כיצד מסודרים ועובדים ספקי כוח ללא הפרעה (UPS)?

הדרישות לאיכות החשמל נקבעות כחוק על פי תקני המדינה וסטנדרטים מחמירים למדי. ארגוני אספקת חשמל עושים מאמצים רבים כדי לעמוד בהם, אך הם לא תמיד מיושמים.

בדירות שלנו ובייצור מתעוררות מעת לעת:

• להשלים הפסקות חשמל לזמן בלתי מוגדר;

• פעימות מתח לטווח קצר (10 ÷ 100 מילישניות) מתח גבוה (עד 6 קילוואט) פולסים מתח;

• עליות וירידות מתח עם משך זמן שונה;

• שכבות על של רעש בתדר גבוה;

• יציאות תדר.

כל התקלות הללו משפיעות לרעה על עבודתם של צרכני חשמל ביתיים ומשרדים. מעבד ומכשירי מחשב, שלא רק נכשלים, אלא יכולים לאבד לחלוטין את ביצועיהם, מושפעים במיוחד מאיכות אספקת החשמל.

מטרה וסוגים של ספקי כוח בלתי ניתנים להפרעה

כדי להפחית את הסיכונים כתוצאה מתקלות ברשת אספקת החשמל, משתמשים בדרך כלל במכשירי גיבוי, המכונים בדרך כלל ספקי כוח ללא הפרעה (UPS) או UPS (נוצר מהקיצור של הביטוי האנגלי "אספקת חשמל ללא הפרעה").

הם מיוצרים בעיצובים שונים כדי לפתור בעיות צרכניות ספציפיות. לדוגמה, מכשירי UPS חזקים עם סוללות הליום יכולים לתמוך באספקת החשמל של קוטג 'שלם למשך מספר שעות.

הסוללות שלהם מקבלות טעינה מקו חשמל, מחולל רוח, פאנלים סולאריים או נשאי אנרגיה אחרים דרך מכשיר המיישר של המהפך. הם מאכילים את צרכני החשמל של הקוטג '.

כאשר הכיבוי של המקור החיצוני, הסוללות פרוקות לעומס המחובר לרשת שלהן. ככל שקיבולת הסוללה גדולה יותר וזרם הפריקה שלה נמוך יותר, כך היא עובדת זמן רב יותר.

ספקי כוח בינוניים ללא הפרעה יכולים לשריין אספקת חשמל לדודי חשמל, מערכות בקרת אקלים מקורה וציוד דומה.

יחד עם זאת, דגמי ה- UPS הפשוטים ביותר יכולים להשלים רק תוכנית כיבוי חירום של מחשב. יתר על כן, משך כל תהליך עבודתם לא יעלה על 9-15 דקות.

ספקי כוח למחשבים ללא הפרעה הם:

1. מובנה בתיק המכשיר;

2. חיצוני.

העיצובים הראשונים נפוצים במחשבים ניידים, נטבוקים, טאבלטים והתקנים ניידים דומים המופעלים באמצעות סוללה מובנית, המצוידת במעגל מיתוג כוח ועומס.

סוללה למחשב נייד עם בקר משולב הוא אספקת חשמל בלתי ניתנת להפרעה. המעגל שלו במצב אוטומטי מגן על ציוד ההפעלה מפני הפסקות חשמל.

עיצובים חיצוניים של UPSהמיועדים להשלמה רגילה של תוכניות במחשב נייח נעשים ביחידה נפרדת.

הם מחוברים דרך מתאם מתח לשקע חשמל. רק מכשירים שאחראים להפעלת התוכניות מופעלים מהם:

• יחידת מערכת עם מקלדת מחוברת;

• צג המציג תהליכים שוטפים.

ציוד היקפי אחר: סורקים, מדפסות, רמקולים וציוד אחר של UPS אינם חשמליים. אחרת, לאחר סיום החירום של התוכניות, הם ישתלטו על חלק מהאנרגיה שנשמרה בסוללות.

אפשרויות עיצוב זרימת עבודה של UPS

מכשירי UPS למחשבים ותעשייה מיוצרים בשלוש אפשרויות עיקריות:

1. גיבויים חשמליים;

2. מעגלים אינטראקטיביים;

3. המרה כפולה של חשמל.

בשיטה הראשונה מעגל גיבוי, המוצג על ידי המונחים האנגלית "המתנה" או "Off-Line", המתח מועבר מהרשת למחשב דרך ה- UPS, ובו מסולק הפרעה אלקטרומגנטית על ידי המסננים המובנים. הגדר כאן סוללהשהקיבולת שלו נתמכת על ידי זרם הטעינה המווסת על ידי הבקר.

כאשר ספק הכוח החיצוני נעלם או חורג מהסטנדרטים הקבועים, הבקר מכוון את אנרגיית הסוללה לצרכני החשמל. מהפך פשוט מחובר להמרת DC לחשמל.

היתרונות של המתנה של UPS

לאספקת החשמל הבלתי ניתנת להפרעה של מעגל ה- Off-Line יעילות גבוהה, כאשר המתח מופעל עליהם הם עובדים בשקט, מייצרים מעט חום והם יחסית זולים.

חסרונות

UPS המתנה בולטת:

• מעבר ארוך להספק סוללה 4 ÷ 13 ms;

• צורה מעוותת של אות הפלט המונפק על ידי המהפך בצורה של מתפתל, ולא גל סינוס הרמוני;

• חוסר התאמת מתח ותדר.

