Алгоритм - Учебный центр

Версия сайта для слабовидящих
Заполните форму ниже! Мы вам перезвоним!

Нажав на кнопку "Отправить", Я даю своё согласие на автоматизированную обработку указанной информации, распространяющейся на осуществление всех действий с ней, включая сбор, передачу по сетям связи общего назначения, накопление, хранение, обновление, изменение, использование, обезличивание, блокирование, уничтожение и обработку посредством внесения в электронную базу данных, систематизации, включения в списки и отчетные формы.


Основные технические характеристики источников бесперебойного питания.

Основные технические характеристики источников бесперебойного питания.

Для профессиональной работы с ИБП необходимо знать их основные технические характеристики, которые приведены ниже.

Полная выходная мощность источника бесперебойного питания (output power). Эта мощность определяет наибольшую величину мощности нагрузки, то есть ту величину мощности, которую можно подсоединить к ИБП. Обозначается буквой S, единица измерения - VA или ВА (вольт-амперы). Является геометрической суммой активной и реактивной мощностей. Параметр рассчитывается как произведение действующих (среднеквадратических) значений тока и напряжения. Её значение указывается изготовителем источника питания. Для электросхем, характеризующихся переменным током, существует не одно понятие мощности, а несколько. Это реактивная и активная мощность, обе эти мощности в сумме дают полную мощность. Она измеряется в ВА. Продолжительность автономной работы от батарей намного превысит продолжительность номинальной в том случае, если мощность подсоединенной нагрузки будет намного ниже выходной мощности источника бесперебойного питания. Специалисты дают некоторые советы по подбору полной выходной мощности источника бесперебойного питания: для сервера - не менее 1000 ВА, для обычного офисного ПК с ЖК-монитором хватит 350-700ВА, для мощного игрового ПК или рабочей станции - 700-1000 ВА. Подбирая источник бесперебойного питания по наибольшей мощности, специалисты советуют оставлять запас примерно 20% для последующего апгрейда оборудования.

Активная выходная мощность источников бесперебойного питания. Эта величина определяет наибольшую мощность нагрузки. Обозначается буквой P, единица измерения - ватт (Вт). В случаи отсутствия реактивной составляющей в сети, совпадает с полной мощностью. Определяется как произведение полной мощности на косинус угла n, где n - угол сдвига фаз векторов линейных напряжения и тока, т.е. P = S * cos(n). Типичное значение cos(n) для персональных компьютеров около 0,6-0,7. Эта величина именуется коэффициентом мощности. Очевидно, что для выбора требуемой мощности для источника бесперебойного питания, надо мощность нагрузки в ваттах разделить на величину cos(n).

Реактивная мощность ИБП обозначается буквой Q и рассчитывается как произведение полной мощности S на синус угла n (Q = S * sin(n) ). Единица измерения - вольт-ампер реактивный (вар). Характеризует потери в питающих проводах за счет нагружающего их реактивного тока. При cos(n) = 1 потери отсутствуют, вся мощность вырабатываемая источником питания поступает в нагрузку. Достигают этого за счет использования пассивных компенсирующих устройств или же активной коррекцией коэффициента мощности.

Входной коэффициент мощности (Power Factor) источников бесперебойного питания. Данный коэффициент равняется отношению активной потребляемой мощности к полной. Вычислить полную мощность можно, сложив мощности активную и реактивную, следует сказать, что для совершения полезной работы применяется только активная мощность. "Структуру" потребляемой ИБП мощности определяет входной коэффициент мощности. Чем данный показатель будет ближе к единице, тем потребляемая энергия будет применяться с большей эффективностью: 0,95-0,99 - хороший показатель коэффициента мощности, 0.9 - удовлетворительный показатель коэффициента мощности, 0,8 и ниже - неудовлетворительный показатель коэффициента мощности.

