стать обычным потребительским устройством мощностью 500 Вт или менее.Первоначальная стоимость онлайн-ИБП может быть немного выше, но общая стоимость владения, как правило, ниже из-за более длительного срока службы батареи. Интерактивный ИБП может потребоваться в случае «шумной» энергосистемы, частых провалов в электроснабжении, перебоев в электроснабжении и других аномалий, когда требуется защита чувствительных нагрузок ИТ-оборудования или когда необходима работа от резервного генератора длительного режима.

Основная технология онлайн-ИБП такая же, как у резервного или линейно-интерактивного ИБП.Однако, как правило, он стоит намного дороже из-за того, что у него гораздо больший ток зарядного устройства / выпрямителя для преобразования переменного тока в постоянный, а также выпрямитель и инвертор, предназначенные для непрерывной работы с улучшенными системами охлаждения. Он называется ИБП с двойным преобразованием типа из-за того, что выпрямитель напрямую управляет инвертором даже при питании от нормального переменного тока.

В онлайн-ИБП батареи всегда подключены к инвертору, поэтому переключатели мощности не требуются. Когда происходит потеря мощности, выпрямитель просто выпадает из цепи, и батареи поддерживают стабильную и неизменную мощность.Когда питание восстанавливается, выпрямитель возобновляет работу с большей частью нагрузки и начинает заряжать батареи, хотя зарядный ток может быть ограничен, чтобы предотвратить перегрев аккумуляторов мощным выпрямителем и выкипание электролита.

Основным преимуществом онлайнового ИБП является его способность обеспечивать электрический брандмауэр между входящим сетевым питанием и чувствительным электронным оборудованием.

Гибридная топология / двойное преобразование по запросу

Эти гибридные конструкции не имеют официального обозначения, хотя одно название, используемое HP и Eaton, является двойным преобразованием по запросу. [4] Этот тип ИБП предназначен для приложений с высоким КПД, сохраняя при этом функции и уровень защиты, обеспечиваемые двойным преобразованием.

Гибридный ИБП (двойное преобразование по требованию) работает как автономный / резервный ИБП, когда параметры питания находятся в пределах определенного предустановленного диапазона. Это позволяет ИБП достигать очень высоких показателей эффективности. Когда условия электропитания выходят за пределы предопределенных окон, ИБП переключается в режим онлайн / двойное преобразование. [4] В режиме двойного преобразования ИБП может регулировать колебания напряжения без использования энергии батареи, может фильтровать линейный шум и регулировать частоту. Примерами такой конструкции ИБП с гибридным / двойным преобразованием по требованию являются HP R8000, HP R12000, HP RP12000 / 3 и Eaton BladeUPS.

Феррорезонанс

Типичное время защиты:
5–15 минут
Расширение емкости:
Несколько часов

Феррорезонансные блоки работают так же, как резервные ИБП; однако они подключены к сети, за исключением того, что для фильтрации выхода используется феррорезонансный трансформатор.Этот трансформатор предназначен для удержания энергии достаточно долго, чтобы покрыть время между переключением с сети на питание от батареи, и эффективно исключает время переключения. Многие феррорезонансные ИБП имеют КПД 82–88% (переменный / постоянный-переменный ток) и обеспечивают отличную изоляцию.

Трансформатор имеет три обмотки: одна для питания от обычной сети, вторая для питания от выпрямленной батареи и третья для выходной мощности переменного тока на нагрузке.

Когда-то это был преобладающий тип ИБП, и его мощность ограничивалась диапазоном около 150 кВА.Эти блоки до сих пор в основном используются в некоторых промышленных условиях (нефтегазовая, нефтехимическая, химическая, коммунальная и тяжелая промышленность) из-за прочной природы ИБП. Многие феррорезонансные ИБП, использующие технологию управляемого ферро, могут не взаимодействовать с оборудованием коррекции коэффициента мощности. [ требуется дальнейшее объяснение ]

Питание постоянного тока

Типичное время защиты:
Несколько часов
Расширение емкости:
да

ИБП, предназначенный для питания оборудования постоянного тока, очень похож на онлайн-ИБП, за исключением того, что ему не нужен выходной инвертор, и часто для устройства с питанием не требуется источник питания.Вместо того, чтобы преобразовывать переменный ток в постоянный для зарядки батарей, затем из постоянного в переменный для питания внешнего устройства, а затем обратно в постоянный ток внутри питаемого устройства, некоторое оборудование принимает постоянный ток напрямую и позволяет исключить один или несколько этапов преобразования. Это оборудование более известно как выпрямитель.

