Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

Проблемы с напряжением

Немного предыстории. Обратился ко мне один клиент с такой проблемой. У него имеется огромный холодильник-цистерна для хранения молока. У холодильника два трехфазных компрессора, оба по 11 кВт мощности.

Всё бы ничего, но иногда бывают внезапные отключения света, что может привести к прокисанию молока и недопустимым материальным потерям. Чтобы перестраховаться от таких форс-мажоров, которые бывают несколько раз в день (это сельская местность), было решено купить дизельный генератор мощностью 30 кВт для питания этого холодильника.

Получилось так, что генератор установлен на расстоянии около 100 м от холодильника, при этом используются 2 разъема, 1 болтовое соединение, и контакты двух автоматических выключателей. Жилы в кабеле сечением 6 мм² меди и 16 мм² алюминия. Устанавливал генератор не я, но последствия этого безобразия устранять пришлось мне.

Питание от генератора_старая схема

А безобразие проявлялось вот в чём. Генератор выдавал на холостом ходу честные 225В по каждой фазе. При включении холодильника напряжение на вводе холодильника опускалось до 125…145 В. Естественно, ни один компрессор не захочет запускаться в таких условиях.

И дело прежде всего в том, что блок управления не может нормально управлять запуском. Блок управления выдаёт напряжение на включение пускателей, которые включают компрессоры (не одновременно!). Пускатели (контакторы) включаются, компрессор запускается, напряжение падает, пускатель отпускает, компрессор отключается.

Я был на объекте со специалистом фирмыИК Энергопартнер (благодарности ниже), и у нас был замечательный прибор – анализатор качества напряжения HIOKI 3197. C помощью этого прибора видно всё, что происходит в сети. Мы подключились на входе питания холодильника, и вот что увидели:

Провалы напряжения при включении холодильника

Как видно из графика, напряжение в момент запуска падало до примерно 125 В. А вот соответствующие скачки тока:

Скачки тока при включении питания

Налицо – большое падение напряжения, и повышением мощности генератора тут точно проблему не решить.

Было предложено перенести генератор, чтобы схема питания выглядела примерно так:

Питание от генератора_новая схема

Но перенести генератор тоже было проблематично, не будем об этом.

Вот такой замкнутый круг. Конечно, я не собирался стабилизировать трехфазное напряжение, питающее весь холодильник. Достаточно было стабилизировать управляющее напряжение, которое берется от одной из фаз, питающих трехфазные компрессоры.

А это одна фаза 220В и мощность не более 300ВА.

Правила размещения ИБП

Согласно статистике сервисной службы ГК «Штиль», более половины преждевременных выходов ИБП из строя связаны либо с размещением устройства в зоне с неподходящими для него условиями, либо с ошибками, допущенными при подсоединении питающей сети или нагрузки.

Обратите внимание!

Поломки, появившиеся вследствие указанных причин, не являются гарантийными случаями!

С помещением, в котором будет эксплуатироваться ИБП, рекомендуется определиться заранее, до покупки изделия. В общем случае оно должно:

обеспечивать нахождение температуры и влажности в рамках допустимых для прибора пределов. Большинство бытовых «бесперебойников» рассчитаны на работу в условиях положительных температур, не превышающих значения в 40 С°, и при относительной влажности до 80%;
гарантировать достаточную вентиляцию – выделяемое в процессе работы любого ИБП тепло должно своевременно отводится либо за счет естественной циркуляции воздуха вокруг и через корпус прибора, либо с помощью принудительного обдува;
исключать контакт прибора с химически активными или легковоспламеняющимися предметами и веществами (в любой форме), а также с водой, в том числе и в виде конденсата;
не иметь источников повышенной вибрации и не характеризоваться наличием большого количества мелких летучих частиц, таких как бытовая и строительная пыль, опилки, уголь, мука и т.п.

На каждом конкретном объекте жилой недвижимости вышеприведённым критериям могут соответствовать различные помещения: где-то это будет коридор или кухня, где-то теплая терраса, где-то непыльная и проветриваемая подсобка или цокольный этаж с достаточным воздухообменом.

Если вы не можете самостоятельно определить оптимальное место для установки ИБП, то настоятельно рекомендуем проконсультироваться со специалистом!