Время переключения режимов (transfer time) характеризует инерционность источника бесперебойного питания, для разных источников составляет приблизительно до 2-15 мс. Такое количество времени требуется для осуществления переключения нагрузки в режим питания энергией от батарей из режима электропитания от сети. При осуществлении переключения возникает краткосрочный провал в подаче на нагрузку напряжения. Время переключения, которое равняется меньше 2-5 мс (четверти периода синусоиды входного напряжения), можно называть хорошим показателем. Время переключения на батарею у источника бесперебойного питания, имеющего двойное преобразование, равняется нулю, это можно объяснить тем, что нагрузка в данных приборах подключена постоянно к инвертору.

Допустимая нагрузка (over load) характеризует устойчивость источника бесперебойного питания при перегрузках по мощности, измеряется в процентах по отношению к номинальной мощности. Определяет устойчивость ИБП к нестационарным перегрузкам.

Время автономной работы определяет ся емкостью аккумуляторной батареи и размером нагрузки. Для типовых источников бесперебойного питания небольшой мощности, питающих персональные компьютеры, оно составляет 5-10 мин. Это время рассчитано на то, чтобы пользователь мог закрыть все работающие приложения с сохранением информации и выключить ПК в нормальном режиме.

Время работы (Полная нагрузка). Продолжительность работы источника бесперебойного питания при подключении полной нагрузки от батарей. Почти во всех моделях ИБП для защиты компьютера время функционирования при абсолютной нагрузке равняется 5-15 минут. Этого времени вполне достаточно для того, чтобы успеть сохранить нужную информацию и закончить работу на компьютере. Если вы желаете создать бесперебойное питание для сервера, следует подбирать модели ИБП, характеризующиеся значительной продолжительностью работы, или те модели ИБП, в которых имеется возможность подсоединения еще одной или нескольких дополнительных батарей для повышения продолжительности автономной работы. Значительное время автономной работы способны гарантировать те источники бесперебойного питания, выходная мощность которых значительно больше мощности нагрузки.

Время работы (Половинная нагрузка). Продолжительность функционирования источника бесперебойного питания от батарей при включении половинной нагрузки. При половинной нагрузке продолжительность функционирования больше продолжительности функционирования при полной нагрузке, оно даже может равняться 20-40 мин.

Максимальная поглощаемая энергия импульса  - это наибольшая энергия импульса в электросети, которую может поглотить источник бесперебойного питания. В электросети периодически возникают электроимпульсы высокого напряжения. Причины появления этих импульсов могут быть самые разные: наводка от электромагнитного импульса в высоковольтных линиях электропередач, переходные процессы во время коммутации мощных нагрузок в сети, другие. Последствия появления в сети высоковольтного импульса могут быть очень плачевными для всех подключенных в это время в сеть электронных приборов. Величина тока, напряжением импульса, продолжительность импульса - все это определяет энергию импульса. Чем наибольшая величина поглощаемой энергии импульса будет больше, тем нагрузка будет надежнее защищена от возникновения в сети высоковольтных импульсов.

Коэффициент полезного действия (КПД) источника бесперебойного питания можно вычислить путем отношения выходной мощности прибора к потребляемой прибором мощности от электрической сети. Разница между мощностью потребляемой прибором и мощностью выходной тратится на электромагнитное излучение и бесполезный нагрев воздуха. Коэффициент полезного действия ИБП демонстрирует, насколько экономично устройство, и эффективность работы устройства тем выше, чем ближе данный показатель к 100 процентам.

Коэффициент нелинейных искажений (КНИ).  Данный коэффициент показывает степень отличия формы идеальной синусоидальной от формы сигнала на выходе устройства. В зависимости от величины КНИ легко приблизительно охарактеризовать выходной сигнал: свыше 40-45% - сигнал прямоугольной формы, 18-22% - сигнал ступенчатой формы или трапециевидной формы, 3-5% - форма подобная синусоидальной, 0% - идеальная синусоидальная форма. Чем значение КНИ меньше, тем нагрузка будет получать более качественное питание, тем будет ниже величина возмущения в переходном процессе во время переключения режимов работы источника бесперебойного питания.

