Bloc d'alimentation sans coupure: objectif et spécificités des onduleurs domestiques

Pour maintenir le fonctionnement des appareils en cas de panne de courant, un bloc d'alimentation sans coupure est utilisé. Selon le type de clients desservis et les paramètres de l'électricité, différents modèles doivent être choisis. Ces appareils sont en demande, il n'est donc pas difficile d'acquérir l'échantillon souhaité en fonction de ses caractéristiques.

Mais avant d'acheter, vous devez comprendre indépendamment ses fonctionnalités et ne pas faire confiance à cette question pour les gestionnaires intéressés par les ventes.

Dans ce document, nous examinerons l'appareil et les fonctionnalités de l'onduleur, et nous parlerons également des règles d'utilisation.

Circuits UPS UPS

Pour un usage domestique, des appareils pour une alimentation ininterrompue sont utilisés, connectés à un réseau monophasé 220 V, qui peut pendant un certain temps en l'absence de consommateurs d'alimentation électrique nécessitant la même tension.

Il existe également des onduleurs connectés à l'entrée d'un réseau triphasé, et la sortie est soit 380 V soit 220 V.Cependant, ils sont coûteux, ils sont utilisés si nécessaire pour obtenir une alimentation autonome à partir de 10 kV · A, ce qui n'est pas nécessaire pour les besoins domestiques.

Les onduleurs CA domestiques selon le schéma de fonctionnement sont divisés selon les types suivants:

• sauvegarde (hors ligne);
• interactif (linéairement interactif);
• double conversion (en ligne).

Ils diffèrent par la qualité de la tension de sortie et le prix. Les sauvegardes les moins chères sont les plus coûteuses et les plus coûteuses sont les doubles conversions.

Le circuit d'alimentation redondant le plus simple nécessite un relais de commutation et un filtrage passif pour supprimer les interférences

Un redresseur est utilisé dans le chargeur pour convertir le courant alternatif en courant continu. Et la transformation inverse se produit à l'aide d'un onduleur.

Dans les alimentations sans coupure, en règle générale, des relais électromécaniques ordinaires sont installés pour commuter le circuit du réseau vers la batterie. Si cette pièce est de haute qualité, sa ressource est suffisante pour toute la durée du fonctionnement de l'onduleur. Mais le plus souvent, lorsqu'une unité tombe en panne, le problème réside précisément dans cet élément structurel.

Le circuit interactif se distingue de celui de secours par la présence d'un stabilisateur de tension. Il est réalisé sous la forme d'un autotransformateur typique avec des enroulements directement connectés

La stabilisation de la tension est également présente dans de nombreux appareils domestiques, donc si les écarts sont insignifiants, il est inutile d'acquérir un modèle linéaire-interactif plus cher.

La présence d'un transformateur oblige souvent le fabricant à utiliser le refroidissement forcé, de sorte que ces onduleurs sont équipés de refroidisseurs. Ils émettent un bruit comparable en intensité au fonctionnement d'un système informatique.

La puissance de l'onduleur dans le circuit en ligne provient en permanence des batteries. Par conséquent, en cas de panne de courant, le délai de basculement vers l'alimentation de secours est nul

Les dispositifs de double conversion les plus complexes et les plus chers ont également le plus faible rendement. L'électricité entre dans la chaleur que l'appareil émet. Par conséquent, leur utilisation doit être justifiée.

Le plus important de ce type d'alimentation sans coupure est une réaction instantanée à une panne de courant. Mais pour la plupart des appareils électroménagers, ce n'est pas si important. Les mêmes ordinateurs effectuent généralement une sauvegarde UPS ou un type interactif.

Les paramètres les plus importants

Il existe de nombreuses offres sur le marché pour la vente d'alimentations sans coupure domestiques. Afin de déterminer correctement leur objectif et de ne pas vous tromper avec le choix, vous devez comprendre à quels paramètres vous devez prêter attention en premier lieu.

Spécifications clés

La puissance de sortie de l'appareil détermine la valeur maximale admissible que l'unité peut garantir au consommateur. Elle est mesurée en voltampères (VA). Pour la commodité des utilisateurs, cette valeur est souvent citée et en watts.

