Ибп off line время перехода на работу от батареи

Источником бесперебойного питания называется энергосистема, которая обеспечивает аварийное питание нагрузки при выходе из строя входного источника питания или сетевого питания, что рассматривается как практически мгновенная защита от перебоев в подаче входного питания. Три основные категории современных систем ИБП — это линейно-интерактивные ИБП vs Online UPS vs Offline UPS, что будет подробно проиллюстрировано ниже.

Линейно-интерактивные ИБП vs ИБП онлайн vs ИБП оффлайн: принципы работы

Оффлайн ИБП — защита питания начального уровня

В системе («резервной») оффлайн ИБП нагрузка питается напрямую от входной мощности, и схема резервного питания будет активирована только при отключении сетевого питания.

В частности, нагрузка питается непосредственно от первичной сети, а не от выхода инвертора. Компоненты накопителя энергии — зарядное устройство, аккумулятор и инвертор отключены от сети, насколько это касается нагрузки, хотя зарядное устройство и аккумулятор все еще остаются. подключен к электросети, чтобы аккумулятор всегда был полностью заряжен.Когда напряжение в сети падает или превышает установленные пределы, переключатель немедленно подключает выход инвертора к критической нагрузке.

Линейно-интерактивный ИБП — защита питания среднего уровня

Линейно-интерактивный ИБП поддерживает инвертор в рабочем состоянии и перенаправляет путь постоянного тока батареи от нормального режима зарядки к подаче тока при потере питания.

В этой интеллектуальной конструкции преобразователь питания переменного тока всегда подключается к выходу ИБП. Когда входное напряжение переменного тока нормальное, инвертор ИБП работает в обратном режиме и обеспечивает зарядку аккумулятора. , передаточный переключатель размыкается, и мощность будет поступать от батареи к выходу ИБП.Эта конструкция предлагает дополнительную фильтрацию и снижает переходные процессы переключения, поскольку инвертор всегда включен и подключен к выходу.

Онлайн ИБП — максимальная защита электропитания

Онлайн ИБП использует метод «двойное преобразование»: принимает входной переменный ток, выпрямляется в постоянный ток для прохождения через аккумулятор (или комплекты батарей), а затем обратно в 120 В/230 В переменного тока для питания защищенного оборудования.

В интерактивном ИБП (также известном как двойное преобразование) входной переменный ток заряжает резервную батарею, которая обеспечивает питание выходного инвертора, поэтому отказ входного переменного тока не вызовет срабатывания безобрывного переключателя. если произойдет потеря мощности, выпрямитель просто выпадет из цепи, и батареи сохранят мощность стабильной и неизменной. Нет времени переключения во время сбоя. Когда питание восстановится, выпрямитель продолжит нести большую часть нагрузки и начнет заряжаться аккумуляторов, хотя зарядный ток может быть ограничен, чтобы предотвратить перегрев аккумуляторов мощным выпрямителем и выкипание электролита.

Линейно-интерактивный ИБП vs онлайн ИБП vs оффлайн ИБП: функции

Все вышеупомянутые три категории были изобретены для защиты оборудования и электрооборудования, где может произойти непредвиденное отключение электропитания.Однако, под влиянием различных принципов работы, присущие им возможности различаются.

Защита от перенапряжения/шума

Все три системы ИБП обладают функциями подавления перенапряжения и фильтрации сетевых шумов, чтобы защитить оборудование от повреждений, вызванных молнией, скачками и электромагнитными (EMI/RFI) помехами в линии. В частности, онлайн-система ИБП предлагает превосходную защиту за счет двойной защиты. операция преобразования, которая изолирует оборудование от проблем в сети переменного тока.

Время перехода на батарею

Когда происходит сбой, время передачи меняется:

• В онлайн системах ИБП отключение питания нагрузки обычно на 2–10 миллисекунд неизбежно.

• Линейно-интерактивные системы ИБП обычно переключаются с сетевого питания на питание от батарей в течение 2–4 миллисекунд, что достаточно быстро, чтобы обеспечить бесперебойную работу наиболее чувствительного к мощности оборудования.

• У онлайн-системы ИБП нет времени перевода, потому что инвертор уже питает нагрузку подключенного оборудования, когда происходит сбой.

Регулировка напряжения

Регулировка напряжения имеет решающее значение, особенно в условиях низкого напряжения:

• Линейно-интерактивные системы ИБП используют автоматическое регулирование напряжения (AVR) для коррекции аномальных напряжений без переключения на батарею. Когда напряжение пересекает предварительно установленное нижнее или верхнее пороговое значение, этот тип ИБП обнаруживает и использует трансформаторы для повышения или понижения напряжения на установить сумму, чтобы вернуть ее в допустимый диапазон.

• В онлайн-системах ИБП используется более точный метод регулирования напряжения: непрерывная работа с «двойным преобразованием «, изоляция подключенного оборудования от проблем в сети переменного тока, включая отключения электроэнергии, отключения электроэнергии, перенапряжения, гармонические искажения, электрические импульсы и колебания частоты.

• При работе без батареи линейно-интерактивные системы ИБП обычно регулируют выходное напряжение в пределах ± 8-15% от номинального напряжения (например, 120, 208, 230 или 240 вольт), тогда как онлайн-системы ИБП обычно регулируют напряжение в пределах ± 2-3%.

На самом деле, существуют некоторые общие проблемы с питанием, которые могут возникать при повседневной работе. В таблице ниже показано, защитит ли вышеупомянутая система ИБП от аномалий:

Линейно-интерактивные ИБП vs онлайн ИБП vs оффлайн ИБП: плюсы & минусы

Оффлайн ИБП

Линейно-интерактивный ИБП

ИБП онлайн

Линейно-интерактивные ИБП vs ИБП онлайн vs ИБП оффлайн: приложения

Приложения этих трех топологий с разными принципами работы варьируются от небольших жилых домов до крупных центров обработки данных.

Из-за более высокой энергоэффективности и экономичности, оффлайн ИБП чаще всего используются в домашних хозяйствах, небольших офисах с ограниченным бюджетом на энергоснабжение, а также в некоторых областях, где требования к качеству электропитания относительно невысоки. Лучшее соотношение цены и качества для персональных компьютеров и также подходит для принтеров, сканеров, аварийных источников питания и EPABX.

В качестве одного из основных вариантов линейно-интерактивный ИБП, отвечающий требованиям высокой надежности электропитания, идеально подходит для серверов отделов, домов, малых предприятий и средних предприятий. В некоторых областях с проблемной инфраструктурой, где напряжение в сети переменного тока нестабильно, сильно колеблется, Или он сильно искажен, линейно-интерактивному ИБП может потребоваться заряжать аккумулятор один или два раза в день или даже чаще.

Самая интеллектуальная онлайн-система ИБП, рассматриваемая как решение по умолчанию для обеспечения резервного питания и защиты критически важного оборудования и серверов в центрах обработки данных, также может применяться в таких областях, как компьютер, транспорт, банковское дело, ценные бумаги, связь, медицинские услуги. источник питания длительного действия, в частности, для некоторых приводов асинхронных двигателей и других подобных приложений управления двигателями, отделений интенсивной терапии, медицинского оборудования, чувствительных электрических приборов.

Линейно-интерактивные ИБП vs ИБП онлайн vs ИБП оффлайн: что выбрать?

В таблице ниже приведены некоторые ключевые моменты, обсуждавшиеся ранее среди трех дизайнов.

При выборе решений ИБП учитывайте тип ИБП и соответствующий уровень защиты. Основное различие между онлайн, оффлайн и линейно-интерактивным ИБП заключается в их принципе работы, который отражается в их характеристиках, функциональных различиях, преимуществах и ограничениях. Кроме того, внутренняя структура топологии ИБП в дальнейшем будет влиять на его производительность в различных прикладных средах.

Назначение ИБП для дома

В наше время сложно представить себе жилой частный дом без «традиционного» набора как простых, так и высокотехнологичных электроприборов: систем освещения, отопление, вентиляции, водоснабжения и охраны, различной кухонной бытовой техники, телевизоров, ПК, ноутбука, пылесоса, стиральной машины, кондиционера. Все современные инженерные системы, оснащенные электронными компонентами, а также сложная бытовая техника наших домов с каждым годом становятся все более совершенными.

Однако, существенно облегчая жизнь и экономя наше время, подавляющее большинство бытовой техники требует при этом соблюдения обязательных условий эксплуатации, одним из которых, безусловно, является качественное и бесперебойное электроснабжение. Несоответствие параметров электропитания или внезапные отключения электричества, в лучшем случае, приведут к некорректной работе или к сокращению срока службы оборудования, в худшем, – к преждевременному выходу его из строя. Предотвратить все эти последствия позволит установка источника бесперебойного питания для дома.

ИБП просто необходим в тех случаях, когда в доме или квартире случаются периодические отключения электроэнергии в питающей основной сети. Чаще всего, причинами этого могут быть воздействия атмосферных явлений на ЛЭП (дождь, ураганный ветер, наледь на проводах, вызывающие их обрыв) или ненадлежащее состояние электросетей и вспомогательного оборудования, приводящее к аварийным отключениям.

Подбирая ИБП для дома, вы должны знать, что прибор решает сразу две задачи.

Виды ИБП

Конечно, универсального ИБП для дома быть не может. Подходящий тип устройства во многом определяется видом нагрузки, для которой требуется бесперебойное питание, характером возможных неполадок и перебоев в питающей сети.

Для домашнего использования в некоторых случаях подходящими будут самые дешевые на рынке ИБП резервного и линейно-интерактивного типов. Однако, существует еще один более дорогостоящий, но и более универсальный и совершенный тип бесперебойников, работающий по принципу двойного преобразования. Он способен обеспечить максимально качественную и надежную защиту любой домашней техники. Далее мы рассмотрим каждый из указанных типов более подробно.