Многие системы, используемые в телекоммуникациях, используют питание 48 В постоянного тока, потому что они имеют менее строгие правила безопасности, такие как установка в кабелепроводе и распределительных коробках. Постоянный ток обычно был доминирующим источником питания для телекоммуникаций, а переменный ток обычно был основным источником энергии для компьютеров и серверов.

Было много экспериментов с питанием 48 В постоянного тока для компьютерных серверов в надежде снизить вероятность сбоя и стоимость оборудования. Однако для обеспечения такого же количества мощности ток должен быть больше, чем эквивалентная цепь 120 В или 230 В; больший ток требует больших проводников или больше энергии теряется в виде тепла.

Высоковольтный постоянный ток (380 В) находит применение в некоторых приложениях центров обработки данных и позволяет использовать малые силовые проводники, но на него распространяются более сложные правила электрического кодекса для безопасного сдерживания высокого напряжения. [5]

Большинство импульсных источников питания (SMPS) для ПК могут работать напрямую с напряжением 325 В постоянного тока (сетевое напряжение 230 В × √2), потому что первое, что они делают со входом переменного тока, - это выпрямляют его. Это действительно вызывает несбалансированный нагрев во входном каскаде выпрямителя, поскольку полная нагрузка проходит только через половину, но обычно это не является серьезной проблемой. (Источники питания с переключателем 115/230 В работают как удвоитель напряжения, когда в положении 115 В [ необходима ссылка ] , что требует питания переменного тока, но конфигурация удвоителя напряжения также использует только половину выпрямителя, поэтому он наверняка сможет справиться с дисбалансом при работе от постоянного тока в положении 230 В.)

Rotary DRUPS (дизельный роторный UPS)

Типичное время защиты:
20–60 секунд
Расширение емкости:
Несколько секунд

Роторный ИБП использует инерцию вращающегося маховика большой массы (накопитель энергии маховика) для обеспечения кратковременного включения в случае потери мощности. Маховик также действует как буфер против скачков и провалов мощности, поскольку такие кратковременные события мощности не могут заметно повлиять на скорость вращения маховика большой массы.Это также одна из самых старых разработок, предшествовавших электронным лампам и интегральным схемам.

Его можно рассматривать как в строке , поскольку при нормальных условиях он вращается непрерывно. Однако, в отличие от ИБП на аккумуляторных батареях, системы ИБП с маховиком обычно обеспечивают от 10 до 20 секунд защиты, прежде чем маховик замедлится и выходная мощность прекратится. Он традиционно используется в сочетании с резервными дизельными генераторами, обеспечивая резервное питание только в течение короткого периода времени, необходимого двигателю для запуска и стабилизации его мощности.

Роторный ИБП обычно предназначен для приложений, требующих защиты более 10 000 Вт, чтобы оправдать затраты и получить выгоду от преимуществ роторных ИБП. Более крупный маховик или несколько маховиков, работающих параллельно, увеличивают резервное время работы или мощность.

Поскольку маховики являются механическим источником энергии, нет необходимости использовать электродвигатель или генератор в качестве промежуточного звена между ним и дизельным двигателем, предназначенным для обеспечения аварийного питания.При использовании коробки передач инерция вращения маховика может использоваться для прямого запуска дизельного двигателя, а после запуска дизельный двигатель может использоваться для непосредственного вращения маховика. Аналогичным образом несколько маховиков могут быть соединены параллельно через механические промежуточные валы без необходимости использования отдельных двигателей и генераторов для каждого маховика.

