Какие существуют режимы работы ибп типа off line

Часто приходится сталкиваться с вопросом об отличиях разных типов ИБП. Давайте подробно разберемся с вами с этими понятиями. Какие типы ИБП существуют?
article placeholder

Опубликовано автором Сергей Леднёв — Бесперебойное питание домов, ИБП, ИБП для котлов, Инверторы — Январь 28, 2015

Часто приходится сталкиваться с вопросом об отличиях разных типов ИБП. Давайте подробно разберемся с вами с этими понятиями. Какие типы ИБП существуют?

Представим схемку: Типы ИБП

Off-line ИБП или инверторы

Алгоритм работы такого ИБП простой: если есть напряжение – устройство его транслирует на потребителей, не осуществляя функцию стабилизации. При отключении центрального питания за 10-20мс происходит переключение на работу от АКБ. 20мс – это много или мало? Вы увидите, как моргнет лампочка освещения, но ПК, например, в перезагрузку не уйдет (импульсный блок питания имеет определенную емкость благодаря конденсаторам). Надо заметить, что маломощные ИБП Off-line типа рассчитаны на питание не особенно критичной нагрузки – ПК, мониторы, ноутбуки, факсы и т.п. Популярные APC Back-ups относятся именно к этому типу.

Мощные ИБП типа Off-line по-другому называют “инверторы”. Строго говоря, это не совсем корректно, т.к. инвертор – это суть преобразователь напряжения, который является лишь составной частью ИБП, в его задачу входит конвертация постоянного напряжения DC в переменной АС, либо в обратную сторону. Но, так сложилась практика, что применительно к бесперебойному питанию под инверторами подразумевают нечто более, а именно преобразователь AC-DC-AC со встроенным зарядным устройством и контроллером напряжения. Иными словами: прибор, который автоматически даёт электропитание от аккумуляторов в случае пропадании электричества, а при восстановлении его подачи переходит в режим заряда АКБ и параллельно питает нагрузку.

Схема off-line ИБП

Схема off-line ИБП

К популярным инверторам на нашем рынке можно отнести:

  • МАП “Энергия” (лидер рынка в бюджетном сегменте)
  • Stark INV
  • Studer
  • Victron
  • Xantrex

При установке инверторов для целей бесперебойного питания частных домов мы рекомендуем перед  инвертором устанавливать стабилизатор напряжения. Как правило все профессиональные инверторы не имеют встроенного стабилизатора.

Возникает вопрос: почему в списке нет CyberPower и инверторов ПН “Энергия” (не путайте с МАП “Энергия”)? Дело в том, что по всем признакам это не инверторы, а Line-Interactive ИБП.

Line-Interactive ИБП

Если не вдаваться в подробности электронной схемотехники – Line-Interactive это тоже самое, что Off-line только со стабилизатором напряжения и хорошим фильтром помех. Как правило, все небольшие качественные ИБП для ПК как раз относятся к этому типу (скажем APC Smart-UPS). Нужно иметь ввиду, что встроенный стабилизатор напряжения уступает по характеристикам стабилизаторам внешним. Предельная мощность подобных ИБП как правило не превышает 5кВт. Линейно-интерактивные ИБП могут иметь разную форму выходного сигнала: с апроксимированной синусоиды для ПК и приборов с импульсными блоками питания, и с чистой синусоидой для индуктивной нагрузки (например, ПН “Энергия”, Inelt Intelligent и т.д.)

Схема Line-interactive ИБП

Схема Line-interactive ИБП

On-line ИБП

Этот тип ИБП обеспечивает нагрузку самым качественным электропитанием благодаря системе двойного преобразования.  Входящий сигнал преобразуется в постоянный ток, фильтруется от искажений и помех, и вновь генерируется переменный сигнал максимального качества.

Что в результате:

  • 0 сек. переключение на АКБ при пропадании центрального электроснабжения, т.е. не вы, не ваше оборудование не почувствует момента отключения
  • Широкий диапазон стабилизации напряжения и что самое важное – стабилизация происходит не ступенчато, а в режиме on-line. Иными словами – чтобы не было на входе, на выходе всегда четко 220В (или 230В).
  • Любые помехи, импульсы и прочая “нечисть” осядут в недрах ИБП и никогда не попадут к вашим потребителям
  • Он-лайники исправляют форму сигнала, давая на выходе практически идеальную форму синусоиды.

Схема On-line ИБП

Схема On-line ИБП

Производителей ИБП On-line типа множество в различных ценовых диапазонах. В премиум-сегменте это Eaton, APC, Liebert  и прочие. Средний ценовой диапазон: East, Delta ES, Inelt, Makelsan, Helior и прочие.

Для бесперебойного питания домов существуют решения и на базе ИБП On-line типа и на базе Инверторов. В чем же разница между этими решениями кроме очевидных? Об этом в нашей статье: ИБП VS Инвертор – что лучше для бесперебойного питания дома.

Об авторе

Сергей Леднёв

Сергей Леднёв

Руководитель комплексных проектов по стабильному и бесперебойному электропитанию. 220@tok-shop.ru

Три типа ИБП по схемотехнике.

Ошибка в выборе топологии ИБП для питания и защиты Вашей аппаратуры может привести к поломке как ИБП, так и самой аппаратуры. Ниже мы объясним почему.

Источники бесперебойного питания (ИБП) различаются по топологии OFF-Line (резервные), Line-Interactive (линейно-интерактивные) и On-Line (двойное преобразование). Каждый вид используется исходя из требований к защите и надежности, характеристик защищаемого оборудования и статистики стабильности сети.

Главное заблуждение — ВСЕ ИБП не исправляют значение частоты входного напряжения. К примеру, с генератора пришло 47 Гц — на выходе так же будет 47 Гц.

OFF-Line ИБП (резервные)

Название Off-line говорит о принципе работы: в штатном состоянии внешней питающей сети, когда напряжение есть и оно укладывается в параметр «диапазон по входному напряжению», который для каждой модели ИБП свой, инвертор Off-line бесперебойника выключен, а «мозги» только следят за состоянием сети и подзаряжают батарею. Как только «мозги» получают сигнал о аварии на линии, РЕЛЕ переключает нагрузку на питание от батареи через инвертор. Питание в сети появилось — ИБП переключил реле и перешел в ждущий режим, параллельно заряжая батарею и готовя ее к следующему отключению.

Схема ИБП OFF-Line
Схема ИБП OFF-Line
Главное преимущество надежность!