ИБП резервного типа (off-line)

Очевидные недостатки ИБП резервного типа – это время переключения при переходе на работу в автономный режиме и обратно (в среднем 4-10 мс) и отсутствие функции стабилизации. В совокупности с искаженной синусоидой выходного напряжения, характерной большинству ИБП этого типа, можно сказать что их использование будет приемлемым лишь для нетребовательной к форме сигнала и провалам питающего напряжения нагрузки.

Линейно-интерактивные ИБП (line-interactive)

Для более требовательной к качеству напряжения и бесперебойности питания бытовой техники можно порекомендовать использование ИБП линейно-интерактивной топологии (line-interactive). Главное их отличие от резервного типа состоит в наличии функции контроля и стабилизации напряжения.

Онлайн ИБП (on-line)

Особенностью их работы можно назвать постоянный процесс двойного преобразования переменного напряжения. При отсутствии напряжения в сети нагрузка получает питание от аккумуляторов, напряжение которых инвертируется в переменное.

Критерии выбора ИБП для дома

Рассмотри их подробнее.

Тип ИБП

Правильный выбор типа бесперебойника зависит от характера подключаемой нагрузки, стабильности напряжения питающей сети, частоты и возможной длительности перебоев в подачи электроэнергии. В таблице ниже соотнесены основные типы ИБП и ситуации их применения.

Мощность

Мощность ИБП не должна быть меньше суммарной потребляемой мощности подключаемой нагрузки. Заниженная мощность устройства может привести к отказам в работе. Чрезмерный же резерв по мощности также нежелателен, потому что это приводит к необоснованным финансовым тратам и низкой эффективности эксплуатации. Рекомендуемый многими производителями резерв составляет 25-30% от мощности потребления всех подключаемых электроприборов.

Диапазон рабочего напряжения и форма выходного сигнала

Требуемая широта диапазона зависит от индивидуальных параметров сети – величины его возможных колебаний в обе стороны. Например, онлайн ИБП имеют расширенный диапазон входного напряжения, что позволяет стабилизировать сетевое напряжение даже при сильных сетевых перепадах и при этом не переводить питание нагрузки на АКБ.

Для эффективной работы электрочувствительных приборов выходное напряжение ИБП должно представлять собой идеальный синус.

Время автономной работы и перехода на АКБ

Здесь важно понять, как долго нагрузка будет работать от АКБ, а также, есть ли возможность увеличения емкости батарей за счет подключения дополнительных аккумуляторов, если предполагается автономно использовать ИБП для дома на длительное время.

Кроме того, для некоторых электроприборов крайне важно отсутствие времени перехода работы на АКБ при отключении электричества в сети.

Наличие дополнительного функционала

При выборе ИБП, помимо точного подбора типа устройства и его технических характеристик, крайне важно обратить внимание на наличие полезного функционала, который поможет организовать более эффективную работу с различными типами нагрузки, в частности:

Распространенные ошибки и пример правильного выбора бесперебойника для дома

В качестве примера правильного подбора предлагаем рассмотреть выбор ИБП для питания системы отопления, состоящей из трех циркуляционных насосов и электронного блока управления котла. Эта сфера применения довольно распространена: ИБП часто применяются в частных жилых домах, для которых отключение электричества в зимнее время очень нежелательно.

Модельный ряд ИБП для дома от бренда «Штиль»

Три типа ИБП по схемотехнике.

Резервные ИБП (Off-line)

Резервный источник бесперебойного питания начинает работать только при исчезновении сетевого напряжения. В этом случае ИБП питает нагрузку через инвертор, который, в свою очередь, питается от аккумуляторных батарей.

Источник бесперебойного питания, выполненный по схеме с коммутирующим устройством, которое в нормальном режиме работы обеспечивает подключение нагрузки непосредственно к внешней питающей электросети, а в автономном — переводит ее на питание от аккумуляторных батарей.

Достоинством источника бесперебойного питания offline-типа является его простота и невысокая стоимость, а недостатком — ненулевое время переключения (~4 мс) на батареи и более интенсивная эксплуатация аккумуляторов, так как устройство переходит в автономный режим при любых неполадках в электросети. ИБП резервного типа, как правило, имеют небольшую мощность и применяются для обеспечения бесперебойного электропитания отдельных устройств (персональных компьютеров, рабочих станций, офисного оборудования) в районах с хорошим качеством электрической сети.

Каталог резервных ИБП (Off-line)

В сравнение

ИБП Powercom WOW-300

мощность 0.2 кВт (0.3 кВа), тип: offline, напряжение (вх./вых.) 220В / 220В,
габариты 100x315x68 мм

2 650 руб.
Подробнее

В сравнение

ИБП Powercom WOW-500 U

мощность 0.25 кВт (0.5 кВа), тип: offline, напряжение (вх./вых.) 220В / 220В,
габариты 110x330x82 мм

3 400 руб.
Подробнее

В сравнение

ИБП Powercom WOW-700 U

мощность 0.35 кВт (0.7 кВа), тип: offline, напряжение (вх./вых.) 220В / 220В,
габариты 110x330x82 мм

4 000 руб.
Подробнее

В сравнение

ИБП Powercom WOW-850 U

мощность 0.42 кВт (0.85 кВа), тип: offline, напряжение (вх./вых.) 220В / 220В,
габариты 120x85x410 мм

5 050 руб.
Подробнее

В сравнение

APC Back-UPS BE700G-GR

мощность 0.405 кВт (0.7 кВа), тип: offline, напряжение (вх./вых.) 220В / 220В,
габариты 224x89x311 мм мм

6 220 руб.
Подробнее

В сравнение

ИБП Eaton 3S 550 IEC

мощность 0.33 кВт (0.55 кВа), тип: offline, напряжение (вх./вых.) 220В / 220В,
габариты 140x86x335 мм

7 882 руб.
Подробнее

В сравнение

ИБП Eaton 3S 550 DIN

мощность 0.33 кВт (0.55 кВа), тип: offline, напряжение (вх./вых.) 220В / 220В,
габариты 140x86x335 мм

7 882 руб.
Подробнее

Принцип работы резервного ИБП

Принцип работы offline источника бесперебойного питания заключается в питании нагрузки напряжением сети при его наличии быстром переключении на резервную схему питания (батарея и инвертор) при его пропадании или выхода его параметров (напряжение и частота) за допустимые пределы. Батарея автоматически подзаряжается при работе бесперебойника от сети. Отличительной особенностью такой схемы является наличие автоматического переключателя питания нагрузки (сеть/батарея).

Режим работы от сети

На режиме работы от сети (нормальная работа) напряжение от входа поступает к фильтру импульсов, шунтирующему очень короткие, наносекундные высоковольтные импульсы (они могут, например, возникать при ударе молнии рядом с линией электропередач). Далее основной поток мощности следует к фильтру шумов, ослабляющему присутствующие в сети радиочастотные (100 кГц-10 МГц) колебания. После фильтра напряжение через переключатель поступает на выход резервного ИБП, к нагрузке. От фильтра импульсов часть мощности поступает к выпрямителю, который в этом устройстве выполняет только одну функцию: зарядного устройства.

Режим работы от батареи

Батарея на режиме работы от сети (offline) получает зарядный ток, если она разряжена, или поддерживается в заряженном состоянии под так называемым плавающим потенциалом. Инвертор с переключением во время работы от сети находится в состоянии ожидания команды на включение. Его подключение к работе подготавливается непрерывным слежением за фазой сетевого напряжения. Когда блок анализа напряжения сочтет сетевое напряжение «неправильным» (а этот критерий, вообще говоря, разный для разных моделей приборов), источник бесперебойного питания переключается на режим работы от батареи. Инвертор начинает питать нагрузку напряжением, разряжая батарею.

Для работы подключенного к ИБП оборудования очень важно, чтобы напряжение, генерируемое инвертором, было синфазно (т.е. совпадало по фазе) с напряжением сети.

Как выбрать ИБП для серверной

Читайте наши другие посты

Дополнительно к этому многие модели UPS под упpавлением специализиpованного пpогpаммного обеспечения могут выполнять следующие функции:

• Автоматический shutdown обслуживаемого обоpудования пpи пpодолжительном отсутствии напpяжения в сети, а также пеpезапуск обоpудования пpи восстановлении сетевого питания;
  
• Монитоpинг и запись в log-файл состояния источника питания (темпеpатуpа, уpовень заpяда батаpей и дpугие паpаметpы);
  
• Отобpажение уpовня напpяжения и частоты пеpеменного тока в питающей электpосети, выходного питающего напpяжения и мощности, потpебляемой нагpузкой;
  
• Отслеживание аваpийных ситуаций и выдачу пpедупpеждающих сигналов (звуковые сигналы, запуск внешних пpогpамм и т.п.);
  
• Включение и выключение нагpузки по внутpеннему таймеpу в заданное вpемя.

Типы ИБП

По своему принципу действия ИБП делятся на три основных типа:

Резервные ИБП (off-line) – эти ИБП служат для резервирования источника основного электроснабжения (электросети) на случай аварии (отключения или понижения/повышения напряжения выше установленной величины). Если это происходит, срабатывает переключатель, и нагрузка переходит на резервное питание от инвертора, питающегося от батарей. В штатном режиме питание нагрузки осуществляется напрямую от электросети, как правило, через помехоподавляющий фильтр. Другие названия резервных ИБП: stand-by, backup, in-line.

Достоинства резервных ИБП: простота и, следовательно, дешевизна; высокий КПД и, следовательно, низкие эксплуатационные расходы. Недостатки резервных ИБП: отсутствие стабилизации напряжения и частоты в штатном режиме; большое время переключения на питание от батарей (несколько мсек) и, следовательно, кратковременного пропадания или выброса напряжения на нагрузке; потеря фазы при переключении.

В целом ИБП этого класса можно характеризовать как компромисс между приемлемым уровнем защиты от неполадок в электросети и ценой. Мощность выпускаемых устройств колеблется от 220 до 2000 VA (ВА).