Обычно они предназначены для обеспечения очень высокого выходного тока по сравнению с чисто электронными ИБП и лучше способны обеспечивать пусковой ток для индуктивных нагрузок, таких как пуск двигателя или нагрузки компрессора, а также для медицинского оборудования МРТ и катетеризационной лаборатории.Он также способен выдерживать условия короткого замыкания, которые в 17 раз превышают токи электронного ИБП, что позволяет одному устройству перегореть предохранитель и выйти из строя, в то время как другие устройства по-прежнему будут получать питание от роторного ИБП.

Его срок службы обычно намного больше, чем у чисто электронного ИБП, до 30 лет и более. Но они действительно требуют периодического простоя для механического обслуживания, такого как замена шариковых подшипников. В более крупных системах резервирование системы обеспечивает доступность процессов во время этого обслуживания.Конструкции на основе батарей не требуют простоев, если батареи можно заменять в горячем режиме, что обычно имеет место для более крупных устройств. В более новых роторных агрегатах используются такие технологии, как магнитные подшипники и корпуса с воздушным вакуумированием, чтобы повысить эффективность работы в режиме ожидания и сократить объем технического обслуживания до очень низких уровней.

Обычно маховик большой массы используется вместе с системой двигатель-генератор. Эти блоки могут быть сконфигурированы как: [6]

  1. Двигатель, приводящий в действие генератор с механическим соединением,
  2. Комбинированный синхронный двигатель и генератор, намотанный в чередующихся пазах одного ротора и статора,
  3. Гибридный роторный ИБП, разработанный аналогично сетевому ИБП, за исключением того, что в нем вместо батарей используется маховик.Выпрямитель приводит в движение двигатель, вращающий маховик, а генератор использует маховик для питания инвертора.

В корпусе № 3 двигатель-генератор может быть синхронным / синхронным или индукционным / синхронным. Сторона двигателя блока в корпусах №№ 2 и 3 может приводиться в действие напрямую от источника переменного тока (обычно при байпасе инвертора), 6-ступенчатого привода двигателя с двойным преобразованием или 6-пульсного инвертора. В случае № 1 в качестве источника кратковременной энергии вместо батарей используется встроенный маховик, чтобы дать время внешним генераторам с электрической связью для запуска и перевода в оперативный режим.В случаях № 2 и 3 в качестве кратковременного источника энергии можно использовать батареи или отдельно стоящий маховик с электрической связью.

Приложения

N + 1

В крупных бизнес-средах, где надежность имеет большое значение, один огромный ИБП также может стать единственной точкой отказа, которая может нарушить работу многих других систем. Для обеспечения большей надежности несколько небольших модулей ИБП и батарей могут быть объединены вместе для обеспечения защиты с резервированием по питанию, эквивалентной одному очень большому ИБП.«N + 1» означает, что если нагрузку могут обеспечить N модулей, то установка будет содержать N + 1 модуль. Таким образом, отказ одного модуля не повлияет на работу системы. [7]

Множественное резервирование

Многие компьютерные серверы предлагают возможность резервирования блоков питания, так что в случае отказа одного блока питания один или несколько других блоков питания могут питать нагрузку. Это критический момент - каждый блок питания должен самостоятельно обеспечивать питание всего сервера.

Избыточность дополнительно увеличивается за счет подключения каждого источника питания к другой цепи (то есть к другому автоматическому выключателю).

Резервную защиту можно еще больше расширить, подключив каждый блок питания к собственному ИБП. Это обеспечивает двойную защиту как от сбоя источника питания, так и от сбоя ИБП, что гарантирует непрерывную работу. Эта конфигурация также называется резервированием 1 + 1 или 2N. Если бюджет не позволяет установить два идентичных блока ИБП, то обычно подключают один блок питания к сети, а другой - к ИБП. [8]

Использование вне помещений

Когда система ИБП размещается на открытом воздухе, она должна обладать некоторыми особенностями, гарантирующими устойчивость к погодным условиям без влияния на производительность. Производитель должен учитывать такие факторы, как температура, влажность, дождь и снег, а также другие факторы при проектировании системы ИБП для установки вне помещений. Диапазон рабочих температур для наружных систем ИБП может составлять от -40 ° C до +55 ° C.

