Kaip yra išdėstyti ir veikia nepertraukiamo maitinimo šaltiniai (UPS)?

Elektros kokybės reikalavimus teisiškai nustato valstybiniai standartai ir gana griežti standartai. Elektros tiekimo organizacijos deda daug pastangų, kad jų būtų laikomasi, tačiau jos ne visada įgyvendinamos.

Mūsų butuose ir gamyboje periodiškai atsiranda:

• visiškai neterminuotai išjungti elektrą;

• aperiodiniai trumpalaikiai (10 ÷ 100 ms) aukštos įtampos (iki 6 kV) įtampos impulsai;

• įvairaus ilgio bangos ir įtampos kritimai;

• aukšto dažnio triukšmo perdangos;

• dažnio išvykimai.

Visi šie nesklandumai neigiamai veikia buitinių ir biuro elektros energijos vartotojų darbą. Maitinimo kokybei ypač didelę įtaką daro mikroprocesoriai ir kompiuteriniai įrenginiai, kurie ne tik sugenda, bet ir gali visiškai prarasti savo veikimą.

Nepertraukiamo maitinimo šaltinių paskirtis ir tipai

Siekiant sumažinti elektros energijos tiekimo tinklo gedimų riziką, naudojami nereikalingi įtaisai, kurie paprastai vadinami nepertraukiamo maitinimo šaltiniai (UPS) arba UPS (suformuoti iš angliškos frazės „Nepertraukiamo maitinimo šaltinis“ santrumpos).

Jie gaminami su skirtingais dizainais, siekiant išspręsti konkrečias vartotojų problemas. Pavyzdžiui, galingi UPS su helio akumuliatoriais gali palaikyti viso namelio maitinimą kelioms valandoms.

Jų baterijos įkraunamos iš elektros linijos, vėjo generatoriaus, saulės baterijos ar kitus energijos nešiklius per keitiklio lygintuvo įtaisą. Jie maitina kotedžo elektros vartotojus.

Išjungus išorinį šaltinį, akumuliatoriai išsikrauna į krūvį, prijungtą prie jų tinklo. Kuo didesnė akumuliatoriaus talpa ir kuo mažesnė jų iškrovos srovė, tuo ilgiau jie dirba.

Vidutinės galios nepertraukiamo maitinimo šaltiniai gali būti rezervuoti elektrinių katilų maitinimas, vidaus klimato kontrolės sistemos ir panaši įranga.

Tuo pačiu metu paprasčiausi UPS modeliai gali baigti tik kompiuterio avarinio išjungimo programą. Be to, viso jų darbo procesas neviršys 9-15 minučių.

Nepertraukiamo kompiuterio maitinimo šaltiniai yra šie:

1. įmontuotas į prietaiso korpusą;

2. išorinis.

Pirmieji dizainai yra įprasti nešiojamuosiuose kompiuteriuose, nešiojamuosiuose kompiuteriuose, planšetiniuose kompiuteriuose ir panašiuose mobiliuosiuose įrenginiuose, kuriuos maitina įmontuota baterija, turinti maitinimo ir apkrovos perjungimo grandinę.

Nešiojamojo kompiuterio baterija su integruotu valdikliu yra nepertraukiamas maitinimo šaltinis. Jos grandinė automatiniu režimu apsaugo operacinę įrangą nuo elektros energijos tiekimo nutraukimo.

Išoriniai UPS dizainaiskirtos normaliam programų įgyvendinimui stacionariame kompiuteryje, yra pagamintos atskirame įrenginyje.

Jie per maitinimo adapterį yra prijungti prie elektros lizdo. Iš jų maitinamas tik įrenginiai, atsakingi už programų veikimą:

• sistemos blokas su prijungta klaviatūra;

• monitorius, rodantis vykstančius procesus.

Kiti periferiniai įrenginiai: skaitytuvai, spausdintuvai, garsiakalbiai ir kita UPS įranga negauna maitinimo. Priešingu atveju, skubiai nutraukę programas, jie perims dalį akumuliatoriuose sukauptos energijos.

UPS darbo eigos projektavimo parinktys

Kompiuteriniai ir pramoniniai UPS gaminami trimis būdais:

1. atsarginės atsarginės kopijos;

2. interaktyvi schema;

3. dviguba elektros energijos konversija.

Taikant pirmąjį metodą atsarginė grandinė, žymimas angliškais terminais „Standby“ arba „Off-Line“, įtampa tiekiama iš tinklo į kompiuterį per UPS, kurioje įmontuoti filtrai pašalina elektromagnetinius trukdžius. Nustatykite čia baterija, kurio talpą palaiko valdiklio reguliuojama įkrovos srovė.

Kai išorinis maitinimo šaltinis išnyksta arba viršija nustatytus standartus, valdiklis nukreipia akumuliatoriaus energiją energijos vartotojams. DC konvertuoti į kintamąjį yra prijungtas paprastas keitiklis.

UPS budėjimo pranašumai

Nepertraukiamo maitinimo šaltiniai „Off-Line“ grandinėje pasižymi dideliu efektyvumu, kai į juos įdedama įtampa, jie veikia tyliai, gamina mažai šilumos ir yra palyginti pigūs.

Trūkumai

UPS budėjimo režimas išsiskiria:

• ilgas perėjimas prie akumuliatoriaus energijos 4–13 ms;

• iškreipta išėjimo signalo forma, kurią inverteris skleidžia meandriu, o ne harmonine sinusine banga;

• trūksta įtampos ir dažnio reguliavimo.

