ИБП: определение, как работает, зачем нужен, основные типы

Вопросы и ответы
Содержание
  1. Что такое ИБП и какие они бывают?
  2. Устройство ИБП
  3. Как выбрать
  4. Для чего используют ИБП
  5. Схемы ИБП переменного тока
  6. Наиболее важные параметры
  7. Основные технические характеристики
  8. Интерфейс и выполнение настройки
  9. Качество выдаваемого тока
  10. Сетевые помехи и защита
  11. Низкое и высокое напряжение
  12. Чистота выходящего сигнала
  13. Правила использования ИБП
  14. Подключение бытовых приборов
  15. Резервное и дополнительное электропитание
  16. Стабилизация пониженного напряжения
  17. Бесперебойное питания потребителей постоянного тока
  18. Принцип работы ИБП
  19. Почему нужно использовать ИБП для компьютера
  20. Из чего состоит ИБП?
  21. Назначение и дополнительные функции ИБП
  22. Выбор типа ИБП в зависимости от нагрузки
  23. ИБП резервного типа (off-line)
  24. Линейно-интерактивные ИБП (line-Interactive)
  25. Онлайн ИБП (on-line)
  26. Когда вместо ИБП актуальнее приобрести генератор?
  27. Зачем перед ИБП устанавливают стабилизатор напряжения?
  28. Где купить ИБП двойного преобразования (on-line)?

Что такое ИБП и какие они бывают?

ИБП (или ИБП) — это блок резерва мощности, обеспечивающий бесперебойную подачу электроэнергии при отключении электроэнергии.

С каждым годом в нашей стране бесперебойное электроснабжение становится все более популярным не только среди сельских, но и городских жителей. Эта тенденция в первую очередь связана с появлением электроприборов и оборудования, особенно требовательного к качеству электроснабжения.

Учитывая разнообразие типов ИБП и функций в их работе, очевидно, что технические характеристики выбранной модели должны соответствовать требованиям электроприборов к сетевому напряжению.

Согласно международному стандарту IEC 62040-3 Системы бесперебойного питания (ИБП) устройства классифицируются по конструктивной схеме следующим образом:

  • резервный (автономный или резервный);
  • линейно-интерактивный (линейно-интерактивный);
  • двойное преобразование (онлайн).

В зависимости от рабочего напряжения нагрузки ИБП может быть однофазным (для питания однофазных потребителей) и трехфазным (для питания трехфазных и однофазных потребителей в трехфазных групповых сетях).

Важным параметром блока питания также является его конструкция, которая зависит от назначения, силы тока и времени автономной работы, например:

  • маломощные блоки выпускаются в настенном, моноблочном напольном (башенном) исполнении, а также имеют унифицированные габариты для размещения в 19-дюймовых стойках и шкафах;
  • источники бесперебойного питания средней и большой мощности выпускаются в моноблочном напольном или шкафном исполнении, а также в варианте для размещения в стандартных 19-дюймовых стойках и шкафах.

Устройство ИБП

Основные элементы конструкции:

  • батарея;
  • инвертор;
  • фильтр;
  • выпрямители;
  • обход.

Емкость аккумулятора источника бесперебойного питания может варьироваться в пределах 7-9 Ач. ИБП часто разрабатываются со свинцово-кислотными батареями. Они герметичны и поэтому не требуют технического обслуживания.

Простые модели имеют 1 аккумулятор, но есть модели, рассчитанные на 2 или более аккумуляторов, что увеличивает время автономной работы подключенного ПК.

Свинцово-кислотный аккумулятор
ИБП со свинцовой батареей

По устройству источники бесперебойного питания бывают разные, что определяется принадлежностью устройства к той или иной группе оборудования. Он объединяет аналогичные устройства способом подключения к ПК — через розетку, установленную в крышке ИБП. Их количество разное, что также определяется характеристиками источника бесперебойного питания.

На крышке есть кнопка питания.

В конструкции некоторых моделей предусмотрен экран, на котором отображается информация о параметрах подключенного источника напряжения.

Как выбрать

Изучив конструкцию ИБП, перед покупкой обратите внимание на основные параметры:

  • Источник бесперебойного питания (единицы измерения — ВА). Это нужно решить самостоятельно. Для этого мощность подключенного оборудования суммируется. Но при его включении ток увеличивается в несколько раз, поэтому полученное значение следует умножить на коэффициент пускового тока. Индикатор зависит от типа устройства, подключенного к ИБП. Чтобы узнать значение полной мощности (ВА), полезную мощность делят на 0,7.
  • Срок службы батареи. Этот параметр определяется потребностями и финансовыми возможностями пользователя. Если после отключения достаточно обеспечить автономную работу оборудования в течение нескольких минут, следует покупать самые простые устройства. Они подают напряжение на компьютер в течение 4-15 минут после пропадания сети.

