يعد مصدر الطاقة غير المنقطعة عنصرًا مهمًا عند بناء الأنظمة المعقدة التي تتطلب التشغيل المستمر وتضمن سلامة المعدات من المشاكل المحتملة في الشبكة الكهربائية. يقدم السوق حاليًا مجموعة واسعة من المنتجات في فئات مختلفة من حيث السعر والجودة وجغرافيا الإنتاج. من الصعب اتخاذ القرار، خاصة إذا لم يكن لديك الخبرة اللازمة. تشير الموارد المالية إلى أنه يجب عليك التعامل مع مسألة الاختيار مع مراعاة ميزانيتك الخاصة. لذلك، قبل الاستثمار في مصدر الطاقة غير المنقطعة، يجب عليك الإجابة على عدة أسئلة مهمة:

• ما مقدار المعدات المهمة التي ستحميها؟
• ما هو العمر الأمثل لبطارية الجهاز في حالة انقطاع التيار الكهربائي؟

للإجابة على الأسئلة المطروحة أعلاه، من الضروري الخوض في تفاصيل فئات إمدادات الطاقة غير المنقطعة في السوق اليوم. وحدد أيضًا المعايير الرئيسية التي يجب أخذها في الاعتبار من أجل اتخاذ قرار مستنير.

دروس يو بي إس

يمكن تقسيم المجموعة الكاملة لإمدادات الطاقة غير المنقطعة الحديثة المتوفرة في السوق اليوم إلى عدة فئات تختلف عن بعضها البعض في دوائرها، وكذلك في سلوكها سواء في التشغيل العادي أو في تشغيل البطارية.

تسليط الضوء:

• النسخ الاحتياطي أو (النسخ الاحتياطي)،
• UPS الخطي التفاعلي ()،
• UPS تحويل مزدوج (، تحويل مزدوج).

يعتبرون الأبسط والأكثر تواضعًا. عندما تعمل الشبكة في الوضع العادي، تدخل الكهرباء إلى مدخل UPS ويتم توصيلها إلى الحمل الرئيسي. في حالة حدوث خسائر وارتفاع الجهد في الشبكة، يتحول مصدر الطاقة غير المنقطع تلقائيًا إلى البطارية. تتمثل العيوب الرئيسية لهذا المخطط في أن تحويل طاقة UPS إلى البطاريات يستغرق من 4 إلى 10 مللي ثانية. عند التشغيل في وضع طاقة البطارية، لا ينتج خرج UPS جيب الجيب المعتاد للشبكة، بل جيب تقريبي.

سيكون مصدر الطاقة غير المنقطع المزود ببطاريات مدمجة هو الحل الصحيح عندما يكون كل ما هو مهم، في حالة حدوث مشكلات في الجهد الكهربي في الشبكة، هو إيقاف تشغيل الجهاز بشكل صحيح، والذي يستغرق من 5 إلى 10 دقائق.

إذا كنت بحاجة إلى مزيد من وقت تشغيل الجهاز، فأنت بحاجة إلى حساب تيار تفريغ البطارية المطلوب. يمكنك القيام بذلك على النحو التالي:

من كل ما سبق، يصبح من الواضح أنه عند اختيار مصدر طاقة غير منقطع، من الضروري مراعاة العديد من الفروق الدقيقة الفنية والمادية البحتة، والتي يتم تحديدها من خلال الموقع المحدد لـ UPS والمعدات المتصلة به، ومن خلال عدد من العوامل الأخرى.

لتسهيل العمليات الحسابية عند اختيار UPS، تمتلك شركة NAG أداة ملائمة - يمكنك من خلالها تحديد جميع المعلمات الضرورية.

الاهتزازات الكهربائية وخصائصها

التذبذبات الكهربائية الكلاسيكية، التي تحدث على سبيل المثال في دائرة تذبذبية أو عند خرج مولد تيار متردد، تكون توافقية. وهذا يعني أن اعتماد شدة التذبذب (القيمة اللحظية للجهد أو التيار) على الوقت يمكن تمثيله بيانياً في شكل جيبي.

في الحياة الواقعية، قد ينحرف مظهر موجة الجهد أو التيار قليلًا عن الموجة الجيبية النقية. دعونا نرى ما هي المعلمات التي تميز العملية التذبذبية الكهربائية.

أرز. 21. معلمات الاهتزاز الكهربائي

قيمة السعة أو السعة هي أقصى انحراف لكمية متذبذبة عن مستوى الصفر.

القيمة الفعالة للتيار أو الجهد تساوي عدديًا ذلك التيار المباشر أو جهد التيار المباشر الذي ينتج نفس التأثير الحراري في الموصل. القيمة الفعالة للجهد أو التيار تساوي جذر متوسط ​​مربع القيمة للقيمة المقابلة خلال فترة التذبذب.

عامل السعة أو عامل القمة هو نسبة سعة التذبذب إلى قيمته الفعالة. يكون دائمًا أكبر من أو يساوي 1. بالنسبة للتذبذب التوافقي (الجهد الجيبي أو التيار)، يكون معامل السعة = 1.41 (بشكل أكثر دقة، جذر اثنين). يمكن أن يختلف عامل قمة التذبذبات غير الجيبية بشكل كبير عن هذه القيمة.

لا يصف عامل السعة التذبذبات غير الجيبية بشكل لا لبس فيه. يمكن أن يكون للعمليات التذبذبية ذات الأشكال المختلفة نفس معاملات السعة.

من أجل وصف التذبذبات الدورية المعقدة بشكل كامل، يتم تمثيلها بشكل مصطنع كمجموع عدة تذبذبات توافقية ذات ترددات متعددة (التوافقيات). لذلك، على سبيل المثال، من أجل وصف عملية غير توافقية بتردد أساسي (التوافقي الأول) يساوي 50 هرتز، يتم تمثيلها كمجموع العمليات التذبذبية بترددات 50 هرتز، 100 هرتز (التوافقي الثاني)، 150 هرتز. هرتز (التوافقي الثالث)، الخ.د.

ويسمى تحليل الاهتزاز المعقد الذي يتم بهذه الطريقة بالتحليل التوافقي أو تحليل فورييه (سمي على اسم عالم الرياضيات والفيزياء الفرنسي). نتيجة التحليل التوافقي هي ما يسمى بطيف العملية التذبذبية - اعتماد شدة كل توافقي على رقمه.

في التين. ويبين الشكل 22 عملية تذبذبية اعتباطية وبداية طيفها.

أرز. 22. الاهتزازات الكهربائية وطيفها.

لتمثيل اهتزاز معقد بدقة، يجب أن تؤخذ في الاعتبار على الأقل عشرات التوافقيات.

كخاصية أساسية لدرجة الاختلاف بين شكل العملية التذبذبية والجيوب الأنفية، غالبًا ما يستخدم في روسيا معامل التشوه التوافقي (العامل التوافقي) - كجم. ويبين ما هي نسبة الطاقة الموجودة في التوافقيات الأعلى، مقارنة بالطاقة الموجودة في التوافقيات الأولى.

وفي بلدان أخرى، يتم ذلك عادة باستخدام عامل التشوه التوافقي الكلي. ثدف). إنه يوضح نسبة الطاقة الموجودة في التوافقي الأخير مقارنة بالطاقة الإجمالية للاهتزاز.

من الواضح أنه بالنسبة للعمليات الجيبية تقريبًا فإن Kg وTHDF متساويان عمليًا. ولكن مع التشوهات الكبيرة فإنها تختلف. ويبين الجدول عدة نقاط تميز هذا الاختلاف.