Линейно-интерактивные ИБП (line-interactive) – в штатном режиме снабжают нагрузку напряжением от основной электросети, в некоторой степени регулируя напряжение (автотрансформатор), а при аварии в основной электросети нагрузка синхронно переключается на инвертор.

По принципу работы линейно-интерактивные ИБП схожи с резервными ИБП: они также служат для резервирования основного источника электроснабжения, «туша» небольшие всплески напряжения и сглаживая помехи. Вместе с тем они обладают рядом существенных различий. Так, инвертор ИБП включен параллельно электросети и работает в двустороннем режиме: осуществляет мониторинг линии электропитания и в определенных пределах обеспечивает регулирование и стабилизацию выходного напряжения ИБП, а также производит заряд батарей. Кроме этого, многие производители устанавливают в ИБП этого класса дополнительные узлы (феррорезонансные трансформаторы или автотрансформаторы), позволяющие расширить диапазон входного напряжения, при котором напряжение на выходе поддерживается на приемлемом уровне без перехода на питание от батарей.

Достоинства линейно-интерактивных ИБП: достаточно высокий КПД и более надежная по сравнению с резервными ИБП защита электропитания подключенной нагрузки.

Недостатки линейно-интерактивных ИБП: нестабильность выходного напряжения в штатном режиме, зависящая от диапазона входного напряжения; отсутствие стабилизации частоты в штатном режиме; отсутствие изоляции нагрузки от электросети; неэффективность при работе на нагрузку с высокой степенью нелинейности; проникновение импульсов и шумов из основной сети на нагрузку; низкая информационная безопасность (возможность несанкционированного доступа к оборудованию по питающим линиям).

Отдельно стоит сказать о технологии, известной как «дельта-преобразование напряжения». Благодаря усовершенствованной обратной связи напряжение на нагрузке регулируется плавно, а не ступенчато, как в обычных линейно-интерактивных ИБП, становится возможной стабилизация частоты выходного напряжения. Эта технология позволяет обеспечить высокий КПД и более надежную защиту подключенного оборудования от неполадок в электросети.

В целом линейно-интерактивные ИБП обеспечивают приемлемый уровень защиты электропитания и служат дешевой альтернативой более сложным системам, предназначенным для работы с чувствительной к неполадкам в электросети нагрузкой. Как правило, мощность выпускаемых устройств составляет от 250 до 10000 VA (ВА).

Постоянно включенные ИБП или ИБП с двойным преобразованием (on-line, double-conversion) – обеспечивают нагрузку электропитанием без потери фазы. Принцип работы ИБП данного класса заключается в следующем: входное переменное напряжение преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем инвертором – обратно в переменное. Даже при больших отклонениях входного напряжения ИБП продолжает питать нагрузку чистым синусоидальным стабилизированным напряжением (как правило, отклонения амплитуды выходного напряжения не превышают 5% устанавливаемого пользователем номинального значения даже при работе на нелинейную нагрузку).

Основная отличительная черта ИБП этого класса: инвертор включен последовательно с источником основного электроснабжения и находится всегда во включенном состоянии. При пропадании входного напряжения он переходит на питание от батарей. Благодаря используемой схеме такое понятие как время переключения на резервное питание от батарей для ИБП данного класса просто отсутствует.

Достоинства ИБП с двойным преобразованием: постоянная стабилизация напряжения и частоты; непрерывность фазы выходного напряжения в любых режимах; отсутствие влияние нагрузки на основную сеть; полная фильтрация импульсов и шумов основной сети; высокая информационная безопасность.

Недостатки ИБП с двойным преобразованием: сложность конструкции и, следовательно, высокая цена; относительно невысокий КПД и, следовательно, высокие эксплуатационные расходы (расход электроэнергии, утилизация выделяемого тепла).

ИБП данного класса обеспечивают самую надежную защиту подключенного оборудования от неполадок в электросети, что компенсирует затраты на его приобретение и установку. Диапазон мощностей выпускаемых устройств очень широк – от 600 VA (ВА) до нескольких сотен киловольт-ампер.

По конструктивному исполнению ИБП можно разделить на настольные (как правило розеточные), напольные и стоечные (19″). Один или несколько ИБП с комплексом дополнительного коммутирующего оборудования и кабелей образуют систему бесперебойного питания (СБП).

Характеристики ИБП

Перечислим кратко главные характеристики ИБП:

• Диапазон входного напряжения, при котором ИБП работают от сети и не переключаются на работу от встроенных батарей. Как известно, больший диапазон входного напряжения уменьшает количество переходов на батарею и увеличивает срок ее эксплуатации. Кроме того, ИБП с более широким диапазоном входного напряжения продолжают работать от сети и питать нагрузку, в то время как ИБП с меньшим диапазоном уже перешли на батарею и, разрядив ее, обесточили нагрузку. Это особенно актуально для наших электросетей, где нередки длительные «просадки» напряжения.
  
• Изменение выходного напряжения при изменении входного. «Обязанность» ИБП – обеспечить выходное напряжение, при котором может нормально функционировать защищаемое им оборудование. Пониженный вольтаж на выходе ИБП способен вызвать сбои в работе оборудования и потерю данных, значительное повышение напряжения приводит к тем же результатам плюс выход оборудования из строя. Повышения напряжения происходят реже, но их последствия носят более печальный характер. Off-line ИБП напряжение никак не корректируют, модели line-interactive производят «сдвиг» напряжения на фиксированную величину (которая может принимать несколько значений).
  
• Параметры выходного напряжения при работе от батарей – напряжение, частота, форма сигнала. Эти параметры определяют качество генерации, обеспечиваемое ИБП, от чего зависит область применения конкретного устройства.
  
• Процесс переключения ИБП на батарею и обратно. Для нормальной работы подсоединенного к ИБП оборудования все переключения и переходные процессы должны быть «незаметны». Это означает, что они должны выполняться за минимальное время и проходить корректно – в частности, сопровождаться правильной синхронизацией частоты ИБП с внешней частотой питающей сети.
  
• Поведение ИБП при возникновении перегрузки на выходе. При перегрузке в режиме работы от батарей ИБП выключается (для предотвращения выхода из строя). Если в процессе работы от сети возникла перегрузка (например, к ИБП было подключено дополнительное оборудование), пользователь должен знать об этом, чтобы вовремя уменьшить нагрузку. В противном случае при пропадании напряжения в сети оборудование будет моментально обесточено. Наиболее эффективным является сочетание звуковой и световой индикации, тогда как некоторые ИБП обеспечивают только световую или не имеют вообще никакой индикации.
  
• Наличие «холодного» старта, т. е. возможность включить ИБП при отсутствии напряжения в электропитающей сети. Такая функция может стать полезной, например, если во время длительного пропадания питания нужно включить компьютер или принять/отправить факс.
  
• Возможность стабилизации частоты (для on-line ИБП). Некоторое оборудование может быть критично к частоте питающего напряжения. Например, у двигателей переменного тока (магнитофон, виниловый проигрыватель и т. п.) при изменении частоты питающего напряжения изменяется скорость вращения.

Часть 2 (практическая)

В этой статье мы остановимся на теме выбора источника бесперебойного питания.

Итак, вы решились приобрести ИБП. Прежде всего, необходимо четко уяснить, какие из перечисленных проблем электропитания (описанных в 1 части статьи) затрагивают вас непосредственно, чтобы выбрать подходящую во всех отношениях модель ИБП.

Для дома и малого офиса. Если вы проживаете в новых районах больших городов, сеть в ваших домах достаточно стабильна и вы не отлучаетесь от включенного компьютера надолго, лучшим выбором станет простейший Off-line ИБП достаточной мощности.

Стандартный ПК весьма «лоялен» к трапециевидному напряжению, и нет смысла тратить лишние деньги на ненужные для вас функции. Можно выбрать модель без удаленного управления и даже без мониторинга (звука встроенного бипера в условиях малогабаритных помещений вполне достаточно для того, чтобы решить, какие меры надо применять). Хорошим дополнением к простейшему ИБП может быть обычный сетевой фильтр. Только запомните: ни в коем случае нельзя подключать сетевые фильтры к выходам ИБП, это существенно искажает характеристики и так не очень синусоидальной волны.

Для офисов и локальных сетей. Здесь существует как минимум три решения проблемы электропитания. Первое и самое простое – защитить сервер и хранить на нем большинство информации. Для этого подойдет Line Interactive ИБП средней и большой мощности или, если у вас очень ценная информация, On-line ИБП. Здесь не стоит мелочиться, поддержка мониторинга и другие полезные возможности программного обеспечения практически обязательны.

Второе решение: вдобавок к защите сервера защитить рабочие станции простенькими ИБП, такими же, как для домашнего пользования. Есть неплохая возможность сэкономить – запитать близко расположенные компьютеры на один ИБП. Помните только о максимальной мощности и не пользуйтесь мониторами с большой диагональю.

Третье решение, самое оптимальное, но и самое дорогое: запитать всю электросеть через On-line ИБП большой мощности. Применение этих систем оправдывается только в случаях очень ценной информации и при наличии постоянного наблюдателя, способного в отведенное время корректно обесточить все включенные агрегаты электросети или перевести их на альтернативное питание (аварийный генератор).

Выбор ИБП

После того, как Вы определились с типом ИБП, стоит обратить внимание на следующие его характеристики:


• выходная мощность, измеряемая в вольт-амперах (VA) или ваттах (W);
  
• время переключения, то есть время перехода ИБП на питание от аккумуляторов (измеряется в миллисекундах, мсек);
  
• время автономной работы, определяется емкостью батарей и мощностью подключенного к ИБП оборудования (измеряется в минутах);
  
• ширина диапазона входного (сетевого) напряжения, при котором ИБП в состоянии стабилизировать питание без перехода на аккумуляторные батареи (измеряется в вольтах, V);
  
• срок службы аккумуляторных батарей (измеряется годами, обычно 5–10 лет).