Этого достаточно, чтобы сохранить информацию и корректно выключить ПК. Если вам необходимо обеспечить более длительное время автономной работы компьютера, выбирайте более эффективные источники бесперебойного питания.

  • Количество розеток на устройстве. Для домашнего использования можно выбрать компактный ИБП с минимальным набором функций. В офисах подобные устройства устанавливаются с большим количеством розеток.

Батарея компьютера

Для чего используют ИБП

Основное направление применения – обеспечение бесперебойной работы оборудования, это можно узнать из названия такого устройства. Если вам интересно, для чего еще нужен ИБП, рассмотрите другие возможности:

  • поддержание частоты сетевого напряжения на необходимом уровне – 50 Гц, при изменении значения этого параметра возрастает риск выхода из строя подключенного оборудования, в лучшем случае компьютер будет работать нестабильно;
  • поддерживать напряжение, подаваемое на ПК, на достаточном уровне, что необходимо при колебаниях значений этого параметра;
  • защита ПК от выхода из строя или отключения при перегрузке сети, что возможно при одновременном включении различных бытовых устройств и компьютера, в т.ч.

Схемы ИБП переменного тока

Для бытовых нужд используются источники бесперебойного питания, подключаемые к однофазной сети 220 В, которые могут питать потребителей, которым требуется такое же напряжение некоторое время при отсутствии электричества.

Существуют также ИБП, которые подключаются на вход трехфазной сети, выдавая на выходе либо 380 В, либо 220 В. Однако они дороги, их используют, если необходимо получить автономную мощность от 10 кВА, которая не нужна для хозяйственных нужд.

По схеме работы бытовые ИБП переменного тока делятся на следующие виды:

  • резервное копирование (офлайн);
  • интерактивный (линейно-интерактивный);
  • двойное преобразование (онлайн).

Они отличаются качеством выходного напряжения и ценой. Самые дешевые – это резервные, а самые дорогие – с двойным преобразованием.

Резервная схема ИБП
Простейшая схема с резервированием включает переключающее реле и пассивную фильтрацию для подавления помех

Выпрямитель используется для преобразования переменного тока в постоянный в зарядном устройстве. А обратное преобразование происходит с помощью преобразователя.

В устройствах бесперебойного питания для переключения цепи с сети на аккумулятор, как правило, устанавливаются обычные электромеханические реле. Если эта деталь качественная, ресурса хватит на всю работу ИБП. Но чаще всего при поломке блока проблема кроется именно в этом конструктивном элементе.

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

Стабилизация напряжения также присутствует во многих бытовых приборах, поэтому, если отклонения незначительны, нет смысла покупать более дорогую линейно-интерактивную модель.

Наличие трансформатора часто вынуждает производителя использовать принудительное охлаждение, поэтому эти ИБП комплектуются кулерами. Они издают шум, сравнимый по интенсивности с работой системного блока компьютера.

Онлайн-диаграмма UPS
Питание преобразователя в сетевой цепи происходит непрерывно от аккумуляторных батарей. Поэтому в случае сбоя питания время перехода на резервное питание равно нулю

Самые сложные и дорогие установки двойного преобразования имеют и самый низкий КПД. Электричество переходит в тепло, которое излучает устройство. Поэтому их использование должно быть обосновано.

Главный плюс этого типа источников бесперебойного питания – моментальная реакция на сбой питания. Но для большинства бытовых приборов это не столь важно. Эти же компьютеры обычно оснащены резервным или интерактивным ИБП.

Наиболее важные параметры

На рынке сейчас много предложений по продаже бытовых источников бесперебойного питания. Чтобы правильно определиться с назначением и не ошибиться с выбором, нужно понимать, какие параметры следует учитывать в первую очередь.

Основные технические характеристики

Выходная мощность устройства определяет максимально допустимое значение, которое устройство может гарантированно предоставить потребителю. Измеряется в вольт-амперах (ВА). Для удобства пользователя это значение часто указывается в ваттах.

Для измерения нагрузки на приборы можно либо использовать амперметр, либо рассчитать ее по показаниям счетчика, установленного в квартире.

Амперметр с розеткой
Измерить потребляемую электроэнергию можно с помощью бытового амперметра (ваттметра) с розеткой. Подключенное устройство должно быть переведено в режим максимального потребления

При определении реальной мощности компьютера не стоит ориентироваться на номинал блока питания, так как он всегда покупается с запасом.

Если нет амперметра, сделайте следующее:

  1. Отсоедините все цепи монитора, кроме той, которая подает питание на компьютер.
  2. Выключите все устройства в этой цепи.
  3. Включите компьютер и запустите на нем типовую программу (например, видео с YouTube).
  4. Подождите, пока счетчик изменит значение десятой доли киловатта.
  5. Следите за временем до следующего изменения.