В любом случае, не размещайте изделие в районе прямого падения солнечных лучей, в зоне ремонтных работ, рядом с нагревательными приборами и стыками элементов водопроводной сети, а кроме того, в захламлённых помещениях и в помещениях, где важен пониженный уровень шума (спальни, детские комнаты).

Стоит отметить, что дополнительным фактором риска для ИБП является доступ грызунов, домашних животных и маленьких детей.

Располагать ИБП необходимо только на жёстких поверхностях, способных выдержать вес прибора и обеспечить его постоянное нахождение в указанном производителем эксплуатационном положении.

Важно!

Перед монтажом «бесперебойника» навесного исполнения обязательно проверьте нагрузочную способность выбранной стены (особенно в случае гипсокартонной конструкции).

После установки ИБП убедитесь, что, во-первых, ничего не мешает свободному доступу воздуха к вентиляционным отверстиям (обязателен зазор минимум в 20 см до ближайшей поверхности), а во-вторых, что органы управления и индикации находятся в зоне быстрого и легкого доступа (как зрительного, так и ручного).

Предохранитель

Если бесперебойник не включается после перепада напряжения или в результате короткого замыкания в питающей сети, вполне вероятно, что для восстановления работоспособности устройства не потребуется даже его разборка. Первое, что нужно сделать, осуществляя ремонт ИБП своими руками, – это осуществить проверку целостности плавкого предохранителя и его замена в случае необходимости. Поскольку данный компонент выходит из строя достаточно часто, производители ИБП конструируют свои устройства таким образом, чтобы пользователь мог осуществить процедуру самостоятельно. Сами запасные предохранители часто входят в комплект поставки бесперебойника. Если же их нет, аналогичный извлеченному из устройства защитный элемент можно приобрести в любом магазине, где продаются радиодетали. Для замены предохранителя нужно найти на корпусе специальный содержащий его лоток и извлечь/выкрутить — в зависимости от конструкции — содержимое. После замены установить лоток на свое место. Более подробно процедура описана в инструкции к ИБП, но в целом любой домашний мастер разберется и без нее.

Принцип работы бесперебойника для ПК (сервера)

Источник бесперебойной работы переменного тока – устройство, в котором питание есть всегда. Однако стоит учесть, что это не резервный источник питания, а аварийный – включается в случае “форс-мажоров” и лишь на короткое время.

Основная функция ИБП – мгновенная подача питания в момент отключения основного напряжения сети – реализована посредством аккумуляторной батареи, которая накапливает энергию. Встроенное в корпус ИБП зарядное устройство контролирует уровень напряжения на аккумуляторе, при необходимости включаясь в режим подзарядки.

При включении в рабочий режим бесперебойник подает звуковой или световой сигнал, оповещая пользователя о проблемах с питанием ПК.

В зависимости от емкости батареи и мощности компьютера, бесперебойник обеспечивает переменное напряжение на выходе на небольшое время, которое нужно для сохранения текущего сеанса и завершения работы компьютера.

Из чего состоит ИБП

Компоненты блока ИБП:

аккумуляторы для накопления энергии;
зарядное устройство, поддерживающее работоспособность батареи;
инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный;
управляющая схема.

Способ подключения

UPS оборудован несколькими гнездами-выходами, расположенными на задней панели прибора. Подключить персональный компьютер и периферию, отключение которой грозит негативными последствиями, соответствующими кабелями не составит труда при соблюдении порядка действий:

после первой зарядки отключаем бесперебойник от сети;
выключаем компьютер;
подключаем сетевой кабель компьютера на соответствующий разъем ИБП;
присоединяем сетевой кабель бесперебойника к сети;
нажимаем и удерживаем кнопку включения ИБП, ждем светового или звукового сигнала о начале работы;
включаем компьютер;
устанавливаем драйвера UPS.

Газовые генераторы

Наиболее «экономным» вариантом резервного электроснабжения будет установка газового генератора. Затраты на генерацию одного киловатт/часа электроэнергии в данном случае составят примерно 0.45 м3 газа.

Газовый генератор

В качестве топлива может использовать как пропан-бутан в баллонах, так и природный газ из стационарной магистрали.