Pour mesurer la charge des appareils, vous pouvez soit utiliser un ampèremètre ou le calculer en utilisant les lectures du compteur installé dans l'appartement.

Vous pouvez mesurer l'électricité consommée à l'aide d'un ampèremètre domestique (wattmètre) avec une prise. L'appareil connecté doit être réglé sur la puissance maximale

Lors de la détermination de la puissance réelle d'un ordinateur, il ne faut pas être guidé par la cote de l'alimentation, car il est toujours acheté avec une marge.

S'il n'y a pas d'ampèremètre, vous devez effectuer les étapes suivantes:

1. Débranchez tous les circuits du blindage, à l'exception de celui à partir duquel l'ordinateur est alimenté.
2. Débranchez tous les appareils de ce circuit.
3. Allumez l'ordinateur et exécutez un programme typique dessus (par exemple, une vidéo YouTube).
4. Attendez que le dixième de kilowatt change sur le comptoir.
5. Prenez le temps avant le prochain changement.

Consommation électrique moyenne (P, watt) pour cette période (t, minutes) peut être calculé par la formule:

P = 100 * (60 / t)

La prochaine caractéristique importante est la durée de vie de la batterie. Cet indicateur dépend de la charge que l'onduleur subit actuellement. À la puissance maximale autorisée, les piles de l'appareil domestique durent 1 à 3 minutes. Et dans la moitié - beaucoup plus longtemps (jusqu'à 10 minutes).

Le graphique de la dépendance de l'autonomie de la batterie à la charge moyenne montre que cette dépendance n'est pas linéaire. Cela est dû à la méthode de décharge de la batterie.

Deux conclusions en découlent:

• lors d'une panne de courant, il est nécessaire de minimiser la charge consommée par les appareils;
• Il est conseillé d'acheter un onduleur dont la capacité dépasse celle calculée d'au moins 30%.

La plage de tension d'entrée indique la tension minimale et maximale admissible du réseau, à laquelle l'alimentation ne passe pas aux batteries. En règle générale, tous les onduleurs supportent un intervalle de 180 à 260 V.

Certains fabricants peuvent répondre à de très bons indicateurs (publicitaires), par exemple, la valeur inférieure est de 110 V. Ici, vous devez vous assurer que ces chiffres sont pris pour la charge maximale, et non pour la moitié.

Un autre indicateur technique important est le niveau de bruit. Les onduleurs interactifs en ligne ou en ligne génèrent beaucoup de chaleur, les fabricants y installent donc des ventilateurs. Si les refroidisseurs sont bon marché, au fil du temps, ils feront un buzz, ce qui n'est pas souhaitable pour un salon.

Interface et configuration

L'apparence des blocs peut être très diverse. Habituellement, ils ont une forme rectangulaire classique, où à l'avant il y a des indicateurs ou un écran, et à l'arrière il y a des connecteurs d'alimentation. Leur nombre n'est pas si important, car à la sortie, vous pouvez connecter une rallonge avec un té. Cela ne contredira pas le concept d'UPS.

Le modèle peut avoir un écran LCD, sur lequel la situation de l'alimentation des appareils connectés sera affichée: disponibilité de l'alimentation, nombre de consommateurs, charge de la batterie, etc.

Le système d'affichage réduit le coût de l'équipement. De plus, c'est plus pratique. Si vous avez besoin de connaître des paramètres, de nombreux modèles ont une fonction de connexion à un ordinateur

Pour connaître les paramètres de l'alimentation, l'état des batteries de l'onduleur et son fonctionnement, vous pouvez le connecter à un ordinateur. Pour de nombreux modèles, cette fonction est implémentée et un logiciel est développé.

Il existe trois principaux types d'interface:

• USB La connexion la plus courante entre un ordinateur et un onduleur.
• RS-232 (port COM). Rarement présent dans les modèles domestiques.
• Ethernet 10/100. Il est utilisé pour le contrôle à distance d'une alimentation sans coupure.

