Как работает бесперебойник: Устройство и принцип работы ИБП, как работает источник бесперебойного питания — Мастер на все ручки: Блог домашнего сварщика

Содержание

ИБП: принципы работы и виды — VINUR

Зная о том, как работает ИБП различных типов, эксперты подберут оптимальную конфигурацию в соответствии с целями использования. В домах, бизнес-пространстве и на коммерческих объектах для предотвращения пагубных последствий помех в сети, необходимо установить линейно-интерактивные (Line Interactive), онлайн (Online) и оффлайн (Offline) UPS с тщательно подобранными характеристиками и функциональными возможностями.

Принцип работы ИБП с двойным преобразованием или как работает UPS Online

Для защиты дорогостоящего оборудования с высоким энергопотреблением используют ИБП Online. Прибор предотвращает выход из строя серверных хранилищ, цифровых устройств, оборудования для телерадиовещания.

Преимущества:

отсутствие временных задержек при смене нагрузок;
гарантия оптимального выходного напряжения при наличии помех в сети;
исключено появление переходных процессов при смене с автономного на нормальный режим.

Недостатки:

наличие потерь энергии по причине осуществления двойного преобразования;
сложность оборудования;
высокая стоимость.

Устройство онлайн ИБП предполагает преобразование подаваемого из сети переменного напряжения в постоянное. Возможен процесс за счет работы выпрямителя. Далее инвертор выполняет обратное преобразование. Результат – встроенная аккумуляторная батарея, подсоединенная на участке соединения штатного инвертора с используемым выпрямителем, осуществляет питание в экстренном режиме. При этом функцию устройства для зарядки может выполнять как базовый выпрямитель, так и моноблочный адаптер. Подключается аккумулятор различными способами.

Линейно-интерактивный ИБП: принцип работы Line-Interactive UPS

Данный тип ИБП применяется для защиты офисной оргтехники – мониторов, ПК, принтеров. Также эксплуатация возможна для поддержания нормального функционирования локальных узлов вычислительных сетей, стационарных рабочих станций.

Преимущества:

высокие показатели КПД при работе в сетевом режиме;
простое устройство, высокий ресурс и надежность оборудования;
сочетание доступной стоимости и универсальности.

Недостатки:

промежуточное положение по показателям эффективности;
время переключения между режимами работы не равняется нулю;

значительные нагрузки на питание от встроенной батареи.

Принцип работы UPS данного типа следующий: в схеме имеется офф-лайн коммутатор, который действует в паре с регулятором напряжения автоматического типа, изготовленном на основе трансформатора со ступенчатой стабилизацией. Особенностью прибора считают способность оптимального решения проблемы с колебаниями напряжения. При ее возникновении обеспечивается нормальное питание подключенных девайсов без перехода в автономный режим. Это актуально в сегодняшних реалиях, ведь большинство помех в сети связанно именно с перепадами показаний напряжения, и их отклонениями от нормального диапазона значений.

Как работает резервный ИБП: принцип работы UPS Off Line

ИБП резервного типа имеет фактор, ограничивающий сферу применения. Это небольшая мощность, которой достаточно для питания отдельных устройств. В их числе ноутбуки и настольные компьютеры, сканеры и принтеры, оргтехника для офиса, рабочие станции. Рекомендуется подключать устройства для обеспечения стабильного бесперебойного питания в регионах, отличающихся хорошим качеством электросети.

Преимущества:

элементарное устройство, предполагающее отсутствие серьезных поломок и затратного технического обслуживания;
реализация товаров данной категории осуществляется в бюджетном ценовом сегменте;

большой выбор конфигураций и моделей на рынке.

Недостатки:

не обеспечивает нулевое время переключения на питание от батарей;
прибор переходит в автономный режим работы при малейших помехах в сети, что негативно сказывается на износе аккумуляторов и других узлов с ограниченным рабочим ресурсом;
отсутствие стабилизатора сетевого напряжения в конструкции.

Standby UPS имеет в схеме коммутирующий прибор автоматического типа. При независимой работе питание подается с интегрированных аккумуляторов, а в нормальном режиме обеспечиваются условия для подключения нагрузки к питанию от внешней сети. Имеются в линейке усовершенствованные модели с инверторами, создающими на выходе напряжение синусоидальной формы. Такие UPS используют для оборудования, переносящего кратковременные провалы сетевого напряжения, которые длятся несколько миллисекунд.

Введение в источники бесперебойного питания

Необходимость использования ИБП

Российский стандарт электропитания; причины появления и типы помех в энергосети; их последствия для пользователей современных электроприборов.

Невозможно представить себе нашу сегодняшнюю жизнь без электричества. Универсальность в применении, дешевизна, простота транспортировки потребителю сделали электроэнергию неотъемлемым атрибутом окружающего мира. Использование электроэнергии стало настолько обыденным, что мы уже не обращаем внимания на свою зависимость от электричества. Только личное столкновение с перебоями в сети электропитания или их последствиями (застрявший между этажами лифт, потеря информации в компьютере, недосмотренный телесериал) заставляет нас на время вспомнить об этом.

Упрощенно процесс производства и транспортировки электроэнергии выглядит следующим образом: на электростанциях механическая, тепловая, атомная или другая энергия превращается в электрическую, по линиям электропередач передается к потребителям и непосредственно перед источниками ее потребления преобразуется в нужный стандарт.

В России стандарт бытового электропитания следующий: действующее напряжение 220 В ± 10%, частота 50 гц ± 2%, коэффициент несинусоидальности — длительно до 8% и кратковременно — до 12% (см.

ГОСТ-13109-97). Таким образом, напряжение в сети должно менять свое значение по синусоиде с периодом 1/49 -1/51 сек., находиться в пределах 198 В — 242 В и отличаться по форме от идеальной синусоиды не более чем на 8%.

Все электроприборы рассчитаны на работу от сети, удовлетворяющей требованиям стандарта, и любой пользователь должен обеспечить соблюдение условий их эксплуатации. В противном случае продавцы и производители электроприборов не будут нести ответственность за качество их работы. О возмещении косвенного ущерба, вызванного неправильным функционированием электрооборудования, речи вовсе быть не может (достаточно почитать в любом гарантийном соглашении пункт об ограничении ответственности производителя).

К сожалению, по различным причинам характеристики электрической сети, питающей ваше оборудование, не являются стабильными. Все отклонения величины или формы подаваемого напряжения от требований стандарта принято называть искажениями либо помехами. Причины, вызывающие эти искажения в электропитании, условно можно разделить следующим образом:

Субъективные: относящиеся к локальным особенностям построения и эксплуатации электросети — изношенность оборудования в системе энергоснабжения России, перегрузка сетей из-за недостатка средств на их развитие, плохое качество работ или ошибки персонала при управлении и ремонте сетей и т. д. Пример: отключение питания в здании электриком городской сети для ремонта центрального щита. Предупреждение, как обычно, забыли написать, либо сразу после его появления на доске объявлений оно было заклеено предложениями о работе за СКВ.

Объективные: объясняющиеся базовыми физическими законами функционирования электрических сетей — воздействие на электросеть различных потребителей энергии в моменты их работы, включения или отключения. Пример: при запуске холодильника все лампочки в квартире на мгновение «пригасают». Эффект объясняется тем, что в момент включения любой электромотор вызывает кратковременное «короткое» замыкание сети.
Форс-мажорные: вызванные действием непреодолимой силы или их последствиями — удары молний в элементы электросети, обрывы ЛЭП при стихийных бедствиях и др. Пример: внезапный выход из строя электроприбора с возникновением «короткого» замыкания и, как следствие, обесточиванием участка сети.

Основными типами помех, влияющими на работу электрооборудования, являются: импульсные высоковольтные броски, выбросы напряжения, длительное падение напряжения, интерференция, кратковременное повышение или понижение напряжения, нестабильность формы напряжения, полное отключение электропитания.

Некоторые из этих помех легко фиксируются «невооруженным» взглядом — трудно, например, не заметить полное отсутствие питания, для того, чтобы отметить другие, человеку требуются специальные приборы.К сожалению, электрооборудованию, подключенному к «грязной» электросети, никакие приборы для фиксации помех не требуются. Его внутренние схемы ежесекундно испытывают перегрузки, вызванные искажениями электросети. Часть помех компенсируется внутренними блоками питания и схемами защиты электроприбора, не сказываясь на его работе немедленно, а лишь сокращая срок его эксплуатации. Другие оказывают губительное влияние на работу прибора мгновенно, выводя его из строя либо временно нарушая его нормальное предсказуемое поведение.

В принципе с этим можно было бы смириться как с необходимым злом, ведь, во-первых, выше головы не прыгнешь (не строить же свою электростанцию), а во-вторых, ничто не вечно, в том числе и срок службы оборудования, да к тому же не каждый день «горят» электроприборы, подключенные непосредственно к городской электросети.

Применение такой логики не всегда оправдано, поскольку современное сложное электронное оборудование само по себе весьма дорого (и наиболее подвержено губительному воздействию помех по входному напряжению), кроме этого, от его нормального бесперебойного функционирования зачастую зависят жизнь человека (медицинские системы жизнеобеспечения), благосостояние отдельных людей и больших групп (компьютеры банков и страховых обществ, офисные ЛВС и системы управления производством), безопасность имущества (охранные и противопожарные системы), результаты длительного труда больших коллективов (научные приборы и системы баз данных), комфорт и оперативность работы (системы связи) и многое другое.

К счастью, в настоящее время существует оборудование и подходы, позволяющие спроектировать и создать автономные локальные системы бесперебойного энергоснабжения, обеспечивающие независимость потребителей электроэнергии от помех в обычной энергосети. В зависимости от класса оборудования и конфигурации такие системы в состоянии нейтрализовать либо все, либо только определенный набор помех. На Западе это оборудование обозначается аббревиатурой UPS (Unineraptble Power System или Supply). В России нет устойчивого названия, в литературе встречаются такие названия, как АБП, БИП, ББП, ИПБ, ИБП и др. В дальнейшем мы будем придерживаться термина ИБП (источник бесперебойного питания) и СБП (система бесперебойного питания).

Современный уровень технологии и качества используемого в этих системах оборудования позволяет затрачивать на их закупку и эксплуатацию суммы, несравнимые с потерями, которых они позволяют избежать. Применение таких систем с финансовой точки зрения подобно страховке, с той разницей, что при правильном построении системы страховой случай никогда не наступает.

Выводы:

Все существующие электроприборы рассчитаны на питание от сети, соответствующей стандарту.
По разным причинам в энергосети постоянно возникают искажения. Искажения в энергосети губительно сказываются на функционировании электроприборов. Чем сложнее оборудование, тем больше оно подвержено влиянию искажений в электросети.
Существует возможность создания автономных сетей бесперебойного энергоснабжения. Затраты на их внедрение и эксплуатацию несравнимы с величиной потерь, которых они позволяют избежать.

Классификация ИБП

Классы ИБП; их сравнительные характеристики при работе в различных режимах.

Отличительные особенности существующих классов ИБП могут быть нагляднее всего оценены при рассмотрении поведения источника в различных режимах работы. Ниже перечисляются эти режимы и основные факторы, требующие внимания:

Питание нагрузки при наличии напряжения во входной сети. Это основной режим работы любого ИБП. Для случаев, когда напряжение отсутствует большую часть времени, использование отдельно стоящего ИБП является плохим решением, и здесь уже требуются дополнительные источники электроэнергии, например дизель-генератор. При работе от сети источник выступает для нагрузки ограничителем и фильтром сетевых помех, а в некоторых классах, еще и стабилизатором напряжения. От защитных свойств, демонстрируемых ИБП, напрямую зависит качество работы и срок службы запитанного от него оборудования. Любая нагрузка всегда рассчитана на питание от номинального напряжения с небольшими отклонениями. Питание нагрузки от пониженного напряжения также вредно, как и от повышенного.
Питание нагрузки при работе от встроенных аккумуляторов. При полном отключении питания или выходе напряжения в сети за определенный диапазон (чрезмерном повышении или понижении) любой ИБП переходит на работу от встроенных батарей. В этом случае переменный ток генерируется из постоянного, получаемого от аккумуляторных батарей. Форма и стабильность генерируемого напряжения является основополагающей характеристикой ИБП при работе от батарей. Идеальной формой выходного сигнала является гладкая синусоида.
Переход на аккумуляторы и обратно.

