Katkematu toiteallikas: kodumajapidamises kasutatava UPSi otstarve ja töö eripära

Seadmete funktsionaalsuse säilitamiseks võrgutõrgete ajal kasutatakse katkematut toiteallikat.Sõltuvalt teenindatavate tarbijate tüübist ja võimsusparameetritest peate valima erinevad mudelid. Need seadmed on nõudlikud, nii et nõutavate omadustega koopia ostmine pole keeruline.

Kuid enne ostmist peate selle funktsioonidest ise aru saama ja mitte usaldama seda probleemi müügist huvitatud juhtidele.

Selles materjalis vaatleme UPS-i disaini ja tööfunktsioone ning räägime ka selle kasutamise reeglitest.

AC UPSi vooluringid

Kodusteks vajadusteks kasutatakse ühefaasilise 220 V võrku ühendatud katkematu toiteseadmeid, mis suudavad elektri puudumisel mõnda aega toita sama pinget vajavaid tarbijaid.

On ka UPS-e, mis on ühendatud sisendiga kolmefaasilisse võrku ja mille väljund on kas 380 V või 220 V. Need on aga kallid, neid kasutatakse siis, kui on vaja saada autonoomne võimsus alates 10 kVA A, mida kodusteks vajadusteks vaja ei lähe.

Kodumajapidamises kasutatavad vahelduvvoolu UPS-id jagunevad vastavalt nende tööskeemile järgmisteks tüüpideks:

• varundamine (võrguühenduseta);
• interaktiivne (lineaarne-interaktiivne);
• topeltkonversioon (võrgus).

Need erinevad väljundpinge kvaliteedi ja hinna poolest.Odavaimad on ooterežiimid ja kõige kallimad topeltkonversiooniga.

Lihtsaim varutoitekonstruktsioon hõlmab lülitusreleed ja passiivset filtreerimist häirete summutamiseks.

Vahelduvvoolu muutmiseks alalisvooluks kasutatakse laadijas alaldit. Ja vastupidine teisendus toimub inverteri abil.

Katkematu toitesüsteemides paigaldatakse tavaliselt tavalised elektromehaanilised releed, mis lülitavad vooluahela võrgust akusse. Kui see osa on kvaliteetne, siis piisab selle ressursist kogu UPS-i tööks. Kuid enamasti, kui plokk laguneb, peitub probleem just selles konstruktsioonielemendis.

Interaktiivne ahel erineb varuahelast pinge stabilisaatori olemasolul. See on konstrueeritud tüüpilise autotransformaatorina, millel on otse ühendatud mähised

Pinge stabiliseerimine on ka paljudel kodumasinatel, nii et kui kõrvalekalded on ebaolulised, siis pole mõtet kallimat lineaar-interaktiivset mudelit soetada.

Trafo olemasolu sunnib sageli tootjat kasutama sundjahutust, mistõttu on sellised UPS-id varustatud jahutitega. Need eraldavad müra, mis on võrreldav arvutisüsteemiüksuse tööga.

Interneti-skeemil toidetakse inverterit pidevalt akudest. Seetõttu on toitekatkestuse korral varutoitele lülitumise aeg null

Kõige keerukamad ja kallimad topeltkonversiooniseadmed on ka kõige madalama efektiivsusega. Elekter läheb soojuseks, mida seade väljastab. Seetõttu peab nende kasutamine olema põhjendatud.

Seda tüüpi katkematu toiteallika kõige olulisem eelis on kohene reageerimine elektrikatkestusele. Kuid enamiku kodumasinate jaoks pole see nii oluline. Tavaliselt on samad arvutid varustatud varu- või interaktiivse UPS-iga.

Kõige olulisemad parameetrid

Nüüd on turul palju pakkumisi kodumajapidamises kasutatavate katkematute toiteallikate müügiks. Nende eesmärgi õigeks kindlaksmääramiseks ja valikuga mitte eksimiseks peate mõistma, millistele parameetritele peaksite kõigepealt tähelepanu pöörama.

Peamised tehnilised omadused

Seadme väljundvõimsus määrab maksimaalse lubatud väärtuse, mida seade suudab tarbijale usaldusväärselt pakkuda. Seda mõõdetakse volt-amprites (VA). Kasutajate mugavuse huvides antakse see väärtus sageli ja vattides.

