Tipuri de UPS și adecvarea acestora pentru conectarea diferitelor tipuri de echipamente. Ce este o sursă de alimentare neîntreruptibilă pentru casă și de ce este necesară în gospodărie? Sursă de alimentare neîntreruptibilă

Salutări, dragii mei cititori! În realitățile actuale rusești, proprietarii de computere desktop sunt nevoiți să rezolve problemele de alimentare neîntreruptă. Această problemă poate fi rezolvată folosind surse de alimentare neîntreruptibile. Diversitatea lor pe piața computerelor vă permite să alegeți un UPS care să se potrivească nevoilor dumneavoastră specifice. Vom vorbi despre ce este un UPS și ce surse de alimentare neîntreruptibile există în acest articol.

Un UPS, sau sursă de alimentare neîntreruptibilă, este un dispozitiv care acționează ca o „baterie” de energie. În cazul unei întreruperi de curent, UPS-ul comută automat sursa de alimentare a computerului la alimentarea de la bateriile încorporate, ceea ce vă permite să opriți corect lucrul și să salvați toate documentele necesare.

Varietate de surse de alimentare neîntreruptibile

Alimentarea neîntreruptibilă este garanția dumneavoastră pentru siguranța documentelor și a componentelor computerului în ansamblu. La urma urmei, dacă computerul este oprit incorect, hard disk-ul, placa de bază și memoria RAM pot avea de suferit.

Ne-am dat seama ce este o sursă de alimentare neîntreruptibilă. Să trecem la următoarea întrebare.

Ce tipuri de UPS există?

Sursele de alimentare neîntreruptibilă sunt împărțite în trei tipuri:

1. UPS offline;
2. UPS line-interactiv;
3. UPS online (UPS cu dublă conversie).

Să ne uităm la fiecare tip de sursă de alimentare neîntreruptibilă separat. Aceste informații vă vor ajuta atunci când alegeți un UPS pentru propriile nevoi.

UPS offline

Principiul de funcționare al acestui tip de sursă de alimentare este de a comuta automat computerul sau alt dispozitiv conectat la alimentare de la bateriile încorporate atunci când este deconectat de la sursa externă de alimentare.

Adesea, un releu mecanic acționează ca un comutator, astfel încât este posibil să auziți un clic atunci când UPS-ul trece de la o sursă de alimentare externă la baterii și invers.

Acest tip a devenit larg răspândit în rândul utilizatorilor obișnuiți și în birouri.

LA pro Astfel de UPS-uri includ simplitate, compactitate și costuri reduse. Principalul minus este imposibilitatea de a stabiliza tensiunea de intrare și, prin urmare, computerul dvs. nu va fi protejat de schimbările bruște de tensiune. Această specie prezintă, de asemenea, o uzură crescută a bateriilor.

UPS line-interactiv

Acest tip de sursă de alimentare neîntreruptibilă este utilizat în cele mai multe cazuri pentru a proteja rețeaua și alte echipamente de telecomunicații, precum și grupuri de calculatoare.

Caracteristica principală a acestor surse este capacitatea de a regla tensiunea de ieșire fără conectarea la baterii, indiferent de tensiunea (înaltă sau scăzută) la intrare.

Pro Acest tip de UPS este de dimensiuni mici, costuri reduse, reglare automată a tensiunii și economic.

Dar are și el minusuri– aceasta este o trecere relativ lungă la baterii, imposibilitatea ajustării formei tensiunii de ieșire atunci când funcționează de la o sursă de alimentare externă, modificarea tensiunii de ieșire are loc în trepte.

UPS cu dublă conversie

Acest tip de UPS efectuează conversia tensiunii de două ori: tensiunea de intrare AC este convertită în DC, iar apoi DC este convertită la o tensiune AC de referință și furnizată dispozitivelor.

Acest tip este utilizat acolo unde este necesară o tensiune de referință, iar dispozitivele alimentate solicită calitatea sursei de alimentare. Dispozitivele conectate pot fi foarte diferite: stații de lucru obișnuite, servere de fișiere, dispozitive de rețea și alte echipamente consumatoare de energie.

pro UPS-ul online are caracteristici semnificative: control deplin al tensiunii de intrare și ieșire, timp de așteptare zero pentru trecerea la baterii, echipamentele conectate nu afectează în niciun fel rețeaua electrică externă.

Minusuri Există, de asemenea: cost ridicat, design complex, autoconsum de energie electrică în modul de dublă conversie.

Primul tip de UPS este destul de suficient pentru utilizarea acasă și la birou. Dar dacă aveți oportunitatea financiară, v-aș recomanda acest din urmă tip. Acesta este cel mai fiabil tip de protecție pentru echipamentele dvs. informatice împotriva tensiunii de calitate scăzută.

Principalele caracteristici ale UPS-ului

Un UPS are câteva caracteristici principale cărora ar trebui să le acordați atenție atunci când cumpărați. Să le privim mai jos.

1. Putere. Această caracteristică determină direct ce echipament poate fi conectat la acest UPS. Alegeți întotdeauna o sursă cu rezerve de putere. Acest lucru va evita posibile probleme legate de lipsa energiei electrice.

De obicei, această caracteristică este indicată de valoarea VA sau W. Dacă valoarea este indicată în VA (VA), atunci înmulțiți-o cu 0,6 pentru a obține valoarea în wați care este mai de înțeles pentru noi.

1. tip UPS. Am vorbit mai sus despre tipurile de sisteme de alimentare neîntreruptibilă. Am ajuns la concluzia că cel mai optim ar fi un UPS cu dublă conversie, dar pentru nevoile casnice ar fi suficientă o sursă offline sau line-interactive.
2. Durata de viata a bateriei. Această valoare este foarte importantă, deoarece determină cât timp va funcționa computerul fără alimentare externă. De obicei, durata de viață a bateriei este setată în intervalul 5-30 de minute. Vă rugăm să rețineți că la sarcina maximă a UPS-ului, timpul de funcționare fără electricitate este redus semnificativ.

Aceste trei caracteristici sunt cele mai importante. Pe lângă acestea, UPS-ul are mult mai multe caracteristici. De exemplu, atunci când alegeți un UPS într-un magazin, acordați atenție ce conectori de alimentare sunt instalați în sursă, dacă există un afișaj și interfețe suplimentare (RJ-11, USB), câte baterii sunt instalate și altele.