Любой ИБП имеет диапазон входного напряжения, при котором он способен работать без перехода на аккумуляторы. Другой основополагающей характеристикой является время перехода на аккумуляторы и обратно. В этот момент большинство классов ИБП не в состоянии обеспечить непрерывность выходного сигнала. Чем шире диапазон допустимого входного напряжения, тем реже ИБП переходит на аккумуляторы, желательно также, чтобы время этого перехода было как можно меньше.

Все имеющиеся в настоящий момент на рынке ИБП условно можно разделить на три класса:

ON-LINE, OFF-LINE (от англ. термина «вне линии») или Standby («дежурные»).

Принцип работы таких источников понятен из названия — нагрузка (т. е. ваш потребитель) через некий сетевой фильтр напрямую связан с городской электросетью. При отключении входного напряжения ИБП OFF-LINE переходит на питание нагрузки от встроенных аккумуляторов. К недостаткам этих устройств следует отнести:

— отсутствие хорошей фильтрации и стабилизации выходного напряжения; -даже при незначительных падениях и бросках напряжения ИБП переходит в режим работы от встроенных аккумуляторов;

— время перехода на аккумуляторы и обратно (период непредсказуемых последствий) 5-20м/сек;

— в некоторых ситуациях время переключения может утраиваться;

— большинство моделей при работе от аккумуляторов не воспроизводят на выходе напряжение синусоидальной формы.

ГИБРИДНЫЕ (Line-interactive, Ferroresonant, Тriport и мн. др.). Принцип действия в основном аналогичен OFF-LINE, но с целью подавления некоторых видов помех и улучшения работы потребителей при длительном падении или повышении напряжения в этих источниках используются различные дополнительные устройства («бустеры», «кондиционеры линий» и др. ). Для подчеркивания конструктивных особенностей своих приборов производители таких ИБП употребляют различные родовые термины, зачастую вводящие пользователей в заблуждение. По сути же все они относятся к одному классу. Недостатки ГИБРИДНЫХ ИБП те же, что и уOFF-LINE, кроме этого, их регулирующие напряжение узлы могут порождать устойчивые искажения выходного сигнала и непредсказуемые переходные процессы. Возможно, в скором времени некоторые типы ГИБРИДНЫХ ИБП полностью выйдут из употребления из-за несовместимости со стандартом IЕС 555.

ON-LINE (от англ. термина «в линию»).

Принцип работы: ИБП преобразует 100% поступающего к нему на вход переменного тока в постоянный (т. н. выпрямление), а затем выполняет обратное преобразование. Внутренние узлы таких ИБП всегда работают «в линии» между входом, запитанным от обычной сети, и выходом, питающим ответственную нагрузку. Это своего рода электростанция, преобразующая всю поступающую на вход «грязную» энергию в «чистую», т. е. свободную от помех и каких-либо искажений, и поэтому идеально подходящая для питания сложных потребителей . ИБП класса ON-LINE обеспечивают прецизионную стабилизацию величины и формы выходного напряжения и полную фильтрацию любых помех, возникающих в электросети. Кроме этого, как правило, они корректируют КМ (коэффициент мощности) нагрузки, снижая таким образом ток потребления от сети, благодаря чему не нужно устанавливать более мощные защитные автоматы и применять провода увеличенного сечения, чем в случае применения ИБП других классов. При их переходе на аккумуляторные батареи полностью отсутствуют переходные процессы у выходного электросигнала.

Если попытаться проанализировать эти классы, то можно увидеть, что такая характеристика, как время перехода на аккумулятор, присутствует только у ИБП классов OFF-LINE и ГИБРИДНЫХ. Типовое значение времени перехода на аккумулятор у этих классов составляет 4-5 м/сек (согласно рекламным материалам). Однако следует иметь в виду, что это верно лишь при обрыве входной линии. В случае, когда входное напряжение исчезает за счет короткого замыкания на входе или отключения питания на трансформаторной подстанции, оно может увеличиться в 4-6 раз. Теоретически современные компьютеры способны выдержать без мгновенных последствий единичный перерыв в питании продолжительностью до 15 м/сек, но с более длительными перерывами уже приходится считаться, особенно неприятные последствия могут произойти, если компьютеры связаны в ЛВС.

В OFF-LINE и ГИБРИДНЫХ ИБП выходное напряжение при работе в автономном режиме имеет, как правило, прямоугольную или ступенчатую формы. Многие ошибочно полагают, что форма выходного напряжения не важна для компьютерной нагрузки, но коэффициент нелинейных искажений (КНИ) у такого напряжения может достигать 50% или 30% соответственно. В рекомендациях специалистов МЭКа (Международной Электротехнической Комисии), однако, говорится, что выходное напряжение должно иметь гладкую синусоидальную форму, а в отдельных статьях даже указывается, что КНИ не должен превышать 5%. При работе от сети OFF-LINE и ГИБРИДНЫЕ ИБП никак не корректируют КНИ напряжения и Км нагрузки, а в некоторых случаях даже ухудшают его.

Такое понятие, как стабильность выходного напряжения у ИБП OFF-LINE, вообще отсутствует, так как выходное напряжение всегда равно входному, если источник не работает от аккумуляторов. Как правило, диапазон входного напряжения у OFF-LINE без перехода на аккумуляторы равен 187-264 В. Поэтому точно так же будет изменяться и выходное напряжение. У ГИБРИДНЫХ ИБП диапазон входного напряжения несколько шире, как правило, 176-264 В, а выходное напряжение при этом изменяется в пределах 187-264 В. Расширение нижней границы входного диапазона обусловлено так называемым бустером. Фактически бустер представляет собой автотрансформатор с отводами, который ступенчато или поднимает выходное напряжение, или снижает его. Таким образом, говорить о стабилизации напряжения ГИБРИДНЫМИ ИБП также не приходится.

ИБП класса ON-LINE с двойным преобразованием энергии (иногда — даже с тройным), во-первых, не имеют времени перехода на аккумуляторы (оно равно нулю), так как выходному инвертору абсолютно все равно, откуда получать энергию, от выпрямителя или от аккумулятора. Таким образом, при переходе на аккумулятор или обратно выходная синусоида не имеет разрывов или каких-либо других искажений. Во-вторых, форма выходного напряжения всегда синусоидальная и не зависит от формы, частоты и величины входного напряжения, и, следовательно, электромагнитная совместимость этих ИБП неизмеримо выше, чем OFF-LINE и ГИБРИДНЫХ. В-третьих, выходное напряжение и частота всегда стабильны и также не зависят ни от формы, ни от частоты, ни от величины входного напряжения.

ИБП OFF-LINE. Некоторые эксплуатационные характеристики устройств этого класса, помимо конструктивных ограничений, объясняются также задачами, стоящими перед разработчиками и производителями таких ИБП. Попытка минимизировать габариты и вес источников (создать «ИБП на ладони»), а также жесточайшая ценовая конкуренция часто заставляют их действовать по принципу «экономия на всем», включая качество применяемых батарей и электронных компонент схем управления.

ИБП ON-LINE. Описанные выше принципы построения ИБП ON-LINE имеют, помимо перечисленных, еще множество чрезвычайно полезных для пользователя следствий, например:

— Гальваническая развязка

Высококачественные ON-LINE, за исключением особо малых, ИБП обычно имеют так называемую гальваническую развязку, т.е. в них отсутствует замкнутая электрическая цепь между входом и выходом (т.обр. электроцепи «до» и «после» прибора не связаны проводниками между собой), что существенно улучшает помехоустойчивость защищаемого оборудования.

— Ресурс аккумуляторов

Стоимость аккумуляторов составляет 40-50% от стоимости ИБП класса ON-LINE. Ресурс аккумуляторов, как известно, определяется количеством циклов заряд-разряд, температурой окружающей среды, оптимальностью зарядного и разрядного тока и их периодическими «тренировками». Количество циклов заряд-разряд определяется диапазоном входного напряжения — чем он шире, тем реже ИБП переходит в автономный режим. На сегодняшний день самым широким диапазоном входного напряжения обладают ON-LINE ИБП POWERWARE. Наиболее комфортная температура для аккумуляторов 20-25¦С, при понижении снижается их емкость, при повышении увеличивается их саморазряд и уменьшается ресурс, поэтому при переходе ИБП POWERWARE в автономный режим, когда в результате происходящих химических процессов в аккумуляторах они начинают разогреваться, скорость вращения встроенных вентиляторов увеличивается. Оптимизация зарядного и разрядного тока выполнена в них аппаратными средствами, а чтобы осуществлять тренировку аккумуляторов в ИБП POWERWARE, встроен таймер, который каждые 28 дней включает аккумуляторы на внутреннюю нагрузку, определяя их емкость, после этого производится автоматический подзаряд батарей. Если емкость батарей ниже 75% первоначальной, пользователь получает соответствующее предупреждение. Благодаря этому ресурс аккумуляторов в ON-LINE ИБП POWERWARE составляет не менее 10 лет.

— Режим Ву-Раss

Ву-Раss представляет собой режим, при котором нагрузка питается непосредственно от внешней сети через фильтр, в некоторых моделях еще и через трансформатор гальванической развязки, находящиеся в ИБП. Различают Ву-Раss автоматический и ручной.

Автоматический Ву-Раss включается при перегрузках ИБП, например при включении нагрузки, пусковая мощность которой в 3 — 7 раз выше номинальной, при отказах, возникающих внутри источника, при перегреве и т.п. Без автоматического Ву-Раss невозможно построение резервируемых систем бесперебойного питания. При резервировании входы ИБП и Ву-Раss должны быть раздельными. Вход основного ИБП питается от сети, а вход Ву-Раss от стоящего в горячем режиме резервного. В случае отказа основного ИБП он автоматически переключается в Ву-Раss и нагрузка получает питание от резервного. Существуют и другие архитектуры систем бесперебойного питания, в которых необходимо наличие автоматического Ву-Раss. Ручной Ву-Раss необходим при ремонтах, регламентных работах, производимых с ИБП, для обеспечения непрерывности в питании нагрузки. Таким образом, наличие режима Ву-Раss позволяет экономить на мощности ИБП (выбирать ИБП без учета пусковой мощности защищаемого оборудования), повышает надежность, обеспечивает гибкость при создании сложных систем бесперебойного питания, создает удобства при обслуживании и ремонте ИБП.

— Холодный старт

Холодный старт — это режим автономного запуска ИБП при отсутствии напряжения во входной сети. Далеко не все ИБП имеют такую возможность. «Холодный старт» обеспечивает дополнительные удобства, например возможность срочно передать факс или вывести какой-либо файл на принтер при отсутствии напряжения в сети.

следовательно:

— ИБП ON-LINE — идеальная защита для нагрузки даже в такихкритических ситуациях, как удары молний или статические разряды в элементы электросети. В этом случае все воздействие возникающего электрического пика принимает на себя выпрямитель ИБП, а нагрузка продолжает получать чистое питание без помех и сбоев.

— Нагрузка, запитанная через ИБП класса ON-LINE, не может быть выведена из строя или повреждена путем «электродиверсии» (целенаправленного воздействия на электроприбор или группу приборов через внесение специально подобранной последовательности возмущений в питающую их электросеть).

— ИБП ON-LINE является единственной абсолютно надежной защитой от попыток считывания информации с компьютера путем анализа его обратного воздействия на электросеть.

Из-за высоких технических показателей источники класса ON-LINE в последнее время некоторые производители, не владеющие соответствующими технологиями, а также их торговые партнеры выдают свои ГИБРИДНЫЕ источники за ON-LINE. Основополагающим признаком, отличающим все ИБП этого класса, является следующий: если весь поступающий на вход источника ток, независимо от режима работы, претерпевает как минимум двойное преобразование (переменный ток-постоянный-переменный), тогда ИБП относится к классу ON-LINE, иначе — нет.