Seadmete koormuse mõõtmiseks võite kasutada kas ampermeetrit või arvutada see korterisse paigaldatud arvesti näitude järgi.

Elektritarbimist saate mõõta majapidamises kasutatava pistikupesaga ampermeetri (vattmeetri) abil. Ühendatud seade tuleb lülitada maksimaalse tarbimise režiimile

Arvuti tegeliku võimsuse määramisel ei tohiks te juhinduda toiteallika reitingust, kuna see ostetakse alati varuga.

Kui teil pole ampermeetrit, peate tegema järgmist.

1. Ühendage lahti kõik paneeli vooluringid, välja arvatud see, mis toidab arvutit.
2. Lülitage kõik selles vooluringis olevad seadmed välja.
3. Lülitage arvuti sisse ja käivitage selles tavaline programm (näiteks YouTube'i video).
4. Oodake, kuni arvesti muudab kümnendiku kilovati väärtust.
5. Aeg järgmise muudatuseni.

Keskmine energiatarve (P, vatti) selle perioodi kohta (t, minutit) saab arvutada järgmise valemi abil:

P = 100 * (60 / t)

Järgmine oluline omadus on aku tööiga. See indikaator sõltub koormusest, mida UPS sel hetkel kogeb. Maksimaalsel lubatud võimsusel töötavad kodumasina akud 1-3 minutit. Ja poole peal - palju kauem (kuni 10 minutit).

Aku tööea keskmisest koormusest sõltuvuse graafik näitab, et see sõltuvus on mittelineaarne. See on tingitud akude tühjenemise viisist.

See viib kahe järelduseni:

• elektrikatkestuse ajal on vaja seadmete tarbitavat koormust võimalikult palju vähendada;
• Soovitatav on osta UPS, mille võimsus ületab arvestuslikku vähemalt 30%.

Sisendpinge vahemik näitab minimaalset ja maksimaalset lubatud võrgupinget, mille korral akudele toidet ei lülitata. Reeglina taluvad kõik UPS-id vahemikus 180-260 V.

Mõnel tootjal on väga head (reklaami)näitajad, näiteks madalam väärtus on 110 V. Siin peate veenduma, et need numbrid on võetud spetsiaalselt maksimaalse koormuse, mitte poole jaoks.

Teine oluline tehniline näitaja on müratase. Liininteraktiivse või võrgutehnoloogia abil valmistatud UPS-id toodavad palju soojust, mistõttu tootjad paigaldavad neile ventilaatorid. Kui jahutid on odavad, teevad need aja jooksul müra, mis on eluruumi jaoks ebasoovitav.

Liides ja seadistamine

Plokkide välimus võib olla väga mitmekesine. Tavaliselt on neil klassikaline ristkülikukujuline kuju, mille esiküljel on indikaatorid või ekraan ja tagaküljel toitepistikud. Nende arv pole nii oluline, kuna väljundiga saab ühendada teega pikendusjuhtme.See ei lähe UPS-i kontseptsiooniga kuidagi vastuollu.

Mudelil võib olla LCD-ekraan, mis kuvab olukorra ühendatud seadmete tarnimisel: toite olemasolu, tarbijate arv, aku laetus jne.

Kuvamissüsteem vähendab seadmete maksumust. Lisaks on see praktilisem. Kui teil on vaja teada parameetreid, on paljudel mudelitel arvutiga ühendamise funktsioon

Toiteallika parameetrite, UPS-i akude seisukorra ja tööpõhimõtete väljaselgitamiseks saate selle ühendada arvutiga. Paljude mudelite jaoks on see funktsioon rakendatud ja tarkvara on välja töötatud.

On kolm peamist liidese tüüpi:

• USB. Kõige tavalisem ühendus arvuti ja UPS-i vahel.
• RS-232 (COM-port). Kodumajapidamiste mudelites esineb harva.
• Ethernet 10/100. Seda kasutatakse katkematu toiteallika kaugjuhtimiseks.