Системы ИБП

для установки вне помещений могут быть установлены на столб, заземление (пьедестал) или хост.Наружная среда может означать очень холодный, и в этом случае наружная система ИБП должна включать в себя нагревательный коврик для батареи, или сильную жару, и в этом случае наружная система ИБП должна включать в себя систему вентилятора или систему кондиционирования воздуха.

Внутренние системы

Системы ИБП

могут быть спроектированы для размещения внутри корпуса компьютера. Есть два типа внутренних ИБП. Первый тип - это миниатюрный обычный ИБП, который достаточно мал, чтобы поместиться в отсек для 5,25-дюймового слота CD-ROM в корпусе обычного компьютера.Другой тип - это модернизированные импульсные блоки питания, в которых в качестве входов используются двойные источники питания переменного или постоянного тока, а также встроенные блоки управления переключением.

Стандарты машин

Эффективность измерения

Способы измерения КПД на рынке ИБП сильно различаются, и этому есть ряд причин. Многие производители ИБП заявляют о высочайшем уровне эффективности, часто используя разные наборы критериев для достижения этих показателей. Можно утверждать, что промышленная норма составляет от 93% до 96%, когда ИБП находится в полном рабочем режиме, и для достижения этих цифр компании часто ставят свои ИБП в идеальный сценарий.Показатели КПД на месте часто намного ближе к отметке 90% из-за различных условий питания. В действительности идеального сценария никогда не будет из-за продолжающихся просадок напряжения в сети и снижения эффективности батарей ИБП.

Гарантия

Гарантия на источники бесперебойного питания за последние пару лет изменилась, часто в зависимости от того, является ли машина однофазной или трехфазной. Немногие компании конкурируют по гарантии, уделяя основное внимание контрактам на эффективность и техническое обслуживание.Стандартная гарантия производителя составляет от 1 до 2 лет и может быть ограничена определенными аспектами машины, часто исключая более дорогие элементы, такие как замена батареи. Сосредоточившись на одном рынке, компании, поставляющие трехфазные, однако, теперь предлагают более длительные гарантии с нормой ближе к 2 годам, а не к одному году.

Трудности при использовании генератора

Колебания частоты

Напряжение и частота мощности, производимой генератором, зависят от частоты вращения двигателя.Скорость контролируется системой, называемой губернатором. Некоторые регуляторы механические, а некоторые электронные. Задача регулятора - поддерживать постоянное напряжение и частоту при изменении нагрузки на генератор. Это может создать проблему, когда, например, пусковой импульс лифта может вызвать короткие «всплески» частоты генератора или выходного напряжения, таким образом влияя на все другие устройства, питаемые от генератора. Многие станции радиопередачи будут иметь резервные дизель-генераторы - в случае радиопередатчиков с амплитудной модуляцией (AM) нагрузка передатчиков изменяется в соответствии с уровнем сигнала.Это приводит к сценарию, когда генератор постоянно пытается скорректировать выходное напряжение и частоту при изменении нагрузки.

ИБП может быть несовместим с генератором или из-за плохого сетевого питания; в том случае, если его разработчики написали код микропроцессора, требующий точно частоты питания 50,0 Гц (или 60,0 Гц) для работы; при невыполнении этого условия ИБП может продолжать работать от батареи, будучи не в состоянии восстановить неподходящее напряжение питания.

Эта проблема требований к входной частоте не должна быть проблемой при использовании ИБП с двойным преобразованием / онлайн. ИБП этой топологии должен быть способен адаптироваться к любой входной частоте, используя свой собственный внутренний источник синхронизации для генерации необходимой частоты питания 50 или 60 Гц.

