Przybliżona sinusoida w zasilaczu bezprzerwowym

Zbliżona sinusoida jest formą przebiegu prądu przemiennego, która w sposób konwencjonalny zbliża się do czystej sinusoidy. Może to być obwiednia schodkowa, prostokątna lub trapezowa sekwencja impulsów o różnej polaryzacji. Sygnał AC w postaci przybliżonego przebiegu sinusoidalnego występuje na wyjściu większości powszechnie stosowanych zasilaczy bezprzerwowych (UPS).

Przeznaczenie zasilacza awaryjnego

Główną funkcją UPS jest utrzymanie napięcia zasilania AC dostarczanego do odbiorników podczas nagłego zaniku zasilania sieciowego. Nie stabilizują one napięcia sieciowego, ale pełnią rolę awaryjnego źródła przybliżonego sinusoidalnego prądu przemiennego. Zasilacze bezprzerwowe nie są przeznaczone do ciągłej pracy podłączonych do nich urządzeń w przypadku awarii na sieci zasilającej.

UPS musi zapewnić konsumentom wystarczająco dużo czasu na dokończenie procesów, które nie mogą być gwałtownie przerwane. Podczas gdy UPS pracuje z przybliżoną sinusoidą, zapewnia warunki do normalnego zrzucania obciążenia. Dzięki temu zachowuje swoją sprawność podczas dalszego użytkowania. Często można spotkać się z określeniem UPS jako zasilacz bezprzerwowy. UPS w nim jest skrótem od angielskiego słowa UPS.

Klasyfikacja źródeł

W zależności od wymagań dotyczących jakości napięcia zasilającego AC, źródła UPS można podzielić na kilka typów:

• źródła off-line, które stanowią awaryjne źródła zapasowe;
• źródła liniowo-interaktywne lub liniowe, zdolne do stabilizacji napięcia sieciowego przy nieznacznych odchyleniach od jego wartości znamionowej oraz do przełączania w tryb zasilania awaryjnego z przybliżoną falą sinusoidalną przy jego całkowitym załamaniu;
• on-line lub UPS z podwójną konwersją energii elektrycznej, który zapewnia podłączonemu odbiorowi stabilizację napięcia sieciowego podczas znacznych wahań napięcia sieciowego i działa jako źródło awaryjne w przypadku całkowitego braku zasilania.

Nieprzerwane zasilanie dowolnego rodzaju zawiera akumulator, który przechowuje energię elektryczną. W zależności od wymagań dotyczących jakości zasilania urządzeń będących obciążeniem UPS-a napięciem o przybliżonej sinusoidzie, stosuje się różne konstrukcje obwodów.

UPS off-line

Pasywny UPS tego typu jest źródłem zasilania w trybie standby. Jego rozdzielnica zapewnia, przy normalnych parametrach jakościowych napięcia sieciowego, bezpośrednie połączenie między obciążeniem a siecią zasilającą. W przypadku chwilowego zaniku zasilania na wejściu UPS, rozdzielnia przełącza obciążenie w tryb awaryjny (standby). Źródłem energii elektrycznej w tym przypadku jest wewnętrzny akumulator.

Jego napięcie stałe jest przekształcane przez falownik w zmodyfikowaną sinusoidę napięcia przemiennego, które jest podawane do obciążenia poprzez styki przekaźnika elektromagnetycznego wyłącznika. Do ładowania akumulatora służy zewnętrzny prostownik napięcia sieciowego. Aby zabezpieczyć go przed zakłóceniami wysokiej częstotliwości pochodzącymi z sieci zasilającej, uzwojenia ograniczające prąd są automatycznie przełączane na prąd stały podczas pracy falowników, UPS jest wyposażony w tłumik przepięć. Jego elementy chronią również obciążenie przed przerywanymi skokami napięcia i przepięciami.

Zasilacze line-interactive

Line-interactiv A UPS, w przeciwieństwie do źródła stand-by, jest w stanie ustabilizować napięcie sieciowe, gdy obciążenie jest do niego bezpośrednio podłączone poprzez styki przekaźnika elektromagnetycznego. Osiąga się to poprzez zastosowanie autotransformatora w obwodzie wejściowym. Uzwojenia są przełączane automatycznie, w zależności od wartości napięcia sieciowego. W miarę zwiększania lub zmniejszania napięcia AC na jego wyjściu utrzymuje się wartość nominalna 220 V. Autotransformator najczęściej spotykany Ten typ UPS reguluje wahania napięcia w zakresie (150-270) V zewnętrznego zasilania sieciowego.