  • в режиме питания от сети на пути со входа на выход ИБП стоит только РЕЛЕ — потерь напряжения на нем нет, может выдерживать большие перегрузки;
  • в режиме питания от батарей мощность определяется мощностью инвертора и того же РЕЛЕ;
  • Второе преимущество — экономичность. В ждущем режиме потребляет энергию только на работу платы управления и подзаряд АКБ.
  • Третье — бесшумность, т.к. тепловой режим самый благоприятный, если установлен вентилятор, он включается только в режиме работы от АКБ, остальное время не работает.
  • Четвертое — стоимость. Меньше деталей — меньше цена!
Недостатками этой топологии является:

  • Off-Line ИБП не корректируют (стабилизируют) уровень входного напряжения, форму напряжения и частоту, (это не их задача);
  • неполная фильтрация напряжения сети от вч помех и выбросов;
  • помехи и искажения, генерируемые нагрузкой, пропускаются обратно в сеть;
  • время перехода с режима на режим: – 4-20 мс, т.е. есть провал в питании нагрузки, (зависит от модели и мощности);
Что надо знать при выборе модели:

  • Off-Line ИБП выпускаются с аппроксимированным синусом и с чистым синусом. Это важно! Для питания и защиты ПК подходит аппроксимированный синус, представляющий собой столбики вместо синусойды, а для питания насосов, электромоторов, освещения, линейных блоков питания необходим только чистый синус. Этот параметр справедлив только для режима питание от батарей! т.к. остальное время что ИБП транслирует напряжение с входа на выход без изменений.
  • Важно знать диапазон по входному напряжению и сопоставить эти значения с данными Вашей сети, в противном случае ИБП будет слишком часто переключаться на работу от батарей. Как решение этой проблеммы можно установить перед ИБП хороший стабилизатор напряжения.
  • В случае варианта ИБП с внешними АКБ важно сопоставить ток заряда и номинальный ток заряда применяемой АКБ.
Применение: В хороших сетях, с стабильным напряжением. В случае если установлен хороший стабилизатор напряжения (тиристорного или инверторного типа).

Line-Interactiv ИБП (линейно — интерактивные)

Название «интерактивные» говорит о том, что ИБП такого класса не просто стоят в ждущем режиме, как Офф-лайны, а еще и контролируют величину напряжения в в входной сети. В случае, если напряжение понизилось или повысилось в работу вступает стабилизатор напряжения. В остальном принцип работы интерактивных ИБП полностью идентичен резервным. Хорошо это или плохо, рассмотрим в отдельной статье — недостатки линейно-интерактивных ИБП.

Схема Line-interactiv ИБП
Схема Line-interactiv ИБП
Главное преимущество перед Off-Line — широкий диапазон работы по входному напряжению без перехода на питание от батарей!

  • встроенный корректор (стабилизатор) напряжения;
  • в режиме питания от батарей мощность определяется мощностью инвертора и того же РЕЛЕ;
Недостатками этой топологии является:

  • Скачки напряжения на выходе ИБП при переключении обмоток трансформатора в корректоре напряжения.
  • Падение мощности ИБП в зависимости от уровня входного напряжения. Поясним, при входном напряжении меньше 190 вольт и ниже мощность ИБП падает на 50%. Другими словами, если в сети 150 вольт, ИБП мощностью в 500 ВА превращается в ИБП мощностью в 250 ВА и может выключится по перегрузке или сломаться.
  • неполная фильтрация напряжения сети от вч помех и выбросов;
  • ИБП так же не корректируют форму напряжения и частоту;
  • время перехода с режима на режим: – 4-20 мс, т.е. есть провал в питании нагрузки, (зависит от модели и мощности);
Что надо знать при выборе модели:

  • выпускаются с аппроксимированным синусом и с чистым синусом. Это важно! Для питания и защиты ПК подходит аппроксимированный синус, представляющий собой столбики вместо синусойды, а для питания насосов, электромоторов, освещения, линейных блоков питания необходим только чистый синус. Этот параметр справедлив только для режима питание от батарей! т.к. остальное время что ИБП транслирует напряжение с входа на выход без изменений.
  • Важно выбрать модель с значительным запасом по мощности (на 30-50% выше заявленной), это нужно, что бы трансформатор стабилизатора работал в нормальном тепловом режиме.
  • В случае варианта ИБП с внешними АКБ важно сопоставить ток заряда и номинальный ток заряда применяемой АКБ.
Применение: Применяют для «плохих» электро сетей, где напряжение часто выходит за границы 200-230 Вольт.

On-Line ИБП (двойного преобразования)

On-Line ИБП
On-Line ИБП
Главное преимущество — полная независимость от качества входного напряжения!

  • На выходе всегда 220/230 вольт с чистым чинусом,
  • широкий диапазон работы по входному напряжению без перехода на питание от батарей! 110-275 вольт,
  • нулевое время переключения режимов на АКБ и обратно на сеть,
  • полная фильтрация напряжения сети от вч помех и выбросов.
Недостатками этой топологии является:

  • Необходимость принудительной вентиляции (охлаждения) инвертора. Вентилятор работает все 24 часа в сутки!
  • Низкая перегрузочная способность, мощность выходного касада инвертоа задает мощность всей системы.
  • ИБП может корректировать частоту, но при отключенном статическом байпасе, что снижает надежность системы.
Что надо знать при выборе модели:

  • выпускаются с только с чистым синусом.
  • Важно выбрать модель с значительным запасом по мощности (на 30-50% выше заявленной), это нужно, что бы инвертор бесперебойника работал в нормальном тепловом режиме.
  • В случае варианта ИБП с внешними АКБ важно сопоставить ток заряда и номинальный ток заряда применяемой АКБ.
Применение: Для питания ответственной аппаратуры, на мощнастях более 6000 ВА, где уже не существует моделей ИБП других типов.

Основные типы ИБП по принципу их построения, степени защиты оборудования и сферам применения.

Существует три основных типа современных источников бесперебойного питания (ИБП / UPS). Рассмотрим плюсы и минусы для каждого, а также принципиальные схемы их построения.

Существует три основных типа современных источников бесперебойного питания (ИБП / UPS). Рассмотрим плюсы и минусы для каждого, а также принципиальные схемы их построения.

1. Оффлайн ИБП

Оффлайн ИБП (off-line, Standby, back ups или резервные) – это тип источника бесперебойного питания, принцип действия которого заключается в переключении оборудования на резервный аккумулятор (является составной частью ИБП) при возникновении сбоев в питании.

Плюсы: минусы:
простота
экономичность
компактность
отсутствие стабилизации входного напряжения при работе от электросети
более высокий износ аккумулятора (в сравнении с другими типами)

Применение:
для защиты на короткий период домашних ПК, офисного компьютерного оборудования.

Схема ИБП с технологией оффлайн

Структурная схема ИБП с технологией Off-Line

2. Линейно-интерактивные ИБП

Линейно-интерактивные (line interactive) – это тип ИБП, который способен регулировать выходное напряжение при понижении или повышении напряжения на входе в широком диапазоне – без переключения работу от аккумуляторов. ИБП данного типа подразделяются на устройства с аппроксимированной синусоидой и полностью синусоидальным выходным напряжением.

Плюсы: минусы:
компактность
экономичность
стабилизация входного напряжения
невысокая стоимость
отсутствие корректировки формы выходного напряжения в режиме работы от электросети
ступенчатое изменение выходного напряжения
наличие времени переключения на питание от аккумуляторов

Применение:
для защиты групп компьютеров, сетевого и другого ответственного вычислительного и телекоммуникационного оборудования.

Схема линейно-интерактивного ИБП

Структурная схема ИБП с технологией Line-Interactive

3. С двойным преобразованием или онлайн ИБП

Двойного преобразования (онлайн, online) – это тип ИБП, в котором электроэнергия преобразуется дважды – входное напряжение низкого качество в постоянное напряжение внутренней шины, и из него формируется выходное напряжение с эталонными характеристиками. Время переключения на работу от аккумуляторов в онлайн ИБП равно нулю.