Коэффициент мощности

Основная статья: коэффициент мощности

Проблемой в сочетании ИБП с двойным преобразованием и генератора является искажение напряжения, создаваемое ИБП. Вход ИБП с двойным преобразованием - это, по сути, большой выпрямитель.Ток, потребляемый ИБП, не является синусоидальным. Это приводит к тому, что напряжение от генератора также становится несинусоидальным. Таким образом, искажение напряжения может вызвать проблемы во всем электрическом оборудовании, подключенном к генератору, включая сам ИБП. Этот уровень «шума» измеряется как процент от «общего гармонического искажения тока» (THD (i)). Классические выпрямители ИБП имеют уровень THD (i) около 25–30%. Для предотвращения искажений напряжения необходимы генераторы более чем в два раза больше, чем ИБП.

Существует несколько решений для снижения THD (i) в ИБП с двойным преобразованием:

Пассивная коррекция коэффициента мощности : (пассивная коррекция коэффициента мощности)

Классические решения, такие как пассивные фильтры, снижают THD (i) до 5–10% при полной нагрузке. Они надежны, но большие, работают только при полной нагрузке и создают свои проблемы при использовании в тандеме с генераторами.

Активная коррекция коэффициента мощности :

Основная статья: Активная коррекция коэффициента мощности

Альтернативное решение - активный фильтр.Благодаря использованию такого устройства THD (i) может упасть до 5% во всем диапазоне мощностей. Новейшая технология в ИБП с двойным преобразованием - выпрямитель, в котором используются не классические выпрямительные компоненты (тиристоры и диоды), а высокочастотные компоненты (IGBT). ИБП с двойным преобразованием и выпрямителем IGBT может иметь THD (i) всего 2%. Это полностью исключает необходимость увеличения размера генератора (и трансформаторов) без дополнительных фильтров, инвестиционных затрат, потерь или места.

Связь

Управление питанием (PM) требует

  1. ИБП для сообщения о своем состоянии компьютеру, к которому он подключен, через канал связи, такой как последовательный порт, Ethernet или USB
  2. Подсистема в ОС, которая обрабатывает отчеты и генерирует уведомления, генерирует события PM или приказывает завершить работу. [9] Некоторые производители ИБП публикуют свои протоколы связи, но другие производители (например, APC) используют собственные протоколы.

Основные методы управления «компьютер-ИБП» предназначены для передачи сигналов «один-к-одному» от одного источника к одной цели. Например, один ИБП может подключаться к одному компьютеру для предоставления информации о состоянии ИБП и позволять компьютеру управлять ИБП. Точно так же протокол универсальной последовательной шины также предназначен для подключения одного компьютера к нескольким периферийным устройствам.

В некоторых ситуациях для одного большого ИБП полезно иметь возможность связываться с несколькими защищенными устройствами. Для традиционного последовательного или USB-управления может использоваться устройство репликации сигнала , которое, например, позволяет одному ИБП подключаться к пяти компьютерам с использованием последовательного или USB-соединения. [10] Однако разделение обычно происходит только в одном направлении от ИБП к устройствам для предоставления информации о состоянии. Обратные управляющие сигналы могут быть разрешены только от одной из защищенных систем к ИБП. [11]

По мере того, как с 1990-х годов широко используется Ethernet, управляющие сигналы теперь обычно передаются между одним ИБП и несколькими компьютерами с использованием стандартных методов передачи данных Ethernet, таких как TCP / IP. [12] Информация о состоянии и управлении обычно зашифрована, так что, например, внешний хакер не может получить контроль над ИБП и дать ему команду на выключение. [13]

Распределение данных о состоянии и управлении ИБП требует, чтобы все промежуточные устройства, такие как коммутаторы Ethernet или последовательные мультиплексоры, получали питание от одной или нескольких систем ИБП, чтобы предупреждения ИБП доходили до целевых систем во время отключения электроэнергии.

Батареи

Время работы ИБП с батарейным питанием зависит от типа и размера батарей, скорости разряда и эффективности инвертора. Общая емкость свинцово-кислотной батареи зависит от скорости ее разряда, что описывается законом Пейкерта.