Przełączenie stycznika i przełączenie trybu awaryjnego na zmodyfikowane sinusoidalne zasilanie obciążenia następuje przy nadmiernych zmianach napięcia sieci poza zakresem regulacji. Dokładność regulacji zależy od liczby odczepów (stopni) autotransformatora. W trybie awaryjnym zasilania urządzeń odbiorczych przybliżonym sinusoidalnym napięciem przemiennym, praca jest taka sama jak w UPS off-line.

UPS typu on-line

Dzięki podwójnej konwersji energii elektrycznej w zasilaczach bezprzerwowych tego typu można uzyskać przybliżone sinusoidalne napięcie wyjściowe, zbliżone kształtem do czystego sinusa. Napięcie sieciowe przekształcone w napięcie stałe przez prostownik jest następnie odwracane na napięcie zmienne, które jest wykorzystywane do zasilania obciążenia.

Wbudowany akumulator jest ładowany przez prąd stały prostownika i jest aktywowany w trybie awaryjnym. Przechowywana w nim energia prądu stałego jest przekształcana przez falownik w napięcie wyjściowe AC, które zasila urządzenia odbiorcze. Ten typ zasilania pozwala na podłączenie dodatkowej baterii zewnętrznej dla UPS.

Gdy napięcie sieciowe zostanie przywrócone do granic możliwości, obciążenie zostaje ponownie przełączone na zasilanie prądem zmiennym wartość normalna Obciążenie jest przełączane z pierwotnego zasilania sieciowego AC. Pojemność elektryczna zasilacza UPS określa czas, przez jaki odbiorniki mogą pracować w przypadku nagłej utraty zasilania sieciowego.

Charakterystyka techniczna zasilacza UPS

UPS musi być wybrany na podstawie jego specyfikacji. К UPS może być wymiarowany w zależności od jego charakterystyki eksploatacyjnej i technicznej, Pojemność elektryczna akumulatora decyduje o jakości wymagań dla tego zastosowania:

• Moc dostępna na wyjściu UPS przy podłączonym obciążeniu, mierzona w woltamperach (VA) lub watach (W);
• zakres napięcia wyjściowego przy podłączonym obciążeniu, mierzony w woltach (V);
• czas przełączania, określający czas przejścia zasilania odbiornika w trybie czuwania z akumulatora, mierzony w milisekundach (ms);
• Zakres wejściowego napięcia sieciowego, w którym UPS jest w stanie ustabilizować napięcie wyjściowe bez przełączania na zasilanie rezerwowe z baterii
• współczynnik zniekształceń nieliniowych, określający procentową różnicę między przebiegiem wyjściowym a czystym przebiegiem sinusoidalnym;
• Czas autonomicznego podtrzymania bateryjnego z baterią podłączoną do obciążenia, określony przez wewnętrzną pojemność baterii;
• Żywotność własnych akumulatorów w zależności od technologii ich produkcji.

Przy wyborze zasilacza UPS ważną rolę odgrywa również jego cena. Zależy ona bezpośrednio od rozwiązań konstrukcyjnych obwodu zastosowanych przez dewelopera podczas tworzenia wybranego modelu konsumenckiego i wynosi od dwóch do kilkudziesięciu tysięcy rubli.

Obszary zastosowania

Zasilacze bezprzerwowe UPS mogą być stosowane w połączeniu z aktywnym obciążeniem - urządzeniami, do których należą zasilacze impulsowe.

UPS nie są stosowane do zasilania odbiorników o znacznej składowej biernej (transformatory linii zasilających urządzeń elektronicznych starego typu, uzwojenia silników, pompy kotłów domowych). Każdy z istniejących układów zasilania bezprzerwowego przeznaczony jest dla określonego kręgu odbiorców, z uwzględnieniem ich zalety i wady.

Wniosek

Niniejszy artykuł zawiera przegląd krótki przegląd Prądowe zasilacze bezprzerwowe o zmodyfikowanej krzywej sinusoidalnej. Dokonano przeglądu rozwiązań konstrukcyjnych obwodów wykorzystywanych przez twórców przy ich tworzeniu. Po zapoznaniu się z powyższym materiałem czytelnik zainteresowany zakupem zasilacza UPS w celu rozwiązania swoich problemów będzie mógł bez trudu przestudiować komplet dokumentacji do niego. Nie należy jednak zapominać, że wysoki produkt oznacza również wyższą cenę zakupu.