Типы источников бесперебойного питания
В данной статье мы разберём все виды источников бесперебойного питания, определим в чём их особенности, достоинства и недостатки, а также рассмотрим, для какой нагрузки каждый тип устройств подходит больше всего.
Резервные ИБП (off-line, standby, back ups)
Принцип действия
Если внешняя сеть работает в штатном режиме, то ИБП питает нагрузку напрямую от входа и работает аналогично сетевому фильтру. В случае отклонения напряжения от допустимых пределов или при его полном отключении, резервный ИБП автоматически переключает нагрузку на аккумуляторные батареи (питание в таком режиме осуществляется через инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный). Обратное переключение выполняется также автоматически и производится после возвращения сетевого напряжения к норме.
Преимущества и недостатки
В настоящее время к весомым преимуществам off-line ИБП можно отнести только невысокую стоимость.
Недостатками резервных ИБП являются:
- перерыв в электропитании, возникающий при переключении нагрузки на АБ и обратно (составляет минимум 5 мс);
- отсутствие стабилизации напряжения и коррекции частоты при работе от электросети;
- переход на АБ даже при небольших сетевых скачках, приводящий, в условиях отечественной энергосистемы, к быстрому износу аккумуляторов;
- несинусоидальность выходного напряжения при работе в автономном режиме (аппроксимированная синусоида, иногда называемая производителями «модифицированной синусоидой» или «квази-синусоидой»);
- низкий уровень защиты от высоковольтных вбросов и электромагнитных помех.
Применение
Вышеназванные недостатки сужают область применения резервных ИБП. Данные приборы подходят для эксплуатации только в условиях стабильной электросети и только с оборудованием, способным функционировать при низком качестве питающего напряжения. Оff-line ИБП не стоит применять для защиты современной микропроцессорной техники или устройств, содержащих асинхронные и инверторные двигатели – насосы, холодильники, стиральные машины, кондиционеры, котлы систем отопления и т.д.
Линейно-интерактивные ИБП (line-interactive)
Принцип действия
Аналогичен предыдущему варианту, за исключением того, что схема устройства дополнена входным регулятором напряжения. ИБП данного типа подразделяются на устройства с аппроксимированной синусоидой и полностью синусоидальным выходным напряжением.
Преимущества и недостатки
Преимущества линейно-интерактивных ИБП перед резервными:
- возможность нейтрализации сетевых колебаний (но не максимальной амплитуды!) без задействия АБ;
- сокращенное время переключения в автономный режим (за счёт синхронизации инвертора и входной сети).
- ступенчатое регулирование напряжения, приводящее к сильным искажениям выходного сигнала;
- перерыв в электропитании нагрузки при переходе на аккумуляторы (длительность переключения короче, чем у резервного ИБП, но ненулевая!);
- отсутствие коррекции формы входного напряжения и входной частоты в режиме работы от электросети, неполная фильтрация сетевых помех;
- большинство моделей не формируют идеальную синусоиду выходного напряжения в автономном режиме работы.
Применение
Далеко не всё электрооборудование будет успешно работать с линейно-интерактивными ИБП. Качество их выходного напряжения может просто не удовлетворить строгим требованиям современных потребителей электроэнергии как в бытовом, так и в промышленном секторе. В частности, линейно-интерактивный ИБП является не лучшим вариантом для котла отопительной системы, IT-аппаратуры и тем более для помеховосприимчивой научной, лабораторной и медицинской техники.
Кроме того, линейно-интерактивные ИБП не обеспечивают электропитание, полностью независимое от состояния внешней энергосистемы, что сохраняет риск повреждения нагрузки в результате, например, резкого сетевого перепада.