Производители указывают время автономной работы в минутах для комплектных систем ИБП. Для более крупных систем (например, для центров обработки данных) требуется подробный расчет нагрузки, эффективности инвертора и характеристик батареи для обеспечения требуемого срока службы. [14]

Общие характеристики батареи и нагрузочное тестирование

Когда свинцово-кислотная батарея заряжается или разряжается, это первоначально влияет только на реагирующие химические вещества, которые находятся на границе раздела между электродами и электролитом. Со временем заряд, накопленный в химических веществах на границе раздела, часто называемый «зарядом на границе раздела», распространяется путем диффузии этих химических веществ по всему объему активного материала.

Если аккумулятор полностью разряжен (например,г. автомобильные фары были оставлены включенными на ночь), а затем дается быстрая зарядка всего на несколько минут, затем в течение короткого времени зарядки он развивает только заряд возле интерфейса. Напряжение аккумулятора может возрасти до уровня, близкого к напряжению зарядного устройства, так что зарядный ток значительно снизится. Через несколько часов этот интерфейсный заряд распространится на объем электрода и электролита, что приведет к тому, что интерфейсный заряд станет настолько низким, что его может быть недостаточно для запуска автомобиля. [15]

Из-за заряда интерфейса краткое самотестирование ИБП , функции , длящиеся всего несколько секунд, могут неточно отражать истинную продолжительность работы ИБП, и вместо этого расширенный тест с перекалибровкой или с коротким циклом , который глубоко разряжает аккумулятор необходимо. [16]

Тест на глубокий разряд сам по себе повреждает батареи из-за того, что химические вещества в разряженном аккумуляторе начинают кристаллизоваться в высокостабильные молекулярные формы, которые не растворяются повторно при перезарядке аккумулятора, постоянно снижая емкость заряда. В свинцово-кислотных батареях это называется сульфатированием, но также влияет на другие типы, такие как никель-кадмиевые батареи и литиевые батареи. [17] Поэтому обычно рекомендуется проводить кратковременные тесты нечасто, например, каждые шесть месяцев или год. [18] [19]

Испытания комплектов батарей / элементов

Многокиловаттные коммерческие системы ИБП с большими и легкодоступными аккумуляторными батареями способны изолировать и тестировать отдельные элементы в группе батарей , которая состоит из комбинированных аккумуляторных блоков (таких как свинцово-кислотные батареи на 12 В) или отдельных химические элементы, соединенные последовательно. Изоляция отдельной ячейки и установка перемычки вместо нее позволяет испытать разряд одной батареи, в то время как остальная часть комплекта батарей остается заряженной и доступной для обеспечения защиты. [20]

Также можно измерять электрические характеристики отдельных ячеек в цепочке батарей, используя промежуточные сенсорные провода, которые устанавливаются на каждом переходе между ячейками и контролируются как индивидуально, так и коллективно. Группы батарей также могут быть соединены последовательно-параллельно, например, два набора по 20 ячеек. В такой ситуации также необходимо контролировать ток между параллельными цепочками, так как ток может циркулировать между цепочками, чтобы уравновесить влияние слабых ячеек, мертвых ячеек с высоким сопротивлением или закороченных ячеек.Например, более сильные струны могут разряжаться через более слабые струны до тех пор, пока дисбалансы напряжений не будут уравновешены, и это должно быть учтено в отдельных измерениях между ячейками в каждой струне. [21]

Последовательно-параллельное взаимодействие батарей

В цепях батарей, соединенных последовательно-параллельным соединением, могут возникнуть необычные режимы отказа из-за взаимодействия между несколькими параллельными цепочками. Неисправные батареи в одной цепочке могут отрицательно повлиять на работу и срок службы исправных / новых батарей в других цепях.Эти проблемы также применимы к другим ситуациям, когда используются последовательно-параллельные цепочки, не только в системах ИБП, но и в приложениях электромобилей. [22]

Рассмотрим последовательно-параллельную схему батарей со всеми исправными элементами, и одна из них закорочена или разрядится:

