Приблизителна синусоидална вълна в непрекъсваемите захранвания

Апроксимираната синусоидална форма на вълната е форма на променливия ток, която условно се доближава до чиста синусоидална вълна. Функцията на UPS може да бъде стъпаловидна обвивка, правоъгълна или трапецовидна последователност от импулси с различна полярност. На изхода на най-често използваните непрекъсваеми токозахранващи устройства (UPS) има променлив сигнал под формата на приблизително синусоидална форма на вълната.

Предназначение на UPS системите

Основната функция на UPS е да поддържа променливото напрежение, подавано към потребителите, при внезапна загуба на захранване. Те не стабилизират мрежовото напрежение, а действат като аварийни източници на приблизително синусоидално променливо напрежение. Непрекъсваемите токозахранващи устройства не са предназначени да осигуряват непрекъсната работа на свързаното оборудване в случай на прекъсване на електрическата мрежа.

UPS трябва да осигуряват на клиентите достатъчно време за завършване на процесите, които не трябва да бъдат прекъсвани внезапно. Докато UPS работи с приблизителна синусоидална вълна, се създават условия за нормално изключване на товара. Това ще го запази в работно състояние за бъдеща употреба. Често има позоваване на UPS. UPS е съкращение на английското наименование UPS.

Класификация на източниците

В зависимост от изискванията за качеството на захранващото променливо напрежение UPS захранванията могат да бъдат разделени на няколко вида:

• автономни източници, които са аварийни резервни източници;
• линейно-интерактивни или линейно-интерактивни източници, способни да стабилизират мрежовото напрежение при незначителни отклонения от номиналната му стойност и да преминават в режим на аварийно електрозахранване с приблизителна синусоидална вълна при пълния му срив;
• On-line или UPS с двойно преобразуване на електрическата енергия, осигуряващ на свързания товар стабилизирано мрежово напрежение при значителни колебания и действащ като авариен източник в случай на пълно прекъсване на електрозахранването.

Непрекъсваемото захранване от всякакъв тип включва батерия, която служи за съхранение на електрическа енергия. В зависимост от изискванията за качество на захранването на устройствата, които са UPS товари с приблизителна синусоидална вълна, се използват различни схеми.

Off-line UPS

Пасивните UPS от този тип са резервен източник. Неговата комутационна апаратура осигурява директно свързване на товара към захранващата мрежа при нормални параметри на качеството на мрежовото напрежение. В случай на краткотрайно прекъсване на електрозахранването на входа на UPS, разпределителното устройство превключва товара в авариен (резервен) режим. Електрическата енергия се осигурява от вътрешна батерия.

Постоянното напрежение се преобразува от инвертора в модифицирана синусоидална вълна на променливото напрежение, която се подава през контактите на електромагнитното реле на комутационното устройство за захранване на товара. Батерията се зарежда с помощта на външен мрежов токоизправител. За да се предпази от високочестотни смущения, произтичащи от мрежовото напрежение по време на работа ИБП е снабден с пренапрежение. Неговите компоненти също така предпазват товара от краткосрочни пренапрежения в захранващата мрежа.

Линейни интерактивни източници

Взаимодействие с мрежата UPS, за разлика от резервния източник, е в състояние да стабилизира мрежовото напрежение, когато товарът е директно свързан към него чрез контактите на електромагнитното реле. Това се осигурява чрез използването на автотрансформатор във входната верига. Намотките му се превключват автоматично в зависимост от напрежението в мрежата. Когато го увеличавате или намалявате, променливото напрежение на изхода му се запазва на номиналната стойност от 220 V. Автотрансформатор най-често срещаните UPS от този тип регулира външното мрежово напрежение в диапазона (150-270) V.

Превключването на контактора и преминаването в авариен режим на захранване на товара с модифицирана синусоида се извършва в случай на прекомерна промяна на мрежовото напрежение, надвишаваща контролния диапазон. Точността на регулиране се определя от броя на крановете (стъпките) на автотрансформатора. В авариен режим на захранване на товара с приблизително синусоидално променливо напрежение работата е идентична с тази на автономния UPS.

On-line UPS

Двойното преобразуване на електрическата енергия в тези непрекъсваеми токозахранващи устройства произвежда приблизително синусоидално променливо напрежение, което по форма се доближава до чиста синусоида. Мрежовото напрежение, преобразувано в постоянно напрежение от токоизправител, се инвертира в променливо напрежение, което се използва за захранване на товара.

Вградената акумулаторна батерия се зарежда с постоянен ток от токоизправител и се активира в авариен режим. Съхраняваната в него постоянна енергия се преобразува от инвертора в променливо изходно напрежение, което захранва товарното оборудване. Този тип захранване позволява свързването на допълнителна външна батерия за UPS.

Когато мрежовото напрежение се възстанови в границите на Мрежовото напрежение се възстановява в рамките на нормалните работни граници на UPS товарът се превключва от първичната мрежа за променлив ток. Електрическият капацитет на батерията на UPS определя времето, през което потребителите могат да работят в случай на внезапна загуба на мрежово напрежение.

Техническа спецификация на UPS

Изборът на UPS трябва да се основава на неговите спецификации. К към техническата спецификация, Капацитетът на батерията на UPS е решаващ фактор за качеството на работата му при изпълнение на изискванията на това приложение:

• Изходната мощност на източник със свързан товар, измерена във волт-ампер (VA) или ват (W);
• Диапазон на изходното напрежение при свързан товар, измерен във волтове (V);
• Време за превключване, определящо времето за преминаване на захранването на товара в режим на готовност от батерията, измервано в милисекунди (ms);
• Диапазонът на входното мрежово напрежение, в който UPS е в състояние да стабилизира изходното напрежение, без да преминава в режим на резервна батерия;
• Коефициент на нелинейни изкривявания, определящ разликата между формата на изходния сигнал и чиста синусоидална форма на вълната в проценти;
• времето за работа в режим на готовност на батерията с включен товар, което се определя от електрическия капацитет на вътрешната батерия;
• Срок на експлоатация на собствените батерии, който зависи от технологията на производството им.

Когато избирате UPS, цената на непрекъсваемото захранване не е най-важната. Тя пряко зависи от инженерните решения, прилагани от разработчика при създаването на модела, избран от потребителя, и варира от две до десетки хиляди рубли.

Приложения

Непрекъсваемите токозахранващи устройства UPS могат да се използват в комбинация с активен товар - устройства, които включват импулсни токозахранващи устройства.

Не е подходящ за използване с консуматори с висока реактивна компонента (мрежови трансформатори на по-стари електронни уреди, намотки на двигатели, помпи на домакински бойлери). Всяка от съществуващите вериги непрекъсваеми токозахранващи устройства е проектирана за определен кръг потребители, като се вземат предвид техните предимства и недостатъци.

Заключение

Статията дава кратък преглед на текущи непрекъсваеми захранвания с модифицирани синусоидални форми на вълната, които имат своите предимства и недостатъци. Разгледани са схемните решения, използвани от разработчиците при създаването им. След като прочете горния материал, читателят, който се интересува от закупуването на UPS за решаване на проблемите си, ще може да проучи без затруднения набор от документация за него. Не забравяйте, че колкото по-висок е продуктът, толкова по-висока е покупната цена.