Probleme întâlnite frecvent

1. Cea mai importantă problemă care apare cel mai des cu un UPS este defectarea bateriei. O baterie descărcată poate fi determinată de faptul că sursa de alimentare neîntreruptibilă nu mai susține sarcina - când se întrerupe alimentarea, computerul se oprește imediat. De asemenea, o baterie deteriorată se poate manifesta într-un mod diferit: sursa de alimentare neîntreruptibilă nu se pornește deloc, sau se aprinde și emite un bip continuu. Am scris despre cum se schimbă bateria într-un UPS. Se spune despre un anumit UPS, dar principiul înlocuirii este practic același în toate sursele.
2. Este posibil ca UPS-ul să nu pornească deloc din cauza unei siguranțe ars.
3. Dacă sursa de alimentare neîntreruptibilă pornește normal, dar computerul nu pornește, atunci verificați firele care pot ieși din prize.

Sper că articolul meu v-a fost de folos și că ați învățat ceva nou. Dacă mai aveți întrebări, le puteți adresa în comentarii.

Este dificil de clasificat rețelele electrice ale orașelor rusești drept moderne. Echipamentul este depășit, nu se efectuează reparații, căderile de tensiune au devenit o normă. Toate defectele și defecțiunile au un impact extrem de negativ asupra muncii consumatorilor. Sursele de alimentare de slabă calitate au un impact deosebit de puternic asupra computerelor și dispozitivelor cu microprocesor, provocând nu numai defecțiuni izolate, ci și o pierdere completă a performanței. Din păcate, echipamentele electrice nu sunt adesea protejate de astfel de supratensiuni, iar o sursă de alimentare neîntreruptibilă va ajuta la rezolvarea problemei. În funcție de configurația fazelor ieșirilor și intrărilor, UPS-urile sunt împărțite în două tipuri: intrare monofazată - ieșire și intrare trifazată - ieșire.

De ce ai nevoie de un UPS?

În primul rând, aceste dispozitive previn deteriorarea echipamentelor și previne defecțiunile în funcționarea sistemelor electronice. Acestea fac posibilă oprirea corectă a lucrului în cazul unei întreruperi neașteptate de curent.

Cu ajutorul unui UPS, întreruperile și interferențele electrice care apar periodic în rețelele de acasă și de serviciu sunt depășite cu succes. Dintre acestea, cele mai frecvente sunt următoarele:

• Scăderi de tensiune. În această stare, tensiunea scade brusc cu o cantitate semnificativă. Pentru a-l restabili, sunt necesare diverse intervale de timp, în unele cazuri zeci de secunde. Cauza defecțiunilor este asociată cel mai adesea cu capacitatea limitată a stației, în special iarna, precum și cu pornirea și funcționarea ulterioară a echipamentelor puternice. Din punct de vedere fizic, tensiunea joasă se manifestă sub formă de lumini pâlpâitoare.
• Impul de tensiune. În acest caz, tensiunea se modifică brusc, cu o amplitudine de până la 2000 de volți, iar apoi revine la nivelul normal într-un timp foarte scurt. Acest lucru necesită nu mai mult de 10 milisecunde. Motivul principal este considerat a fi funcționarea echipamentelor industriale, aparatelor de aer condiționat, ascensoarelor, loviturilor de trăsnet etc.
• Fără tensiune pentru o perioadă scurtă de timp. Acest interval nu depășește 20 de milisecunde și este practic de neobservat. Cu toate acestea, echipamentele electronice sunt afectate negativ
• Fără tensiune pentru o lungă perioadă de timp. Această perioadă poate varia de la 20 de milisecunde la câteva ore. Cauzele includ suprasarcinile, condițiile meteorologice nefavorabile și daune fizice la substații care provoacă căderea liniilor electrice.
• Modificări ale frecvenței pe o perioadă scurtă de timp atunci când echipamentele de mare putere sunt conectate la rețea. Zgomotul RF are, de asemenea, un impact negativ atunci când se conectează transmițătoare radio, sarcini, generatoare și echipamente industriale.

Companiile de electronice au realizat studii care au relevat că fiecare computer personal este expus la diferite impacturi negative de cel puțin 120 de ori pe parcursul unei luni, într-un fel sau altul legate de problemele de tensiune din rețelele electrice.

Funcțiile de bază ale UPS-ului

În conformitate cu problemele cunoscute care apar în mod regulat în rețelele electrice, sursele de alimentare neîntreruptibile îndeplinesc o serie de funcții importante menite să le elimine și să prevină consecințele negative.

Scopul unei surse de alimentare neîntreruptibilă este de a face următoarele:

• Ele filtrează tensiunea de alimentare și reduc nivelul de zgomot.
• Absoarbe supratensiunile pe termen scurt, inclusiv cele minore.
• Protejează împotriva scurtcircuitelor și supraîncărcărilor.
• În absența tensiunii în rețea, acestea asigură încărcăturii o sursă de alimentare de rezervă pentru o perioadă de timp stabilită.

Cele mai avansate modele de UPS pot efectua acțiuni suplimentare utile datorită software-ului specializat conceput pentru a controla aceste dispozitive:

• Sarcina este pornită și oprită conform comenzilor de la temporizatorul intern exact la ora specificată.
• În cazul unei întreruperi prelungite de curent, echipamentul este întreținut automat, precum și repornit după restabilirea alimentării normale.
• Sunt monitorizate situațiile de urgență și sunt emise diverse semnale de avertizare.
• Afișajul dispozitivului arată tensiunea și frecvența AC dintr-o rețea dată, precum și tensiunea de alimentare de ieșire și puterea consumată de sarcină.
• Monitorizarea si inregistrarea datelor privind starea UPS-ului. Aceasta include temperatura bateriei, nivelul de încărcare și alte caracteristici de performanță.

Schema generală de funcționare a dispozitivelor de alimentare neîntreruptibilă

Majoritatea UPS-urilor sunt echipate cu următoarele componente în funcție de tiparele lor de funcționare:

• Un invertor care generează o undă sinusoidală.
• Baterii reîncărcabile care stochează energie electrică.
• Circuit electronic pentru controlul tuturor proceselor.
• Software.
• Dispozitiv de încărcare a bateriei.

Dacă este necesar, dispozitivul poate fi accesat de la distanță folosind o rețea locală. Fiabilitatea și performanța circuitului este sporită de redundanța acestuia.

Sursele de alimentare neîntreruptibilă pot fi în următoarele moduri de funcționare:

• Perioada de încărcare. Circuitul sinusoidal la intrare și la ieșire este întrerupt de comutatorul intern al dispozitivului. Bateria conectată la redresor este încărcată până la restabilirea capacității optime.
• Perioada de pregătire. Odată ce bateria este încărcată, comutatorul intern al dispozitivului se închide automat. Bateria intră în modul tampon și menține o stare de pregătire pentru funcționare ulterioară.
• Perioada de descărcare. Bateria este transferată automat pentru a alimenta sarcina, ceea ce duce la descărcarea treptată a acesteia.

Specificații

Toate dispozitivele de alimentare neîntreruptibilă au un anumit set de caracteristici tehnice. Ele diferă în parametrii individuali, în funcție de proiectarea și modificarea unui anumit dispozitiv.

Fiecare dintre ele are propriile game de tensiune de intrare atunci când UPS-ul funcționează de la rețea și nu utilizează bateriile încorporate. Trebuie amintit că intervalele mai lungi reduc durata de viață a bateriei, crescând astfel durata de viață a acestora. În plus, ele continuă să furnizeze energie încărcăturii de la rețea, în timp ce la o gamă mai mică UPS-ul comută la baterie, descarcând-o rapid și dezactivând sarcina.

Pentru toate UPS-urile, tensiunea de ieșire se modifică atunci când se modifică tensiunea de intrare. Adică trebuie menținut la un astfel de nivel încât echipamentul conectat să poată funcționa normal. Tensiunea scăzută de ieșire duce adesea la defecțiuni și pierderi de date. Depășirea dă aceleași rezultate și este completată de defectarea sarcinii utilizate.

De mare importanță este calitatea proceselor de comutare și tranzitorii către și de la baterie, care nu ar trebui să atragă atenția și să fie efectuate corect într-o perioadă scurtă de timp. Frecvența UPS-ului este corect sincronizată cu frecvența rețelei externe. În cazul unei supraîncărcări, se dă un semnal special folosind indicații luminoase și sonore. Dispozitivul în sine se oprește atunci când funcționează de la baterie, iar utilizatorul trebuie să reducă prompt sarcina.

Multe dispozitive pot fi pornite în așa-numitul mod de pornire la rece, atunci când nu există tensiune în sursa principală de alimentare. Această funcție este utilă în timpul unei întreruperi lungi de curent, când este necesar să se efectueze de urgență o anumită acțiune asupra echipamentelor electronice.

Intrare monofazată - ieșire (1ph / 1ph sau 1:1)

Sursele de alimentare neîntreruptibile monofazate au fost proiectate pentru alimentarea cu energie monofazată. Ele protejează în mod fiabil echipamentele electrice care necesită cerințe sporite pentru calitatea sursei de alimentare, de orice probleme în rețea (de exemplu, absența sau distorsiunea tensiunii, suprimarea interferențelor de înaltă frecvență).

Un astfel de echipament menține calitatea tensiunii de ieșire dacă există probleme cu tensiunea de intrare prin utilizarea energiei bateriei (abateri nominale, întreruperi, distorsiuni de formă). UPS-urile monofazate sunt utilizate în multe domenii ale tehnologiei informației și comunicațiilor.

Intrare - ieșire trifazată (3ph / 3ph sau 3:3)

Tipurile de surse de alimentare neîntreruptibile trifazate sunt de obicei utilizate pentru funcționare continuă 24/7. Dispozitivul este potrivit pentru alimentarea echipamentelor trifazate, care este proiectat pentru 3x380 V și pentru consumatorii de energie monofazat care funcționează la 220 V. UPS-ul trifazat menține calitatea necesară a tensiunii de ieșire. Se folosesc în bănci, centre de calcul, centre medicale, transport etc.

Tipuri de surse de alimentare neîntreruptibile

În funcție de tipul său, sursa de alimentare neîntreruptibilă este împărțită în trei categorii.

UPS interactiv (interactiv în linie)

Aceasta este cea mai ideală opțiune pentru casă, și anume acolo unde tensiunea este instabilă și adesea dispare. În comparație cu alte tipuri, există două aspecte importante. În primul rând, funcționează mult mai rapid, în 2-5 milisecunde. În al doilea rând, înainte de a comuta, ei încearcă să egaleze tensiunea, care funcționează destul de eficient cu supratensiuni mici. Ca rezultat, durata de viață a bateriei se îmbunătățește și se pot economisi mulți bani. Aceasta este o opțiune ideală pentru uz casnic.

Aceste dispozitive se disting printr-un circuit mai complex, care include un stabilizator de tensiune cu un autotransformator care are o funcție de control în trepte. Aceste dispozitive reglează doar tensiunea de ieșire, dar nu pot controla frecvența semnalelor. Stabilizarea completă este imposibilă din cauza numărului mic de pași de reglare.

Tipurile de modele mai scumpe sunt echipate cu invertoare cu comutatoare semiconductoare. Când sunt trecute la puterea bateriei, acestea sunt mai rapide decât alte dispozitive.

Sursă de alimentare neîntreruptibilă offline UPS (offline)

Cel mai ieftin tip. Principiul de funcționare este că, în cazul unei căderi de curent sau a unei supratensiuni, comutați echipamentul la alimentarea cu baterie. Acest tip are dezavantaje semnificative. Primul este timpul de răspuns, este de aproximativ 10 milisecunde. În al doilea rând, dacă tensiunea din locuința dvs. fluctuează constant, un astfel de UPS va trece adesea la alimentarea bateriei, acest lucru îi va reduce semnificativ resursele și va trebui să o schimbați după câteva luni.

UPS online (on-line)

Cea mai scumpă și eficientă sursă de alimentare neîntreruptibilă. Reglează tensiunea în timp real, trecând la baterie doar în cele mai dificile situații. Folosit adesea pentru servere care necesită energie de înaltă calitate. Bateria este conectată permanent la circuit și nu necesită nicio comutare suplimentară.

Cum să alegi UPS-ul potrivit

Înainte de a alege un dispozitiv, trebuie să decideți care probleme de alimentare vor fi cele mai presante.

Pentru locuitorii din zonele noi situate în orașe mari, cele mai simple dispozitive offline vor fi suficiente. În aceste locuri, de obicei sunt instalate rețele noi care asigură o tensiune stabilă. Prin urmare, pe lângă UPS, se recomandă achiziționarea unui protector la supratensiune pentru orice eventualitate. Nu poate fi conectat la ieșirea unei surse de alimentare neîntreruptibilă pentru a evita distorsiunea caracteristicilor curentului. Atunci când alegeți surse de alimentare neîntreruptibile pentru birouri și rețele locale mari, puteți alege oricare dintre opțiunile discutate mai sus, în conformitate cu condițiile de funcționare.

Atunci când alegeți o sursă de alimentare neîntreruptibilă (UPS), trebuie să acordați atenție următorilor parametri și caracteristici tehnice:

• Valoarea puterii de ieșire
• Timpul necesar pentru a comuta la alimentarea bateriei și înapoi.
• Durata de viață a bateriei, în funcție de capacitatea bateriei și puterea echipamentului conectat la UPS.
• Lățimea intervalului de tensiune de intrare la care puterea poate fi stabilizată fără a trece la baterii.
• Durata de viață a bateriei este în medie de la 5 la 10 ani.

Întreruperile frecvente de curent nu lasă altă alegere decât să cumpărați un UPS pentru un computer, un cazan de încălzire, un server de birou sau alte echipamente critice. Necesitatea de a proteja echipamentele de defecțiuni din cauza alimentării instabile în rețea justifică pe deplin cheltuieli precum achiziționarea unei surse de alimentare neîntreruptibile. Experiența arată că este mult mai profitabil să achiziționezi o sursă de alimentare neîntreruptibilă decât să speri la noroc și să ajungi într-o situație în care trebuie să repari sau să cumperi echipamente noi într-un timp scurt.

Tipurile existente de UPS includ modele de diferite puteri, dimensiuni, opțiuni suplimentare și costuri, astfel încât pentru fiecare cumpărător există o sursă de alimentare neîntreruptibilă adecvată de înaltă calitate.

Dar pentru a face alegerea corectă care va fi o investiție înțeleaptă și pentru a proteja sistemul de dispozitive tehnice din casa, biroul, afacerea, unitatea medicală sau centrul de date, ar trebui să luați în considerare tipurile de surse de alimentare neîntreruptibile.

UPS prin putere

Probabil chiar ai ghicit intuitiv că sursa de alimentare neîntreruptibilă trebuie să răspundă neapărat nevoilor de alimentare ale sistemului protejat. Nu are rost să cumperi o unitate prea puternică: pentru a proteja un computer simplu, este o opțiune redundantă. O astfel de sursă nu va funcționa niciodată la eficiență maximă în astfel de condiții, ci va deveni în schimb un dispozitiv redundant consumator de energie electrică. În același timp, este puțin probabil să fie potrivit pentru un server de birou cu un sistem conectat de dispozitive periferice, care va reprezenta soluția optimă pentru protejarea unui PC de acasă. Dacă dispozitivul are o putere mai mică decât sarcina totală conectată, sursa de alimentare neîntreruptibilă se va opri din cauza supraîncărcării. După aceasta, toate echipamentele conectate la acesta se vor opri.

În funcție de puterea dispozitivului, greutatea sursei de alimentare neîntreruptibilă, nivelul de zgomot pe care îl produce și dimensiunile acestuia variază. Asigurați-vă că modelul pe care îl alegeți nu va interfera în mod nejustificat cu timpul liber și cu munca și că aveți unde să amplasați o astfel de unitate.

Există multe categorii de surse de alimentare neîntreruptibile și trebuie să selectați un dispozitiv în funcție de nevoile echipamentului dvs. Mai întâi de toate, calculați sarcina maximă totală. Este indicat să alegeți un UPS cu o rezervă de putere mică - aproximativ 20-30%. Aceasta garantează siguranța echipamentului, creează condiții favorabile pentru funcționarea sursei de alimentare neîntreruptibile în sine și vă permite să modificați ușor configurația sistemului protejat prin adăugarea sau înlocuirea anumitor elemente ale acestuia.

UPS după topologie

Clasificarea principală a surselor de alimentare neîntreruptibile afectează topologia funcționării lor sau designul dispozitivului:

(off-line, back-UPS, standby) - cele mai simple surse de alimentare neîntreruptibilă care, folosind filtre pasive, elimină interferențele electromagnetice și impulsurile de înaltă tensiune. Dacă tensiunea dispare sau depășește valorile normalizate, sarcina alimentată de la rețea este comutată automat la alimentare de la bateria UPS.

(line-interactive) - modele de surse de alimentare neîntreruptibile cu un stabilizator de tensiune care vă permite să reglați nivelul tensiunii de intrare. Producătorii moderni au îmbunătățit atât de mult UPS-ul line-interactiv încât acest dispozitiv, datorită combinației sale de preț și fiabilitate, a devenit soluția optimă pentru uz casnic. Dacă există o instabilitate semnificativă a rețelei (fluctuații frecvente de tensiune în intervalul 15-20 V), sursa de alimentare neîntreruptibilă de rezervă va comuta în mod constant sarcina la sursa de alimentare autonomă, ceea ce va afecta negativ durata de viață a bateriei. UPS-urile liniare sunt mai potrivite pentru rețelele cu tensiune instabilă. Timpul de comutare la funcționarea cu baterie este mai mic decât cel al primului tip de sursă de alimentare neîntreruptibilă. Ele pot diferi în ceea ce privește forma tensiunii de ieșire: UPS-ul este sinusoidal sau cu o tensiune dreptunghiulară (trapezoidală).

(on-line, conversație dublă) - UPS profesional de mare putere cu cel mai înalt nivel de fiabilitate. UPS-urile cu dublă conversie sunt folosite pentru a proteja serverele, centrele de date, stațiile de lucru, centrele de comunicații, echipamentele medicale și aplicațiile critice.

Principiul de funcționare al unui UPS on-line este următorul:

• curentul alternativ la intrare este convertit în curent continuu;
• Invertorul transformă curentul continuu în curent alternativ și îl alimentează sarcină.

Astfel, sursa de alimentare neîntreruptibilă reușește să asigure în mod constant sarcinii o tensiune curată și stabilă (fluctuații de cel mult 1%). Durata de viață a bateriei unor modele poate fi extinsă la câteva zeci de ore atunci când se conectează module suplimentare de baterie.

UPS on-line într-un sistem de centru de date

Cum să alegi o sursă de alimentare neîntreruptibilă?

Diferitele tipuri de UPS prezintă propriile avantaje și dezavantaje, iar alegerea ar trebui să se bazeze exclusiv pe capacitățile dumneavoastră și pe nevoile individuale ale sistemului dumneavoastră. Calculați performanța echipamentului dvs., luați în considerare tipurile de UPS în detaliu, familiarizați-vă cu gama de modele a diferiților producători - și veți găsi un dispozitiv potrivit care va oferi o protecție fiabilă echipamentului dumneavoastră.

Creșterea cerințelor pentru calitatea energiei electrice în prezent este un proces complet natural. Cerințele standardelor menționate sunt determinate de două componente. Prima include dorința consumatorilor de a se proteja cât mai mult posibil de consecințele situațiilor de urgență din sistemul energetic. A doua componentă este legată de condițiile de funcționare ale sarcinii. Aceasta ar trebui să includă cerințele pentru funcționarea stabilă și continuă a echipamentelor electrice inteligente și de putere, reducerea pierderilor în rețeaua de alimentare etc. Una dintre opțiunile eficiente pentru soluții tehnice la problema calității energiei este sursele de alimentare neîntreruptibilă (UPS).

Sarcina principală a UPS-ului este să furnizeze consumatorului energie electrică în momentul în care parametrii de calitate nu se încadrează în standardele reglementate (sag, creșterea tensiunii, distorsiunea semnificativă a formei...). Prin efectuarea acestei sarcini, UPS-ul poate:

• deconectați-vă de la sursa de alimentare și transferați puterea la sarcină folosind propria sursă;
• alimentați sarcina cu tensiunea de rețea reglată.

În UPS-urile mai scumpe poate fi implementată o funcție de îmbunătățire a calității energiei electrice consumate (este integrat un corector de factor de putere).

Tipuri de „alimentare neîntreruptibilă”

Există trei tipuri de bază de UPS.

1. Backup UPS(standby, offline, backup). Cea mai simplă și ieftină soluție tehnică (de exemplu, popularul APC Back-UPS CS 500). Dacă tensiunea crește sau scade semnificativ, UPS-ul este deconectat de la rețeaua de 220 V și trece în modul baterie. Elementele principale ale unui UPS offline: baterii (baterie), încărcător, invertor, transformator step-up, sistem de control, filtru (Fig. 1).
   
   
   A)
   
   
   b)
   Orez. 1 Mod de funcționare normal (a) și modul de funcționare cu baterie (b) Avantajul unui UPS offline este costul scăzut și eficiența ridicată atunci când funcționează din rețea. Dezavantaje: nivel ridicat de distorsiune a tensiunii de ieșire (distorsiune armonică mare, ≈30% în cazul unui semnal dreptunghiular), incapacitatea de a regla parametrii tensiunii de intrare. Caracteristicile tensiunii de ieșire vor fi discutate mai detaliat mai jos.).
2. UPS interactiv(eng. line - interactiv). Este un tip intermediar între un UPS offline ieftin și simplu și un UPS online multifuncțional scump (de exemplu, ippon back office 600). Spre deosebire de un UPS offline, sursa interactivă are un autotransformator care vă permite să mențineți nivelul tensiunii de ieșire în limitele de 220V (+-10%) în timpul scăderilor/creșterilor tensiunii de la rețea (Fig. 2). De regulă, numărul de niveluri de tensiune ale unui autotransformator variază de la două la trei.
   
   
   (A)
   
   
   (b)
   
   
   (V)
   
   
   (G)
   Orez. 2 Funcționarea unui UPS interactiv la tensiunea de rețea normală (a), în timpul unei scăderi a tensiunii de rețea (b), la creșterea tensiunii de rețea (c), în timpul dispariției tensiunii de rețea sau unei creșteri semnificative (d) Tensiunea de ieșire este reglat prin comutarea la robinetul corespunzător al înfășurării transformatorului. În cazul unei căderi profunde sau unei creșteri semnificative sau dispariții complete a tensiunii de la rețea, această clasă de UPS funcționează similar cu clasa offline: este deconectată de la rețea și generează tensiune de ieșire folosind energia bateriilor. În ceea ce privește forma semnalului de ieșire, acesta poate fi fie sinusoid, fie dreptunghiular (sau trapezoidal).
   Avantajele liniei - interactive în comparație cu un UPS de rezervă: timp de comutare mai scurt la funcționare autonomă de la baterii, stabilizarea nivelului tensiunii de ieșire. Dezavantaje: eficiență mai scăzută la operarea din rețea, preț mai mare (comparativ cu tipul offline), filtrare slabă a supratensiunii (supratensiune puls).
3. UPS cu dublă conversie(Engleză: UPS cu dublă conversie, online). Cel mai funcțional și mai scump tip de UPS. Sursa de alimentare neîntreruptibilă este întotdeauna conectată la rețea. Curentul sinusal de intrare este trecut prin redresor, filtrat, apoi inversat înapoi la AC. Un convertor DC/DC separat poate fi instalat în legătura DC. Deoarece invertorul funcționează întotdeauna, întârzierea trecerii la modul baterie este practic zero. Stabilizarea tensiunii de ieșire în timpul scăderilor sau scăderilor în tensiunea rețelei este de o calitate mai bună, spre deosebire de stabilizarea liniei - UPS interactiv. Eficiența poate fi în intervalul 85%÷95%. Tensiunea de ieșire are adesea o formă de undă sinusoidală (distorsiune armonică<5%).
   
   
   Orez. 3 Diagrama funcțională a uneia dintre opțiunile UPS online din Fig. Figura 3 prezintă o diagramă bloc a opțiunii UPS online. Tensiunea de rețea este redresată aici de un redresor semicontrolat. Tensiunea impulsului este filtrată și apoi inversată. Schemele UPS online pot conține una sau mai multe așa-numite bypass-uri (comutatoare de bypass). Funcția unui astfel de comutator este similară cu cea a unui releu: comutarea sarcinii pentru alimentare de la baterie sau direct din rețea.
   Pe baza structurii online, sunt create nu numai UPS-uri monofazate de putere redusă, ci și UPS-uri industriale trifazate. Continuitatea alimentării cu energie a serverelor mari de fișiere, echipamentelor medicale și telecomunicațiilor se realizează exclusiv pe baza structurii UPS online.
4. Tipuri speciale de UPS. Sunt utilizate și alte tipuri specifice de UPS. De exemplu, o sursă de alimentare neîntreruptibilă ferorezonantă. În acest UPS, un transformator special acumulează o încărcare de energie, care ar trebui să fie suficientă pentru a comuta puterea de la rețea la baterii. De asemenea, unele UPS-uri folosesc energia mecanică a unei supervolante ca sursă de energie.

