Uafbrydelig strømforsyning: formål og specifikationer for driften af ​​en husholdnings-UPS

For at opretholde funktionaliteten af ​​enheder under netværksfejl bruges en uafbrydelig strømforsyning.Afhængigt af typen af ​​forbrugere, der betjenes og effektparametre, skal du vælge forskellige modeller. Disse enheder er efterspurgte, så det er ikke svært at købe en kopi med de nødvendige egenskaber.

Men før du køber, skal du selv forstå dens funktioner og ikke stole på dette problem til ledere, der er interesserede i salg.

I dette materiale vil vi se på UPS'ens design og driftsfunktioner og også tale om reglerne for dens brug.

AC UPS kredsløb

Til husholdningsbehov bruges uafbrydelige strømforsyningsenheder, der er forbundet til et enkeltfaset 220 V-netværk, som kan forsyne forbrugere, der kræver den samme spænding i nogen tid i mangel af elektricitet.

Der er også UPS'er, der er forbundet til indgangen til et trefaset netværk, og udgangen er enten 380 V eller 220 V. De er dog dyre, de bruges, når det er nødvendigt at opnå autonom strøm fra 10 kVA A, som ikke er påkrævet til huslige behov.

Husholdnings AC UPS'er er opdelt i følgende typer i henhold til deres driftsskema:

• backup (offline);
• interaktiv (lineær-interaktiv);
• dobbelt konvertering (online).

De adskiller sig i kvaliteten af ​​udgangsspændingen og prisen.De billigste er standby, og de dyreste er dobbeltkonverterede.

Det enkleste backup-strømdesign involverer et koblingsrelæ og passiv filtrering for at undertrykke interferens.

For at konvertere vekselstrøm til jævnstrøm bruges en ensretter i opladeren. Og den omvendte transformation sker ved hjælp af en inverter.

I uafbrydelige strømforsyningssystemer er almindelige elektromekaniske relæer normalt installeret for at skifte kredsløbet fra netværket til batteriet. Hvis denne del er af høj kvalitet, er dens ressource nok til hele driften af ​​UPS'en. Men oftest, når en blok bryder sammen, ligger problemet netop i dette strukturelle element.

Det interaktive kredsløb adskiller sig fra backupkredsløbet i nærvær af en spændingsstabilisator. Den er designet som en typisk autotransformer med direkte tilsluttede viklinger

Spændingsstabilisering er også til stede i mange husholdningsapparater, så hvis afvigelserne er ubetydelige, så nytter det ikke noget at købe en dyrere lineær-interaktiv model.

Tilstedeværelsen af ​​en transformer tvinger ofte producenten til at bruge tvungen køling, hvorfor sådanne UPS'er er udstyret med kølere. De udsender støj, der i intensitet kan sammenlignes med driften af ​​en computersystemenhed.

I en online-ordning får inverteren strøm løbende fra batterier. Derfor, hvis der opstår et strømsvigt, er overgangstiden til reservestrøm nul

De mest komplekse og dyre dobbeltkonverteringsenheder har også den laveste effektivitet. Elektricitet går tabt til varme, som enheden afgiver. Derfor skal deres brug begrundes.

Den største fordel ved denne type uafbrydelig strømforsyning er den øjeblikkelige reaktion på en strømafbrydelse. Men for de fleste husholdningsapparater er dette ikke så vigtigt. De samme computere er normalt udstyret med en backup eller interaktiv UPS.

De vigtigste parametre

Nu er der mange tilbud på markedet for salg af husholdnings uafbrydelige strømforsyninger. For at bestemme deres formål korrekt og ikke lave en fejl med valget, skal du forstå, hvilke parametre du skal være opmærksom på først.

Vigtigste tekniske egenskaber

Enhedens udgangseffekt bestemmer den maksimalt tilladte værdi, som enheden pålideligt kan levere til forbrugeren. Det måles i volt-ampere (VA). Af hensyn til brugernes bekvemmelighed gives denne værdi ofte og i watt.