  • Неисправный элемент снизит максимальное развиваемое напряжение для всей последовательной цепочки, в которой он находится.
  • Другие последовательные цепочки, подключенные параллельно разрушенной струне, теперь будут разряжаться через разрушенную струну до тех пор, пока их напряжение не будет соответствовать напряжению разрушенной струны, потенциально перезарядившись и приводя к кипению электролита и выделению газа из оставшихся исправных ячеек в деградированной струне.Эти параллельные цепочки теперь невозможно полностью зарядить, так как повышенное напряжение будет уходить через цепочку, содержащую вышедшую из строя батарею.
  • Зарядные системы могут пытаться измерить емкость аккумуляторной батареи путем измерения общего напряжения. Из-за общего истощения напряжения в цепочке из-за мертвых ячеек система зарядки может определить это как состояние разряда и будет постоянно пытаться заряжать последовательно-параллельные цепочки, что приводит к непрерывной перезарядке и повреждению всех элементов в деградированная серия, содержащая поврежденный аккумулятор.
  • Если используются свинцово-кислотные батареи, все элементы в ранее исправных параллельных цепях начнут сульфатироваться из-за невозможности их полной перезарядки, что приведет к необратимому повреждению накопительной емкости этих элементов, даже если поврежденный элемент в одна испорченная струна в конечном итоге обнаруживается и заменяется новой.

Единственный способ предотвратить эти тонкие последовательно-параллельные взаимодействия струн - это вообще не использовать параллельные струны и использовать отдельные контроллеры заряда и инверторы для отдельных последовательных струн.

Взаимодействие старых и новых аккумуляторов серии

Даже всего одна цепочка батарей, соединенных последовательно, может иметь неблагоприятное взаимодействие, если новые батареи смешивать со старыми. Старые батареи, как правило, имеют меньшую емкость, поэтому они разряжаются быстрее, чем новые батареи, а также заряжаются до максимальной емкости быстрее, чем новые батареи.

По мере того, как разряжается смешанная цепочка новых и старых батарей, напряжение в цепочке падает, и когда старые батареи разряжены, новые батареи все еще имеют доступный заряд.Новые элементы могут продолжать разряжаться через остальную часть колонны, но из-за низкого напряжения этот поток энергии может оказаться бесполезным и может быть потрачен впустую в старых элементах в качестве резистивного нагрева.

Для элементов, которые должны работать в пределах определенного окна разряда, новые элементы с большей емкостью могут привести к тому, что старые элементы в последовательной цепочке будут продолжать разряжаться за пределами безопасного нижнего предела окна разряда, повреждая старые элементы.

При перезарядке старые элементы перезаряжаются быстрее, что приводит к быстрому повышению напряжения почти до полностью заряженного состояния, но до того, как новые элементы с большей емкостью полностью перезарядятся.Контроллер заряда определяет высокое напряжение почти полностью заряженной струны и снижает ток. Новые элементы с большей емкостью теперь заряжаются очень медленно, настолько медленно, что химические вещества могут начать кристаллизоваться до достижения полностью заряженного состояния, уменьшая емкость нового элемента в течение нескольких циклов заряда / разряда, пока их емкость не будет более близка к старым элементам в последовательной цепочке. .

По этим причинам некоторые промышленные системы управления ИБП рекомендуют периодическую замену целых батарейных массивов, потенциально использующих сотни дорогих батарей, из-за этих разрушительных взаимодействий между новыми батареями и старыми батареями внутри и между последовательными и параллельными цепочками. APC AP9207 Share-UPS, Руководство пользователя, стр. 6–7, порт 1 называется расширенным портом, потому что он обеспечивает интеллектуальную сигнализацию, которая обеспечивает расширенные возможности, доступные серверу, на котором установлено программное обеспечение PowerChute plus. Расширенный порт обеспечивает полный доступ к порту компьютерного интерфейса ИБП. Порты 2–8 на задней панели Share-UPS называются базовыми портами, поскольку они обеспечивают простую сигнализацию ИБП о состояниях работы от батареи и разряда батареи в ИБП. http: // www. Battery Asset Management: характеристики старения VRLA, Барт Коттон, основатель и генеральный директор, Data Power Monitoring Corporation, Batteries International , январь 2005 г. https://datapowermonitoring.com/pdfs/battery_asset_mgmt.pdf