Среднюю потребляемую мощность (Р, Вт) за этот период (ч, мин) можно рассчитать по формуле:

Р=100*(60/ч)

Следующей важной характеристикой является время автономной работы. Этот показатель зависит от нагрузки, которую в данный момент испытывает ИБП. На максимально разрешенной мощности аккумуляторы бытового прибора работают 1-3 минуты. А пополам — гораздо дольше (до 10 минут).

Зависимость времени автономной работы от нагрузки
По графику зависимости времени автономной работы от средней нагрузки видно, что эта зависимость носит нелинейный характер. Это из-за того, как разряжаются батареи

Из этого следуют два вывода:

  • в случае отключения электроэнергии необходимо максимально снизить нагрузку, потребляемую устройствами;
  • рекомендуется покупать ИБП с мощностью, превышающей расчетную не менее чем на 30%.

Диапазон входного напряжения показывает минимальное и максимальное допустимое напряжение сети, при котором питание не будет переключаться на батареи. Как правило, все ИБП выдерживают интервал 180-260 В.

У некоторых производителей очень хорошие (рекламные) показатели, например, нижнее значение 110 В. Здесь нужно следить, чтобы эти цифры были взяты именно для максимальной нагрузки, а не для половинной.

Еще одним важным техническим показателем является уровень шума. Линейно-интерактивные или онлайновые ИБП выделяют много тепла, поэтому производители устанавливают на них вентиляторы. Если кулеры дешевые, со временем они будут издавать гул, что нежелательно для жилого помещения.

Интерфейс и выполнение настройки

Внешний вид блоков может быть самым разнообразным. Обычно они имеют классическую прямоугольную форму, где индикаторы или экран расположены спереди, а разъемы питания сзади. Их количество не так важно, так как в розетку можно подключить удлинитель с тройником. Это никоим образом не будет противоречить концепции ИБП.

Модель может иметь ЖК-экран, на котором отображается ситуация с питанием подключенных устройств: наличие питания, количество потребителей, заряд аккумулятора и так далее

Система индикации ИБП
Система отображения снижает стоимость оборудования. Кроме того, он более практичен. Если нужно узнать какие-то параметры, во многих моделях есть функция подключения к компьютеру

Вы можете подключить ИБП к компьютеру, чтобы узнать параметры электропитания, состояние батарей ИБП и его работу. Для многих моделей реализована эта функция и разработано программное обеспечение.

Существует три основных типа интерфейсов:

  • USB. Наиболее распространенное соединение между компьютером и ИБП.
  • RS-232 (COM-порт). Редко присутствует в бытовых моделях.
  • Ethernet 10/100. Используется для дистанционного управления источником бесперебойного питания.

Программное обеспечение для определения характеристик и управления ИБП предназначено не только для различных версий Windows. Например, у известного производителя Powercom есть Android-версия программного обеспечения, которое позволяет удаленно контролировать состояние питания и при необходимости корректировать работу источника бесперебойного питания.

Программное обеспечение ИБП
Программное обеспечение позволяет отслеживать основные характеристики электрической сети, такие как входное и выходное напряжение, частота. Вы также можете проверить заряд батареи и температуру устройства

Источник бесперебойного питания находится в непосредственной близости от охраняемых потребителей электроэнергии. Их обычно размещают на полу или на полках. Некоторые модели оснащены креплениями, позволяющими крепить их на стены.

Качество выдаваемого тока

Источник бесперебойного питания должен обеспечивать достаточное качество электроэнергии. В случае работы от батареи за это отвечает преобразователь, а в случае сетевого питания фильтры и стабилизатор должны сглаживать проблемные моменты.

Помехи, возникающие в электрической цепи, имеют различное происхождение и последствия для электроники. Поэтому этот вопрос также необходимо тщательно рассмотреть.

Сетевые помехи и защита

Все современные ИБП снабжены защитой от проблем, связанных с обслуживаемыми устройствами. Если общая нагрузка превысит максимально допустимую или произойдет короткое замыкание, источник бесперебойного питания немедленно отключит питание.

Помехи в сети условно можно разделить на частотные и импульсные. Первые не так опасны, особенно для блоков питания компьютеров или телевизоров, преобразующих переменный ток в постоянный. Последнее может вызвать проблемы со всей электроникой.

Поэтому большинство ИБП оснащены защитой от перенапряжений и гармоник с помощью варисторов и высокочастотных фильтров.

Система подавления импульсов и шума
Удаление помех на линии происходит в два этапа. Сначала варисторы отсекают высокочастотные импульсы, а затем фильтр сглаживает мелкие скачки

Проблема с появлением высоковольтных импульсов характерна не только для силовых кабелей, но и для сетей передачи данных – компьютерных или телефонных. Они могут возникать из-за воздействия атмосферного электричества, пробоев в близлежащих проводах, электрических помех и других причин.

Многие производители выпускают модели с возможностью защиты локальной сети. Для этого на ИБП есть два разъема RJ-45 — один для входа и один для выхода. Сигнал проходит через фильтр, подавляющий пики напряжения. Для телефонных линий система такая же, только разъемы в формате RJ-11.

Низкое и высокое напряжение

Регулирование напряжения осуществляется с помощью автоматического регулятора напряжения (АРН), основным элементом которого является автотрансформатор. Принцип работы основан на изменении числа витков одной из обмоток, в результате чего меняется напряжение в сторону увеличения или уменьшения его значения.

Наличие АРН в ИБП не позволяет каждый раз включать автономный режим при небольшом отклонении напряжения от стандартных значений. Это значительно увеличивает срок службы батареи.

Профессиональный мультиметр с функцией записи
Профессиональные мультиметры, такие как CEM DT 9909, способны длительное время фиксировать значение напряжения. Использование такого устройства может помочь в выборе стабилизатора или ИБП

Согласно ГОСТ 29322-2014 допускается отклонение напряжения на 10 процентов от номинального значения в течение не более 1 часа. С такими колебаниями справляются все современные ИБП с регуляторами.

Чистота выходящего сигнала

Тип выходного сигнала зависит от модели инвертора, установленного в источнике бесперебойного питания. В идеале кривая переменного напряжения должна быть синусоидальной. Но после преобразования через преобразователь он приобретает ступенчатый вид.

Тип сигнала согласно ИБП
Чем больше шагов на кривой зависимости мгновенного напряжения от времени, тем лучше качество переменного тока. Это важно для некоторых устройств

Для оборудования, содержащего асинхронные электродвигатели (холодильники, кондиционеры), трансформаторные блоки питания (высококачественная аудиоаппаратура), блоки питания APFC (серверы и мощные компьютеры), требуется чистая или близкая к ней синусоида.

Ни один инвертор, а значит и ИБП, не выдает чистую синусоиду, чтобы производители оборудования не писали в рекламных проспектах. Приближение выходного сигнала к синусоиде оценивается через коэффициент нелинейных искажений (THD).

Выходной сигнал с блока можно считать синусоидальным при КНИ<5%. Для некоторых моделей, таких как IMV NetPro 2000, этот показатель составляет всего 2%.

Правила использования ИБП

При покупке источника бесперебойного питания для организации резервного питания необходимо понимать, с какими устройствами его можно использовать. Иногда обойтись одним ИБП невозможно, и тогда приходится принимать дополнительные меры по снабжению дома электричеством.

Подключение бытовых приборов

Компьютеры, модемы, роутеры, видео- и аудиотехника — типичные домашние или офисные устройства, к которым подключаются источники бесперебойного питания. Если в эту технику включить обычные импульсные блоки питания, то достаточно будет купить относительно дешевые модели, не выдающие чистую синусоиду.

Электроснабжение на этаже
Современные модели компактны и имеют привлекательный дизайн, который гармонично сочетается с другими приборами в интерьере гостиной

Вам также не нужно покупать дорогие продукты для освещения. Здесь самое главное правильно рассчитать максимальную мощность и время автономной работы.

В случае частых отключений актуальна проблема незапланированного размораживания холодильников и порчи продуктов. При защите такого оборудования с асинхронными двигателями потребуется ИБП более сложного устройства, так как требуется «чистая» синусоида сигнала.

Кроме того, необходимо учитывать наличие пусковых токов, возникающих при пуске двигателя. Упрощенно для холодильного оборудования значение можно определить, умножив значение мощности на 5.

Если, например, на кухне есть холодильник суммарной мощностью 300 Вт (при пуске — 1500 Вт) и морозильник 200 Вт (при пуске — 1000 Вт), то вам нужен блок питания с чистая синусоида и максимальная мощность не менее 1700 Вт.

Это значение получено для случая, когда морозильная камера будет работать, а холодильник в это время включен. Одновременный запуск обоих моторов маловероятен, а односекундную волну в 2,7 кВт такой ИБП выдержит.

Блок сетевого типа с максимальной мощностью 2000 Вт сможет проработать около получаса при общем потреблении 500 Вт. Так как режим охлаждения занимает ок. 5 минут бесперебойного питания гарантированно хватит на 6 запусков на обоих устройствах.