Плюсы: минусы:
постоянная стабилизация напряжения и частоты
полная фильтрация импульсов и высокочастотных помех основной электросети
отсутствие влияние подключенного оборудования на основную электросеть
мгновенное переключение на аккумуляторы в случае сбоев
сложность конструкции и более высокая стоимость
в режиме двойного преобразования дополнительные затраты электроэнергии

Применение: Файловые серверы, рабочие станции, центры обработки данных и прочее ответственное вычислительное и телекоммуникационное оборудование, которое предъявляет повышенные требования по качеству электропитания.

Схема ИБП с технологией онлайн

Структурная схема ИБП с технологией On-Line

    1. Системы бесперебойного электропитания на стороне переменного тока

По принципу
действия ИБП (источники
бесперебойного
питания)
можно отнести к двум типам.

Первый тип –
это источники бесперебойного питания
с режимом работы off-line
( off
– line
– дословно «вне линии» ). Принцип работы
этого типа ИБП заключается в питании
нагрузки от питающей сети и переключении
на внутреннюю резервную схему при
отключении питания или отклонении
напряжения за допустимый диапазон.
Время переключения обычно составляет
величину порядка 4…12 мс, что вполне
достаточно для большинства
электроприемников с импульсными блоками
питания. Второй тип — это источники
бесперебойного питания с режимом
работы on-line
( on-line
– дословно «на линии» ). Эти устройства
постоянно питают нагрузку и не имеют
времени переключения. Наряду с
резервированием электроснабжения они
предназначены для обеспечения необходимого
качества электроэнергии при его
нарушениях в питающей сети и фильтрации
помех, приходящих из питающей сети.

Достаточно
часто в литературе по источникам
бесперебойного питания упоминаются
ИБП с режимом работы line-interactive
(line-interactive
UPS).
Принцип их действия в значительной
степени похож на принцип действия
off-line,
за исключением наличия так называемого
«бустера» — устройства ступенчатой
стабилизации напряжения посредством
коммутации обмоток входного
трансформатора и использования
основной схемы для заряда и подзаряда
батареи, что обеспечивает более быстрый
выход устройства на рабочий режим при
переходе на питание от аккумуляторных
батарей (АБ). При этом время переключения
на работу от АБ сокращается до 2…4 мс.

В зависимости
от знака и величины отклонения напряжения
δU
включается соответствующая комбинация
«отводов» (витков) трансформатора
(рисунок 1.8,а), поэтому регулирование
напряжения носит ступенчатый
характер.

img yZ4EMw

Сергей Леднёв

Руководитель комплексных проектов по стабильному и бесперебойному электропитанию. 220@tok-shop.ru

Три типа ИБП по схемотехнике.

Ошибка в выборе топологии ИБП для питания и защиты Вашей аппаратуры может привести к поломке как ИБП, так и самой аппаратуры. Ниже мы объясним почему.

Источники бесперебойного питания (ИБП) различаются по топологии OFF-Line (резервные), Line-Interactive (линейно-интерактивные) и On-Line (двойное преобразование). Каждый вид используется исходя из требований к защите и надежности, характеристик защищаемого оборудования и статистики стабильности сети.

Главное заблуждение — ВСЕ ИБП не исправляют значение частоты входного напряжения. К примеру, с генератора пришло 47 Гц — на выходе так же будет 47 Гц.

OFF-Line ИБП (резервные)

Название Off-line говорит о принципе работы: в штатном состоянии внешней питающей сети, когда напряжение есть и оно укладывается в параметр «диапазон по входному напряжению», который для каждой модели ИБП свой, инвертор Off-line бесперебойника выключен, а «мозги» только следят за состоянием сети и подзаряжают батарею. Как только «мозги» получают сигнал о аварии на линии, РЕЛЕ переключает нагрузку на питание от батареи через инвертор. Питание в сети появилось — ИБП переключил реле и перешел в ждущий режим, параллельно заряжая батарею и готовя ее к следующему отключению.

Схема ИБП OFF-Line
Схема ИБП OFF-Line
Главное преимущество надежность!

  • в режиме питания от сети на пути со входа на выход ИБП стоит только РЕЛЕ — потерь напряжения на нем нет, может выдерживать большие перегрузки;
  • в режиме питания от батарей мощность определяется мощностью инвертора и того же РЕЛЕ;
  • Второе преимущество — экономичность. В ждущем режиме потребляет энергию только на работу платы управления и подзаряд АКБ.
  • Третье — бесшумность, т.к. тепловой режим самый благоприятный, если установлен вентилятор, он включается только в режиме работы от АКБ, остальное время не работает.
  • Четвертое — стоимость. Меньше деталей — меньше цена!
Недостатками этой топологии является:

  • Off-Line ИБП не корректируют (стабилизируют) уровень входного напряжения, форму напряжения и частоту, (это не их задача);
  • неполная фильтрация напряжения сети от вч помех и выбросов;
  • помехи и искажения, генерируемые нагрузкой, пропускаются обратно в сеть;
  • время перехода с режима на режим: – 4-20 мс, т.е. есть провал в питании нагрузки, (зависит от модели и мощности);
Что надо знать при выборе модели:

  • Off-Line ИБП выпускаются с аппроксимированным синусом и с чистым синусом. Это важно! Для питания и защиты ПК подходит аппроксимированный синус, представляющий собой столбики вместо синусойды, а для питания насосов, электромоторов, освещения, линейных блоков питания необходим только чистый синус. Этот параметр справедлив только для режима питание от батарей! т.к. остальное время что ИБП транслирует напряжение с входа на выход без изменений.
  • Важно знать диапазон по входному напряжению и сопоставить эти значения с данными Вашей сети, в противном случае ИБП будет слишком часто переключаться на работу от батарей. Как решение этой проблеммы можно установить перед ИБП хороший стабилизатор напряжения.
  • В случае варианта ИБП с внешними АКБ важно сопоставить ток заряда и номинальный ток заряда применяемой АКБ.
Применение: В хороших сетях, с стабильным напряжением. В случае если установлен хороший стабилизатор напряжения (тиристорного или инверторного типа).

Line-Interactiv ИБП (линейно — интерактивные)

Название «интерактивные» говорит о том, что ИБП такого класса не просто стоят в ждущем режиме, как Офф-лайны, а еще и контролируют величину напряжения в в входной сети. В случае, если напряжение понизилось или повысилось в работу вступает стабилизатор напряжения. В остальном принцип работы интерактивных ИБП полностью идентичен резервным. Хорошо это или плохо, рассмотрим в отдельной статье — недостатки линейно-интерактивных ИБП.

Схема Line-interactiv ИБП
Схема Line-interactiv ИБП
Главное преимущество перед Off-Line — широкий диапазон работы по входному напряжению без перехода на питание от батарей!