For at måle belastningen af ​​enheder kan du enten bruge et amperemeter eller beregne det ved hjælp af aflæsningerne af en måler installeret i lejligheden.

Du kan måle elforbruget ved hjælp af et husstands amperemeter (wattmåler) med en stikkontakt. Den tilsluttede enhed skal indstilles til maksimal forbrugstilstand

Når du bestemmer den reelle effekt af en computer, bør du ikke blive styret af strømforsyningens rating, da den altid købes med en reserve.

Hvis du ikke har et amperemeter, skal du gøre følgende:

1. Afbryd alle kredsløb i panelet undtagen den, der driver computeren.
2. Sluk for alle enheder i dette kredsløb.
3. Tænd for computeren og kør et typisk program på den (for eksempel en video fra YouTube).
4. Vent, indtil måleren ændrer værdien af ​​en tiendedel kilowatt.
5. Tid til næste ændring.

Gennemsnitligt strømforbrug (P, watt) for denne periode (t, minutter) kan beregnes ved hjælp af formlen:

P = 100 * (60/t)

Den næste vigtige egenskab er batterilevetiden. Denne indikator afhænger af den belastning, som UPS'en oplever i det øjeblik. Ved den maksimalt tilladte effekt kører batterierne i en husholdningsenhed i 1-3 minutter. Og på det halve - meget længere (op til 10 minutter).

Grafen over batterilevetidens afhængighed af den gennemsnitlige belastning viser, at denne afhængighed er ikke-lineær. Dette skyldes den måde, batterierne aflades på.

Dette fører til to konklusioner:

• under en strømafbrydelse er det nødvendigt at reducere belastningen, der forbruges af enhederne, så meget som muligt;
• Det er tilrådeligt at købe en UPS med en effekt, der overstiger den beregnede med mindst 30%.

Indgangsspændingsområdet viser den minimale og maksimale tilladte netværksspænding, ved hvilken strøm ikke vil blive skiftet til batterierne. Som regel kan alle UPS'er modstå en rækkevidde på 180-260 V.

Nogle producenter har meget gode (reklame) indikatorer, for eksempel er den lavere værdi 110 V. Her skal du sørge for, at disse tal tages specifikt for den maksimale belastning, og ikke for halvdelen.

En anden vigtig teknisk indikator er støjniveauet. UPS'er lavet ved hjælp af line-interactive eller online-teknologi genererer meget varme, så producenter installerer blæsere på dem. Hvis kølerne er billige, vil de med tiden lave en støj, hvilket er uønsket for et boligareal.

Interface og opsætning

Udseendet af blokke kan være meget forskelligartet. De har normalt en klassisk rektangulær form med indikatorer eller et display på forsiden og strømstik på bagsiden. Deres antal er ikke så vigtigt, da en forlængerledning med en tee kan tilsluttes til udgangen.Dette vil på ingen måde modsige UPS-konceptet.

Modellen kan have et LCD-display, som viser situationen med forsyningen af ​​tilsluttede enheder: tilgængelighed af strøm, antal forbrugere, batteriopladning osv.

Displaysystemet reducerer omkostningerne til udstyr. Derudover er det mere praktisk. Hvis du har brug for at kende nogle parametre, har mange modeller den funktion at forbinde til en computer

For at finde ud af strømforsyningsparametrene, tilstanden af ​​UPS-batterierne og hvordan det virker, kan du tilslutte det til en computer. For mange modeller er denne funktion implementeret, og software er udviklet.

Der er tre hovedtyper af grænseflader:

• USB. Den mest almindelige forbindelse mellem en computer og en UPS.
• RS-232 (COM-port). Sjældent til stede i husholdningsmodeller.
• Ethernet 10/100. Den bruges til fjernstyring af uafbrydelig strømforsyning.

Softwaren til at opnå karakteristika fra UPS'en og dens administration er udviklet ikke kun til forskellige versioner af Windows. For eksempel har den kendte producent Powercom en Android-version af softwaren, der giver dig mulighed for at fjernovervåge strømstatus og om nødvendigt justere driften af ​​den uafbrydelige strømforsyning.