كلغ، ٪	ثدف،٪
0	0
10	10
20	20
30	29
40	37
50	45
60	51
70	57

معامل التشوه التوافقي لعملية التذبذب الجيبية البحتة هو صفر (كل الطاقة موجودة في التوافقي الأساسي). عادة ما يعتبر أن التذبذب يختلف قليلاً عن التذبذب الجيبي إذا كان معامل التشوه التوافقي لا يتجاوز 5٪.

الأحمال الخطية وغير الخطية

إذا قمنا بتوصيل مقاومة بمصدر جهد مستمر وقمنا بتغيير قيمة الجهد، فإن التيار المتدفق في الدائرة سوف يتغير بما يتناسب مع الجهد.

إذا قمنا بالاتصال بمصدر الجهد المتردد الجيبي (على سبيل المثال، إلى شبكة أو إلى يو بي إسمع المقاوم جهد الخرج الجيبي، فإن القيمة اللحظية للتيار في الدائرة ستكون متناسبة مع القيمة اللحظية للجهد. وبالتالي، فإن التيار في الدائرة سيكون جيبيًا، ومتوافقًا مع الجهد (أي سيتم ملاحظة القيم القصوى للتيار في نفس الأوقات تمامًا مثل قيم الجهد القصوى.

أرز. 23 أ. الاستهلاك الحالي للمقاوم في دائرة التيار المتردد.

إذا قمنا بتوصيل سعة أو محاثة أو أي مزيج منهم مع مقاومات بمصدر جهد جيبي، فإن التيار في الدائرة سيظل جيبيًا (انظر الشكل 23ب).

أرز. 23 ب. الاستهلاك الحالي للحمل بالسعة في دائرة التيار المتردد.

لكن في هذه الحالة، فإن القيم القصوى للتيار سوف تتقدم على القيم القصوى للجهد (كما في الشكل) أو تتأخر عنها. اعتمادا على غلبة السعات أو المحاثات في الدائرة، يسمى هذا الحمل بالحمل البيئي أو الاستقرائي. وفي المجموع، تسمى جميع الأحمال (مستهلكي الكهرباء) مع استهلاك تيار جيبي (عند جهد جيبي) خطية.

يعد مصدر طاقة التبديل (على سبيل المثال، جهاز كمبيوتر) بمثابة حمل غير خطي. إذا كان الكمبيوتر متصلاً بمصدر جهد جيبي، فإن اعتماد التيار الذي يستهلكه الكمبيوتر في الوقت المحدد سيكون له الشكل الموضح في الشكل. القرن الثالث والعشرون

أرز. القرن الثالث والعشرون الاستهلاك الحالي للحمل غير الخطي في دائرة التيار المتردد.

يوضح الشكل بوضوح أن الكمبيوتر يستهلك التيار فقط في اللحظات التي يكون فيها الجهد قريبًا من الحد الأقصى، ولا يستهلك التيار عند الجهد المنخفض.

يمكن وصف شكل التيار الذي يستهلكه الحمل غير الخطي بنفس المعلمات مثل أي عملية تذبذبية.

عامل قمة

دائمًا ما يكون عامل السعة (عامل الذروة) للاستهلاك الحالي لتحويل مصادر الطاقة أكبر بكثير من الوحدة. وعادة ما يكون في حدود 2 إلى 3، ولكن يمكن أن يكون أكثر من 5.

يجب أن يكون مصدر الطاقة غير المنقطع مصممًا للتعامل مع عوامل الذروة هذه. أولئك. يو بي إسيجب ألا يوفر فقط قيمة تيار فعالة تتوافق مع الحد الأقصى للحمل، ولكن أيضًا قيمة تيار قصوى (سعة) تتجاوز بشكل كبير سعة التيار الجيبي بنفس القيمة الفعالة.

إن حجم عامل القمة ليس خاصية ثابتة لمصدر الطاقة. إنه نتاج التفاعل بين مصدر الطاقة وحمله (على سبيل المثال، جهاز كمبيوتر) والمصدر الحالي الذي يتصل به. لذلك، عند تشغيله من الشبكة، يمكن أن يساوي 2 أو 3. إذا تم تشغيل الكمبيوتر منها يو بي إسمع التبديل، الذي يحتوي على جهد خرج في شكل متعرج مع توقف مؤقت، ثم يتم تقليل عامل القمة إلى 1.8-2. يتيح لك توصيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك بمحول الطنين الحديدي تقليل عامل القمة بشكل أكبر. وهذا يقلل من الحمل على مصدر الطاقة للكمبيوتر ويزيد من طول عمره.

من ناحية أخرى، إذا تم ترك مصدر طاقة الكمبيوتر للعمل في وضع الخمول أو مع حمل صغير جدًا (على سبيل المثال، خذ مصدر طاقة بقدرة 400 واط ووضعه في كمبيوتر شخصي بسيط بأقل قدر من الطاقة)، ​​فإن عامل الذروة الحالي يمكن أن تكون كبيرة جدًا (على سبيل المثال، 5). إذا تم تحميل نفس مصدر الطاقة بالكامل (على سبيل المثال، مثبتًا في خادم ملفات به أقراص كبيرة وأجهزة مودم وما إلى ذلك)، فسوف ينخفض ​​عامل السعة (وسيكون، على سبيل المثال، 2.5).

التوافقيات

في التين. يوضح الشكل 24 عرضًا تقريبيًا للطيف الحالي لمصدر طاقة التحويل. سيكون من الأدق القول أن هذه هي بداية الطيف. يشتمل الطيف الحالي الكامل لمصدر طاقة التحويل على العشرات من التوافقيات.

أرز. 24. بداية الطيف الحالي لتحويل التيار الكهربائي.

يحتوي الاستهلاك الحالي لمصدر طاقة التحويل على مجموعة من التوافقيات الفردية، التي يتناقص اتساعها بشكل أو بآخر مع الرقم التوافقي.

إذا كانت أجهزة الكمبيوتر متصلة بشبكة كهربائية تشتمل على مستهلكين آخرين للكهرباء (ومعظمهم خطيون)، فإن الاختلاف في شكل التيار الذي يستهلكه مصدر طاقة الكمبيوتر من موجة جيبية لا يؤثر على أجهزة الكمبيوتر نفسها أو الأجهزة الأخرى المتصلة على نفس الشبكة الكهربائية.

إذا كانت الشبكة تتضمن بشكل أساسي أجهزة كمبيوتر وكانت طاقتها الإجمالية قابلة للمقارنة مع الطاقة المميزة للشبكة الكهربائية، فقد لا يكون الجهد الكهربي في الشبكة جيبيًا. هذه علامة على الحمل الزائد للشبكة الكهربائية بأحمال غير خطية، ويمكن أن تسبب فشلًا في تشغيل المعدات الحساسة.

أول علامة على التحميل الزائد للشبكة مع أحمال الكمبيوتر هي مظهر من مظاهر التوافقي الأكثر كثافة - الثالث. ويمكن تحديد مظهره حتى بدون وجود محلل طيفي قادر على تكوين صورة جميلة، مثل تلك الموضحة في الشكل. 24. للتحليل الأساسي، يكفي استخدام راسم الذبذبات البسيط.

إذا كان للجيوب الأنفية قمة مسطحة (كما لو كان "يأكل" بواسطة تيار نبضي كبير)، فهذه هي العلامة الأولى: ظهر التوافقي الثالث في الشبكة، والشبكة مثقلة قليلاً بأحمال غير خطية.

إذا بدأ الجزء العلوي من الجيوب الأنفية في الشحذ، فهذا يعني أنه بالإضافة إلى الثالث، ظهر توافقي خامس في الشبكة: الشبكة مثقلة بشدة بأحمال غير خطية.

إذا ظهرت موجات على الموجة الجيبية، فإن التوافقي السابع يكون مرئيًا بالفعل بالعين المجردة: يجب اتخاذ بعض التدابير.