  • встроенный корректор (стабилизатор) напряжения;
  • в режиме питания от батарей мощность определяется мощностью инвертора и того же РЕЛЕ;
Недостатками этой топологии является:

  • Скачки напряжения на выходе ИБП при переключении обмоток трансформатора в корректоре напряжения.
  • Падение мощности ИБП в зависимости от уровня входного напряжения. Поясним, при входном напряжении меньше 190 вольт и ниже мощность ИБП падает на 50%. Другими словами, если в сети 150 вольт, ИБП мощностью в 500 ВА превращается в ИБП мощностью в 250 ВА и может выключится по перегрузке или сломаться.
  • неполная фильтрация напряжения сети от вч помех и выбросов;
  • ИБП так же не корректируют форму напряжения и частоту;
  • время перехода с режима на режим: – 4-20 мс, т.е. есть провал в питании нагрузки, (зависит от модели и мощности);
Что надо знать при выборе модели:

  • выпускаются с аппроксимированным синусом и с чистым синусом. Это важно! Для питания и защиты ПК подходит аппроксимированный синус, представляющий собой столбики вместо синусойды, а для питания насосов, электромоторов, освещения, линейных блоков питания необходим только чистый синус. Этот параметр справедлив только для режима питание от батарей! т.к. остальное время что ИБП транслирует напряжение с входа на выход без изменений.
  • Важно выбрать модель с значительным запасом по мощности (на 30-50% выше заявленной), это нужно, что бы трансформатор стабилизатора работал в нормальном тепловом режиме.
  • В случае варианта ИБП с внешними АКБ важно сопоставить ток заряда и номинальный ток заряда применяемой АКБ.
Применение: Применяют для «плохих» электро сетей, где напряжение часто выходит за границы 200-230 Вольт.

On-Line ИБП (двойного преобразования)

On-Line ИБП
On-Line ИБП
Главное преимущество — полная независимость от качества входного напряжения!

  • На выходе всегда 220/230 вольт с чистым чинусом,
  • широкий диапазон работы по входному напряжению без перехода на питание от батарей! 110-275 вольт,
  • нулевое время переключения режимов на АКБ и обратно на сеть,
  • полная фильтрация напряжения сети от вч помех и выбросов.
Недостатками этой топологии является:

  • Необходимость принудительной вентиляции (охлаждения) инвертора. Вентилятор работает все 24 часа в сутки!
  • Низкая перегрузочная способность, мощность выходного касада инвертоа задает мощность всей системы.
  • ИБП может корректировать частоту, но при отключенном статическом байпасе, что снижает надежность системы.
Что надо знать при выборе модели:

  • выпускаются с только с чистым синусом.
  • Важно выбрать модель с значительным запасом по мощности (на 30-50% выше заявленной), это нужно, что бы инвертор бесперебойника работал в нормальном тепловом режиме.
  • В случае варианта ИБП с внешними АКБ важно сопоставить ток заряда и номинальный ток заряда применяемой АКБ.
Применение: Для питания ответственной аппаратуры, на мощнастях более 6000 ВА, где уже не существует моделей ИБП других типов.

Основные типы ИБП по принципу их построения, степени защиты оборудования и сферам применения.

Существует три основных типа современных источников бесперебойного питания (ИБП / UPS). Рассмотрим плюсы и минусы для каждого, а также принципиальные схемы их построения.

Существует три основных типа современных источников бесперебойного питания (ИБП / UPS). Рассмотрим плюсы и минусы для каждого, а также принципиальные схемы их построения.

1. Оффлайн ИБП

Оффлайн ИБП (off-line, Standby, back ups или резервные) – это тип источника бесперебойного питания, принцип действия которого заключается в переключении оборудования на резервный аккумулятор (является составной частью ИБП) при возникновении сбоев в питании.

Плюсы: минусы:
простота
экономичность
компактность
отсутствие стабилизации входного напряжения при работе от электросети
более высокий износ аккумулятора (в сравнении с другими типами)

Применение:
для защиты на короткий период домашних ПК, офисного компьютерного оборудования.

Схема ИБП с технологией оффлайн

Структурная схема ИБП с технологией Off-Line

2. Линейно-интерактивные ИБП

Линейно-интерактивные (line interactive) – это тип ИБП, который способен регулировать выходное напряжение при понижении или повышении напряжения на входе в широком диапазоне – без переключения работу от аккумуляторов. ИБП данного типа подразделяются на устройства с аппроксимированной синусоидой и полностью синусоидальным выходным напряжением.

Плюсы: минусы:
компактность
экономичность
стабилизация входного напряжения
невысокая стоимость
отсутствие корректировки формы выходного напряжения в режиме работы от электросети
ступенчатое изменение выходного напряжения
наличие времени переключения на питание от аккумуляторов

Применение:
для защиты групп компьютеров, сетевого и другого ответственного вычислительного и телекоммуникационного оборудования.

Схема линейно-интерактивного ИБП

Структурная схема ИБП с технологией Line-Interactive

3. С двойным преобразованием или онлайн ИБП

Двойного преобразования (онлайн, online) – это тип ИБП, в котором электроэнергия преобразуется дважды – входное напряжение низкого качество в постоянное напряжение внутренней шины, и из него формируется выходное напряжение с эталонными характеристиками. Время переключения на работу от аккумуляторов в онлайн ИБП равно нулю.

Плюсы: минусы:
постоянная стабилизация напряжения и частоты
полная фильтрация импульсов и высокочастотных помех основной электросети
отсутствие влияние подключенного оборудования на основную электросеть
мгновенное переключение на аккумуляторы в случае сбоев
сложность конструкции и более высокая стоимость
в режиме двойного преобразования дополнительные затраты электроэнергии

Применение: Файловые серверы, рабочие станции, центры обработки данных и прочее ответственное вычислительное и телекоммуникационное оборудование, которое предъявляет повышенные требования по качеству электропитания.

Схема ИБП с технологией онлайн

Структурная схема ИБП с технологией On-Line

    1. Системы бесперебойного электропитания на стороне переменного тока

По принципу
действия ИБП (источники
бесперебойного
питания)
можно отнести к двум типам.

Первый тип –
это источники бесперебойного питания
с режимом работы off-line
( off
– line
– дословно «вне линии» ). Принцип работы
этого типа ИБП заключается в питании
нагрузки от питающей сети и переключении
на внутреннюю резервную схему при
отключении питания или отклонении
напряжения за допустимый диапазон.
Время переключения обычно составляет
величину порядка 4…12 мс, что вполне
достаточно для большинства
электроприемников с импульсными блоками
питания. Второй тип — это источники
бесперебойного питания с режимом
работы on-line
( on-line
– дословно «на линии» ). Эти устройства
постоянно питают нагрузку и не имеют
времени переключения. Наряду с
резервированием электроснабжения они
предназначены для обеспечения необходимого
качества электроэнергии при его
нарушениях в питающей сети и фильтрации
помех, приходящих из питающей сети.

Достаточно
часто в литературе по источникам
бесперебойного питания упоминаются
ИБП с режимом работы line-interactive
(line-interactive
UPS).
Принцип их действия в значительной
степени похож на принцип действия
off-line,
за исключением наличия так называемого
«бустера» — устройства ступенчатой
стабилизации напряжения посредством
коммутации обмоток входного
трансформатора и использования
основной схемы для заряда и подзаряда
батареи, что обеспечивает более быстрый
выход устройства на рабочий режим при
переходе на питание от аккумуляторных
батарей (АБ). При этом время переключения
на работу от АБ сокращается до 2…4 мс.

