Wlancards.ru

ПК техника, WI FI Адаптеры
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Источник бесперебойного питания с двойным преобразованием энергии

Источник бесперебойного питания с двойным преобразованием энергии

Существует распространённое мнение, что только системы двойного преобразования (онлайн типа) можно называть системами бесперебойного питания, а всё остальное это инвертор с зарядкой.

Мы не будем вдаваться в полемику — ведь это вопрос терминологии, а название редко передаёт суть.

Системы онлайн типа, действительно, обладают рядом существенных преимуществ, основные это:

  • Нулевое время перехода на батереи (0 мс)
  • Полная гальваническая развязка входа и выхода.

Нулевое время перехода достигается за счет постоянного контроля двух преобразований: первое — переменное сетевое напряжение переводится в постоянный ток (работа конвертера в широком диапазоне 120-300 вольт), второе — постоянное напряжение переводится в чистое синусоидальное выходное переменное напряжение (220 или 230 вольт).
Кроме этого существует еще и третье преобразование — входное напряжение преобразуется зарядным устройством (не путать с конвертором) в ток заряда батарей активный или поддерживающий.

Напряжение на батареях активно присоединено к выходному напряжению конвертора, но пока оно ниже ток с батарей в инвертор не идёт. и только в случае существенного снижения или полного исчезновения входного напряжения используется напряжение аккумуляторных батарей, это происходит без переподключений, что обеспечивает моментальность перехода и полное отсутствие переходных процессов.

Важно! Утверждение, что системы двойного преобразования постоянно используют батареи — абсолютно НЕВЕРНО, в буферном режиме поддерживающее напряжение батарей абсолютно одинаково и в линейно-интерактивных и в онлайн системах.

К сожалению, на рынке много продавцов, не являющихся техническими специалистами, они утверждают, что ток идёт «через батареи» — это полный бред, игнорирующий физическую суть любого аккумулятора, для этого необходимо было бы подводить к каждой батарее 4 провода с двух сторон, а по двум имеющимся в реальности проводам ток может идти либо на разряд, либо в обратную сторону на заряд, но никак не в две стороны одновременно.

Страшно подумать, что такие продавцы могут насоветовать подключить в обычной системе (TN-C или TT) загородного дома, а также к каким последствиям это может привести.

Системы двойного преобразования идеальны для таких систем как:

  • Капризная и дорогостоящая электроника (газовые котлы, сервера, плазменные панели)
  • Чувствительные системы анализа и контроля (датчики газа, музыкальная техника, точное оборудование)
  • Медицинское оборудование, системы жизнеобеспечения

Раунд II. Стабилизация напряжения

ИБП – это лучший стабилизатор, который только можно себе представить. Чтобы не происходило на входе – на выходе всегда 220В, в отличие электронных или релейных стабилизаторов, которые регулируют напряжение ступенчато. Диапазон стабилизации тоже впечатляющий – как правило в пределах от 110В до 290В.

Инвертор функции стабилизации как правило лишен вовсе. Однако, есть производители, которые встраивают в инвертор стабилизатор, например, Cyberpower, делая из инвертора источник типа line-interactive, но оставляя ему название “инвертор”. Встроенный стабилизатор как правило не отличается высокими характеристиками: точность и скорость стабилизации посредственны.

Читайте так же:
Материнская плата asus p8z77 m pro

Счет 2:0 в пользу On-line.

Типы ИБП

Работа, при которой зарядное устройство постоянно присоединено к цепи подзарядки выходного устройства и переход не требуется, получила название режим двойного превращения. На сегодняшний день он считается наиболее эффективным.

Необходимо различать его с работой ИБП в режиме резерва. Он заключается в том, что при имеющемся напряжении в электросети, подзарядка осуществляется непосредственно от нее. Однако такой вид работы крайне сомнителен за счет медленного перехода на подпитку от зарядного устройства. Режим двойной трансформации и функция «bypass» создают дополнительную гарантию эффективности, а также ускоряют и переводят на запас.