Основные выводы:

Наилучшим выбором с точки зрения защиты от помех в электросети и по другим потребительским качествам являются ИБП класса ON-LINE.
Основополагающим признаком ON-LINE является обязательное двойное (иногда тройное) преобразование напряжения.

Определение мощности и конфигурации ИБП

Определяющими величинами для выбора конкретной конфигурации источника являются полная мощность оборудования в вольт-амперах (VА) и необходимое время автономной работы. Следующие рекомендации относятся к ИБП, независимо от их класса.

1. Определите перечень защищаемого оборудования.

2. Определите мощность каждой единицы оборудования. Необходимо определить так называемую полную мощность в вольт-амперах. Полная мощность — это вся мощность, потребляемая электроприбором, она состоит из активной мощности и реактивной мощности, которая частично возвращается в сеть питания, а частично уходит в электромагнитное излучение прибора. Таким образом, часть полной мощности всегда расходуется вхолостую, а нагрузки можно различать по соотношению активной и полной мощностей, которое характеризуется коэффициентом мощности Км. Типичными видами нагрузок, различающихся по этому соотношению, являются активно-индуктивная, активно-емкостная, линейная, нелинейная и другие. Мощность прибора указывается либо в технической документации, либо на задней стенке его корпуса. Может указываться или активная мощность, или полная. Активная мощность всегда указывается в ваттах (W), полная — в вольт-амперах (VА). Если мощность не указана, то указывается напряжение питания в вольтах и потребляемый ток в амперах, тогда полная мощность S в вольт-амперах равна S = Uпит. Х Iпотр. Для компьютерных нагрузок полная мощность S в вольт-амперах и активная мощность Р в ваттах связаны между собой коэффициентом, приблизительно равным 1.4, т.е. S =1.4 X Р. Для определения соотношения полной и активной мощностей для других типов нагрузки следует проконсультироваться со специалистами по соответствующему оборудованию.

3. Определите суммарную полную мощность всего оборудования путем сложения полных мощностей его отдельных единиц.

4. При небольшом количестве оборудования (приблизительно до 20 единиц) для обеспечения высокой надежности мощность закупаемого ИБП должна превышать на 20-30% суммарную полную мощность потребления. При подключении к одному мощному ИБП большего количества единиц оборудования запаса мощности обычно не требуется, так как часть оборудования всегда оказывается отключенной.

5. Исходя из задач, решаемых вашим оборудованием, и из качества электросети задайтесь временем автономной работы ИБП — на аккумуляторе при перерыве в сети питания.

6. Зная мощность ИБП и время автономной работы, выберите необходимый тип и конфигурацию ИБП. Выбрав модель нужной мощности, определите количество и типы внешних батарей, необходимых для обеспечения нужного времени автономной работы. Если оказалось, что выбранная модель даже с максимально возможным количеством внешних батарей не обеспечивает требуемого времени автономной работы или мощность ИБП превышает 6 кVА, для оптимизации выбора обращайтесь за консультацией к специалистам.

7. При необходимости информационного подключения ИБП к компьютерам обратитесь к специалистам для выбора способа подключения и программного обеспечения.

Публикуется с разрешения компании «Копитан»

Назад в раздел

Принцип работы ИБП

Опубликовано 04.07.2016

Принцип работы

В случае аварии сети или выхода параметров сети (напряжения, частоты, перекоса фаз) за допустимые пределы источник бесперебойного питания (Uninterruptible Power Supply) автоматически переключает электрооборудование на питание от своей аккумуляторной батареи через инвертор, который преобразует постоянное напряжение батареи в переменное (синусоидальное или в форме прямоугольных импульсов).

Программное обеспечение ИБП позволяет дистанционно контролировать уровень заряда батареи и параметры сети на входе. Если от ИБП питается сервер или рабочая станция, то за несколько минут до полной разрядки аккумуляторной батареи ИБП безопасно завершает выполнение работающих программ и выключает компьютеры.

Источники бесперебойного питания с двойным преобразованием энергии

Источник бесперебойного питания с двойным преобразованием энергии (Double Conversion UPS или On-line UPS) состоит из выпрямителя и инвертора, между которыми включена аккумуляторная батарея.

Во время нормальной работы от сети происходит двойное преобразование энергии: переменный ток преобразуется выпрямителем в постоянный, который в свою очередь преобразуется инвертором в переменный, т.е. ИБП постоянно находится в работе (On-line). Во время аварии сети аккумулятор питает инвертор, а во время нормальной работы от сети – заряжается.

Преимущества ИБП с двойным преобразованием энергии

Регулирует (стабилизирует) напряжение и частоту
Время переключения равно нулю — потребитель вообще не чувствует переход на работу от аккумуляторной батареи.

Недостатки

Потери энергии при двойном преобразовании
Сложная и дорогая схема
Постоянно находится в работе (шумит)
Является источником электромагнитных помех.

Источники бесперебойного питания с переключением

ИБП с переключением (Standby UPS или Off-line UPS) работает в режиме ожидания — он включается в работу только во время неисправности сети, в остальное время потребитель электроэнергии работает напрямую от сети, а выпрямитель ИБП (менее мощный, чем у On-line UPS) подзаряжает аккумуляторную батарею.

Преимущества ИБП с переключением

Выше КПД
Работает только во время аварии сети и подзарядки аккумуляторной батареи (меньше шумит).

Недостатки

Переключение происходит с небольшой паузой (около 20 мс), поэтому во время коммутации возможен скачок напряжения
Не регулирует напряжение и частоту.

Источники бесперебойного питания, синхронизированные с сетью

Интерактивный ИБП (Line-Interactive UPS) так же работает в режиме ожидания, что и Off-line UPS, но ещё выполняет функцию регулирования напряжения с помощью автотрансформатора: в случае понижения или повышения напряжения сети ИБП переключает соответствующие отводы автотрансформатора. Если напряжение искажается или падает настолько, что это падение не может быть скорректировано автотрансформатором, ИБП переключается на автономную работу от аккумуляторной батареи.

Преимущества ИБП, синхронизированного с сетью

ИБП с синусоидальным напряжением на выходе выполняет синхронизацию фазы и амплитуды напряжения сети и напряжения на выходе инвертора в моменты отключения и подключения к сети. Поэтому переход осуществляется более плавно, с меньшими скачками напряжения, чем у Off-line UPS. Время паузы в момент переключения меньше, но ИБП требуется большее время на подготовку к переключению для синхронизации с сетью.
Стабилизирует напряжение
Контролирует и регистрирует параметры качества сети.

Недостатки

ИБП с прямоугольными импульсами на выходе переключается аналогично Off-line UPS
Не регулирует частоту.

Как выбрать

Тип ИБП

ИБП с двойным преобразованием энергии (On-line)
Интерактивный ИБП
ИБП с переключением (Off-line)

Форма выходного напряжения

Синусоидальная
Прямоугольные импульсы

Конструктив

Для монтажа на DIN-рейку
Для установки в 19” стойку
Шкафное исполнение
Настольный вариант
Напольный

Номинальная мощность (кВА)
Активная мощность (кВт)
Входной коэффициент мощности
Номинальное входное напряжение
Диапазон входного напряжения
Диапазон входной частоты (Гц)
Входной ток при номинальной нагрузке
Номинальное постоянное напряжение на выходе выпрямителя
Тип выпрямителя

6-ти пульсный
6-ти пульсный с фильтром
12-ти пульсный

Выходное напряжение
Точность поддержания выходного напряжения
Выходной ток
Перегрузочная способность (%)
КПД
Аккумуляторная батарея

Время резервирования (автономной работы) при полной (частичной) нагрузке
Ёмкость (Ач)
Время заряда аккумуляторной батареи

Время переключения
Гальваническая изоляция нагрузки
Параллельная работа нескольких ИБП для возможности наращивания нагрузки
Ручной байпас (позволяет переключать потребителей на питание от сети во время настройки и профилактики ИБП)
Дисплей, индикаторы состояния
Коммуникационные порты (USB, RS-232 и др. )
Удалённый мониторинг состояния ИБП по локальной сети, автоматическое завершение работы программ на ПК
Выходное реле (авария)
Уровень шума (дБ на расстоянии 1 м)
Рабочая температура.

УЗИП

Источники питания

ИБП неисправности типовые

Источники бесперебойного питания представляют собой сложные технические устройства имеющие высокую надежность, но в силу ряда причин , как и все технические устройства, они могут выйти из строя.

Неисправности источника бесперебойного питания могут быть самыми разными, начиная проблемами с аккумуляторами и заканчивая неполадками в работе электронных схем и инвертора. Статистика отказов ИБП говорит о том, что около 2% всех отказов связано с электроникой и неправильной настройкой; 98% отказов ИБП — это выход из строя аккумуляторных батарей.

Пользователям ИБП необходимо тщательно изучить заводскую инструкцию по эксплуатации источника, где обычно изложены признаки неисправностей конкретной модели ИБП и методы их устранения

Источники бесперебойного питания по своим структурным схемам делятся на три основных класса: Off-line (или stand-by), Line-interactive и On-line. Эти устройства имеют различные конструкции и характеристики.

На рисунке приведена блок-схема ИБП класса Off-lin. При работе в нормальном режиме электропотребители запитаны отфильтрованным от помех напряжением электросети. При

ненормативном повышении или понижении напряжения сети или же его пропадании включается инвертор, который в нормальном режиме не работает. Инвертор преобразует постоянное напряжение аккумуляторных батарей в переменное, и снабжает электроэнергией нагрузку.

ИБП класса Line-interactive так же, как и ИБП класса Off-line, снабжают питающим напряжением электросети нагрузку, не допуская сбоев напряжения и сглаживая помехи. Если в электросети произошла авария ИБП синхронно подключает инвертор для питания нагрузки от батарей, при этом синусоидальная форма выходного напряжения достигается дополнительной фильтрацией . ИБП переключается на работу от батареи, когда отклонение напряжения электросети выходит за границы допустимого диапазона.

ИБП класса On-line преобразуют переменное напряжение сети в постоянное, которое затем посредством инвертора опять преобразуется в переменное с параметрами соответствующими нормативным требованиям к качеству электроэнергии. Нагрузку в этом случае всегда питает инвертор, так как нет необходимости в переключении с внешней сети на инвертор, время переключения равно нулю. ИБП данной структуры полностью изолирует ~~нагрузки~~ от сбоев в электросетях и формирует высокостабильное выходное напряжение. Даже при больших отклонениях и перегрузках в электросети такой источник снабжает нагрузку качественным синусоидальным напряжением.