מכשירים כאלה נפוצים בעיקר במחשבים אישיים.

מעגל אינטראקטיבי של UPS

הם מיועדים למונח האנגלית "Line-Interactive". הם מבוצעים על פי התוכנית הקודמת, אך מסובכת יותר עקב הכללת מייצב מתח באמצעות מתמר אוטומטי עם ויסות צעד.

זה מספק התאמה של מתח היציאה, אך הם אינם מסוגלים לשלוט בתדר האות.

סינון הפרעות במצב רגיל ומעבר להספק מהפך במקרה של תאונה מתרחש על פי אלגוריתמי UPS המתנה.

על ידי הוספת מייצב מתח של דגמים שונים עם שיטות בקרה, הם אפשרו ליצור ממירים עם צורת גל של לא רק המתפתל, אלא גם הסינוסואידים. עם זאת, מספר קטן של שלבי בקרה המבוססים על מיתוג ממסר אינו מאפשר לממש את פונקציות הייצוב המלאות.

זה נכון במיוחד לדגמים זולים, שכאשר הם עוברים לסוללה, לא רק מעריכים יתר על המידה את התדר שמעל הנומינלי, אלא גם מעוותים את צורת גל הסינוס. ההפרעה נעשית על ידי השנאי המובנה, שבליבתו מתרחשים תהליכי היסטריה.

בדגמים יקרים, הממירים פועלים על מתגי מוליכים למחצה. ל- UPS Line-Interactive יש ביצועים גבוהים יותר בעת מעבר לכוח סוללה מאשר UPSs Off-Line. זה מובטח על ידי הפעלת אלגוריתמי סנכרון בין המתח הנכנס לאותות שנוצרו. אך יחד עם זאת, יש הערכה מסוימת של היעילות.

לא ניתן להשתמש ב- UPS בקו אינטראקטיבי להנעה של מנועי אינדוקציה, המותקנים באופן מאסיבי על כל מכשירי הבית, כולל מערכות חימום. הם משמשים להפעלת מכשירים עם חסימות דחףשם הסינון מסונן ומתוקן בעת ​​ובעונה אחת: מחשבים ואלקטרוניקה צרכנית.

המרה כפולה UPS

מעגל UPS זה נקרא הביטוי האנגלי "אונליין" ועובד על ציוד הדורש כוח באיכות גבוהה. הוא מייצר המרה כפולה של חשמל, כאשר ההרמוניות הסינוסואליות של הזרם המתחלף ממירים כל הזמן על ידי המיישר לערך קבוע, מועברים דרך המהפך ליצירת סינוסואיד חוזר ונמצא ביציאה.

כאן, הסוללה מחוברת כל הזמן למעגל, מה שמבטל את הצורך במיתוג שלה. שיטה זו מבטלת כמעט את תקופת ההכנה של אספקת חשמל בלתי ניתנת להפרעה למיתוג.

ניתן לחלק את פעולת ה- UPS המקוון על ידי מצב הסוללה לשלושה שלבים:

1. שלב טעינה;

2. מצב המתנה;

3. פריקה למחשב.

תקופת חיוב

מעגלי הכניסה והפלט של גל הסינוס נשברים על ידי מתג UPS פנימי.

סוללה המחוברת למיישר מקבלת אנרגיה טעינה עד להחזרת קיבולת לערכים מיטביים.

תקופת מוכנות

לאחר סיום טעינת הסוללה, האוטומציה של אספקת החשמל הבלתי ניתנת להפרעה סוגרת את המתג הפנימי.

הסוללה שומרת על מצב המתנה במצב המאגר.

תקופת פריקה

הסוללה מועברת אוטומטית לכוח של תחנת המחשב.

לאספקת חשמל בלתי ניתנת להפרעה הפועלת בשיטה של ​​המרת כוח חשמלי כפול יש יעילות נמוכה יותר במצב אספקת הקו לעומת דגמים אחרים בגלל צריכת אנרגיה לחום ורעש. אך בעיצובים מורכבים משתמשים בטכניקות להגברת היעילות.

UPS On-line מסוגל לתקן לא רק את גודל המתח, אלא גם את תדירות התנודה שלו. זה משווה אותם לטובה עם דגמים קודמים ומאפשר לך להשתמש בכוח למכשירים מורכבים שונים עם מנועי אינדוקציה. עם זאת, עלות מכשירים כאלה גבוהה בהרבה מדגמים קודמים.

הרכב UPS

בהתאם לסוג מעגל העבודה, ערכת אספקת החשמל ללא הפרעה כוללת:

• סוללות לאחסון אנרגיה;

• מטעןלהבטיח שמירה על ביצועי הסוללה;

• מהפך ליצירת גל סינוס,

• תכנית בקרת תהליכים;

• תוכנה.

לגישה מרחוק להתקן, ניתן להשתמש ברשת מקומית ותוכלו להגדיל את אמינות המעגל בגלל יתירותו.

בכמה ספקי כוח בלתי ניתנים להפרעה משתמשים במצב עקיפה כאשר העומס מסופק על ידי מתח החשמל המסונן ללא המעגל הראשי של המכשיר פועל.

לחלק מ- UPS יש רגולטור מתח "שלב אחר שלב", הנשלט על ידי אוטומציה.

בהתאם לצורך לבצע פתרונות טכניים מורכבים, ניתן לספק ציוד כוח ללא הפרעה בפונקציות מיוחדות נוספות.

קרא גם בנושא זה:כיצד לבחור UPS לדוד