Avbruddsfri strømforsyning: formål og typer. Dobbel konverteringsordning. Hvor lenge varer UPS-batterier?

Avbruddsfri strømforsyning, UPS, UPS- så snart denne enkle enheten ikke kalles, i stand til å gi uavbrutt energiforsyning på steder av særlig betydning. Slike anlegg inkluderer først og fremst atomkraftverk, oljeproduksjon, oljeraffineringskomplekser og sosiale infrastrukturanlegg.

Like viktig er uavbrutt strømforsyning og hjemme: effektiv drift av lokale datanettverk og personlige datamaskiner er direkte avhengig av elektrisitet. Ved strømbrudd eller når den er helt slått av, vil den tillate datamaskinen å fungere i flere titalls minutter, noe som er nok til å lagre nødvendig data og trygt slå av datamaskinen.

Det er klart at UPS priser for én datamaskin og UPS priser for stor produksjon vil være forskjellig fra hverandre. Derfor velger UPS/UPS, må du vite om visse typer slike enheter.

Klassifisering og typer UPS

Basert på ulike parametere, UPS vanligvis delt inn i flere typer. Hvis kraft brukes som bestemmende faktor UPS, da skiller seg ut blant dem enheter med høy, middels og lav effekt. En eller annen effektklasse brukes til ulike formål, og det er klart at å bruke en effekt på flere hundre watt ikke vil være helt hensiktsmessig for en enkelt datamaskin hjemme.

En annen klassifiseringsparameter som definerer typer UPS, anses det å være prinsippet for drift av de avbruddsfrie strømforsyningssystemene selv. Av denne grunn, kategoriene UPS som online (on-line), offline (off-line) og lineært-interaktivt (line-interactive).

Frakoblet uavbrutt strømkilde under normal drift gir tilkobling til hovedforsyningsnettet. I nødmodus byttes strømmen til reservekilder, i dette tilfellet batterier. Hovedfordel UPS offline type forblir sin enkelhet av utførelse og upretensiøsitet i arbeidet.

Line Interactive UPS i tillegg til bryterenheten, har de en inngangsspenningsstabilisator. Det er uavbrutt strømkilde av denne typen gir ikke bare autonom strømforsyning enheter under et strømbrudd, men beskytter også mot underspenning eller overspenning uten generell bytte til nødmodus.

på nett uavbrutt strømkilde bygget på prinsippet om dobbel spenningskonvertering. Vekselspenningen som tilføres ved inngangen omdannes til en konstant ved hjelp av en likeretter, og blir så igjen vekselvis ved hjelp av en omformer. Alt dette bidrar til å etablere et stabilt nivå av utgangsspenning, og demper også forstyrrelsen av hovedstrømforsyningen.

Hovedformålet med en avbruddsfri strømforsyning (UPS) er å midlertidig gi strøm til utstyr under strømbrudd. Tilkobling av datamaskiner via UPS er akseptert overalt. Riktignok er dette for mange brukere en slags "regel for god oppførsel", og den praktiske betydningen av dette ritualet unngår dem. "Vel, en UPS beskytter datamaskinen din mot strømstøt ...." La oss prøve å finne ut: hva, fra hva og hvordan beskytter en avbruddsfri strømforsyning?

I henhold til den interne strukturen og driftslogikken er alle UPS-er delt inn i tre klasser: passiv, linjeinteraktiv og dobbelkonverterings-UPS. De takler følgelig ulykker i kraftnettet i ulik grad og tilhører ulike prisklasser.

Passiv(stand-by, VFD, back-UPS, redundant) kilder er de enkleste og billigste. I dem er batteristrømkretsen vanligvis slått av, og starter bare når nettspenningen svikter. Omkoblingstiden fra nettdrift til batteridrift er tideler av et sekund, og utgangssignalet ved batteridrift er merkbart forskjellig fra "riktig" sinusbølge. Som regel er et enkelt støyfilter og en hurtigvirkende sikring installert ved inngangen til slike UPS-er. Den første jevner delvis ut impulsstøy, og den andre skal fungere med en betydelig økning i spenningen i strømnettet. Passive UPS-er er designet for å drive hjemme- og kontor-PCer. En liten "dip" i utgangsspenningen ved bytte til batteriet er ikke forferdelig for datamaskinens strømforsyninger.