UPS الناتج الجهد الموجي

يعد مصدر الطاقة غير المنقطعة بديلاً مؤقتًا للشبكة الكهربائية للمعدات المتصلة بها. تعتمد جودة هذا الاستبدال بشكل كبير على نوع UPS وعلامته التجارية.

في الشبكة الكهربائية، يكون للجهد شكل جيبي أو شكل قريب من الشكل الجيبي.

كل راقية يو بي إسلديك أيضًا إشارة خرج جيبية، أي. توفير مصدر طاقة لا يختلف عمليا عن الشبكة العادية أو حتى يحتوي على موجة جيبية ذات جودة أعلى.

عند الخروج يو بي إس(كما هو الحال في الشبكة) قد لا تكون الموجة الجيبية مثالية تمامًا.

عادةً ما يتطلب تحديد التشوه التوافقي معدات خاصة. ولكن يمكنك تقدير قيمة معامل التشوه التوافقي الإجمالي تقريبًا من خلال مخطط ذبذبات الجهد. إذا رأيت تشويهًا بسيطًا، فإن عامل التشوه التوافقي يبلغ حوالي 5%. إذا كان التشوه ملحوظًا جدًا، يكون عامل التشوه التوافقي حوالي 10%.

إذا كان معامل التشوه التوافقي أكثر من 20%، فلن تتمكن من تسمية شكل موجة الجهد بالجيبية.

هذه الطريقة، مثل أي تبسيط، لها حدودها. على وجه الخصوص، كلما ارتفع الرقم التوافقي، انخفض معامل التشوه التوافقي بوضوح.

جميعها لها جهد خرج جيبي يو بي إستحويل مزدوج، رنين حديدي يو بي إسوالأغلبية يو بي إس، التفاعل مع الشبكة. لكل هؤلاء يو بي إسيعد التشوه التوافقي الإجمالي لجهد الخرج الذي يساوي 5٪ أمرًا مقيدًا. إذا كان عامل التشوه التوافقي الناتج يو بي إسأقل من 5% إذن يو بي إسوفقا لهذه المعلمة يمكن اعتباره "جيدا". إذا كانت هذه القيمة أكبر من 5%، فشكل إشارة الخرج يو بي إسيترك الكثير مما هو مرغوب فيه.

عادة، تشير الشركات المصنعة إلى درجة التشويه التوافقي في القائمة العامة للخصائص التقنية يو بي إس. دائمًا تقريبًا، تتم الإشارة إلى قيمة واحدة فقط لمعامل التشوه التوافقي، والتي تتعلق ببعض الظروف المتوسطة (إن لم تكن المثالية) - على سبيل المثال، مع الحمل الخطي. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن التشويه الأكثر أهمية لشكل موجة جهد الخرج يمكن أن يحدث في ظل ظروف حدودية مختلفة، وكذلك عند معلمات غير نموذجية للتشغيل العادي. يو بي إس.

مثل هذه الشروط المقيدة (قد تختلف مجموعتها أو مجموعتها باختلاف الطرز يو بي إس) يمكن أن يكون الحد الأقصى للتحميل أو الخمول (بدون تحميل)؛ عامل القدرة الهامشي أو الباهظ (على سبيل المثال، أقل من 0.5)، عامل القمة مرتفع للغاية. يمكن أن يتعرض جهد الخرج أيضًا لتشويه خطير أثناء العمليات العابرة المختلفة (على سبيل المثال، أثناء تغيير خطوة في الحمل).

في وضع التيار الكهربائي يو بي إسمن خلال التبديل والتفاعل مع الشبكة، فإنها تزود حمولتها بجهد التيار الكهربائي المفلتر. أي أنها في هذه الحالة ليست مصادر طاقة مستقلة. مثل هذا المصدر هو الشبكة الكهربائية. وهذا يعني أن معامل التشوه التوافقي عند مدخل مصدر طاقة الكمبيوتر سيكون تقريبًا هو نفسه بدونه يو بي إس.وذلك لأن مرشحات هذه يو بي إسلم يتم تصميمها لتصفية التوافقيات ذات التردد المنخفض، والسماح لها بالمرور بحرية. وعليه إذا كان هناك تشويه توافقي قوي في الشبكة قبل التثبيت يو بي إس(بسبب الازدحام العام في الشبكة أو حصة كبيرة من قوة الأحمال غير الخطية)، ستبقى كذلك. وإذا لم تكن هذه التشوهات موجودة فلن تظهر.

الوضع مختلف مع الرنين الحديدي يو بي إسو يو بي إسمع تحويل الطاقة المزدوج. وهي بهذا المعنى مصادر طاقة مستقلة. لذلك، كل ما ذكر أعلاه فيما يتعلق بالتشوهات في شكل جهد التيار الكهربائي يجب أن يعزى في هذه الحالة إلى جهد الخرج يو بي إس. اذا هذا يو بي إسمحملة بشكل كبير (تصل إلى الطاقة المقدرة تقريبًا) بأحمال غير خطية، فقد يظهر التشوه التوافقي الأساسي عند مدخلات هذه الأحمال، وهو ما لم يكن ليوجد بدونه يو بي إس. من ناحية أخرى، إذا تمت ملاحظة التشوه التوافقي عند التشغيل من الشبكة، فقد يختفي بعد التثبيت يو بي إس، لو يو بي إسمثقل

أكثر من ثلثي الطاقة الإجمالية، ثم جهد الخرج يو بي إسقد تكون مشوهة بشكل ملحوظ. لا يعد تشويه شكل موجة الجهد، وهو أمر لا يشكل خطورة في حد ذاته بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر، علامة جيدة على أن الحمل يو بي إسكبير جدًا. تثبيت أفضل يو بي إسطاقة أعلى أو فصل أي جهاز عنها.

بعض الراقي يو بي إسمع تحويل مزدوجمجهزة بدائرة تحكم خاصة، والغرض منها هو ضبط شكل جهد الخرج حتى عند العمل بأحمال غير خطية عالية الطاقة. مخرجات هؤلاء يو بي إسالجهد ليس له تشويه توافقي ملحوظ، حتى لو يو بي إسيوفر أحمالًا غير خطية ذات طاقة كبيرة.

وبطبيعة الحال، فإن جميع أجهزة الكمبيوتر والمعدات الأخرى المصممة ليتم تشغيلها من شبكة التيار المتردد مصممة للجهد الجيبي. من غير المحتمل أن تكون أي شركة مصنعة لهذه المعدات على استعداد لضمان التشغيل العادي لمعداتها بجهد غير جيبي عالي.

ومع ذلك، يمكن تشغيل معظم مستهلكي الطاقة الكهربائية بجهد تيار متردد غير جيبي. علاوة على ذلك، بالنسبة للمعدات المختلفة، تعد الخصائص المختلفة لجهد الإمداد الجيبي أكثر أهمية. على سبيل المثال، المعدات المجهزة بمصادر تحويل الطاقة (على سبيل المثال، أجهزة الكمبيوتر الشخصية) تستهلك التيار فقط في الأوقات التي يكون فيها الجهد قريبًا جدًا من الحد الأقصى. لذلك، لتشغيل هذه المعدات، فإن قيمة جهد السعة الصحيحة مهمة. تتطلب المعدات التي تحتوي على محركات وسخانات كهربائية تعمل بالطاقة المباشرة جهدًا كهربائيًا مقدرًا. الجهد الجيبي يلبي متطلبات أي من هذه الأحمال.

لكن جميع أنواع الأحمال (المعدات) تقريبًا، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر، يمكن أن تعمل بشكل طبيعي أكثر أو أقل بجهد يختلف تمامًا عن الجهد الجيبي. يستخدم هذا الظرف على نطاق واسع من قبل الشركات المصنعة يو بي إسمع التبديل.