Основной характеристикой источников бесперебойного питания является мощность. В случае c ИБП она измеряется в вольт-амперах (сокращенно VA). В большинстве случаев для того, чтобы перевести вольт-амперы в более привычные ватты, необходимо мощность в VA разделить на 1,4 или умножить на 0,7.

Мощность, потребляемая нагрузкой, определяется как произведение выходной мощности ИБП (в вольт-амперах, VA) на коэффициент мощности нагрузки (Power Factor, PF).

Следует выбирать такой ИБП, для которого выполняется следующее условие:

P = Wн x PF, где

P – выходная мощность ИБП (VA),

Wн – мощность, потребляемая нагрузкой (VA),

PF – коэффициент мощности, который для персональных компьютеров принимается равным 0,7.

Для расчета суммарной потребляемой мощности сложите мощности всех устройств. Выберите из линейки моделей ИБП такую, чтобы полученная суммарная мощность составляла не более 80% от выходной мощности ИБП. Некоторые специалисты рекомендуют выбирать ИБП с мощностью как минимум в 1,5 раза превосходящей суммарную нагрузку. В этом случае можно говорить о нормальной работе источника бесперебойного питания.

Обычно, величина потребляемой мощности указана на наклейке, расположенной на задней крышке устройств. Для примера, типичная потребляемая мощность для системного блока ATX составляет 250–350 VA (180–250 Вт), для мониторов 15–17″ – 140–170 VA (100–122 Вт). Таким образом, для персонального компьютера в стандартной домашней конфигурации (мультимедийная станция с монитором диагональю 15») достаточно ИБП на 500-600 VA.

Одним из важных критериев также является время автономной работы компьютера от батареи ИБП – это время, в течение которого источник может поддерживать нормальное питание компьютера при отсутствии напряжения в домашней электросети. Данное время напрямую зависит от энергетической емкости аккумуляторной батареи ИБП. Оптимальное время автономной работы ПК дома должно составлять порядка 10–15 минут – этого вполне достаточно для завершения работы и сохранения любого документа.

Очень полезная дополнительная особенность – «холодный старт», т. е. возможность включения подсоединенного к ИБП оборудования в отсутствие напряжения во внешней электросети. Это бывает необходимо, например, когда нужно срочно принять или отправить письмо по электронной почте.

Во время покупки следует обратить внимание и на средний срок службы аккумуляторов в конкретном ИБП – стоимость замены батареи может доходить до трети от общей цены источника бесперебойного питания. В принципе, типичный срок службы аккумуляторов составляет от 3 до 5 лет, хотя, конечно, этот показатель очень сильно зависит от частоты их использования.

Подключение ИБП

Подключение источника бесперебойного питания ненамного сложнее подключения электроудлинителя. У ИБП имеется несколько одинаковых разъемов для подключения кабелей электропитания. Единственное «но»: ПК и источник нельзя соединить компьютерным кабелем, заканчивающимся обычной вилкой: она просто не подойдет к разъему ИБП. Поэтому если в комплекте ИБП нет специальных кабелей, то их придется приобрести отдельно. В мощных ИБП подключение осуществляется с помощью специальных клеммных колодок.

Такие устройства, как лазерные принтеры или копировальные аппараты подключать к выходу ИБП не рекомендуется, поскольку при работе они в отдельные моменты потребляют большую пиковую мощность, что может привести к перегрузке инвертора и отключению нагрузки. Поэтому многие производители устанавливают на выходе ИБП дополнительные розетки, обеспечивающие защиту только от перенапряжения и помех. В основном это относится к маломощным устройствам.

После первого включения ИБП в электросеть требуется обычно от четырех до шести часов для полной зарядки аккумулятора. После этого источник полностью готов к работе. В штатных ситуациях – при нормальном питающем напряжении в домашней электросети – ИБП никак себя не проявляет. Но, как только источнику придется переключиться на работу от своей батареи, он тут же оповестит вас об этом, причем сразу несколькими способами. Первое – это сигнальные индикаторы на корпусе ИБП. Второе – пронзительное «пищание» источника. И, наконец, третье – это оповещение программным способом (на экран выводится специальное предупреждение).

Эксплуатация ИБП

При выборе ИБП важно учитывать простоту их эксплуатации и технического обслуживания. Для конечного пользователя большое значение имеют средства индикации состояния ИБП и подключенной нагрузки. Самые простые средства отображения нужной информации – светодиоды, более информативны – жидкокристаллические (ЖК) дисплеи.

Каждый ИБП оснащается функциями тестирования – проверки исправности своих внутренних узлов. При этом осуществляется контроль внештатных ситуаций (возникновение перегрузки или короткого замыкания), анализируется состояние батарей, степень их разряда, а также правильность подключения ИБП. При подаче питания на ИБП автоматически запускается процедура тестирования, которая затем повторяется через определенные промежутки времени. Этот процесс можно запустить и вручную, нажав соответствующую кнопку (если таковая у ИБП имеется).

При наличии у ИБП интерфейсных разъемов можно осуществлять удаленный мониторинг процесса электропитания оборудования, что также значительно упрощает их техническое обслуживание. Для контроля за состоянием электросети и аккумуляторных батарей, а также других блоков устройства с помощью специального программного обеспечения ИБП может соединяться с ПК дополнительным интерфейсным кабелем. Обычно ПО для контроля входит в комплект поставки ИБП, если нет, то его можно бесплатно скачать через Интернет с сайта производителя. Практически все устройства стандартно оборудованы последовательным интерфейсом RS-232.

Во многих ИБП предусмотрена возможность горячей замены батарей (без выключения ИБП и прерывания питания нагрузки). Под этим понимается, что пользователь сам может купить батареи и заменить старые. Если вы не исключаете этого, то следует обратить внимание на наличие у ИБП байпаса – возможности питания нагрузки отфильтрованным напряжением в обход основной схемы ИБП. Переход в этот режим происходит автоматически при возникновении неисправностей в узлах ИБП или вручную для проведения обслуживания, например той же замены батарей. Эта функция имеется у всех ИБП с двойным преобразованием напряжения, а также у некоторых линейно-интерактивных устройств.

О сетевых фильтрах

В силу разных причин не всем пользователям необходим ИБП для защиты от электропомех. В этом случае от некоторых неприятностей их сможет защитить сетевой фильтр-удлинитель.

Современные сетевые фильтры внешне очень похожи на обычные электроудлинители с тремя и более розетками. Они снабжаются выключателем и сигнальным индикатором. Длина кабеля удлинителя колеблется от 1,5 до 5 и более метров. Такие фильтры предназначены для защиты компьютерной техники от кратковременного увеличения напряжения (surge), высоковольтных всплесков (spike), а также от различных электромагнитных помех. Но эти устройства, к сожалению, совершенно бессильны перед такими неприятностями, как провалы напряжения (sag) и, тем более, его полное исчезновение (blackout): все ваши несохраненные данные будут бесследно потеряны.

Подключается сетевой фильтр точно так же, как обычный электроудлинитель: кабели питания от компьютера и монитора – к сетевому фильтру, а электрокабель от фильтра – в обычную розетку.

При наличии ИБП сетевой фильтр также желателен: пиковые импульсы в подобных электросетях иногда достигают просто-напросто чудовищных величин. Сетевой фильтр стоит значительно дешевле ИБП, и, если он выгорит, будет не так обидно, как при потере отнюдь не дешевого ИБП.

ИБП (UPS) On-line (непрерывного действия c двойным преобразованием)

Источники бесперебойного питания ИБП, действующие по схеме «on-line», в отличие от систем «off-line» и «line-interactive», дают вам уверенность, что у вас не будет перерывов в снабжении электропитанием, даже в случае его отсутствия в сети.

Для этого используется технология двойного преобразования питания, которая позволяет непрерывно преобразовывать переменный ток основной сети в постоянный ток (который используется для заряда батареи) прежде, чем быть поданным через инвертор для преобразования обратно в переменный ток для питания компьютера.

Это гарантирует отсутствие времени переключения при возникновении проблем с питанием от основной сети, а также обеспечивает компенсацию «просадок»(снижение напряжения на линии) – проблемы, с которой не могут справиться системы типа «off-line».

В большинстве случаев питание основной сети пропадает не вдруг, а в течение нескольких периодов. По мере падения напряжения «просадка» компенсируется батареей ИБП типа «on-line». Инвертор не обнаруживает различий даже в случае смешения напряжения батареи и постоянного тока, полученного от основной сети.

Если полностью прекратилась подача питания от основной сети, вся нагрузка переключается на работу от батареи. Что касается компьютера, то для него не происходит никаких изменений в подаче напряжения и синусоидальный сигнал на выходе постоянно синхронизирован с основной сетью.

В ИБП с действительным двойным преобразованием (технология «on-line») батарея постоянно подключена к шине постоянного тока через диод или аналогичное электронное устройство.

Определение того, что конкретно представляет собой источник бесперебойного питания (ИБП) типа «on-line», было широко распространено в промышленности. Однако многие производители не придерживаются этой тенденции и, хотя они могут применять двойное преобразование, но для связи батареи с блоком постоянного тока ИБП используют переключатель или реле. В случае потери напряжения может потребоваться несколько миллисекунд для реле при замыкании батареи на инвертор и это может вызвать значительные перепады выходного напряжения.

Источники бесперебойного питания ИБП, построенные по схеме On-Line имеют дополнительный режим работы By-pass («обход»). Байпас (By-Pass) 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 By-Pass автоматический и ручной (технический).