Line Interactive(line-interactive, VI, Smart-UPS) UPS-er utmerker seg ved at de alltid har en batteristrømkrets på. Når spenningen ved inngangen til "avbruddsfri strømforsyning" forsvinner, bytter utgangskontaktene nesten umiddelbart til den interne omformeren - denne overgangen er nesten umerkelig for drevne enheter. I tillegg er mange linjeinteraktive UPS-er i stand til automatisk å opprettholde en utgangsspenning på 220 V. Dette gjøres på to måter.

Mens nettspenningen er i området fra 175 til 275 V, aktiveres AVR-mekanismen (Automatic Voltage Regulation, automatisk spenningsregulator). Hvis inngangsspenningen avviker med 10 til 25 % under den nominelle verdien, øker UPS-en utgangsspenningen med 15 %. Når inngangsspenningen avviker med 10 % til 25 % over den nominelle verdien, reduserer UPS-en spenningen med 15 %. Hvis nettspenningen er utenfor grensene, bytter den linjeinteraktive UPSen til batteristrøm. I denne modusen fortsetter den å fungere til enten nettspenningen går tilbake til normalen eller batteriet er utladet. Slike UPS-er bør imidlertid ikke betraktes som spenningsstabilisatorer. Modusen for "stabilisering" er tvunget og kortsiktig!

I dobbel konvertering UPS(dobbel konvertering, VFI, Online-UPS) utgangsspenningen leveres alltid fra omformeren, omformeren går konstant fra batteriet, og batteriet lades kontinuerlig fra strømnettet. Faktisk er inngangen og utgangen til UPS-en galvanisk isolert fra hverandre, og en stabilisert spenning tilføres utgangen. Dette er den mest pålitelige, men samtidig uøkonomiske ordningen. Selve UPS-en viser seg å være dyr, stor og tung, omformeren blir veldig varm og krever viftekjøling, og energitapet under ombyggingen utgjør titalls prosent.

Dobbeltkonvertering UPS brukes kun til å drive servere og datamaskiner i kritiske tilfeller. Slike modeller kommer sjelden i salg - de leveres vanligvis på bestilling. Mest sannsynlig, for å drive arbeidsdatamaskiner, vil du kjøpe passive, maksimale, linjeinteraktive UPS-er.

Strømmen til avbruddsfri strømforsyning er vanligvis angitt i volt-ampere (VA, VA). For å konvertere disse verdiene til mer kjente watt (W), må du multiplisere effekten i volt-ampere med en faktor på 0,6. For eksempel vil en UPS med en effekt på 600 VA gi strøm til apparater med et maksimalt forbruk på 360 watt. Hvis du gir en stor belastning, vil gjeldende beskyttelse fungere, og den "avbruddsfrie" slås av. I praksis er det ønskelig å gi ca 30 % effektmargin. Dermed er de vanligste 600 eller 650 VA UPS-ene egnet for å drive en datamaskin med et reelt forbruk på 200-250 watt og en skjerm som trekker ca. 30-60 watt mer.

Hvis arrangementet av datamaskiner i rommet tillater det, er det mer lønnsomt å bruke en kraftig UPS i stedet for flere små. For to kontordatamaskiner trenger du en avbruddsfri strømforsyning med en kapasitet på ca. 1000 VA. For å drive tre datamaskiner som står side om side, er én kilde med en kapasitet på ca. 1400 VA nok.

Så hva beskytter UPS-en mot?

Filtrene i strømforsyningen til datamaskinen og skjermen gjør også en god jobb med å begrense impulsstøy fra nettverket. Imidlertid er to filtre bedre enn ett! Overspenningsvern er også viktig. Hvis for eksempel den nøytrale ledningen i skjermen brenner ut, kan det oppstå en spenning på nesten 380 V i stikkontakten. I dette tilfellet brenner vanligvis varistorer og sikringer ut i strømforsyningene til datamaskiner og skjermer. Reparasjon billig, men tar tid. I teorien skal UPS-en reagere på en strømstøt før sikringene i utstyret som er koblet til den brenner ut.

Databeskyttelse kommer imidlertid først. Hvis strømmen til datamaskinen slås av i en nødssituasjon, går all ulagret informasjon tapt. UPS-en lar deg enten lagre åpne dokumenter og slå den elegant av, eller sette datamaskinen i hvilemodus. Det er enklest å lagre dokumenter manuelt. Ved å bytte til batteristrøm begynner UPS-en å pipe høyt. Når du hører en slik advarsel - sjekk om alt er lagret. Deretter kan du se på situasjonen: enten slå av datamaskinen, eller sett den i hvilemodus.