Le logiciel permettant d'obtenir des caractéristiques avec l'onduleur et sa gestion est développé non seulement pour différentes versions de Windows. Ainsi, par exemple, le célèbre fabricant Powercom dispose d'une version Android du logiciel qui vous permet de surveiller à distance l'état de l'alimentation et, si nécessaire, d'ajuster le fonctionnement de l'alimentation sans coupure.

Le logiciel vous permet de suivre les principales caractéristiques du réseau électrique, telles que la tension d'entrée et de sortie, la fréquence. Vous pouvez également connaître la charge de la batterie et la température de l'appareil

Des unités d'alimentation sans coupure sont placées à proximité immédiate des consommateurs d'électricité protégés. Ils sont généralement placés au sol ou sur des étagères. Certains modèles sont équipés d'attaches qui vous permettent de les monter sur les murs.

Qualité du courant de sortie

Les alimentations sans coupure doivent produire un courant de bonne qualité. Lorsqu'il fonctionne sur batteries, l'onduleur est responsable de cela, et dans le cas de l'alimentation du réseau, les moments problématiques devraient lisser les filtres et le stabilisateur. Les interférences survenant dans un circuit électrique ont des origines et des conséquences différentes pour l'électronique. Par conséquent, ce problème doit également être soigneusement compris.

Interférence et protection du réseau

Tous les onduleurs modernes sont équipés d'une protection contre les problèmes associés aux appareils réparés. Si la charge totale dépasse le maximum autorisé ou si un court-circuit se produit, l'alimentation sans coupure coupera immédiatement l'alimentation.

Les interférences réseau peuvent être divisées en fréquence et impulsion. Les premiers ne sont pas si dangereux, en particulier pour les alimentations électriques des ordinateurs ou des téléviseurs, qui convertissent le courant alternatif en courant continu. Ce dernier peut poser problème dans n'importe quelle électronique.

Par conséquent, la plupart des onduleurs sont équipés d'une protection contre les surtensions et les harmoniques avec des varistances et des filtres passe-haut.

L'élimination des interférences sur la ligne se déroule en deux étapes. Tout d'abord, les varistances coupent les impulsions haute fréquence, puis le filtre atténue les petits sauts

Le problème de l'apparition des impulsions haute tension est caractéristique non seulement pour les câbles d'alimentation, mais aussi pour les réseaux de transmission de données - ordinateur ou téléphone.Ils peuvent survenir en raison de l'exposition à l'électricité atmosphérique, de pannes de câblage à proximité, d'interférences électriques et d'autres causes.

De nombreux fabricants produisent des modèles capables de protéger le réseau local. Pour cela, l'onduleur dispose de deux Connecteur RJ-45 - un à l'entrée et un à la sortie. Le signal passe à travers un filtre qui supprime les surtensions. Le système est le même pour les lignes téléphoniques, seuls les connecteurs sont au format RJ-11.

Basse et haute tension

Le réglage de la tension est effectué à l'aide d'un régulateur de tension automatique (AVR), dont l'élément principal est un autotransformateur. Le principe de son fonctionnement est basé sur une variation du nombre de spires de l'un des enroulements, entraînant une variation de tension dans le sens d'augmentation ou de diminution de sa valeur.

La présence d'AVR dans l'onduleur vous permet de ne pas activer le mode autonome à chaque fois avec une légère déviation de tension par rapport aux indicateurs standard. Cela augmente considérablement la durée de vie de la batterie.

Les multimètres professionnels tels que le CEM DT 9909 sont capables d'enregistrer des valeurs de tension pendant une longue période. L'utilisation d'un tel appareil peut aider à choisir un stabilisateur ou un onduleur

Selon GOST 29322-2014, un écart de 10% de la tension par rapport à la valeur de référence pendant une période ne dépassant pas 1 heure est autorisé. Tous les onduleurs modernes avec régulateurs font face à de telles fluctuations.

Clarté de sortie

Le type de signal de sortie dépend du modèle de l'onduleur installé dans l'onduleur. Idéalement, la courbe de tension alternative devrait être une onde sinusoïdale. Mais après la conversion via l'onduleur, elle prend une forme pas à pas.

