ИБП (источник бесперебойного питания)

Перебои в сети – не редкость, обеспечить стабильную работу офисного, промышленного, бытового, медицинского электрооборудования сможет источник бесперебойного питания. Это устройства, которые гасят сетевые скачки, фильтруют помехи, защищают электрооборудование, офисную технику, домашний компьютер или котел отопления от перегрузки или неожиданного отключения, чреватого выходом электротехники из строя. Расходы на покупку бесперебойника не сравнимы с расходами на ремонт или новое оборудование.

Производители электротехники предлагают UPS разной функциональности. На случай возможного отключения тока, обрыва провода, сильного провисания сети или при возможных скачках электронапряжения приобретают резервные ИБП. При подключении оборудования для жизнеобеспечения потребуется двойной преобразователь. Можно найти модели средних возможностей. В обзоре представлены основные виды существующих бесперебойников, рассказывается, по каким критериям их выбирают для имеющегося оборудования, работающего от сети 220 или 380 В.

Устройство блока бесперебойного питания

«Начинка» резервных UPS отличается от содержимого двойных преобразователей электротока. Разница так же ощутима, как между обычным трансформатором и инвертором для сварочника. Самые простые модели переключают электротехнику к резервному источнику питания, когда отключают электричество или вольтаж поднимается/повышается критически. ИБП различаются по порогу чувствительности и скорости срабатывания – переключения. Некоторым требуются доли секунды, другим - несколько секунд. Отличаются по накоплению заряда емкости встроенного аккумулятора. Нередко производители предусматривают возможность присоединения дополнительной питающей батареи.

UPS линейно-интерактивные контролируют входное электронапряжение в широком диапазоне, гасят импульсные колебания вольтажа, но не могут изменить частотные параметры. Они также оборудованы батареей на случай перехода в автономный режим электропитания. Line-Interactive подключают к офисной технике, мониторам, рабочему электрооборудованию с низкой чувствительностью к плавности полюсного перехода.

Инверторные конструктивно самые сложные, но надежные. Сначала переменный ток преобразуется в постоянный, затем постоянный снова становится переменным со стабильной вольт-амперной характеристикой.

В каждом источнике бесперебойного питания встроены следующие элементы:

Аккумуляторы

Надежными, рассчитанными на много циклов зарядки/разрядки считаются АКБ со свинцово-кислотной начинкой, они взаимозаменяемые, совместимые. Батарея накапливает заряд, когда техника работает от сети, энергопотребление аккумуляторов незначительное. Когда приходится часто переводить оборудование в автономный режим, ИБП доукомплектовывают внешними съемными АКБ. Можно создать большой запас заряда, используя автомобильные или специальные аккумуляторные блоки различной энергоемкости. Выносные аккумуляторы устанавливают в загородных домах, где далеко инженерные коммуникации, пользуются электрогенераторами с дизелями или бензиновыми ДВС. Бесперебойники с мощными батареями АКБ необходимы для бытовых ПК, мультимедийного электрооборудования. К автономному электроппитанию нередко подключают системы видеонаблюдения, охраны и пожарного оповещения.

Зарядное устройство

В автоматическом режиме поддерживает аккумуляторные батареи в заряженном состоянии, включается только после полной или частичной зарядки, преобразует переменный ток в постоянный. Обеспечивает постоянный контроль за уровнем заряда, данные обычно выводятся на дисплей.

Электронный блок управления

Он сравнивает фактические токовые характеристики с эталонными, когда имеются расхождения, срабатывает автономный режим. От возможностей блока управления зависят параметры настройки, скорость срабатывания. Выпускают модели с ручным управлением м встроенным блоком, параметры настройки устанавливаются на заводе-изготовителе.

Преобразователь

Постоянный ток АКБ преобразует в переменный, по сути это – мини-трансформатор.

Модификации дополнительно оснащаются:

• выпрямителем, он встраивается в онлайн-устройства двойного преобразования электротока, работает в постоянном режиме, сигнал подается на инвертор;
• байпасный блок необходим, когда необходимо ручное или автоматическое подключение электротехники к стандартной сети, минуя бесперебойник.
• бустер выполняет функцию корректора электронапряжения в моделях линейно-интерактивного типа, это дополнительная обмотка с регулятором витков, увеличивает или уменьшает входной вольтаж;
• полупроводниковые фильтры уменьшают искажение выходного сигнала, гасят высокочастотные помехи, импульсные колебания напряжения;
• развязка цепей – это дополнительный трансформатор, повышающий устойчивость UPS к электромагнитным помехам;
• интерфейс расширяет возможности оборудования, встраивают платы удаленного мониторинга, веб-подключения.

При выборе бесперебойника полезно изучать технический паспорт.

Виды

UPS (Uninterruptible Power Supply) различаются по многим параметрам: чистоте выходного сигнала, чувствительности, скорости срабатывания. Для пользователей важны другие эксплуатационные характеристики: особенности, назначение, мощность, стабильность работы. Выпускаются модификации для однофазных сетей 220 В и трехфазных 380 вольт. Можно выбрать различные конструктивные исполнения:

• настенные конструкции;
• напольные варианты;
• унифицированные с размещением на стойках или в шкафах.

Модификации также различаются по входному и выходному типу подключени, учитывается воль-амперная характеристика. В UPS 2 кВА имеются разъемы IEC-320 C13, у более мощных – IEC-320 C19,от 5 кВА оснащаются заземляющим контуром. Для выходного сигнала используют разъемы Schuko СЕЕ 7 тип F под евровилку или розетки IEC-320 C13, для подключения серверов применяют IEC-320 C13 и IEC-320 C19.