Автоматический By-Pass 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 By-Pass невозможно построение некоторых резервированных систем бесперебойного питания. При резервировании входы ИБП и By-pass должны быть раздельными. Вход основного ИБП питается от сети, а вход By-Pass от стоящего в горячем режиме резервного. В случае отказа основного ИБП он автоматически переключается в By-pass и нагрузка получает питание от резервного. Существуют и другие архитектуры систем бесперебойного питания, в которых необходимо наличие автоматического By-Pass.

Ручной By-pass необходим при ремонтах, регламентных работах, производимых с ИБП, для обеспечения непрерывности в питании нагрузки.

Стоимость аккумуляторов составляет 40-50% от стоимости источника бесперебойного питания 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».

Немаловажным достоинством качественных источников бесперебойного питания – On-line ИБП – является интелектуальное управление аккумуляторными батареями. Известно, что в аккумуляторной батарее постоянно протекают процессы саморазряда. Для их компенсации обычно в источниках бесперебойного питания ИБП осуществляют непрерывный подзаряд батареи малым током. Постоянно проходящий через батарею слабый ток вызывает изменения химического состава активных веществ, коррозию решетки и осыпание активной массы положительных пластин. Это приводит к необратимому падению емкости батарей, их срок службы сокращается, и реальное время батарейной поддержки уменьшается. В различных моделях ИБП реализуются алгоритмы управления зарядом батарей разной степени сложности. Наличие интелектуального режима управления аккумуляторными батареями гарантирует максимально щадящую их эксплуатацию и соответственно продление срока их службы.

Нагрузка, запитанная через источник бесперебойного питания 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 также единственной абсолютно надежной защитой от попыток считывания информации с компьютера путем анализа его обратного воздействия на электросеть.

Преимущества источников бесперебойного питания с двойным преобразованием (технология «on-line»):

— максимальная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов; помехи, генерируемые нагрузкой, не пропускаются обратно в сеть;

— полная стабилизация формы и величины выходного напряжения как при работе от сети, так и при работе от батарей; синусоидальная форма выходного напряжения;

— отсутствуют время переключения на батареи и любые переходные процессы при переключении.

Режимы работы ИБП c двойным преобразованием:

Сетевой режим – режим питания нагрузки энергией сети. При наличии сетевого напряжения в пределах допустимого отклонения и нагрузки, не превышающей максимально допустимую, ИБП работает в сетевом режиме. При этом режиме осуществляется:

• фильтрация импульсных и высокочастотных сетевых помех;

• преобразование энергии переменного тока сети в энергию постоянного тока с помощью выпрямителя и схемы коррекции коэффициента мощности;

• преобразование с помощью инвертора энергии постоянного тока в энергию переменного тока со стабильными параметрами;

• подзаряд АБ с помощью зарядного устройства.

Автономный режим – режим питания нагрузки энергией аккумуляторной батареи. При отклонении параметров сетевого напряжения за допустимые пределы или при полном пропадании сети ИБП мгновенно переходит на автономный режим питания нагрузки энергией аккумуляторной батареи (АБ) через повышающий преобразователь DC/DC и инвертор. При восстановлении напряжения сети ИБП автоматически перейдет в сетевой режим.

Режим Байпас – питание нагрузки напрямую от сети. Если в сетевом режиме происходит перегрузка или перегрев ИБП, а также, если один из узлов ИБП выходит из строя, то нагрузка автоматически переключается с выхода инвертора напрямую к сети. При снятии причин перехода в Байпас (перегрузки или перегрева) ИБП автоматически возвращается в нормальный сетевой режим с двойным преобразованием энергии. Отметим, что в режиме Байпас нагрузка не защищена от некачественного напряжения сети.




Схема режима работы By-pass

Режим заряда батареи возникает при наличии сетевого напряжения. Зарядное устройство обеспечивает заряд аккумуляторной батареи, независимо от того, включен ли инвертор или присутствует режим Байпас.

Режим автоматического перезапуска ИБП возникает при восстановлении сетевого напряжения, если до того ИБП работал в автономном режиме и был автоматически отключен внутренним сигналом во избежание недопустимого разряда батареи. После появления входного напряжения ИБП автоматически включится и перейдет на сетевой режим.

Режим холодного старта обеспечивает включение ИБП для работы в автономном режиме при отсутствие сетевого напряжения путем нажатия на кнопку включения инвертора.

Словарик ИБП

Аварийный источник питания – независимый резервный источник электрической энергии (ИБП или ДГУ), который при неисправности или отключении основного источника обеспечивает электропитание необходимого качества и необходимой мощности для продолжения работы оборудования пользователя.

Аварийный (автономный) режим работы ИБП (UPS) – режим, в котором электроснабжение оборудования обеспечивается за счет энергии, запасенной в аккумуляторной батарее ИБП.

Автоматический выключатель – защитный отключающий компонент, размыкающий цепь протекания тока при заранее заданной величине.

Аккумуляторная батарея ИБП (UPS) – источник энергии для ИБП (UPS) на случай отсутствия или неудовлетворительного качества питающей сети. Напряжение аккумуляторной батареи зависит от схемотехнических решений, выбранных производителем ИБП, при его проектировании. Обычно аккумуляторная батарея собирается из свинцово-кислотных герметичных необслуживаемых аккумуляторов, в случае особых требований используются никель-кадмиевые аккумуляторы. При длительном времени работы стоимость батареи ИБП начинает занимать значительную долю в стоимости системы, и тогда применяют ДГУ в комплекте с ИБП на малое время работы. Срок службы батареи колеблется от 3 до 10 лет в зависимости от типа примененных батарей и условий их эксплуатации.

Активная мощность (действующая мощность) – термин, используемый для описания произведения эффективного значения тока, напряжения и коэффициента мощности. Выражается в Ваттах (Вт) или Киловаттах (кВт). Физически представляет собой мощность, реально потребляемую оборудованием.

Активная нагрузка – нагрузка, у которой входной коэффициент мощности равен «1», примером может послужить лампочка накаливания или ИБП с коррекцией входного коэффициента мощности. Мощность такой нагрузки, измеренная в Ваттах (Вт) совпадает с мощностью в Вольт-амперах (ВА).

Ампер (А) или киловольтампер (кА) – единица измерения силы электрического тока. Ток равен одному Амперу при его протекании через проводник сопротивлением 1 Ом при приложенном напряжении 1 Вольт.

Байпас (By-pass) – понятие имеет 2 смысла:
Режим работы ИБП – в котором вход ИБП напрямую или через корректирующие и фильтрующие цепи соединен с выходом ИБП. В таком режиме ИБП практически не способен влиять на качество выходного напряжения. В режим байпаса ИБП переводят либо принудительно с панели управления, либо ИБП переходит в этот режим самостоятельно при перегрузке или неисправности.

Часть схемы ИБП – эта часть схемы обеспечивает работу режима байпас. Бывает электронной (статический байпас) и механической (сервисный байпас). Электронный байпас защищает нагрузку ИБП от перегрузки, а оборудование от отключения питания при аварии в ИБП. Механический байпас предназначен для отключения ИБП от сети при обслуживании без отключения защищаемого оборудования.

Бустер ИБП (UPS) – устройство, позволяющее повышать или понижать выходное напряжение за счет переключения обмоток автотрансформатора или за счет специфических схемотехнических решений. Применяется в линейно-интерактивных ИБП.

Ватт (Вт) или Киловатт (кВт) – единица измерения активной мощности. Электрически определяется как мощность, выделяемая в нагрузке при приложенном к ней напряжении 1 Вольт и силе тока в 1 Ампер.

Вольт (В) или Киловольт (кВ) – единица измерения напряжения.

Вольт-ампер (ВА) или Киловольт-ампер (кВА) – единица измерения полной мощности, определяется как произведение среднеквадратических (эффективных) значений напряжения и тока в цепи.

Время переключения ИБП (UPS) – время перехода ИБП в автономный режим и обратно. У аппаратов класса Off-line и Line-interactive составляет от 5 до 20 мсек, может вызывать сбои в подключенной нагрузке. В аппаратах класса Оn-line время переключения не существует (равно нулю).

Входное напряжение – напряжение, получаемое ИБП из внешней электросети от питающей подстанции или от дизель-генераторной установки (ДГУ).

Входной изолирующий трансформатор ИБП (UPS) – трансформатор, включаемый во входную цепь ИБП для обеспечения гальванической развязки его внутренних узлов и входной электросети. Применяется во избежание короткого замыкания цепей ИБП, комплектуемого негерметичной аккумуляторной батареей с жидким электролитом, если существует вероятность его утечки. Также применяется при необходимости гальванической развязки цепи By-pass.

Входной коэффициент мощности ИБП (UPS) – определяет, как ведут себя входные цепи ИБП по отношению к входной сети, т.е. какую нагрузку и с каким коэффициентом мощности представляет собой ИБП для питающей сети или ДГУ.

Входной номинальный ток ИБП (UPS) – среднеквадратичное значение тока, потребляемого ИБП при условии его 100%-ой загрузки.

Выпрямитель ИБП (UPS) – устройство, преобразующее переменный ток в постоянный. В современных ИБП выпрямитель также выполняет функцию коррекции входного коэффициента мощности ИБП.

Выходной коэффициент мощности ИБП (UPS) – определяет оборудование с какими коэффициентами мощности возможно подключать к данному ИБП, т.е. допустимое соотношение полной и активной мощности на выходе инвертора ИБП. Например, выходной коэффициент мощности 0,8 показывает, что к ИБП с полной мощностью 100 кВА можно подключить оборудование с активной мощностью не более 80 кВт с коэффициентом мощности 0,8 (полная мощность оборудования составит 100 кВА). Но оборудование 80 кВт с коэффициентом мощности 0,7 к такому ИБП подключить уже не удастся, потому что его полная мощность составит 114 кВА.

Выходной изолирующий трансформатор ИБП (UPS) – трансформатор, включаемый в выходную цепь ИБП для обеспечения гальванической развязки между ИБП и его нагрузкой. В трехфазных системах применяется трансформатор «треугольник-звезда». Он образует выходную нейтраль нагрузки, изолированную от входной нейтрали ИБП.