سابقا (منذ فترة طويلة جدا) بعض يو بي إسمع التبديل كان له جهد خرج على شكل متعرج (نبضات مستطيلة ذات أقطاب مختلفة).

أرز. 26. التعرج

عندما نستبدل الجهد الجيبي بتقريب أو آخر، يجب علينا اختيار معلمات هذا التقريب بحيث تكون الأقرب إلى معلمات الجهد الجيبي المستبدل. ولكن في التعرج تكون قيم السعة والجهد الفعال متساوية مع بعضها البعض (معامل السعة يساوي الوحدة). لذلك، لا يمكننا جعل جهد الموجة المربعة بحيث يمكنه تلبية متطلبات الأحمال المختلفة في نفس الوقت.

في محاولة لإيجاد حل وسط، الشركات المصنعة لمثل هذا يو بي إساضبط الجهد المستطيل على قيمة معينة تقع بين السعة والفعالية. وكانت النتيجة أن بعض الأحمال (التي تتطلب جهد RMS الصحيح) يمكن أن تفشل بسبب الجهد الزائد، في حين أن المعدات الأخرى (تلك التي تسحب التيار عند جهد قريب من الحد الأقصى) لديها جهد منخفض جدًا.

من أجل أن يكون جذر متوسط ​​مربع وقيمة الذروة للجهد المستطيل مساوياً للقيم المقابلة للجهد الجيبي، الشركات المصنعة الحديثة يو بي إسمع التبديل، قاموا بتغيير شكل التعرج قليلاً، مما أدى إلى توقف مؤقت بين النبضات المستطيلة ذات الأقطاب المختلفة.

أرز. 27. تعرج مع وقفة.

الجهد من هذا النموذج المصنعين يو بي إسيسمى "التقريب المتدرج للموجة الجيبية". يسمح هذا الشكل للمنحنى، مع سعة الجهد المحددة بشكل صحيح ومدة الإيقاف المؤقت، بتلبية متطلبات الأحمال المختلفة. على سبيل المثال، مع مدة توقف تبلغ حوالي 3 مللي ثانية (لتردد 50 هرتز)، تتزامن قيمة الجهد الفعال مع القيمة الفعالة للجهد الجيبي بنفس السعة.

الجهد الناتج لجميع تلك التي صادفتها يو بي إسمع التبديل، الموجود في السوق الروسية، له شكل تقريب تدريجي للجيوب الأنفية.

يظهر في الشكل. يعد شكل جهد الخرج 27 هو النموذج المثالي الذي يجب على مصنعي UPS أن يسعوا إليه نظريًا. شكل الجهد الناتج الفعلي يو بي إسمع التبديل، بطبيعة الحال، فإنه يختلف عن المثالية.

في بعض الأحيان الشركات المصنعة يو بي إسالامتثال للمساواة المعلنة للقيمة الفعالة لجهد الخرج يو بي إسالقيمة الفعالة لجهد الشبكة تقريبية للغاية. تنحرف مدة التوقف المؤقت وسعة الجهد المستطيل بشكل ملحوظ عن القيم المحسوبة.

ويبدو أن هذه الانحرافات لا يمكن أن تكون أساساً لإعلان هذا أو ذاك يو بي إسسيء. ففي نهاية المطاف، تعمل جميعها بشكل طبيعي مع أجهزة الكمبيوتر الشخصية، والتي تم تصميمها للعمل عليها بالفعل.

شكل الجهد الناتج الفعلي يو بي إسمع التبديل هو مبين في الشكل. 28.

أرز. 28. مخططات الذبذبات للجهد والتيار لجهاز كمبيوتر شخصي متصل به يو بي إسمع التبديل.

يُظهر مخطط الذبذبات نفسه أيضًا منحنى التيار الذي يستهلكه الكمبيوتر. يتيح لك هذا تقييم مدى صعوبة حماية الكمبيوتر. يو بي إسمع التبديل. لكن الغريب أن تيارات النبض القوية التي يستهلكها الكمبيوتر في بداية ونهاية النبضة المستطيلة لا تؤثر على عمل الكمبيوتر. يتم قمعها بالكامل بواسطة مصدر طاقة الكمبيوتر، والذي يكون خرجه عبارة عن جهد ثابت بمستوى تموج عادي.

ويجب ألا ننسى أيضًا أن الكمبيوتر محمي يو بي إسمع التبديل، مدعوم من الجهد غير الجيبية فقط أثناء التشغيل يو بي إسمن البطارية (أي باختصار شديد). عند العمل يو بي إسمن الشبكة، يتم تشغيل الكمبيوتر بجهد التيار الكهربائي، ويتم تنعيمه باستخدام المدمج يو بي إسمرشحات الضوضاء والنبض.

إمكانية التطبيق يو بي إسمع التحول إلى الطاقة، تتطلب المعدات الأخرى (وليس أجهزة الكمبيوتر)، بشكل عام، التحقق في كل حالة من هذا القبيل. هناك حالات معروفة عندما يكون هناك مثل هذا يو بي إسرفضت بعض الطابعات العمل. ومن ناحية أخرى، هناك حالة تطبيق معروفة يو بي إسمع التبديل لحماية الأحمال غير التقليدية مثل مقسمات الهاتف أو سجلات النقد مع إمدادات الطاقة المحولة.

للاستخدام يو بي إسيجب التعامل بحذر مع التبديل إلى أجهزة الطاقة المزودة بمصادر طاقة المحولات. والحقيقة هي أن الخسائر المعتادة البالغة 5-10٪ للمحول في وجود التوافقيات تزيد بما يتناسب مع مربع الرقم التوافقي. لذلك، فإن مورد المحولات المحملة بشكل كبير عند تزويدها بالجهد على شكل متعرج يمكن أن ينخفض ​​عشرات المرات.

كما هو الحال مع أي مصدر للطاقة، والشكل الموجي الجهد الناتج يو بي إسمع التبديل يعتمد على حجم وطبيعة الحمل. ل يو بي إس، التي تنتجها شركات مشهورة عالميًا، عادة ما يكون هذا الاعتماد صغيرًا.

ومع ذلك، بعض يو بي إسلديك اعتماد قوي على الشكل (وأحيانًا السعة) لجهد الخرج على الحمل. لا يمكن استخدام بعضها مع الأحمال الخفيفة، حيث أنها تحتوي على جهد نبضي للخرج بسعة تصل إلى 800 فولت. ويتم اختبار البعض الآخر من قبل الشركة المصنعة فقط عند العمل مع الأحمال الخطية. هذه يو بي إسعند العمل مع جهاز كمبيوتر، قد تكون غير مستقرة أثناء لحظات التبديل.

ما سبق يوضح أنه لا يجب عليك استخدامه يو بي إسمصنعين غير مألوفين أو شراء مثل هذا يو بي إسمن الشركات غير المتخصصة .

استقرار وتنظيم الجهد

وفقًا للمعايير الحالية في روسيا، يجب أن يكون الجهد الكهربي في الشبكة الكهربائية ضمن +10% و-10% من الجهد المقنن. بالنسبة لجهد 220 فولت، فإن هذه الحدود لها قيم مطلقة تبلغ 198 فولت و242 فولت. في نطاق الجهد هذا، يجب أن تعمل جميع المعدات التي تعمل بالتيار الكهربائي، من المصباح الكهربائي إلى الكمبيوتر، بشكل طبيعي.