Tarkvara UPS-i omaduste hankimiseks ja selle haldamiseks on välja töötatud mitte ainult Windowsi erinevate versioonide jaoks. Näiteks tuntud tootja Powercomil on tarkvara Android-versioon, mis võimaldab distantsilt jälgida toite olekut ja vajadusel reguleerida katkematu toiteallika tööd.

Tarkvara võimaldab jälgida elektrivõrgu põhiomadusi, nagu sisend- ja väljundpinge, sagedus. Samuti saate teada aku laetuse ja seadme temperatuuri

Katkematu toiteallikad on paigutatud kaitstud elektritarbijate vahetusse lähedusse. Tavaliselt asetatakse need põrandale või riiulitele. Mõned mudelid on varustatud kinnitusdetailidega, mis võimaldavad neid seintele kinnitada.

Väljundvoolu kvaliteet

Katkematu toiteallikad peavad tagama piisava kvaliteediga voolu.Akudel töötades vastutab selle eest inverter ning võrgutoite puhul tuleks probleemsed kohad filtrite ja stabilisaatoriga siluda. Elektriahelas esinevatel häiretel on elektroonika jaoks erinev päritolu ja tagajärjed. Seetõttu tuleb ka seda küsimust hoolikalt uurida.

Võrgu häired ja kaitse

Kõik kaasaegsed UPS-id on varustatud kaitsega hooldatavate seadmetega seotud probleemide eest. Kui kogukoormus ületab maksimaalset lubatud või tekib lühis, lülitab katkematu toiteallikas kohe toite välja.

Häired võrgus võib jagada sagedusteks ja impulssideks. Esimesed ei ole nii ohtlikud, eriti arvuti või teleri toiteallikate jaoks, mis muudavad vahelduvvoolu alalisvooluks. Viimane võib tekitada probleeme mis tahes elektroonikaga.

Seetõttu on enamik UPS-e varustatud liigpinge- ja harmoonilise kaitsega, kasutades varistoreid ja kõrgsagedusfiltreid.

Häirete eemaldamine liinilt toimub kahes etapis. Esiteks katkestavad varistorid kõrgsageduslikud impulsid ja seejärel silub filter väikesed hüpped

Kõrgepingeimpulsside väljanägemise probleem on tüüpiline mitte ainult toitekaablitele, vaid ka andmeedastusvõrkudele - arvutile või telefonile. Need võivad tekkida kokkupuutel atmosfääri elektriga, lähedalasuvate juhtmestiku riketega, elektriliste häiretega ja muudel põhjustel.

Paljud tootjad toodavad mudeleid, mis on võimelised kaitsma kohalikku võrku. Selleks on UPS-il kaks RJ-45 pistik - üks sisenemiseks ja üks väljumiseks. Signaal läbib filtri, mis summutab pinge hüppeid. Telefoniliinide puhul on süsteem sama, ainult pistikud on RJ-11 formaadis.

Madal ja kõrge pinge

Pinge reguleerimine toimub automaatse pingeregulaatori (AVR) abil, mille põhielemendiks on autotransformaator. Selle tööpõhimõte põhineb ühe mähise pöörete arvu muutmisel, mille tulemusena pinge muutub selle väärtuse suurendamise või vähendamise suunas.

AVR-i olemasolu UPS-is võimaldab teil mitte iga kord autonoomset režiimi sisse lülitada, kui pinge erineb pisut standardväärtustest. See pikendab oluliselt aku kasutusaega.

Professionaalsed multimeetrid, nagu CEM DT 9909, on võimelised salvestama pinge väärtust pikka aega. Sellise seadme kasutamine võib aidata stabilisaatori või UPS-i valimisel

Vastavalt standardile GOST 29322-2014 on 10-protsendiline pinge kõrvalekalle kontrollväärtusest lubatud kuni 1 tunni jooksul. Kõik kaasaegsed regulaatoritega UPS-id tulevad selliste kõikumistega toime.

Väljundi puhtus

Väljundsignaali tüüp sõltub katkematusse toiteallikasse paigaldatud muunduri mudelist. Ideaalis peaks vahelduvpinge lainekuju olema siinuslaine. Kuid pärast muundamist inverteri kaudu omandab see astmelise kuju.