В зависимости
от знака и величины отклонения напряжения
δU
включается соответствующая комбинация
«отводов» (витков) трансформатора
(рисунок 1.8,а), поэтому регулирование
напряжения носит ступенчатый
характер.

Рисунок
1.8 — Бустер
off-line (а),
и
line-interactive ИБП
(б)

При отклонении
напряжения U
выше номинального значения бустер
переключает отвод в положение —
δU,
снижая тем самым значение напряжения,
поступающего в схему ИБП и далее к
электроприемнику. При отклонении
напряжения ниже номинального
значения бустер переключает отвод
в положение + δU.
Такая схема бустера применяется редко,
на смену ей пришла схема, аналогичная
фмагнитному усилителю (рисунок
1.8,б). В этой схеме имеются две
встречно включенные обмотки,
соответственно намагничивающие сердечник
бустера. Различие между ИБП off-line
и line-interactive
фактически стерлось, поскольку
появились модели off-line
с возможностью регулирования напряжения
в номинальном режиме при помощи введенного
в схему бустера. Единственно, что
различает эти типы ИБП, — это форма
выходного напряжения в автономном
режиме. У ИБП типа off-line
— это прямоугольная форма и аппроксимация
синусоиды ступеньками и трапецией,
line-interactive
имеет синусоидальное выходное напряжение.

Для питания
технических средств с импульсными
блоками питания форма выходного
напряжения ИБП значения не имеет. На
рисунке 1.9 представлена структура ИБП
типа оff-line
и line-interactive.

img hUUT8C

Рисунок
1.9 — Структура
ИБП:
а)
off-line; б)
line-interactive

В нормальном
режиме ИБП пропускает сеть на нагрузку,
осуществляя подавление высокочастотных
помех и импульсов напряжения в LC-фильтре
и компенсируя отклонения напряжения
бустером. Аккумуляторная батарея
заряжается (подзаряжается) от
зарядного устройства (выпрямителя).
Приотключении
сети запускается инвертор, и
переключатель переводит нагрузку на
инвертор ИБП. Переключение
осуществляется автоматически и АБ
будет питать нагрузку до момента
восстановления напряжения на входе или
до исчерпания ёмкости. В схеме на рисунке
9,б при запуске инвертора отключается
вход ИБП от линии питания с целью
исключения подачи обратного напряжения
со стороны нагрузки в питающую линию.

Инвертор
входит в состав всех типов ИБП.
Он представляет собой полупроводниковый
преобразователь постоянного
напряжения АБ в переменное напряжение
220/380 В, поступающее на электроприемники
(нагрузку). В современных ИБП типа
line-interactive,
инвертор совмещает в себе функции, как
собственно инвертора, так и зарядного
устройства.

В зависимости
от модели ИБП инвертор формирует
напряжение различной формы. Применяются
упрощенные схемы инверторов,
формирующие напряжение прямоугольной
формы с бестоковыми паузами (рисунок
1.10, а) и более совершенные схемы с
синусоидальным напряжением или близким
к синусоидальной форме – аппроксимированное
ступенями (рисунок 1.10, б).

img

Рисунок 1.10 — Формы
выходного напряжения инверторов: а)
ступенчатая;

б) аппроксимированная
синусоида; в) синусоидальная

Такие инверторы
характерны для ИБП малой мощности и
пригодны для работы с импульсными
блоками питания. Инверторы ИБП
типа line-interactive
формируют напряжение синусоидальной
формы (рис.1.3,в) с низким содержанием
гармоник ( как правило, коэффициент
искажения синусоидальности кривой
напряжения
img LH9zh3).
Такие инверторы пригодны для питания
всех типов нагрузок – от импульсных
блоков питания до двигателей. Как
правило, форма напряжения инвертора и

img DDZW6mуказываются в паспортных данных ИБП.

Типичный
диапазон мощностей ИБП типов off-line
и line-interactive
от 250 ВА до 3…5 кВА.

Источники
бесперебойного питания с режимом работы
on-line
выпускаются нескольких типов (по способам
преобразования энергии).

Различают четыре
типа on-line
ИБП:

— с одиночным
преобразованием;

— с дельта
преобразованием;

— феррорезонансные
ИБП;

— с двойным
преобразованием.

Принцип
одиночного преобразования (single
conversion)
(рисунок 1.11) заключается в следующем.

В цепь между
питающей сетью и нагрузкой включен
дроссель, к выходу которого подключен
инвертор. Инвертор в данной схеме
является реверсивным и способен
преобразовывать постоянное напряжение
в переменное и наоборот. Помимо питания
нагрузки в автономном режиме
вторым назначением Инвертора является
регулирование напряжения на стороне
нагрузки при отклонениях в питающей
сети. У ИБП данного типа КПД весьма
высок и может достигать 96 %. Однако
имеются некоторые недостатки, например
низкое значение входного коэффициента
мощности (cosφ
≈0,6), при этом он меняется при изменении
как напряжения сети, так и характера
нагрузки.

img cG5FpD

Рисунок 1.11- ИБП
одиночного преобразования (single
conversion
UPS)

Кроме того, при
малых нагрузках данные ИБП потребляют
существенные реактивные токи,
соизмеримые с номинальным током
установки. Среди современных ИБП
последних моделей подобный тип не
встречается, поскольку на смену ему
пришла технология дельта преобразования,
являющаяся развитием технологии
одиночного преобразования.

Принцип дельта
преобразования (delta
conversion)
основан на применении в схеме ИБП
так называемого дельта трансформатора
(рисунок 1.12).

Дельта трансформатор
представляет собой дроссель
с обмоткой подмагничивания, которая
позволяет управлять током в основной
обмотке (аналогично принципу магнитного
усилителя ). В ИБП применяются два
постоянно работающих инвертора.
Один служит для управления дельта
трансформатором то есть регулировки
входного тока и компенсации некоторых
видов помех. Его мощность составляет
около 20% от мощности второго инвертора,
работающего на нагрузку. Второй инвертор,
мощность которого определяет
мощность ИБП, формирует выходную
синусоиду, обеспечивая коррекцию
отклонений формы входного напряжения,
а также питает нагрузки от батарей
при работе ИБП в автономном режиме.
Благодаря такой схеме обеспечивается
возможность плавной загрузки входной
сети при переходе из автономного режима
работы от батарей к работе от сети (
режим on-line),
а также высокая перегрузочная способность
– до 200 % в течении 1 минуты. При загрузке
ИБП данного типа на 100% номинальной
мощности коэффициент полезного действия
составляет 96,5%. Однако высокие показатели
данный тип ИБП обеспечивает при
следующих условиях: отсутствии
отклонений и искажений напряжения в
питающей сети, нагрузке ИБП, близкой к
номинальной и являющейся линейной. В
реальных условиях показатели данного
типа ИБП ( КПД = 90,8…93,5% ) приближаются
к показателям ИБП с двойным преобразованием.
Реальное достижение высоких заявленных
значений КПД ИБП с дельта
преобразованием возможно при широком
внедрении импульсных блоков питания с
коррекцией коэффициента мощности. Это
означает, что нагрузка приобретает,
преимущественно активный характер и
создаются условия для проявления
высоких энергетических характеристик
ИБП. В последнее время коэффициент
полезного действия новых блоков питания
достигает значений 0,92…0,97. Другим
достоинством ИБП с дельта преобразованием
является высокий коэффициент мощности
самого устройства, близкий к единице.

img

Рисунок 1.12 — ИБП с
дельта преобразованием (delta
conversion
UPS)

Это облегчает
совместную работу ИБП и двигатель-генераторную
установку (ДГУ). На основе ИБП с
дельта преобразованием строятся мощные
централизованные системы бесперебойного
электроснабжения (СБЭ) с избыточным
резервированием. Естественно, возможны
также схемы с одиночными ИБП. Диапазон
мощностей ИБП этого типа находится в
пределах 10…480 кВА. Возможно параллельное
объединение до 8 ИБП для работы на общую
нагрузку в одной СБЭ. Данный тип ИБП
является основной альтернативой ИБП
с двойным преобразованием.