Plus le nombre d'étapes dans la courbe de tension instantanée en fonction du temps est élevé, meilleure est la qualité du courant alternatif. Pour certains appareils, c'est important.

Les équipements qui contiennent des moteurs asynchrones (réfrigérateur, climatisation), les alimentations des transformateurs (équipements audio de haute qualité), les alimentations APFC (serveurs et ordinateurs puissants) nécessitent une onde sinusoïdale propre ou bien approximée.

Pas un seul onduleur, et donc, l'onduleur ne donne pas une onde sinusoïdale pure, de sorte que les fabricants d'équipements n'écrivent pas dans des brochures publicitaires. L'approximation du signal de sortie à l'onde sinusoïdale est évaluée par le coefficient de distorsion non linéaire (THD).

Le signal provenant du bloc peut être considéré comme sinusoïdal à THD <5%. Pour certains modèles, comme IMV NetPro 2000, ce chiffre n'est que de 2%.

Règles d'utilisation d'UPS

Lorsque vous achetez une alimentation sans coupure pour organiser l'alimentation de secours, vous devez comprendre conjointement avec quels appareils elle peut être utilisée. Il est parfois impossible de gérer uniquement un onduleur, puis des mesures supplémentaires doivent être prises pour fournir de l'électricité à la maison.

Connexion d'appareils électroménagers

Les ordinateurs, modems, routeurs, équipements vidéo et audio sont des appareils domestiques ou de bureau typiques auxquels des alimentations sans coupure sont connectées. Si cette technique contient des alimentations à découpage ordinaires, il suffira d'acheter des modèles relativement bon marché qui ne produisent pas une onde sinusoïdale pure.

Les modèles modernes sont compacts et ont un design attrayant qui se marie harmonieusement avec d'autres appareils à l'intérieur d'un salon

Pour l'éclairage, vous n'avez pas non plus besoin d'acheter des produits coûteux. L'essentiel ici est de calculer correctement la puissance maximale et la durée de vie de la batterie.

Avec des pannes fréquentes, le problème du dégivrage non planifié des réfrigérateurs et de la détérioration des aliments est pertinent. Pour protéger ces équipements avec des moteurs à induction, un onduleur d'un appareil plus complexe sera nécessaire, car un signal sinusoïdal «pur» est requis.

De plus, il est nécessaire de prendre en compte la présence de courants de démarrage qui se produisent lors du démarrage du moteur. Simplifiée pour les équipements de réfrigération, leur valeur peut être déterminée en multipliant la valeur de puissance par 5.

Si, par exemple, la cuisine a un réfrigérateur d'une puissance totale de 300 watts (au démarrage - 1500 watts) et un congélateur de 200 watts (au démarrage - 1000 watts), alors vous avez besoin d'une alimentation avec une onde sinusoïdale pure et une puissance maximale d'au moins 1700 watts. Cette valeur est obtenue dans le cas où le congélateur fonctionnera et à ce moment le réfrigérateur s'allumera. Le démarrage simultané des deux moteurs est peu probable, et même un tel onduleur peut résister à une surtension d'une seconde de 2,7 kW.

Un bloc de type en ligne d'une puissance maximale de 2000 watts peut fonctionner pendant environ une demi-heure avec une consommation totale de 500 watts. Étant donné que le mode de refroidissement prend environ 5 minutes, l'alimentation sans coupure est garantie pour durer 6 démarrages des deux appareils.

Dans les maisons privées et les chalets, l'utilisation d'un onduleur pour supporter un système de chauffage à circulation forcée est également pertinente. Les pompes ont également besoin d'un sinus pur

Les alimentations sans coupure sont également activement utilisées pour le fonctionnement des chaudières à gaz. Étant donné le coût de l'équipement connecté, vous ne devriez pas économiser sur la qualité de l'onduleur dans ce cas.

Réserve et alimentation supplémentaire

Pour de nombreux appareils électroménagers, il est impossible de choisir un onduleur bon marché, car une puissance maximale importante sera nécessaire pour une longue durée de vie de la batterie. Les machines à laver, les fours électriques, les systèmes de climatisation distribués consomment beaucoup d'électricité.