Softwaren giver dig mulighed for at overvåge det elektriske netværks hovedkarakteristika, såsom indgangs- og udgangsspænding, frekvens. Du kan også finde ud af batteriopladning og enhedstemperatur

Uafbrydelige strømforsyninger er placeret i umiddelbar nærhed af beskyttede elforbrugere. De er normalt placeret på gulvet eller på hylder. Nogle modeller er udstyret med fastgørelsesanordninger, der gør det muligt at montere dem på vægge.

Kvaliteten af ​​udgangsstrømmen

Uafbrydelige strømforsyninger skal levere strøm af tilstrækkelig kvalitet.Ved drift på batterier er inverteren ansvarlig for dette, og i tilfælde af netstrøm bør problemområderne udjævnes med filtre og en stabilisator. Interferens, der opstår i et elektrisk kredsløb, har forskellige oprindelser og konsekvenser for elektronik. Derfor skal dette problem også undersøges nøje.

Netværksinterferens og beskyttelse

Alle moderne UPS'er er udstyret med beskyttelse mod problemer forbundet med de enheder, der serviceres. Hvis den samlede belastning overstiger den maksimalt tilladte, eller der opstår en kortslutning, vil den uafbrydelige strømforsyning straks slukke for strømmen.

Interferens i netværket kan opdeles i frekvens og puls. Førstnævnte er ikke så farlige, især for computer- eller tv-strømforsyninger, der omdanner vekselstrøm til jævnstrøm. Sidstnævnte kan give problemer med enhver elektronik.

Derfor er de fleste UPS'er udstyret med overspændings- og harmonisk beskyttelse ved hjælp af varistorer og højfrekvensfiltre.

Fjernelse af interferens på linjen sker i to trin. Først afskærer varistorer højfrekvente impulser, og derefter udjævner filteret små spring

Problemet med udseendet af højspændingsimpulser er typisk ikke kun for strømkabler, men også for datatransmissionsnetværk - computer eller telefon. De kan opstå på grund af eksponering for atmosfærisk elektricitet, nedbrud af nærliggende ledninger, elektrisk interferens og andre årsager.

Mange producenter producerer modeller med evnen til at beskytte et lokalt netværk. Til dette har UPS'en to RJ-45 stik - en til indgang og en til udgang. Signalet passerer gennem et filter, der undertrykker spændingsstigninger. For telefonlinjer er systemet det samme, kun stikkene er i RJ-11 format.

Lav og høj spænding

Spændingsjustering sker ved hjælp af en automatisk spændingsregulator (AVR), hvis hovedelement er en autotransformer. Princippet for dets drift er baseret på at ændre antallet af omdrejninger af en af ​​viklingerne, som et resultat af hvilket spændingen ændres mod at øge eller falde dens værdi.

Tilstedeværelsen af ​​AVR i UPS'en giver dig mulighed for ikke at tænde for den autonome tilstand hver gang, hvis spændingen afviger lidt fra standardværdierne. Dette øger batteriets levetid markant.

Professionelle multimetre som CEM DT 9909 er i stand til at registrere spændingsværdien i lang tid. Brugen af ​​en sådan enhed kan hjælpe med at vælge en stabilisator eller UPS

Ifølge GOST 29322-2014 er en spændingsafvigelse på 10 procent fra referenceværdien tilladt i en periode på højst 1 time. Alle moderne UPS'er med regulatorer klare sådanne udsving.

Output renhed

Typen af ​​udgangssignal afhænger af inverterens model, der er installeret i den uafbrydelige strømforsyning. Ideelt set bør AC-spændingsbølgeformen være en sinusbølge. Men efter konvertering gennem en inverter antager den en trinvis form.