Феррорезонансные
ИБП названы так, по применяемому
в них феррорезонансному трансформатору.
В основу его работы положен эффект
феррорезонанса, применяемый в
стабилизаторах переменного напряжения.
При нормальной работе трансформатор
выполняет функции стабилизатора
напряжения и сетевого фильтра. В случае
“провала” сети феррорезонансный
трансформатор обеспечивает нагрузку
питанием за счет энергии, накопленной
в его магнитной системе. Интервала
времени длительностью 8…16 мс достаточно
для запуска инвертора, который за счет
энергии аккумуляторной батареи продолжает
питать нагрузку. Коэффициент полезного
действия ИБП данного типа соответствует
КПД систем двойного преобразования
(не превышает 93%). Данный тип источников
бесперебойного питания широкого
распространения не получил, хотя
обеспечивает очень высокий уровень
защиты от высоковольтных выбросов и
высокий уровень защиты от электромагнитных
шумов. Предел мощности ИБП данного типа
не превышает 18 кВА.

Наиболее широко
распространен тип ИБП двойного
преобразования (double
conversion
UPS),
представленный на рисунке 1.13.

Обычно в
качестве синонима двойного
преобразования употребляют термин
on-line.
Это не совсем верно, так как к группе
ИБП типа on-line
относятся и другие схемы.

В ИБП этого типа
вся потребляемая энергия поступает
на выпрямитель и преобразуется
в энергию постоянного тока, а
затем инвертором – в энергию переменного
тока.

img t7jO8u

Рисунок 1.13 — ИБП
двойного преобразования (double
conversion
UPS)

Соседние файлы в папке Лекции

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Источником бесперебойного питания называется энергосистема, которая обеспечивает аварийное питание нагрузки при выходе из строя входного источника питания или сетевого питания, что рассматривается как практически мгновенная защита от перебоев в подаче входного питания. Три основные категории современных систем ИБП — это линейно-интерактивные ИБП vs Online UPS vs Offline UPS, что будет подробно проиллюстрировано ниже.

Линейно-интерактивные ИБП vs ИБП онлайн vs ИБП оффлайн: принципы работы

Оффлайн ИБП — защита питания начального уровня

В системе («резервной») оффлайн ИБП нагрузка питается напрямую от входной мощности, и схема резервного питания будет активирована только при отключении сетевого питания.

В частности, нагрузка питается непосредственно от первичной сети, а не от выхода инвертора. Компоненты накопителя энергии — зарядное устройство, аккумулятор и инвертор отключены от сети, насколько это касается нагрузки, хотя зарядное устройство и аккумулятор все еще остаются. подключен к электросети, чтобы аккумулятор всегда был полностью заряжен.Когда напряжение в сети падает или превышает установленные пределы, переключатель немедленно подключает выход инвертора к критической нагрузке.

принцип-работы-оффлайн-ИБП

Линейно-интерактивный ИБП — защита питания среднего уровня

Линейно-интерактивный ИБП поддерживает инвертор в рабочем состоянии и перенаправляет путь постоянного тока батареи от нормального режима зарядки к подаче тока при потере питания.

В этой интеллектуальной конструкции преобразователь питания переменного тока всегда подключается к выходу ИБП. Когда входное напряжение переменного тока нормальное, инвертор ИБП работает в обратном режиме и обеспечивает зарядку аккумулятора. , передаточный переключатель размыкается, и мощность будет поступать от батареи к выходу ИБП.Эта конструкция предлагает дополнительную фильтрацию и снижает переходные процессы переключения, поскольку инвертор всегда включен и подключен к выходу.

принцип-работы-линейно-интерактивного-ИБП

Онлайн ИБП — максимальная защита электропитания

Онлайн ИБП использует метод «двойное преобразование»: принимает входной переменный ток, выпрямляется в постоянный ток для прохождения через аккумулятор (или комплекты батарей), а затем обратно в 120 В/230 В переменного тока для питания защищенного оборудования.

В интерактивном ИБП (также известном как двойное преобразование) входной переменный ток заряжает резервную батарею, которая обеспечивает питание выходного инвертора, поэтому отказ входного переменного тока не вызовет срабатывания безобрывного переключателя. если произойдет потеря мощности, выпрямитель просто выпадет из цепи, и батареи сохранят мощность стабильной и неизменной. Нет времени переключения во время сбоя. Когда питание восстановится, выпрямитель продолжит нести большую часть нагрузки и начнет заряжаться аккумуляторов, хотя зарядный ток может быть ограничен, чтобы предотвратить перегрев аккумуляторов мощным выпрямителем и выкипание электролита.

принцип-работы-онлайн-ИБП

Линейно-интерактивный ИБП vs онлайн ИБП vs оффлайн ИБП: функции

Все вышеупомянутые три категории были изобретены для защиты оборудования и электрооборудования, где может произойти непредвиденное отключение электропитания.Однако, под влиянием различных принципов работы, присущие им возможности различаются.

Защита от перенапряжения/шума

Все три системы ИБП обладают функциями подавления перенапряжения и фильтрации сетевых шумов, чтобы защитить оборудование от повреждений, вызванных молнией, скачками и электромагнитными (EMI/RFI) помехами в линии. В частности, онлайн-система ИБП предлагает превосходную защиту за счет двойной защиты. операция преобразования, которая изолирует оборудование от проблем в сети переменного тока.

Время перехода на батарею

Когда происходит сбой, время передачи меняется:

  • В онлайн системах ИБП отключение питания нагрузки обычно на 2–10 миллисекунд неизбежно.

  • Линейно-интерактивные системы ИБП обычно переключаются с сетевого питания на питание от батарей в течение 2–4 миллисекунд, что достаточно быстро, чтобы обеспечить бесперебойную работу наиболее чувствительного к мощности оборудования.

  • У онлайн-системы ИБП нет времени перевода, потому что инвертор уже питает нагрузку подключенного оборудования, когда происходит сбой.

