Nepertraukiamo maitinimo šaltinis: buitinio UPS paskirtis ir specifika

Norint išlaikyti prietaisų veikimą nutrūkus energijos tiekimui, naudojamas nepertraukiamo maitinimo šaltinis. Atsižvelgiant į aptarnaujamų klientų tipą ir elektros energijos parametrus, turite pasirinkti skirtingus modelius. Šie prietaisai yra paklausūs, todėl nėra sunku įsigyti norimą pavyzdį pagal jo savybes.

Tačiau prieš pirkdami turite savarankiškai suprasti jo ypatybes, o ne pasitikėti šiuo klausimu pardavimais besidomintiems vadybininkams.

Šioje medžiagoje mes apsvarstysime UPS įrenginį ir ypatybes, taip pat kalbėsime apie jo naudojimo taisykles.

Kintamosios srovės UPS grandinės

Buitiniam naudojimui naudojami nepertraukiamo maitinimo įtaisai, sujungti į vienfazį 220 V tinklą, kuris tam tikrą laiką gali trūkti elektros energijos vartotojams, kuriems reikalinga ta pati įtampa.

Taip pat yra UPS, kurie yra prijungti prie įvesties į trifazį tinklą, o išėjimas yra arba 380 V, arba 220 V. Tačiau jie yra brangūs, jie naudojami, jei reikia, norint gauti autonominę galią nuo 10 kV · A, kuri nereikalinga buitiniams poreikiams.

Buitiniai kintamosios srovės maitinimo šaltiniai pagal veikimo schemą skirstomi į šiuos tipus:

• atsarginę kopiją (neprisijungus);
• interaktyvus (linijiškai interaktyvus);
• dvigubas konvertavimas (internete).

Jie skiriasi išėjimo įtampos kokybe ir kaina. Pigiausios yra atsarginės kopijos, o brangiausios yra dvigubas konvertavimas.

Paprasčiausia nereikalinga maitinimo grandinė reikalauja trikdžių slopinimo perjungimo relės ir pasyvaus filtravimo

Įkroviklio metu kintamos srovės į nuolatinę srovę naudojamas lygintuvas. Ir atvirkštinė transformacija įvyksta naudojant keitiklį.

Nepertraukiamo maitinimo šaltiniuose, kaip taisyklė, yra sumontuotos paprastos elektromechaninės relės, kurios perjungia grandinę iš tinklo į akumuliatorių. Jei ši dalis yra aukštos kokybės, tada jos išteklių pakanka visam UPS veikimo laikui. Bet dažniausiai, kai vienetas sugenda, problema slypi būtent šiame konstrukciniame elemente.

Interaktyvioji grandinė nuo atsarginės skiriasi tuo, kad yra įtampos stabilizatorius. Jis pagamintas kaip tipinis autotransformatorius su tiesiogiai sujungtomis apvijomis

Įtampos stabilizavimas taip pat yra daugelyje buitinių prietaisų, taigi, jei nuokrypiai yra nereikšmingi, tada nėra prasmės įsigyti brangesnio linijinio-interaktyvaus modelio.

Transformatoriaus buvimas dažnai verčia gamintoją naudoti priverstinį aušinimą, todėl tokiuose UPS yra įmontuoti aušintuvai. Jie skleidžia triukšmą, kurio intensyvumas yra panašus į kompiuterio sistemos įrenginio veikimą.

Inverterio galia internetinėje grandinėje nuolat vyksta iš baterijų. Todėl nutrūkus energijos tiekimui, laikas pereiti prie atsarginės galios yra lygus nuliui

Sudėtingiausi ir brangiausi dvigubos konversijos įrenginiai taip pat pasižymi mažiausiu efektyvumu. Elektra patenka į šilumą, kurią skleidžia įrenginys. Todėl jų naudojimas turi būti pagrįstas.