Несмотря на это, повсеместно встречающиеся дешевые ИБП для персональных компьютеров практически всегда функционируют по второму из указанных режимов работы, а первый режим применяется в дорогостоящем и сильном оборудовании.

Режим двойной трансформации и функция «bypass» создают дополнительную гарантию эффективности, а также ускоряют и переводят на запас.

Большое значение в технологии ИБП имеет обустройство налаживания стабильной работы и охраны от неполадок при функционировании инвертора от обыкновенной домашней электросети. Безусловно, здесь есть взаимосвязь стоимости и эффективности. Источники бесперебойного питания с самыми хорошими интегрированными в конструкцию стабилизаторами имеют на порядок большую стоимость, чем обыкновенные решения.

Выводы

Powerman Online 1000 — это один из самых доступных ИБП с двойным преобразованием на российском рынке. При столь низкой стоимости, он уже конкурирует по цене с линейно-интерактивными источниками, имеющими принципиально другую конструкцию, и как следствие — другой уровень защиты. Конечно, следует понимать, что в данном случае вы платите за постоянную эталонную синусоиду и частоту на выходе, плюс за софт, который облегчает мониторинг парка техники на предприятии.

По относительной цене за минуту в автономном режиме, PowerMan 1000 может похвастаться очень высокими коэффициентами, и это нужно учитывать, если вы планируете установить его на питание очень слабой, но чувствительной электроники, такой как уличные сетевое оборудование, системы контроля доступа в помещение или газовые котлы отопления. Хотя, в последнем случае лучше использовать специализированный ИБП для котлов, с обзором которого вы можете ознакомиться на нашем сайте.

Причины для покупки ИБП

Покупка источника бесперебойного питания не всегда является обязательной. В ряде случаев без такого устройства можно обойтись — например, при использовании недорого или старого компьютера, на котором не хранятся ценные сведения. Прибор не нужен, если на ПК периодически создается резервная копия информации, или сеть работает стабильно, а вероятность скачков напряжения минимальная.

Рекомендуется покупка ИБП, если скачки напряжения или отключения электроэнергии происходят постоянно. Не стоит обходиться без такого источника и для рабочего ПК, потеря сведений на котором может стать серьезной проблемой. Прибор желательно купить и для новой техники, ремонт которой обойдется значительно дороже, чем экономия на ИБП.

Как выбрать источник бесперебойного питания?

Источник бесперебойного электропитания (ИБП) – это автоматическое устройство, основная функция которого – питание нагрузки за счёт энергии аккумуляторных батарей при пропадании сетевого напряжения или выхода его параметров (напряжение, частота) за допустимые пределы. Кроме этого, в зависимости от схемы построения, ИБП корректирует параметры электропитания.

Читайте так же:
Мониторинг компьютера в реальном времени

Различают три схемы построения ИБП:

2. Резервный ИБП (off-line)

Принцип работы резервного источника бесперебойного питания заключается в питании нагрузки напряжением сети при его наличии и быстром переключении на резервную схему питания (батарея и инвертор) при его пропадании или выхода его параметров (напряжение и частота) за допустимые пределы. Батарея автоматически подзаряжается при работе ИБП от сети.

Отличительной особенностью такой схемы является наличие автоматического переключателя питания нагрузки (сеть/батарея).

off line ups diagram

Резервный ИБП используется для питания персональных компьютеров или рабочих станций локальных вычислительных сетей. Практически все недорогие маломощные ИБП, предлагаемые на отечественном рынке, построены по резервной схеме.

  • Компактность
  • Экономичность
  • Лёгкость
  • относительная дешевизна

3. Интерактивный ИБП (line-interactive)

Принцип работы интерактивного источника бесперебойного питания полностью идентичен резервному, за исключением ступенчатой стабилизации выходного напряжения посредством коммутации обмоток автотрансформатора.

Интерактивный ИБП используется для питания персональных компьютеров, рабочих станций и файловых серверов локальных вычислительных сетей, офисного и другого оборудования, критичного к неполадкам в электросети.

