Предыдущая публикация
Виды источников бесперебойного питания и их особенности.
📃👈👆🔝⚡
Неотъемлемой частью современного мира давно уже стали бесчисленные устройства и механизмы, использующие для своей работы электрическую💡 энергию. Самой сложной и совершенной частью всей этой техники являются, безусловно, компьютеры💻 и серверы. Такое оборудование наиболее чувствительно как к полному прекращению подачи электричества🔌, так и к падению напряжения в сети. Конечно, всегда можно установить солнечные🔋 батареи, создав тем самым альтернативный вариант энергообеспечения, однако для гарантированного поддержания работы наиболее важных устройств требуется использование источников бесперебойного питания.
⚡
Общее представление об ИБП
Когда в сети исчезает или падает до критических отметок напряжение, единственным надёжным способом поддержания дальнейшей работы компьютерного оборудования становится немедленное подключение его к аккумуляторной🔋 батарее. Применение резервных генераторов в этом случае невозможно, поскольку их запуск занимает слишком много времени. Поэтому во всех типах ИБП ключевым элементом является аккумулятор.
🆘🆘🆘
Как известно, батарея🔋 создаёт постоянный 🔌ток, в то время как оборудование рассчитано на использование переменного. Чтобы подать на входные клеммы компьютера 💻такое же питание, как и то, что поступает из сети, приходится использовать подключаемый к аккумулятору инвертор.
📖
Еще одной обязательной частью конструкции устройств, обеспечивающих постоянную подачу тока, является выпрямитель. Он нужен для подзарядки аккумуляторов. Пока сеть работает стабильно, это устройство создает ⚡ток с постоянным напряжением, который затем подаётся на клеммы батареи, пополняя её запас энергии.
👇👇👇
Все перечисленные элементы являются непременными частями конструкции любых ИБП, однако используются они в разных типах этих устройств не одинаково. Всё определяется принципиальной схемой. Она может предусматривать использование и других деталей, существенно воздействующих на рабочие характеристики.
✅✅✅✅✅✅✅✅✅✅
Переключающиеся ИБП
Самыми простыми по своей конструкции являются источники резервного питания, обозначаемые в англоязычной документации как standby или off-line. Действуют они следующим образом:
Электричество 🔌из сети подаётся на две параллельных цепи. Одна из них ведёт к автоматическому переключателю, который в «штатном режиме» просто направляет энергию на входные клеммы «рабочей нагрузки» (то есть сервера или простого компьютера).
Вторая цепь соединяется с выпрямителем. Образующийся на выходе этого устройства ток, напряжение которого становится постоянным, подаётся на клеммы элементов питания.
Аккумуляторы 🔋присоединены к инвертору, а он – к упомянутому выше переключателю, приводимому в движение автоматически.
Если величина напряжения снижается до критических значений, первая цепь размыкается. Одновременно выполняется включение второй. Электричество от батареи, проходя через инвертор, приобретает переменное напряжение и подаётся на «рабочую нагрузку».
Автоматический выключатель в таких блоках резервного питания контролируется отдельным устройством. Именно этот узел отслеживает параметры напряжения и принимает решение о переходе на использование аккумулятора. Кроме того, этим устройством осуществляется «надзор» за уровнем заряда батареи. При необходимости её запас энергии пополняется.
Основные преимущества off-line источников резервного питания, которые также называются переключающимися ИБП – это дешевизна, отличный КПД и умеренный нагрев при использовании.
Недостатки таких устройств обусловлены самой их конструкцией. Дело в том, что при переходе на резервное питание электричество начинает поступать от инвертора, и при этом следует обеспечить полное совпадение фаз сетевого и резервного напряжения. Это достигается с небольшим замедлением, опасным для старых моделей💻 компьютеров. Кроме того, выходной сигнал инвертора не обладает синусоидальностью, что приводит к возникновению «переходного периода», чреватого резкими бросками напряжения.