Mida suurem on hetkpinge ja aja kõvera sammude arv, seda parem on vahelduvvoolu kvaliteet. See on mõne seadme puhul oluline

Seadmete jaoks, mis sisaldavad asünkroonseid elektrimootoreid (külmik, konditsioneer), trafo toiteallikaid (kvaliteetne helitehnika), APFC toiteallikaid (serverid ja võimsad arvutusarvutid), vajate puhast või hästi lähendatud siinuslainet.

Ükski inverter ja seega ka UPS ei tekita puhast siinuslainet, hoolimata sellest, mida seadmetootjad reklaambrošüürides kirjutavad. Väljundsignaali lähendamist sinusoidile hinnatakse täieliku harmoonilise moonutuse (THD) kaudu.

Seadme väljundsignaali võib pidada sinusoidseks, kui THD <5%. Mõne mudeli, näiteks IMV NetPro 2000 puhul on see näitaja vaid 2%.

UPSi kasutamise reeglid

Katkematu toiteallika ostmisel varutoite korraldamiseks peate mõistma, milliste seadmetega saab seda kasutada. Vahel on lihtsalt UPSiga võimatu hakkama saada ja siis tuleb kasutusele võtta lisameetmed kodu elektriga varustamiseks.

Kodumasinate ühendamine

Arvutid, modemid, ruuterid, video- ja heliseadmed on tüüpilised kodu- või kontoriseadmed, millega on ühendatud katkematu toiteallikad. Kui see tehnika sisaldab tavalisi lülitustoiteallikaid, siis piisab suhteliselt odavate mudelite ostmisest, mis ei tekita puhast siinuslainet.

Kaasaegsed mudelid on kompaktsed ja atraktiivse disainiga, mis sobivad harmooniliselt elutoa sisemusse teiste seadmetega.

Samuti pole vaja osta kalleid valgustustooteid. Siin on peamine asi maksimaalse võimsuse ja aku tööea õigesti arvutamine.

Sagedaste katkestuste korral on aktuaalne külmikute planeerimata sulatamise ja toidu riknemise probleem. Selliste seadmete kaitsmisel asünkroonsete mootoritega on vaja keerukama konstruktsiooniga UPS-e, kuna vaja on "puhast" siinussignaali.

Lisaks on vaja arvestada mootori käivitamisel tekkivate käivitusvoolude olemasoluga.Külmutusseadmete jaoks lihtsustatult saab nende väärtuse määrata, korrutades võimsuse väärtuse 5-ga.

Kui köögis on näiteks külmkapp koguvõimsusega 300 W (käivitamisel - 1500 W) ja sügavkülmik 200 W (käivitamisel - 1000 W), siis vajate puhta siinuslainega toiteallikat ja maksimaalne võimsus vähemalt 1700 W. See väärtus saadi juhul, kui sügavkülmik töötab ja sel ajal on külmik sisse lülitatud. Mõlema mootori samaaegne käivitumine on ebatõenäoline ja selline UPS peab vastu ühesekundilisele 2,7 kW-le.

Online tüüpi seade maksimaalse võimsusega 2000 W võib töötada umbes pool tundi kogutarbimisega 500 W. Kuna jahutusrežiim võtab aega umbes 5 minutit, jätkub katkematust toiteallikast garanteeritult mõlema seadme 6 käivitamiseks.

Eramajades ja suvilates on oluline kasutada ka sundringlusega küttesüsteemi toetamiseks UPS-i. Pumbad vajavad ka puhast siinust

Tööks kasutatakse aktiivselt ka katkematuid toitesüsteeme gaasiküttekatlad. Arvestades ühendatud seadmete maksumust, ei tohiks te sel juhul UPS-i kvaliteediga kokku hoida.

Varu- ja lisatoiteallikas

Paljude kodumasinate jaoks on võimatu valida odavat UPS-i, kuna pika autonoomse tööperioodi korral on vaja märkimisväärset maksimaalset võimsust. Pesumasinad, elektriahjud ja hajutatud kliimaseadmed tarbivad palju elektrit.

Loomulikult saate elektrikatkestuse ajal ilma nende seadmeteta hakkama. See on soovitatav, kui selliseid katkestusi esineb harva ja lühiajaliselt.Kuid kui otsustatakse varustada võimsaid tarbijaid autonoomse võimsusega, on parem kasutada bensiini- või diiselgeneraatorit. Nende kiireks käivitamiseks pinge puudumisel kasutatakse automaatset ülekandesüsteemi (ATS).