Онлайн ИБП (on-line, ИБП с двойным преобразованием энергии)
Принцип действия
Устройство выполняет двойное преобразование поступающего из сети напряжения. Сначала из переменного в постоянное, а затем обратно – из постоянного в переменное. В силовой цепи on-line ИБП аккумуляторы занимают промежуточное положение между непрерывно функционирующими выпрямителем и инвертором (батареи соединены с выходом первого и входом второго). Такая схема позволяет избежать задержек при переходе в автономный режим, так как инвертор подключен к АБ постоянно и каких-либо дополнительных коммутаций, в случае проблем с внешней электросетью, не требуется.
Преимущества и недостатки
Преимущества онлайн ИБП:
- мгновенный переключение на питание от батарей (без перерыва электроснабжении нагрузки);
- синусоидальная форма и максимально точное значение выходного напряжения (обеспечиваются как при работе от сети, так и от батарей);
- широкая амплитуда сетевых колебаний, нейтрализуемых без перехода в автономный режим;
- широкая амплитуда сетевых колебаний, нейтрализуемых без перехода в автономный режим;
- отсутствие влияние подключенного оборудования на основную электросеть.
- более высокая, по сравнению с приборами других категорий, стоимость;
- низкий КПД (80-90%) у некоторых устаревших устройств (стоит отметить, что современные алгоритмы управления двойным преобразованием энергии, применяемые ведущими производителями on-line ИБП, позволяют значительно повысить КПД и довести его в ряде рабочих режимов до 99%).
Применение
Онлайн ИБП используются во всех сферах жизнедеятельности современного человека и являются лучшим решением для обеспечения бесперебойного электропитания. Только on-line ИБП могут эффективно работать с техникой, предъявляющей повышенные требования к качеству питающей электроэнергии: от оборудования домашних систем отопления и водоочистки до контрольно-измерительной аппаратуры и инфраструктуры ЦОДов.
Классификация ИБП по мощности
По мощности модели ИБП разделяются на:
- ИБП малой мощности (до 3 кВА) – однофазные устройства, предназначенные для эксплуатации преимущественно в бытовых условиях и рассчитанные на подключение персональных компьютеров, холодильников, кондиционеров и прочей техники домашнего обихода, а также отопительных котлов, водяных насосов, приводов автоматических ворот и т.д. Могут применяться и в офисе или на производственном объекте для электропитания, например, IT-оборудования небольшой локальной сети.
- ИБП средней мощности (до 20 кВА) – однофазные и трехфазные приборы, применяемые вместе с телекоммуникационным, медицинским и технологическим оборудованием. В бытовом секторе такие модели обеспечат централизованную защиту всей электросети в квартире или частном доме, в офисе – компьютерного зала или серверной.
- ИБП большой мощности (от 20 кВА и выше – вплоть до 300 - 500 кВА) – трехфазные изделия, исключительно индустриального применения. Они решают задачи по обеспечению автономной работы ЦОДов, производственных линий, промышленных зданий и объектов.
Классификация ИБП по типу корпуса
Модели ИБП могут иметь следующие типы корпусов:
- настенные – предполагают навесное крепление на стене в непосредственной близости от питаемой нагрузки. Подобные приборы характеризуются малой мощностью и небольшими габаритами, их типичное применение – защита газового котла, установленного в жилом помещении.
- напольные (tower) – имеют вертикальную ориентацию и устанавливаются на плоской, горизонтальной поверхности. Могут представлять собой как моноблоки, допускающие, в зависимости от размера, размещение на полу или на столе, так и шкафы промышленного формата, а иногда и системы из нескольких взаимосвязанных шкафов.
- стоечные (rack) – имеют горизонтальную ориентацию и предназначены для монтажа в стойки и шкафы шириной 19 дюймов. Такие конструкции практически не используются в быту, но очень популярны в сфере информационных технологий, телекоммуникации и промышленной автоматизации.
- универсальные (tower/rack) – особенность данных приборов в возможности изменения пространственной ориентации: с вертикальной на горизонтальную и обратно. Такие ИБП одинаково удобны и при напольной установке, и при эксплуатации в составе шкафа или стойки.
7103162@gmail.com
https://ackcomfort.blogspot.com
Коментарі
Дописати коментар