Principalele caracteristici ale UPS-ului.

1. Putere. Unități de putere: volt-amperi (VA), wați (W), volt-amperi reactiv (VAr). Amintiți-vă că există S total, P activ și Q reactiv. Ecuația care raportează puteri
   S2=P2+Q2
   Putere activă(W) este cheltuit pentru muncă utilă, reactiv (VAr) - nu efectuează muncă utilă. În consecință, puterea totală, prin definiție, este puterea maximă pe care trebuie să o aibă sursa pentru a furniza încărcăturii energia necesară. Raportul dintre puterea activă și puterea totală arată calitatea consumului de energie electrică și se numește factor de putere (PF):
   (lampi incandescente, radiatoare) are PF=1, puterea totala este egala cu cea activa. PC-urile, cuptoarele cu microunde, aparatele de aer condiționat au un exemplu de calcul.
   Calculați o sursă de alimentare neîntreruptibilă pentru un computer (două PC-uri + două monitoare). Este ușor să estimați puterea unui computer dacă știți pentru câtă putere este proiectată sursa de alimentare. Lăsați PC-ul să aibă surse de alimentare de 450 W (putere activă). Dacă PF este necunoscut pentru un PC cu o sursă de alimentare fără PFC (Power Factor Corrector), PF poate fi luat egal cu 0,65. În mod similar, luăm PF-ul monitorului egal cu 0,65. Puterea activa a monitorului este de 50 W. Ca urmare, puterea activă totală a consumatorului (două locuri de muncă)
   Р=450+50+450+50=1000 W
   Putere totală (din formula 2):
   S= Р/PF=1000/0,65=1538 (VA).
   Dacă în sursele de alimentare (PSU) ale PC-ului și monitorului este instalat un corector de factor de putere (PF=1), atunci puterea totală S este egală cu cea activă.
   S=P=1000 (VA)
   Pentru o încărcare a unui calculator, puteți calcula un UPS fără rezervă de putere pe baza următoarelor fapte:

• Sursele de alimentare pentru computer au protecție la suprasarcină. Cu alte cuvinte, PC-ul nu va putea consuma mai multă putere decât puterea declarată a sursei de alimentare.
• Putere de alimentare – putere maximă. De fapt, în modul descărcat (imediat după pornire), PC-urile consumă aproximativ 50% din puterea lor.

Rezultat.
Deci, parametrii UPS minimi necesari sunt:

• pentru PC-uri cu surse de alimentare fără PFC – 1 kW / 1540 VA.
• pentru PC-uri cu surse de alimentare cu PFC – 1kW/1kVA.

Pentru prima opțiune este potrivită o sursă de alimentare neîntreruptibilă apc Smart-UPS C 2000VA (UPS liniar interactiv 2 kVA / 1,3 kW). Pentru al doilea - UPS Ippon Smart Winner 1500 (1,35 kW) sau Eaton 5SC 1500 VA (1,05 kW).
Când se calculează, este important să se țină cont de creșterile de putere pe termen scurt pentru sarcini precum motoarele electrice. În momentul pornirii, Istart-ul curent este de cinci, de șapte ori mai mare decât In:
Istart=(5÷7)*In

Caracteristicile aplicației.

Sursele de alimentare neîntreruptibilă pentru cazane de încălzire, precum și sursele de alimentare neîntreruptibilă pentru cazanele pe gaz, au o caracteristică asociată modurilor de funcționare ale conductorului neutru. Adesea, automatizarea cazanului necesită conectarea neutrului rețelei. Faptul este că circuitul de control al flăcării arzătorului este conectat la masă și într-o rețea cu patru fire de 220V, conductorul neutru și împământarea cazanului sunt în cele din urmă închise prin pământul fizic. Totuși, dacă neutrul este rupt sau zeroul consumatorului este deconectat mecanic de la zeroul rețelei (funcționare autonomă UPS offline), circuitul de control al flăcării este întrerupt. Următoarele soluții sunt posibile pentru a rezolva această problemă:

concluzii

Punctul de plecare pentru alegerea unei surse de alimentare neîntreruptibilă este determinarea naturii sarcinii (UPS pentru un computer, pentru încălzirea cazanelor...). Pentru consumatorii critici și dispozitivele care conțin motoare de curent alternativ, ar trebui să alegeți UPS-uri online scumpe și funcționale. Pentru computere și echipamente de birou, sunt potrivite UPS-uri mai ieftine line-interactive sau back-up. Următoarea alegere este de a calcula puterea și durata de viață a bateriei UPS-ului. De asemenea, ar trebui oferită posibilitatea utilizării unui zero „prin”. Atunci când se formează decizia finală, ar trebui să se țină cont de popularitatea mărcilor de pe piață: liderul APC deține aproximativ 50% din totalul vânzărilor, urmat de Ippon, Eaton Powerware și Powercom cu o marjă semnificativă.

Scopul principal al sursei de alimentare neîntreruptibilă (UPS) este de a furniza temporar energie echipamentelor în timpul întreruperilor de curent. Este o practică obișnuită să conectați computerele printr-un UPS peste tot. Adevărat, pentru mulți utilizatori, acesta este un fel de „regulă a bunelor maniere”, iar sensul practic al acestui ritual îi scapă. „Ei bine, un UPS vă protejează computerul de supratensiuni...” Să încercăm să ne dăm seama: ce, de ce și cum protejează sursa de alimentare neîntreruptibilă?

În conformitate cu structura internă și logica de funcționare, toate UPS-urile sunt împărțite în trei clase: UPS-uri pasive, interactive în linie și UPS-uri cu dublă conversie. În consecință, aceștia fac față incidentelor din rețeaua electrică în diferite grade și aparțin diferitelor categorii de preț.

Pasiv(stand-by, VFD, back-UPS, backup) sursele sunt cele mai simple și mai ieftine. În ele, circuitul de alimentare a bateriei este de obicei oprit și pornește numai atunci când există o pană de curent. Timpul de comutare de la funcționarea la rețea la funcționarea pe baterie este de zecimi de secundă, iar semnalul de ieșire atunci când funcționează pe baterie este vizibil diferit de unda sinusoidală „corectă”. De regulă, la intrarea unor astfel de UPS-uri sunt instalate un filtru de zgomot simplu și o siguranță de mare viteză. Primul netezește parțial zgomotul de impuls, iar al doilea ar trebui să funcționeze atunci când tensiunea din rețeaua de alimentare crește semnificativ. UPS-urile pasive sunt proiectate pentru a alimenta computerele de acasă și de birou. O mică „scădere” a tensiunii de ieșire în momentul trecerii la baterie nu este periculoasă pentru sursele de alimentare ale computerului.

Interactiv liniar(interactiv în linie, VI, Smart-UPS) UPS-urile diferă prin faptul că circuitul de alimentare a bateriei este pornit constant. Când tensiunea de la intrarea sursei de alimentare neîntreruptibilă dispare, prizele sale de ieșire trec aproape instantaneu la convertorul intern - pentru dispozitivele alimentate această tranziție este aproape imperceptibilă. În plus, multe UPS-uri interactive cu linie sunt capabile să mențină automat o tensiune de ieșire de 220 V. Acest lucru se realizează în două moduri.

Atâta timp cât tensiunea rețelei este între 175 și 275 V, mecanismul AVR (Automatic Voltage Regulation) este activat. Când tensiunea de intrare deviază de la 10 la 25% sub valoarea nominală, UPS-ul crește tensiunea de ieșire cu 15%. Când tensiunea de intrare deviază de la 10 la 25% peste valoarea nominală, UPS-ul reduce tensiunea cu 15%. Dacă tensiunea rețelei depășește valorile limită, UPS-ul interactiv în linie comută la alimentarea bateriei. În acest mod, acesta continuă să funcționeze până când fie tensiunea de la rețea revine la normal, fie bateria este descărcată. Cu toate acestea, astfel de UPS-uri nu trebuie considerate stabilizatori de tensiune. Modul lor de „stabilizare” este forțat și pe termen scurt!

ÎN UPS cu dublă conversie(dublă conversie, VFI, Online-UPS) tensiunea de ieșire este furnizată constant de la convertor, convertorul funcționează în mod constant pe baterie, iar bateria este încărcată continuu din rețea. De fapt, intrarea și ieșirea UPS-ului sunt izolate galvanic una de cealaltă, iar la ieșire este furnizată o tensiune stabilizată. Aceasta este cea mai fiabilă, dar în același timp neeconomică schemă. UPS-ul în sine este scump, mare și greu, convertorul devine foarte fierbinte și necesită răcire prin ventilator, iar pierderile de energie în timpul conversiei se ridică la zeci de procente.

UPS-urile cu dublă conversie sunt utilizate numai pentru alimentarea serverelor și computerelor în aplicații critice. Astfel de modele sunt rareori la vânzare generală - de obicei sunt furnizate la comandă. Cel mai probabil, pentru a vă alimenta computerele de lucru, veți cumpăra UPS-uri pasive, maxime, interactive în linie.

Puterea surselor de alimentare neîntreruptibile este de obicei indicată în volți-amperi (VA, VA). Pentru a converti aceste valori în wați (W) mai familiari, trebuie să înmulțiți puterea în volți-amperi cu un factor de 0,6. De exemplu, un UPS cu o putere nominală de 600 VA va furniza energie echipamentelor cu un consum maxim de 360 ​​W. Dacă dați o sarcină mare, protecția curentă va funcționa și sursa de alimentare neîntreruptibilă se va opri. În practică, este de dorit să se asigure o rezervă de putere de aproximativ 30%. Astfel, cele mai comune UPS-uri de 600 sau 650 VA sunt potrivite pentru alimentarea unui computer cu un consum real de 200-250 W și a unui monitor, care necesită încă vreo 30-60 W.

Dacă aranjarea calculatoarelor în cameră permite, este mai profitabil să folosiți un UPS puternic în loc de câteva mici. Două computere de birou vor necesita o sursă de alimentare neîntreruptibilă cu o putere de aproximativ 1000 VA. Pentru a alimenta trei computere aflate unul lângă altul, este suficientă o sursă cu o putere de aproximativ 1400 VA.

Deci împotriva ce se protejează un UPS?

Filtrele din sursa de alimentare a computerului și a monitorului fac, de asemenea, o treabă bună în limitarea zgomotului de impuls din rețea. Cu toate acestea, două filtre sunt mai bune decât unul! Protecția la supratensiune este, de asemenea, importantă. Dacă, de exemplu, firul neutru din panou se arde, tensiunea din priză poate fi de aproape 380 V. În sursele de alimentare pentru computere și monitoare, în acest caz, varistoarele și siguranțele se ard de obicei. Reparațiile sunt ieftine, dar necesită timp. În teorie, UPS-ul ar trebui să răspundă la o supratensiune înainte ca siguranțele din echipamentul conectat la acesta să se ardă.

Cu toate acestea, protecția datelor este pe primul loc. Dacă computerul este oprit, toate informațiile nesalvate se pierd. UPS-ul vă permite fie să salvați documente deschise și să închideți cu grație, fie să puneți computerul în modul de repaus. Salvarea manuală a documentelor este cea mai simplă modalitate. Când treceți la alimentarea cu baterie, UPS-ul începe să sune puternic. Odată ce auziți un astfel de avertisment, verificați dacă totul este salvat. Apoi, uitați-vă la situație: fie pur și simplu opriți computerul, fie puneți-l în modul de repaus.

Pentru a activa automatizarea, trebuie să conectați portul de control (USB sau RS-232, în funcție de model) al sursei de alimentare neîntreruptibilă la computer cu un cablu de semnal și să instalați software-ul necesar pe computer. Din păcate, mulți utilizatori nici măcar nu sunt conștienți de această posibilitate! Funcționarea UPS-ului este controlată de un microcontroler încorporat. Microprogramul său (firmware) monitorizează constant tensiunile și curenții din circuitele externe atunci când este pornit și testează periodic electronica și bateria în timpul funcționării. De asemenea, furnizează informații despre modul de funcționare curent și starea componentelor UPS-ului către portul de control. Aceste date sunt transmise prin cablu către un computer, unde sunt procesate de un program de monitorizare.

Pentru a lucra cu UPS-ul, este recomandabil să folosiți programul oferit de producătorul acestuia. De exemplu, pentru APC (www.apc.com) acesta este programul Power-Chute, pentru Ippon (www.ippon.ru) - WinPower2009 și Ippon Monitor etc. Programul poate fi instalat de pe discul inclus, dar este mai bine să descărcați cea mai recentă versiune de pe site-ul producătorului.

În setările aplicației trebuie să setați parametrii de oprire automată. De regulă, există două opțiuni din care să alegeți: fie opriți computerul după un anumit timp după trecerea la alimentarea de rezervă, fie faceți-o cu ceva timp înainte ca bateriile să fie complet descărcate.

Cât timp poate funcționa o sursă de alimentare neîntreruptibilă cu alimentarea bateriei?

Aceasta depinde de capacitatea bateriei și de consumul de energie. Majoritatea modelelor produse în serie au o baterie cu o tensiune de 12 V și o capacitate de 7 Ah. Teoretic, un UPS cu o astfel de baterie are o rezervă de energie de aproximativ 80 de wați-oră. Mai simplu spus, ar trebui să alimenteze o sarcină de 80 W timp de aproximativ 1 oră, 160 W timp de o jumătate de oră, 300 W timp de aproximativ 15 minute etc. În realitate, ținând cont de pierderile de conversie, acest timp este aproximativ jumătate din acest timp.

Sursele cu o putere mai mare de 800 VA au de obicei două baterii identice sau una, dar cu o capacitate mai mare. Tabelele sau calculatoarele pentru determinarea duratei de viață a bateriei la diferite sarcini pentru diferite modele sunt furnizate pe site-urile producătorilor. Cu toate acestea, „de la îndemână”, putem presupune că orice model va putea alimenta o sarcină cu puterea sa nominală timp de aproximativ 5-15 minute. Dacă trebuie să furnizați energie computerului de la baterii pentru o perioadă suficient de lungă, este mai bine să luați un UPS de mare putere cu baterii încăpătoare. Acesta va funcționa la doar o treime sau un sfert din puterea nominală. Dar va fi capabil să furnizeze o astfel de încărcătură, scăzută pentru el însuși, cu energie pentru o jumătate de oră sau mai mult.

Echipamentele de rețea (switch-uri, routere, NAS) beneficiază și ele de alimentare neîntreruptibilă. În caz contrar, atunci când se întrerupe alimentarea, rețeaua va „cădea” imediat, iar documentele deschise din folderele de rețea nu vor putea fi salvate. Puteți alimenta comutatorul de la UPS-ul stației de lucru cea mai apropiată de acesta, deși este mai corect să instalați o „sursă de alimentare neîntreruptibilă” separată de putere scăzută pentru aceasta.

Durata de viață a bateriei este limitată. Pe măsură ce funcționează, capacitatea sa scade constant și după 3-5 ani de funcționare scade la aproape zero. Chiar înainte ca indicatorul de pe UPS să semnaleze necesitatea înlocuirii bateriei, devine vizibil că bateria nu mai „ține încărcarea”. De fiecare dată, durata de viață a bateriei se scurtează. În principiu, câteva minute sunt suficiente pentru a salva documentele și pentru a opri corect computerul. Când UPS-ul începe să se închidă chiar mai devreme, este cu siguranță timpul să schimbați bateria.

Înlocuirea bateriei este ușoară. În UPS-urile populare marca APC și în unele altele, bateria este amplasată sub o trapă sau un capac detașabil. Pentru a ajunge la baterie în UPS-uri mărcile Ippon, SVEN și similare în design, trebuie să deșurubați cele patru șuruburi din partea de jos și să separați jumătățile carcasei. În instrucțiuni și pe site-ul web oficial, este puțin probabil să găsiți o descriere a autodezasamblarii și înlocuirii: la fel ca producătorii de imprimante, producătorii de UPS primesc o parte semnificativă din veniturile lor din vânzarea bateriilor „originale” odată cu instalarea lor în service autorizat. centre.

Cu toate acestea, aproape toate magazinele de calculatoare vând baterii plumb-acid sigilate în cele mai populare dimensiuni. Marca și producătorul nu contează: acestea sunt produse complet standard. Mai întâi deschideți UPS-ul și aflați ce tip de baterie este instalat în el. Pentru majoritatea UPS-urilor din „clasa de birou” (500-700 VA), bateriile marcate 12V 7Ah cu dimensiunile de 151x94x65 mm sunt potrivite. Când instalați o baterie nouă, încercați să fixați bornele strâns pe urechile de contact ale bateriei. Dacă bornele sunt slăbite, acestea pot fi strânse cu grijă cu un clește.

După instalarea bateriei, este indicat să calibrați UPS-ul astfel încât firmware-ul acestuia să evalueze și să rețină parametrii noii baterii. Încărcați complet bateria în 24 de ore. După aceasta, scoateți ștecherul din priză, astfel încât UPS-ul să treacă la sursa de alimentare autonomă. Lăsați bateria să se descarce complet până când sursa de alimentare neîntreruptibilă se oprește singură. Este mai bine să folosiți nu un computer ca sarcină (deși în cazuri extreme acest lucru este acceptabil), ci mai multe becuri cu o putere totală de aproximativ 300 W. Apoi reconectați-vă la rețea și porniți UPS-ul - lăsați bateria să se încarce și dispozitivul să continue să funcționeze normal. Pe lângă calibrarea dispozitivului în ansamblu, această procedură „antrenează” și bateria. După un ciclu complet de descărcare-încărcare, bateria începe să-și folosească capacitatea la maximum.

De ce multe UPS-uri au prize telefonice (RJ-11) și de rețea (RJ-45)?

Prin definiție, sistemele neîntreruptibile nu au nevoie de un telefon sau de o rețea locală. Ca un „bonus”, filtrele de zgomot de impuls pentru linia telefonică și rețea sunt instalate în aceeași carcasă cu dispozitivul. Conectați o priză la priza telefonică de pe perete și conectați telefonul la cealaltă. Dacă apare interferențe de înaltă tensiune în linia telefonică, de exemplu, în timpul unei furtuni, filtrul va atenua supratensiunea și va proteja telefonul.