Vous pouvez bien sûr vous passer de ces appareils lors d'une panne de courant. Ceci est conseillé si de telles interruptions se produisent rarement et pour une courte période. Mais si, néanmoins, il est décidé de fournir aux consommateurs puissants une puissance autonome, il est préférable d'utiliser un générateur à essence ou diesel. Pour leur démarrage rapide en l'absence de tension, un système d'entrée automatique de réserve (ATS) est utilisé.

Si vous avez une source d'alimentation supplémentaire, l'onduleur doit toujours être utilisé, au moins pour les ordinateurs. Il est impossible de démarrer le générateur immédiatement et de rétablir l'alimentation électrique.

Stabilisation de sous-tension

Le problème de la sous-tension est pertinent pour les objets connectés à des réseaux anciens ou à faible puissance. Si cette situation se produit constamment, il est préférable d'utiliser l'entrée stabilisateur.

En présence d'un stabilisateur, la tension du réseau interne de la maison sera réduite à des indicateurs standard. Cela affectera également les appareils qui ne sont pas connectés à l'onduleur.

Avec une tension réduite, la force du courant traversant le réseau domestique augmente. Par exemple, laissez la puissance totale des consommateurs connectés à l'onduleur être de 1,5 kW et la tension d'alimentation égale à 190 V.

Puis par La loi d'Ohm:

• Je₁ = 1500/190 = 7,9 A - courant dans le circuit de l'onduleur sans stabilisateur;
• Je₂ = 1500/220 = 6,8 A - courant dans le circuit de l'onduleur avec un stabilisateur.

Ainsi, un réseau interne sans stabilisateur subira une charge accrue, qui ne pourra pas être prise en compte lors du choix de la section de câblage.

Par conséquent, avec une basse tension constante, il est préférable d'installer un stabilisateur. Dans ce cas, la charge sur l'autotransformateur de l'onduleur sera moindre, ce qui prolongera sa durée de vie. De plus, compte tenu de l'égalisation de la tension, il est possible d'acheter des alimentations sans coupure moins chères.

Alimentation sans coupure des consommateurs de courant continu

Pour certains appareils, vous devez fournir une alimentation CC sans interruption de 12, 24 ou 48 V. Un onduleur de ce type est également en vente. Dans leur marquage, il y a une abréviation «DC». Des blocs avec une tension d'alimentation de 60, 110 ou 220 V existent également, mais ils sont utilisés dans l'industrie ou l'énergie.

La différence entre une alimentation CC sans coupure dans l'appareil interne par rapport aux modèles classiques est le manque d'un onduleur. Les batteries sont connectées directement à la sortie via un contacteur avec un shunt de mesure limitant le courant pour éviter une décharge profonde inacceptable des batteries.

Parfois, un convertisseur stabilisateur peut être installé à la sortie si les appareils alimentés par l'onduleur sont sensibles aux petites fluctuations de tension.

Associé à des convertisseurs de tension, un onduleur CC de 48 W est capable d'alimenter un système de vidéosurveillance avec un périmètre allant jusqu'à 1 km

Ces alimentations redondantes sont utilisées pour protéger les équipements domestiques suivants fonctionnant contre le courant continu:

• systèmes de vidéosurveillance et la sécurité;
• toutes sortes de capteurs (fuites, fumée, incendie, mouvement, etc.);
• systèmes d'éclairage;
• appareils de télécommunication;
• systèmes de communication;
• composants du système de contrôle «Maison intelligente».

De nombreux UPS DC ont la possibilité de connecter des batteries externes. Dans ce cas, le fonctionnement autonome des appareils qu'ils desservent peut être très long.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

En bref sur les principales caractéristiques des UPS domestiques:

La variété des types d'onduleurs et leurs caractéristiques est la conséquence de différentes conditions d'utilisation: alimentation et type d'appareils connectés, paramètres et problèmes typiques d'une alimentation particulière. Une alimentation électrique ininterrompue n'est généralement pas l'élément le plus cher d'un système, mais la stabilité de son fonctionnement en dépend. Par conséquent, il est nécessaire de déterminer les conditions de fonctionnement et d'aborder soigneusement le choix du modèle.

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