Список литературы

  • ИБП первой линии - Завод Инжиниринг, февраль 2007 г.
  • EN 62040-1-1: 2006 Системы бесперебойного питания (ИБП) - Часть 1-1: Общие требования и требования безопасности для ИБП, используемых в зонах доступа оператора
  • EN 62040-1-2: 2003 Системы бесперебойного питания (ИБП) - Часть 1-2: Общие требования и требования безопасности для ИБП, используемых в местах с ограниченным доступом
  • EN 62040-2: 2006 Источники бесперебойного питания (ИБП) - Часть 2: Требования к электромагнитной совместимости (ЭМС)
  • EN 62040-3: 2001 Системы бесперебойного питания (ИБП) - Часть 3: Метод определения рабочих характеристик и требования к испытаниям

Внешние ссылки

  • Все, что вы когда-либо хотели знать об ИБП - Eaton Corporation, 2012
  • Cottuli, Carol (2011), Сравнение статических и вращающихся ИБП , Schneider Electric, White Paper 92 rev.2, http://www.apcmedia.com/salestools/DBOY-78KRZE_R2_EN.pdf, получено 7 апреля 2012 г.
  • Расмуссен, Нил (2011), Различные типы систем ИБП , Schneider Electric, White Paper 1 rev. 7, http://www.apcmedia.com/salestools/SADE-5TNM3Y_R7_EN.pdf, получено 7 апреля 2012 г.
  • VanDee, Dawn (1 марта 1999 г.), «Обзор характеристик поворотных ИБП», EC&M (Penton Business Media), http://ecmweb.com/mag/electric_rounding_rotary_ups/, получено 7 апреля 2012 г.

Основной принцип работы индуктивного датчика приближения

Вы когда-нибудь задумывались, как индуктивный датчик приближения может определять присутствие металлической цели? Хотя лежащая в основе электротехника сложна, основной принцип работы понять нетрудно.

В основе индуктивного датчика приближения («prox», «датчик» или «prox sensor» для краткости) лежит электронный генератор, состоящий из индуктивной катушки, состоящей из множества витков очень тонкой медной проволоки, конденсатора для хранения электрического заряда, и источник энергии для электрического возбуждения. Размер индукционной катушки и конденсатора согласован для создания самоподдерживающихся синусоидальных колебаний с фиксированной частотой. Катушка и конденсатор действуют как две электрические пружины с грузом, подвешенным между ними, постоянно толкая электроны вперед и назад между собой.Электрическая энергия подается в цепь, чтобы инициировать и поддерживать колебания. Без поддержания энергии колебания исчезли бы из-за небольших потерь мощности из-за электрического сопротивления тонкой медной проволоки в катушке и других паразитных потерь.

Колебание создает электромагнитное поле перед датчиком, потому что катушка расположена прямо за «лицевой стороной» датчика. Техническое название лицевой панели датчика - «активная поверхность».

Когда кусок проводящего металла входит в зону, определяемую границами электромагнитного поля, часть энергии колебаний передается металлу цели. Эта переданная энергия проявляется в виде крошечных циркулирующих электрических токов, называемых вихревыми токами. Вот почему индуктивные датчики иногда называют вихретоковыми датчиками.

Протекающие вихревые токи сталкиваются с электрическим сопротивлением, пытаясь циркулировать. Это создает небольшую потерю мощности в виде тепла (как маленький электрический нагреватель).Потери мощности не полностью компенсируются внутренним источником энергии датчика, поэтому амплитуда (уровень или интенсивность) колебаний датчика уменьшается. В конце концов, колебания уменьшаются до такой степени, что другая внутренняя цепь, называемая триггером Шмитта, обнаруживает, что уровень упал ниже заранее определенного порога. Этот порог - это уровень, при котором присутствие металлической цели точно подтверждается. При обнаружении цели триггером Шмитта включается выход датчика.

На короткой анимации справа показано влияние металлической цели на колеблющееся магнитное поле датчика. Когда вы видите, что кабель, выходящий из датчика, становится красным, это означает, что обнаружен металл и датчик был включен.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *