Како су уређени и раде непрекидни извори напајања?

Захтеви за квалитетом електричне енергије законски су прописани државним стандардима и прилично строгим стандардима. Организације за снабдијевање електричном енергијом улажу велике напоре да их испуне, али оне се не примјењују увијек.

У нашим становима и производњи повремено настају:

• потпуна нестанка на неодређено време;

• краткотрајни апериодни (10 ÷ 100 мс) високонапонски (до 6 кВ) напонски импулси;

• пренапони и пади напона са различитим трајањем;

• прекривања високе фреквенције;

• учесталост одлазака.

Све ове кварове негативно утичу на рад кућних и уредских потрошача електричне енергије. На квалитет напајања посебно утичу микропроцесорски и рачунарски уређаји, који не само да отказују, већ и могу потпуно изгубити перформансе.

Намена и врсте непрекидних напајања

Да би се смањили ризици од квара мреже напајања, користе се сувишни уређаји, који се обично називају непрекидни извори напајања (УПС) или УПС (формирани од скраћенице енглеске фразе "Непрекидно напајање").

Израђени су са различитим дизајном за решавање специфичних проблема потрошача. На пример, моћни УПС уређаји са хелијумским батеријама могу да подрже напајање целе викендице неколико сати.

Њихове батерије добијају набој од далековода, генератора ветра, соларни панели или друге носаче енергије кроз исправљачки уређај претварача. Они хране електричне потрошаче викендице.

Када се спољни извор искључи, батерије се празни до оптерећења повезаног са њиховом мрежом. Што је већи капацитет батерије и слабија струја пражњења, то дуже раде.

Непрекидни извори средње снаге могу да резервишу напајање електричним котловима, унутрашњи системи за контролу климе и слична опрема.

У исто време, најједноставнији УПС модели могу да комплетирају само програм искључивања рачунара у хитним случајевима. Штавише, трајање целог процеса њиховог рада неће прелазити 9-15 минута.

Рачунарска непрекидна напајања су:

1. уграђен у кућиште уређаја;

2. екстерни.

Први дизајни су уобичајени у лаптопима, нетбооковима, таблетима и сличним мобилним уређајима које покреће уграђена батерија, а која је опремљена склопом за промену напајања и оптерећења.

Батерија за лаптоп са интегрисаним регулатором је непрекидно напајање. Његово коло у аутоматском режиму штити радну опрему од нестанка струје.

Спољни УПС дизајнидизајнирани за нормалан завршетак програма на стационарном рачунару направљени су у посебној јединици.

Повезују се путем исправљача на електричну утичницу. Од њих се напајају само уређаји који су одговорни за рад програма:

• системска јединица са спојеном тастатуром;

• монитор који приказује текуће процесе.

Остале периферне јединице: скенери, штампачи, звучници и друга опрема од УПС-а не напаја се. У супротном, по хитном прекиду програма, они ће преузети део енергије ускладиштене у батеријама.

Опције дизајна протока за УПС

Рачунарски и индустријски УПС-ови се производе у три главне опције:

1. резервне копије напајања;

2. интерактивна кола;

3. двострука конверзија електричне енергије.

Првом методом резервни круг, означено енглеским терминима „Стандби“ или „Офф-Лине“, напон се од мреже до рачунара шаље преко УПС-а, при чему се електромагнетним сметњама елиминишу уграђени филтери. Сет овде батеријачији капацитет је подржан струјом набоја коју регулише регулатор.

Кад вањско напајање нестане или пређе утврђене стандарде, регулатор усмјерава енергију батерије према потрошачима напајања. Једноставан претварач је повезан за претварање истосмјерног у измјенични.

Предности УПС стања приправности

Непрекидни извори напајања ванфазног кола имају високу ефикасност, када се напон примењује на њих, тихо раде, производе мало топлоте и релативно су јефтини.

Недостаци

УПС стандби се издваја:

• дуг прелазак на снагу батерије 4 ÷ 13 мс;

• искривљени облик излазног сигнала који емитује претварач у облику меандра, а не хармоничног синусног таласа;

• недостатак подешавања напона и фреквенције.

Овакви уређаји су најчешће на личним рачунарима.