Kui teil on täiendav toiteallikas, tasub UPS-i siiski kasutada, vähemalt arvutite jaoks. Generaatori kohest käivitamist ja toiteallika taastamist on võimatu saavutada.

Madalpinge stabiliseerimine

Madalpinge probleem on aktuaalne vanade või väikese võimsusega elektrivõrkudega ühendatud rajatiste puhul. Kui see olukord esineb pidevalt, on parem kasutada sisendit stabilisaator.

Stabilisaatori olemasolul viiakse majasisese võrgu pinge standardväärtustele. See mõjutab ka seadmeid, mis pole UPS-iga ühendatud.

Pinge vähendamisel majasisese võrgu läbiv vool suureneb. Näiteks olgu UPS-iga ühendatud tarbijate koguvõimsus 1,5 kW ja toitepinge 190 V.

Siis poolt Ohmi seadus:

• I₁ = 1500 / 190 = 7,9 A – vool vooluringis kuni UPS-i ilma stabilisaatorita;
• I₂ = 1500 / 220 = 6,8 A – voolutugevus ahelas kuni UPS-i koos stabilisaatoriga.

Seega tekib majasisene võrk ilma stabilisaatorita suurenenud koormusega, mida ei pruugita juhtmestiku ristlõike valikul arvesse võtta.

Seetõttu on pideva madalpinge korral parem paigaldada stabilisaator. Sel juhul on UPS-i autotransformaatori koormus väiksem, mis pikendab selle kasutusiga. Lisaks saate pinge võrdsustamist arvesse võttes osta odavamaid katkematuid toiteallikaid.

Katkematu toiteallikas alalisvoolu tarbijatele

Mõnede seadmete jaoks on vaja varustada katkematu toiteallikaga DC 12, 24 või 48 V. Müügil on ka seda tüüpi UPS. Nende märgised sisaldavad lühendit "DC". Samuti on olemas 60, 110 või 220 V toitepingega agregaadid, kuid neid kasutatakse tööstuses või energeetikas.

Erinevus alalisvoolu katkematute toiteallikate sisestruktuuris klassikalistest mudelitest on inverteri puudumine. Akud ühendatakse otse väljundisse läbi voolu piirava mõõtešundiga kontaktori, et vältida akude lubamatult sügavat tühjenemist.

Mõnikord võib väljundis olla stabiliseeriv muundur, kui UPS-i toiteseadmed on väikeste pingekõikumiste suhtes tundlikud.

Koos pingemuunduritega suudab 48 W DC UPS toita videovalvesüsteemi, mille ümbermõõt on kuni 1 km

Neid varutoiteallikaid kasutatakse järgmiste alalisvoolutoitega koduseadmete kaitsmiseks:

• CCTV süsteemid ja turvalisus;
• kõikvõimalikud andurid (leke, suits, tulekahju, liikumine jne);
• valgustussüsteemid;
• telekommunikatsiooniseadmed;
• sidesüsteemid;
• juhtimissüsteemi komponendid "tark maja".

Paljudel alalisvoolu UPSidel on väliste akude ühendamise võimalus. Sel juhul võib nende teenindatavate seadmete autonoomne toimimine olla väga pikk.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Lühidalt kodumajapidamises kasutatavate UPS-i peamistest omadustest:

UPS-i tüüpide ja nende omaduste mitmekesisus on tingitud nende erinevatest kasutustingimustest: ühendatud seadmete võimsusest ja tüübist, parameetritest ja konkreetse elektrivõrgu tüüpilistest probleemidest.Katkematu toiteallikas ei ole tavaliselt süsteemi kõige kallim element, kuid sellest sõltub selle töö stabiilsus. Seetõttu peate kindlaks määrama töötingimused ja hoolikalt valima mudeli.

Kas teil on endiselt küsimusi artikli teema kohta? Või saate seda materjali täiendada huvitava teabega UPSi kohta? Kirjutage oma kommentaarid, esitage küsimusi ja jagage oma kogemusi allolevasse plokki.