Типичные неисправности источников бесперебойного питания всех классов с их возможными причинами и способами устранения представлены в следующей таблице:

Краткое описание дефекта	Возможная причина	Способ отыскания и устранения неисправности
ИБП не включается	Не подключена батарея.	Подключить батарею
	Неисправна аккумуляторная батарея, ее емкость недостаточна.	Заменить аккумуляторную батарею
	Неисправны силовые транзисторы инвертора	Проверить прибором и заменить транзисторы.
	Обрыв гибкого кабеля подключения дисплея	Заменить гибкий кабель, соединяющий дисплей с основной платой ИБП.
	Неисправность пусковой кнопки.	Заменить кнопку.
ИБП отключился, запах горелой изоляции.	Неисправен сетевой фильтр	Проверить компоненты сетевого фильтра.
	От перегрузки сработал автоматический выключатель на входе ИБП.	Снизить нагрузку на ИБП, включить автоматический выключатель.
	Неправильно подключены аккумуляторы батареи.	Проверить подключение аккумуляторов батареи.
ИБП включается только от батареи	Сгорел сетевой предохранитель	Заменить предохранитель.
ИБП не стартует. Светится индикатор замены батареи	Если батарея исправна, сбой программы ИБП.	Сделать калибровку напряжения батареи в техническом центре.
ИБП не включается в линию	Нарушено соединение сетевого кабеля.	Подключить сетевой кабель.
ИБП не включается в линию	Холодная пайка элементов платы	Проверить исправность и качество паек элементов плат
При включении ИБП происходит сброс нагрузки	Неисправен датчик напряжения	Заменить датчик напряжения
ИБП работает от аккумуляторов при наличии напряжение в сети	Напряжение сети завышено, занижено больше норматива, или искажено помехами.	Дождаться нормализации сетевого напряжения.
Мигают индикаторы дисплея	Уменьшилась емкость конденсаторов	Заменить неисправные конденсаторы
Мигают индикаторы дисплея	Неисправны реле или элементы платы	Заменить реле или неисправные элементы платы.
Перегрузка ИБП	Мощность подключенного оборудования превышает номинальную	Уменьшить нагрузку
	Неисправен силовой трансформатор	Заменить трансформатор
	Неисправен датчик тока	Заменить
Отсутствует зарядка аккумуляторной батареи	Неверно работает программа ИБП	Откалибровать напряжение батареи в техническом центре
	Вышла из строя схема заряда батареи	Отремонтировать схему.
	Неисправна батарея	Заменить аккумуляторную батарею.
При включении ИБП не запускается, слышен щелчок	Неисправна схема сброса	Проверить исправность и заменить неисправные элементы
Не горят индикаторы	Неисправна схема индикации	Проверить и заменить неисправные элементы на плате индикаторов
ИБП не работает в режиме On-line	Дефект элементов платы	Проверить исправность элементов платы, при необходимости заменить.
При переходе на работу от батареи ИБП выключается и включается самопроизвольно	Неисправны элементы платы.	Заменить
ИБП не обеспечивает требуемого времени автономной работы.	Неисправны или потеряли емкость аккумуляторные батареи.	Заменить аккумуляторные батареи.
После установки новых аккумуляторных батарей ИБП не включается	Неправильное подключение аккумуляторов при их замене	Правильно подключить аккумуляторные батареи.
Аккумуляторные батареи не заряжаются	Напряжение заряда ниже нормы	Проверить исправность элементов схемы зарядки аккумуляторов.

Выполнять сложные виды ремонта ИБП следует только в специализированных технических центрах, имеющих штат профессиональных специалистов с опытом работы в данной сфере, которые быстро выявят неисправность и оперативно ее устранят.

Перейти к полной версии Перейти к мобильной версии

Статья про ИБП (UPS) с двойным преобразованием

Источник бесперебойного питания с двойным преобразованием, называемый еще онлайн-ИБП – наиболее надежный вариант резервного энергоснабжения. Почему?

Переход от сетевого режима работы к аварийному и обратно происходит без перерывов.
Волна выходного напряжения имеет форму правильной синусоиды, что важно для высокочувствительной техники.
Фильтруются все сетевые помехи (от сварки, импульсные, высокочастотные).

Как работают бесперебойники с двойным преобразованием?

Идея двойного преобразования подразумевает, что в устройство бесперебойного питания встроены и выпрямитель, и инвертор, поэтому род входящего тока изменяется дважды. Сначала входящий переменный преобразуется в постоянный, а затем уж постоянный – опять в переменный. Коррекции подвергается и напряжение, и частота тока.

Будучи постоянно подключенным к электросети, ИБП двойного преобразования работает как стабилизатор, когда сетевое напряжение есть. Питание потребителей – от энергии сети, режим работы – сетевой.

Когда же напряжение пропадает, бесперебойник подает к нагрузке 12В от батареи, преобразуя в 220В. Это автономный режим работы.

Полезная особенность онлайн-ИБП

Такие устройства не зря называют «онлайн», подчеркивая, что они постоянно подключены к сети. Помимо привычных для ИБП сетевого и автономного режима работы, онлайн-ИБП может работать в режиме байпас. Такое происходит во время перегрузки, перегрева или выхода из строя одного из узлов бесперебойника. В этом случае питание нагрузки автоматически переключается на сеть, минуя инвертор. Когда неполадки устранены, ИБП из режима байпас переходит в штатный сетевой с двойным преобразованием.

Где нужен онлайн-ИБП?

Перечисленные характеристики бесперебойников, дважды преобразующих энергию, востребованы при резервировании питания ответственной нагрузки:

компьютерных сетей и серверов;
приборов медицинских центров;
оборудования котельных установок и насосных станций;
оснащения телекоммуникационных систем;
бытовых потребителей: холодильников, специальных устройств, стиральных машин.

Как работает ибп для компьютера

Источник бесперебойного питания — компонент системы питания, который располагают между нагрузкой и питающей сетью. Главная функция ИБП состоит в обеспечении бесперебойного питания. Как устроен бесперебойник? Упрощённая схема ИБП включает аккумуляторные батареи и специальные элементы ИБП, компенсирующие возмущения в магистральной сети, а именно инвертор, выпрямитель, фильтр и в некоторых случаях байпас. На сегодняшний день бесперебойники разделяют на три группы. У каждой из групп принцип работы ИБП имеет свои особенности.

Ключевым компонентом ИБП являются аккумуляторные батареи. Именно АКБ определяют сколько работает ИБП при отключении питания в сети. Как правило, в ИБП используются свинцово-кислотные аккумуляторы, имеющие следующие параметры: напряжение 12В и ёмкость 7Ач или 9Ач. АКБ относятся к типу герметичных и не обслуживаемых. В самых простых ИБП используется 1 аккумулятор, а в мощных бесперебойниках их количество может быть во много раз больше.

Резервные ИБП

Так называемые резервные ИБП являются самыми простыми и доступными. Принцип работы бесперебойника данного типа крайне прост: электропитание нагрузки осуществляется через сеть, если там имеется напряжение, в противном случае происходит переключение питания от АКБ. Зарядка АКБ осуществляется вовремя работы ИБП. Согласно статистике, эффективность таких ИБП при сбоях питания составляет 55-60%.

В большинстве случаев рассказать о том, как работает ИБП для компьютера, можно сославшись на принцип работы оффлайн ИБП. Большинство домашних бесперебойников для компьютера выполнены по данной технологии. Уровень защиты, который они могут обеспечить является самым низким из всех существующих бесперебойников. Фильтрация сигнала осуществляется лишь частично. Зачастую такого уровня защиты для домашней техники вполне достаточно, так как качество питания в таких сетях несколько выше, чем в промышленных.

Резервные ИБП прекрасно работают в паре с компьютером, но при этом они абсолютно не совместимы для работы в паре с насосами, котлами отопления и другой подобной техникой, так как работа ИБП резервного типа не обеспечивает синусоидальную форму напряжения. Для компьютеров это не критично, так как в них используются коммутируемые источники питания. Этот факт позволяет таким устройствам выдержать небольшой провал питания за счёт наличия некоторого количества энергии в собственных конденсаторах. Время переключения офлайн с сети на АКБ колеблется от 2 до 15 миллисекунд. Схема работы ИБП включает в себя инвертор, который превращает постоянный ток АКБ в переменный. Следует заметить, что такие ИБП, как правило, являются маломощными.

Линейно-интерактивные ИБП

Устройство и работа источников бесперебойного питания интерактивного типа практически идентичен резервным ИБП. Исключением является способность стабилизации напряжения, которое осуществляется с помощью коммутирующего устройства. Преимущество стабилизации заключается в отсутствии необходимости на переключение питания при существенных отклонениях напряжения. Отклонения входного напряжения может достигать порядка 20% от нормального значения. Выходное напряжение бесперебойника при этом практически не колеблется. Эффективность защиты линейно-интерактивных ИБП составляет 85%.

В сравнении с резервными ИБП они обеспечивают более высокий уровень защиты, но уступают онлайн ИБП. Работа бесперебойника линейно-интерактивно типа может быть разделена на две группы. Устройства, относящие к первой группе, дают на выходе аппроксимированную синусоиду, то есть ступенчатую. Вторая группа выдаёт «чистую» синусоиду без каких-либо искажений. Последние в некоторых случаях могут стать заменой онлайн ИБП. Наличие чистой синусоиды на выходе позволяет применять их для защиты электродвигателей и котлов отопления.

Онлайн ИБП

Самые надёжные и высокотехнологичные ИБП относятся к типу онлайн. В них реализована технология двойного преобразования – самая прогрессивная из всех существующих. Степень защиты обеспечиваемый такими устройствами стремится к 100% независимо от того какие режимы работы ИБП активны: от сети или АКБ.

Как работает ИБП с онлайн топологией? На самом деле принцип работы вложен в само название. Ток на входе преобразуется на выпрямителе в постоянный, после чего инвертор преобразует его снова в переменный. Переменный ток на выходе обладает идеальными параметрами как по форме напряжения, так и по его значению. ИБП содержит в себе резервную линию — байпас, по которой осуществляется питание в случае неисправности какого-либо из узлов источника бесперебойного питания.

Принято говорить, что время переключения на АКБ равно нулю, но на самом деле аккумуляторные батареи всегда подключены к цепи. Поэтому данные ИБП и называются онлайн. Такое устройство бесперебойника позволяет защитить нагрузку от любых видов возмущений, которые могут встречаться в магистральной сети.

Применяются такие ИБП для защиты критической и очень чувствительной нагрузки. Все мощные ИБП выполняются по данной технологии. Несмотря на высокую мощность применяются дополнительные решения, которые позволяют увеличить автономность. Чаще всего конструкция позволяет ИБП — как пользоваться в связке с генератором, так и с внешними АКБ.

Однако, двойное преобразование имеет и свои недостатки. Устройство ИБП является довольно сложным, что влияет на его стоимость не лучшим образом. Наличие двойного преобразования понижает КПД, но на современных ИБП он довольно высокий. Реализованы специальные технологии энергосбережения, позволяющие довести коэффициент полезного действия до максимальных значений. Кроме того, процесс двойного преобразования сопровождается тепловыделением и шумами. Стоит признать, что удельный вес всех этих минусов является несравнимо малым в сравнении со всеми достоинствами, а в главную очередь с уровнем защиты.

Написать письмо

По любому вопросу вы можете воспользоваться данной формой:

Резервные ИБП

Линейно-интерактивные ИБП

Онлайн ИБП

Написать письмо

По любому вопросу вы можете воспользоваться данной формой:

Стабильная работа компьютеров и другой оргтехники полностью зависит от наличия питания в сети, к которой они подключены. В случае перебоев с подачей электроэнергии техника просто перестанет функционировать. В современных условиях эта проблема легко решается путем подключения источника бесперебойного питания. Поэтому многих волнует вопрос, когда возникает необходимость в ИБП для компьютера: на что стоит обратить внимание при покупке данного оборудования. Какие параметры и критерии следует учитывать?

Рекомендуется изначально определиться, для каких целей необходимо это устройство. Если проблема заключается лишь в стабилизации сетевого напряжения, можно вполне обойтись более простыми и дешевыми сетевыми фильтрами. Однако в случае регулярных перебоев с подачей электроэнергии, обязательно потребуется ИБП, который нужно правильно выбрать для конкретного компьютера.

Применение ИБП в быту

Многие пользователи не вполне отчетливо представляют себе, что такое ИБП. Данное устройство ни что иное, как своеобразный посредник между компьютером и электрической сетью, которая питает компьютер. ИБП улавливает колебания напряжения и при перебоях с подачей тока берет питание компьютера на себя. В нем установлены аккумуляторы, которые способные, в зависимости от емкости и энергопотребления подсоединенной системы, питать ПК в течение небольшого времени, достаточного для того чтобы сохранить свои данные и выключить компьютер. Также он защитит компьютер от любых скачков напряжения в сети.

К основным неполадкам сети относится полное отсутствие напряжения, наличие высоковольтных импульсных помех, краткосрочные и продолжительные скачки напряжения, высокочастотные помехи и другие факторы, при наличии которых требуется использование ИБП. Данные устройства обеспечивают бесперебойную работу компьютерной техники от нескольких минут до одного часа.

Схема бесперебойного питания выбирается в соответствии с условиями эксплуатации, временем переключения нагрузки от сети на аккумулятор и обратно, а также продолжительностью работы самой аккумуляторной батареи.

ИБП для домашнего компьютера

Прежде чем приобретать то или иное устройство, следует выяснить, как работает ИБП. В его блоке установлен датчик, который непрерывно проверяет характеристики тока в сети и уровень напряжения. Если параметры начинают расти или падать слишком быстро, он отключает компьютер от сети и тут же переключает его на использование запасного источника питания.