ولسوء الحظ، فإن التوتر في بعض الأحيان يتجاوز الحدود التي رسمها له رؤساؤه. وفي بعض المناطق تتكرر مثل هذه الفترات مع انتظام شروق الشمس. وبطبيعة الحال، يميل أصحاب أجهزة الكمبيوتر التي تعمل في ظل هذه الظروف إلى المطالبة بذلك يو بي إس، وحماية أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم، واستقرت الجهد.

اثنان من أنواع مصادر الطاقة غير المنقطعة التي قمنا بفحصها تعمل على تثبيت الفولتية، إذا جاز التعبير، بحكم التعريف. هذا UPS على الانترنت: التحويل المزدوج والرنين الحديدي.

دقة تثبيت الجهد المتردد عند الخرج يو بي إسمع تحويل مزدوج عادة حوالي 1-3% مع ثابت (أي لا يتغير مع مرور الوقت) ومتوازن (موزع بشكل موحد عبر مراحل ل UPS 3 مراحل) حمولة. في حالة حدوث تغيير مفاجئ في الحمل (على سبيل المثال، التشغيل أو الإيقاف الكامل أو غير الكامل)، يزداد خطأ التثبيت إلى حوالي 10% للأبد يو بي إس. ليس كل الشركات المصنعة يو بي إستشير إلى هذه الخاصية. في حالة عدم الإشارة إلى ذلك، عليك أن تكون حذرًا للغاية إذا كان العمل مهمًا بالنسبة لك يو بي إستحت الحمل الديناميكي.

مع حمل غير متوازن (أي إذا تم توزيع الحمل بشكل غير متساو بين المراحل UPS 3 مراحل) يزداد خطأ التثبيت أيضًا. توجد بالفعل وحدات UPS ثلاثية الطور مع تنظيم مستقل للجهد في كل مرحلة من المراحل الثلاث. تحميل الخلل لمثل هذا يو بي إسلا يهم.

نطاق الفولتية المدخلة التي يحدث فيها تثبيت الجهد يو بي إسيتطابق التحويل المزدوج دائمًا مع نطاق جهد الإدخال المقبول (أي نطاق الجهد الذي يو بي إسيعمل من الشبكة). هكذا يو بي إسمع التحويل المزدوج لا يمكن إلا أن يساعد في استقرار الجهد. إنه ينتج إما جهد خرج ثابت (عند التشغيل من التيار الكهربائي أو من البطارية) أو لا ينتج أي جهد. نطاق جهد الإدخال لمختلف يو بي إسيختلف بشكل كبير. القيمة النموذجية هي زائد أو ناقص 10-15% من الجهد المقنن. بعض الطاقة المنخفضة يو بي إسيمكن أن يكون نطاق جهد الإدخال من 100 إلى 280 فولت وحتى أوسع (على الرغم من أنه يعمل غالبًا يو بي إسعند الحد الأدنى من قيم الجهد يتم توفيرها فقط عند التحميل الجزئي).

إذا لم يكن المستخدم راضيًا عن نطاق جهد الإدخال، فبالنسبة لبعض الطرز يو بي إسويمكن توسيعها من خلال الحيل الخاصة. يجب أن يتم توسيع نطاق جهد الإدخال (في تلك الحالات النادرة حيث يكون ذلك ممكنًا) بواسطة شخص مؤهل جدًا وواضح جدًا فيما يفعله. عليك أن تضع في اعتبارك أنه لا شيء يأتي مجانًا، وعلى أي حال، سيتعين عليك دفع شيء ما مقابل توسيع نطاق جهد الإدخال - على سبيل المثال، الموثوقية يو بي إسأو نوعية الجهد الموردة للحمل.

بالنسبة لمعظم UPS تحويل مزدوجيعتمد نطاق جهد الإدخال على الحمل. مع الحمل الأخف، يتوسع نطاق جهد الإدخال إلى حد ما.

UPS الرنين الحديدييستقر الجهد بسبب خصائص محول الرنين الحديدي. خطأ تثبيت الجهد هو 1-5٪ ويعتمد على الحمل: مع انخفاض الحمل يقل الخطأ.

محول الرنين الحديدي مقاوم جدًا لأي عمليات عابرة. ولذلك، يتغير خطأ التثبيت قليلاً تحت الحمل الديناميكي.

يعتمد نطاق جهد الإدخال لجهاز UPS ذو الرنين الحديدي بشكل كبير على الحمل. عند الحمل الخفيف يمكن أن يبدأ عند 145 فولت.

يو بي إسمع التبديل لم يكن لديك وظيفة استقرار الجهد.

يو بي إس،من خلال التفاعل مع الشبكة، يمكنهم تنظيم جهد الخرج تدريجيًا.

يتم تنفيذ تنظيم الجهد المرحلي عن طريق تحويل الحمل للعمل من ملف آخر للمحول الذاتي.

في أبسط الحالات، هناك مرحلة واحدة فقط لتعزيز الجهد، والتي يتم تشغيلها عندما ينخفض ​​جهد الشبكة. المزيد من الأجهزة الحديثة التي تتفاعل مع الشبكة يو بي إستنظيم الجهد حتى عندما يزيد.

على سبيل المثال يو بي إس الذكية يو بي إستقوم شركة American Power Conversion بتحويل الحمل إلى التشغيل من اللف التصاعدي للمحول الذاتي إذا انخفض الجهد إلى أقل من 196 فولت. ويتيح اللف التصاعدي زيادة الجهد بنسبة 12٪. ومع انخفاض جهد الدخل بشكل أكبر، ينخفض ​​جهد الخرج خطيًا. عندما يصل جهد الدخل إلى 176 فولت (إعدادات المصنع) يو بي إس الذكية

عندما يزيد جهد الدخل عن 264 فولت، يتحول الحمل إلى التشغيل من ملف المحول الذاتي، مما يقلل الجهد بنسبة 12٪. بعد أن يصل جهد الدخل إلى 296 فولت، يو بي إسيتحول إلى تشغيل البطارية.

في الغالبية يو بي إسعند التفاعل مع الشبكة، هناك مرحلة واحدة فقط لتنظيم الجهد (في كل اتجاه، إذا كان التنظيم في اتجاهين). لكن عدة يو بي إسلها مرحلتان أو أكثر من الاستقرار في كل اتجاه.

تقليل الضوضاء

للحماية من النبضات في يو بي إستستخدم الأنواع المختلفة تقنيات مختلفة. يو بي إسومن خلال التبديل والتفاعل مع الشبكة، فإنها تعمل على منع الضوضاء القادمة عبر شبكة الطاقة باستخدام مرشحات R-C أو L-C. في الرنين الحديدي يو بي إسالمرشح عبارة عن محول رنين حديدي. الحد من الضوضاء في يو بي إسمع التحويل المزدوج يتم تنفيذه في عملية تحويلين للطاقة. وبالإضافة إلى ذلك، في دائرة العاصمة من هذه يو بي إسعادة ما تكون هناك حاويات خاصة وخنق لتسهيل تموجات الشحن الحالية. تعتبر مرشحات LC هذه فعالة جدًا في منع الضوضاء القادمة من خلال المقوم.

يوضح الجدول المستويات التقريبية لقمع التداخل في نطاق التردد من 1 إلى 10 ميجاهرتز لأنواع مختلفة من UPS.

قمع النبض

هناك العديد من المعايير حول العالم التي تصف متطلبات يو بي إس، فيما يتعلق بحماية الاندفاع. عادة أمريكية يو بي إستم اختبارها لتتوافق مع ANSI/IEEE C62.41، التي تصف معلمات التدفق المفاجئ التي يمكن أن يتحملها الكمبيوتر أو المعدات المصممة للحماية من الزيادات المفاجئة. يصف المعيار شكل الجهد والنبض.