Регулировка напряжения

Регулировка напряжения имеет решающее значение, особенно в условиях низкого напряжения:

  • Линейно-интерактивные системы ИБП используют автоматическое регулирование напряжения (AVR) для коррекции аномальных напряжений без переключения на батарею. Когда напряжение пересекает предварительно установленное нижнее или верхнее пороговое значение, этот тип ИБП обнаруживает и использует трансформаторы для повышения или понижения напряжения на установить сумму, чтобы вернуть ее в допустимый диапазон.

  • В онлайн-системах ИБП используется более точный метод регулирования напряжения: непрерывная работа с «двойным преобразованием «, изоляция подключенного оборудования от проблем в сети переменного тока, включая отключения электроэнергии, отключения электроэнергии, перенапряжения, гармонические искажения, электрические импульсы и колебания частоты.

  • При работе без батареи линейно-интерактивные системы ИБП обычно регулируют выходное напряжение в пределах ± 8-15% от номинального напряжения (например, 120, 208, 230 или 240 вольт), тогда как онлайн-системы ИБП обычно регулируют напряжение в пределах ± 2-3%.

На самом деле, существуют некоторые общие проблемы с питанием, которые могут возникать при повседневной работе. В таблице ниже показано, защитит ли вышеупомянутая система ИБП от аномалий:

Оффлайн Линейно-интерактивный Онлайн
Сбой питания
Падение питания
Скачок напряжения
Пониженное напряжение
Перенапряжение
Шум электрической линии
Изменение частоты
Переключение переходного процесса
Гармоническое искажение

Линейно-интерактивные ИБП vs онлайн ИБП vs оффлайн ИБП: плюсы & минусы

Оффлайн ИБП

Преимущества Ограничения
  • Высокая эффективность (зарядное устройство не включено постоянно).

  • Удобный в эксплуатации.

  • Доступная цена.

  • Использует аккумулятор во время отключения питания, ограниченной защиты или отсутствия защиты от перебоев в подаче электроэнергии.

  • Нагрузка постоянно подвергается всплескам, переходным процессам и любым другим аберрациям, поступающим по линии электропередачи, что приводит к риску потери или повреждения чувствительного оборудования и данных.

  • Конечное время переключения с сетевого питания на инвертор при сбое сетевого питания.

Линейно-интерактивный ИБП

Преимущества Ограничения
  • Высокая надежность.

  • Высокая эффективность.

  • Разумное согласование напряжения.

  • Более низкое потребление электроэнергии.

  • Меньшее количество компонентов.

  • Более низкие рабочие температуры.

  • Непрактично более 5 кВА.

  • Не защищает от всех форм нарушения власти.

  • Не предусматривайте коррекцию коэффициента мощности или регулировку частоты.

  • Требуют частого использования батареи в местах с экстремальными искажениями напряжения.

ИБП онлайн

Преимущества Ограничения
  • Улучшенная регулировка напряжения.

  • Время преобразования постоянного тока в переменный ток ничтожно мало, пропусков в покрытии нет.

  • Отсутствие колебаний напряжения, что свидетельствует о стабильном качестве напряжения.

  • Качество напряжения нагрузки свободно от искажений.

  • Почти идеальная электрическая мощность, высочайшая защита от всех скачков напряжения.

  • Сложные конструкции, требующие большого радиатора.

  • Рассеиваемая мощность выше.

  • Общая эффективность ИБП снижается (инвертор всегда включен).

  • Увеличивается мощность выпрямителя (он должен подавать питание на инвертор, а также заряжать аккумулятор).

  • Дороже, чем другие системы ИБП.

Линейно-интерактивные ИБП vs ИБП онлайн vs ИБП оффлайн: приложения

Приложения этих трех топологий с разными принципами работы варьируются от небольших жилых домов до крупных центров обработки данных.

Из-за более высокой энергоэффективности и экономичности, оффлайн ИБП чаще всего используются в домашних хозяйствах, небольших офисах с ограниченным бюджетом на энергоснабжение, а также в некоторых областях, где требования к качеству электропитания относительно невысоки. Лучшее соотношение цены и качества для персональных компьютеров и также подходит для принтеров, сканеров, аварийных источников питания и EPABX.

В качестве одного из основных вариантов линейно-интерактивный ИБП, отвечающий требованиям высокой надежности электропитания, идеально подходит для серверов отделов, домов, малых предприятий и средних предприятий. В некоторых областях с проблемной инфраструктурой, где напряжение в сети переменного тока нестабильно, сильно колеблется, Или он сильно искажен, линейно-интерактивному ИБП может потребоваться заряжать аккумулятор один или два раза в день или даже чаще.

Самая интеллектуальная онлайн-система ИБП, рассматриваемая как решение по умолчанию для обеспечения резервного питания и защиты критически важного оборудования и серверов в центрах обработки данных, также может применяться в таких областях, как компьютер, транспорт, банковское дело, ценные бумаги, связь, медицинские услуги. источник питания длительного действия, в частности, для некоторых приводов асинхронных двигателей и других подобных приложений управления двигателями, отделений интенсивной терапии, медицинского оборудования, чувствительных электрических приборов.

линейно-интерактивные-онлайновые-и-офлайновые-приложения-ИБП

Линейно-интерактивные ИБП vs ИБП онлайн vs ИБП оффлайн: что выбрать?

В таблице ниже приведены некоторые ключевые моменты, обсуждавшиеся ранее среди трех дизайнов.

Оффлайн Линейно-интерактивные Онлайн
Размер Компактный Обычно большой & тяжелый Обычно небольшой & легкий
Practical Power Range (kVA) 0-0.5 0.5-5 5-5000
Регулятор напряжения Низкий Зависит от дизайна Высокий
Стоимость за ВА Низкий Средний Средний
Эффективность Высокий
(обычно 95-98%)
Высокий
(обычно 90-96%)
Низкий-средний
(обычно 80-90%)
Расходы Низкий Средний Высокий
Типичные области применения Дома; Небольшие офисы Малый и средний бизнес Телекоммуникации; Коммуникации; Банкинг; Транспорт; Промышленная среда

При выборе решений ИБП учитывайте тип ИБП и соответствующий уровень защиты. Основное различие между онлайн, оффлайн и линейно-интерактивным ИБП заключается в их принципе работы, который отражается в их характеристиках, функциональных различиях, преимуществах и ограничениях. Кроме того, внутренняя структура топологии ИБП в дальнейшем будет влиять на его производительность в различных прикладных средах.

Резервные ИБП (off-line, standby, back ups)

Принцип действия

Если внешняя сеть работает в штатном режиме, то ИБП питает нагрузку напрямую от входа и работает аналогично сетевому фильтру. В случае отклонения напряжения от допустимых пределов или при его полном отключении, резервный ИБП автоматически переключает нагрузку на аккумуляторные батареи (питание в таком режиме осуществляется через инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный). Обратное переключение выполняется также автоматически и производится после возвращения сетевого напряжения к норме.

Схема резервного ИБП картинка

Преимущества и недостатки

В настоящее время к весомым преимуществам off-line ИБП можно отнести только невысокую стоимость.