Reikšmingiausias tokio tipo nepertraukiamo maitinimo šaltinis yra momentinė reakcija į elektros energijos tiekimo nutraukimą. Tačiau daugumai buitinių prietaisų tai nėra taip svarbu. Tie patys kompiuteriai paprastai užpildo UPS atsarginę kopiją arba yra interaktyvaus tipo.

Svarbiausi parametrai

Rinkoje yra daugybė pasiūlymų parduoti buitinius nepertraukiamus maitinimo šaltinius. Norėdami teisingai nustatyti jų paskirtį ir nepadaryti klaidos pasirinkdami, turite suprasti, į kokius parametrus pirmiausia turėtumėte atkreipti dėmesį.

Pagrindinės specifikacijos

Įrenginio išėjimo galia lemia didžiausią leistiną vertę, kurią įrenginys gali užtikrintai suteikti vartotojui. Jis matuojamas volt amprais (VA). Vartotojų patogumui ši vertė dažnai cituojama ir vatais.

Norėdami išmatuoti prietaisų apkrovą, galite naudoti ampermetrą arba apskaičiuoti jį pagal bute įrengto skaitiklio rodmenis.

Panaudotą elektros energiją galite išmatuoti naudodami buitinį ampermetrą (vatmetrą) su lizdu. Prijungtas įrenginys turi būti nustatytas maksimaliai

Nustatant tikrąją kompiuterio galią, nereikėtų vadovautis maitinimo šaltinio įvertinimu, nes jis visada perkamas su marža.

Jei ampermetro nėra, tuomet turite atlikti šiuos veiksmus:

1. Atjunkite visas skydo grandines, išskyrus tą, iš kurios maitinamas kompiuteris.
2. Atjunkite visus šios grandinės prietaisus.
3. Įjunkite kompiuterį ir paleiskite jame įprastą programą (pavyzdžiui, „YouTube“ vaizdo įrašą).
4. Palaukite, kol dešimtadalis kilovatų pasikeis ant prekystalio.
5. Skirkite laiko iki kito pakeitimo.

Vidutinis energijos suvartojimas (P, vatų) per šį laikotarpį (t, minutes) galima apskaičiuoti pagal formulę:

P = 100 * (60 / t)

Kita svarbi savybė yra baterijos veikimo laikas. Šis indikatorius priklauso nuo to, kokią apkrovą šiuo metu patiria UPS. Esant didžiausiai leistinai galiai, buitinio prietaiso baterijos trunka 1–3 minutes. O per pusę - daug ilgiau (iki 10 minučių).

Akumuliatoriaus veikimo trukmės priklausomybės nuo vidutinės apkrovos grafikas rodo, kad ši priklausomybė nėra tiesinė. Taip yra dėl akumuliatoriaus iškrovimo metodo.

Iš to išplaukia dvi išvados:

• elektros energijos tiekimo nutraukimo metu būtina kuo labiau sumažinti prietaisų sunaudojamą apkrovą;
• Patartina įsigyti UPS, kurio galia viršija apskaičiuotą bent 30%.

Įvesties įtampos diapazonas rodo mažiausią ir didžiausią leistiną tinklo įtampą, kai maitinimas neperjungiamas į baterijas. Paprastai visi UPS atlaiko 180–260 V intervalą.

Kai kurie gamintojai gali atitikti labai gerus (reklaminius) rodiklius, pavyzdžiui, mažesnė vertė yra 110 V. Čia jūs turite įsitikinti, kad šie skaičiai paimti už maksimalią apkrovą, o ne pusę.

Kitas svarbus techninis rodiklis yra triukšmo lygis. Interaktyvus linijinis arba internetinis UPS generuoja daug šilumos, todėl gamintojai ant jų montuoja ventiliatorius. Jei aušintuvai yra pigūs, laikui bėgant jie sukels garsą, o tai nepageidautina gyvenamajam kambariui.

