Источники бесперебойного питания – аспекты и направления использования
Источником бесперебойного питания является устройство, которое корректирует нестабильные параметры электросети, и обеспечивает подачу напряжения со стабильными параметрами, а также позволяет исключить появление сбоев программного обеспечения при резком отключении питания.
Зачастую такие устройства используются с компьютерной техникой. Сегодня их можно встретить практически в любом офисе, ведь с их применением работа оборудования будет защищена от сбоев.
Но, в целом, спектр направлений использования источников бесперебойного питания не ограничивается привычным бытовым и офисным оборудованием – они могут использоваться во многих случаях с различным оборудованием, когда необходимо обеспечить подачу стабильного напряжения, а также уберечь применяемое устройство от внезапного выключения вследствие отключения питания.
При этом, источник бесперебойного питания не будет являться основным источником подачи напряжения – роль его будет вспомогательной, и обеспечивать питания электроприбора данное устройство будет именно в случае возникновения неполадок в электросети. При отключении питания, ИБП обеспечит работу электроприбора в промежутке некоторого времени (в большинстве моделей ИБП – до 15-20 мин). Это позволит, в случае необходимости, выполнить его выключение в нормальном пользовательском режиме, и избежать появления неполадок.
Широкое применение ИБП получили также в сфере отопления, а именно, для обеспечения резервного питания сетей электрических и газовых котлов.
Отопление – это процесс, который обеспечивает комфортные условия для человека в холодное время года. А потому, чтобы обогрев помещения выполнялся эффективно, следует обеспечить исправную и бесперебойную работу отопительного оборудования. Электрические котлы на сегодняшний день достаточно широко используются в отопительных системах (что объясняется простотой и удобством их применения). Для их продолжительной и эффективной работы также следует обеспечить подачу стабильного напряжения.
Появление перепадов параметров электросети может негативно повлиять на работоспособность котла, а пропадание напряжения – и вовсе вывести его из строя. Даже при сохранении работоспособности котла, отключение его на некоторое время (вследствие отсутствия питания) нарушит условия комфорта в доме. Потому, применение ИБП совместно с котлами является тем самым решением, которое предоставит уверенность в долговечной и бесперебойной работе отопительного оборудования, и таким образом поможет обеспечить необходимые условия для пользователя.
Неполадки в сети электропитания, при которых актуально применение ИБП
- Аварийное отключение напряжения электросети;
- Резкие импульсные помехи с увеличением уровня напряжения до 6 кВ, со временем продолжительности 10-100 мс;
- Возрастание и понижение уровня напряжения на длительное или короткое время;
- Шум высокочастотного характера (наличие помех, которые передаются в сети);
- Отклонение рабочей частоты питания, превышающее 3 Гц.
Элементы схем и принцип работы
Основным элементом ИБП, который обеспечивает выполнение главной его функции – накопление энергии для резервной подачи – является аккумуляторная батарея.
Работа устройства контролируется при помощи электросхемы.
После включения ИБП в сеть электропитания, выполняется зарядка аккумуляторных батарей, при помощи зарядного устройства, которое включено в комплектацию. Блок бесперебойного питания, после зарядки батареи, продолжает работать в обычном режиме, выполняет передачу напряжения со стабильными параметрами с той же используемой электросети. После отключения питания, ИБП начинает работать в автономном режиме, передавая накопленную энергию из батарей на питание электроприбору. Таким образом, предварительная зарядка позволяет обеспечить возможность быстрого и плавного перехода устройства на режим работы от ИБП, а также продлить временной промежуток работы в автономном режиме питания.
Дополнительное удобство состоит в том, что время работы в таком режиме можно продлить – для этого стоит оснастить ИБП дополнительным аккумулятором.
Количество дополнительных аккумуляторов, которые можно подключать, зависит от конкретной модели устройства.
Также, конструкция источников бесперебойного питания, в зависимости о его типа, включает дополнительные схемы и элементы:
- Обходной контур, или байпас (Bypass) — режим, при котором подача стабилизированного напряжения выполняется по контуру, который является ободным относительно основной рабочей схемы ИБП. Данный режим в основном запускается автоматически, в случае возникновения перегрузок мощности, что позволяет выполнить ее компенсацию. Также возможно включение байпаса вручную, что является актуальным в тех случаях, когда необходимо выполнить профилактическое обслуживание ИБП, или замену его элементов, не отключая при этом нагрузку. Режим присутствует в ИБП со схемой online (двойное преобразование), а в ИБП со схемой line-interactive (интерактивные) он реализуется в стандартном режиме работы «от сети»;
- «Бустер» (Booster) — представляет собой автоматический регулятор напряжения ступенчатого режима работы, работающий с применением автотрансформатора. Благодаря нему обеспечивается «подстраивание» схемы работы ИБП под воздействия высокого уровня повышения и понижения напряжения, что в итоге позволяет использовать максимум времени работы, без перехода на аккумуляторную батарею. Бустер актуален для интерактивных источников бесперебойного питания. Большинство ИБП оснащены бустером повышения, но также существуют модели, в которых он выполняет одновременно и повышение, и понижение параметров.