При переключении на запасной источник ИБП подает световой и звуковой сигналы. Помимо этого, практически ко всем ИБП есть программа, которая разрешает автоматически отключать компьютер по исчерпании заряда аккумулятора. Когда в сети снова появится электроток, датчик сигнализирует об этом и он переключает компьютер на питание от сети и начнет заряжать встроенный аккумулятор.

Аккумуляторные батареи, применяемые в устройствах, рассчитаны на низкое напряжение. Для получения рабочего значения, с помощью инвертора выполняется его преобразование в синусоидальное. Одновременно напряжение аккумулятора повышается и выравнивается с номинальным напряжением сети. Таким образом, батарея всегда готова к работе и мгновенно переключается, когда это необходимо.

В процессе эксплуатации следует учитывать, что работа ИБП при номинальной нагрузке возможна лишь в течение короткого времени. За этот период можно успеть сохранить данные и корректно отключить компьютер. Во время работы не допускаются перегрузки, в этих случаях защита сразу же отключает выход устройства. Данные проблемы легко решаются за счет увеличения емкости аккумулятора и мощности инвертора.

Какой ИБП выбрать для компьютера

Существуют различные типы устройств для бесперебойного питания компьютерной техники. Они отличаются принципом действия и разделяются на три основных типа:

Резервные ИБП. Применяется, когда в сети возникает сильное падение напряжения или оно полностью отсутствует. В этом случае происходит переключение на аккумуляторы резервного ИБП. Переключение происходит очень быстро – в течение 10 миллисекунд и менее, что никак не нарушает бесперебойную работу компьютера. При переключениях во время скачков напряжения рекомендуется использовать стабилизатор. Это позволит увеличить срок службы аккумуляторной батареи. Решая вопрос, как выбрать источник бесперебойного питания, следует помнить, что данное устройство получило широкое распространение, благодаря сравнительно невысокой стоимости, высокому КПД и низкому уровню шума. Устройство может работать в автономном режиме 5-15 минут. При выборе и покупке рекомендуется создавать запас по мощности в пределах 20-30%.
Линейно-интерактивные ИБП. Конструкция этих устройств дополнена стабилизатором напряжения, поэтому они более функциональные и дорогие. Переключение на аккумуляторы происходит только при полном отсутствии электричества, поэтому срок эксплуатации батарей более продолжительный. В автономном режиме линейно-интерактивные ИБП работают до 20 минут. Они отличаются повышенной экономичностью и более высокой степенью защиты. Из недостатков следует отметить шум, создаваемый вентилятором охлаждения стабилизатора.
ИБП с двойным преобразованием напряжения. Относятся к категории наиболее сложных и дорогих устройств. В процессе работы переменный ток преобразуется в постоянный, а затем, опять в переменный. Выходное напряжение составляет 220 В и характеризуется идеальной синусоидой. Батареи постоянно находятся во включенном состоянии, поэтому времени на переключения вообще не требуется. Решая вопрос, как выбрать ИБП для компьютера по мощности, нужно учитывать, что данные устройства обеспечивают бесперебойную работу дорогостоящей аппаратуры, которая не должна останавливаться даже на короткое время. Недостатками являются низкий КПД, высокая стоимость, высокий уровень выделения тепла и шума.

При покупке того или иного устройства нужно обращать внимание на его основные характеристики. Мощность самого ИБП выражена в вольт-амперах (ВА), а мощность подключенного компьютера – в ваттах (Вт). Перевести одну величину в другую можно с помощью коэффициента 0,7. Например, если мощность устройства составляет 1000 ВА, то получится 1000 х 0,7 = 700 Вт. С учетом запаса мощности к данному ИБП может подключаться нагрузка в пределах 500 Вт.

Кроме того, делая выбор ИБП для компьютера, следует обращать внимание на продолжительность автономной работы при максимальной нагрузке, наличие или отсутствие защиты от коротких замыканий самого ИБП и подключенной аппаратуры. Рекомендуется получить информацию у продавца о возможности замены батареи, проверить наличие дисплея и других специфических элементов.

Как подобрать ИБП для компьютера по мощности

Довольно часто возникает вопрос, какую мощность должен иметь ИБП? Чем больше энергопотребление компьютера, тем большей мощностью должен обладать его блок питания и, соответственно также, ИБП. Большинство моделей выражают мощность не в привычных ваттах, а в вольт-амперах.

Рассчитать мощность ИБП для компьютера довольно легко путем, умножения мощность монитора и блока питания в ваттах на 1,6. Допустим, что сумма энергопотребления вашего монитора и блока питания равняется 200 Вт. В этом случае вам потребуется источник бесперебойного питания мощностью в 320 ВА (1,6х200). Для большей надежности повысьте это значение еще на одну треть. В результате выйдет величина порядка 400 ВА. Потом просто, ищите модель как раз с такой мощностью.

У некоторых пользователей возникает проблема, расчета мощности ИБП для компьютера. Для этого нужно определить мощность нагрузки, которая не должна быть выше 70% от мощности ИБП на выходе. Например, потребление электроэнергии процессором составляет 65 Вт, видеокартой – 170 Вт, материнской платой – 40 Вт, приводом DVD – 20 Вт, диском HDD – 40 Вт, прочим оборудованием – 30 Вт. Количество возможных потерь условно принимается за 20%. Таким образом, потребление компьютера без потерь будет до 365 Вт, а с потерями – 438 Вт. Следовательно, приобретаемый источник бесперебойного питания должен обладать мощностью в пределах 500-620 Вт.

Подключение источника бесперебойного питания для компьютера

Иногда у хозяев компьютерной техники возникает вопрос, как установить ИБП? Нужно источник бесперебойного питания подсоединить к обычной электрической розетке, а далее в розетки, размещенные на его корпусе, вставьте сетевые вилки устройств, которые вы собираетесь защитить от перебоев с электропитанием. Если источник бесперебойного питания поддерживает автоматическое отключение компьютера и другие функции управления, которые осуществляются при помощи ПК, его следует подсоединить также к системному блоку, как правило, при помощи USB-шнура.

Существует несколько вариантов подключения в том числе и с использованием стабилизатора напряжения, компенсирующего перепады от 140 до 260 вольт. Данный способ используется наиболее часто, поэтому его следует рассмотреть подробнее. Кроме стабилизатора потребуется сетевой фильтр. Перед подключением нужно уточнить параметры всех составляющих. Мощность стабилизатора и ИБП должны быть примерно равны, а мощность ИБП должна быть выше мощности блока питания компьютера.

Порядок подключения:

Стабилизатор напряжения подключается в сеть, после чего к нему подключается сетевой фильтр.
После этого сам ИБП соединяется с сетевым фильтром. На корпусе устройства имеется кнопка, которая нажимается и удерживается до тех пор пока не загорится индикатор включения.
Далее к ИБП подключается компьютер, то есть системный блок и монитор. При наличии дополнительных выходов можно подключить колонки, принтер и другое оборудование.

Некоторые источники бесперебойного питания оборудуются программным управлением, которое нужно правильно настроить после подключения. В панели управления, в разделе «Электропитание», после установки прибора высветится отдельное окно ИБП. В нем настраиваются все необходимые параметры в зависимости от мощности компьютера и условий эксплуатации.

Типы систем бесперебойного питания. Схемы и применение ИБП

Существует три основных типа современных источников бесперебойного питания (ИБП / UPS). Рассмотрим плюсы и минусы для каждого, а также принципиальные схемы их построения.

1. Оффлайн ИБП

Оффлайн ИБП (off-line, Standby, back ups или резервные) – это тип источника бесперебойного питания, принцип действия которого заключается в переключении оборудования на резервный аккумулятор (является составной частью ИБП) при возникновении сбоев в питании.

Плюсы:	минусы:
простота экономичность компактность	отсутствие стабилизации входного напряжения при работе от электросети более высокий износ аккумулятора (в сравнении с другими типами)

Применение:
для защиты на короткий период домашних ПК, офисного компьютерного оборудования.

Схема ИБП с технологией оффлайн

2. Линейно-интерактивные ИБП

Линейно-интерактивные (line interactive) – это тип ИБП, который способен регулировать выходное напряжение при понижении или повышении напряжения на входе в широком диапазоне – без переключения работу от аккумуляторов. ИБП данного типа подразделяются на устройства с аппроксимированной синусоидой и полностью синусоидальным выходным напряжением.

Плюсы:	минусы:
компактность экономичность стабилизация входного напряжения невысокая стоимость	отсутствие корректировки формы выходного напряжения в режиме работы от электросети ступенчатое изменение выходного напряжения наличие времени переключения на питание от аккумуляторов

Применение:
для защиты групп компьютеров, сетевого и другого ответственного вычислительного и телекоммуникационного оборудования.

Схема линейно-интерактивного ИБП

3. С двойным преобразованием или онлайн ИБП

Двойного преобразования (онлайн, online) – это тип ИБП, в котором электроэнергия преобразуется дважды – входное напряжение низкого качество в постоянное напряжение внутренней шины, и из него формируется выходное напряжение с эталонными характеристиками. Время переключения на работу от аккумуляторов в онлайн ИБП равно нулю.

Плюсы:

минусы:

постоянная стабилизация напряжения и частоты
полная фильтрация импульсов и высокочастотных помех основной электросети
отсутствие влияние подключенного оборудования на основную электросеть
мгновенное переключение на аккумуляторы в случае сбоев

сложность конструкции и более высокая стоимость
в режиме двойного преобразования дополнительные затраты электроэнергии

Применение: Файловые серверы, рабочие станции, центры обработки данных и прочее ответственное вычислительное и телекоммуникационное оборудование, которое предъявляет повышенные требования по качеству электропитания.

Схема ИБП с технологией онлайн

Как работает источник бесперебойного питания (ИБП)?

Источник бесперебойного питания (ИБП), также известный как резервная батарея, обеспечивает резервное питание в случае выхода из строя обычного источника питания или падения напряжения до недопустимого уровня. ИБП позволяет безопасно и упорядоченно выключать компьютер и подключенное оборудование. Размер и конструкция ИБП определяют, как долго он будет обеспечивать питание.

Топологии ИБП

Различные топологии ИБП обеспечивают определенные уровни защиты питания.ИБП CyberPower будет принадлежать к одной из трех топологий: резервной, линейно-интерактивной и с двойным преобразованием.

Резервный — это самая простая топология ИБП. Резервный ИБП использует резервное питание от батареи в случае общих проблем с питанием, таких как отключение электричества, падение напряжения или скачок напряжения. Когда входящая мощность в электросети падает ниже или превышает безопасные уровни напряжения, ИБП переключается на питание от батареи постоянного тока, а затем инвертирует его в питание переменного тока для работы подключенного оборудования. Эти модели предназначены для бытовой электроники, компьютеров начального уровня, POS-систем, систем безопасности и другого базового электронного оборудования.

В ИБП line interactive используется технология, позволяющая корректировать незначительные колебания напряжения (пониженное и повышенное напряжение) без переключения на батарею. Этот тип ИБП имеет автотрансформатор, который регулирует низкие напряжения (например, отключения) и перенапряжения (например, выбросы) без необходимости переключения на аккумулятор. Линейно-интерактивные модели ИБП обычно используются для бытовой электроники, ПК, игровых систем, электроники для домашних кинотеатров, сетевого оборудования и серверов начального и среднего уровня.Они обеспечивают питание во время таких событий, как отключение электроэнергии, падение напряжения, скачок напряжения или перенапряжение.

ИБП с двойным преобразованием (онлайн) обеспечивает стабильное, чистое и почти идеальное питание независимо от состояния входящего питания. Этот ИБП преобразует входящую мощность переменного тока в постоянный, а затем обратно в переменный. Системы ИБП с этой технологией работают от изолированного источника постоянного тока 100 процентов времени и имеют нулевое время переключения, поскольку им никогда не нужно переключаться на питание постоянного тока. Системы ИБП с двойным преобразованием предназначены для защиты критически важного ИТ-оборудования, центров обработки данных, высокопроизводительных серверов, крупных телекоммуникационных установок и приложений хранения, а также современного сетевого оборудования от повреждений, вызванных отключением питания, провалом напряжения, скачком напряжения напряжение, скачок напряжения, частотный шум, изменение частоты или гармонические искажения.

