В наше время предприятия работают со сложными электронными устройствами и оборудованием. И всем очевидно, что сбои в сети могут привести как к поломкам самого оборудования, так и к простою в производственных процессах. С целью предотвращения подобных ситуаций были созданы источники бесперебойного питания.
ИБП (Uninterruptible Power Supply) или источник бесперебойного питания — это автоматический электротехнический прибор для резервного электроснабжения критически важной техники при сбоях сетевого питания.
Основные компоненты ИБП
Устройство источника бесперебойного питания достаточно простое.
1. Аккумулятор. Накапливает энергию, чтобы отдать её подключённым приборам при отключении электричества. В некоторых моделях к ИБП подключают дополнительные внешние аккумуляторы для увеличения времени автономной работы.
2. Электронный блок управления. Обеспечивает автоматическую работу устройства и батареи, позволяет настраивать параметры работы.
3. Зарядное устройство. Пополняет заряд аккумулятора.
4. Инвертор. Преобразует постоянное напряжение в переменное.
А также в зависимости от типа ИБП в состав устройства могут входить и такие элементы:
• выпрямитель — преобразует переменное напряжение в постоянное;
• блок байпас — переключает питание нагрузки на сеть в обход схемы прибора при соответствии параметров сети норме или возникновении перегрузок;
• бустер (только в линейно-интерактивных моделях) — корректирует входное напряжение;
• фильтры — сглаживают высокочастотные помехи и всплески сети.
Функции и принцип работы
В основные функции источника бесперебойного питания входит поддержание стабильной работы подключенного оборудования. А также предотвращение повреждений электронных и электротехнических устройства из-за скачков в сети, минимизация риска потерь данных во время некорректного завершения работы устройства.
В отличие от генератора, ИБП работает на основе аккумуляторных батарей, которые могут быть как встроены в его корпус, так и располагаться рядом на стеллажах или в батарейных модулях.
Стоит отметить, что ресурс аккумуляторов ИБП не рассчитан для длительной автономной работы, поэтому бесперебойники используются в основном для кратковременной поддержки (от 5 минут до нескольких часов) после отключения электричества или при серьезных колебаниях в сети.
Если внешняя сеть работает в штатном режиме, то ИБП питает нагрузку напрямую от входа и функционирует подобно сетевому фильтру. В случае же 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.
Чаще всего ИБП используется для обеспечения надёжной работы IT-оборудования и корпоративных серверов, а также нередко применяются для газовых и дизельных котлов, медицинского оборудования и других приборов.
Виды источников бесперебойного питания и их особенности
1. Резервные ИБП
Принцип работы бесперебойника данного типа крайне прост: электропитание нагрузки осуществляется через сеть, если там имеется напряжение, а когда его нет — переключение на питание от АКБ. Зарядка АКБ происходит во время работы источника бесперебойного питания. Считается, что эффективность таких ИБП при сбоях в сети составляет 55-60%.
Резервные ИБП отлично работают в паре с компьютером, но при этом они абсолютно не совместимы для работы с насосами, котлами отопления или другой схожей техникой, так как работа ИБП резервного типа не обеспечивает синусоидальную форму напряжения. Для компьютеров подобное не критично — в них используются коммутируемые источники питания, позволяя таким устройствам выдержать небольшой провал питания за счёт некоторого количества энергии в собственных конденсаторах. Время переключения офлайн с сети на АКБ колеблется от 2 до 15 миллисекунд. Схема работы ИБП включает в себя инвертор, который превращает постоянный ток АКБ в переменный. Следует отметить, что такие ИБП, как правило, являются маломощными.
2. Линейно-интерактивные ИБП
Возможности источников бесперебойного питания линейно-интерактивного типа особо не отличаются от резервных ИБП. Исключением является способность стабилизации напряжения за счет коммутирующего устройства. Преимущество стабилизации состоит в том, что нет необходимости переключения питания при существенных отклонениях напряжения. Колебания входного напряжения может достигать 20% от нормального значения, но выходное напряжение бесперебойника при этом почти не меняется. Эффективность защиты линейно-интерактивных ИБП составляет 85%.
Бесперебойники линейно-интерактивного типа можно дополнительно разделить на две группы. Устройства первой группы дают на выходе аппроксимированную синусоиду (ступенчатую), а вторая группа выдаёт синусоиду без каких-либо искажений. Наличие чистой синусоиды на выходе позволяет применять эти устройства для защиты электродвигателей и котлов отопления.
3. Онлайн
Самые надёжные и высокотехнологичные ИБП относятся к типу онлайн. В них реализована технология двойного преобразования – наиболее прогрессивная из всех. Степень защиты, которую создают данные ИБП, здесь стремится к 100%. Важно, что режим работы ИБП может быть как от сети, так и от АКБ.
Входной ток преобразуется на выпрямителе в постоянный, после чего инвертор преобразует его снова в переменный. Переменный ток на выходе обладает идеальными параметрами как по форме напряжения, так и по его значению. ИБП содержит в себе резервную линию — байпас, по которой осуществляется питание в случае неисправности какого-либо из узлов источника бесперебойного питания.
Аккумуляторные батареи всегда подключены к цепи, поэтому данные источники бесперебойного питания и были названы «онлайн». Такое устройство бесперебойника позволяет защитить нагрузку от любых видов возмущений, которые могут возникнут в сети.
Однако двойное преобразование имеет и свои недостатки: устройство является достаточно сложным, что отражается на его стоимости.
Классификация ИБП по мощности
Условия эксплуатации задают необходимую мощность устройств при выборе. По данным параметрам примерно выделяют:
• маломощные (до 3 кВА) — в основном однофазные, которые обычно используются для небольших офисов или домашних сетей;
• среднемощные (от 3 до 20 кВА) — применяются в смежных помещениях офисов, небольших производствах;
• мощные (от 20 кВА и выше) — предназначены для крупных промышленных объектов, дата-центров — везде, где требуется стабильное поддержание энергии в течение длительного времени.
Мощные источники бесперебойного питания чаще всего бывают трехфазными, их отличает повышенная производительность. В быту же мы обычно встречаемся с однофазными ИБП.
Современные модели ИБП способны ликвидировать большинство проблем в электрической сети. Они контролируют частоту и напряжение электрической сети и защищают технику от импульсных помех.
Смотреть промышленное электрооборудование от «СЗЭМО Инвертор» на нашем сайте<<