Преимущества:

  • компактность
  • экономичность
  • шаговая стабилизация выходного напряжения

синусоидальная форма выходного напряжения

4. Он-лайн ИБП (on-line)

Принцип работы он-лайн источника бесперебойного питания построен на двойном преобразовании напряжения: входное напряжение трансформируется в постоянное при помощи выпрямителя, а затем обратно в переменное при помощи обратного преобразователя (инвертора).

Он-лайн ИБП используется для питания файловых серверов и рабочих станций локальных вычислительных сетей, а также любого другого оборудования, предъявляющего повышенные требования к качеству сетевого электропитания.

Считается, что схема он-лайн является самым совершенным на сегодняшний день решением, позволяющим полностью защитить нагрузку от всех существующих неполадок электропитания.
block diagram of ups 1

  • полная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов, помехи, генерируемые нагрузкой не пропускаются обратно в сеть
  • питание нагрузки “чистым” синусоидальным напряжением стабильным по величине и форме, как при работе от сети, так при работе от батарей
  • переключение на батареи происходит мгновенно, при этом любые переходные процессы отсутствуют

По сравнению с другими типами ИБП online источники обладают рядом существенных преимуществ, основное из которых это отсутствие временного промежутка между пропаданием внешнего питания и началом питания нагрузки от батарей. Характеризуя данный тип ИБП, очень часто используют выражение «Время переключения 0» или «Нулевое время переключения», что в действительности не совсем корректно, однако полностью описывает суть данного преимущества.

Еще одним достоинством ИБП с двойным преобразованием является возможность корректировать не только напряжение, но и частоту на выходе источника. По сути online источники бесперебойного питания являются самыми лучшими стабилизаторами напряжения. Выходное напряжение у ИБП данного типа всегда имеет форму чистой синусоиды.

Наряду с достоинствами online ИБП присущи и некоторые недостатки, к которым можно отнести высокую стоимость (в два, три раза дороже, чем линейно-интерактивные ИБП), низкий КПД (85% – 94%), повышенное тепловыделение и высокий уровень шума.

Не смотря на некоторые недостатки, именно онлайн ИБП обеспечивают наивысший уровень защиты по энергоснабжению критичной нагрузки. Поэтому для обеспечения бесперебойного энергоснабжения таких важных и дорогостоящих устройств, как файловые серверы, промышленное оборудование, телекоммуникационные системы и т.д., используют только источники бесперебойного питания со схемой online.

Классификация источников бесперебойного питания

Говоря о классификации ИБП, в первую очередь, выделяют топологию данных устройств. В соответствии с этим параметром различают системы бесперебойного питания трех типов:

  • Off-line;
  • Line-interactive;
  • Оn-line.

Off-line UPS

ИБП класса Off-line или Standby – это устройства резервного типа. В основе их работы лежит коммутирующее устройство, которое в нормальном режиме обеспечивает прямое подключение нагрузки к внешней электрической сети, а в случае аварии переключает ее на работу от аккумуляторных батарей. Достоинства такой схемы – простота и низкая стоимость, недостатки – наличие задержки переключения на автономный режим и быстрый износ АКБ.

LUXEON UPS-650A

Line-interactive UPS

Линейно-интерактивные ИБП (Line-interactive) оснащаются коммутирующим устройством, дополненным стабилизатором напряжения, роль которого выполняет автотрансформатор. За счет переключения обмоток последнего удается сократить количество переключений электропотребителей на батареи при колебаниях входного вольтажа в пределах определенного диапазона. Преимущество устройств данного типа заключается в экономии ресурса аккумуляторов, особенно в сетях с незначительными перепадами напряжения. Основной недостаток все тот же – ненулевое время перехода на АКБ.