Формы выходных сигналов ИБП

Системы ИБП

CyberPower имеют выходной сигнал синусоидальной или имитированной синусоидальной волны, в зависимости от модели.

Выходной синусоидальный сигнал: Выходной сигнал высочайшего качества — это синусоидальный сигнал, который представляет собой плавные повторяющиеся колебания мощности переменного тока. Системы ИБП корпоративного уровня вырабатывают синусоидальную энергию для работы чувствительного электронного оборудования. Выходной сигнал синусоиды гарантирует, что оборудование, использующее блоки питания Active PFC, не отключится при переключении с электросети на питание от батареи.

Имитация выходной синусоидальной волны: Приблизительная форма выходной синусоидальной волны. В нем используется модуляция импульсной волны для генерации ступенчатой приближенной синусоидальной волны для обеспечения более экономичного резервного питания от батареи для оборудования, которое не требует выхода синусоидальной волны. Технология, используемая для производства такого типа выходной мощности, дешевле в производстве и распространена в резервных и линейных интерактивных системах ИБП.

Где можно узнать больше?

CyberPower предлагает ИБП с резервным, линейно-интерактивным и двойным преобразованием.Здесь вы найдете информацию о наших системах ИБП.

Как работают системы ИБП (источников бесперебойного питания) ~ Изучение электротехники

ИБП расшифровывается как «Источник бесперебойного питания». Система ИБП — это автономный источник переменного тока, который используется для питания чувствительных электронных нагрузок, таких как вычислительные центры, телефонные станции и многие системы управления и мониторинга промышленных процессов. Эти приложения требуют наличия доступного и качественного питания.

Решение ИБП для чувствительных электрических нагрузок используется для обеспечения интерфейса питания между электросетью и чувствительными нагрузками, обеспечивая напряжение, равное:

1.Отсутствие сбоев в электросети и соблюдение строгих правил

допуски, требуемые нагрузками.

2. Доступен в случае отключения электроэнергии в пределах указанных допусков

Системы ИБП удовлетворяют требованиям пунктов 1 и 2 выше в отношении доступности и качества электроэнергии на:

1. Обеспечение нагрузки напряжением, отвечающим строгим допускам, с использованием

инвертор

2. Обеспечение автономного альтернативного источника за счет использования батареи

3.Вступление для замены электросети без времени переключения, т. Е. Без перебоев в подаче питания на нагрузку, с помощью статического переключателя.

Эти характеристики делают ИБП идеальным источником питания для всех чувствительных приложений, поскольку они обеспечивают качество и доступность электроэнергии независимо от состояния электросети.

Основные компоненты системы ИБП

ИБП состоит из следующих основных компонентов:

1.Выпрямитель / зарядное устройство, вырабатывающее постоянный ток для зарядки аккумулятора и питания инвертора

2. Инвертор, который вырабатывает качественную электроэнергию без каких-либо сбоев в электроснабжении, особенно микроперебоев, и находится в пределах допусков, соответствующих требованиям чувствительных электронных устройств.

3. Батарея, обеспечивающая достаточное время резервного питания для обеспечения безопасности жизни и имущества путем замены электросети по мере необходимости

4.Статический выключатель, полупроводниковое устройство, которое передает нагрузку от

инвертор в сеть и обратно, без перебоев в подаче электроэнергии

Типы статических ИБП

Типы статических ИБП определены стандартом IEC 62040. В стандарте различаются три режима работы ИБП:

1. Пассивный режим ожидания (также называемый автономным)

2. Линия интерактивная

3. Двойное преобразование (также называемое онлайн)

Эти определения касаются работы ИБП по отношению к источнику питания, включая распределительную систему перед ИБП.Стандарт МЭК 62040 определяет следующие термины:

а. Первичная мощность: обычно постоянно доступная мощность, которую обычно обеспечивает

электроэнергетическая компания, но иногда и пользовательское поколение

б. Резервная мощность: мощность, предназначенная для замены основного источника питания в случае

сбой первичного питания

c. Байпасное питание: питание байпаса

ИБП, работающий в пассивном режиме ожидания

Принцип работы :

Инвертор подключается параллельно входу переменного тока в режиме ожидания, как показано ниже:

ИБП в пассивном режиме ожидания.Фото: Schneider Electric

Нормальный режим работы

В нормальном режиме работы нагрузка питается от электросети через фильтр, который устраняет определенные помехи и обеспечивает некоторую степень регулирования напряжения (IEC 62040 определяет некоторую форму регулирования мощности). Инвертор работает в пассивном режиме ожидания.

Работа в режиме резервного аккумулятора

В режиме резервного питания от батареи, когда входное напряжение переменного тока выходит за пределы допустимых значений для ИБП или отсутствует сетевое питание, включаются инвертор и аккумулятор, чтобы обеспечить непрерывную подачу питания на нагрузку после очень короткого переключения менее 10 мс. время.ИБП продолжает работать от батареи до тех пор, пока не истечет время резервного питания от батареи или пока сетевое питание не вернется в норму, что приведет к переключению нагрузки обратно на вход переменного тока (нормальный режим).

Заявление

Эта конфигурация представляет собой компромисс между приемлемым уровнем защиты от помех и стоимостью. Его можно использовать только с малой номинальной мощностью менее 2 кВА.

Ограничения

Этот ИБП работает без реального статического переключателя, поэтому для переключения нагрузки на инвертор требуется определенное время.Это время приемлемо для некоторых индивидуальных приложений, но

несовместимо с характеристиками, необходимыми для более сложных, чувствительных систем

(крупные вычислительные центры, телефонные станции и др.). Кроме того, частота не регулируется, и нет байпаса.

ИБП в линейно-интерактивном режиме

Инвертор подключается параллельно к входу переменного тока в резервной конфигурации, но также заряжает аккумулятор. Таким образом, он взаимодействует с источником входного переменного тока, как показано ниже:

ИБП в линейно-интерактивном режиме.Фото: Schneider Electric

Нормальный режим работы

В нормальном режиме работы на нагрузку подается стабилизированная мощность через параллельное соединение входа переменного тока и инвертора. Инвертор обеспечивает согласование выходного напряжения и / или заряжает аккумулятор. Выходная частота зависит от входной частоты переменного тока.

Работа в режиме резервного аккумулятора

В этом режиме работы, когда входное напряжение переменного тока выходит за допустимые пределы для ИБП или отсутствует электроснабжение, инвертор и аккумулятор включаются, чтобы обеспечить непрерывную подачу питания на нагрузку после переключения без прерывания с использованием статического переключателя который также отключает вход переменного тока, чтобы предотвратить прохождение мощности от инвертора вверх по потоку.ИБП продолжает работать от батареи до тех пор, пока не истечет время резервного питания от батареи или пока сетевое питание не вернется в норму, что вызовет переключение нагрузки обратно на вход переменного тока (нормальный режим).

Работа в режиме байпаса

Этот тип ИБП может быть оборудован байпасом. В режиме байпаса, если одна из функций ИБП выходит из строя, нагрузка может быть переключена на вход байпаса переменного тока (питание от сети или резервное питание, в зависимости от установки).

Применение и ограничение

Эта конфигурация ИБП не очень подходит для регулирования чувствительных нагрузок в диапазоне от средней до высокой мощности, поскольку регулирование частоты невозможно.По этой причине он редко используется, кроме как для низких номинальных мощностей.

ИБП, работающий в режиме двойного преобразования (онлайн)

Принцип работы:

В этом типе ИБП инвертор подключается последовательно между входом переменного тока и приложением, как показано ниже:

ИБП в режиме двойного преобразования. Фото: Schneider Electric

Нормальный режим работы

Во время нормальной работы вся мощность, подаваемая на нагрузку, проходит через выпрямитель / зарядное устройство и инвертор, которые вместе выполняют двойное преобразование (переменный ток в постоянный ток в переменный), отсюда и название.

Работа в режиме резервного аккумулятора

В режиме резервного питания от батареи, когда входное напряжение переменного тока выходит за пределы допустимых значений для ИБП или отсутствует сетевое питание, включаются инвертор и аккумулятор, чтобы обеспечить непрерывную подачу питания на нагрузку после переключения без прерывания с использованием статического переключателя. ИБП продолжает работать от батареи до тех пор, пока не истечет время резервного питания от батареи или пока сетевое питание не вернется в нормальное состояние, что приведет к переключению нагрузки обратно на вход переменного тока (нормальный режим).

Работа в режиме байпаса

Этот тип ИБП обычно оборудован статическим байпасом, который иногда называют статическим переключателем. Нагрузка может быть переключена без прерывания на вход байпаса переменного тока (подается от электросети или резервного питания, в зависимости от установки) в случае отказа ИБП, переходных процессов тока нагрузки (бросков тока или тока повреждения) или пиков нагрузки. Наличие байпаса предполагает, что входная и выходная частоты идентичны, и если уровни напряжения не совпадают, требуется байпасный трансформатор.

Для определенных типов нагрузки ИБП должен быть синхронизирован с питанием байпаса, чтобы обеспечить непрерывность питания нагрузки. Кроме того, когда ИБП находится в режиме байпаса, помехи на входе источника переменного тока могут передаваться непосредственно на нагрузку, поскольку инвертор больше не вмешивается. Другая линия байпаса, часто называемая байпасом для обслуживания, доступна для целей обслуживания. Закрывается ручным выключателем.

Что такое источник бесперебойного питания?

Источник бесперебойного питания (ИБП) — это устройство, которое позволяет компьютеру продолжать работу хотя бы в течение короткого времени при потере основного источника питания.Устройства ИБП также обеспечивают защиту от скачков напряжения.

ИБП содержит батарею, которая «срабатывает», когда устройство обнаруживает потерю мощности от основного источника. Если конечный пользователь работает на компьютере, когда ИБП уведомляет о потере питания, у него есть время, чтобы сохранить все данные, с которыми он работает, и выйти до того, как разрядится вторичный источник питания (батарея). Когда все электричество заканчивается, все данные в оперативной памяти (RAM) вашего компьютера стираются. Когда происходят скачки напряжения, ИБП перехватывает скачки напряжения, чтобы не повредить компьютер.