Недостатками резервных ИБП являются:

  • перерыв в электропитании, возникающий при переключении нагрузки на АБ и обратно (составляет минимум 5 мс);
  • отсутствие стабилизации напряжения и коррекции частоты при работе от электросети;
  • переход на АБ даже при небольших сетевых скачках, приводящий, в условиях отечественной энергосистемы, к быстрому износу аккумуляторов;
  • несинусоидальность выходного напряжения при работе в автономном режиме (аппроксимированная синусоида, иногда называемая производителями «модифицированной синусоидой» или «квази-синусоидой»);
  • низкий уровень защиты от высоковольтных вбросов и электромагнитных помех.

Применение

Вышеназванные недостатки сужают область применения резервных ИБП. Данные приборы подходят для эксплуатации только в условиях стабильной электросети и только с оборудованием, способным функционировать при низком качестве питающего напряжения. Оff-line ИБП не стоит применять для защиты современной микропроцессорной техники или устройств, содержащих асинхронные и инверторные двигатели – насосы, холодильники, стиральные машины, кондиционеры, котлы систем отопления и т.д.

Линейно-интерактивные ИБП (line-interactive)

Принцип действия

Аналогичен предыдущему варианту, за исключением того, что схема устройства дополнена входным регулятором напряжения. ИБП данного типа подразделяются на устройства с аппроксимированной синусоидой и полностью синусоидальным выходным напряжением.

Схема линейно-интерактивного ИБП картинка

Преимущества и недостатки

Преимущества линейно-интерактивных ИБП перед резервными:

  • возможность нейтрализации сетевых колебаний (но не максимальной амплитуды!) без задействия АБ;
  • сокращенное время переключения в автономный режим (за счёт синхронизации инвертора и входной сети).

Недостатками линейно-интерактивных ИБП являются:

  • ступенчатое регулирование напряжения, приводящее к сильным искажениям выходного сигнала;
  • перерыв в электропитании нагрузки при переходе на аккумуляторы (длительность переключения короче, чем у резервного ИБП, но ненулевая!);
  • отсутствие коррекции формы входного напряжения и входной частоты в режиме работы от электросети, неполная фильтрация сетевых помех;
  • большинство моделей не формируют идеальную синусоиду выходного напряжения в автономном режиме работы.

Применение

Далеко не всё электрооборудование будет успешно работать с линейно-интерактивными ИБП. Качество их выходного напряжения может просто не удовлетворить строгим требованиям современных потребителей электроэнергии как в бытовом, так и в промышленном секторе. В частности, линейно-интерактивный ИБП является не лучшим вариантом для котла отопительной системы, IT-аппаратуры и тем более для помеховосприимчивой научной, лабораторной и медицинской техники.

Кроме того, линейно-интерактивные ИБП не обеспечивают электропитание, полностью независимое от состояния внешней энергосистемы, что сохраняет риск повреждения нагрузки в результате, например, резкого сетевого перепада.

Онлайн ИБП (on-line, ИБП с двойным преобразованием энергии)

Принцип действия

Устройство выполняет двойное преобразование поступающего из сети напряжения. Сначала из переменного в постоянное, а затем обратно – из постоянного в переменное. В силовой цепи on-line ИБП аккумуляторы занимают промежуточное положение между непрерывно функционирующими выпрямителем и инвертором (батареи соединены с выходом первого и входом второго). Такая схема позволяет избежать задержек при переходе в автономный режим, так как инвертор подключен к АБ постоянно и каких-либо дополнительных коммутаций, в случае проблем с внешней электросетью, не требуется.

Схема онлайн ИБП картинка

Преимущества и недостатки

Преимущества онлайн ИБП:

  • мгновенный переключение на питание от батарей (без перерыва электроснабжении нагрузки);
  • синусоидальная форма и максимально точное значение выходного напряжения (обеспечиваются как при работе от сети, так и от батарей);
  • широкая амплитуда сетевых колебаний, нейтрализуемых без перехода в автономный режим;
  • максимальная защита нагрузки (двойное преобразование энергии гасит все негативные входные воздействия и гарантирует полную независимость выходных характеристик ИБП от состояния внешней электросети);
  • отсутствие влияние подключенного оборудования на основную электросеть.

Недостатки онлайн ИБП:

  • более высокая, по сравнению с приборами других категорий, стоимость;
  • низкий КПД (80-90%) у некоторых устаревших устройств (стоит отметить, что современные алгоритмы управления двойным преобразованием энергии, применяемые ведущими производителями on-line ИБП, позволяют значительно повысить КПД и довести его в ряде рабочих режимов до 99%).

Применение

Онлайн ИБП используются во всех сферах жизнедеятельности современного человека и являются лучшим решением для обеспечения бесперебойного электропитания. Только on-line ИБП могут эффективно работать с техникой, предъявляющей повышенные требования к качеству питающей электроэнергии: от оборудования домашних систем отопления и водоочистки до контрольно-измерительной аппаратуры и инфраструктуры ЦОДов.

Источник бесперебойного питания резервного типа. Схема оффлайн.

Off-Line – англ.
Standby – англ.

Источник бесперебойного питания резервного типа (Off-Line) – это устройство с автоматическим коммутатором в схеме, которое при работе в нормальном режиме обеспечивает подключение нагрузки непосредственно к внешней питающей электросети, а в автономном – переводит ее на питание от аккумуляторных батарей.

Достоинством ИБП резервного типа является его простота и невысокая стоимость, а недостатком – ненулевое время переключения (~4 мс) на батареи, а также отсутствие сетевого стабилизатора напряжения вследствие чего более интенсивно эксплуатируются аккумуляторы, так как устройство переходит в автономный режим при любых неполадках в электросети.

ИБП резервного типа, как правило, имеют небольшую мощность и применяются для обеспечения бесперебойного электропитания отдельных устройств (персональных компьютеров, рабочих станций, офисного оборудования) в районах с хорошим качеством электрической сети.

Обратите внимание, что большинство классических standby ИБП являются ИБП малой мощности с аппроксимированной синусоидой что сужает сферу применения ИБП этого типа. Однако, в последнее время получают применение standby ИБП малой и средней мощности с ШИМ-инвертором и выходным напряжением синусоидальной формы (см. например ИБП Home-Vision).

Подобная схема особенно эффективна для оборудования некритичного к коротким провалам (несколько мс) сетевого напряжения, например лифтового оборудования, малых и средних вычислительных залов и др. оборудования с импульсными блоками питания.

Тем не менее эта конфигурация характерна не только для «микро ИБП». Многие мощные ИБП например online имеют возможность переконфигурировать их для работы в таком режиме – standby. (Комбинированные ИБП / On-Line – Static Stanbdby). Часто режим Standby/Static Stanbdby также называется ECO, EcoMode или «интерактивный режим» On-Line ИБП.

Несмотря на недостатки (ненулевое время переключения) эта возможность (выбора конфигурации) оставляется производителем крупных и реже малых ИБП в силе, благодаря высокому КПД работы в standby сетевом режиме (до 98…99%). On-Line ИБП N-Power позволяющие переконфигурацию в режим Static Stanbdby: N-Power Evo, Pro-Vision Black M.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как сделать успешный бизнес на ритуальных услугах
  • Выездной кейтеринг в России
  • Какие существуют режимы работы двигателей
  • Какие существуют режимы работы биполярного транзистора
  • Какие средства защиты применяет водитель во время погрузочно разгрузочных работ