УПС интерактивни склоп

Они су означени енглеским изразом „Лине-Интерацтиве“. Они се изводе према претходној, али сложенијој шеми због укључивања стабилизатора напона помоћу аутотрансформатора са степеном регулације.

Ово омогућава подешавање излазног напона, али они нису у могућности да контролишу фреквенцију сигнала.

Филтрирање буке у нормалном режиму и прелазак на напајање претварача у случају несреће догађа се у складу са УПС Стандби алгоритмима.

Додавањем стабилизатора напона различитих модела методама управљања, омогућили су стварање претварача са таласним обликом не само меандра, већ и синусоида. Међутим, мали број контролних ступњева заснованих на пребацивању релеја не омогућава остваривање функција потпуне стабилизације.

Ово се посебно односи на јефтине моделе, који при преласку на батерију не само да прецењују фреквенцију изнад називне већ и искривљавају облик синусног таласа. Сметање прави уграђени трансформатор, у чијем језгру се одвијају процеси хистерезе.

У скупим моделима, претварачи раде на полуводичким прекидачима. УПС Лине-Интерацтиве имају веће перформансе при преласку на напајање од батерије изван УПС-а. То се осигурава радом алгоритама за синхронизацију између долазног напона и генерисаних сигнала. Али истовремено, постоји и неко подцењивање ефикасности.

Лине-Интерацтиве УПС се не може користити за покретање индукцијских мотора који су масовно инсталирани на свим кућанским апаратима, укључујући системе грејања. Користе се за рад са уређајима блокови импулсагде се напајање истовремено филтрира и исправља: ​​рачунари и електроника широке потрошње.

УПС двоструке претворбе

Овај УПС склоп назван је енглеском фразом „Он-лине“ и ради на опреми која захтева висококвалитетно напајање. Она производи двоструку конверзију електричне енергије, када се исправљач синусоидне хармонике наизменичне струје константно претвара у константну вредност која пролази кроз претварач да би се створио поновљени синусоид на излазу.

Овде је батерија стално повезана са кругом, што елиминише потребу за њеним пребацивањем. Ова метода практично елиминише период припреме непрекидног напајања за пребацивање.

Рад он-лине УПС-а у стању батерије може се поделити у три фазе:

1. фаза набоја;

2. стање чекања;

3. пражњење рачунара.

Период пуњења

Синусни улазни и излазни кругови прекидају се интерним УПС прекидачем.

Батерија спојена на исправљач прима енергију напуњености док се њен капацитет не врати на оптималне вредности.

Период спремности

Након престанка напуњености батерије, аутоматизација непрекидног напајања затвара унутрашњи прекидач.

Батерија одржава стање приправности у режиму тампон.

Период отпуштања

Батерија се аутоматски преноси на напајање рачунарске станице.

Непрекидни извори напајања који раде методом двоструке претворбе електричне енергије имају нижу ефикасност у линијском начину напајања од осталих модела због потрошње енергије за топлотну и бучну енергију. Али у сложеном дизајну користе се технике за повећање ефикасности.

УПС он-лине је у могућности да исправи не само величину напона, већ и његову фреквенцију осцилације. Ово их повољно упоређује са претходним моделима и омогућава вам да напајате разне сложене уређаје са индукционим моторима. Међутим, цена таквих уређаја је много већа од претходних модела.

УПС Састав

У зависности од типа радног круга, непрекидни извор напајања укључује:

• батерије за складиштење енергије;

• пуњач, обезбеђивање одржавања перформанси батерије;

• претварач за формирање синусног таласа,

• схема контроле процеса;

• софтвер.

За даљински приступ уређају може се користити локална мрежа, а можете повећати поузданост кола због његове редундантности.

У неким непрекидним изворима напајања користи се режим обилазења када се оптерећење напаја филтрираним мрежним напоном без рада главног круга уређаја.

Део УПС-а поседује корак-по-корак регулатор напона "Боостер", који се контролише аутоматизацијом.

У зависности од потребе да се изврше сложена техничка решења, непрекидни извори напајања могу бити опремљени додатним посебним функцијама.

Прочитајте и на ову тему:Како одабрати УПС за котао