ИБП в дата-центре
Каждый ИБП преобразует входящий переменный ток в постоянный через выпрямитель и преобразует его обратно с помощью инвертора. Батареи или маховики накапливают энергию для использования в случае отказа электросети. Схема байпаса направляет мощность вокруг выпрямителя и инвертора, нагружая IT-нагрузку входящей мощностью от электросети или генератора.
Хотя системы ИБП обычно называют системами с двойным преобразованием, линейно-интерактивными и резервными, эти термины используются непоследовательно, и производители реализуют их по-разному: По крайней мере, одна система допускает любой из трех режимов.Международная электротехническая комиссия (МЭК) Интернат и приняла более технически описательную терминологию в стандарте IEC Std. 62040.
Типы ИБП и их основные характеристики
Независимые от напряжения и частоты (VFI): Системы ИБП, не зависящие от напряжения и частоты (VFI), называются системами с двойным или двойным преобразованием, поскольку входящий переменный ток выпрямляется в постоянный, чтобы поддерживать заряд аккумуляторов и приводить в действие инвертор. Инвертор воссоздает стабильную мощность переменного тока для работы ИТ-оборудования.
Рисунок 1.
При сбое питания батареи приводят в действие инвертор, который продолжает работать с IT-нагрузкой. Когда питание восстанавливается от электросети или от генератора, выпрямитель подает постоянный ток (DC) на инвертор и одновременно заряжает батареи. Инвертор работает постоянно. Вход электросети полностью изолирован от выхода, а байпас используется только для безопасности обслуживания или в случае внутреннего отказа электроники. Поскольку питание ИТ-оборудования не прерывается, вакуумный аварийный выключатель (VFI) обычно считается наиболее надежной формой ИБП.Большинство систем синхронизируют выходную частоту с входной, но в этом нет необходимости, поэтому она по-прежнему считается частотно-независимой.
Рисунок 2.
Каждое преобразование энергии приводит к потерям, поэтому потраченная впустую энергия исторически считалась ценой максимальной надежности.
Независимость от напряжения (VI): Независимость от напряжения (VI) или линейно-интерактивные ИБП имеют контролируемое выходное напряжение, но ту же выходную частоту, что и входную. Частотная независимость редко вызывает озабоченность в отношении энергетики в развитых странах.Электроэнергия подается непосредственно на выход и ИТ-оборудование, а выпрямитель поддерживает заряд аккумуляторов. Инвертор работает параллельно с выходом, компенсируя провалы напряжения и действуя как активный фильтр для скачков напряжения и гармоник. Потери выпрямителя и инвертора возникают только при колебаниях входящей мощности. Маховики и моторные / генераторные установки также квалифицируются как VI.
Рисунок 3.
При пропадании входящего питания или выходе напряжения за допустимый диапазон байпас быстро отключается от входа, и аккумулятор приводит в действие инвертор.Когда входная мощность восстанавливается, байпас повторно включает вход, повторно заряжает батареи и поддерживает постоянное выходное напряжение. Поставщики ИБП, использующие параллельные источники питания, не заявляют о потере надежности. Результат — около 98% энергоэффективности.
Рисунок 4.
Зависимый от напряжения и частоты (VFD): Зависимый от напряжения и частоты (VFD), или резервный ИБП, по своим функциям аналогичен VI и иногда ошибочно называется линейно-интерактивным. В обычных системах частотно-регулируемого привода инвертор выключен, поэтому для начала выработки мощности может потребоваться от 10 до 12 миллисекунд (мс).Эта поломка может привести к сбою серверов, в результате чего устаревшие ИБП с частотно-регулируемым приводом плохо подходят для центров обработки данных.
Рисунок 5.
В новых концепциях ЧРП инвертор вырабатывает мощность в течение 2 мс после активации. Байпас обычно задействован, как и в случае с VI, поэтому оборудование работает напрямую от электросети или генератора. Поскольку инвертор не работает до тех пор, пока не пропадет подача электроэнергии, нет контроля напряжения или потребляемой мощности, что обеспечивает КПД до 99%. Сбой питания или напряжение вне допустимого диапазона размыкает переключатель байпаса, отключая вход от выхода; инвертор начинает работать от батарей.Выпрямитель достаточно большой, чтобы поддерживать заряженные батареи.
Рисунок 6.
Преимущества и недостатки ИБП
Преимущества использования источников бесперебойного питания:
Нет задержки между переключением с основного источника питания на ИБП.
Может лучше поддерживать критически важные инструменты по сравнению с генераторами.
Потребители могут выбрать тип и размер ИБП в зависимости от количества энергии, которое им необходимо для подачи на устройство.
ИБП молчат.
Обслуживание систем ИБП дешевле по сравнению с генераторами.
К недостаткам использования источников бесперебойного питания относятся:
Невозможность запускать тяжелые приборы — потому что ИБП разряжены от батарей.
Если используются некачественные батареи, пользователи могут часто менять их.
ИБП
может потребоваться профессиональная установка.
ИБП VS. генераторы, сетевые фильтры, инверторы и АРН
В отличие от ИБП, генераторы не обеспечивают бесперебойную работу устройств после потери основного устройства.Однако генераторы обеспечивают питание в течение более длительного периода времени по сравнению с ИБП. Системы ИБП не обеспечивают питание так долго, потому что их питают батареи.
Устройства защиты от перенапряжения (ограничители) помогают предотвратить скачки напряжения и скачки высокого напряжения. Однако устройства защиты от перенапряжения не работают во время перебоев в подаче электроэнергии или в случаях отключения основного источника питания.
Силовые инверторы — это устройства, которые преобразуют постоянный ток в переменный. Силовые инверторы обычно подключаются к внешнему источнику постоянного тока и непрерывно преобразуют ток в переменный.В инверторах питания обычно используется одна или несколько батарей для хранения энергии. При использовании инверторов мощности происходит задержка передачи мощности от первичного источника питания к вторичному источнику питания при отключении основного питания.
Автоматические регуляторы напряжения (АРН) будут контролировать входное напряжение, чтобы минимизировать колебания напряжения. АРН обычно используются как в преобразователях мощности, так и в инверторах.
Четыре основные вещи, которые вам нужно знать
Многих из нас, имеющих дело с аварийным резервным питанием, часто просят управлять рядом сложных систем, требующих особого внимания к деталям, эффективности и качеству электроэнергии.С этим нужно много работать, и всегда полезно иметь некоторое руководство по основам этих систем. Вот обзор для понимания систем ИБП:
1.) Не все системы ИБП одинаковы.
Чтобы по-настоящему понять системы ИБП, важно ознакомиться с типами ИБП и принципами их работы.
Резервный ИБП
Это тип ИБП с нарушением / ремонтом. Эта система обычно состоит из батареи для обеспечения кратковременного источника электроэнергии, выпрямителя или зарядного устройства для поддержания напряжения батареи, инвертора для подачи питания на нагрузку во время нормальной работы и статического переключателя для автоматического переключения нагрузки между сетью и инвертор с минимальными помехами.Он также может иметь развязывающие трансформаторы на входе и выходе и фильтры для обеспечения соответствующей развязки и ослабления помех. Они также содержат цепи управления, датчики и мониторы. Эта система ИБП преобразует переменный ток в постоянный ток, совместимый с напряжением и характеристиками батареи.
ИБП с двойным преобразованием
Этот тип ИБП отличается от резервного или линейно интерактивного ИБП в нескольких областях. Во-первых, основной путь питания — это инвертор по сравнению с сетью переменного тока.В этой системе отказ входа переменного тока НЕ вызывает срабатывания безобрывного переключателя, потому что входной переменный ток является резервным источником. Этот тип системы работает путем преобразования мощности из переменного тока в постоянный, а затем обратно в переменный. Он защищает ваш объект на высшем уровне, поскольку изолирует ваше оборудование от первичной электросети. Поскольку устройство всегда в сети, оно обеспечивает питание с нулевым временем передачи на ваше оборудование, поэтому он идеально подходит для объектов с критически важным оборудованием или в местах с плохими условиями питания.Он также имеет внутренний статический байпас, так что в случае серьезного отказа вашего ИБП вы можете поддерживать критические нагрузки в сети во время ремонта или замены.
Линейно-интерактивный ИБП
Этот тип ИБП контролирует входящее напряжение от электросети и обеспечивает автоматическое регулирование напряжения при возникновении условий низкого или высокого напряжения. Линейно-интерактивный ИБП продлевает срок службы батареи, поскольку ему не нужно постоянно переключаться в режим работы от батареи в местах, подверженных отключениям в сети.Устройства Line-Interactive также обеспечивают защиту от скачков и скачков напряжения. Они также обеспечивают фильтрацию радиочастотных помех (RFI) и электромагнитных помех (EMI). Этот ИБП идеально подходит для приложений, в которых вы не защищаете критически важное оборудование, а электроснабжение от электросети достаточно чистое. Эти ИБП обычно недороги даже для небольшого офиса.
2) Общая стоимость жизненного цикла ИБП зависит от того, что вы покупаете, и от того, как используется ИБП.
На общую стоимость владения ИБП может влиять ряд факторов. На общий жизненный цикл могут влиять:
Энергетическая неэффективность — одна из самых больших контролируемых затрат на ИБП. Эффективность новой системы ИБП может варьироваться от 85% до 98% в реальном режиме онлайн. Однако системы ИБП, особенно при недостаточном использовании, могут потреблять огромное количество энергии, а в некоторых устаревших системах их эффективность составляет всего 40-50%. В QPS мы можем помочь вам оценить общую стоимость владения, включая стоимость потерянной энергии в течение срока службы вашей системы.
Пыль, мусор и влага снижают общую эффективность. Электрические сбои также могут вызвать проблемы, если их неправильно оценить.
Нерегулярное обслуживание или плохо спроектированные системы. Невыполнение планового профилактического обслуживания значительно сократит жизненный цикл вашего ИБП. Это также приводит к увеличению затрат из-за необходимости более частой замены деталей. Плохо спроектированные системы дают те же результаты.
Некоторые системы могут поставляться с гарантией 3 года, а не 1 год.Продление первоначальной гарантии часто помогает снизить общую стоимость владения.
3) Ваш ИБП защищает не только от потери мощности.
Вы также регулируете свою мощность и защищаете свое оборудование.
Почему так важна стабилизация мощности? Потому что аномалии питания от электросети могут снизить производительность! Преобразование мощности действует как буфер для помех и сглаживает возможные колебания мощности, прежде чем передавать их к вам.Важно отметить, что только настоящий онлайн-ИБП с двойным преобразованием защитит от всех девяти аномалий мощности.
Существует девять распространенных проблем с питанием, от которых защищает система регулирования мощности:
Сбой питания: Полная потеря электроснабжения.
Просадка мощности: Кратковременные проблемы с низким напряжением. Это похоже на сонливость после обеда.
Скачки или скачки напряжения: кратковременное высокое напряжение, превышающее 110% от нормального выходного напряжения.Это похоже на употребление кофеина в организме человека.
Пониженное напряжение (состояние пониженного напряжения): пониженное сетевое напряжение в течение длительного периода. Это может быть от нескольких минут до нескольких дней. Обычно это происходит в летние месяцы, когда кондиционеры создают нагрузку на электросеть.
Перенапряжение: Повышенное напряжение в сети в течение длительного периода от нескольких минут до нескольких дней.
Шум в электрической линии: Волна высокой частоты, вызванная радиочастотными или электромагнитными помехами.
Изменение частоты: потеря стабильности нормальной частоты источника питания от 50 до 60 Гц.
Switching Transient: мгновенное пониженное напряжение в диапазоне наносекунд.
Гармонические искажения: искажение нормальной волны мощности, обычно передаваемой неравными нагрузками.
4) Системы ИБП нуждаются в регулярном обслуживании в течение всего жизненного цикла!
Вам нужно обращать внимание как на жизненный цикл вашего оборудования, так и на его части. Вот общие жизненные циклы для:
Статические ИБП:
Средний срок службы трехфазных систем ИБП составляет примерно 15 лет.Многие системы нуждаются в полугодовом или ежегодном обслуживании. Обратите внимание, что заменяемые батареи для батарей VRLA, включенные в эту систему, имеют свой собственный срок службы и увеличивают общую стоимость обслуживания! Обычно в статической системе ИБП производится три регулярных замены батарей, которые выполняются в год 4, год 8 и год 12. Замена частей ИБП также может производиться из-за нагрузки на систему и ее надежности.
Система ИБП с маховиком:
Nasa G2 Маховик
Жизненный цикл систем этого типа обычно составляет около 20 лет.Техническое обслуживание системы этого типа обычно проводится ежегодно, IF система не содержит батарей. Если система ДЕЙСТВИТЕЛЬНО содержит батареи, вы должны учитывать жизненный цикл замены батареи как компонента этой системы. Подшипники в системе ИБП с маховиком также могут нуждаться в замене каждые 5-8 лет. Этот тип замены требует специального оборудования и длительного простоя для замены, что может быть очень дорогостоящим.
При принятии решения о системе ИБП необходимо многое учитывать с учетом четырех факторов, которые мы обсуждали, но понимание систем ИБП не обязательно должно быть наукой о ракетах.Наши специалисты в QPS могут помочь в понимании нюансов этих систем применительно к вашей среде.
Мы можем помочь, свяжитесь с нами сегодня!
Как работают источники бесперебойного питания? — TPC Training
Внезапный сбой питания и создание хаоса в любой коммерческой или деловой обстановке. Резервные генераторы могут восстановить хотя бы некоторую мощность важных систем, но для их запуска требуется время. В промежутке между отказом сети и восстановлением резервного питания компьютеры и другое оборудование останавливаются, что приводит к потере данных и сбоям в работе.Когда крупное оборудование внезапно отключается от электричества, это может привести к серьезным травмам и смертельному исходу.
Источники бесперебойного питания
устраняют разрыв между сбоем в электросети и резервным питанием, давая вам время для безопасного выключения оборудования в первые минуты отключения электроэнергии.
Как работают источники бесперебойного питания?
Источник бесперебойного питания, или ИБП, сохраняет энергию до тех пор, пока она не понадобится. В случае сбоя в электросети срабатывает ИБП, обеспечивая питание всего за пять миллисекунд.Мощность, обеспечиваемая ИБП, ограничена и обычно длится всего несколько минут. Несмотря на ограниченность источника питания, мощность ИБП предлагает окно возможностей для безопасного отключения оборудования.
Помимо предотвращения катастрофических потерь мощности, большинство источников бесперебойного питания также могут выдерживать скачки напряжения, скачки и провалы, а также разницу частот.
Типы ИБП
Ответ на вопрос о том, как работают источники бесперебойного питания, зависит от типа установленного ИБП.Источники бесперебойного питания могут быть достаточно маленькими, чтобы защитить один компьютер, или достаточно большими, чтобы обеспечить аварийное питание целых зданий или центров обработки данных в течение нескольких минут. Несмотря на широкий диапазон рабочих характеристик, источники бесперебойного питания обычно бывают трех разных типов:
— Онлайн-системы бесперебойного питания включают в себя постоянно заряжаемые батареи. Метод двойного преобразования позволяет батарее принимать переменный ток, пропуская его через батарею как постоянный ток перед подачей на защищаемое оборудование как постоянный ток.
— Линейно-интерактивный ИБП перенаправляет постоянный ток системы с зарядки аккумулятора на подачу тока при сбое питания.
— ИБП в режиме ожидания / автономного режима включается только в случае сбоя электросети. Менее дорогой, чем другие виды ИБП, автономный режим лучше всего использовать для небольших нагрузок ниже 1 кВА.
Для больших нагрузок можно использовать различные ИБП, известные как динамические источники бесперебойного питания. DUPS сохраняет энергию в маховике для использования в случае сбоя питания. DUPS иногда сочетаются с дизельными резервными генераторами, чтобы обеспечить непрерывную подачу электроэнергии.
ИБП не обеспечит бесперебойную работу вашего объекта во время длительного отключения электроэнергии, но дополнительные несколько минут подачи электроэнергии дают возможность защитить ваше оборудование, данные и персонал.
Определение ИБП | PCMag
( U без прерывания P подача питания S ) Устройство, обеспечивающее резервное питание от батареи при сбое или падении напряжения до недопустимого уровня. Небольшие системы ИБП обеспечивают питание в течение нескольких минут; достаточно для правильного отключения компьютера, в то время как в более крупных системах батареи хватает на несколько часов.В критически важных центрах обработки данных системы ИБП используются всего несколько минут, пока не вступят в строй электрические генераторы. Системы ИБП
можно настроить так, чтобы они предупреждали файловые серверы об отключении в установленном порядке, если произошел сбой и разрядились батареи.
Подавление перенапряжения и регулирование напряжения
Устройство защиты от перенапряжения отфильтровывает скачки и всплески, а регулятор напряжения поддерживает равномерное напряжение во время сбоя, но ИБП поддерживает работу компьютера при отсутствии электроэнергии.Системы ИБП обычно обеспечивают подавление скачков напряжения и могут обеспечивать регулировку напряжения. См. Подавление перенапряжения.
Резервный и линейный интерактивный
Резервный ИБП, также называемый «автономным ИБП», является наиболее распространенным типом ИБП, который можно найти в магазинах компьютеров или канцелярских товаров. Он потребляет ток от розетки переменного тока и переключается на аккумулятор в течение нескольких миллисекунд после обнаружения сбоя питания.
Линейно-интерактивный ИБП «взаимодействует» с линией питания переменного тока, чтобы сглаживать формы волны и корректировать рост и падение напряжения.
Онлайн-ИБП
Онлайн-ИБП — это самый современный и самый дорогой ИБП. Инвертор постоянно обеспечивает чистое питание от батареи, а компьютерное оборудование никогда не получает питание непосредственно от розетки переменного тока. Однако онлайн-блоки содержат охлаждающие вентиляторы, которые действительно шумят и могут потребовать некоторого планирования местоположения для домашнего пользователя или небольшого офиса.
Три типа ИБП
Все системы ИБП переключаются на аккумулятор при сбое питания.Разница в том, как они справляются с питанием в нормальных условиях. Резервные блоки обеспечивают ограниченное затухание, тогда как линейные интерактивные системы регулируют напряжение и сглаживают плохие гармоники. Онлайн-системы постоянно восстанавливают чистую энергию. (Диаграммы любезно предоставлены MGE UPS SYSTEMS.)
Размер имеет значение
Когда питание отключается, блок справа будет поддерживать работу большего количества оборудования в течение более длительного времени, чем блок слева, потому что батарея больше.Размер батареи является важным критерием при выборе систем ИБП.
Резервное копирование резервной копии
В массиве APC Symmetra Power Array все модули разделяют общую нагрузку; таким образом, любой блок может выйти из строя и быть заменен без ущерба для безопасности, которую ИБП должен был обеспечить в первую очередь. (Изображение любезно предоставлено American Power Conversion Corporation.)
Источник бесперебойного питания | ИБП
Источник бесперебойного питания (ИБП) определяется как часть электрического оборудования, которое может использоваться в качестве непосредственного источника питания для подключенной нагрузки в случае отказа основного источника входного питания.
В ИБП энергия обычно накапливается в маховиках, батареях или суперконденсаторах. По сравнению с другими системами непосредственного электроснабжения, ИБП обладают преимуществом немедленной защиты от перебоев в подаче питания. Он имеет очень короткое время работы от батареи; однако этого времени достаточно, чтобы безопасно выключить подключенное оборудование (компьютеры, телекоммуникационное оборудование и т. д.) или включить резервный источник питания.
ИБП можно использовать в качестве защитного устройства для некоторого оборудования, которое может вызвать серьезные повреждения или потери в результате внезапного отключения электроэнергии.Источник бесперебойного питания, резервный аккумулятор и резервный маховик — другие названия, часто используемые для ИБП. Доступные размеры ИБП варьируются от 200 ВА, которые используются для одиночного компьютера, до нескольких больших блоков до 46 МВА.
Основные функции ИБП
При выходе из строя основного источника питания ИБП подает питание на короткое время. Это основная роль ИБП. В дополнение к этому, он также может в различной степени исправить некоторые общие проблемы с питанием, связанные с коммунальными услугами.Проблемы, которые можно исправить, включают скачок напряжения (устойчивое перенапряжение), шум, быстрое снижение входного напряжения, гармонические искажения и нестабильность частоты в сети.
Типы ИБП
Обычно системы ИБП подразделяются на ИБП, работающие в режиме онлайн, ИБП в автономном режиме и интерактивные ИБП. Другие конструкции включают в себя гибридный режим ожидания онлайн, резервный ферро-преобразователь, преобразование дельты в режиме онлайн.
Автономный ИБП
Этот ИБП также называют системой резервного ИБП, которая может предоставлять только самые основные функции.Здесь первичным источником является фильтрованная сеть переменного тока (показана сплошной линией на рисунке 1). Когда происходит сбой питания, автоматический переключатель выбирает резервный источник (показан пунктирной линией на рисунке 1). Таким образом, мы можем ясно видеть, что резервная система начнет работать только в случае сбоя в электросети. В этой системе переменное напряжение сначала выпрямляется и сохраняется в аккумуляторной батарее, подключенной к выпрямителю.
Когда происходит сбой питания, это постоянное напряжение преобразуется в переменное с помощью инвертора мощности и передается на подключенную к нему нагрузку.Это наименее дорогая система ИБП, которая обеспечивает защиту от перенапряжения в дополнение к резервному копированию. Время переключения может составлять около 25 миллисекунд, что может быть связано со временем, затраченным системой ИБП на обнаружение пропавшего напряжения электросети. Блок-схема показана ниже.
Он-лайн ИБП
В этом ИБП типа используется метод двойного преобразования. Здесь сначала входной переменный ток преобразуется в постоянный ток посредством процесса выпрямления для сохранения его в аккумуляторной батарее.Этот постоянный ток преобразуется в переменный ток в процессе инверсии и подается на нагрузку или оборудование, к которому он подключен (рисунок 2). Этот тип ИБП используется там, где требуется электрическая изоляция. Эта система немного дороже из-за конструкции постоянно работающих преобразователей и систем охлаждения. Здесь выпрямитель, на который подается нормальный переменный ток, напрямую управляет инвертором. Следовательно, он также известен как ИБП с двойным преобразованием. Блок-схема показана ниже.