Jo større antallet af trin i den øjeblikkelige spænding i forhold til tid-kurven, jo bedre er kvaliteten af ​​vekselstrømmen. Dette er vigtigt for nogle enheder

Til udstyr, der indeholder asynkrone elektriske motorer (køleskab, klimaanlæg), transformatorstrømforsyninger (lydudstyr af høj kvalitet), APFC-strømforsyninger (servere og kraftige computere) har du brug for en ren eller godt tilnærmet sinusbølge.

Ikke en eneste inverter, og derfor enhver UPS, producerer en ren sinusbølge, uanset hvilket udstyrsproducenter skriver i reklamebrochurer. Tilnærmelsen af ​​udgangssignalet til en sinusform vurderes gennem den totale harmoniske forvrængning (THD).

Signaludgangen fra enheden kan betragtes som sinusformet ved THD<5%. For nogle modeller, såsom IMV NetPro 2000, er dette tal kun 2%.

Regler for brug af UPS

Når du køber en uafbrydelig strømforsyning for at organisere backup-strøm, skal du forstå, hvilke enheder den kan bruges med. Nogle gange er det umuligt at klare sig med kun en UPS, og så skal du tage yderligere forholdsregler for at forsyne dit hjem med strøm.

Tilslutning af husholdningsapparater

Computere, modemmer, routere, video- og lydudstyr er typiske hjemme- eller kontorenheder, hvortil der er tilsluttet uafbrydelige strømforsyninger. Hvis denne teknik indeholder almindelige skiftende strømforsyninger, vil det være nok at købe relativt billige modeller, der ikke producerer en ren sinusbølge.

Moderne modeller er kompakte og har et attraktivt design, der passer harmonisk med andet udstyr ind i det indre af en stue.

Der er heller ingen grund til at købe dyre produkter til belysning. Det vigtigste her er at beregne den maksimale effekt og batterilevetid korrekt.

Ved hyppige udfald er problemet med uplanlagt optøning af køleskabe og madfordærv relevant. Ved beskyttelse af sådant udstyr med asynkrone motorer vil der være behov for UPS'er af et mere komplekst design, da der kræves et "rent" sinusformet signal.

Derudover er det nødvendigt at tage højde for tilstedeværelsen af ​​startstrømme, der opstår ved start af motoren.Forenklet for køleudstyr kan deres værdi bestemmes ved at gange effektværdien med 5.

Hvis køkkenet for eksempel har et køleskab med en samlet effekt på 300 W (ved opstart - 1500 W) og en fryser på 200 W (ved opstart - 1000 W), så skal du have en strømforsyning med ren sinusbølge og en maksimal effekt på mindst 1700 W. Denne værdi blev opnået for det tilfælde, hvor fryseren fungerer, og på dette tidspunkt er køleskabet tændt. Den samtidige start af begge motorer er usandsynlig, og en sådan UPS vil modstå en stigning på et sekund på 2,7 kW.

En enhed af onlinetypen med en maksimal effekt på 2000 W kan fungere i cirka en halv time med et samlet forbrug på 500 W. Da afkølingstilstanden tager omkring 5 minutter, er den uafbrydelige strømforsyning garanteret nok til 6 starter af begge enheder.

I private huse og sommerhuse er det også vigtigt at bruge en UPS til at understøtte et varmesystem med tvungen cirkulation. Pumper har også brug for ren sinus

Uafbrydelige strømforsyningssystemer bruges også aktivt til arbejde gasvarmekedler. I betragtning af prisen på det tilsluttede udstyr bør du ikke spare på kvaliteten af ​​UPS'en i dette tilfælde.

Backup og ekstra strømforsyning

For mange husholdningsapparater er det umuligt at vælge en billig UPS, da der kræves en betydelig maksimal effekt med en lang periode med autonom drift. Vaskemaskiner, elektriske ovne og distribuerede klimaanlæg bruger meget elektricitet.

Du kan selvfølgelig undvære disse enheder under en strømafbrydelse. Dette er tilrådeligt, hvis sådanne afbrydelser forekommer sjældent og i kort tid.Men hvis der træffes en beslutning om at give magtfulde forbrugere autonom kraft, så er det bedre at bruge en benzin- eller dieselgenerator. For hurtigt at starte dem i mangel af spænding bruges et automatisk overførselssystem (ATS).