Sąsaja ir sąranka

Blokelių išvaizda gali būti labai įvairi. Paprastai jie turi klasikinę stačiakampio formą, kur priekinėje pusėje yra indikatoriai ar ekranas, o gale - maitinimo jungtys. Jų skaičius nėra toks svarbus, nes išvestyje galite prijungti ilginamąjį laidą su tee. Tai neprieštaraus UPS koncepcijai.

Modelis gali turėti LCD ekraną, kuriame bus rodoma padėtis, susijusi su prijungtų prietaisų tiekimu: energijos tiekimas, vartotojų skaičius, akumuliatoriaus įkrova ir kt.

Ekrano sistema sumažina įrangos kainą. Be to, jis yra praktiškesnis. Jei jums reikia žinoti kokius nors parametrus, tada daugelis modelių turi prisijungimo prie kompiuterio funkciją

Norėdami sužinoti maitinimo parametrus, UPS baterijų būklę ir kaip ji veikia, galite prijungti prie kompiuterio. Daugeliui modelių ši funkcija yra įdiegta ir kuriama programinė įranga.

Yra trys pagrindiniai sąsajų tipai:

• USB Dažniausias kompiuterio ir UPS ryšys.
• RS-232 (COM prievadas). Retai būna buitiniuose modeliuose.
• Eternetas 10/100. Jis naudojamas nepertraukiamo maitinimo šaltinio nuotoliniam valdymui.

Programinė įranga charakteristikoms su UPS gauti ir jos valdymui sukurta ne tik įvairioms „Windows“ versijoms. Pavyzdžiui, gerai žinomas gamintojas „Powercom“ turi „Android“ programinės įrangos versiją, leidžiančią nuotoliniu būdu stebėti maitinimo būseną ir prireikus koreguoti nepertraukiamo maitinimo šaltinio veikimą.

Programinė įranga leidžia jums sekti pagrindines elektros tinklo charakteristikas, tokias kaip įėjimo ir išėjimo įtampa, dažnis. Taip pat galite sužinoti akumuliatoriaus įkrovą ir įrenginio temperatūrą

Nepertraukiamo maitinimo blokai yra šalia saugomų elektros energijos vartotojų. Paprastai jie dedami ant grindų arba ant lentynų. Kai kuriuose modeliuose yra tvirtinimo elementų, leidžiančių juos montuoti ant sienų.

Išėjimo srovės kokybė

Nepertraukiami maitinimo šaltiniai turi gaminti tinkamos kokybės srovę. Kai tai veikia iš akumuliatorių, už tai yra atsakingas keitiklis, o maitinant iš tinklo probleminiai momentai turėtų išlyginti filtrus ir stabilizatorių. Elektros grandinėje atsirandantys trukdžiai turi skirtingą genezę ir pasekmes elektronikai. Todėl šį klausimą taip pat reikia atidžiai suprasti.

Tinklo trukdžiai ir apsauga

Visuose šiuolaikiniuose UPS yra įrengta apsauga nuo problemų, susijusių su aptarnaujamais prietaisais. Jei bendra apkrova viršija maksimaliai leistiną arba įvyksta trumpasis jungimas, nepertraukiamas maitinimo šaltinis nedelsiant išjungia energiją.

Tinklo trukdžius galima suskirstyti į dažnį ir impulsą. Pirmieji nėra tokie pavojingi, ypač kompiuterių ar televizorių maitinimo šaltiniams, kurie kintamąją srovę paverčia nuolatiniu. Pastaroji gali sukelti problemų bet kurioje elektronikoje.

Todėl daugumoje UPS įrengta viršįtampio ir harmoninė apsauga su varistoriais ir aukšto pralaidumo filtrais.

