Hvordan arrangeres og fungerer uavbrutt strømforsyning (UPS)?

Kravene til kvaliteten på elektrisitet er lovlig foreskrevet av statlige standarder og ganske strenge standarder. Elektrisitetsforsyningsorganisasjoner gjør mye for å etterkomme dem, men de er ikke alltid implementert.

I våre leiligheter og i produksjon oppstår det med jevne mellomrom:

• fullføre blackouter på ubestemt tid;

• aperiodiske kortsiktige (10 ÷ 100 ms) høyspenningsspenningspulser (opptil 6 kV);

• overspenninger og spenningsfall med forskjellige varigheter;

• overlegg av høyfrekvent støy;

• frekvensavganger.

Alle disse feilene påvirker arbeidet til husholdnings- og kontorforbrukere med strøm negativt. Mikroprosessor- og dataenheter, som ikke bare svikter, men helt kan miste ytelsen, påvirkes spesielt av kvaliteten på strømforsyningen.

Formål og typer avbruddsfri strømforsyning

For å redusere risikoen ved funksjonsfeil i strømforsyningsnettet, brukes overflødige enheter, som ofte kalles uninterruptible power supply (UPS) eller UPS (dannet fra forkortelsen til det engelske uttrykket "Uninterruptible Power Supply").

De er laget med forskjellige design for å løse spesifikke forbrukerproblemer. For eksempel kan kraftige UPS-er med helium-batterier støtte strømforsyningen til en hel hytte i flere timer.

Batteriene deres får lading fra en kraftledning, en vindgenerator, solcellepaneler eller andre energibærere gjennom likeretterenheten til omformeren. De mater elektriske forbrukere av hytta.

Når den eksterne kilden er slått av, blir batteriene utladet til belastningen som er koblet til nettverket. Jo større batterikapasitet og desto lavere utladningsstrøm, jo ​​lenger fungerer de.

Avbruddsfri strømforsyning med middels kraft kan reservere seg strømforsyning for elektriske kjeler, inneklimakontrollsystemer og lignende utstyr.

Samtidig kan de enkleste UPS-modellene bare fullføre et nødstilkoblingsprogram for datamaskiner. Videre vil varigheten av hele prosessen med arbeidet ikke overstige 9-15 minutter.

Avbruddsfri strømforsyning til datamaskiner er:

1. innebygd i enheten saken;

2. eksternt.

De første designene er vanlige på bærbare datamaskiner, nettbøker, nettbrett og lignende mobile enheter drevet av et innebygd batteri, som er utstyrt med en strøm- og lastbryterkrets.

Bærbar datamaskinbatteri med integrert kontrollenhet er en avbruddsfri strømforsyning. Kretsen i automatisk modus beskytter driftsutstyret mot strømbrudd.

Eksterne UPS-designdesignet for normal fullføring av programmer på en stasjonær datamaskin lages i en egen enhet.

De er koblet via en strømadapter til en stikkontakt. Bare enheter som er ansvarlige for driften av programmene får strøm fra dem:

• systemenhet med tilkoblet tastatur;

• monitor som viser pågående prosesser.

Andre perifere enheter: skannere, skrivere, høyttalere og annet utstyr fra UPS gir ikke strøm. Ellers vil de ved nødavslutning av programmene overta en del av energien som er lagret i batteriene.

Alternativer for UPS arbeidsflyt

Datamaskin og industriell UPS er produsert i tre hovedalternativer:

1. makt sikkerhetskopier;

2. interaktive kretsløp;

3. dobbel konvertering av strøm.

Med den første metoden backup krets, betegnet med de engelske betegnelsene “Standby” eller “Off-Line”, tilføres spenningen fra nettverket til datamaskinen via UPS, der elektromagnetisk interferens elimineres av de innebygde filtrene. Sett her batterihvis kapasitans understøttes av en ladestrøm regulert av kontrolleren.

Når den eksterne strømforsyningen forsvinner eller overgår de fastsatte standardene, leder kontrolleren batterienergien til strømforbrukere. En enkel omformer kobles til for å konvertere DC til AC.

Fordelene med UPS Standby

Avbruddsfri strømforsyning til Off-Line-kretsen har høy virkningsgrad, når spenningen tilføres dem, fungerer de stille, produserer lite varme og er relativt billige.

mangler

UPS Standby skiller seg ut:

• en lang overgang til batteristrøm 4 ÷ 13 ms;

• en forvrengt form av utgangssignalet utstedt av omformeren i form av en bukke, og ikke en harmonisk sinusbølge;

• mangel på justering av spenning og frekvens.

Slike enheter er vanligst på personlige datamaskiner.