For å aktivere automatisering er det nødvendig å koble kontrollporten (USB eller RS-232, avhengig av modell) av den avbruddsfrie strømforsyningen til datamaskinen med en signalkabel og installere nødvendig programvare på datamaskinen. Dessverre er mange brukere ikke engang klar over denne muligheten! UPS-en styres av en innebygd mikrokontroller. Fastvaren (fastvaren) overvåker konstant spenninger og strømmer i eksterne kretser, når den er slått på og periodisk under drift, utfører den elektronikk og batteritesting. Den sender også ut til kontrollporten informasjon om gjeldende driftsmodus, statusen til UPS-komponentene. Gjennom kabelen sendes disse dataene til datamaskinen, hvor de behandles av overvåkingsprogrammet.

For å jobbe med UPS, anbefales det å bruke programmet som tilbys av produsenten. For eksempel, for APC (www.apc.com) er dette Power-Chute-programmet, for Ippon (www.ippon.ru) - WinPower2009 og Ippon Monitor osv. Programmet kan installeres fra disken som følger med settet , men det er bedre å laste ned den nyeste versjonen fra produsentens nettsted.

I applikasjonsinnstillingene må du angi alternativene for automatisk avslutning. Som regel er det to alternativer å velge mellom: enten slå av datamaskinen etter en viss tid etter bytte til reservestrøm, eller gjør det en stund før forventet fullstendig utlading av batteriene.

Hvor lenge kan en "bespereboynik" være i stand til å jobbe på batteri?

Det avhenger av batterikapasitet og strømforbruk. De fleste populære modellene har ett batteri med en spenning på 12 V og en kapasitet på 7 Ah. Teoretisk sett har en UPS med et slikt batteri en energireserve på rundt 80 wattimer. Enkelt sagt skal den drive en belastning med en effekt på 80 W i ca. 1 time, 160 W i ca. en halv time, 300 W i ca. 15 minutter, osv. I virkeligheten er denne tiden, tatt i betraktning av konverteringstap, omtrent halvparten at.

I kilder med en effekt på mer enn 800 VA er det vanligvis installert to av de samme batteriene eller ett, men med større kapasitet. Tabeller eller kalkulatorer for å bestemme batterilevetiden under ulik belastning for ulike modeller finnes på produsentenes nettsider. Imidlertid kan det antas at en hvilken som helst modell vil være i stand til å drive belastningen av sin merkeeffekt i omtrent 5-15 minutter. Hvis du trenger å gi en tilstrekkelig lang batterilevetid for datamaskinen din, er det bedre å ta en høykapasitets UPS med rikelige batterier. Den fungerer bare med en tredjedel eller en fjerdedel av merkeeffekten. Men en slik belastning, lav for seg selv, vil han kunne levere energi i en halv time eller lenger.

Avbruddsfri strøm er også nyttig for nettverksutstyr (svitsjer, rutere, NAS). Ellers, når strømmen er slått av, vil nettverket umiddelbart "falle", og dokumenter åpnet fra nettverksmapper kan ikke lagres. Du kan slå på bryteren fra UPS-en til arbeidsplassen nærmest den, selv om det er mer riktig å installere en egen "avbruddsfri strømforsyning" med lav strøm for dette.

Batterilevetiden er begrenset. Ettersom den fungerer, reduseres kapasiteten jevnt og trutt, og etter 3-5 års drift faller den til nesten null. Selv før indikatoren på UPS-en signaliserer behovet for å bytte batteri, blir det merkbart at batteriet ikke lenger "holder en ladning". Hver gang blir batterilevetiden redusert. I prinsippet er et par minutter nok til å lagre dokumenter og slå av datamaskinen på riktig måte. Når UPS-en begynner å slå seg av enda tidligere, er det definitivt på tide å bytte batteri.

Det er enkelt å bytte batteri. I populære UPS-er fra APC-merket og noen andre er batteriet plassert under en avtagbar luke eller deksel. For å komme til batteriet i Ippon, SVEN og lignende UPS-er må du skru ut de fire skruene på bunnen og skille kassehalvdelene. I instruksjonene og på den offisielle nettsiden vil du neppe finne en beskrivelse av selvdemontering og utskifting: i likhet med skriverprodusenter mottar UPS-produsenter en betydelig andel av inntektene sine fra salg av "originale" batterier med installasjon i autorisert service sentre.