Входное напряжение (вход). ИБП рассчитан на работу с определенным типом электропитания. Есть два варианта: трехфазная и однофазная сеть. Трехфазный электрический кабель применяется при подключении к подстанции здания. Если вы планируете применять источник бесперебойного питания для подсоединения мощной нагрузки, следует применять те источники бесперебойного питания, что рассчитаны на подсоединение к силовому кабелю трехфазной сети. ИБП Трехфазные имеют ряд преимуществ: повышение надежности работы сети, оптимальное распределение по фазам мощности, отсутствие проблем, возникающих во время разделения трехфазной сети на однофазную. Все трехфазные источники бесперебойного питания характеризуются схемой с двойным преобразованием. Подобные устройства на выходе способны выдавать и трехфазное напряжение, и однофазное напряжение. В офисах и квартирах почти всегда применяется однофазная разводка сети. По этой причине почти все "обычные" источники бесперебойного питания рассчитаны на взаимодействие с однофазной сетью.

Форма питающего напряжения. Эта характеристика источника бесперебойного питания имеет важное значение для нагрузки. В режиме работы ИБП от аккумуляторных батарей на нагрузку может поступать выходное переменное напряжение близкое к прямоугольной форме (меандр), из-за сглаживающих свойств фильтров, аппроксимированная синусоида и чистая синусоида. Самая близкая к синусоиде форма выходного напряжения получается применением широтно-импульсной модуляции. Получение синусоиды в качестве питающего напряжения характерно лишь для ИБП On-line и некоторых источников питания Line-Interactive.

Диапазон входного питающего напряжения (input voltage) определяет пределы допустимых значений напряжения в сети, при которых источник бесперебойного питания еще способен поддерживать напряжение на выходе, не переключаясь на питание от аккумуляторов. Для некоторых моделей этот диапазон зависит от нагрузки. К примеру, при 100% нагрузке диапазон входных напряжений может составлять 15-20% от номинального, при 50% нагрузке - этот диапазон составляет 20-27% от номинального, а при 30% нагрузке - 40% номинального. От этого параметра зависит срок службы аккумуляторов, чем шире диапазон, тем дольше прослужат аккумуляторы при прочих равных условиях.

Минимальное входное напряжение. Наименьшее входное напряжение, когда осуществляется переход на работу от аккумуляторов. В конструкции источника бесперебойного питания имеется управляющий блок, он отслеживает значение величины входного напряжения. Если эта величина начинает выходить за допустимые границы диапазона, то подсоединенная к источнику бесперебойного питания нагрузка переключается на инвертор, данный инвертор функционирует от аккумулятора и дает на выходе необходимое напряжение.

Входное рабочее напряжение источника бесперебойного питания резервного типа зачастую размещается в диапазоне 187-264 В. Для источников питания линейно-интерактивных гораздо шире типичный диапазон рабочего напряжения, он будет уже 160-286 В. У источников бесперебойного питания линейного типа диапазон входного напряжения бывает еще более широким, этот диапазон определяют возможности выпрямителя, данный выпрямитель используется с целью преобразования в постоянное напряжение входного переменного напряжения. В некоторых ИПБ пользователь может задать порог для перехода в автономный режим работы самостоятельно.

Максимальное входное напряжение - наибольшее входное напряжение, при котором осуществляется переход на функционирование от батарей. В конструкции источника бесперебойного питания имеется управляющий блок, он следит за значением входного напряжения. Если входное напряжение пересечет границу допустимого диапазона, то нагрузка, подсоединенная к источнику бесперебойного питания, переключается на инвертор, что функционирует от батареи и гарантирует на выходе нужное напряжение. Входное рабочее напряжения источника бесперебойного питания резервного типа зачастую не выходит из пределов 187 - 264 В. Для линейно-интерактивных источников питания типичный диапазон рабочего напряжения значительно более широк, он равен от 160 до 286 В. Диапазон входного напряжения у линейных источников бесперебойного питания может быть еще более широким, так как определяется он возможностями выпрямителя, что из входного переменного напряжения создает постоянное. В некоторых моделях ИБП можно задать порог для перехода в автономный режим работы вручную.

Выходное напряжение (выход) - тип получаемого на выходе источника бесперебойного питания напряжения. Существуют варианты выходного напряжения, это трехфазное выходное напряжение и однофазное. В наших квартирах и офисах почти всегда применяется однофазная разводка сети. Вот почему не сверхмощные, а обычные источники бесперебойного питания выдают на выходе однофазное напряжение. Те источники бесперебойного питания, которые на выходе создают трехфазное напряжение, можно отнести к мощным промышленным системам, они способны обеспечивать бесперебойным электропитанием целые здания и комнаты.

Форма выходного напряжения источника бесперебойного питания. Существуют разные формы выходного напряжения: ступенчатая аппроксимация синусоиды, чистая синусоида. В простых и дешевых моделях источника бесперебойного питания применяется зачастую ступенчатая аппроксимация синусоиды. Если нагрузкой будут компьютерные системы и иная электроника, имеющая импульсные блоки питания, то данная форма питающего напряжения будет приемлема. Чистая синусоида применяется часто в моделях линейно-интерактивных источников бесперебойного питания, а также в источниках бесперебойного питания, характеризующихся двойным преобразованием. Чтобы организовать "правильную" формы выходного сигнала, следует применять усложненную схему инвертора. Главные плюсы выходного напряжения синусоидальной формы: в случае переключения нагрузки на автономное питание от батарей с питания от электросети, переходные процессы будут намного меньше, это говорит о том, что увеличивается надежность функционирования источника бесперебойного питания. Применение питающего напряжения грубой формы - путь к возникновению в линиях питания высокочастотной составляющей, что может спровоцировать наводки на сигнальные линии в электронных приборах. Для той нагрузки, в которой применяются трансформаторные блоки питания, можно применять источники бесперебойного питания, дающие на выходе чистую синусоиду.

Коэффициент искажения формы выходного напряжения (total harmonic distor tion - THD) характеризует отклонение формы выходного напряжения от синусоиды, измеряется в процентах. Маленькие значения коэффициента соответствуют форме выходного напряжения, приближающейся к синусоидальной.

Минимальная выходная частота - наименьшая допустимая выходная частота при автономной работе. В случае перехода в автономный режим функционирования, стабильность частоты выходного напряжения напрямую зависит от качества функционирования инвертора. Инвертором называют устройство, предназначенное для преобразования с целью питания нагрузки постоянного напряжение от аккумулятора в напряжение переменное. По отечественным стандартам в электрической сети считается допустимым максимальное отклонение частоты, равное не более 49.6-50.4 Гц (это 0.8% от 50 Гц). В лучшем варианте источник бесперебойного питания должен гарантировать эту же стабильность выходного напряжения. Что касается практики, то почти каждый блок питания ПК способен функционировать с отклонениями до 6% в частоте питающего напряжения (это примерно 47-53 Гц). Если источник бесперебойного питания гарантирует выходную частоту в таких пределах, то этого хватит для нормальной работы.

Частота входного напряжения (input frequency) - характеризует диапазон отклонения частоты электросети. При нормальных условиях эксплуатации отклонение частоты от номинального значения, как правило, не превосходит 1 Гц.

Минимальная входная частота - наименьшая частота входного напряжения, при данной частоте источник бесперебойного питания переходит в автономный режим функционирования. Управляющий блок почти во всех моделях источника бесперебойного питания следит и за частотой, и за величиной входного напряжения. Если в электрической сети частота выходит за рамки допустимого диапазона, то нагрузка, подсоединенная к источнику бесперебойного питания, переключается на инвертор, что функционирует от аккумулятора и гарантирует на выходе нужную частоту напряжения. Почти все блоки питания ПК созданы на работы с частотой от 47 до 53 Гц, вот почему почти все источники бесперебойного питания применяют в качестве рабочего данный диапазон частот. В некоторых моделях этих устройств имеется возможность устанавливать максимальную и минимальную границу рабочей частоты входного напряжения вручную.