Электроснабжение систем отопления
В частных домах и дачах также важно использовать ИБП для поддержки системы отопления с принудительной циркуляцией. Насосам тоже нужен чистый синус

Источники бесперебойного питания также активно используются для работы газовых котлов отопления. Учитывая стоимость подключаемого оборудования, на качестве ИБП в данном случае экономить не стоит.

Читайте также: Инфракрасный теплый пол: пленочный ИК обогрев, виды и недостатки отопления

Резервное и дополнительное электропитание

Для многих бытовых приборов невозможно найти доступный ИБП, так как для длительного времени автономной работы требуется значительная максимальная мощность. Стиральные машины, электрические духовки, распределенные кондиционеры потребляют много электроэнергии.

Конечно, можно обойтись и без этих устройств во время отключения электроэнергии. Это полезно, если такие прерывания происходят редко и на короткое время. Но если все же принято решение об обеспечении мощных потребителей автономным питанием, то лучше использовать бензиновый или дизельный генератор.

Для их быстрого запуска при отсутствии напряжения используется система автоматической коробки передач (АТС).

Если у вас есть дополнительный источник питания, ИБП все равно стоит использовать, по крайней мере, для компьютеров. Немедленный запуск генератора и восстановление подачи электроэнергии невозможно.

Стабилизация пониженного напряжения

Проблема низкого напряжения актуальна для объектов, подключенных к старым или маломощным электрическим сетям. Если такая ситуация возникает постоянно, то лучше использовать входной регулятор.

Решает проблему пониженного напряжения
При наличии стабилизатора напряжение внутренней сети будет доведено до стандартных значений. Это также повлияет на устройства, не подключенные к ИБП

При пониженном напряжении увеличивается сила тока, проходящего по внутренней сети. Например, пусть суммарная мощность потребителей, подключенных к ИБП, составляет 1,5 кВт, а подаваемое напряжение 190 В.

Итак, по закону Ома:

  • I1 = 1500/190 = 7,9 А — ток в цепи ИБП без стабилизатора;
  • I2 = 1500/220 = 6,8 А — ток в цепи ИБП со стабилизатором.

Таким образом, внутренняя сеть без стабилизатора будет испытывать повышенную нагрузку, которую нельзя было учесть при выборе сечения кабеля.

Поэтому при постоянно низком напряжении лучше поставить стабилизатор. В этом случае нагрузка на автотрансформатор ИБП будет меньше, что продлит срок его службы. К тому же, учитывая регулировку напряжения, можно купить более дешевый источник бесперебойного питания.

Бесперебойное питания потребителей постоянного тока

Для некоторых устройств необходимо обеспечить бесперебойное питание постоянным током 12, 24 или 48 В. Также в продаже есть ИБП этого типа. В их маркировке присутствует аббревиатура «DC». Блоки с напряжением питания 60, 110 или 220 В тоже существуют, но применяются они в промышленности или энергетике.

Отличием бесперебойника постоянного тока во внутреннем блоке от классических моделей является отсутствие преобразователя. Аккумуляторы подключаются непосредственно к выходу через контактор с токоограничивающим измерительным шунтом для предотвращения недопустимого глубокого разряда аккумуляторов.

Иногда на выходе может стоять стабилизирующий преобразователь, если питаемые от ИБП устройства чувствительны к небольшим колебаниям напряжения.

Мощность линии видеонаблюдения
Вместе с преобразователями напряжения ИБП постоянного тока мощностью 48 Вт способен питать систему видеонаблюдения с периметром до 1 км

Эти резервные источники питания используются для защиты следующего бытового оборудования постоянного тока:

  • системы видеонаблюдения и безопасности;
  • все виды датчиков (протечки, дыма, огня, движения и т.д.);
  • системы освещения;
  • телекоммуникационное оборудование;
  • системы связи;
  • компоненты системы управления умным домом».

Многие ИБП постоянного тока имеют возможность подключения внешних батарей. При этом автономная работа обслуживаемых ими устройств может быть очень длительной.

Принцип работы ИБП

Механизм действия таких устройств разный, на что влияет тип конструкции. Если вам интересно, что такое ИБП, вам необходимо изучить функции разных типов:

  • резерв (офлайн);
  • линейно-интерактивный;
  • электронные устройства.

Принцип работы ИБП первой группы основан на переводе компьютера в автономный режим работы (от батареи бесперебойного питания) при пропадании напряжения в сети.

В нормальных условиях ПК получает питание в обход источника бесперебойного питания. Это самые простые агрегаты.

Резервный ИБП
Резервный ИБП Powercom SPD-1000u

Недостатком является низкий уровень защиты — КПД 55-60%. Это связано с тем, что сигнал фильтруется только частично. Возможностей такого устройства достаточно для повседневного использования. В больших компаниях качество еды ниже. По этой причине в таких условиях требуются надежные ИБП.