يوفر المعيار فئتين: A وB. تشير الفئة A إلى ظروف المكتب النموذجية وتتضمن الاختبار يو بي إسمن خلال تطبيق نبضة 3000 فولت على مدخلاتها، تشير الفئة ب إلى ظروف أكثر خطورة (على سبيل المثال، لأجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة بالقرب من مدخلات الطاقة في المبنى) وتتطلب اختبار نبضة 6000 فولت.

عادة الشركات المصنعة يو بي إسضمان امتثال منتجاتها للفئة أ من هذه المواصفة القياسية أو أي معيار مماثل. بعض يو بي إستتوافق أيضًا مع الفئة B من المعيار.

في يو بي إستستخدم الأنواع المختلفة تقنيات مختلفة لقمع النبض. يتم استخدام الحماية من زيادة التيار في يو بي إسمع التبديل والتفاعل مع الشبكة.

عقبة أمام مسار الدافع من خلال يو بي إسمع تحويل الطاقة المزدوج هو التحويل المزدوج نفسه، والفصل الجلفاني (في تلك النماذج حيث يكون) ومجموعة من المكثفات والبطاريات في دائرة التيار المستمر. ومع ذلك، في بعض النماذج UPS تحويل مزدوجيتم أيضًا تثبيت تحويلات الفاريستور.

في الرنين الحديدي يو بي إسيتم تنفيذ وظيفة مرشح النبض بواسطة محول الطنين الحديدي نفسه، على الرغم من وجود المقاومات أيضًا عند الإدخال يو بي إس.

يمكن لتحويلة المكثفات البسيطة والفعالة للغاية أن تمنع النبضات بتيارات ذات سعة هائلة (كيلو أمبير لـ يو بي إسمع التبديل وما يصل إلى عشرات الكيلومترات لأفضل الموديلات يو بي إسوالتفاعل مع الشبكة).

بالنسبة لحماية المكثف، كما ذكرنا سابقًا، هناك قيود أساسية على طاقة النبض التي يمكن أن تتحملها تحويلة المكثف. عادة ما تكون هذه الطاقة 80-500 ج. عندما تصل نبضة طاقة أعلى إلى المكثف، قد تفشل. في هذه الحالة، قد يتم تدمير المكثف ميكانيكيا. وهذا يحد بشكل أساسي من مدة النبضة، نظرًا لأن سعة النبضة يمكن أن تكون كبيرة جدًا.

هناك قيد آخر لحماية المكثف وهو مورده. عند كبت النبضات، يتآكل المكثف تدريجيًا ويفشل في النهاية.

لا تحتوي التقنيتان الأخريان لحماية النبض على قيود أساسية على الموارد وطاقة النبض. هذا، بالطبع، لا يشير إلى أنه يمكنهم العمل إلى الأبد وقمع النبضات بشكل فعال بأي سعة أو مدة.

المهمة يو بي إسليس فقط مقاومة الدافع، ولكن أيضًا تقليل اتساعه إلى قيمة مقبولة للكمبيوتر. يوضح الجدول القيم التقريبية لمعامل كبت النبض لمختلف يو بي إس. وهذا المعامل يساوي نسبة سعات النبضة بدون حماية وعند استخدام الحماية. لست على علم بهذه القيمة الخاصة بوحدة UPS للتحويل المزدوج.

كفاءة

الكفاءة ليست السمة الأكثر أهمية يو بي إس. إذا كانت أجهزة الكمبيوتر محمية يو بي إستعمل حقًا، فالكهرباء التي تستهلكها تكلف أقل بكثير من البيانات المخزنة فيها. ولذلك، لا يمكن اعتبار عامل الكفاءة في حد ذاته كمعلمة يمكن الاختيار من خلالها يو بي إس.

ومع ذلك، هناك العديد من المعايير الهامة المتعلقة بالكفاءة التي تستحق المناقشة.

الكفاءة هي نسبة الطاقة التي يستهلكها الحمل يو بي إسإلى إجمالي الاستهلاك يو بي إسقوة. كلما زادت الكفاءة، كلما كان الجزء الذي يمر أصغر يو بي إسيتم إطلاق الطاقة داخل جسمه.

توليد حرارة إضافية داخل العلبة يو بي إسيؤدي إلى عدد من العواقب غير السارة.

إذا لم تتخذ تدابير إضافية لإزالة الحرارة من السكن (على سبيل المثال، المشجعين)، ثم درجة الحرارة في الداخل يو بي إسسوف ترتفع. وهذا سوف يقلل من عمر البطارية يو بي إس(إذا تم تثبيته في الداخل). وفقًا لمصنعي البطاريات، فإن زيادة درجة حرارة تشغيل البطارية بمقدار 10 درجات يؤدي إلى تقليل عمر الخدمة بمقدار النصف.

ولذلك كل شيء يو بي إس ذات الطاقة المتوسطة والعاليةالتي لا يمكن تبريدها بالحمل الحراري الطبيعي، مجهزة بالتبريد القسري.

يو بي إس منخفضة الطاقة، المبنية وفقًا لدائرة تحويل الطاقة المزدوجة، والرنين الحديدي، يجب أيضًا تبريدها بالقوة، نظرًا لأنها تتمتع بأقل كفاءة مقارنة بالأنواع الأخرى التي نظرنا فيها يو بي إس.

قيمة الكفاءة ل UPS تحويل مزدوج وUPS رنين حديدي(وفقًا للمصنعين) يصل إلى 85-94٪ بكامل طاقته. إذا تم تخفيض طاقة الحمل إلى 70-80٪ من الكفاءة المقدرة لإمدادات الطاقة غير المنقطعة الحديثة تظل دون تغيير تقريبًا. يبدأ في الانخفاض بشكل ملحوظ فقط عند قوة تحميل أقل.

في الآونة الأخيرة كانت هناك يو بي إسبكفاءة لا تقل عن 70-80% حتى عند صلاحيات تبلغ حوالي 30% من القيمة الاسمية.

يتمتع تحويل UPS المتفاعل مع الشبكة بنفس الكفاءة تقريبًا، لأنه عند التشغيل من الشبكة، تكون الطاقة الرئيسية عند تشغيلها يو بي إسيتم توفيره للتحميل عمليا دون تحويل. لا تقل كفاءتها عند التشغيل من الشبكة عن 96% بكامل طاقتها وتتناقص تدريجياً مع انخفاض طاقة التحميل.

عمر البطارية

للمكتب الأكثر شيوعا يو بي إسطاقة منخفضة، عمر البطارية عند الحمل الأقصى هو 4-15 دقيقة.

أقل من الحد الأقصى، ويزيد عمر البطارية. ونظراً لعدم خطية منحنى تفريغ البطارية فإن هذه الزيادة لا تتناسب مع انخفاض الحمل. إذا انخفض الحمل إلى النصف، فيمكن أن يزيد وقت التشغيل بمقدار 2.5-5 مرات، وإذا تضاعف ثلاث مرات، فسيزيد الوقت بمقدار 4-9 مرات، وما إلى ذلك.

تحديد بالضبط كم من الوقت سوف تعمل يو بي إسعند التحميل الجزئي، لا يمكن القيام بذلك إلا بشكل تجريبي أو باستخدام بيانات الشركة المصنعة. يوضح الشكل التالي رسمًا بيانيًا يمكنك من خلاله تقدير هذه القيمة تقريبًا.

أرز. 29. ساعات العمل يو بي إسمن البطارية عند حمل أقل من المعدل

كنسبة مئوية من الاسمية. المحور y هو عدد المرات التي يكون فيها وقت تشغيل البطارية أكبر من وقت تشغيل البطارية عند الحمل المقدر. يوضح الشكل بيانات من الشركات المصنعة لـ يو بي إسأكثر من 50 نموذجًا مختلفًا للطاقة من 250 إلى 18000 فولت أمبير.