LogicPower LP 650VA-PS

On-line UPS Double conversion

Оn-line источники – это аппараты, осуществляющие двойное преобразование напряжения. На первом этапе выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, а на втором – инвертор из постоянного тока вырабатывает переменный. При этом аккумулятор одновременно подключен к входу инвертора и выходу выпрямителя, питая их в автономном режиме.
Таким образом, удается достичь высокой стабильности выходного сигнала независимо от колебаний напряжения на входе, а также эффективного подавления сетевых помех. Эти ИБП считаются самыми надежными, но потребляют наибольшее количество электроэнергии и вынудят пользователя раскошелиться на более «кругленькую» сумму при покупке.

Источник бесперебойного питания Авалон резерв

Основное достоинство Оn-line бесперебойников – нулевое время переключения в автономный режим, главный недостаток – низкий КПД и большое электропотребление за счет двукратного преобразования напряжения.

On-line UPS Delta — conversion

Устранить недостатки ИБП, работающих по технологии с двойным преобразованием, были призваны ИБП с дельта-конверсией. Такие устройства построены на базе двунаправленных инверторов, соединенных с общей батареей. Каждый из них поочередно может брать на себя функции либо выпрямителя, либо инвертора – все зависит от состояния напряжения в электросети. К примеру, если напряжение в магистрали падает, первый в схеме инвертор начинает работать на выпрямление электрического тока, а второй – на выработку переменного сигнала. В случае повышения входного вольтажа первое устройство выполняет функции инвертора, а второе – выпрямителя.

On-line UPS Delta - conversion

Преимущество данной технологии – это преобразование только той части электроэнергии, которой достаточно для получения требуемых параметров питания на нагрузке. Отсюда экономия электроэнергии и оптимизация процесса выделения тепла, и это при все том же нулевом времени переключения. Из недостатков отметим сложность конструкции и дороговизну таких ИБП, а также чувствительность к резким колебаниям частоты входного тока.

Мощность

Не менее важным критерием для классификации источников автономного энергоснабжения является мощность. Общепринятым считается деление на 3 класса устройств:

  • Малой мощности – аппараты, полная мощность которых лежит в диапазоне 0,3..3 кВА.
  • Средней мощности – приборы мощностью 3..5 кВА.
  • Большой мощности – 5..5000 кВА.

Мощность ИБП

Для правильной оценки мощности ИБП, прежде всего, следует определиться с перечнем техники, для которой будет резервироваться электропитание, после чего произвести расчет ее суммарного энергопотребления. Поскольку мощность оборудования зачастую указывается в Вт, а аналогичный показатель ИБП – в ВА, данные значения необходимо привести в единую систему измерения. Для этого итоговую сумму в Вт необходимо разделить на коэффициент мощности (для рабочих станции и периферийной техники обычно он составляет 0,5. 0,6). Например, суммарная мощность нагрузки составляет 800 Вт, cosφ = 0,6. Получаем, 800/0,6 = 1333,3 ВА. В таком случае потребуется модель на 1,5 кВА.

Рекомендуемым уровнем загрузки данных устройств считается 80% от номинальной мощности, в противном случае ИБП будет испытывать постоянные перегрузки. Также рекомендуется делать 30% запас мощности, что позволит в будущем подключить дополнительную нагрузку.

Входное напряжение

При выборе UPS также стоит обращать внимание на такой показатель, как диапазон входных напряжений. Здесь можно выделить модели:

  • со стандартным диапазоном (в среднем от 140 до 260 В – однофазные агрегаты, от 300 до 430 В – трехфазные)
  • с широким диапазоном (у хороших моделей может составлять 80–305 В для однофазных ИБП и 240–480 В для трехфазных).

При выборе UPS также стоит обращать внимание на такой показатель, как диапазон входных напряжений

Для того чтобы правильно определиться с наиболее подходящей моделью бесперебойника, требуется полная оценка качества напряжения в сети. Для этого нужно определить максимальный разброс напряжения в сети в разное время суток, выявить наличие помех в магистрали, а также определить существует ли вероятность полного отключения питания и, исходя из этого, делать окончательный выбор.

Время автономной работы

К основополагающим параметрам ИБП относится также время автономной работы. Оно напрямую зависит от приложенной нагрузки и емкости АКБ. Стандартным временем резервирования для ИБП, защищающих домашние рабочие станции, является период 5-10 минут. За это время можно сохранить всю необходимую информацию закрыть все приложения, а также безопасно завершить работу ПК.