Likevel selger nesten alle databutikker forseglede blybatterier i de vanligste størrelsene. Merket og produsenten spiller ingen rolle: dette er ganske standardprodukter. Først åpner du "uninterruptible" og finn ut hvilket batteri som er installert i den. For de fleste "kontorklasse" UPS (500-700 VA) er batterier merket 12V 7Ah med dimensjoner 151 × 94 × 65 mm egnet. Når du installerer et nytt batteri, prøv å sette polene tett på kontaktbladene til batteriet. Hvis terminalene er løse, kan de strammes forsiktig med en tang.

Etter at du har installert batteriet, anbefales det å kalibrere UPS-en slik at fastvaren evaluerer og husker parametrene til det nye batteriet. Lad batteriet helt i løpet av en dag. Trekk deretter støpselet ut av stikkontakten slik at UPS-en går over til autonom strøm. La batteriet lades helt ut til den avbruddsfrie bryteren slår seg av. Det er bedre å ikke bruke en datamaskin som belastning (selv om dette i ekstreme tilfeller er tillatt), men flere lyspærer med en total effekt på omtrent 300 watt. Koble deretter til strømnettet igjen og slå på UPS-en - la batteriet lades og enheten vil fortsette å fungere normalt. I tillegg til å kalibrere enheten som helhet, er denne prosedyren også en "opplæring" av batteriet. Etter en full syklus med "utladning - ladning" begynner batteriet å bruke kapasiteten maksimalt.

Hvorfor har mange UPS-er telefon (RJ-11) og nettverk (RJ-45) stikkontakter?

Per definisjon trenger ikke "avbruddsfri" telefon eller lokalt nettverk. Det er bare det at som en «bonus» i samme tilfelle med enheten er det gjennomgangsfiltre for impulsstøy for telefonlinjen og nettverket. Koble den ene kontakten til en telefonkontakt på veggen, og koble telefonen til den andre. Hvis det oppstår høyspentforstyrrelser på telefonlinjen, for eksempel under et tordenvær, vil filteret jevne ut spenningsstøtet og beskytte telefonen.

Før du kjøper en ny UPS, bør du gjøre deg kjent med noen av de "interne" aspektene ved driften. Og for at den avbruddsfrie strømforsyningen skal tjene deg så lenge som mulig og få mest mulig ut av investeringen din, prøv å følge tipsene nedenfor.

Hvilke batterier brukes i UPS-en

Alle UPS-er produsert av APC (og andre kjente store UPS-produsenter) bruker bly-syrebatterier, veldig lik de fleste vanlige bilbatterier. Forskjellen ligger i det faktum at hvis vi gjør en slik sammenligning, er batteriene som brukes av APC laget ved hjelp av samme teknologi som de dyreste bilbatteriene som er tilgjengelige i dag: elektrolytten inne i en gel-lignende tilstand og ikke søl hvis saken er skadet; batteriet er forseglet, så det krever ikke vedlikehold, avgir ikke skadelige og eksplosive gasser (hydrogen) under drift, det kan "snus" som du vil, uten frykt for å søle elektrolytten.

Hvor lenge varer UPS-batterier?

Selv om forskjellige UPS-er bruker det som ser ut til å være den samme batteriteknologien, varierer UPS-batterilevetiden mye mellom produsenter. Dette er svært viktig for brukere siden batteribytte er dyrt (opptil 30 % av den opprinnelige kostnaden for UPS). Batterifeil reduserer systemets effektivitet og er en kilde til nedetid og unødvendig hodepine. Temperaturen har en betydelig effekt på batteriets pålitelighet. Faktum er at de naturlige prosessene som forårsaker batterialdring i stor grad er avhengig av temperatur. Detaljerte testdata levert av batteriprodusenter viser at batterilevetiden reduseres med 10 % for hver 10 °C temperaturøkning. Dette betyr at UPS-en bør utformes for å minimere batterioppvarming. Alle online UPS-er og online-hybrider går varmere enn redundante eller linjeinteraktive UPS-er (det er derfor viften trengs først). Dette er hovedårsaken til at standby- og linjeinteraktive UPS-er krever mindre batteribytte enn online UPS-er.

Bør jeg være oppmerksom på utformingen av laderen når jeg velger en UPS?

Laderen er en viktig komponent i UPS-en. Ladeforholdene til batteriene har en betydelig innvirkning på deres holdbarhet. UPS-batteriets levetid maksimeres når den lades kontinuerlig av en lader med konstant spenning eller flytende type. Faktisk er levetiden til et oppladbart batteri mye lengre enn for enkel lagring. Dette er fordi noen av de naturlige aldringsprosessene stanses ved konstant opplading. Derfor er det nødvendig å lade opp batteriet selv om UPS-en er slått av. I mange tilfeller slås UPS-en av regelmessig (hvis den beskyttede lasten er av, er det ikke nødvendig å holde UPS-en på, da den kan snuble og forårsake uønsket batterislitasje). Mange UPS-er på markedet har ikke den viktige funksjonen kontinuerlig opplading.

Påvirker spenning påliteligheten?

Batterier består av individuelle celler, omtrent 2 volt hver. For å lage et batteri med høyere spenning, kobles individuelle celler i serie. Et 12-volts batteri har seks celler, et 24-volts batteri har 12 celler, og så videre. Når batteriet er under vedlikeholdslading, som i UPS-systemer, lades de enkelte cellene samtidig. På grunn av den uunngåelige spredningen av parametere, tar noen elementer en større andel av ladespenningen enn andre. Dette forårsaker for tidlig aldring av slike elementer. Påliteligheten til en gruppe seriekoblede elementer bestemmes av påliteligheten til det minst pålitelige elementet. Derfor, når en av cellene svikter, svikter batteriet som helhet. Det er bevist at aldringshastigheten er direkte relatert til antall celler i batteriet; derfor øker aldringshastigheten med økende batterispenning. De beste UPS-typene bruker færre, kraftigere elementer i stedet for flere, mindre kraftige elementer, og oppnår dermed økt pålitelighet. Noen produsenter bruker høyspentbatterier, som ved et gitt effektnivå kan redusere antall ledningsforbindelser og halvledere, og dermed redusere kostnadene til UPS-en. Batterispenningen til de fleste typiske UPS-er ved en effekt på ca. 1 kVA er 24 ... 96 V. På dette effektnivået overstiger ikke APC UPS-batterier, spesielt Smart-UPS-familien, 24 V. Lavspentbatterier i APC UPS-er har lengre levetid enn konkurrerende enheter. Gjennomsnittlig levetid for APC-batterier er 3-5 år (avhengig av temperatur, utladnings-/ladesykluser), mens noen produsenter angir en levetid på kun 1 år. Over en 10-års UPS-levetid bruker brukere av enkelte systemer dobbelt så mye på batterier enn på selve enheten! Selv om det er enklere og billigere for produsenten å designe en UPS ved hjelp av høyspentbatterier, er det en skjult kostnad for brukeren i form av en forkortet UPS-levetid.

Hvorfor "Ripple"-strøm reduserer batterilevetiden

Ideelt sett bør UPS-batteriet holdes på en "flytende" eller permanent ladning for å forlenge brukstiden. I denne situasjonen trekker et fulladet batteri en liten mengde strøm fra laderen, kalt flytende strøm eller selvladet strøm. Til tross for anbefalingene fra batteriprodusentene, utsetter noen UPS-systemer batteriene for ekstra krusningsstrøm. Ripple-strømmer oppstår fordi omformeren som leverer AC til lasten bruker DC-inngang. Likeretteren, plassert ved inngangen til UPS-en, produserer alltid en pulserende strøm. Forholdet forblir ikke-null selv med de mest avanserte rettings- og krusningsdempingskretsene. Derfor må batteriet, koblet parallelt med likeretterutgangen, gi noe strøm i de øyeblikkene når strømmen ved likeretterutgangen synker, og omvendt, for å lades opp når strømmen på likeretterutgangen synker. Dette forårsaker miniutladnings-/ladesykluser med en frekvens som typisk er lik to ganger driftsfrekvensen til UPS-en (50 eller 60 Hz). Disse syklusene sliter ut batteriet, varmer det opp og får det til å eldes for tidlig.

I en UPS med batteri i standby, for eksempel klassisk standby, ferroresonant standby, linje interaktiv, påvirkes ikke batteriet av rippelstrømmer. UPS-batteriet er online i varierende grad (avhengig av designfunksjoner), men påvirkes likevel alltid. For å finne ut om det er krusningsstrømmer, er det nødvendig å analysere UPS-topologien. I en online UPS er batteriet plassert mellom laderen og omformeren, og det vil alltid være krusningsstrømmer. Dette er den klassiske, "historisk" tidligste typen "online dobbeltkonvertering" UPS. Hvis batteriet i en online UPS er atskilt fra inverterinngangen med en blokkeringsdiode, omformer eller bryter av en eller annen type, bør det ikke være rippelstrøm. Naturligvis, i disse designene, er batteriet ikke alltid koblet til kretsen, og derfor blir UPS med en lignende topologi vanligvis referert til som hybrid.

Hva du ikke kan stole på i en UPS

Batteriet er det minst pålitelige elementet i de fleste veldesignede UPS-systemer. Arkitekturen til UPS-en kan imidlertid påvirke levetiden til denne kritiske komponenten. Hvis du holder batteriet under kontinuerlig lading selv når UPS-en er slått av (som det gjøres i alle UPS-er produsert av APC), økes levetiden. Høy batterispenningstopologier bør unngås når du velger en UPS. Pass på UPS-er der batteriet utsettes for krusningsstrømmer eller overoppheting. De fleste UPS-systemer bruker de samme batteriene. Imidlertid resulterer designforskjeller mellom UPS-er til forskjellige systemer i betydelige forskjeller i batterilevetid og dermed driftskostnader.

Sørg for å lade batteriene før du bruker en ny UPS for første gang.

Batteriene til den nye UPS-en under transport og lagring på lageret mistet selvfølgelig mesteparten av "fabrikk"-ladingen. Derfor, hvis du umiddelbart setter UPS-en under belastning, vil ikke batteriene være i stand til å gi riktig nivå av strømvedlikehold. Dessuten sjekker en selvtestrutine som kjører automatisk hver gang UPS-en (unntatt Back-UPS) slås på, blant annet om batteriet tåler belastningen. Og siden et uladet batteri ikke tåler belastningen, vil sannsynligvis systemet rapportere at batteriet er dårlig og må skiftes. Alt du trenger å gjøre i en slik situasjon er å la batteriene lades opp. La UPS-en være tilkoblet i 24 timer. Dette er den første ladingen av batteriene, så det tar mer tid enn vanlig vanlig lading, regulert i den tekniske beskrivelsen. Selve UPS-en kan være slått av. Hvis du tok med UPS-en fra et kaldt sted, la den varmes opp ved romtemperatur i flere timer.

Koble kun til UPS-en de lastene som virkelig krever avbruddsfri strøm

Bruk av en UPS er kun berettiget der strømtap kan føre til tap av data - i personlige datamaskiner, servere, huber, rutere, eksterne modemer, streamere, diskstasjoner, etc. Skrivere, skannere og enda mer så belysningslamper trenger ikke en UPS. Hva skjer hvis skriveren mister strømmen under utskrift? Et papirark vil forringes - verdien kan ikke sammenlignes med prisen på en UPS. I tillegg bruker en skriver koblet til en avbruddsfri strømforsyning, når den bytter til batteristrøm, energien deres, og tar den bort fra en datamaskin som virkelig trenger det. For å beskytte utstyr mot utladninger og forstyrrelser som ikke inneholder informasjon som kan gå tapt som følge av strømbrudd, er det tilstrekkelig å bruke et overspenningsvern (for eksempel APC Surge Arrest) eller, ved betydelige spenningssvingninger i nettverket, en overspenningsvern.

Hvis kilden din ofte bytter til batterimodus, kontroller at den er riktig konfigurert. Det kan vise seg at responsterskelen eller sensitiviteten er satt for krevende.

Test UPS-en. Ved å kjøre selvtestprosedyren med jevne mellomrom, vil du alltid være sikker på at UPS-en din er fullt operativ.

Ikke koble fra UPS-en. Slå av UPS-en ved å bruke knappen på frontpanelet, men ikke trekk UPS-ledningen ut av stikkontakten med mindre du forlater den i en lengre periode. Selv når den er slått av, lader APC UPS batteriene.

ComputerPress 12 "1999

Hvilke batterier brukes i UPS-en

Hvor lenge varer UPS-batterier?

Bør jeg være oppmerksom på utformingen av laderen når jeg velger en UPS?

Påvirker spenning påliteligheten?

Hvorfor "Ripple"-strøm reduserer batterilevetiden

Hva du ikke kan stole på i en UPS

Sørg for å lade batteriene før du bruker en ny UPS for første gang.

Koble kun til UPS-en de lastene som virkelig krever avbruddsfri strøm

Hvis kilden din ofte bytter til batterimodus, kontroller at den er riktig konfigurert. Det kan vise seg at responsterskelen eller sensitiviteten er satt for krevende.

Test UPS-en. Ved å kjøre selvtestprosedyren med jevne mellomrom, vil du alltid være sikker på at UPS-en din er fullt operativ.

