Hrubá sínusová vlna je priebeh striedavého prúdu, ktorý sa približne približuje čistej sínusoide. Môže mať stupňovitý obalový tvar, reprezentovaný sekvenciou pravouhlých alebo lichobežníkových impulzov rôznej polarity. Na výstupe väčšiny používaných zdrojov neprerušiteľného napájania (UPS) je prítomný približný sínusový striedavý signál.
Pridelenie neprerušiteľných zdrojov napájania
Hlavnou úlohou UPS je šetrenie striedavého napätia napájajúceho spotrebiteľov v prípade jeho náhlej straty v sieti. Neplnia funkciu stabilizácie sieťového napätia, ale sú núdzovými zdrojmi striedavého napätia s približnou sínusoidou. Záložné zdroje nie sú určené na nepretržitú prevádzku zariadení, ktoré sú k nim pripojené v prípade nehody na vedení sieťového napätia.
UPS musí udržať spotrebiteľov v prevádzke dostatočne dlho, aby dokončili procesy, ktoré nemožno náhle prerušiť. Počas prevádzky UPS s približnou sínusoidou sa vytvoria podmienky pre normálne vypnutie záťaže. Vďaka tomu bude fungovať pre budúce použitie. Často môžete nájsť odkaz na neprerušiteľný zdroj napájania UPS. UPS v ňom je skratka anglického označenia UPS.
Klasifikácia zdrojov
V závislosti od požiadaviek na kvalitu napájacieho striedavého napätia možno zdroje UPS-neprerušiteľného napájania rozdeliť do niekoľkých typov:
- off-line zdroje, ktoré sú núdzovými zdrojmi záložného typu;
- linkovo-interaktívne alebo linkovo-interaktívne zdroje schopné stabilizovať sieťové napätie s miernymi odchýlkami od nominálnej hodnoty a pri jeho úplnom výpadku prejsť do režimu núdzového napájania s približnou sínusoidou;
- on-line, alebo UPS s dvojitou konverziou elektrickej energie, poskytujúci pripojenej záťaži stabilizované sieťové napätie v prípade výrazných výkyvov napätia a pri úplnom vypnutí plní funkcie núdzového zdroja.
Neprerušiteľný zdroj akéhokoľvek druhu zahŕňa nabíjateľnú batériu, ktorá je zásobníkom elektrickej energie. V závislosti od požiadaviek na kvalitu napájania zariadení, ktoré sú záťažou UPS s približnou sínusoidou,sú aplikované určité obvodové riešenia.
UPS off-line
Pasívne UPS tohto druhu sú zdrojom pohotovostného režimu. Jeho spínacie zariadenie pri normálnych parametroch kvality sieťového napätia umožňuje priame pripojenie záťaže k sieti. V prípade krátkodobého výpadku napájania na vstupe UPS spínacie zariadenie odovzdá napájanie spotrebičom v núdzovom (záložnom) režime. Zdrojom elektrickej energie je v tomto prípade vstavaná batéria.
Jeho jednosmerné napätie je konvertované meničom na modifikovanú sínusovú vlnu striedavého napätia, ktorá je privádzaná cez kontakty elektromagnetického relé spínača na napájanie záťaže. Na dobitie batérie (batérie) slúži usmerňovač napätia externého napájacieho zdroja. Na ochranu pred vysokofrekvenčným rušením, ktoré vzniká pri prevádzke impulzného meniča, je UPS vybavený filtrom. Jeho prvky tiež chránia záťažové zariadenia pred krátkodobými prepätiami.
Riadkové interaktívne zdroje
Line-interactive UPS, na rozdiel od pohotovostného zdroja, dokáže stabilizovať sieťové napätie, keď je k nemu priamo pripojená záťaž cez kontakty elektromagnetického relé. To je zabezpečené použitím autotransformátora vo vstupnom obvode. Spínanie jeho vinutí sa vykonáva automaticky v závislosti od veľkosti sieťového napätia. S jeho nárastom alebo poklesom striedavé napätie na jeho výstupeudržiava nominálnu hodnotu 220 V. Autotransformátor najbežnejších UPS tohto typu reguluje v rozsahu (150-270) V zmenu napätia externej napájacej siete.