Но следует отметить, что схема подключения резервного источника питания данного типа будет на порядок сложнее, поскольку требует использования АВР и дополнительных согласований с газовыми службами.

Монтаж газовых генераторов производят, как правило, на внешних площадках, расположенных в пределах приусадебной площадки. Отдельное помещение и дополнительная звукоизоляция не обязательны, поскольку большинство рыночных моделей газовых генераторов имеют погодозащищённое исполнение и работают с минимальным уровнем шума.

Подключение газовой энергетической установки, питаемой из баллонов, может быть произведено без привлечения газовых служб, но для подключения к магистральной линии природного газа понадобится серьёзная доработка всего проекта дома (в плане газовой инфраструктуры).

Применение ИБП в быту

Многие пользователи не вполне отчетливо представляют себе, что такое ИБП. Данное устройство ни что иное, как своеобразный посредник между компьютером и электрической сетью, которая питает компьютер. ИБП улавливает колебания напряжения и при перебоях с подачей тока берет питание компьютера на себя. В нем установлены аккумуляторы, которые способные, в зависимости от емкости и энергопотребления подсоединенной системы, питать ПК в течение небольшого времени, достаточного для того чтобы сохранить свои данные и выключить компьютер. Также он защитит компьютер от любых скачков напряжения в сети.

К основным неполадкам сети относится полное отсутствие напряжения, наличие высоковольтных импульсных помех, краткосрочные и продолжительные скачки напряжения, высокочастотные помехи и другие факторы, при наличии которых требуется использование ИБП. Данные устройства обеспечивают бесперебойную работу компьютерной техники от нескольких минут до одного часа.
Схема бесперебойного питания выбирается в соответствии с условиями эксплуатации, временем переключения нагрузки от сети на аккумулятор и обратно, а также продолжительностью работы самой аккумуляторной батареи.

БЛОК БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ ДЛЯ ДОМА

Приобретая устройство следует определить мощность потребителя, который планируется подключать к ИБП, а также время работы в автономном режиме. В качестве примера можно рассмотреть несколько типовых ситуаций.

Если нужно обеспечить возможность безопасного завершения работы компьютера без потери важных данных, а долговременная работа в отсутствии сетевого питания не нужна, то резервный off-line ИБП будет идеальным решением.

Бюджетные модели обеспечат компьютер электроэнергией для 5-15 минут автономной работы. Этого достаточно чтобы сохранить результаты работы и выключить компьютер. Для среднего компьютера достаточно мощности от 250 Вт до 1 кВт.

Если используется автономная система отопления с помощью современного газового котла, то нестабильное энергоснабжение может вывести платы управления из строя.

Для обеспечения нормальной работы таких котлов нужна чистая синусоида, поэтому придется приобретать соответствующий ИБП типа line-interactive или online, несмотря на его высокую стоимость.

Если квартира оборудована системой сигнализации, то перебои в энергоснабжении могут представлять серьезную имущественную угрозу , поэтому любая ОПС имеет в своем составе ИБП. Для простейших систем сигнализации достаточно резервного или линейно-интерактивного БП с большим временем автономной работы.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Аккумулятор 18650 и его разновидности

Основной элемент будущего бесперебойника это аккумулятор литий-ионного типа 18650. По форме и размерам — аналог стандартных пальчиковых батареек ААА или АА.

Емкость пальчиковых аккумуляторов находится в границах 1600–3600 мАч. С выходным напряжением в 3.7 В.

Есть несколько разновидностей батарей класса 1865. Различия только по химическому составу:

Литий-марганцевые (Lithium Manganese Oxide).
Литий-кобальтовые (Lithium Cobalt Oxide).
Литий-железо-фосфатные (Lithium Iron Phosphate или феррофосфатные).

Все они с успехом применяются:

в телефонных зарядках;
в ноутбуках;
фонариках и так далее.

