A durva szinuszhullám egy olyan váltakozó áramú hullámforma, amely nagyjából megközelíti a tiszta szinuszos hullámot. Lehet lépcsőzetes burkológörbe, amelyet különböző polaritású téglalap vagy trapéz alakú impulzusok sorozata ábrázol. A legtöbb használatban lévő szünetmentes tápegység (UPS) kimenetén hozzávetőlegesen szinuszos váltóáramú jel található.
Szünetmentes tápegységek hozzárendelése
Az UPS fő feladata, hogy megmentse a fogyasztókat ellátó váltóáramú feszültséget a hálózatban bekövetkezett hirtelen kiesés esetén. Nem a hálózati feszültség stabilizáló funkcióját látják el, hanem közelített szinuszos váltófeszültség vészforrásai. A szünetmentes tápegységek nem alkalmasak a hozzájuk csatlakoztatott berendezések folyamatos működésére a hálózati feszültségvezetékeken bekövetkező balesetek esetén.
A UPS-nek elég hosszú ideig futnia kell a fogyasztóknak ahhoz, hogy olyan folyamatokat hajtsanak végre, amelyeket nem lehet hirtelen megszakítani. Az UPS hozzávetőleges szinuszos működése közben a normál terhelési leállás feltételei megteremtődnek. Ez továbbra is működőképes marad a későbbi használatra. Gyakran találhat hivatkozást UPS szünetmentes tápegységre. A benne szereplő UPS az angol UPS megjelölés rövidítése.
Források osztályozása
A tápfeszültség minőségére vonatkozó követelményektől függően az UPS szünetmentes tápegységei több típusra oszthatók:
- off-line források, amelyek tartalék típusú vészhelyzeti források;
- vonal-interaktív vagy vonal-interaktív források, amelyek képesek a hálózati feszültséget a névleges értéktől való csekély eltéréssel stabilizálni, és a teljes kimaradáskor közelítő szinuszhullámmal vészüzemi üzemmódba kapcsolni;
- on-line, vagy kettős elektromos konverzióval rendelkező UPS, amely jelentős feszültségingadozások esetén stabilizált hálózati feszültséggel biztosítja a csatlakoztatott terhelést, és teljesen kikapcsolt állapotban vészforrás funkciót lát el.
Bármilyen szünetmentes forráshoz tartozik egy újratölthető akkumulátor, amely elektromos energia tárolója. Az UPS-t megközelítő szinuszhullámmal terhelő eszközök áramminőségi követelményeitől függően,bizonyos áramköri megoldásokat alkalmaznak.
UPS off-line
Az ilyen passzív szünetmentes tápegység a készenléti művelet forrása. Kapcsoló berendezése normál hálózati feszültségminőségi paraméterek mellett biztosítja a terhelés közvetlen csatlakoztatását a hálózathoz. Az UPS bemenetén bekövetkező rövid távú áramszünet esetén a kapcsolókészülék vészhelyzeti (tartalék) üzemmódban adja át az áramellátást a fogyasztóknak. Az elektromos energia forrása ebben az esetben a beépített akkumulátor.
Egyenáramú feszültségét az inverter átalakítja egy módosított váltakozó feszültségű szinuszhullámmá, amelyet a kapcsoló elektromágneses reléjének érintkezőin keresztül táplálnak a terhelés táplálására. Az akkumulátor (akkumulátor) újratöltéséhez a külső tápegység feszültség-egyenirányítója szolgál. Az impulzus-inverter működése során fellépő nagyfrekvenciás interferencia elleni védelem érdekében az UPS-t szűrővel látták el. Elemei védik a terhelő eszközöket a rövid távú túlfeszültségtől is.
Vonal interaktív források
Line-interactive Az UPS a készenléti forrásokkal ellentétben képes stabilizálni a hálózati feszültséget, ha a terhelés közvetlenül csatlakozik hozzá egy elektromágneses relé érintkezőin keresztül. Ezt egy autotranszformátor használatával biztosítják a bemeneti áramkörben. Tekercseinek kapcsolása a hálózati feszültség nagyságától függően automatikusan történik. Növekedésével vagy csökkenésével a váltakozó feszültség a kimeneténfenntartja a 220 V névleges értéket. A legelterjedtebb ilyen típusú UPS autotranszformátora a külső táphálózat feszültségváltozásának (150-270) V tartományában szabályoz.
A mágneskapcsoló átkapcsolása és a módosított szinuszos terhelés vészüzemi üzemmódjába való átállás akkor történik, ha a hálózati feszültség túlzottan, a szabályozási tartományon túl változik. A szabályozás pontosságát az autotranszformátor leágazásainak (lépéseinek) száma határozza meg. Vészhelyzetben, amikor a terhelő eszközöket közelítő szinuszos váltakozó feszültséggel táplálják, a működés ugyanúgy történik, mint egy off-line UPS-nél.
On-line UPS
Az elektromos energia kettős átalakítása az ilyen típusú szünetmentes tápegységekben lehetővé teszi, hogy hozzávetőlegesen szinuszos hullámot kapjon a kimeneti váltakozó feszültségről, amely alakja a tiszta szinuszhoz közelít. Az egyenirányító által egyenárammá alakított hálózati feszültséget ezután az inverter váltóárammá alakítja vissza, amely a terhelés táplálására szolgál.
A beépített akkumulátor az egyenirányító egyenárammal töltődik, és vészüzemben üzembe helyezi. A felhalmozott egyenáramú energiát az inverter a terhelési berendezést tápláló kimeneti váltakozó feszültséggé alakítja. Az ilyen típusú forrásáramkör lehetővé teszi egy további külső akkumulátor csatlakoztatását az UPS-hez.
Amikor a hálózati feszültség visszaáll a normál értékre, kapcsolás történikterhelés ellátása az elsődleges AC hálózatról. Az UPS akkumulátorának elektromos kapacitása határozza meg azt az időt, amely alatt a fogyasztók a hálózati feszültség hirtelen kiesésével dolgozhatnak.
UPS specifikációi
Az UPS kiválasztása annak műszaki jellemzői alapján történik. Az ilyen célú termékekre vonatkozó követelmények teljesítésének minőségét meghatározó műszaki jellemzők a következők:
- teljesítmény a forrás kimenetén a csatlakoztatott terhelés mellett, volt-amperben (VA) vagy wattban (W) mérve;
- kimeneti feszültségtartomány csatlakoztatott terhelés mellett, voltban (V) mérve;
- átviteli idő, amely meghatározza az akkumulátor készenléti üzemmódban lévő terhelésnek a terhelésre való átadásának idejét, ezredmásodpercben (ms) mérve;
- bemeneti hálózati feszültségtartomány, amelyen belül az UPS képes stabilizálni a kimeneti feszültséget anélkül, hogy akkumulátoros tartalék üzemmódba váltana;
- nemlineáris torzítási tényező, amely százalékban határozza meg a tiszta szinuszos kimeneti jel alakjának különbségét;
- üzemidő önálló akkumulátoros tartalék üzemmódban csatlakoztatott terhelés mellett, amelyet a belső akkumulátor elektromos kapacitása határoz meg;
- saját akkumulátorok élettartama a gyártási technológiától függően.
A szünetmentes tápegység kiválasztásakor a szünetmentes tápegység ára is fontos szerepet játszik. Ez közvetlenül függ attól, hogy a fejlesztő milyen áramköri megoldásokat használ a fogyasztó által választott modell létrehozásakor, és kettőtől tucatig terjed.ezer rubel.
Alkalmazások
Az UPS szünetmentes tápegységei rezisztív terhelés mellett is használhatók – olyan eszközökkel, amelyek kapcsolóüzemű tápegységeket is tartalmaznak.
A UPS-t nem használják jelentős reaktív induktív komponensű fogyasztók áramellátására (régi típusú elektronikai eszközök hálózati transzformátorai, motortekercsek, háztartási fűtési kazánszivattyúk). A meglévő szünetmentes tápegységek mindegyikét a fogyasztók egy bizonyos körére tervezték, figyelembe véve annak előnyeit és hátrányait.
Következtetés
A cikk rövid áttekintést ad a jelenlegi, módosított szinuszhullámú szünetmentes tápegységekről. Figyelembe veszik a fejlesztők által a megalkotásuk során alkalmazott áramköri megoldásokat. A bemutatott anyag elolvasása után az olvasó, aki problémái megoldására UPS-t szeretne vásárolni, minden nehézség nélkül áttanulmányozza a hozzá tartozó dokumentációt. Ugyanakkor nem szabad elfelejteni, hogy egy magas termék magasabb árat von maga után a vásárláskor.