Выходной номинальный ток ИБП (UPS) – среднеквадратичное значение тока, которое могут обеспечить выходные цепи ИБП при условии их 100%-ой загрузки в кВА с нормированным коэффициентом мощности и при номинальном значении выходного напряжения.

Выходное напряжение ИБП (UPS) – напряжение, обеспечиваемое выходными цепями ИБП для питания защищаемого оборудования. Обычно имеется возможность пользователю самостоятельно выбирать величину выходного напряжения из ряда – 220, 230, 240 Вольт.

Генератор – общее название устройств для генерирования электрического напряжения или тока, или какой-либо другой энергии.

Герц (Гц) – см. Частота.

Дельта преобразование – принцип дельта преобразования. Принцип такого преобразования заключаются в том, что двойному преобразованию в ИБП (UPS) подвергается не вся энергия, потребляемая от сети, а только ее часть (до 15%), необходимая для поддержания стабильного выходного напряжения (отсюда и такое название принципа), а это ведет к уменьшению потерь и естественно повышению КПД. Кроме этого значительно повышается входной коэффициент мощности ИБП.

Децибел акустический (дБА) – единица измерения уровня шума с наложенным на измеритель фильтром, учитывающим особенность восприятия шума слуховым аппаратом человека (нелинейность частотной характеристики уха). В дБА обычно измеряются шумовые характеристики ИБП (UPS).

Диапазон входного напряжения ИБП (UPS) – верхний и нижний пороги входного напряжения, при которых ИБП переходит на питание от аккумуляторной батареи. Чем шире этот диапазон, тем меньше ИБП переходит на батарею, сохраняя ее емкость и, в конечном счете, срок службы.

Диапазон частот ИБП (UPS) – допустимое отклонение входной или выходной частоты ИБП / UPS от номинального значения в установившемся состоянии.

Динамическая нестабильность выходного напряжения ИБП (UPS) – нестабильность значения выходного напряжения при скачкообразном изменении значения нагрузки на выходе ИБП (обычно данные приводятся при изменении мощности нагрузки от 0 до 100% и от 100% до 0). Чем ниже это значение, тем выше динамические характеристики ИБП.

Дрейф частоты – дрейф частоты это постепенное увеличение или уменьшение ее среднего значения при постоянной нагрузке.

Емкость аккумулятора – способность накапливать и отдавать электроэнергию постоянного тока, определяет время автономной работы ИБП. Измеряется в Ампер-часах или Ватт-часах. В случае относительно быстрого разряда аккумулятора применяется более удобное понятие – мощность отдаваемая батареей при разряде до определенного порогового значения напряжения за определенный период времени.

Инвертор ИБП (UPS) – часть схемы ИБП, которая служит для преобразования постоянного напряжения батареи в переменное напряжение на выходе источника. В ИБП класса Off-line инвертор работает только в автономном режиме ИБП и формирует ступенчатую аппроксимацию синусоиды. В ИБП класса Оn-line инвертор вырабатывает на выходе практически идеальную синусоиду и работает в любом режиме (кроме Bypass), получая на свой вход в автономном режиме питание от аккумуляторов, а в нормальном режиме — от входной сети после выпрямления и стабилизации входного переменного напряжения

Индуктивность (L) – любое устройство, в состав деталей которого входит железо, имеет некоторое количество магнитной инерции. Эта инерция препятствует любым изменениям тока. Характеристика контура, которая вызывает эту магнитную инерцию, известна под названием самоиндуктивность. Она измеряется в Генри и обозначается как L.

Источник бесперебойного питания, ИБП, UPS – устройство, поддерживающее заданное качество выходного напряжения при наличии неполадок во входном напряжении за счет использования энергии аккумуляторных батарей (пропадание, искажения формы, отклонения номинала и т.д.). ИБП с двойным преобразованием On-Line класса VFI-SS-111 обеспечивают защиту от любых неполадок питающей энергосети.

Заземление (земля) – выравнивание потенциалов металлических поверхностей оборудования с потенциалом земли (нулевым) для обеспечения безопасности обслуживающего персонала, обеспечивается с помощью заземляющего проводника. Также служит для подавления синфазной помехи по фазному и нейтральному питающим проводникам. Правила выполнения заземления строго регламентируются в нормативной документации

Зарядное устройство ИБП (UPS) – часть ИБП, которая обеспечивает поддержание аккумуляторной батареи в заряженном состоянии. В современных ИБП зарядное устройство работает по сложному алгоритму, обеспечивающим максимальный срок эксплуатации аккумуляторной батареи ИБП, при условии рекомендованного диапазона температуры окружающей среды, и быстрый термокомпенсированный заряд

кВА (Киловольтамперы) – полная мощность оборудования, характеризует токи, например, текущие по проводам между ИБП и нагрузкой. ПО ПОЛНОЙ МОЩНОСТИ с необходимым запасом 10-20% выбирается мощность ИБП.

кВт (Киловатты) – активная мощность оборудования, характеризует мощность, потребляемую нагрузкой. Исходя из активной мощности, в сочетании с необходимым временем работы выбирается емкость внешней батареи ИБП.

Коэффициент мощности – числовое значение, определяющее соотношение между активной мощностью и полной мощностью потребляемой оборудованием. В случае линейных напряжений и токов, протекающих в цепях, коэффициент мощности совпадает с косинусом Фи (cos φ). В случае единичного коэффициента мощности ток и напряжение совпадают по фазе и оборудование потребляет только активную мощность – это идеальный вариант, поскольку за низкое значение коэффициента мощности на предприятие может быть наложен штраф. В применении к ИБП бывает входной коэффициент мощности и выходной коэффициент мощности.

Короткое замыкание – режим, при котором сопротивление нагрузки приближается к нулю. Ток в цепи в этом случае ограничивается выходным сопротивлением питающей сети и сопротивлением питающих проводников. В случае короткого замыкания на выходе ИБП ток ограничивается выходным инвертором ИБП или его выходным трансформатором. На практике токов короткого замыкания никогда не достигают, поскольку в цепях устанавливаются предохранители или автоматические размыкатели цепи.

Коэффициент нелинейных искажений (КНИ или коэффициент несинусоидальности) – определяет веса высших гармоник переменного напряжения по отношению к основной гармонике. Чем КНИ меньше, тем ближе форма напряжения к чистой синусоиде. Например, синусоидальная форма сигнала (КНИ = 0), форма сигнала отлична от синусоидальной, но искажения не заметны на глаз (КНИ < 3%), отклонение формы сигнала от синусоидальной заметно на глаз (КНИ>5%), сигнал имеет трапецеидальную или ступенчатую форму (КНИ < 21 %), сигнал имеет прямоугольную форму (КНИ = 43 %).

КНИ входного тока ИБП (UPS) – характеризует отклонения формы входного тока ИБП от синусоидальной. Чем больше значение этого параметра, тем хуже это для оборудования, подключенного к той же питающей сети и самой сети, в этом случае ухудшается электромагнитная совместимость, увеличивается нагрев проводов и т. д., кроме того, этот параметр напрямую влияет на запас по мощности ДГУ при согласовании ее работы с ИБП.

КНИ выходного напряжения ИБП (UPS) – характеризует отклонения формы выходного напряжения от синусоидальной, обычно приводится для линейной (двигатели, некоторые виды осветительных приборов) и нелинейной нагрузки. Чем выше это значение, тем хуже качество выходного напряжения ИБП.

КПД (эффективность) ИБП (UPS) – параметр, который характеризует потери мощности в ИБП, рассчитывается как отношение мощности ИБП отдаваемой в нагрузку (в кВт), к мощности ИБП потребляемой из питающей сети (в кВт). Чем выше это число, тем меньше потери мощности и расходы.

Крест-фактор (Crest Factor) ИБП (UPS) в русской терминологии коэффициент амплитуды – показатель, характеризующий способность ИБП питать нелинейную нагрузку, потребляющую импульсный ток. Определяется как отношение максимальной амплитуды импульсного тока в нелинейной нагрузке к амплитуде тока гармонической формы при эквивалентной потребляемой мощности.

Критичная нагрузка – оборудование, функционирование которого влияет на непрерывный технологический процесс или бизнес-процессы, простой такого оборудования или нарушение функционирования которого в результате сбоя электроснабжения может привести к финансовым или другим потерям.

Линейная нагрузка – нагрузка, в которой ток и напряжение связаны между собой линейным законом, например: нагреватели, электролампы, электродвигатели и т.д.

Мощность – скорость выполнения работы или энергия в единицу времени. Механическая мощность часто измеряется в лошадиных силах, а электрическая – в киловаттах.

Мощность ИБП (UPS) – мощность, которую может обеспечить ИБП для питания нагрузки. Различают полную (S) и активную (Р) мощности. Для большинства компьютерных нагрузок они связаны между собой примерным соотношением S [ВА]= 1,4 * Р [Вт].

Мягкий старт ИБП (UPS) – дополнительный способ улучшения совместимости ИБП и его питающей сети. При переключении ИБП из режима работы от батарей в режим работы от входной сети, нет «удара» по ней в момент переключения, нагрузка передается плавно. Чем больше значение времени, в течение которого возможна передача нагрузки на входную сеть, тем меньше это вызывает в ней «возмущений» и тем лучше для оборудования, подключенного к этой сети. Это свойство ИБП напрямую влияет на запас по мощности ДГУ при согласовании ее работы с ИБП.

Нагрузка – сумма мощностей единиц оборудования, подключенных к ИБП.

Нелинейная нагрузка – нагрузка (оборудование), в которой ток и напряжение связаны между собой нелинейным законом (компьютер, монитор…), т.е. любая цепь, в которой присутствуют полупроводниковые элементы.