Советы и рекомендации при выборе интерактивного ИБП для ПК

ИБП различаются не только своими техническими характеристиками и способностью бесперебойно подавать так нужное питание. Есть и дополнительные особенности, которые могут повлиять на ваш выбор:

лучше выбирать те варианты, у которых есть экран. Так вы сможете легче контролировать уровень зарядки вашего ИБП, но всё зависит от ваших предпочтений — кому-то намного удобнее просто заряжать аккумулятор на максимальную мощность и не контролировать его заряд каждую секунду;
разъём USB для подключения. Важный параметр, который позволит вам подключать девайс не только к компьютеру, но и к другим устройствам персонального пользования;
проверить устройство на наличие дополнительных портов: RJ-11, RJ-45. Так вы сможете обеспечить ещё более эффективную работу устройства;
проверить, наличествует ли такая функция, как «холодный старт»

Так можно использовать ваше оборудование без лишнего напряжения сети, питая его от ИБП;
обращайте внимание на дизайн. С развитием рынка ИБП появились различные дизайны, но чаще всего они ограничиваются различием в раскраске.

Видео — А нужен ли сегодня ИБП для домашнего ПК

Лучше всего выбирать такую модель, которая рассчитана на пользовательскую смену аккумулятора. Так вы сможете самостоятельно осуществлять замену, не заезжая постоянно в сервис-центры.

ИБП можно сделать и самостоятельно, виртуозно сочетая сетевой фильтр со стабилизатором. Таким образом вы сможете избавиться от поломок в результате непредвиденных сбоев в напряжении. Конечно, лучше всего покупать ИБП, пользуясь описанным рейтингом, но если у вас катастрофическая нехватка средств, то можно воспользоваться и этим способом.

Рейтинг ИБП для компьютера

Все знают – технику лучше приобретать у известного производителя, который обеспечивает техническую поддержку и гарантирует работу своего изделия в течение долгого срока.

Лучшие производители и модели ИБП

Среди производителей источников бесперебойного питания отличная рекомендация у британских, американских и тайваньских компаний:

APC – дочернее предприятие корпорации Schneider Electric. Компания выпускает продукцию средней ценовой категории.

APC Back-UPS CS BK500EI – позволит продолжить работу во время коротких отключений света, обеспечив защиту оборудования от скачков и перепадов напряжения. Если отключение окажется продолжительным, ИБП автоматически выключит компьютер, сохранив при этом все данные.

IPPON – британский бренд, выпускающий качественные бесперебойники.

IPPON Back Verso 800 – компактный размер, удобное управление и легкое подключение ИБП отлично подходит для защиты маломощных домашних ПК.

Powercom – тайваньская компания с продукцией средней ценовой категории и высокой степенью надежности.

Spider SPD-1000N способен поддерживать работу нескольких устройств одновременно в течение долгого времени и самостоятельно регулировать и стабилизировать напряжение. Устройство подключается к сети через EURO-разъем и имеет 8 розеток.

EATON – американский производитель, выпускающий популярные бесперебойники в широком диапазоне технических характеристик.

EATON 5SC 3000i RT2U – линейно-интерактивный ИБП обеспечивает надежной защитой серверное и сетевое оборудование. Оснащен LCD-дисплеем, информирующем о статусе устройства, напряжении на входе и выходе, нагрузке, уровне заряда батарей и параметрах сети.

Правильно выбранный бесперебойник позволит сохранить не только дорогую компьютерную технику, но и избавит от головной боли при восстановлении важной информации, утраченной из-за внезапного скачка напряжения

Место установки

Размещать ИБП лучше возле существующих розеток. Если он не габаритный, то вовсе не обязательно его вешать на стену, достаточно размесить на ближайшей полке. Главное не закрывать вентиляционные отверстия.

При этом не забывайте о соблюдении правил ПУЭ. Минимальные расстояния от газовых труб до розеток, в том числе и до ИБП, должно быть не менее 0,5м.

По поводу размещения аккумуляторов. Модные AGM модели боятся повышенных температур более 30 градусов. А возле котла температура явно не будет комнатной.

Поэтому размещайте АКБ как можно дальше от труб отопления и горячего котельного оборудования.

Схемы ИБП переменного тока

Для бытовых нужд используют устройства для бесперебойного питания, подключаемые к однофазной сети 220 В, которые могут некоторое время при отсутствии электроэнергии питать потребителей, требующих такого же напряжения.