استخدام الرسم البياني بسيط للغاية. إذا كانت طاقة جهاز الكمبيوتر الخاص بك تبلغ 50% من الطاقة المقدرة لجهازك يو بي إس، بعد أن وجدت التقسيم المقابل على محور الإحداثي السيني (المحور الأفقي)، قم بالارتفاع عموديًا إلى الأعلى. عند التقاطع مع منتصف نقطة السحابة ستجد القيمة التي تحتاجها: وقت التشغيل يو بي إسمن البطارية سوف تزيد حوالي 3.5 مرات.

تعتمد بيانات عمر البطارية عادةً على بطارية جديدة ومشحونة بالكامل. ستكون خصائص البطارية البالية مختلفة تمامًا. لا يسعنا إلا أن نقول إن وقت التشغيل للبطارية المهترئة أو غير المشحونة بالكامل سيكون أقصر.

يو بي إسقوة عالية وبعض يو بي إستتمتع الوحدات منخفضة الطاقة بالقدرة على زيادة عمر البطارية عن طريق استبدال البطارية ببطارية ذات سعة أكبر أو تركيب بطارية إضافية.

يمكن تركيب بطارية أكبر في نفس المبيت، أو يمكن تركيب مبيت بطارية إضافي.

إذا كانت سعة البطارية يو بي إستزداد، لكن قوة الشاحن الخاص بها تظل كما هي، فيزداد وقت شحن البطارية. عندما تزيد سعة البطارية عدة مرات، يزداد وقت الشحن بنفس المرات تقريبًا.

بعض الشركات المصنعة يو بي إستوفير إمكانية استبدال الشاحن بآخر أقوى. يتيح لك ذلك الحفاظ على وقت شحن مقبول عند زيادة سعة البطارية.

UPS على ثلاث مراحلعادةً ما يكون لديهم القدرة على تنظيم تيار الشحن اعتمادًا على سعة البطارية المثبتة.

يو بي إس منخفضة الطاقة، المصممة خصيصًا لتشغيل البطارية على المدى الطويل، عادةً ما يكون لها تصميم معياري. وهذا يعني أن المستخدم بنفسه يقوم باختيار نوع البطارية أو عدد وحدات البطارية من نفس النوع بما يتوافق مع وقت التشغيل المطلوب.

تؤدي زيادة سعة البطارية من نفس النوع من الوحدات إلى سعة تتوافق مع عمر البطارية (عند التحميل الكامل) لأكثر من عدة ساعات إلى ظهور محطة بطارية بها عدد كبير من البطاريات. مثل هذا النظام له عيب واحد على الأقل: وجود عدد كبير من جهات الاتصال المعرضة للأكسدة. ولذلك، خدمة مثل هذا يو بي إسيمكن أن يكون هناك مشكلة، وقد يستغرق استكشاف أخطاء البطارية وإصلاحها عدة أيام.

عادةً، يوصى باستخدام مولدات الديزل أو المولدات الكهربائية الأخرى للحفاظ على تشغيل المعدات لفترة أطول من بضع ساعات.

بعض يو بي إسلديك مؤشر يتيح لك معرفة مدى شحن البطارية يو بي إسوإلى متى يمكن أن تستمر؟ يو بي إسمن البطارية.

قياس الشحن بطاريات UPSمهمة صعبة للغاية وعدد قليل جدًا من الشركات المصنعة يو بي إسوهم يعرفون حقا كيفية حلها. أحيانا يو بي إسمخصص لعمر بطارية طويل نسبيًا (على سبيل المثال، لإكمال أي حسابات أو نقل بيانات). في هذه الحالة، تحتاج عادةً إلى معرفة مقدار الوقت المتبقي حتى يتم تفريغ البطارية بالكامل بشكل أو بآخر بدقة. في هذه الحالة، من الأفضل عدم الوثوق بتصريحات البائعين أو الشركات المصنعة يو بي إسحول الوظيفة المتاحة لك، وتحقق من إمكانياتها بنفسك.

يمكن أن يكون هناك ثلاثة خيارات لتقدير الوقت المتبقي قبل تفريغ البطارية.

الخيار الأبسط. يو بي إسيقيس التيار المتدفق من خلاله، وبعد التبديل إلى تشغيل البطارية، يبدأ في حساب الوقت المتبقي حتى يتم تفريغ البطارية، باستخدام معلومات حول دورة التفريغ المسجلة في الذاكرة الدائمة. يتم الحساب على أساس الشحن الكامل للبطارية. لذلك، إذا كانت بطاريتك فارغة إلى حد ما أو مهترئة (قد لا تعرف ذلك)، فقد تتفاجأ بشكل غير سار بتركك بدون طاقة في اللحظة الأكثر أهمية.

الخيار الثاني. يو بي إسيقيس الجهد الكهربي للبطارية، واستنادًا إلى المعلومات المتعلقة بدورة التفريغ المسجلة في الذاكرة الدائمة، يشير (على مؤشر رقمي أو مؤشر LED) إلى شحن البطارية. في هذه الحالة، يتم منحك الفرصة لتحديد اللحظة تقريبًا بشكل مستقل يو بي إسسوف ينطفئ.

الخيار الثالث هو في الواقع مزيج من الخيارين الأولين. استنادًا إلى البيانات المتعلقة بشحن البطارية والتيار الذي يستهلكه الحمل، يتم عرض رقم يتوافق مع عمر البطارية المتبقي على الشاشة الرقمية.

وكما ذكرنا سابقًا، قد لا تكون هذه البيانات دقيقة تمامًا. الأفضل (من أعرفهم) يو بي إس) يتم تنفيذ هذه الوظيفة في يو بي إسفيروبس.

عامل القوى. واط وفولت أمبير

أحد الأسئلة الأكثر شيوعًا التي يطرحها المشترون يو بي إس، هو السؤال عن كيفية اختلاف الواط عن الفولت أمبير.

في دائرة التيار المستمر الوضع بسيط للغاية. ينتج التيار الكهربائي القادم من مصدر تيار مباشر إلى الحمل عملاً مفيدًا (أو عديم الفائدة) فيه عن طريق تحريك الشحنات في اتجاه المجال الكهربائي. يعد حساب الطاقة في مثل هذه الدائرة أمرًا بسيطًا للغاية: تحتاج إلى مضاعفة التيار بانخفاض الجهد عبر الحمل:

ص[واط] = أنا[أمبير] * ش[فولت]

في دائرة التيار المتردد التي يتعين علينا التعامل معها عند النظر في العملية يو بي إسكل شيء مختلف قليلاً.

بالنسبة للتيار المتردد، يتم تقديم مفهوم الطاقة اللحظية - وهذا هو نتاج القيم اللحظية للجهد والتيار المتغير. الطاقة النشطة (متوسط ​​الطاقة الزمنية المنطلقة في الحمل) تساوي قيمة متوسط ​​الفترة للطاقة اللحظية.

إذا كان الجهد له شكل جيبي، والحمل في الدائرة نشط (أو، بمعنى آخر، أومي - على سبيل المثال، المصابيح المتوهجة)، فإن الطاقة النشطة تساوي منتج القيم الفعالة للجهد و حاضِر. أولئك. يتم حسابها بنفس طريقة حساب الطاقة في دائرة التيار المستمر:

ص[واط] = Uact *العمل.

أرز. ثلاثين . الطاقة اللحظية في دائرة التيار المتردد.

أ) التيار الجيبي في الحمل النشط؛
ب) التيار الجيبي في الحمل مع مكون رد الفعل؛
ج) تيار غير جيبي (حمل غير خطي).

