Источники энергии

Принцип построения резервных Off-Line систем основан на том, что нагрузка изначально подключена к сети (рис. p016). В случае отключения или отклонения параметров сетевого напряжения от заданных, нагрузка переключается и запитывается от инвертора использующего энергию аккумуляторных батарей. Время старта инвертора и переключения нагрузки обычно не превышает 4-х миллисекунд.

Самый большой недостаток Off-Line источников -непосредственное подключение нагрузки к сети. При этом помехи беспрепятственно попадают в нагрузку. Мощность таких источников находиться в пределах от 250 до 2000 BA.

Резервные источники Off-Line получили широкое распространение на нашем рынке благодаря низкой стоимости, простоте эксплуатации, наличию удобного и несложного программного интерфейса и маркетинговой политике известной APC (American Power Conversion).

Интерактивные источники (Line-Interactive)

Разновидностью Off-Line ИБП являются так называемые интерактивные источники бесперебойного питания. Они получили широкое распространение. Отличительными признаками этих моделей (рис. p017) являются:

фильтры;

стабилизатор напряжения;

входной переключатель;

автотрансформатор.

В них усовершенствован инвертор и более развит процессор управления. Инвертор вместо ступенчатого формирует напряжение синусоидальной формы. Наиболее совершенные модели позволяют корректировать амплитуду и форму выходного напряжения.

Дополнительно может устанавливаться разделительный трансформатор, осуществляющий гальваническую развязку нагрузки от сети. Функция переключения обмоток автотрансформатора позволила расширить диапазон входного напряжения ИБП до 165...275 В (функция переключения -- повышение пониженного напряжения (+40В) и понижение повышенного (-40В) переключением обмоток автотрансформатора).

Интерактивные источники могут иметь два режима -стандартный (Off-Line) и режим переключения. В них может применяться реверсивный инвертор (рис. p018), работающий в "горячем" резерве, т.е. работающий в нормальном режиме на заряд батарей, а в аварийном -- на разряд.

Все эти нововведения увеличивают стоимость ИБП, но суть его остается та же -- в нормальном режиме ваша нагрузка подключена к сети.

Обобщенные характеристики Off-Line и Line-Interactive источников представлены в табл. t004. В заключение отметим достоинства и недостатки Off-Line источников.

Достоинства:

простота исполнения;

малый вес и габариты;

низкая стоимость;

низкие эксплуатационные расходы;

высокий КПД.

Недостатки:

инвертор не рассчитан на длительную работу;

псевдосинусоидальный выход (кроме Line-Interactive);

фиксированное, малое "окно" по входному напряжению;

неустойчивая работа в нестабильных сетях;

как правило, отсутствие возможности существенно увеличить время автономной работы за счет дополнительных батарей;

отсутствие возможности улучшения параметров входного напряжения (кроме Line-Interactive);

не работают в условиях ухода частоты сетевого напряжения и от дизель-генератора;

не рассчитаны на работу с большими мощностями;

отличное от нуля время переключения на батареи в случае аварии сети;

слабые возможности по управлению мощностью и нагрузкой.

При выборе ИБП отличительным признаком Off-Line режима является равенство допусков на входную и выходную частоты питающего напряжения. Если допуск по частоте на входе ИБП такой же, как и на выходе -- нагрузка подключена непосредственно к сети.

3.1.2. ИБП С ДВОЙНЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ (ON-LINE)

On-Line системы -- это системы генерирующие собственное, стабильное по амплитуде и частоте, синусоидальное напряжение. Они работают по принципу двойного преобразования напряжения: переменное -- постоянное -- переменное (рис. p019).

Входное напряжение от сети переменного тока подается на выпрямитель, где оно преобразуется в напряжение постоянного тока. Это напряжение питает инвертор, а часть энергии используется для заряда батарей. Постоянно работающий инвертор генерирует стабильное напряжение, параметры которого никак не связаны с параметрами входного.

ИБП архитектуры On-Line позволяет:

исключить амплитудные и частотные искажения;

работать в слабых и нестабильных сетях;

эффективно подавлять импульсные помехи.

При пропадании входного напряжения происходит переход на питание инвертора от батарей с нулевым временем переключения без скачка амплитуды и фазы выходного напряжения. Таким образом, On-Line ИБП представляет собой станцию эталонного синусоидального напряжения.

Выходная форма напряжения формируется самим источником и никоим образом не связана с формой напряжения в сети общего назначения. Благодаря минимум двойному преобразованию обеспечивается высокая изоляция выходного напряжения от влияния внешней сети и наоборот, что существенно для защиты информации от несанкционированного доступа со стороны сети общего назначения.

Наиболее совершенные On-Line ИБП выполняют до четырех преобразований:

переменное сетевое напряжение -- в постоянное;

постоянное -- в постоянное напряжение промежуточной шины;

напряжения батарей в напряжение промежуточной шины;

напряжения промежуточной шины -- в выходное переменное напряжение.