Существуют также ИБП, которые подключены на вход к трехфазной сети, а на выход дают или 380 В или 220 В. Однако они дороги, их используют при необходимости получать автономную мощность от 10 кВ·А, что для бытовых нужд не требуется.

Бытовые ИБП переменного тока по схеме функционирования делят на следующие типы:

резервные (оффлайн);
интерактивные (линейно-интерактивные);
двойного преобразования (онлайн).

Они различаются качеством выдаваемого напряжения и ценой. Наиболее дешевые – резервные, а самые дорогие – двойного преобразования.

Самая простая в исполнении резервная схема питания предполагает наличие переключающего реле и пассивной фильтрации для подавления помех

Для преобразования переменного тока в постоянный в зарядном устройстве используют выпрямитель. А обратная трансформация происходит при помощи инвертора.

В бесперебойниках для переключения цепи с сети на аккумулятор, как правило, устанавливают обыкновенные электромеханические реле. Если эта деталь качественная, то ее ресурса хватает на все время функционирования ИБП. Но чаще всего, при поломке блока проблема кроется именно в этом элементе конструкции.

Интерактивная схема отличается от резервной наличием стабилизатора напряжения. Он выполнен в виде типичного автотрансформатора с соединенными напрямую обмотками

Стабилизация напряжения присутствует также во многих бытовых устройствах, поэтому если отклонения незначительны, то и нет смысла приобретать более дорогую линейно-интерактивную модель.

Наличие трансформатора часто вынуждает производителя использовать принудительное охлаждение, поэтому такие ИБП комплектуют кулерами. Они издают шум, по интенсивности сравнимый с работой компьютерного системного блока.

Питание инвертора при схеме онлайн происходит на постоянной основе от аккумуляторов. Поэтому при возникновении сбоев в электросети время переключения на резервное питание равно нулю

Самые сложные и дорогие приборы двойного преобразования имеют к тому же наименьший КПД. Электроэнергия уходит в тепло, которое излучает устройство. Поэтому их использование необходимо обосновать.

Наиболее значимый плюс такого вида бесперебойников заключается в мгновенной реакции на отключение электричества

Но для большинства бытовой техники это не так важно. Те же компьютеры обычно комплектуют ИБП резервного или интерактивного типа

ИБП для компьютера — рейтинг лучших моделей 2017—2018 года

Если сложно сделать выбор в пользу определенной модели, стоит изучить рейтинг ИБП для компьютера. Он формируется с учетом функциональных возможностей устройств различного типа. Как следствие всегда можно подобрать подходящий вариант не только для частного дома, но и для промышленного предприятия.

APC by Schneider Electric Smart-UPS 1500VA LCD 230V

Современная интерактивная модель, обладающая широкими функциональными возможностями. Оптимальный вариант для мощной игровой станции. Благодаря продуманному конструктивному исполнению устройство можно совместить со всеми схемами коррекции коэффициента мощности. На уровень заряда батарей оказывает влияние температура, что позволяет значительно продлить срок службы устройства.

Наличие программного обеспечения позволяет выполнить отключение компьютерной техники, если показатели сети не будут соответствовать установленным требованиям. UPS позволяет спрогнозировать объем потребляемой энергии и срок службы батареи. Предусмотрена коммутируемая группа розеток.

APC by Schneider Electric Smart-UPS 1500VA LCD 230V – дорогостоящая качественная модель

Powercom RAPTOR RPT-2000AP

Доступный ИБП для дома. Обладает большим запасом мощности. Используя комплексное ПО можно произвести настройку модели для работы в определенных условиях. AVR имеет одну ступень повышения. Некоторые пользователи отмечают заметный шум, создаваемый работающими вентилятором.

Powercom RAPTOR RPT-2000AP – ИБП с большим запасом мощности

P-Com Pro 3S

Устройство с двойным преобразованием. Оснащается тремя розетками, а потому количество подключаемых приборов ограничено. Выходная мощность может достигать 2,7 кВт. КПД устройства достигает 86%. Благодаря качественному ЖК-дисплею, отображающему необходимые для пользователя данные, пользователь может своевременно отследить состояние устройства, включая продолжительность его работы и уровень заряда батареи.