ComputerPress 12 "1999

Krav til kvaliteten på elektrisitet er lovlig foreskrevet av statlige standarder og ganske strenge standarder. Strømforsyningsorganisasjoner anstrenger seg mye for å overholde dem, men de blir ikke alltid implementert.

I våre leiligheter, og i produksjon, oppstår med jevne mellomrom:

fullstendig blackout på ubestemt tid;

aperiodiske kortsiktige (10÷100 ms) høyspente (opptil 6 kV) spenningspulser;

overspenninger og spenningsfall med forskjellig varighet;

overlegg av høyfrekvent støy;

frekvensdrift.

Alle disse problemene påvirker driften av husholdnings- og kontorforbrukere av elektrisitet negativt. Spesielt påvirket av kvaliteten på strømforsyningen er mikroprosessor og datamaskinenheter, som ikke bare svikter, men kan miste ytelsen fullstendig.

Formål og typer avbruddsfri strømforsyning

For å redusere risikoen for strømforsyningssvikt, brukes backup-enheter, som vanligvis kalles uninterruptible power supplies (UPS) eller UPS (avledet fra forkortelsen av den engelske frasen "Uninterruptible Power Supply").

De er produsert med forskjellige design for å møte de spesifikke behovene til forbrukeren. For eksempel er kraftig UPS med heliumbatterier i stand til å støtte strømforsyningen til en hel hytte i flere timer.

Batteriene deres lades fra en kraftledning, vindturbin eller andre energibærere gjennom en inverterlikeretter. De mater også strømforbrukerne på hytta.

Når den eksterne kilden er slått av, utlades batteriene til belastningen som er koblet til nettverket deres. Jo større kapasitet batteriet har og jo lavere utladningsstrøm, jo lenger fungerer de.

Avbruddsfri strømforsyning med middels kraft kan sikkerhetskopiere inneklimakontrollsystemer og lignende utstyr.

Samtidig er de enkleste UPS-modellene bare i stand til å fullføre nødavstengingsprogrammet for datamaskiner. Samtidig vil varigheten av hele prosessen med arbeidet deres ikke overstige 9÷15 minutter.

Datamaskinens avbruddsfrie strømforsyninger er:

innebygd i enhetens kropp;

utvendig.

De første designene er vanlige i bærbare datamaskiner, netbooks, nettbrett og lignende mobile enheter drevet av et innebygd batteri, som er utstyrt med en strøm- og lastbryterkrets.

laptop batteri med innebygd kontroller er en avbruddsfri strømforsyning. Kretsen beskytter automatisk driftsutstyr mot strømbrudd.

Eksterne strukturer til UPS, designet for normal fullføring av stasjonære dataprogrammer, er laget i en egen enhet.

De kobles via en strømadapter til en stikkontakt. Bare de enhetene som er ansvarlige for driften av programmene får strøm fra dem:

systemenhet med tilkoblet tastatur;

monitor som viser pågående prosesser.

Andre eksterne enheter: skannere, skrivere, høyttalere og annet utstyr fra UPS får ikke strøm. Ellers, når programmer krasjer, vil de ta på seg noe av energien som er lagret i batteriene.

Alternativer for å konstruere UPS arbeidsdiagrammer

Datamaskin og industrielle UPS-er er produsert i henhold til tre hovedalternativer:

overflødig strømforsyning;

interaktiv ordning;

dobbel konvertering av elektrisitet.

Med den første metoden reserveordning, betegnet med de engelske termene "Standby" eller "Off-Line", leveres spenningen fra nettverket til datamaskinen gjennom UPS-en, der elektromagnetisk interferens elimineres av innebygde filtre. Den er også installert her, hvis kapasitet støttes av ladestrømmen regulert av kontrolleren.

Når den eksterne strømforsyningen forsvinner eller går utover de etablerte standardene, leder kontrolleren energien til batteriet til strømforsyningen til forbrukerne. For å konvertere likestrøm til vekselstrøm kobles en enkel omformer til.

Fordeler med UPS Standby

Off-line avbruddsfrie strømforsyninger er svært effektive når de er tilkoblet, fungerer stille, avgir lite varme og er relativt billige.

Feil

UPS Standby skiller seg ut:

lang overgang til batteristrøm 4÷13 ms;

forvrengt form av utgangssignalet produsert av omformeren i form av en meander, og ikke en harmonisk sinusoid;

manglende spennings- og frekvensjustering.

Slike enheter er mest vanlige på personlige datamaskiner.