Максимальная входная частота - наибольшая частота входного напряжения, при данной частоте источник бесперебойного питания переходит в режим автономной работы. Почти во всех моделях источника бесперебойного питания управляющий блок следит и за частотой, и за величиной входного напряжения. В случае выхождения в электросети частоты за допустимый диапазон, нагрузка, подсоединенная к источнику бесперебойного питания, переключается на инвертор, он функционирует от аккумулятора и гарантирует на выходе нужную частоту напряжения. Многие компьютерные блоки питания выпускаются для функционирования с частотой 47-53 Гц, вот почему большая часть источников бесперебойного питания применяет в качестве рабочего данный диапазон частот. В некоторых моделях этих устройств имеется возможность вручную выбирать максимальную и минимальную границы рабочей частоты входного напряжения.

Максимальная выходная частота - наибольшая допустимая величина выходной частоты при функционировании от батареи. Стабильность частоты выходного напряжения, в случае перехода в автономный режим работы, определяется качеством работы инвертора. Это устройство служит для преобразования постоянного напряжения от аккумуляторов в переменной напряжение для осуществления питания нагрузки. По нашим стандартам в электрической сети допускается наибольшее отклонение частоты питающего напряжения до 0,8% от 50 Гц (49,6-50,4 Гц). Желательно, чтобы источник бесперебойного питания гарантировал эту же стабильность выходного напряжения. На практике почти все блоки питания ПК способны функционировать с отклонениями в 6% (47-53 Гц). Вот почему, если источник бесперебойного питания гарантирует выходную частоту в данных пределах, то почти всегда этого хватит.

Стабильность выходного напряжения (батарейный режим) - отклонение при автономной работе выходного напряжения от номинального значения. Качество функционирования инвертора определяет стабильность выходного напряжения. Инвертором называют генератор. Этот генератор, питаясь от аккумуляторов, на выходе создает переменное напряжение (220 В или 230 В). Так как многие импульсные блоки питания гарантируют нормальное функционирование прибора в широком диапазоне напряжений, то для домашних ПК данный параметр не сильно важен. В источниках бесперебойного питания, что применяются для защиты оборудования высокой стоимости, фирмы-производители все параметры выходного напряжения пытаются сделать наиболее стабильными, это увеличивает надежность функционирования систем. В данных устройствах стабильность выходного напряжения равняется более 5 %.

Количество выходных разъемов питания. Нужно иметь ввиду, что бесперебойное питание нагрузки гарантируют не все выходные разъемы в источнике бесперебойного питания. Есть и такие модели ИБП, где некоторые разъемы подсоединены к электросети, можно сказать, почти напрямую (зачастую еще применяется специальный защищающий нагрузку от импульсных помех фильтр). К данным разъемам следует подсоединять те устройства, которые не нуждаются в постоянном бесперебойном питании. В ИБП могут присутствовать следующие типы разъемов.

UPS - выходные разъемы, для которых гарантируется подача бесперебойного питания. Если пользователь собирается к защищенным линиям питания подсоединять одновременно несколько приборов, к примеру, ПК, внешний модем и т. д., то ему следует обратить свое внимание на данный параметр. В качестве выходных разъемов питания могут выступать как обычные евророзетки, так и специальные компьютерные розетки.

CEE 7 (евророзетка) является универсальной и подходит для любой бытовой техники. Поэтому такой тип разъема будет необходим тем, кто собирается использовать ИБП не только для компьютера, но и для другой техники.

IEC 320 C13 (компьютерная розетка) используются для подключения компьютера к ИБП. Для подключения других электроприборов понадобится специальный переходник. Крест-фактор (crest factor) отображает способность источника бесперебойного питания питать потребляющую импульсный ток нагрузку. Крест-фактор рассчитывается как отношение значения импульсного тока в нелинейной нагрузке к значению тока синусоидальной формы линейной нагрузки при равной потребляемой мощности. Величина его зависит от формы питающего напряжения.

Срок службы аккумуляторных батарей составляет 4-5 лет, но реальный сильно зависит от условий эксплуатации: частоты переключений в автономный режим, условий зарядки, окружающей среды.


Лицензия