Tokie įrenginiai dažniausiai pasitaiko asmeniniuose kompiuteriuose.

UPS interaktyvi grandinė

Jie žymimi anglišku terminu „Line-Interactive“. Jie atliekami pagal ankstesnę, bet sudėtingesnę schemą dėl įtampos stabilizatoriaus įtraukimo naudojant autotransformatorių su pakopų reguliavimu.

Tai leidžia sureguliuoti išėjimo įtampą, tačiau jie nesugeba valdyti signalo dažnio.

Triukšmo filtravimas įprastu režimu ir perjungimas į keitiklio galią avarijos atveju vyksta pagal UPS budėjimo režimo algoritmus.

Pridėję įvairių modelių įtampos stabilizatorių su valdymo metodais, jie leido sukurti keitiklius, turinčius ne tik meandro, bet ir sinusoidų bangos formą. Tačiau nedaug valdymo etapų, pagrįstų relės perjungimu, neleidžia realizuoti visų stabilizavimo funkcijų.

Tai ypač pasakytina apie pigius modelius, kurie, perjungdami į akumuliatoriaus energiją, ne tik pervertina dažnį virš nominaliojo, bet ir iškraipo sinusinės bangos formą. Trikdžius daro įmontuotas transformatorius, kurio branduolyje vyksta histerezės procesai.

Brangiuose modeliuose keitikliai veikia puslaidininkių jungikliais. „UPS Line-Interactive“ yra našesni, kai pereina prie akumuliatoriaus energijos nei „Off-Line“ UPS. Tai užtikrina sinchronizacijos algoritmų tarp įeinančios įtampos ir generuojamų signalų veikimas. Tačiau tuo pat metu šiek tiek neįvertinamas efektyvumas.

„Interaktyvus linijinis UPS“ negali būti naudojamas indukciniams varikliams, kurie masiškai montuojami visuose buitiniuose prietaisuose, įskaitant šildymo sistemas, maitinti. Jie naudojami prietaisams valdyti su impulsų blokaikur galia filtruojama ir ištaisoma tuo pačiu metu: kompiuteriai ir plataus vartojimo elektronika.

Dvigubos konversijos UPS

Ši UPS grandinė vadinama angliška fraze „On-line“ ir veikia su įranga, kuriai reikalinga aukštos kokybės energija. Tai sukuria dvigubą elektros energijos konvertavimą, kai kintamos srovės sinusoidines harmonikas pastoviai konvertuoja į nuolatinę vertę, perduodamą per keitiklį, kad išvestyje būtų sukurtas pakartotinis sinusoidas.

Čia akumuliatorius yra nuolat prijungtas prie grandinės, o tai pašalina poreikį ją perjungti. Šis metodas praktiškai pašalina nepertraukiamo maitinimo šaltinio paruošimo perjungimui laikotarpį.

On-line UPS veikimą pagal akumuliatoriaus būseną galima suskirstyti į tris etapus:

1. krūvio stadija;

2. laukimo būsena;

3. iškrova į kompiuterį.

Įkrovimo laikotarpis

Sinuso bangos įėjimo ir išėjimo grandinės nutrūksta vidiniu UPS jungikliu.

Akumuliatorius, prijungtas prie lygintuvo, gauna įkrovimo energiją, kol bus atkurta optimali vertė.

Parengties laikotarpis

Pasibaigus akumuliatoriaus įkrovimui, nepertraukiamo maitinimo šaltinio automatizavimas uždaro vidinį jungiklį.

Baterija palaiko budėjimo būseną buferio režime.

Iškrovimo laikotarpis

Baterija automatiškai perduodama į kompiuterio stotį.

Nepertraukiamo maitinimo šaltiniai, veikiantys dvigubos elektros energijos konvertavimo būdu, dėl energijos ir šilumos suvartojimo sunaudoja mažesnį energijos tiekimo efektyvumą, nei kiti modeliai. Tačiau sudėtingose ​​konstrukcijose efektyvumui padidinti naudojami metodai.

UPS On-line gali ištaisyti ne tik įtampos dydį, bet ir jos virpesių dažnį. Tai leidžia juos palyginti su ankstesniais modeliais ir leidžia naudoti įvairius sudėtingus įtaisus su indukciniais varikliais. Tačiau tokių prietaisų kaina yra daug didesnė nei ankstesnių modelių.

UPS sudėtis

Nepertraukiamo maitinimo komplektą, priklausomai nuo darbinės grandinės tipo, sudaro:

• baterijos energijos kaupimui;

• įkroviklis, užtikrinant akumuliatoriaus veikimo palaikymą;

• keitiklis sinusinei bangai formuoti,

• proceso valdymo schema;

• programinė įranga.

Nuotolinei prieigai prie įrenginio gali būti naudojamas vietinis tinklas, dėl kurio pertekliaus galite padidinti grandinės patikimumą.

Kai kuriuose nepertraukiamo maitinimo šaltiniuose naudojamas apėjimo režimas, kai apkrova tiekiama filtruojama tinklo įtampa, neveikiant pagrindinei prietaiso grandinei.

Dalyje UPS yra laipsniškas įtampos reguliatorius „Booster“, valdomas automatikos.

Atsižvelgiant į poreikį atlikti sudėtingus techninius sprendimus, nepertraukiamuose maitinimo šaltiniuose gali būti įrengtos papildomos specialios funkcijos.

Taip pat skaitykite šia tema:Kaip pasirinkti katilo UPS