Когда происходит сбой питания, выпрямитель не играет роли в цепи, и постоянная мощность, накопленная в батареях, которые подключены к инвертору, передается на нагрузку с помощью передаточного переключателя.После восстановления питания выпрямитель начинает заряжать батареи. Чтобы предотвратить перегрев аккумуляторов из-за выпрямителя высокой мощности, ток зарядки ограничен. Во время сбоя основного питания эта система ИБП работает с нулевым временем переключения. Причина в том, что резервный источник действует как основной, а не как основной вход переменного тока. Но наличие пускового тока и большого тока шага нагрузки может привести к тому, что время переключения в этой системе составит около 4-6 миллисекунд.

ИБП: принципы работы и виды — VINUR

Принцип работы ИБП с двойным преобразованием или как работает UPS Online

Линейно-интерактивный ИБП: принцип работы Line-Interactive UPS

Как работает резервный ИБП: принцип работы UPS Off Line

Рекомендации по выбору

Введение в источники бесперебойного питания

Принцип работы ИБП

Принцип работы

Источники бесперебойного питания с двойным преобразованием энергии

Преимущества ИБП с двойным преобразованием энергии

Недостатки

Источники бесперебойного питания с переключением

Преимущества ИБП с переключением

Недостатки

Источники бесперебойного питания, синхронизированные с сетью

Преимущества ИБП, синхронизированного с сетью

Недостатки

Как выбрать

ИБП неисправности типовые

Статья про ИБП (UPS) с двойным преобразованием

Как работают бесперебойники с двойным преобразованием?

Полезная особенность онлайн-ИБП

Где нужен онлайн-ИБП?

Как работает ибп для компьютера

Резервные ИБП

Линейно-интерактивные ИБП

Онлайн ИБП

Написать письмо

Резервные ИБП

Линейно-интерактивные ИБП

Онлайн ИБП

Написать письмо

Применение ИБП в быту

ИБП для домашнего компьютера

Какой ИБП выбрать для компьютера

Как подобрать ИБП для компьютера по мощности

Подключение источника бесперебойного питания для компьютера

Типы систем бесперебойного питания. Схемы и применение ИБП

1. Оффлайн ИБП

2. Линейно-интерактивные ИБП

3. С двойным преобразованием или онлайн ИБП

Как работает источник бесперебойного питания (ИБП)?

Топологии ИБП

Формы выходных сигналов ИБП

Где можно узнать больше?

Как работают системы ИБП (источников бесперебойного питания) ~ Изучение электротехники

Что такое источник бесперебойного питания?

Четыре основные вещи, которые вам нужно знать

Чтобы по-настоящему понять системы ИБП, важно ознакомиться с типами ИБП и принципами их работы.

Резервный ИБП

Вам нужно обращать внимание как на жизненный цикл вашего оборудования, так и на его части. Вот общие жизненные циклы для:

Мы можем помочь, свяжитесь с нами сегодня!

Как работают источники бесперебойного питания? — TPC Training

Определение ИБП | PCMag

Источник бесперебойного питания | ИБП

Основные функции ИБП

Типы ИБП

Автономный ИБП

Он-лайн ИБП

Похожие записи

Как работает плазменный резак: принцип работы плазменной резки

Как работает чпу станок: Основные принципы работы фрезерного станка с ЧПУ

Как работает сварочный аппарат инверторный: Принцип работы сварочного инвертора: устройство и характеристики

Автор alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