По мощности

ИБП по мощностным показателям выбирается соответственно подключаемому оборудованию. Не смысла приобретать домой 2-х киловаттный бесперебойник. КПД будет низким при небольшой нагрузке. Для офисного сервера вариант мощностью 1 кВт окажется слабоват.

При выборе оптимального UPS-устройства суммируется вся подключаемая суммарная нагрузка, предусматривают запас по мощности от 20% до 30%, чтобы не допустить перегруза. От мощностных показателей зависит размер и вес ИБП, Для мощностного понадобится много места, его не всегда можно выделить в небольшой квартире. Возможно, придется уменьшить подключаемую нагрузку.

По назначению

Функционал определяется принципиальной схемой устройств. Выделяют три основные группы батарей:

1. Резервные, маркируемые надписями «Back-UPS» или «Standb», самые доступные, простые по конструкции. За бесперебойность работы подключаемого оборудования отвечают пассивные фильтры, ликвидирующие высоковольтные импульсные скачки, снижающие уровень электромагнитных помех в сети. При просадке сети, когда напряжение исчезает или опускается до критической отметки (порога чувствительности), техника «Off-line» автоматически переключается на питание от батареи, имеющейся в ИБП.

Эти электроустройства рекомендуется приобретать, когда колебания в сети редки. При частой просадке быстро выходят из строя.

1. Линейно-интерактивные модификации оборудованы стабилизатором, ИБП «Line-interactive» способны регулировать входное электронапряжение. На рынке много усовершенствованных моделей, нивелирующих колебание в сети до 20 В. Это самые популярные модификации для бытового применения. Различаются по мощности, форме выходного сигнала.
2. Двойные преобразователи «Double conversation» работают постоянно, в режиме on-line. Это профессиональные UPS-устройства, в которых ток сначала преобразуется в постоянный, за тем инвертор его снова трансформирует в переменный. На выходе получается стабильный сигнал. Бесперебойники on-line приобретают для ответственного оборудования:

• медицинских аппаратов;
• узлов связи;
• котлов системы отопления;
• серверов;
• электротехнических станций;

Для стабильного автономного электроснабжения к ним подключают дополнительные аккумуляторные блоки.

Хотя назначение UPS-блоков – бесперебойное обеспечение током, защита от критических просадок и перебоев напряжения в электосети, функционал современных моделей расширен:

• за счет двойного инверторного преобразования стабилизируется напряжение, это возможности UPS-линейно-интерактивные;
• фильтры минимизируют частотные помехи, снижают импульсные;
• функция «холодный старт» обеспечивает подключение электрооборудования в случае отключения электроэнергии, оно начинает работать в автономном режиме, от аккумуляторного блока.

В современных моделях предусмотрена световая и звуковая индикация сигнала, на дисплее высвечиваются основные рабочие характеристики: уровень токовых параметров в сети, частотность входного и выходного сигналов, фактическая мощность и другие. Возможна синхронизация с компьютером, удаленный мониторинг состояния электросети, включение и отключение нагрузки по таймеру.

По напряжению

Источники бесперебойного питания также различаются по форме выходного вольтажа. ИБП выдают разный тип синусоиды. Не вся электротехника способна выдержать ступенчатую синусоиду работающей батареи. Небольшие «ступеньки» на графике выходного сигнала возникают при смене полярности. «Чистая» синусоиды важна:

• для электродвигателей;
• котлов отопления;
• трансформаторов;
• промышленной и бытовой техники с объемными индуктивными катушками, дросселями;
• серверов;
• телекоммуникационных систем.

При ступенчатом сигнале срок службы такого электрооборудования сокращается или техника перестает работать вообще. Этим объясняется популярность бесперебойных батарей с правильной синусоидой.

Производители называют «чистую» синусоиду немоделированной. Можно встретить пометку «синусоидальная форма тока». Единая маркировка «ступенчатого сигнала» не регламентирована. Встречаются следующие нечеткие формулировки синуса:

• модифицированный;
• квази;
• моделированный;
• аппроксимированный и так далее.

Когда генерируется «чистый» синус, производитель старается указать это преимущество.

Какие технические характеристики заслуживают внимания? На качество сигнала указывает коэффициент нелинейных искажений (Total Harmonic Distortion). Допустимый для чувствительной техники показатель от до 8%. Идеально, когда 0, близок и идеалу сигнал при погрешности 3% или 5%. Если 21%, сигнал ступенчатый. У прямоугольного (меандра) искажения около 43%. Такой показатель производители редко указывают в паспорте ИБП.

«Чистый» синус выдают:

• все модификации онлайн;
• многие линейно-интерактивные;
• некоторые резервные Back-UPS.

Для аппаратуры, не чувствительной к скачкам полярного перехода, можно приобретать недорогие модели резервного типа.

Зная классификацию и особенности UPS-устройств, легче выбрать нужную модификацию, совместимую с электрооборудованием, защищаемым от скачков напряжения в сети. Бесперебойник защитит оборудование от внезапных отключений света, падения напряжения до критических отметок. Вывести технику из строя способен вольтажный скачок выше допустимого предела. Обычно производители ограничиваются пределом 250 В. негативно сказываются изменения частотных показателей. ИБП нивелирует все недостатки электропитания.