Нейтраль – один из проводников, условно считающийся обратным в пятипроводной, четырехпроводной или трехпроводной системе переменных токов. Потенциал этого проводника близок к потенциалу заземляющего проводника. В трехфазных сетях (пяти или четырехпроводных) с нелинейной нагрузкой, даже при условии равномерной загрузки всех трех фаз на нейтральный провод ложиться повышенная токовая нагрузка. Теоретически максимальный ток через нейтральный проводник может в 1,7 раза превышать ток в фазном проводнике.

Неполадки в электросети – любые отклонения параметров питающего напряжения от установленных стандартами значений. Качество электрической энергии в Украине нормируется в ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» и определяет номиналы и допустимые отклонения следующих параметров электросети:

— питающее напряжение сети – 220 В с предельно допустимым отклонением ±10%;

— частота напряжения питающей сети – 50 Гц с предельно допустимым отклонением ±0,4 Гц;

— КНИ питающего напряжения – менее 8% в течение длительного промежутка времени и менее 12% кратковременно.

Основные неполадки сетевого питания:

— полное пропадание напряжения в сети (авария в сети);

— долговременные и кратковременные проседания и всплески напряжения;

— высоковольтные импульсные помехи;

— высокочастотный шум;

— отклонение частоты за пределы допустимых значений.

Наиболее распространенным видом неполадок в больших городах являются долговременные проседания напряжения, а в сельской местности к ним добавляются аварии в электросети и высоковольтные импульсные помехи.

Непрерывная подзарядка – режим заряда батареи, при котором батарея ИБП всегда находится под напряжением плавающего заряда (Floating Charge). Такой режим заряда, неоптимален для батареи, поскольку вызывает прохождение постоянного тока через батарею, ускоряя ее деградацию.

Нормальный режим работы ИБП (UPS) – режим работы ИБП, при котором нагрузка питается за счет энергии, отбираемой из электросети, а аккумуляторные батареи отключены или подзаряжаются.

Номинальное входное напряжение ИБП (UPS) – это напряжение, на величину которого рассчитаны все параметры ИБП.

Номинальное выходное напряжение ИБП (UPS) – это напряжение, на формирование которого рассчитаны все узлы ИБП.

Номинальная выходная мощность ИБП (UPS) – значение полной и активной мощностей оборудования, которое ИБП, определенной модели, может сколь угодно долго обеспечивать качественным, нормированным по всем параметрам напряжением

Номинальная входная мощность ИБП (UPS) – значение полной и активной мощностей ИБП, которое ИБП определенной модели может потреблять из питающей сети для обеспечения питания нормированным по всем параметрам напряжением номинальной нагрузки сколь угодно долго.

Номинальный ток – номинальный непрерывный ток установки или аппаратуры определяет среднеквадратичное значение переменного тока или величину постоянного тока в Амперах, которое может поддерживаться при нормальном режиме работы без превышения установленных пределов температуры.

Номинальная частота ИБП (UPS) – частота входного или выходного напряжения ИБП, на которое рассчитан агрегат. Нередко ИБП имеет возможность работы в режиме преобразователя частоты, например входной частоты 50 Гц в выходную частоту 60 или 400 Гц.

Однофазная нагрузка – нагрузка или источник переменного тока, обычно имеющие три входных или три выходных клеммы, соответственно. Три клеммы – для подключения фазного, нейтрального и заземляющего проводников.

Однофазные и трехфазные ИБП (UPS) (1ф и 3ф) – ИБП по конфигурации фаз входов и выходов различаются на три вида: однофазный вход – однофазный выход (1:1 или 1ф / 1ф), трехфазный вход – однофазный выход (3:1 или 3ф / 1ф), трехфазный вход – трехфазный выход (3:3 или 3ф / 3ф).

Параллельное резервирование, наращивание мощности системы ИБП – способ построения системы бесперебойного электроснабжения (СБЭ), целью которого является либо повышение надежности (резервирование), либо увеличение общей выходной мощности СБЭ (масштабирование). Достигается параллельным соединением нескольких ИБП с объединением их входов и выходов. Работоспособность такой системы обеспечивается специальной схемой синхронизации фаз выходного напряжения. В случае аппаратного резервирования при исправности всех соединенных параллельно ИБП нагрузка равномерно распределяется между ними, а в случае выхода из строя одного из источников — перераспределяется между исправными, неисправный ИБП отключается от системы. У различных производителей отличаются алгоритмы управления и протоколы обмены информацией в параллельной системе. Например, ENEL применяет алгоритм управления, которому для работы не нужно обмена информацией о частоте и загрузке между ИБП в системе. Уникальность решения состоит в том, что обмена информацией между ИБП не происходит, распределение мощности нагрузки и подстройка частоты производится каждым ИБП самостоятельно.

Полная мощность (кажущаяся мощность) (кВА, ВА) – термин, используемый в случае, когда ток и напряжение находятся в разных фазах или имеют несинусоидальную форму, что обуславливает протекание реактивных (излишних) составляющих токов в цепях. В результате говорят о кажущейся мощности и выражают ее в Вольт-амперах (ВА) или Киловольтамперах (кВА).

Период – время, в течение которого происходит полное изменение переменного тока или напряжения от нуля до положительного максимума, нуля, отрицательного максимума и снова до нуля. Количество периодов в секунду представляет собой частоту, величина которой выражается в Герцах (Гц). Для сети с частотой 50 Гц период составляет 20 мсек.

Переменный ток – электрический ток, который периодически изменяет свое направление и амплитудное значение при протекании через проводник или контур. Величина переменного тока растет от нуля до максимального значения, затем возвращается к нулю, а далее происходит то же самое в противоположном направлении. Одно полное изменение происходит за один период или 360 градусов. В случае переменного тока с частотой 50 Герц изменение направления тока происходит 50 раз в секунду.

Последовательное резервирование – способ построения системы бесперебойного электроснабжения (СБЭ), целью которого является повышение надежности системы электроснабжения критичного оборудования путем последовательного соединения нескольких ИБП, один из которых является основным, а другие — резервными. Для соединения по такой схеме каждый ИБП должен иметь отдельный вход цепи выпрямителя и цепи Bypass. В то время как основной ИБП питает нагрузку, резервные источники работают в холостом режиме, потребляя минимальную мощность. При обнаружении признаков неисправности внутренних узлов основной ИБП переключается в режим Bypass, и всю нагрузку берет на себя следующий по схеме резервный источник, который питает оборудование через цепь байпаса основного ИБП.

Постоянный ток – электрический ток, который течет только в одном направлении при данном напряжении. Величина постоянного тока обычно неизменна для конкретной нагрузки.

Рабочая станция – любой сетевой компьютер, не являющийся сервером.

Реактивность – присутствует при наличии в цепи индуктивности и/или емкости.

Резервирование ИБП (UPS) – методы построения системы бесперебойного электроснабжения, направленные на обеспечение бесперебойного электроснабжения защищаемого оборудования даже при неисправности ИБП или какой-либо его функциональной части. ИБП может иметь резервированные внутренние блоки (модульный ИБП) или резервирование достигается благодаря использованию нескольких ИБП, включаемых параллельно или последовательно.

Режим By-pass – только для ИБП On-line класса VFI. В этом режиме нагрузка питается непосредственно от сети отфильтрованным и защищенным от выбросов напряжением. Позволяет повысить надежность и избежать применения ИБП большей, чем это необходимо, мощности.

Сервер – сетевой компьютер, имеющий ресурсы, которыми могут пользоваться другие компьютеры и/или выполняющий специализированные функции.

Сетевой адаптер – устройство, позволяющее компьютеру или какому-либо другому устройству подсоединиться к ЛВС.

Система бесперебойного питания (СБП) – обеспечивает электроснабжение оборудования напряжением с нормированными параметрами при полном отсутствии напряжения в питающей электросети или недопустимо высоком отклонении параметров сетевого напряжения от номинальных значений (см. «Неполадки в сети»). Различают два основных типа СБП: источники бесперебойного питания (ИБП) и генераторные установки (ДГУ и БГУ).

Срок эксплуатации – обычно имеется ввиду срок службы аккумуляторной батареи, который сильно зависит от температуры окружающей среды, количества и глубины разрядов батареи, режима заряда батареи.

Стабилизация (напряжения и др.) – способность поддерживать какую-либо величину как можно ближе к номинальному значению.

Статическая нестабильность выходного напряжения ИБП (UPS) – отношение отклонения выходного напряжения от номинального к величине номинального значения при медленных изменениях входного напряжения или величины нагрузки на ИБП. Чем ниже это значение, тем выше качество стабилизации выходного напряжения.

Сухие контакты ИБП (UPS) – контакты интерфейсного разъема ИБП, которые физически замыкаются или размыкаются в зависимости от состояния ИБП, т.е. изменяют свое сопротивление от бесконечности до нуля. Реализуется на реле, имеет также название AS400.

Температура окружающей среды – температура среды, в которой функционирует оборудование, в частности ИБП или СБП. Может выражаться в градусах Цельсия или Фаренгейта.

Термокомпенсированный заряд батареи ИБП (UPS) – необходим для компенсации влияния температуры окружающей среды. Любое изменение температуры окружающей среды в том месте, где находятся батареи ИБП, должно приводить к изменению напряжения заряда батареи. Если этого не происходит, то батарея может оказаться перезаряженной или недозаряженной

Ток (I) – сила потока электричества. Постоянный ток течет от отрицательного полюса к положительному. Переменный ток меняет свое направление. Теоретически при расчете тока и мощности общепризнано направление от положительного полюса к отрицательному. Измеряется в Амперах.

Фаза – один из проводников в питающей сети. Потенциал этого проводника меняется с частотой 50 Гц относительно нейтрального проводника. В трехфазной питающей сети форма напряжения каждой фазы представляет собой синусоиду, сдвинутую на 120° относительно других фаз.

Фильтр ИБП (UPS) – часть схемы, которая служит для подавления помех, проникающих из сети в ИБП и из ИБП в сеть. Для дополнительного уменьшения искажений входного тока применяется дополнительный фильтр.