- Инвертор — элемент, выполняющий преобразование напряжения из постоянного в переменное, и наоборот. В основе работы инвертора может лежать одна из действующих схем преобразования (пошаговая аппроксимация, широтно-импульсная модуляция, импульсно-плотностная модуляция, прямоугольная форма).
Классификация ИБП выполняется, в зависимости от схемы, применяемой для стабилизации параметров напряжения и предоставления питания электроприборам. Исходя из того, по какой схеме работает ИБП, различают три основных типа данных устройств.
Типы источников бесперебойного питания
Тип ИБП
|
Схема работы
|
Особенности и принцип работы
|
Возможность корректировки напряжения в нормальном режиме работы
|
Возможность корректировки частоты в нормальном режиме работы
|
Форма сигнала на выходе
|
Время переключения питания на АКБ, мс
|
Преимущества
|
|
Резервный
|
Off-Line, Standby
|
В режиме нормальной работы осуществляют питание подключенного электроприбора напрямую от первично используемой электросети. Подаваемое на выход напряжение предварительно проходит фильтрацию от высоковольтных импульсов и электромагнитных помех при помощи пассивных фильтров. В случае пропадания напряжения, или выходу его параметров за границы нормированного, выполняется автоматическое переключение питания на аккумуляторы. Как только показатель напряжения достигнет нормы – схема переключает питание обратно на первичную сеть.
|
Отсутствует
|
Отсутствует
|
Синусоидальная
|
4-12
|
Высокий показатель КПД, комфортная бесшумная работа, минимальное выделение тепла
|
|
Интерактивный
|
Line-Interactive
|
Работают так же, как и резервные, но в качестве дополнения имеют на входе бустер – ступенчатый стабилизатор с применением автотрансформатора, регулирующий напряжение на выходе. Фильтрация переменного напряжения на входе выполняется пассивными фильтрами. При пропадании напряжения ИБП переходит на питание от инвертора, аналогично предыдущему.
Процент КПД составляет 80-95%.
|
Есть
|
Отсутствует
|
Синусоидальная, прямоугольная, трапецеидальная
|
4-8
|
Высокий показатель КПД, комфортная бесшумная работа, невысокая стоимость
|
|
Двойного преобразования
|
Online
|
В основе работы применяется двойное преобразование тока: на первом этапе – переменный ток на входе преобразуется в постоянный, на втором – постоянный ток при помощи инвертора преобразовывается обратно в переменный. Аккумуляторные батареи в данных ИБП работают в так называемом буферном режиме – то есть, остаются включенными в схеме на протяжении всего времени. В связи с этим, в случае пропадания напряжения на входе, переключение питания на аккумуляторы не выполняется, поскольку в этом просто нет потребности. Соответственно, такой показатель, как время переключения на АКБ, для таких ИБП не актуален.
КПД находится в пределах 80-96,5%.
По уровню шумности и тепловыделения уступают предыдущим двум типам.
Современные модели со средним и высоким показателем мощности используют интеллектуальную корректировку режима работы, что позволяет достичь повышения КПД до 99%.
|
Есть
|
Есть
|
Синусоидальная
|
0
|
Отсутствие времени переключения на питание от батарей, возможность работы с оборудованием любой нагрузки, эффективность и оптимальность за счет возможности регулирования напряжения и частоты.
|
Выбор ИБП для отопительных котлов
- При подборе показателя мощности работы ИБП, следует учитывать суммарную мощность подключаемого оборудования, а также мощность запуска циркуляционного насоса;
- Лучше всего подобрать источник бесперебойного питания с расчетом мощности, до двух раз выше мощности работы котла;
- Обязательно наличие «сквозного ноля;
- Обязательна дополнительная установка резистора, для защиты от ситуаций, подобных срабатыванию УЗО. Это обеспечит горение пламени котла в случае пропадания питания;
- При использовании ИБП, следует обращать внимание на ориентацию котла по фазе (например, некоторые модели котлов могут использовать для питания только левый провод вилки, и будут работать только при включении его в фазу L, а при включении основного провода вилки в фазу N, данный котел работать не сможет). На практике случаются ситуации, когда котел, независимый от фазы питания, может зависеть от нее при работе через ИБП с дополнительно установленным резистором.
Произвести измерение и наиболее точный расчет параметров электросети Вам всегда будут рады помочь наши специалисты.
|