Линейно-интерактивные модели по конструкции и принципу действия аналогичны ранее рассмотренной альтернативе (резервного типа). Однако они имеют преимущество стабилизации напряжения.

Для этого предусмотрено соединительное устройство. В результате на выходе ИБП не наблюдается отклонения напряжения.

Отмечается повышение надежности таких устройств – уровень КПД до 85 %. Бесперебойники этого типа делятся на группы: модели, излучающие на выходе ступенчатую или «чистую» синусоиду (без искажений).

Powercom Raptor RPT-1025AP LCD Линейный интерактивный ИБП с ЖК-экраном
Powercom Raptor RPT-1025AP LCD Линейный интерактивный ИБП с ЖК-экраном

Онлайн бесперебойники отличаются высокой надежностью.

Принцип работы основан на двойном преобразовании сигнала. В результате уровень надежности устройств достигает 100% вне зависимости от типа источника питания: сетевого напряжения или аккумулятора при отключении их от источника питания.

Ток на входе источника бесперебойного питания преобразуется в постоянный ток, что реализуется с помощью выпрямителя. Затем инвертор преобразует его в переменный ток. В результате получается ток с подходящими параметрами.

Интернет бесперебойный оснащен байпасом. Этот элемент конструкции обеспечивает бесперебойную работу ПК даже при выходе из строя одного из узлов ИБП.

ИБП двойного преобразования СИПБ2БА.9-11
ИБП двойного преобразования СИПБ2БА.9-11

Почему нужно использовать ИБП для компьютера

Основной целью подключения ПК через источник бесперебойного питания является обеспечение надежной работы оборудования. При колебаниях сетевого напряжения, перегрузках, изменении показателя частоты возрастает риск ошибки данных. При наличии ИБП эта вероятность снижается. Такое устройство первым попадает под удар при отключении электроэнергии.

Еще одна причина установки — информационная безопасность. Если это ИБП, правильное выключение компьютера займет несколько минут.

Бесперебойное устройство позволяет увеличить срок службы подключенного оборудования. За счет стабилизации параметров отпадает необходимость проведения ремонта компьютера. ПК работает лучше: нет вылетов, подтормаживаний при выполнении программ.

Из чего состоит ИБП?

Каждая модель ИБП, независимо от схемы построения, состоит из следующих электронных элементов:

Элементы ИБП Описание
Аккумулируйте энергию для питания подключенных устройств, когда устройство переходит в автономный режим. Для увеличения продолжительности автономного режима источник бесперебойного питания может комплектоваться дополнительными внешними батареями.
Обеспечивает автоматическую работу ИБП и аккумуляторов в соответствии со всеми заявленными параметрами и функциональностью. Позволяет произвести необходимые настройки устройства.
Выполняет зарядку аккумулятора.
Формирует выходное напряжение источника питания нагрузки и инвертирует постоянное напряжение в переменное.

В зависимости от типа и функциональности конкретной модели в состав источника бесперебойного питания также могут входить:

Варианты ИБП Описание
Преобразует сетевой переменный ток в постоянный, используется только в сетевой топологии ИБП.
Реализует ручное или автоматическое переключение тока нагрузки на основную сеть и обход ИБП при нормальных параметрах электроснабжения и возникновении перегрузки.
Автотрансформатор с отводом коммутируемых секций обмоток для коррекции (повышения или понижения) входного напряжения. Используется только в ИБП линейно-интерактивного типа.
Сгладить высокочастотные шумы и всплески сети, искажения формы выходного сигнала при работе линейно-интерактивных и резервных устройств в автономном режиме.
Во входной цепи ИБП установлен разделительный трансформатор, благодаря которому отсутствует электрическая связь между входом и выходом устройства для повышения помехозащищенности.
Обеспечивают локальный/удаленный контроль работы ИБП по следующим интерфейсам: RS-232, RS-485, USB и mini-USB, Ethernet, сухие контакты. Работу ИБП с установленной картой обычно можно контролировать через веб-интерфейс или специальное программное обеспечение.

Назначение и дополнительные функции ИБП

Основное назначение устройств – обеспечение бесперебойного питания подключенных электроприборов в случае отключения электроэнергии или недопустимых отклонений ее параметров (напряжения и частоты) от нормальных значений.

Функционал ИБП сегодня не ограничивается переключением питания подключенных электроприборов на работу от аккумуляторной батареи при кратковременных отключениях сетевого питания. Дополнительными функциями некоторых современных устройств являются:

  • стабилизация напряжения (в источниках питания двойного преобразования и линейно-интерактивного типа);
  • фильтрация частотных и импульсных помех;
  • «холодный пуск», позволяющий включать электроприборы при отключении электроэнергии (пока устройство находится в автономном режиме);
  • световая и звуковая индикация состояния энергосистемы (отображение уровня напряжения и частоты на входе и выходе, фактической потребляемой мощности нагрузки и т д);
  • таймер на отключение/включение нагрузки в заданное время;
  • синхронизация с ПК, организация удаленного мониторинга энергосистемы и управления устройствами.