Время автономной работы ИБП LUXEON_UPS-500L.jpg

Энергоемкие системы, обесточивание которых ведет к серьезным последствиям и потерям важной информации, должны обладать куда большим временем резервирования. Для этого они укомплектовываются аккумуляторами высокой емкости, которые могут устанавливаться вне корпуса ИБП в специальных батарейных отсеках. Идеальным решением в таких случаях является возможность последующей доустановки аккумуляторов. Таким образом, вы не только не переплачиваете в начале эксплуатации устройства за неиспользуемые источники электроэнергии, но и получаете возможность наращивания потенциала системы в будущем.

Коммуникационные возможности и функционал

На сегодняшний день набольшей популярностью пользуются так называемые интеллектуальные ИБП, оснащенные встроенным программным обеспечением. С его помощью можно получать информацию о текущем состоянии самого устройства, а также заряде батарей и состоянии электрической сети посредством удобного интерфейса. Также данные приборы позволяют сохранять данные о возникающих критических ситуациях (сильных перепадах или отсутствии питающего напряжения).

интеллектуальные ИБП

Выбирая ИБП, следует обратить внимание на наличие в нем функции «холодного» старта, то есть включения устройства при отсутствии питания. Ее наличие бывает очень полезным, когда требуется кратковременно запустить подключенную технику в условиях отсутствия напряжения в сети. Для резервирования питания сетевого оборудования, такого как модемы и маршрутизаторы, большую роль играет наличие в ИБП функции защиты телефонной линии.

Конструктивное исполнение

Конструктивное исполнение устройств бесперебойного питания, в первую очередь, определяется их предназначением, мощностью и обеспечиваемым временем резервирования нагрузки. По данному критерию существует следующая классификация современных ИБП:

  • мономодульные. Эти устройства имеют металлический прямоугольный корпус, а также съемные боковые или верхнюю стенку, что обеспечивает удобство монтажа и замены аккумуляторов, а также упрощает доступ к внутренним деталям в случае ремонта.
  • многомодульные. Данные ИБП состоят из нескольких законченных блоков, помещенных в единый корпус.
  • встраиваемые – это гибридные устройства, которые в большинстве случаев представляют собой электронные узлы, встраиваемые в корпус персональных компьютеров. Чаще всего выпускаются в виде PCI-карт.

интеллектуальные ИБП

Сфера применения

В зависимости от сферы применения ИБП делят на:

  • бытовые или офисные;
  • промышленные.

Приборы бытового типа предназначены для установки в офисных, жилых, либо специально отведенных для этого помещениях. Температура в таких зданиях должна соответствовать диапазону 0-40 ºС, относительная влажность не превышать 90%. Также в них должна отсутствовать пыль в большом количестве, поскольку степень защиты этих устройств – до IP21.

Промышленные ИБП размещаются в технологических помещениях с повышенными требованиями к устанавливаемому оборудованию. Эти аппараты обладают классом защиты силовых узлов до IP43, высокой виброустойчивостью и зачастую оснащаются дополнительными входами/выходами, для подключения нагрузки различного номинала напряжения и тока.

LUXEON UPS-1000LU

Тип установки

Различают 2 основных типа установки ИБП:

  • напольные (настольные);
  • стоечные (рэковые).

Напольные блоки бесперебойного питания малой и средней мощности в основном выполняются в едином корпусе с аккумуляторными батареями. При необходимости подключить дополнительные АКБ их устанавливают в аналогичный корпус.

Приборы большой мощности представляют собой шкафы, в которых размещаются инвертор, выпрямитель и система управления, а аккумуляторные батареи располагаются в отдельных модулях, типоразмеры которых могут варьироваться в зависимости от количества и емкости применяемых источников электроэнергии.

ИБП типа Rack-Mount монтируются в 19-дюймовые стойки и телекоммуникационные шкафы для серверов и активного серверного оборудования.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector