Szünetmentes tápegység: a háztartási szünetmentes tápegység célja és sajátosságai

Az eszközök működőképességének fenntartása érdekében áramkimaradások esetén szünetmentes tápegységet használnak. A kiszolgált fogyasztók típusától és a villamos energia paramétereitől függően különféle modelleket kell választani. Ezek az eszközök iránti igények, tehát a jellemző minta alapján nem nehéz megszerezni a kívánt mintát.

De vásárlás előtt önállóan meg kell értenie annak jellemzőit, és nem kell bíznia ebben a kérdésben az értékesítés iránt érdeklődő vezetőkbe.

Ebben az anyagban megvizsgáljuk a szünetmentes tápegység eszközét és tulajdonságait, és beszélünk a használat szabályairól.

AC UPS áramkörök

Háztartási használatra szünetmentes tápellátást biztosító eszközöket használnak, amelyek egyfázisú 220 V-os hálózatra vannak csatlakoztatva, amely egy ideig megszakíthatja az azonos feszültséget igénylő villamosenergia-ellátás hiányát.

Vannak olyan szünetmentes tápegységek is, amelyek a bemenethez egy háromfázisú hálózathoz vannak csatlakoztatva, és a kimenet vagy 380 V vagy 220 V. Ugyanakkor drágák, és szükség esetén ezeket használják 10 kV · A-os autonóm energiaellátáshoz, amely nem szükséges a háztartási igényekhez.

A háztartási váltóáramú szünetmentes tápegységeket az operációs rendszer szerint a következő típusokra osztjuk:

• biztonsági mentés (offline);
• interaktív (lineárisan interaktív);
• kettős konverzió (online).

Ezek különböznek a kimeneti feszültség és az ár minőségében. A legolcsóbb a biztonsági mentés, a legdrágább pedig a dupla konverzió.

A legegyszerűbb redundáns tápegység kapcsolórelét és passzív szűrést igényel az interferencia elnyomására

Az egyenirányítót használják a töltőben az AC egyenáramúvá történő átalakítására. És a fordított transzformáció inverter használatával történik.

A szünetmentes tápegységekben rendszerint szokásos elektromechanikus relék vannak felszerelve, hogy az áramkört a hálózatról az akkumulátorra kapcsolják. Ha ez a rész kiváló minőségű, akkor az erőforrás elegendő a szünetmentes tápegység működésének teljes időtartama alatt. De leggyakrabban, amikor egy egység leáll, a probléma éppen ebben a szerkezeti elemben rejlik.

Az interaktív áramkör a biztonsági mentéstől különbözik egy feszültségstabilizátor jelenlététől. Ez egy tipikus autotranszformátor formájában készül, közvetlenül csatlakoztatott tekercsekkel

A feszültségstabilizálás sok háztartási eszközben is megtalálható, tehát ha az eltérések jelentéktelenek, akkor nincs értelme drágább lineáris-interaktív modellt megszerezni.

A transzformátor jelenléte gyakran kényszeríti a gyártót kényszerhűtés használatára, így az ilyen szünetmentes tápegységek hűtőkkel vannak felszerelve. Olyan zajt bocsátanak ki, amelynek intenzitása összehasonlítható a számítógépes rendszer egységének működésével.

Az inverter áramellátása az online áramkörben folyamatosan az akkumulátoroktól függ. Ezért áramszünet esetén a tartalék energiára való átállás ideje nulla

A legbonyolultabb és legdrágább kettős átalakító eszközök szintén a legalacsonyabb hatékonyságúak. A villamos energia melegszik abban a hőben, amelyet az eszköz bocsát ki. Ezért használatát indokolni kell.

Az ilyen típusú szünetmentes tápegység legfontosabb plusz egy azonnali reakció egy áramkimaradásra. A legtöbb háztartási készülék esetében ez nem olyan fontos. Ugyanazok a számítógépek általában UPS biztonsági másolatot készítenek vagy interaktív típusúak.

A legfontosabb paraméterek

A piacon számos ajánlat található háztartási szünetmentes tápegységek értékesítésére. Annak érdekében, hogy helyesen meghatározzák céljukat, és ne tévedjenek el a választással, meg kell értenie, hogy mely paraméterekre kell odafigyelni.

Főbb jellemzők

A készülék kimeneti teljesítménye meghatározza azt a maximális megengedett értéket, amelyet az egység garantáltan megadhat a fogyasztónak. A mérést volt-amperben (VA) adják meg. A felhasználók kényelme érdekében ezt az értéket gyakran idézik és wattban.

Az eszközök terhelésének méréséhez használhat ampermérőt, vagy kiszámíthatja azt a lakásba beépített mérő mérése alapján.

A fogyasztás mérhető egy háztartási ampermérővel (wattmérővel) egy aljzattal. A csatlakoztatott készüléket maximális teljesítményre kell állítani

A számítógép valódi teljesítményének meghatározásakor nem szabad a tápegység besorolása alapján vezérelni, mivel a számítógépet mindig árréssel vásárolják.

Ha nincs árammérő, akkor a következő lépéseket kell végrehajtania:

1. Csatlakoztassa le az pajzs összes áramkörét, kivéve azt, amelytől a számítógép tápellátást kap.
2. Válasszuk le az összes áramkört az áramkörről.
3. Kapcsolja be a számítógépet, és futtasson rajta egy tipikus programot (például egy YouTube-videót).
4. Várja meg, amíg a tíz kilowatt megváltozik a pulton.
5. Szánjon időt a következő változás előtt.

Átlagos energiafogyasztás (P, watt) erre az időszakra (t, perc) kiszámítható a képlet segítségével:

P = 100 * (60 / t)

A következő fontos jellemző az akkumulátor élettartama. Ez a mutató a szünetmentes tápegység jelenlegi terhelésétől függ. A megengedett legnagyobb teljesítmény mellett a háztartási készülék elemei 1-3 percig tartanak. És a fele - sokkal hosszabb (akár 10 perc).

Az akkumulátor élettartamának az átlagos terheléstől való függésének grafikonja azt mutatja, hogy ez a függőség nemlineáris. Ennek oka az akkumulátor kisülési módja.

Ebből két következtetés következik:

• áramszünet alatt minimalizálni kell az eszközök által fogyasztott terhelést;
• Célszerű UPS-t vásárolni, amelynek kapacitása meghaladja a számított legalább 30% -ot.

A bemeneti feszültségtartomány a hálózat minimális és maximális megengedett feszültségét mutatja, amelynél nem történik áramváltás az akkumulátorokra. Általános szabály, hogy az összes szünetmentes tápegység ellenáll 180–260 V-os intervallummal.

Egyes gyártók nagyon jó (hirdetési) mutatókkal ismerkedhetnek meg, például az alacsonyabb érték 110 V. Itt meg kell győződnie arról, hogy ezeket a számokat csak a maximális terheléshez vesszük, nem pedig a felére.

Egy másik fontos műszaki mutató a zajszint. A vonal-interaktív vagy online szünetmentes tápegységek sok hőt termelnek, ezért a gyártók rajongóikat szerelnek be rajtuk. Ha a hűtőszekrények olcsók, akkor idővel egy hangjelzést adnak, ami a nappali számára nemkívánatos.

Interfész és beállítás

A blokkok megjelenése nagyon változatos lehet. Általában klasszikus téglalap alakúak, az elülső oldalon jelzőlámpák vagy kijelző, hátul pedig tápcsatlakozók vannak. Számuk nem olyan fontos, mivel a kimenetnél hosszabbító kábelt csatlakoztathat egy pólóhoz. Ez nem ellentmond az UPS fogalmának.

Lehet, hogy a modell LCD-kijelzővel rendelkezik, amelyen a csatlakoztatott eszközökkel való ellátás helyzete jelenik meg: az energiaellátás, a fogyasztók száma, az akkumulátor töltése stb.

A kijelzőrendszer csökkenti a berendezések költségeit. Ezen túlmenően praktikusabb. Ha tudnia kell bármilyen paramétert, akkor sok modellnek a funkciója a számítógéphez való csatlakozás

A tápegység paramétereinek, az UPS-akkumulátorok állapotának és működésének megismeréséhez összekapcsolhatja a számítógéppel. Sok modellnél ez a funkció valósul meg, és a szoftvereket is fejlesztik.

A felület három fő típusa létezik:

• USB. A leggyakoribb kapcsolat a számítógép és az UPS között.
• RS-232 (COM port). A háztartási modellekben ritkán jelenik meg.
• Ethernet 10/100. Szünetmentes tápegység távirányítására szolgál.

A jellemzők UPS-lel való megszerzésére és kezelésére szolgáló szoftvert nem csak a Windows különféle verzióira fejlesztették ki. Például a jól ismert gyártó, a Powercom rendelkezik a szoftver Android-verziójával, amely lehetővé teszi a tápellátás állapotának távfelügyeletét és szükség esetén a szünetmentes tápegység működésének beállítását.

A szoftver lehetővé teszi az elektromos hálózat fő jellemzőinek, például bemeneti és kimeneti feszültség, frekvencia, nyomon követését. Megtudhatja az akkumulátor töltöttségét és az eszköz hőmérsékletét

A szünetmentes tápegységeket a védett villamosenergia-fogyasztók közvetlen közelében kell elhelyezni. Általában a padlóra vagy a polcokra helyezik őket. Egyes modellek rögzítőelemekkel vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik a falra szerelését.

Kimeneti áramminőség

A szünetmentes tápegységeknek megfelelő minőségű áramot kell előállítaniuk. Ha akkumulátorról üzemel, az inverter felel erre, és hálózati áram esetén a problémás momentumoknak simítaniuk kell a szűrőket és a stabilizátort. Az elektromos áramkörökben fellépő interferenciák eltérő keletkezéssel és következményekkel járnak az elektronika számára. Ezért ezt a kérdést is gondosan meg kell érteni.

Hálózati interferencia és védelem

Minden modern szünetmentes tápegység védett a karbantartott eszközökkel kapcsolatos problémákkal szemben. Ha a teljes terhelés meghaladja a megengedett legnagyobb értéket, vagy rövidzárlat lép fel, a szünetmentes tápegység azonnal kikapcsolja az áramellátást.

A hálózati interferencia frekvenciára és impulzusra osztható. Az előbbiek nem annyira veszélyesek, különösen a számítógépek vagy a televíziók tápegységei számára, amelyek váltakozó áramot egyenárammá alakítanak. Ez utóbbi problémát okozhat bármely elektronikában.

Ezért a legtöbb szünetmentes tápegység túlfeszültség- és harmonikus védelemmel van ellátva, varisztorokkal és túláteresztő szűrőkkel.

Az interferencia megszüntetése a vonalon két szakaszban történik. Először a varisztorok levágják a magas frekvenciájú impulzusokat, majd a szűrő kisimítja a kis ugrásokat

A nagyfeszültségű impulzusok megjelenésének problémája nemcsak a tápkábelekre, hanem az adatátviteli hálózatokra is - számítógépre vagy telefonra - jellemző.Ezek a légköri elektromosságnak, a közeli vezetékek meghibásodásának, elektromos zavarok és egyéb okok miatt fordulhatnak elő.

Sok gyártó olyan modelleket állít elő, amelyek képesek a helyi hálózat védelmére. Ehhez a szünetmentes tápegységnek kettő van RJ-45 csatlakozó - egy a bejáratnál és egy a kijáratnál. A jel áthalad egy szűrőn, amely elnyomja a túlfeszültségeket. A telefonvonalakon a rendszer azonos, csak a csatlakozók RJ-11 formátumban vannak.

Alacsony és magas feszültség

A feszültség beállítását automatikus feszültségszabályozóval (AVR) hajtják végre, amelynek fő eleme egy autotranszformátor. Működésének elve az egyik tekercs fordulásának számán alapszik, amely a feszültség változását eredményezi annak értékének növekedése vagy csökkenése irányában.

Az AVR jelenléte a szünetmentes tápegységben lehetővé teszi, hogy ne kapcsolja be az autonóm módot minden alkalommal, amikor a feszültség kissé eltér az alapjelzőktől. Ez jelentősen megnöveli az akkumulátor élettartamát.

Professzionális multiméterek, mint például a CEM DT 9909, hosszú ideig képesek rögzíteni a feszültség értékeit. Egy ilyen eszköz használata segíthet a stabilizátor vagy az UPS kiválasztásában

A GOST 29322-2014 szerint a feszültség 10% -os eltérése a referenciaértéktől legfeljebb 1 órás időtartamra megengedett. Minden modern UPS-ek szabályozóval bírnak ilyen ingadozásokkal.

A kimenet tisztasága

A kimeneti jel típusa az UPS-be beépített inverter típusától függ. Ideális esetben a váltakozó feszültséggörbének szinuszhullámnak kell lennie. Az inverteren keresztüli átalakítás után azonban lépésenként lép fel.

Minél nagyobb a pillanatnyi feszültség és az idő görbe lépéseinek száma, annál jobb a váltakozó áram minősége. Egyes eszközöknél ez fontos.

Az aszinkron motorokat (hűtőszekrény, légkondicionáló), a transzformátor tápegységeit (kiváló minőségű audio berendezés), az APFC tápegységeket (szerverek és nagy teljesítményű számítástechnikai számítógépek) tartalmazó tiszta vagy jól megközelített szinuszhullám szükséges.

Egyetlen inverter sem, ezért az UPS nem ad tiszta szinuszhullámot, így a berendezésgyártók nem írnak hirdetési brosúrákban. A kimeneti jelnek a szinuszhullámhoz való közelítését a nemlineáris torzítás együtthatójával (THD) értékeljük.

A blokkból származó jel szinuszosnak tekinthető, ha THD <5%. Egyes modellek, például az IMV NetPro 2000 esetében ez az arány csak 2%.

UPS használati szabályok

A szünetmentes tápegység megvásárlásakor a tartalék tápellátás megszervezéséhez meg kell értenie, hogy mely eszközökkel használható. Időnként lehetetlen csak egy UPS-t kezelni, majd további intézkedéseket kell tenni a ház áramszolgáltatásához.

Háztartási készülékek csatlakoztatása

A számítógépek, modemek, útválasztók, video- és audióberendezések tipikus otthoni vagy irodai eszközök, amelyekhez szünetmentes tápegységeket csatlakoztatnak. Ha ez a technika szokásos kapcsoló tápegységeket tartalmaz, akkor elegendő olyan viszonylag olcsó modelleket vásárolni, amelyek nem adnak tiszta szinuszhullámot.

A modern modellek kompaktok és vonzó kialakításúak, amelyek harmonikusan keverednek a nappali belső berendezéseivel

Világítás céljából nem kell drága termékeket vásárolnia. A lényeg itt a maximális teljesítmény és az akkumulátor élettartamának helyes kiszámítása.

A gyakori áramkimaradások esetén a hűtőszekrények nem tervezett kiolvasztásának és az élelmiszer-elromlásnak a problémája releváns. Az ilyen indukciós motorral ellátott berendezések védelméhez összetettebb eszköz UPS-jére lesz szükség, mivel „tiszta” szinuszos jelre van szükség.

Ezen túlmenően figyelembe kell venni a motor beindításakor fellépő indítóáramok jelenlétét. A hűtőberendezésekre egyszerűsítve ezek értékét úgy lehet meghatározni, hogy a teljesítmény értékét megszorozzuk 5-szel.

Ha például a konyhában van egy 300 watt teljesítménnyel felszerelt hűtőszekrény (indításkor - 1500 watt) és egy 200 wattos fagyasztó (indításkor - 1000 watt), akkor tiszta szinuszhullámú és legalább 1700 watt maximális teljesítményű tápegységre van szüksége. Ezt az értéket akkor kapják meg, ha a fagyasztó működni fog, és ebben az időben a hűtőszekrény bekapcsol. Nem valószínű, hogy mindkét motor egyszerre indul, és még egy ilyen szünetmentes tápegység is képes ellenállni 2,7 kW-os egy másodperces túlfeszültségnek.

Az online típusú blokk, amelynek maximális teljesítménye 2000 watt, körülbelül fél órán át működhet, teljes fogyasztásuk 500 watt. Mivel a hűtési mód körülbelül 5 percig tart, garantáltan a szünetmentes tápegység mindkét eszköz 6 indításakor tart.

Magánházakban és nyaralókban a szünetmentes tápegység használata a kényszercirkulációs fűtési rendszer támogatására is releváns. A szivattyúknak tiszta szinuszra is szükségük van

A szünetmentes tápegységeket aktívan használják a gázfűtő kazánok üzemeltetésére is. Tekintettel a csatlakoztatott berendezések költségére, ebben az esetben nem szabad megtakarítania az UPS minőségét.

Tartalék és kiegészítő tápegység

Sok háztartási készülék esetében lehetetlen olcsó UPS-t választani, mivel az akkumulátor hosszú élettartamához jelentős maximális teljesítményre van szükség. A mosógépek, elektromos sütők, elosztott légkondicionáló rendszerek sok energiát fogyasztanak.

Természetesen ezek az eszközök nélkül is megteheti az áramkimaradást. Ez tanácsos, ha ilyen megszakítások ritkán és rövid ideig fordulnak elő. De ha ennek ellenére döntés születik arról, hogy az erős fogyasztókat autonóm energiával látják el, akkor jobb, ha benzint vagy dízelgenerátort használnak. A gyors indításhoz feszültség hiányában automatikus tartalékbeviteli rendszert (ATS) használnak.

Ha van további energiaforrása, akkor az UPS-t továbbra is használni kell, legalább a számítógépek számára. Lehetetlen a generátor azonnali indítása és az energiaellátás helyreállítása.

Túlfeszültség-stabilizálás

Az alacsony feszültség problémája a régi vagy alacsony fogyasztású hálózatokhoz csatlakoztatott tárgyak esetében releváns. Ha ez a helyzet állandóan felmerül, akkor jobb az input használata stabilizátor.

Stabilizátor jelenlétében a belső házhálózat feszültsége standard mutatókra csökken. Ez azokra a készülékekre is vonatkozik, amelyek nem csatlakoznak az UPS-hez.

Csökkent feszültség mellett a ház hálózatán áthaladó áram erőssége növekszik. Például hagyja, hogy az UPS-hez csatlakoztatott fogyasztók teljes energiája 1,5 kW legyen, és a tápfeszültség 190 V legyen.

Aztán Ohm törvénye:

• én₁ = 1500/190 = 7,9 A - áram az UPS áramkörében stabilizátor nélkül;
• én₂ = 1500/220 = 6,8 A - áram az UPS áramkörében stabilizátorral.

Így a házon belüli, stabilizátor nélküli hálózat megnövekedett terhelést jelent, amelyet nem lehetett figyelembe venni a huzalozási szakasz kiválasztásakor.

Ezért állandó alacsony feszültségnél jobb stabilizátort felszerelni. Ebben az esetben az UPS autotranszformátorának a terhe kevesebb lesz, ami meghosszabbítja annak élettartamát. Ezen felül, figyelembe véve a feszültség kiegyenlítését, lehetséges olcsóbb szünetmentes tápegységeket vásárolni.

Az egyenáramú fogyasztók szünetmentes tápellátása

Bizonyos készülékeknél megszakítás nélküli 12, 24 vagy 48 V egyenáramot kell biztosítani. Az ilyen típusú szünetmentes tápegység szintén eladó. Jelölésükben található a „DC” rövidítés. 60, 110 vagy 220 V feszültségű blokkok is léteznek, de ipari vagy energiaellátásban használják őket.

A belső eszköz szünetmentes DC tápellátása közötti különbség a klasszikus modellek között az inverter hiánya. Az akkumulátorokat közvetlenül a kimenetre egy kontaktoron keresztül csatlakoztatják egy áramkorlátozó mérőrendszerrel, hogy megakadályozzák az akkumulátorok elfogadhatatlanul mély kiürülését.

Időnként stabilizáló átalakító telepíthető a kimenetre, ha az UPS által táplált eszközök érzékenyek a kis feszültségingadozásokra.

A 48 W-os egyenáramú szünetmentes tápegység a feszültségváltókkal együtt egy 1 km-es kerületű video megfigyelő rendszert képes ellátni.

Az ilyen redundáns tápegységeket a következő háztartási készülékek védelmére használják az egyenáram ellen:

• video megfigyelő rendszerek és biztonság;
• mindenféle érzékelő (szivárgás, füst, tűz, mozgás stb.);
• világító rendszerek;
• telekommunikációs eszközök;
• kommunikációs rendszerek;
• vezérlőrendszer-alkatrészek „Okos otthon”.

Számos DC UPS-nek lehetősége van külső elemek csatlakoztatására. Ebben az esetben az általuk kiszolgált eszközök autonóm működése nagyon hosszú lehet.

Következtetések és hasznos videó a témáról

Röviden a háztartási szünetmentes tápegység főbb jellemzőiről:

Az UPS-típusok sokfélesége és jellemzői a felhasználásuk különböző feltételeinek következményei: a tápellátás és a csatlakoztatott eszközök típusa, a paraméterek és az adott tápegység jellemző problémái. A szünetmentes tápegység általában nem a legdrágább elem a rendszerben, de működésének stabilitása attól függ. Ezért meg kell határozni az üzemeltetési feltételeket és körültekintően kell megközelíteni a modell választását.

Még mindig vannak kérdései a cikk témájával kapcsolatban? Vagy kiegészítheti ezt az anyagot érdekes UPS-információkkal? Kérjük, írja meg észrevételeit, tegyen fel kérdéseket, ossza meg tapasztalatait az alábbi blokkban.