Отдельно стоит упомянуть защиту от сетевых помех и скачков напряжения, а также защиту локальной сети.

Для защиты от сетевых помех на входе ИБП обычно устанавливается фильтр ВЧ-помех, представляющий собой пассивный многокаскадный RC- или LC-фильтр.

Для защиты от импульсов высокого напряжения используется варисторный блок, включенный параллельно цепи питания на входе. Для подавления импульсов высокого напряжения в источниках бесперебойного питания применяют фильтры с металлооксидным варистором.

При появлении импульса высокого напряжения сопротивление варистора резко падает, шунтируя вход на источник бесперебойного питания. Возникающие при этом сверхтоки (которые могут достигать значений в несколько кА) будут протекать через варистор защитного устройства, не попадая в цепь ИБП и не воздействуя на подключенные электрические устройства.

Аналогично на основе варисторов в большинстве ИБП реализована защита локальной сети. Подключение информационных кабелей через специальные разъемы RJ-45 и RJ-11 обеспечивает защиту сетевого оборудования (сетевых адаптеров, маршрутизаторов и т д.) и телефонных линий.

Выбор типа ИБП в зависимости от нагрузки

К основным техническим характеристикам ИБП относятся:

  • мощность агрегата;
  • время переключения на работу от аккумулятора и обратно;
  • схема построения и форма выходного сигнала;
  • максимальная продолжительность работы в автономном режиме;
  • наличие функции стабилизации напряжения;
  • время полной зарядки аккумуляторов;
  • производительность и габариты.

Залогом эффективности и надежности любой нагрузки, помимо бесперебойного электроснабжения, является качество питающего напряжения, одним из важнейших показателей которого является форма выходного сигнала. Для каждого типа ИБП характерно формирование синусоиды определенной формы, не всегда пригодной для нормальной работы подключенных электроприборов.

Рассмотрим существующие схемы построения ИБП и соответствие формы их выходного сигнала разным типам нагрузок.

ИБП резервного типа (off-line)

При отсутствии напряжения в основной сети эти устройства переключают питание на нагрузку аккумуляторных батарей. Они не имеют встроенной защиты от перенапряжения (стабилизации), поэтому подходят только для использования в сетях с относительно стабильным напряжением.

Пожалуй, это самый популярный в домашнем использовании источник бесперебойного питания. Приемлемая стоимость и удовлетворительные технические характеристики делают его оптимальным бюджетным вариантом для защиты не требовательной к качеству электроснабжения нагрузки без индуктивной составляющей (электродвигатели, трансформаторы, дроссели).

Модифицированная синусоида на выходе этих ИБП абсолютно не подходит для привода циркуляционных насосов, холодильников, кухонных комбайнов, блендеров и миксеров. Использование автономной топологии ИБП в качестве источника питания для перечисленных электроприборов с электродвигателями гарантировано и быстро выведет их из строя.

Примером нагрузки, совместимой с резервными ИБП, являются домашние или офисные ПК. Их импульсные блоки питания не особо чувствительны к несинусоидальному напряжению питания.

Но учитывая возможность повышенного количества помех на выходах блоков питания серверов, офисного и охранного оборудования, целесообразно воздержаться от их использования для питания ответственного оборудования, выход из строя которого может привести к потере важных данных.

Было бы вполне разумно использовать резервный источник бесперебойного питания для питания слаботочной сети аварийного освещения. Ограничением в этом случае является наличие в балласте ламп с электромагнитным дросселем.

Результаты практики совместного использования автономных ИБП с лампами прямого включения и работы с электронной аппаратурой управления подтверждают нормальную работу ламп при сохранении заявленного срока службы.

Линейно-интерактивные ИБП (line-Interactive)

Они представляют более высокий класс устройств по сравнению с предыдущим. В отличие от ИБП резервного типа, они оснащены встроенным стабилизатором напряжения, что расширяет сферу их использования, позволяя использовать их в сетях с меньшими отклонениями напряжения от нормы.

Кроме того, время переключения батареи этой топологии ИБП составляет ~4 мс, что намного быстрее, чем у резервных источников питания.

Форма выходного сигнала позволяет использовать эти устройства для управления индуктивной нагрузкой. Но при покупке следует изучить технические характеристики источника бесперебойного питания.