THD-фильтр – устанавливается во входной цепи ИБП для уменьшения ее влияния на форму напряжения в питающей электросети при использовании в ИБП обычных выпрямителей. Современные ИБП, оборудованные входными выпрямителями с малым КНИ входного тока, в дополнительных фильтрах не нуждаются.

Фильтрация напряжения – очищение или выделение основной кривой, в частности, синусоиды на фоне шумов и различных помех, измеряется в дБ.

Холодный старт ИБП (UPS) – способность ИБП включаться и обеспечивать питанием критичную нагрузку при отсутствии входного напряжения в питающей сети, получая электроэнергию от аккумуляторной батареи.

Частота напряжения – количество циклов изменения знака (полных периодов) напряжения или тока за 1 секунду. Измеряется в Герцах (Гц). Частота напряжения 50 Гц означает, что напряжение меняет свой знак 50 раз в секунду.

Электромагнитная совместимость – свойство оборудования не создавать помех работе другого оборудования.

Все источники бесперебойного питания (ИБП) отличаются друг от друга степенью надежности и качеством электроэнергии подаваемой к электроприемникам. В связи с этим у любого покупателя встает вопрос: — «Какой ИБП подойдет для решения именно моих задач?».

Несколько десятилетий назад, когда подобные устройства только начинали создаваться, этим же вопросом задались и инженеры международной электротехнической комиссии. И вот в 1986 году был разработан стандарт МЭК IEC 60146-4, в котором было решено, все существующие ИБП разделить три группы (типа):

• Off-Line;
• Line-Interactive;
• On-Line.

ИБП каждой группы имеют свои конструктивные отличия, которые как раз и определяют качество основных выходных параметров, а следовательно и надежность электроснабжения.

К основным выходным параметрам относятся:

• диапазон входного напряжения и частоты;
• форма и величина выходного напряжения;
• время переключения с основного питания (от сети электроснабжения) на аккумулятор и обратно;
• время автономной работы, мощность.

Рассмотрим каждый тип ИБП поподробнее.

ИБП типа Off-Line

Источники бесперебойного питания типа Off-Line, в стандарте определены как пассивные и, по сути, являются источниками резервного действия. Такое определение они получили потому, что при работе в штатном режиме питание на потребители подается непосредственно из сети электроснабжения, а при возникновении определенных неудовлетворительных условий, переключаются на аккумулятор.

Рис. 1. Архитектура ИБП типа Off-Line

ИБП состоит из двух параллельных ветвей:

• основной (фильтр-нагрузка);
• резервной (выпрямитель-аккумулятор-инвертор-нагрузка).

Как видно из рисунка основная цепь содержит фильтр. Он исключает попадание больших «скачков» напряжения и высокочастотных помех к потребителям. При изменении напряжения сети больше установленного минимального или максимального значения, выходное питание переключается на резервную цепь. Однако нужно сказать, что не все резервные источники переходят в батарейный режим при превышении максимального значения напряжения, а попросту отключаются.

Минимальное и максимальное значение есть не что иное, как диапазон входного напряжения. В идеале, дабы не подвергать риску выхода из строя запитываемые потребители, диапазон входных напряжений должен находится в пределах ±10 % от номинального напряжения сети, то есть 198-242 В. Но обычно производители завышают его до ±20-25% (165-176 В и 264-275 В), что не очень хорошо. При таких напряжениях многая техника либо не будет работать, либо выйдет из строя.

Время переключения с основной цепи на резервную для таких устройств колеблется в пределах 4-15 мс. Учитывая, что все современное электронное оборудование (такое как компьютеры, телевизоры, радиоприемники) имеет импульсные блоки питания способные продолжать работу при отключении питания до 10-20 мс, то переключение происходит незаметно.

После переключения на резервную цепь, нагрузка начинает получать питание от аккумулятора через инвертор (устройство, преобразующее постоянное напряжение в переменное).

Основными недостатками резервных ИБП являются:

• отсутствие защиты потребителей от глубоких провалов и повышений напряжения сети электроснабжения, а также изменения значения его частоты и формы кривой;
• большая несинусоидальность формы выходного напряжения при работе от аккумулятора;
• узкий диапазон входных напряжений обуславливает частые переключения питания нагрузки с основной ветви на резервную. По этой причине аккумуляторная батарея ИБП находится в недозаряженном состоянии.

Таким образом, ИБП Off-Line рекомендуется использовать в качестве резервного источника питания, в сети с редкими и незначительными отклонениями напряжения, для оборудования имеющего импульсные блоки питания (например, домашних персональных компьютеров, телевизоров и другой электронной бытовой техники).

ИБП типа Line-Interactive

Архитектура источников бесперебойного питания линейно-интерактивного типа (Line-Interactive) очень похожа на архитектуру ИБП типа Off-Line. Отличие состоит в том, что в основную ветвь питания установлен трансформатор с переключающимися обмотками (автотрансформатор).

Рис. 2. Архитектура ИБП типа Line-Interactive

Как и в случае с ИБП типа Off-Line, при нормальной работе (когда напряжение сети не превышает максимального или минимального значения), напряжение на нагрузку подается по основной цепи (трансформатор-фильтр-нагрузка). Переключение на резервное питание происходит лишь в случае нарушения данного условия, например, при 150 или 270 В. При значениях напряжения, находящихся внутри этого диапазона, работает автотрансформатор.

Значения напряжений, при которых обмотки автотрансформатора будут переключаться, зависит от числа отпаек во вторичной обмотке. Иначе отпайки еще называю ступенями. Чем больше число ступеней, тем чаще будут происходить переключения, и тем точнее будет поддерживаться напряжение на выходе ИБП. К примеру, если диапазон входного напряжения равен 270 – 150 = 120 В, а число ступеней – 3, то переключение будет происходить каждые 30 В, то есть при входных напряжениях равных 180, 210 и 240 В. При 150 и 270 В ИБП переключится на аккумуляторное питание. В результате таких переключений на выходе всегда будет поддерживаться напряжение210-240 В (что укладывается в диапазон ±10% указанный в ГОСТ 32144-2013), а при аккумуляторном питании (через инвертор) – 220 В. Но все же это не самый хороший показатель качества регулирования. Желательно чтобы напряжение на выходе ИБП изменялось хотя бы в пределах ±5%, от 209 до 231 В.

Существует еще одна особенность, отличающая интерактивные ИБП от резервных. Автотрансформатор имеет ферритовый сердечник, обладающий нелинейной характеристикой намагничивания. Благодаря этому происходит сглаживание «скачков» сетевого напряжения, что является положительным моментом. Однако высокое выходное сопротивление может послужить причиной несрабатывания защитных предохранителей на подключенных к источнику электроприборах и их последующему выходу из строя.

К положительным сторонам ИБП, кроме регулирования сетевого напряжения, можно также отнести:

• широкий диапазон входных напряжений – от 80 до 290 В;
• малое время переключения с режима на режим – 2 мс;
• повышенный срок службы аккумуляторной батареи, вследствие редких переходов с одного режима на другой.

Линейно-интерактивные ИБП найдут применение для защиты отдельных электронно-вычислительных машин или их групп, питаемых от сети электроснабжения с частыми, значительными перепадами и «скачками» напряжения. К ним можно подключать и бытовую электронную технику (телевизоры, радиоприемники, холодильники, микроволновые печи и т.п.).

ИБП типа On-Line

На основе технологии On-Line строятся самые надежные типы ИБП. Основной цепью, через которую осуществляется питание электроприемников, является именно та, которая содержит выпрямитель и инвертор. Поэтому ИБП онлайн типа преобразует 100% поступающей к нему электроэнергии. Переменное напряжение сети сначала преобразуется в постоянное, а затем обратно в переменное. При этом формируется синусоида практически идеально формы.

Рис. 3. Архитектура ИБП типа On-Line

Глядя на архитектуру ИБП (рис. 3) становится понятным, почему многие его называют двухконтурным. Первым контуром является выпрямитель, вторым – инвертор. Выпрямитель во многих ИБП выполнен из двух блоков. В первом происходит преобразование переменного напряжения в постоянное (выпрямление). Во втором, уменьшается величина выпрямленного напряжения и его последующая стабилизация.

При удовлетворительном качестве входного напряжения инвертор питается от выпрямителя. Как только значение входного напряжения или частоты выходит за рамки минимального или максимального значения, к цепи питания инвертора вместо выпрямителя подключается аккумуляторная батарея.

Источники типа On-Line обеспечивают очень большую точность поддержания выходного напряжения (в пределах ±1-3%), даже при значительных изменениях входного (от 80 до 280 В). Кроме того, для таких источников не важна даже правильность формы синусоиды входного (сетевого) напряжения. Можно сказать, что на входе просто должно присутствовать хоть какое-то напряжение, чтобы было что регулировать.

Наличие в источниках цепи «Bypass» (обходного режима) позволяет подключать нагрузку непосредственно к сети электроснабжения. Ручной режим включения «Bypass» может использоваться при горячей замене аккумуляторных батарей и при проведении регламентных работ. Автоматический режим «Bypass» необходим для разгрузки основной питающей цепи при резком увеличении тока выше номинального, например, при запуске электродвигателей.

К недостаткам ИБП типа On-Line можно отнести низкий КПД (85-90%) и высокую стоимость по сравнению с другими рассмотренными архитектурами. Однако эти недостатки уравниваются выполняемыми задачами.

Двухконтурные ИБП следует использовать в сетях с нестабильной синусоидой, частыми перепадами и «скачками» напряжения, с изменяющейся частотой. Это самые надежные ИБП способные обеспечить стабильную работу ответственного оборудования, выход из строя которого, может повлечь за собой большие финансовые потери и угрозу жизни людей (например, котельного и медицинского оборудования, информационных вычислительных комплексов).