Предусмотрена защита от внешних помех, перегрузки, короткого замыкания и высокочастотных импульсов. При необходимости аккумуляторные батареи могут быть заменены. Наличие функции холодного старта позволяет обеспечить плавное включение устройства. Учитывая габаритные размеры ИБП (190 на 328 на 424 мм) и его вес (28 кг), для размещения устройства для бесперебойного питания для частного дома придется предусмотреть дополнительное место под компьютерным столом. Модель отличается повышенной стоимостью, но способна стать хорошим выбором для тех, кто нуждается в надежной защите компьютерной техники.

P-Com Pro 3S – модель с двойным преобразованием для дома

Powercom WOW-850 U

Устройство резервного типа, отличающееся простотой конструктивного исполнения. Внешне похоже на сетевой фильтр большого размера. При наличии четырех розеток, позволяет только трем подключаться к встроенным АКБ. Для удобства пользователей оснащен цветовой и звуковой сигнализацией.

Благодаря особому конструктивному исполнению ИБП может использоваться для защиты ПК от скачков напряжения. Предусмотрена возможность замену батареи. Аккумулятор для ИБП должен иметь те же характеристики, что и батареи, установленные изначально производителем. Благодаря небольшим габаритным размерам не предъявляет повышенных требований к месту размещения. Позволяет поддерживать работоспособность компьютера на протяжении 14 минут, при условии, что батарея полностью заряжена.

Powercom WOW-850 U – компактная надежная модель

Ippon Smart Power Pro 1000

Интерактивная модель с мощностью 0,6 кВт. Синусоида с многоступенчатой аппроксимацией. Комплектуется четырьмя разъемами, каждый из которых может использоваться для подключения компьютерных комплектующих. При полном заряде батареи устройство способно сохранять свою работоспособность на протяжении 5 минут. Для срабатывания модели требуется меньше 3 мс.

Благодаря особому конструктивному исполнению данная интерактивная модель позволяет полностью защитить компьютер от нестабильных показателей сети. Для полной зарядки АКБ требуется всего 4 часа. Несмотря на отсутствие ЖК-дисплея модель удобна в эксплуатации за счет наличии звуковой и световой сигнализации. При малом уровне заряда пользователь оповещается соответствующим сигналом. Наличие программного обеспечения предъявляет определенные требования к ПО компьютера. При покупке следует убедиться, что устройство будет совместимо с системой.

Ippon Smart Power Pro 1000 – при подключении батареи уровень создаваемого шума возрастает

Классы ИБП

Резервные ИБП:

Достоинства

Недостатки

— Компактность, малый вес, экономичность, относительная дешевизна.

— Отсутствует стабилизация выходного напряжения;
— Неполная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов; помехи, генерируемые нагрузкой пропускаются обратно в сеть;
— Скачкообразное изменение напряжения, частоты и формы выходного напряжения при переходе на питание от батареи (время переключения >5 мс);
— Прямоугольная форма выходного напряжения вместо синусоидальной.

ИБП резервного типа: нормальный режим работы (rectifier — выпрямитель, inverter — инвертор, SPD — фильтр питания, bypass — байпас).ИБП резервного типа: аварийный режим работыЛинейно-интерактивный ИБП: нормальная работа.Линейно-интерактивный ИБП: аварийный режим.Линейно-интерактивные ИБП:

Достоинства

Недостатки

— Компактность, экономичность;
— Ступенчатая стабилизация входного напряжения;
— Почти синусоидальная форма выходного напряжения;
— Невысокая стоимость.

— Они дороже, чем резервные;
— Отсутствие реальной изоляции нагрузки от сети распределения питания;
— Отсутствие регулировки и стабилизации входной частоты;
— Сравнительно слабая стабилизация выходного напряжения, особенно при переходных процессах или в случае пошагового изменения нагрузки;
— Низкая эффективность при питании нелинейных нагрузок.

ИБП с дельта-преобразованием в штатном и автономном режимах.ИБП с дельта-преобразованием:

Достоинства

Недостатки

— Высокий КПД (при идеальных параметрах входного напряжения);
— Высокий коэффициент мощности по входу (не требуется применение корректирующих фильтров).