При заявленной производителем форме сигнала «чистая синусоида» (Line-Interactive Sin) к ИБП можно подключать электроприборы с электродвигателями — насосы, холодильники, агрегаты с трансформаторным питанием, управляющую электронику для газовых котлов и т.п.

Устройства с модифицированным синусоидальным (ступенчатым) выходным сигналом не подходят для этого применения.

 

Онлайн ИБП (on-line)

Этот тип ИБП выполняет непрерывное преобразование переменного напряжения в постоянное (с зарядкой аккумуляторов) и его последующую инверсию в переменное с чистой синусоидой на выходе. Благодаря этой технологии достигается полная независимость качества выходного напряжения от состояния сети.

Устройства данной конструктивной схемы обеспечивают наиболее эффективную защиту не только от перебоев в электроснабжении, но и при значительных отклонениях сетевого напряжения от нормы. Благодаря онлайн-топологии время перехода в автономный режим составляет 0 мс, так как перехода с батареи или батареи во внешнюю сеть фактически нет.

Добавив к этому высокую точность коррекции напряжения (отклонение от нормы не более 2%) и идеальную синусоиду на выходе, ИБП двойного преобразования смело можно назвать универсальным для использования с любыми, даже очень чувствительными к качеству электроэнергии, устройствами.

Эти источники бесперебойного питания отлично зарекомендовали себя при работе с нагрузками, требовательными к качеству напряжения и форме сигнала, такими как электродвигатели, компьютерная и оргтехника, электронные блоки управления котлами отопления, видеоаппаратура и так далее, даже в сетях с экстремально низким качество электроэнергии.

На сегодняшний день единственным серьезным недостатком, ограничивающим использование онлайн-ИБП, является их высокая стоимость.

 

Когда вместо ИБП актуальнее приобрести генератор?

Применение ИБП можно считать оправданным при низком энергопотреблении нагрузки и кратковременных перебоях в электроснабжении.

Классическим примером использования слаботочного источника бесперебойного питания является соединение системного блока компьютера и монитора, позволяющее корректно выключать ПК, избегая системных ошибок и потери информационных данных.

Малые и средние модели ИБП также часто используются для питания блоков управления котлов отопления и маломощных циркуляционных насосов при кратковременных отключениях электроэнергии.

установка источников бесперебойного питания в сетях с длительными отключениями электроэнергии нецелесообразна. Для обеспечения непрерывности электроснабжения нагрузки в длительном автономном режиме потребуется значительное увеличение емкости аккумуляторной батареи.

В таких случаях, учитывая ограниченный срок службы аккумуляторов (необходимость периодической замены в процессе эксплуатации) при их цене, часто вдвое превышающей цену источника бесперебойного питания, экономически целесообразнее будет приобрести бензиновый или дизельный генератор.

Зачем перед ИБП устанавливают стабилизатор напряжения?

Комбинация «стабилизатор + ИБП» востребована при использовании устройств резервного и линейно-интерактивного типа в сетях со значительными отклонениями напряжения от нормы. Функция стабилизации у моделей ИБП первого типа отсутствует, а большинство линейно-интерактивных источников бесперебойного питания способны сглаживать сравнительно небольшие скачки напряжения.

Стабилизатор рекомендуется подключать перед ИБП (в сеть). При обратном подключении (со стороны нагрузки) трансформатор стабилизатора может нагреваться (в тех случаях, когда форма сигнала на выходе ИБП представляет собой модифицированную синусоиду).

Кроме того, диапазон стабилизации напряжения любого стабилизатора всегда шире, чем у ИБП, основной функцией которого является обеспечение бесперебойного питания нагрузки.

Где купить ИБП двойного преобразования (on-line)?

Российский производитель систем электроснабжения «Штиль» предлагает в режиме онлайн широкий выбор топологий источников бесперебойного питания, к которым относятся:

  • однофазные модели настенного, напольного, стоечного и универсального (напольного/стойочного) исполнения с выходной мощностью 0,25-10 кВА;
  • модели конфигурации 3 в 1 (для питания однофазных устройств от трехфазной сети) напольного и стоечного исполнения с выходной мощностью 10-20 кВА;
  • трехфазные напольные и шкафные модели с выходной мощностью 10-500 кВА.

Купить данные устройства можно в официальном интернет-магазине производителя «Штиль». На сайте представлена ​​полная информация обо всех продуктах, включая подробное описание технических характеристик и функций эксплуатации, а также совместимые аккумуляторные решения для резервного питания нагрузки в требуемое время.

Продукцию могут заказать как частные лица, так и физические лица. Возможна быстрая доставка товара в любой регион России ведущими транспортными компаниями. При оформлении заказа вы можете выбрать удобный способ оплаты или оформить кредит на покупку системы электроснабжения.

Оцените статью
Блог об электричестве
Adblock
detector