UPS interaktiv krets

De er utpekt av det engelske uttrykket “Line-Interactive”. De utføres i henhold til det forrige, men mer kompliserte skjemaet på grunn av inkludering av en spenningsstabilisator ved bruk av en autotransformator med trinnregulering.

Dette gir en justering av utgangsspenningen, men de er ikke i stand til å kontrollere frekvensen til signalet.

Filtrering av støy i normal modus og bytte til vekselrettereffekt i tilfelle en ulykke skjer i henhold til UPS Standby-algoritmer.

Ved å legge til en spenningsstabilisator av forskjellige modeller med kontrollmetoder, tillot de å lage vekselrettere med en bølgeform av ikke bare slynget, men også bihulene. Imidlertid tillater ikke et lite antall kontrolltrinn basert på relé-svitsjing å realisere de fulle stabiliseringsfunksjonene.

Dette gjelder spesielt for billige modeller, som, når du bytter til batteristrøm, ikke bare overvurderer frekvensen over den nominelle, men også forvrenger sinusbølgen. Interferensen utføres av den innebygde transformatoren, i kjernen som hystereseprosesser oppstår.

I dyre modeller bruker invertere halvlederbrytere. UPS Line-Interactive har høyere ytelse når du bytter til batteristrøm enn Off-Line UPS-er. Det sikres ved bruk av synkroniseringsalgoritmer mellom den innkommende spenningen og de genererte signalene. Men samtidig er det en viss undervurdering av effektiviteten.

Line-Interactive UPS kan ikke brukes til å drive induksjonsmotorer, som er massivt installert på alle husholdningsapparater, inkludert varmesystemer. De brukes til å betjene enheter med impulsblokkerder strømmen filtreres og utbedres samtidig: datamaskiner og forbrukerelektronikk.

Dobbel konvertering UPS

Denne UPS-kretsen kalles det engelske uttrykket “On-line” og fungerer på utstyr som krever kraft av høy kvalitet. Den produserer en dobbel konvertering av elektrisitet, når den sinusformede harmonikken i vekselstrømmen kontinuerlig blir konvertert av likeretteren til en konstant verdi, ført gjennom omformeren for å skape en gjentatt sinusoid ved utgangen.

Her er batteriet konstant koblet til kretsen, noe som eliminerer behovet for å bytte det. Denne metoden eliminerer praktisk talt perioden med klargjøring av en avbruddsfri strømforsyning for svitsjing.

Betjeningen av On-line UPS ved hjelp av batteriets tilstand kan deles inn i tre trinn:

1. ladetrinn;

2. ventetilstand;

3. utladning til datamaskinen.

Ladetid

Sinusbølgeinngangs- og utgangskretsene brytes av en intern UPS-bryter.

Et batteri koblet til likeretteren mottar ladenergi til kapasiteten er gjenopprettet til optimale verdier.

Beredskapsperiode

Etter endt batteriladning lukker den avbruddsfrie strømforsyningsautomasjonen den interne bryteren.

Batteriet opprettholder en ventetilstand i buffermodus.

Utslippsperiode

Batteriet overføres automatisk til datamaskinens strøm.

Avbruddsfri strømforsyning som opererer med metoden dobbelt elektrisk kraftkonvertering har lavere effektivitet i linjetilførselsmodus enn andre modeller på grunn av energiforbruk for varme og støy. Men i komplekse design brukes teknikker for å øke effektiviteten.

UPS On-line er i stand til å korrigere ikke bare størrelsen på spenningen, men også dens svingningsfrekvens. Dette sammenligner dem gunstig med tidligere modeller og lar deg bruke til å drive forskjellige komplekse enheter med induksjonsmotorer. Imidlertid er kostnadene for slike enheter mye høyere enn tidligere modeller.

UPS-sammensetning

Avhengig av type arbeidskrets inkluderer det avbruddsfri strømforsyningssettet:

• batterier for energilagring;

• lader, sikre vedlikehold av batteriets ytelse;

• inverter for å danne sinusbølge,

• prosesskontrollordning;

• programvare.

For fjerntilgang til enheten kan et lokalt nettverk brukes, og du kan øke påliteligheten til kretsen på grunn av dens overflødighet.

I noen avbruddsfri strømforsyning brukes omkoblingsmodus når belastningen tilføres av den filtrerte nettspenningen uten at hovedkretsen til enheten er i drift.

En del av UPS har en trinnvis spenningsregulator "Booster", styrt av automatisering.

Avhengig av behovet for å utføre komplekse tekniske løsninger, kan avbruddsfri strømforsyning utstyres med ekstra spesialfunksjoner.

Les også om dette emnet:Hvordan velge en UPS for kjelen