— Повышенная сложность из-за применения двунаправленных инверторов и, соответственно, меньшая надежность;
— Меньшая степень защиты нагрузки в нормальном режиме работы от резких изменений входного напряжения вследствие инерционности схемы обратной связи;
— Отсутствие защиты нагрузки в нормальном режиме работы от отклонений частоты входного напряжения;
— Отсутствие встроенной гальванической развязки между входом и выходом.

Линейно-интерактивный ИБП APC BR1000G дает на выходе не совсем чистую синусоиду, но такой аппроксимации достаточно для большинства устройств.системы с двойным преобразованиемИБП с двойным преобразованием отличает надежная защита нагрузки по электропитанию. ИБП с двойным преобразованием: аварийный режим, питание от батареи.ИБП с двойным преобразованием:

Достоинства

Недостатки

— Максимальная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов; помехи, генерируемые нагрузкой, не пропускаются обратно в сеть;
— Питание нагрузки «чистым» синусоидальным электропитанием, стабилизированным по величине, частоте и форме напряжения, при работе от сети и от батарей;
— Переключение на батареи происходит мгновенно, при этом любые переходные процессы отсутствуют.

— Относительная сложность и более высокая стоимость;
— Дополнительные энергозатраты на двойное преобразование напряжения, снижающие КПД;
— Невысокий коэффициент мощности по входу (для его повышения требуется дополнительный элемент — THD-фильтр).

Краткое сравнение ИБП разных классов

	Резервные	Линейно-интерактивные	С двойным преобразованием
Мощность ИБП	менее 1,5 кВА	менее 4 кВА	не ограничена
Режим работы от сети
Стабилизация напряжения	нет	ступенчатая	полная
Стабилизация частоты	нет	Нет	есть
Фильтрация помех	слабая	средняя	максимальная
Батарейный режим
Частота переходов	частая	средняя	редкая
Время перехода на батареи	5-15 мс	2-6 мс	нет
Форма синусоиды	часто трапецеидальная	синусоидальная	синусоидальная
режим «байпас»	нет	нет	есть
гальваническая развязка	Нет	нет	возможна

Класс VFI (Voltage & Frequency Independent) — выходные напряжение и частота ИБП не зависят от входных параметров.
Класс VI (Voltage Independent) — выходная частота совпадает с входной, напряжение на выходе регулируется в заданных пределах.
Класс VFD (Voltage & Frequency Dependent) — выходное напряжение и частота совпадают с входными.

Топология ИБП	Спецификация	Типовая мощность	Типовое применение
Резервный	Voltage & Frequency Dependent (VFD)	1500 ВА	Малый офис, домашние ПК и другие не критичные среды
Линейно-интерактивный	Voltage Independent (VI)	5000 ВА	Малый бизнес, веб-сайты, серверы подразделений
С двойным преобразованием	Voltage and Frequency Independent (VFI)	1000 кВА	Дата-центры

S соответствует синусоидальному выходному напряжению с коэффициентом нелинейных искажений (КНИ) менее 8% как при линейной, так и при нелинейной нагрузке.
X соответствует несинусоидальному сигналу с КНИ более 8% при нелинейной нагрузке.
Y соответствует несинусоидальному сигналу при любой нагрузке, КНИ превышает установленные в IEC 61000-2-4 пределы.

Правила использования ИБП

Приобретая бесперебойник для организации резервного питания, необходимо понимать, совместно с какими приборами его можно использовать. Иногда обойтись только ИБП невозможно и тогда нужно принимать дополнительные меры по обеспечению дома электричеством.

Подключение бытовых приборов

Компьютеры, модемы, роутеры, видео- и аудиоаппаратура – типичные домашние или офисные приборы, к которым подключают бесперебойники. Если эта техника содержит обыкновенные импульсные блоки питания, то достаточно будет приобрести относительно дешевые модели, которые не выдают чистую синусоиду.

Современные модели компактны и имеют привлекательный дизайн, который гармонично вписывается совместно с другой техникой в интерьер жилой комнаты

Для освещения также не нужно приобретать дорогие изделия. Здесь главное правильно рассчитать максимальную мощность и время автономной работы.

При частых отключениях актуальна проблема незапланированной разморозки холодильников и порчи продуктов питания. При защите такого оборудования с асинхронными двигателями понадобятся ИБП более сложного устройства, так как потребуется “чистый” синусоидальный сигнал.