Trikdžių pašalinimas linijoje vyksta dviem etapais. Pirmiausia varistoriai nutraukia aukšto dažnio impulsus, o tada filtras išlygina mažus šuolius

Aukštos įtampos impulsų atsiradimo problema būdinga ne tik maitinimo kabeliams, bet ir duomenų perdavimo tinklams - kompiuteriui ar telefonui.Jie gali atsirasti dėl atmosferos elektros poveikio, netoliese esančių laidų nutrūkimo, elektros trikdžių ir kitų priežasčių.

Daugelis gamintojų gamina modelius, turinčius galimybę apsaugoti vietinį tinklą. Tam UPS turi du RJ-45 jungtis - vienas prie įėjimo ir kitas prie išėjimo. Signalas praeina per filtrą, kuris slopina bangas. Telefonų linijoms sistema yra ta pati, tik jungtys yra RJ-11 formato.

Žemos ir aukštos įtampos

Įtampos reguliavimas atliekamas naudojant automatinį įtampos reguliatorių (AVR), kurio pagrindinis elementas yra autotransformatorius. Jo veikimo principas grindžiamas vienos iš apvijų apsisukimų skaičiaus pasikeitimu, dėl kurio keičiasi įtampa jo vertės padidėjimo ar sumažėjimo kryptimi.

AVR buvimas UPS leidžia kiekvieną kartą neįjungti autonominio režimo, šiek tiek nukrypstant nuo įtampos nuo standartinių indikatorių. Tai žymiai padidina akumuliatoriaus veikimo laiką.

Profesionalūs multimetrai, tokie kaip CEM DT 9909, ilgą laiką gali įrašyti įtampos vertes. Tokio prietaiso naudojimas gali padėti pasirinkti stabilizatorių ar UPS

Remiantis GOST 29322-2014, leistinas 10% įtampos nuokrypis nuo pamatinės vertės ne ilgesniam kaip 1 valandos laikotarpiui. Visi šiuolaikiniai UPS su reguliatoriais susidoroja su tokiais svyravimais.

Išvesties aiškumas

Išėjimo signalo tipas priklauso nuo keitiklio modelio, kuris yra įmontuotas UPS. Idealiu atveju kintamos įtampos kreivė turėtų būti sinusinė banga. Po konversijos per keitiklį ji įgyja laipsnišką formą.

Kuo didesnis momentinės įtampos ir laiko kreivės žingsnių skaičius, tuo geresnė kintamos srovės kokybė. Kai kuriems įrenginiams tai yra svarbu.

Įrangai, kurioje yra asinchroniniai varikliai (šaldytuvas, oro kondicionierius), transformatoriaus maitinimo šaltiniai (aukštos kokybės garso įranga), APFC maitinimo šaltiniai (serveriai ir galingi kompiuteriai) reikia švarios arba gerai suderintos sinusinės bangos.

Ne vienas keitiklis, todėl UPS nesuteikia grynos sinuso bangos, kad įrangos gamintojai nerašytų reklaminėse brošiūrose. Išėjimo signalo artėjimas prie sinuso bangos įvertinamas pagal netiesinio iškraipymo koeficientą (THD).

Iš bloko sklindantis signalas gali būti laikomas sinusoidiniu, kai THD yra <5%. Kai kuriems modeliams, pavyzdžiui, „IMV NetPro 2000“, šis skaičius yra tik 2%.

UPS naudojimo taisyklės

Pirkdami nepertraukiamą maitinimo šaltinį atsarginiam energijos tiekimui organizuoti, kartu turite suprasti, su kokiais įrenginiais jis gali būti naudojamas. Kartais neįmanoma valdyti tik UPS, tada reikia imtis papildomų priemonių, kad namas būtų aprūpintas elektra.

Buitinių prietaisų prijungimas

Kompiuteriai, modemai, maršrutizatoriai, vaizdo ir garso įranga yra tipiški namų ar biuro prietaisai, prie kurių prijungti nepertraukiamo maitinimo šaltiniai. Jei šioje technikoje yra įprasti perjungimo maitinimo šaltiniai, tada pakaks įsigyti palyginti pigių modelių, kurie nesukuria grynos sinuso bangos.

Šiuolaikiniai modeliai yra kompaktiški ir pasižymi patraukliu dizainu, kuris harmoningai susimaišo su kitais prie gyvenamojo kambario interjero esančiais prietaisais

Apšvietimui taip pat nereikia pirkti brangių gaminių. Svarbiausia čia yra teisingai apskaičiuoti maksimalią galią ir baterijos veikimo laiką.

Dažnai nutrūkstant elektrinėms, aktuali yra neplanuoto šaldytuvų atitirpinimo ir maisto sugadinimo problema. Norint apsaugoti tokią įrangą su indukciniais varikliais, reikės sudėtingesnio prietaiso UPS, nes reikalingas „grynas“ sinusinis signalas.

Be to, būtina atsižvelgti į užvedimo sroves, kurios atsiranda paleidžiant variklį. Supaprastinta šaldymo įrangos vertė gali būti nustatyta padauginus galios vertę iš 5.

Jei, pavyzdžiui, virtuvėje yra šaldytuvas, kurio bendra galia yra 300 vatų (paleidimo metu - 1500 vatų), ir šaldytuvas, skirtas 200 vatų (įjungiant - 1 000 vatų), tada jums reikia maitinimo šaltinio, turinčio gryną sinuso bangą, o maksimali galia - mažiausiai 1700 vatų. Ši vertė gaunama tuo atveju, kai šaldiklis veiks, o tokiu metu šaldytuvas įsijungs. Abiejų variklių užvedimas vienu metu nėra tikėtinas ir net toks UPS gali atlaikyti 2,7 kW sekundės viršįtampį.

Internetinio tipo blokas, kurio maksimali galia yra 2000 vatų, gali veikti maždaug pusvalandį, iš viso sunaudojant 500 vatų. Kadangi aušinimo režimas trunka apie 5 minutes, garantuojama, kad nepertraukiamo maitinimo šaltinis tęsis 6 kartus paleidus abu įrenginius.

Privačiuose namuose ir kotedžuose taip pat aktualus UPS naudojimas priverstinės cirkuliacijos šildymo sistemai palaikyti. Siurbliams taip pat reikia grynos sinuso

Nepertraukiamo maitinimo šaltiniai taip pat aktyviai naudojami dujiniams šildymo katilams eksploatuoti. Atsižvelgiant į prijungtos įrangos kainą, šiuo atveju neturėtumėte sutaupyti dėl UPS kokybės.

Rezervas ir papildomas maitinimas

Daugybei buitinių prietaisų neįmanoma pasirinkti nebrangaus UPS, nes ilgą laiką dirbant akumuliatoriumi reikės didelės maksimalios galios. Skalbimo mašinos, elektrinės orkaitės, paskirstytos oro kondicionavimo sistemos sunaudoja daug elektros energijos.

Elektros energijos tiekimo nutraukimo metu, be abejo, galite apsieiti be šių įrenginių. Tai patartina, jei tokie pertraukimai vyksta retai ir trumpą laiką. Bet jei vis dėlto bus priimtas sprendimas galingiems vartotojams suteikti autonominę galią, geriau naudoti benzino ar dyzelino generatorių. Greitam jų paleidimui, nesant įtampai, naudojama automatinė atsargų įvesties sistema (ATS).

Jei turite papildomą energijos šaltinį, UPS vis tiek turėtų būti naudojamas, bent jau kompiuteriams. Neįmanoma nedelsiant įjungti generatoriaus ir atkurti maitinimo šaltinį.

Žemos įtampos stabilizavimas

Žemos įtampos problema aktuali objektams, prijungtiems prie senų ar mažai energijos naudojančių tinklų. Jei tokia situacija atsiranda nuolat, geriau naudoti įvestį stabilizatorius.

Esant stabilizatoriui, vidaus namo tinklo įtampa bus sumažinta iki standartinių indikatorių. Tai taip pat paveiks prietaisus, kurie nėra prijungti prie UPS.

Esant sumažintai įtampai, padidėja srovės, einančios per namo tinklą, stipris. Pavyzdžiui, tegul bendra prie UPS prijungtų vartotojų galia yra 1,5 kW, o maitinimo įtampa lygi 190 V.

Paskui Ohmo įstatymas:

• Aš₁ = 1500/190 = 7,9 A - srovė UPS grandinėje be stabilizatoriaus;
• Aš₂ = 1500/220 = 6,8 A - srovė UPS grandinėje su stabilizatoriumi.

Taigi vidaus tinklas be stabilizatoriaus patirs padidėjusią apkrovą, į kurią nebuvo galima atsižvelgti renkantis laidų skyrių.

Todėl esant nuolatinei žemai įtampai, geriau įdiegti stabilizatorių. Tokiu atveju UPS autotransformatoriaus apkrova bus mažesnė, o tai prailgins jo tarnavimo laiką. Be to, atsižvelgiant į įtampos išlyginimą, galima įsigyti pigesnių nepertraukiamo maitinimo šaltinių.

Nepertraukiamas nuolatinės srovės vartotojų maitinimas

Kai kuriems įrenginiams turite pateikti nepertraukiamą nuolatinę 12, 24 arba 48 V nuolatinės srovės galią. Taip pat parduodamas tokio tipo UPS. Jų žymėjime yra santrumpa „DC“. Taip pat yra blokų, kurių maitinimo šaltinis yra 60, 110 arba 220 V, tačiau jie naudojami pramonėje ar energetikoje.

Skirtumas tarp nepertraukiamo nuolatinės srovės maitinimo vidiniame įrenginyje nuo klasikinių modelių yra keitiklio trūkumas. Baterijos yra tiesiogiai sujungtos su išvestimi per kontaktorių su srovę ribojančiu matavimo šuntu, kad būtų išvengta nepriimtinai gilaus baterijų išsikrovimo.

Kartais išvestyje gali būti įmontuotas stabilizuojantis keitiklis, jei UPS maitinami prietaisai yra jautrūs mažiems įtampos svyravimams.

Kartu su įtampos keitikliais 48 W nuolatinės srovės UPS gali tiekti vaizdo stebėjimo sistemą, kurios perimetras yra iki 1 km.

Tokie nereikalingi maitinimo šaltiniai naudojami norint apsaugoti nuo nuolatinės srovės toliau nurodytą buitinę įrangą:

• vaizdo stebėjimo sistemos ir saugumas;
• visų rūšių jutikliai (nuotėkis, dūmai, gaisras, judėjimas ir kt.);
• apšvietimo sistemos;
• telekomunikacijos prietaisai;
• ryšių sistemos;
• valdymo sistemos komponentai „Išmanieji namai“.

Daugelyje nuolatinės srovės UPS yra galimybė prijungti išorines baterijas. Tokiu atveju autonominis prietaisų, kuriems jie tarnauja, veikimas gali būti labai ilgas.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Trumpai apie pagrindines buitinės UPS savybes:

UPS tipų ir jų charakteristikų įvairovė yra skirtingų jų naudojimo sąlygų pasekmė: maitinimo galia ir prijungtų prietaisų tipas, parametrai ir tipiškos tam tikro maitinimo šaltinio problemos. Nepertraukiamas energijos tiekimas paprastai nėra pats brangiausias sistemos elementas, tačiau nuo jo priklauso jo veikimo stabilumas. Todėl būtina nustatyti eksploatavimo sąlygas ir atidžiai kreiptis į modelio pasirinkimą.

Vis dar turite klausimų straipsnio tema? Ar galite papildyti šią medžiagą įdomia UPS informacija? Prašome parašyti komentarus, užduoti klausimus, pasidalinti patirtimi žemiau esančiame bloke.