UPS interaktiv krets

De er betegnet med det engelske uttrykket "Line-Interactive". De utføres i henhold til den forrige, men mer kompliserte ordningen ved å inkludere en spenningsstabilisator ved hjelp av en autotransformator med trinnregulering.

Dette gir en justering av utgangsspenningen, men de er ikke i stand til å kontrollere frekvensen til signalet.

Støyfiltrering i normal modus og bytting til inverterstrøm i tilfelle ulykker skjer i henhold til UPS Standby-algoritmer.

Ved å legge til en spenningsstabilisator av forskjellige modeller med kontrollmetoder, gjorde det det mulig å lage omformere med en bølgeform ikke bare av en meander, men også av en sinusoid. Et lite antall kontrolltrinn basert på relésvitsjing tillater imidlertid ikke realisering av fulle stabiliseringsfunksjoner.

Dette gjelder spesielt for billige modeller, som, når du bytter til batteristrøm, ikke bare overvurderer frekvensen over den nominelle verdien, men også forvrenger formen på sinusoiden. Interferens introduseres av en innebygd transformator, i kjernen av hvilken hystereseprosesser oppstår.

I dyre modeller fungerer omformere på halvlederbrytere. Line-Interactive UPS-er er raskere når du bytter til batteristrøm enn Off-line UPS-er. Den leveres av driften av synkroniseringsalgoritmer mellom den innkommende spenningen og utgangssignalene. Men samtidig er det en viss undervurdering av effektiviteten.

Line-Interactive UPS kan ikke brukes til å drive asynkronmotorer som er massivt installert på alle husholdningsapparater, inkludert varmesystemer. De brukes til å betjene enheter med, hvor strømmen filtreres og korrigeres samtidig: datamaskiner og forbrukerelektronikk.

dobbel konvertering UPS

Denne UPS-kretsen er oppkalt etter den engelske setningen On-line "og fungerer på utstyr som krever strøm av høy kvalitet. Det produserer en dobbel konvertering av elektrisitet, når de sinusformede harmoniske av vekselstrømmen konstant konverteres av likeretteren til en konstant verdi, som føres gjennom vekselretteren for å skape en gjentatt sinus ved utgangen.

Her er batteriet konstant koblet til kretsen, noe som eliminerer behovet for å bytte. Denne metoden eliminerer praktisk talt perioden med forberedelse av den avbruddsfrie strømforsyningen for bytte.

Driften av UPS On-line i henhold til batteriets tilstand kan deles inn i tre trinn:

ladestadiet;

venter tilstand;

utladning til datamaskinen.

Ladeperiode

Inngangs- og utgangskretsene til sinusbølgen blir avbrutt av den interne UPS-bryteren.

Batteriet koblet til likeretteren mottar ladeenergi til kapasiteten er gjenopprettet til optimale verdier.

Klar periode

Etter slutten av batteriladingen lukker automatiseringen av den avbruddsfrie strømforsyningen den interne bryteren.

Batteriet opprettholder en bufferklar tilstand.

Utskrivingsperiode

Batteriet byttes automatisk for å drive datamaskinstasjonen.

Dobbeltkonverterende avbruddsfri strømforsyning har lavere effektivitet i linjemodus enn andre modeller på grunn av energiforbruket for å generere varme og støy. Men i komplekse strukturer brukes teknikker for å øke effektiviteten.

UPS On-line er i stand til å korrigere ikke bare størrelsen på spenningen, men også dens svingningsfrekvens. Dette skiller dem fra tidligere modeller og lar dem brukes til å drive ulike komplekse enheter med asynkrone motorer. Imidlertid er kostnadene for slike enheter mye høyere enn tidligere modeller.

UPS-sammensetning

Avhengig av type driftskrets, inkluderer avbruddsfri strømforsyningssett:

akkumulatorer for akkumulering av elektrisk kraft;

Opprettholde batteriytelse;

sinusbølge inverter,

prosesskontroll ordningen;

programvare.

For ekstern tilgang til enheten kan et lokalt nettverk brukes, og kretsens pålitelighet kan økes på grunn av redundansen.

Noen avbruddsfrie strømforsyninger bruker "Bypass"-modus, når lasten drives av en filtrert nettspenning uten drift av enhetens hovedkrets.

En del av UPS-en har en trinnspenningsregulator "Booster", styrt av automatisering.

Avhengig av behovet for å utføre komplekse tekniske løsninger, kan avbruddsfri strømforsyning utstyres med ekstra spesialfunksjoner.