Кроме того, необходимо учесть наличие стартовых токов, возникающих при пуске двигателя. Упрощенно для холодильного оборудования их величину можно определить, умножив значение мощности на 5.

Если, например, на кухне есть холодильник с полной мощностью 300 Вт (при запуске – 1500 Вт) и морозильная камера на 200 Вт (при запуске – 1000 Вт), то нужен блок питания с чистой синусоидой и максимальной мощностью не менее 1700 Вт. Это значение получено на случай, когда будет работать морозильник, а в это время произойдет включение холодильника. Одновременный пуск обоих моторов маловероятен, да и такой ИБП выдержит односекундный всплеск в 2,7 кВт.

Блок онлайн типа с максимальной мощностью 2000 Вт сможет проработать около получаса при суммарном потреблении 500 Вт. Так как режим охлаждения занимает около 5 минут, то бесперебойника гарантированно хватит на 6 запусков обоих устройств.

В частных домах и коттеджах также актуально использование ИБП для поддержки системы отопления с принудительной циркуляцией. Насосам тоже необходим чистый синус

Бесперебойники также активно используют для работы газовых отопительных котлов. Учитывая стоимость подключаемого оборудования, экономить на качестве ИБП в этом случае не следует.

Резервное и дополнительное электропитание

Для многих бытовых приборов невозможно подобрать недорогой ИБП, так как будет необходима значительная максимальная мощность при длительном периоде автономной работы. Стиральные машины, электрические духовки, системы распределенного кондиционирования потребляют много электричества.

Можно, конечно, обойтись без этих устройств на время отключения электроэнергии. Это целесообразно в том случае, если такие перебои происходят редко и на короткое время. Но если все же будет принято решение по обеспечению мощных потребителей автономным питанием, то лучше использовать бензиновый или дизельный генератор. Для их быстрого запуска при отсутствии напряжения используют систему автоматического ввода резерва (АВР).

При наличии дополнительного источника питания, ИБП все же стоит использовать, хотя бы для компьютеров. Мгновенного запуска генератора и восстановления электроснабжения добиться невозможно.

Стабилизация пониженного напряжения

Проблема пониженного напряжения актуальна для объектов, подключенных к старым или маломощным электросетям. Если такая ситуация возникает постоянно, то лучше использовать входной стабилизатор.

При наличии стабилизатора, напряжение внутридомовой сети будет приведено к нормативным показателям. Это затронет и приборы, которые не подключены к ИБП

При пониженном напряжении возрастает сила тока, проходящего по внутридомовой сети. Например, пусть общая мощность подключенных к ИБП потребителей будет 1,5 кВт, а подаваемое напряжение равно 190 В.

Тогда по закону Ома:

I₁ = 1500 / 190 = 7,9 A – сила тока в цепи до ИБП без стабилизатора;
I₂ = 1500 / 220 = 6,8 A – сила тока в цепи до ИБП со стабилизатором.

Таким образом, внутридомовая сеть без стабилизатора будет испытывать повышенную нагрузку, что могло быть не учтено при выборе сечения проводки.

Поэтому при постоянном пониженном напряжении лучше установить стабилизатор. В этом случае и нагрузка на автотрансформатор ИБП будет меньше, что продлит срок его службы. Кроме того, с учетом выравнивания вольтажа, можно приобретать более дешевые бесперебойники.

Типовое решение и модернизация

Инвертор МАП SIN Энергия 48-220 18 кВт HYBRID

В зависимости от потребностей и частоты отключения тока приобретается один или несколько элементов, которые соединяются последовательно или параллельно.

Для установки конструкции внутри помещения лучше брать модели AGM и гелевые. Они герметичны, хорошо переносят полный разряд и не требуют обслуживания.

Изделия с жидким электролитом выделяют пары кислоты, опасные для здоровья. Их можно устанавливать только вне жилых помещений. Такие модели при частых разрядах быстро изнашиваются.

постоянно работает над усовершенствованием своей продукции. При этом она выпускается как серийно, так и под заказ.

Клиент может приобрести товар с такими модернизациями и характеристиками: