Onderbrekingsvrije voedingseenheid: doel en specifieke kenmerken van binnenlandse UPS

Om de werking van apparaten in geval van stroomuitval te behouden, wordt een ononderbroken voedingseenheid gebruikt. Afhankelijk van het type klanten dat wordt bediend en de parameters van elektriciteit, moet u verschillende modellen kiezen. Er is veel vraag naar deze apparaten, daarom is het niet moeilijk om het gewenste exemplaar te verkrijgen op basis van zijn kenmerken.

Maar voordat u koopt, moet u de functies ervan onafhankelijk begrijpen en deze vraag niet vertrouwen aan de managers die geïnteresseerd zijn in verkoop.

In dit materiaal zullen we het apparaat en de functies van de UPS beschouwen en ook praten over de regels voor het gebruik ervan.

AC UPS-circuits

Voor huishoudelijk gebruik worden apparaten voor ononderbroken stroom gebruikt, aangesloten op een enkelfasig 220 V-netwerk, dat enige tijd kan ontbreken bij afwezigheid van elektriciteitsverbruikers die dezelfde spanning nodig hebben.

Er zijn ook UPS'en die zijn aangesloten op de ingang op een driefasig netwerk en de uitgang is 380 V of 220 V. Ze zijn echter duur, ze worden indien nodig gebruikt om autonoom vermogen te verkrijgen van 10 kV · A, wat niet vereist is voor huishoudelijke behoeften.

AC-UPS'en voor huishoudelijk gebruik volgens het bedieningsschema zijn onderverdeeld in de volgende typen:

• back-up (offline);
• interactief (lineair interactief);
• dubbele conversie (online).

Ze verschillen in de kwaliteit van de uitgangsspanning en prijs. De goedkoopste zijn back-ups en de duurste zijn dubbele conversie.

Het eenvoudigste redundante voedingscircuit vereist een schakelrelais en passieve filtering om interferentie te onderdrukken

In de oplader wordt een gelijkrichter gebruikt om AC naar DC te converteren. En de omgekeerde transformatie vindt plaats met behulp van een omvormer.

In ononderbroken voedingen zijn in de regel gewone elektromechanische relais geïnstalleerd om het circuit van het netwerk naar de batterij te schakelen. Als dit onderdeel van hoge kwaliteit is, is de bron voldoende voor de gehele duur van de UPS-operatie. Maar meestal, wanneer een eenheid kapot gaat, ligt het probleem precies in dit structurele element.

Het interactieve circuit verschilt van de back-up door de aanwezigheid van een spanningsstabilisator. Het is gemaakt in de vorm van een typische autotransformator met direct verbonden wikkelingen

Spanningsstabilisatie is ook aanwezig in veel huishoudelijke apparaten, dus als de afwijkingen onbeduidend zijn, heeft het geen zin om een ​​duurder lineair-interactief model te kopen.

De aanwezigheid van een transformator dwingt de fabrikant vaak om geforceerde koeling te gebruiken, daarom zijn dergelijke UPS'en uitgerust met koelers. Ze zenden ruis uit die qua intensiteit vergelijkbaar is met de werking van een computersysteemeenheid.

Het vermogen van de omvormer in het online circuit wordt continu geleverd door de batterijen. Daarom is in het geval van een stroomstoring de tijd om over te schakelen op back-upvoeding nul

De meest complexe en dure apparaten met dubbele conversie hebben ook het laagste rendement. Elektriciteit gaat in de warmte die het apparaat afgeeft. Daarom moet hun gebruik worden gerechtvaardigd.

Het belangrijkste pluspunt van dit type ononderbroken stroomtoevoer is een onmiddellijke reactie op een stroomstoring. Maar voor de meeste huishoudelijke apparaten is dit niet zo belangrijk. Dezelfde computers voltooien gewoonlijk een back-up van UPS of een interactief type.

De belangrijkste parameters

Er zijn veel aanbiedingen op de markt voor de verkoop van noodstroomvoorzieningen voor huishoudelijk gebruik. Om hun doel correct te bepalen en geen fout te maken bij de keuze, moet u begrijpen op welke parameters u in de eerste plaats moet letten.

Belangrijkste specificaties

Het uitgangsvermogen van het apparaat bepaalt de maximaal toelaatbare waarde die het apparaat de consument gegarandeerd kan geven. Het wordt gemeten in volt-ampère (VA). Voor het gemak van gebruikers wordt deze waarde vaak aangehaald en in watt.

Om de belasting van apparaten te meten, kunt u een ampèremeter gebruiken of deze berekenen met behulp van de metingen van de meter die in het appartement is geïnstalleerd.

U kunt de verbruikte elektriciteit meten met een huishoudelijke ampèremeter (wattmeter) met een stopcontact. Het aangesloten apparaat moet op maximaal vermogen zijn ingesteld

Bij het bepalen van de werkelijke kracht van een computer, moet men zich niet laten leiden door de beoordeling van de voeding, omdat deze altijd met een marge wordt gekocht.

Als er geen ampèremeter is, moet u de volgende stappen uitvoeren:

1. Koppel alle circuits in de afscherming los, behalve die van waaruit de computer wordt gevoed.
2. Koppel alle apparaten in dit circuit los.
3. Zet de computer aan en voer er een typisch programma op uit (bijvoorbeeld een YouTube-video).
4. Wacht tot de tiende van een kilowatt op het aanrecht verandert.
5. Neem de tijd voor de volgende wijziging.

Gemiddeld stroomverbruik (P, watt) voor deze periode (t, minuten) kan worden berekend met de formule:

P = 100 * (60 / t)

Het volgende belangrijke kenmerk is de batterijduur. Deze indicator is afhankelijk van de belasting die de UPS momenteel ervaart. Bij het maximaal toegestane vermogen gaan de batterijen van het huishoudelijke apparaat 1-3 minuten mee. En in de helft - veel langer (tot 10 minuten).

Uit de grafiek van de afhankelijkheid van de batterijduur van de gemiddelde belasting blijkt dat deze afhankelijkheid niet-lineair is. Dit komt door de batterijontladingsmethode.

Hieruit volgen twee conclusies:

• tijdens een stroomstoring is het noodzakelijk om de belasting van de apparaten te minimaliseren;
• Het is raadzaam om een ​​UPS aan te schaffen met een capaciteit die de berekende 30% overschrijdt.

Het ingangsspanningsbereik toont de minimaal en maximaal toelaatbare spanning van het netwerk, waarbij er geen stroom naar de batterijen wordt geschakeld. In de regel zijn alle UPS'en bestand tegen een interval van 180-260 V.

Sommige fabrikanten kunnen aan zeer goede (reclame) indicatoren voldoen, de lagere waarde is bijvoorbeeld 110 V. Hier moet u ervoor zorgen dat deze cijfers worden genomen voor de maximale belasting, en niet voor de helft.

Een andere belangrijke technische indicator is het geluidsniveau. Lijn-interactieve of online UPS'en genereren veel warmte, dus fabrikanten installeren er ventilatoren op. Als koelers goedkoop zijn, zullen ze na verloop van tijd zoemen, wat onwenselijk is voor een woonkamer.

Interface en configuratie

Het uiterlijk van de blokken kan zeer divers zijn. Meestal hebben ze een klassieke rechthoekige vorm, met aan de voorkant indicatoren of een display en aan de achterkant stroomaansluitingen. Hun aantal is niet zo belangrijk, omdat je aan de uitgang een verlengsnoer kunt aansluiten met een T-stuk. Dit is niet in tegenspraak met het concept UPS.

Het model kan een lcd-scherm hebben waarop de situatie met de levering van aangesloten apparaten wordt weergegeven: beschikbaarheid van stroom, aantal consumenten, batterijlading, enz.

Weergavesysteem verlaagt de kosten van apparatuur. Bovendien is het praktischer. Als u parameters moet kennen, hebben veel modellen de functie om verbinding te maken met een computer

Om de parameters van de stroomvoorziening, de toestand van de UPS-batterijen en hoe deze werken te achterhalen, kunt u deze op een computer aansluiten. Bij veel modellen is deze functie geïmplementeerd en wordt software ontwikkeld.

Er zijn drie hoofdtypen interface:

• USB De meest voorkomende verbinding tussen een computer en een UPS.
• RS-232 (COM-poort). Zelden aanwezig in huishoudelijke modellen.
• Ethernet 10/100. Het wordt gebruikt voor het op afstand bedienen van een noodstroomvoorziening.

De software voor het verkrijgen van kenmerken met de UPS en het beheer ervan is niet alleen ontwikkeld voor verschillende versies van Windows. Zo heeft de bekende fabrikant Powercom bijvoorbeeld een Android-versie van de software waarmee je op afstand de stroomstatus kunt bewaken en eventueel de werking van de noodstroomvoorziening kunt aanpassen.

Met de software kunt u de belangrijkste kenmerken van het elektriciteitsnet volgen, zoals ingangs- en uitgangsspanning, frequentie. U kunt ook de batterijlading en apparaattemperatuur achterhalen

Uninterruptible power units worden geplaatst in de directe omgeving van de beschermde verbruikers van elektriciteit. Ze worden meestal op de vloer of op planken geplaatst. Sommige modellen zijn uitgerust met bevestigingsmiddelen waarmee u ze aan de muren kunt bevestigen.

Output huidige kwaliteit

Onderbrekingsvrije voedingen moeten stroom van de juiste kwaliteit produceren. Bij het werken op batterijen is de omvormer hiervoor verantwoordelijk en in het geval van stroom van het netwerk, zouden problematische momenten de filters en de stabilisator moeten gladstrijken. Storingen die ontstaan ​​in een elektrisch circuit hebben verschillende ontstaansmogelijkheden en gevolgen voor elektronica. Daarom moet deze kwestie ook zorgvuldig worden begrepen.

Netwerkinterferentie en bescherming

Alle moderne UPS'en zijn uitgerust met bescherming tegen problemen in verband met onderhouden apparaten. Als de totale belasting het maximaal toegestane overschrijdt of als er kortsluiting optreedt, zal de ononderbroken stroomtoevoer de stroom onmiddellijk uitschakelen.

Netwerkinterferentie kan worden onderverdeeld in frequentie en puls. De eerste zijn niet zo gevaarlijk, vooral niet voor voedingen voor computers of televisies, die wisselstroom in gelijkstroom omzetten. Dit laatste kan een probleem veroorzaken in elke elektronica.

Daarom zijn de meeste UPS'en uitgerust met overspannings- en harmonische bescherming met varistoren en hoogdoorlaatfilters.

Het verwijderen van interferentie op de lijn gebeurt in twee fasen. Eerst onderbreken de varistoren hoogfrequente pulsen en vervolgens maakt het filter kleine sprongen glad

Het probleem van het optreden van hoogspanningspulsen is niet alleen kenmerkend voor stroomkabels, maar ook voor datatransmissienetwerken - computer of telefoon.Ze kunnen optreden als gevolg van blootstelling aan atmosferische elektriciteit, defecten aan nabijgelegen bedrading, elektrische interferentie en andere oorzaken.

Veel fabrikanten produceren modellen die het lokale netwerk kunnen beschermen. Hiervoor heeft de UPS er twee RJ-45-aansluiting - een bij de ingang en een bij de uitgang. Het signaal gaat door een filter dat pieken onderdrukt. Het systeem is hetzelfde voor telefoonlijnen, alleen de connectoren zijn in RJ-11-formaat.

Laag- en hoogspanning

De spanningsaanpassing wordt uitgevoerd met behulp van een automatische spanningsregelaar (AVR), waarvan het belangrijkste element een autotransformator is. Het principe van de werking is gebaseerd op een verandering in het aantal windingen van een van de wikkelingen, wat resulteert in een verandering in de spanning in de richting van het verhogen of verlagen van de waarde.

Door de aanwezigheid van AVR in de UPS kunt u de autonome modus niet elke keer inschakelen met een kleine afwijking van de spanning van de standaardindicatoren. Dit verlengt de levensduur van de batterij aanzienlijk.

Professionele multimeters zoals de CEM DT 9909 kunnen lange tijd spanningswaarden vastleggen. Het gebruik van een dergelijk apparaat kan helpen bij het kiezen van een stabilisator of UPS

Volgens GOST 29322-2014 is een afwijking van 10% van de spanning van de referentiewaarde voor een periode van niet meer dan 1 uur toegestaan. Alle moderne UPS'en met regulatoren zijn bestand tegen dergelijke fluctuaties.

Uitvoer duidelijkheid

Het type uitgangssignaal is afhankelijk van het model van de omvormer dat in de UPS is geïnstalleerd. Idealiter zou de wisselspanningscurve een sinusgolf moeten zijn. Maar na conversie via de omvormer neemt het een stapsgewijze vorm aan.

Hoe groter het aantal stappen in de momentane spannings- versus tijdcurve, hoe beter de kwaliteit van de wisselstroom. Voor sommige apparaten is dit belangrijk.

Apparatuur die asynchrone motoren (koelkast, airconditioning), transformatorvoedingen (hoogwaardige audioapparatuur), APFC-voedingen (servers en krachtige computercomputers) bevat, heeft een schone of goed benaderde sinusgolf nodig.

Geen enkele omvormer, en daarom geeft de UPS geen zuivere sinusgolf, zodat fabrikanten van apparatuur niet in reclamefolders schrijven. De benadering van het uitgangssignaal tot de sinusgolf wordt geëvalueerd door de coëfficiënt van niet-lineaire vervorming (THD).

Het signaal dat uit het blok komt, kan als sinusvormig worden beschouwd bij een THD <5%. Voor sommige modellen, zoals IMV NetPro 2000, is dit cijfer slechts 2%.

UPS-gebruiksregels

Wanneer u een ononderbroken stroomvoorziening aanschaft voor het organiseren van back-upstroom, moet u weten met welke apparaten deze kan worden gebruikt. Soms is het onmogelijk om alleen een UPS te beheren, en dan moeten er aanvullende maatregelen worden genomen om de woning van stroom te voorzien.

Aansluiting van huishoudelijke apparaten

Computers, modems, routers, video- en audioapparatuur zijn typische thuis- of kantoorapparaten waarop ononderbroken stroomvoorzieningen zijn aangesloten. Als deze techniek gewone schakelende voedingen bevat, volstaat het om relatief goedkope modellen te kopen die geen zuivere sinusgolf produceren.

Moderne modellen zijn compact en hebben een aantrekkelijk ontwerp dat harmonieus past bij andere apparaten in het interieur van een woonkamer

Voor verlichting hoef je ook geen dure producten aan te schaffen. Het belangrijkste hier is om het maximale vermogen en de levensduur van de batterij correct te berekenen.

Bij frequente black-outs is het probleem van ongeplande ontdooiing van koelkasten en bederf van voedsel relevant. Om dergelijke apparatuur met inductiemotoren te beschermen, is een UPS van een complexer apparaat nodig, omdat een "puur" sinusvormig signaal vereist is.

Bovendien moet rekening worden gehouden met de aanwezigheid van startstromen die optreden wanneer de motor wordt gestart. Vereenvoudigd voor koelapparatuur, kan hun waarde worden bepaald door de vermogenswaarde te vermenigvuldigen met 5.

Als de keuken bijvoorbeeld een koelkast heeft met een totaal vermogen van 300 watt (bij opstarten - 1.500 watt) en een vriezer van 200 watt (bij opstarten - 1.000 watt), dan heb je een voeding nodig met een zuivere sinusgolf en een maximaal vermogen van minimaal 1.700 watt. Deze waarde wordt verkregen in het geval dat de vriezer werkt en op dit moment wordt de koelkast ingeschakeld. De gelijktijdige start van beide motoren is onwaarschijnlijk en zelfs zo'n UPS kan een piek van één seconde van 2,7 kW weerstaan.

Een online type blok met een maximaal vermogen van 2000 watt kan ongeveer een half uur werken met een totaal verbruik van 500 watt. Omdat de koelmodus ongeveer 5 minuten duurt, is de ononderbroken stroomvoorziening gegarandeerd 6 starts van beide apparaten.

In particuliere huizen en huisjes is ook het gebruik van een UPS ter ondersteuning van een verwarmingssysteem met geforceerde circulatie relevant. Pompen hebben ook een zuivere sinus nodig

Onderbrekingsvrije voedingen worden ook actief gebruikt voor de werking van verwarmingsketels op gas. Gezien de kosten van de aangesloten apparatuur mag u in dit geval niet besparen op de kwaliteit van de UPS.

Reserve en extra voeding

Voor veel huishoudelijke apparaten is het onmogelijk om een ​​goedkope UPS te kiezen, omdat een aanzienlijk maximumvermogen nodig is voor een lange levensduur van de batterij. Wasmachines, elektrische ovens, gedistribueerde airconditioningsystemen verbruiken veel elektriciteit.

Tijdens een stroomstoring kun je deze apparaten natuurlijk wel missen. Dit is raadzaam als dergelijke onderbrekingen zelden en gedurende korte tijd voorkomen. Maar als er toch wordt besloten om krachtige consumenten autonoom vermogen te geven, is het beter om een ​​benzine- of dieselgenerator te gebruiken. Voor hun snelle start bij afwezigheid van spanning wordt een automatisch reserve-invoersysteem (ATS) gebruikt.

Als u een extra voedingsbron heeft, moet de UPS nog steeds worden gebruikt, tenminste voor computers. Het is onmogelijk om de generator onmiddellijk te starten en de stroomtoevoer te herstellen.

Onderspanningsstabilisatie

Het probleem van onderspanning is relevant voor objecten die zijn aangesloten op oude of energiezuinige netwerken. Als deze situatie zich constant voordoet, is het beter om de input te gebruiken stabilisator.

In aanwezigheid van een stabilisator wordt de spanning van het interne huisnetwerk verlaagd tot standaardindicatoren. Dit heeft ook invloed op apparaten die niet op de UPS zijn aangesloten.

Met een lagere spanning neemt de sterkte van de stroom die door het huisnetwerk gaat toe. Laat bijvoorbeeld het totale vermogen van de op de UPS aangesloten verbruikers 1,5 kW zijn en de voedingsspanning gelijk aan 190 V.

Dan door Ohm's wet:

• Ik₁ = 1500/190 = 7,9 A - stroom in het circuit naar de UPS zonder stabilisator;
• Ik₂ = 1500/220 = 6,8 A - stroom in het circuit naar de UPS met een stabilisator.

Zo zal een intern netwerk zonder stabilisator een verhoogde belasting ervaren, waarmee geen rekening kon worden gehouden bij het kiezen van de bedradingssectie.

Daarom is het bij een constante lage spanning beter om een ​​stabilisator te installeren. In dit geval zal de belasting op de spaartransformator van de UPS minder zijn, wat de levensduur zal verlengen. Bovendien is het, rekening houdend met de egalisatie van de spanning, mogelijk om goedkopere ononderbroken voedingen aan te schaffen.

Onderbrekingsvrije voeding van gelijkstroomverbruikers

Voor sommige apparaten moet u een ononderbroken gelijkstroom van 12, 24 of 48 V leveren. Dit type UPS is ook te koop. In hun markering staat een afkorting "DC". Blokken met een voedingsspanning van 60, 110 of 220 V bestaan ​​ook, maar worden gebruikt in de industrie of energie.

Het verschil tussen ononderbroken gelijkstroom in het interne apparaat van de klassieke modellen is het ontbreken van een omvormer. Batterijen worden rechtstreeks op de uitgang aangesloten via een contactor met een stroombeperkende meet-shunt om een ​​onaanvaardbaar diepe ontlading van de batterijen te voorkomen.

Soms kan een stabiliserende omzetter aan de uitgang worden geïnstalleerd als de apparaten die door de UPS worden gevoed, gevoelig zijn voor kleine spanningsschommelingen.

Samen met spanningsomvormers kan een 48 W DC UPS een videobewakingssysteem leveren met een omtrek van maximaal 1 km

Dergelijke redundante voedingen worden gebruikt om de volgende huishoudelijke apparatuur te beschermen tegen gelijkstroom:

• videobewakingssystemen en beveiliging;
• allerlei sensoren (lekken, rook, vuur, beweging, etc.);
• verlichtingssystemen;
• telecommunicatieapparaten;
• communicatiesystemen;
• componenten van het besturingssysteem "Slimme woning".

Veel DC-UPS'en hebben de mogelijkheid om externe batterijen aan te sluiten. In dit geval kan de autonome werking van de apparaten die ze bedienen erg lang zijn.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

In het kort over de belangrijkste kenmerken van UPS voor huishoudelijk gebruik:

De verscheidenheid aan UPS-typen en hun kenmerken zijn een gevolg van verschillende voorwaarden voor hun gebruik: vermogen en type aangesloten apparaten, parameters en typische problemen van een bepaalde voeding. Een ononderbroken stroomvoorziening is meestal niet het duurste element in een systeem, maar de stabiliteit van de werking hangt ervan af. Daarom is het noodzakelijk om de bedrijfsomstandigheden te bepalen en de keuze van het model zorgvuldig te benaderen.

Heeft u nog vragen over het onderwerp van het artikel? Of kunt u dit materiaal aanvullen met interessante UPS-informatie? Schrijf uw opmerkingen, stel vragen, deel ervaringen in het onderstaande blok.