Prepnutie stýkača a prechod do režimu núdzového napájania záťaže s upravenou sínusoidou nastáva pri nadmernej zmene sieťového napätia mimo regulačného rozsahu. Presnosť regulácie je určená počtom odbočiek (krokov) autotransformátora. V núdzovom režime napájania záťažových zariadení približným sínusovým striedavým napätím prebieha prevádzka rovnakým spôsobom ako v off-line UPS.
On-line UPS
Dvojitá premena elektrickej energie v neprerušiteľných zdrojoch napájania tohto typu vám umožňuje získať približnú sínusovú vlnu výstupného striedavého napätia, ktorá sa tvarom približuje k čistému sínusu. Sieťové napätie prevedené na jednosmerné napätie usmerňovačom je potom prevedené späť na striedavé pomocou meniča, ktorý sa používa na napájanie záťaže.
Vstavaná batéria sa nabíja jednosmerným prúdom usmerňovača a uvádza sa do prevádzky v núdzovom režime. Naakumulovaná jednosmerná energia je konvertovaná meničom na výstupné striedavé napätie, ktoré napája záťažové zariadenie. Tento typ zdrojového obvodu vám umožňuje pripojiť dodatočnú externú batériu pre UPS.
Keď sa sieťové napätie obnoví v rámci normálnej hodnoty, dôjde k prepnutiunapájanie záťaže z primárnej AC siete. Elektrická kapacita batérie pre UPS určuje čas, počas ktorého môžu spotrebitelia pracovať pri náhlej strate sieťového napätia.
Špecifikácie UPS
Výber UPS sa vykonáva na základe jeho technických vlastností. Technické vlastnosti, ktoré určujú kvalitu plnenia požiadaviek na výrobky tohto účelu zahŕňajú:
- výkon na výstupe zdroja s pripojenou záťažou, meraný vo voltampéroch (VA) alebo wattoch (W);
- rozsah výstupného napätia s pripojenou záťažou, meraný vo voltoch (V);
- čas prenosu, ktorý definuje čas prenosu energie do záťaže v pohotovostnom režime batérie, meraný v milisekundách (ms);
- rozsah vstupného sieťového napätia, v rámci ktorého je UPS schopný stabilizovať výstupné napätie bez prepínania do režimu záložnej batérie;
- faktor nelineárneho skreslenia, ktorý v percentách určuje rozdiel v tvare výstupného signálu od čistej sínusoidy;
- prevádzkový čas v režime samostatnej batérie s pripojenou záťažou, určený elektrickou kapacitou internej batérie;
- životnosť vlastných batérií v závislosti od technológie ich výroby.
Pri výbere UPS hrá dôležitú úlohu aj cena neprerušiteľného zdroja energie. Priamo závisí od riešení obvodov používaných vývojárom pri vytváraní modelu zvoleného spotrebiteľom a pohybuje sa od dvoch do desiatoktisíc rubľov.
Aplikácie
Neprerušiteľné zdroje napájania UPS možno použiť v spojení s odporovou záťažou – zariadeniami, ktoré obsahujú spínané zdroje napájania.
UPS sa nepoužíva na napájanie spotrebiteľov s významnou reaktívnou indukčnou zložkou (transformátory výkonovej siete starých modelov elektronických zariadení, vinutia motorov, čerpadlá kotlov na vykurovanie domácností). Každá z existujúcich schém neprerušiteľného napájania je navrhnutá pre určitý okruh spotrebiteľov, berúc do úvahy jej výhody a nevýhody.
Záver
Článok poskytuje stručný prehľad súčasných neprerušiteľných zdrojov napájania s upravenou sínusoidou. Zohľadňujú sa obvodové riešenia používané vývojármi pri ich tvorbe. Po prečítaní prezentovaného materiálu si čitateľ, ktorý má záujem o kúpu UPS na vyriešenie svojich problémov, bude môcť bez problémov preštudovať súbor dokumentácie k nemu. Zároveň by sme nemali zabúdať, že vysoký produkt znamená vyššiu cenu pri jeho kúpe.