Устройства с двойным преобразованием энергии
Существует конструкция источника резервного питания, позволяющая компьютеру 💻бесперебойно получать напряжение с одними и теми же характеристиками. В этом случае никакой паузы и «переходного периода» просто не будет. Такие ИБП обозначаются как Double Conversion UPS. Действуют они в таком порядке:
Переменный ток из сети🔌 подаётся на выпрямитель и превращается в постоянный.
Далее напряжение направляется по цепи, соединенной вначале с аккумулятором, затем через него с инвертором.
Постоянный ток🔌 преобразуется в переменный и подаётся на «нагрузку».
Переключатели в этой схеме отсутствуют. При падении напряжения в сети инвертор начинает самостоятельно забирать энергию у батареи. В результате «нагрузка» будет получать ток с одинаковыми характеристиками вне зависимости от того, каков его источник.
✅✅✅✅✅✅✅✅✅✅
Современные ИБП с двойным преобразованием дополняются байпасом – еще одной линией подачи энергии. Она может быть подключена в тех случаях, когда выходит из строя инвертор. Питание через байпас – это, в сущности, прямое соединение с сетью. Для быстрого перехода на этот режим в схему включают блок управления.
Главное преимущество ИБП с двойным преобразованием – это близкая к абсолютной защита нагрузки от колебаний и искажений параметров переменного тока. Такие источники идеально стабилизируют
напряжение. В то же время цена Double Conversion UPS довольно высока. Кроме того, во время работы эти устройства очень сильно нагреваются.
Интерактивные ИБП
Устройство резервного питания с переключением можно заметно усовершенствовать, введя в его схему дополнительное устройство - автотрансформатор. Чтобы понять, как он будет действовать, придётся отдельно описать оба режима работы такого ИБП. В том случае, когда питание нагрузки осуществляется от сети, происходит следующее:
Ток 
подаётся на трансформатор. При этом происходит процесс стабилизации. Напряжение приводится к номиналу, оптимальному для нагрузки.
С выводных клемм трансформатора электричество 
направляется по одной из цепей непосредственно к серверу или 
компьютеру.
Вторая ветка присоединена к выпрямителю. Полученный таким образом постоянный ток переправляется на клеммы аккумулятора, происходит зарядка.
Если сеть отключена, питание осуществляется по иному алгоритму. В этом варианте инвертор получает электричество от
батареи. После преобразования оно доходит до автотрансформатора. Ток стабилизируется, его характеристики приводятся к номинальным значениям. Именно в таком виде электричество приходит к нагрузке.
Как нетрудно заметить, наличие трансформатора позволяет защитить компьютер от издержек «переходного периода» при переходе на резервное питание. Кроме того, этот узел позволяет заметно расширить диапазон допустимых знасолнечныечискую напряжения.
При этом главным элементом подобных устройств резервного питания является всё же не трансформатор, а особый блок, предназначенный для анализа состояния сети и выдачи сигналов управления. Наличие этого элемента дало название всему устройству – Line Interactive UPS. вариант этого обозначения – взаимодействующий с сетью ИБП. Блок анализа осуществляет непрерывный мониторинг переменного тока, делая мгновенные замеры значения напряжения и выстраивая по полученным точкам 
график. Это изображение сопоставляется с эталонным образцом, заложенным в постоянную память устройства. По результатам сравнения принимается решение о том, нужно ли переключать питание на батарею.
Следует отметить, что такие ИБП обычно комплектуются инверторами, способными выдавать чистый синусоидальный переменный ток, что дополнительно увеличивает возможности устройства. Регулирование выходного напряжения также является очевидным достоинством.
К недостаткам Line Interactive UPS обычно относят их «мнительность» - такие устройства иногда неоправданно часто осуществляют переключение на питание от аккумуляторов.
Феррорезонансные ИБП
Одной из характерных особенностей взаимодействующих с сетью устройств резервного питания является, как уже отмечалось, наличие особого трансформатора. К сожалению, возможности этого элемента по стабилизации переменного тока сравнительно ограничены. Значительные перепады напряжения он парировать не сможет. Изменить эту ситуацию позволяет использование феррорезонансных трансформаторов. ИБП, в схему которых включено это устройство, выделяют в отдельный тип, потому что возможности их существенно расширяются. В частности, феррорезонансный трансформатор уверенно гасит скачки тока при коротких замыканиях. Как и солнечная батарея, он совершенно безопасен. При обычном снижении сопротивления нагрузки не происходит даже повышения температуры 
обмоток, так как выходное напряжение немедленно уменьшается.
Существенным плюсом феррорезонансного трансформатора является его способность накапливать энергию. Благодаря этой особенности работа нагрузки поддерживается на протяжении всей паузы, которая требуется на подключение резервного источника электричества.
Главное преимущество ИБП с двойным преобразованием – это близкая к абсолютной защита нагрузки от колебаний и искажений параметров переменного тока. Такие источники идеально стабилизируют напряжение. В то же время цена Double Conversion UPS довольно высока. Кроме того, во время работы эти устройства очень сильно нагреваются.
Интерактивные ИБП
Устройство резервного питания с переключением можно заметно усовершенствовать, введя в его схему дополнительное устройство - автотрансформатор. Чтобы понять, как он будет действовать, придётся отдельно описать оба режима работы такого ИБП. В том случае, когда питание нагрузки осуществляется от сети, происходит следующее:
Ток подаётся на трансформатор. При этом происходит процесс стабилизации. Напряжение приводится к номиналу, оптимальному для нагрузки.
С выводных клемм трансформатора электричество направляется по одной из цепей непосредственно к серверу или компьютеру.
Вторая ветка присоединена к выпрямителю. Полученный таким образом постоянный ток переправляется на клеммы аккумулятора, происходит зарядка.
Если сеть отключена, питание осуществляется по иному алгоритму. В этом варианте инвертор получает электричество от батареи. После преобразования оно доходит до автотрансформатора. Ток стабилизируется, его характеристики приводятся к номинальным значениям. Именно в таком виде электричество приходит к нагрузке.
Как нетрудно заметить, наличие трансформатора позволяет защитить компьютер от издержек «переходного периода» при переходе на резервное питание. Кроме того, этот узел позволяет заметно расширить диапазон допустимых знасолнечныечискую напряжения.
При этом главным элементом подобных устройств резервного питания является всё же не трансформатор, а особый блок, предназначенный для анализа состояния сети и выдачи сигналов управления. Наличие этого элемента дало название всему устройству – Line Interactive UPS. вариант этого обозначения – взаимодействующий с сетью ИБП. Блок анализа осуществляет непрерывный мониторинг переменного тока, делая мгновенные замеры значения напряжения и выстраивая по полученным точкам график. Это изображение сопоставляется с эталонным образцом, заложенным в постоянную память устройства. По результатам сравнения принимается решение о том, нужно ли переключать питание на батарею.
Следует отметить, что такие ИБП обычно комплектуются инверторами, способными выдавать чистый синусоидальный переменный ток, что дополнительно увеличивает возможности устройства. Регулирование выходного напряжения также является очевидным достоинством.
К недостаткам Line Interactive UPS обычно относят их «мнительность» - такие устройства иногда неоправданно часто осуществляют переключение на питание от аккумуляторов.
Феррорезонансные ИБП
Одной из характерных особенностей взаимодействующих с сетью устройств резервного питания является, как уже отмечалось, наличие особого трансформатора. К сожалению, возможности этого элемента по стабилизации переменного тока сравнительно ограничены. Значительные перепады напряжения он парировать не сможет. Изменить эту ситуацию позволяет использование феррорезонансных трансформаторов. ИБП, в схему которых включено это устройство, выделяют в отдельный тип, потому что возможности их существенно расширяются. В частности, феррорезонансный трансформатор уверенно гасит скачки тока при коротких замыканиях. Как и солнечная батарея, он совершенно безопасен. При обычном снижении сопротивления нагрузки не происходит даже повышения температуры обмоток, так как выходное напряжение немедленно уменьшается.
Существенным плюсом феррорезонансного трансформатора является его способность накапливать энергию. Благодаря этой особенности работа нагрузки поддерживается на протяжении всей паузы, которая требуется на подключение резервного источника электричества.
Следующая публикация
Нет комментариев