Hvis du har en ekstra strømkilde, er en UPS stadig værd at bruge, i hvert fald til computere. Det er umuligt at opnå øjeblikkelig start af generatoren og genoprettelse af strømforsyningen.

Lavspændingsstabilisering

Problemet med lavspænding er relevant for faciliteter, der er tilsluttet gamle eller laveffekts elektriske netværk. Hvis denne situation opstår konstant, er det bedre at bruge inputtet stabilisator.

Hvis der er en stabilisator, bringes spændingen i det interne netværk til standardværdier. Dette vil også påvirke enheder, der ikke er tilsluttet UPS'en.

Når spændingen reduceres, øges strømmen, der løber gennem det interne netværk. Lad for eksempel den samlede effekt for forbrugere, der er tilsluttet UPS'en, være 1,5 kW, og den leverede spænding være 190 V.

Så ved Ohms lov:

• jeg₁ = 1500 / 190 = 7,9 A – strøm i kredsløbet op til UPS'en uden stabilisator;
• jeg₂ = 1500 / 220 = 6,8 A – strømstyrke i kredsløbet op til UPS med stabilisator.

Et internt netværk uden stabilisator vil således opleve øget belastning, som måske ikke er taget i betragtning ved valg af ledningstværsnit.

Derfor er det bedre at installere en stabilisator med en konstant lav spænding. I dette tilfælde vil belastningen på UPS-autotransformeren være mindre, hvilket vil forlænge dens levetid. Derudover kan du, under hensyntagen til spændingsudligning, købe billigere uafbrydelige strømforsyninger.

Uafbrydelig strømforsyning til DC-forbrugere

For nogle enheder er det nødvendigt at sørge for uafbrudt strømforsyning med DC 12, 24 eller 48 V. En UPS af denne type er også tilgængelig til salg. Deres markeringer indeholder forkortelsen "DC". Der findes også enheder med en spændingsforsyning på 60, ​​110 eller 220 V, men de bruges i industri eller energi.

Forskellen mellem DC uafbrydelige strømforsyninger i den interne struktur fra klassiske modeller er fraværet af en inverter. Batterierne er forbundet direkte til udgangen gennem en kontaktor med en strømbegrænsende måleshunt for at forhindre uacceptabel dyb afladning af batterierne.

Nogle gange kan der være en stabiliserende konverter ved udgangen, hvis enheder, der drives af UPS'en, er følsomme over for små spændingsudsving.

Sammen med spændingsomformere er en 48 W DC UPS i stand til at forsyne et videoovervågningssystem med en omkreds på op til 1 km

Disse backup strømforsyninger bruges til at beskytte følgende jævnstrømsdrevne husholdningsudstyr:

• CCTV systemer og sikkerhed;
• alle slags sensorer (lækage, røg, brand, bevægelse osv.);
• belysningssystemer;
• telekommunikationsudstyr;
• kommunikationssystemer;
• styresystemkomponenter "smart hus".

Mange DC UPS'er har mulighed for at tilslutte eksterne batterier. I dette tilfælde kan den autonome funktion af de enheder, de betjener, være meget lang.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Kort om de vigtigste egenskaber ved husholdnings-UPS:

Variationen af ​​UPS-typer og deres egenskaber er en konsekvens af de forskellige betingelser for deres brug: strømmen og typen af ​​tilsluttede enheder, parametre og typiske problemer for et bestemt elektrisk netværk.En uafbrydelig strømforsyning er normalt ikke det dyreste element i systemet, men stabiliteten af ​​dets drift afhænger af det. Derfor skal du bestemme driftsbetingelserne og omhyggeligt vælge en model.

Har du stadig spørgsmål om emnet for artiklen? Eller kan du supplere dette materiale med interessante oplysninger om UPS? Skriv venligst dine kommentarer, stil spørgsmål og del din oplevelse i blokken nedenfor.