في التين. في الشكل 30a، يمكن ملاحظة أنه في هذه الحالة يكون للجهد والتيار دائمًا نفس الإشارة (يصبحان موجبًا وسالبًا في نفس الوقت). لذلك، القوة اللحظية تكون دائما إيجابية. من الناحية المادية، هذا يعني أنه في أي وقت من الأوقات، يتم إطلاق الطاقة في الحمل. بمعنى آخر، كما هو الحال في دائرة التيار المستمر، تتحرك الشحنات دائمًا في اتجاه المجال الكهربائي.

إذا كان الجهد والتيار جيبيين، ولكن الحمل يحتوي على مكون سعوي أو حثي (تفاعلي)، فإن التيار يقود أو يتخلف الجهد في الطور. في هذه الحالة، يتم تقليل الطاقة الصادرة في الحمل.

يوضح الشكل 30ب أنه بسبب تحول الطور، في بعض النقاط الزمنية، يكون للجهد والتيار إشارات معاكسة. في هذا الوقت، تصبح الطاقة اللحظية سلبية وتقلل من متوسط ​​القدرة اللحظية خلال الفترة. سيقول مهندس كهربائي أنه في هذه الأوقات يتدفق التيار من الحمل إلى المصدر الحالي. من وجهة نظر الفيزيائي، في هذه اللحظات من الزمن تتحرك الشحنات بالقصور الذاتي ضد قوى المجال الكهربائي.

تتغير صيغة متوسط ​​الطاقة النشطة خلال فترة معينة في حالة الحمل مع مكون تفاعلي قليلاً. ويظهر فيها عامل القوة. بالنسبة للجهد والتيار الجيبي، فهو يساوي عدديًا "cosine phi" المألوف في المدرسة الثانوية:

ص[واط] = Uact * العمل * كوس(F).

هنا Ф هي زاوية تحول الطور بين الجهد والتيار.

يُطلق على ناتج القيم الفعالة للجهد والتيار اسم القوة الظاهرة لدائرة التيار المتردد ويتم قياسها بالفولت أمبير (VA). تكون القدرة الظاهرة دائمًا أكبر من أو تساوي القدرة النشطة (الموزعة في الحمل).

إذا كان الحمل جهاز كمبيوتر، فإن الوضع أكثر تعقيدا قليلا. التيار الذي يستهلكه الكمبيوتر له شكل غير جيبي (انظر الشكل 30 ج). كما أن الطاقة المتحررة في الحمل بهذا الشكل الحالي أقل أيضًا من حاصل ضرب القيم الفعالة للجهد والتيار.

في التين. 30 فولت يمكن ملاحظة أنه عند قيم جهد معينة (عندما يكون الجهد منخفضًا) لا يستهلك الكمبيوتر التيار. الطاقة اللحظية في هذه اللحظات الزمنية تكون صفرًا - يتم "إهدار" الجهد دون إنتاج عمل.

يتم التعبير عن الطاقة النشطة (الموزعة في الحمل) لحالة الحمل غير الخطي بواسطة الصيغة.

ص[واط] = Uact *العمل *ل,

حيث K هو عامل القدرة.

عادة ما يكون تيار حمل "الكمبيوتر" متقدمًا إلى حد ما على الجهد. لكن تحول الطور صغير جدًا (10-20 درجة)، وبالتالي فإن عامل الطاقة للكمبيوتر لا يساوي جيب التمام لزاوية تحول الطور، ولكنه أقل بكثير.

وفقا لتحويل الطاقة الأمريكية، فإن عامل الطاقة هو 0.6 لأجهزة الكمبيوتر الشخصية و0.7 لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة. في الواقع، يرتبط عامل القدرة الخاص بحمل الكمبيوتر بعامل القمة الحالي، وحتى بالنسبة لمصدر طاقة التحويل نفسه، فإنه يعتمد على مقدار استخدام مصدر الطاقة لطاقته المقدرة. لذلك، إذا تم تحميل مصدر طاقة التبديل بشكل طفيف (عدد قليل من المستهلكين متصلون به - محركات الأقراص، والمعالجات، وما إلى ذلك)، فإن عامل السعة يزيد، وينخفض ​​​​عامل الطاقة.

تعرف على القوة المتصلة يو بي إسالمعدات ضرورية حتى لا تتجاوز الحد الأقصى المسموح به للحمل يو بي إس. ولكن الحمل (أو الزائد) يو بي إسلا يتم تحديده فقط من خلال مقدار الطاقة المتحررة في الحمل، ولكن أيضًا من خلال مقدار التيار الذي يتدفق خلاله يو بي إس. ولذلك، عند تحديد الحد ل يو بي إستشير الأحمال عادةً إلى الحد الأقصى للطاقة الظاهرة بالفولت أمبير والحد الأقصى للطاقة النشطة بالواط.

يختار يو بي إسمن الضروري ألا تتجاوز طاقة الحمل القصوى الحد الأقصى للطاقة يو بي إس.

السؤال الذي يطرح نفسه: ما هي القوة - الكلية أم النشطة؟ الجواب: كلاهما!

يجب أن تكون القوة الظاهرة للحمل أقل من القوة الظاهرة المقدرة يو بي إس(تحتاج إلى مقارنة فولت أمبير - VA). ويجب ألا تتجاوز الطاقة النشطة للحمل الطاقة النشطة المقدرة يو بي إس(تحتاج إلى مقارنة واط - W).

لأحمال مختلفة ومختلفة يو بي إسيمكن أن يكون القيد إما قوة واضحة أو نشطة. في أغلب الأحيان (بالنسبة لأحمال الكمبيوتر) يكون القيد هو إجمالي الطاقة.

عادة، يتم الإشارة إلى قوة الكمبيوتر أو الجهاز الطرفي بالفولت أمبير. إذا تم تحديده بالواط، فيجب أن تكون مستعدًا لحقيقة أن الطاقة بالفولت أمبير ستكون أكثر بنسبة 20-40٪، واختر يو بي إسالقوة المناسبة.

ميزات إمدادات الطاقة غير المنقطعة ثلاثية الطور

لماذا UPS على ثلاث مراحلالمخصصة لمجموعة منفصلة؟ بعد كل شيء، مبدأ تشغيل معظمها (وجميعها موصوفة في هذا الكتاب) - تحويل الطاقة المزدوج - هو نفس مبدأ العديد من الأجهزة أحادية الطور.

بالإضافة إلى الاختلافات الواضحة عن الأجهزة أحادية الطور، UPS على ثلاث مراحلتحتوي على بعض الميزات المفيدة التي لا يمكن ملاحظتها للوهلة الأولى. عادة، UPS على ثلاث مراحلتوفير نوعية جديدة من الحماية ببساطة بسبب حقيقة ذلك يو بي إسلديه مدخلات ثلاث مراحل.

توزيع الأحمال على المراحل

إحدى المشاكل عند الاستخدام يو بي إس أحادية الطور(أو حتى أي مستهلكين متصلين بالشبكة) هو توزيع الحمل عبر المراحل.

إذا تم توزيع مستهلكي الكهرباء بشكل غير متساو عبر مراحل الشبكة الكهربائية، فمع وجود حمل كبير على الشبكة، يحدث تأثيران:

إحدى مراحل الشبكة مثقلة، بينما المراحل الأخرى لا تستخدم كامل قدراتها؛

خلل الطور - عدم تكافؤ جهود الطور في مراحل مختلفة من الشبكة (الجهد في الطور المحمل الزائد أقل من الجهد الاسمي، والجهد في المراحل الناقص التحميل أكبر من الجهد الاسمي).

نتيجة التوزيع غير المتساوي للحمل عبر المراحل هو أيضًا الحمل الزائد للسلك المحايد. تقليديا، في الشبكات الكهربائية المحلية، يحتوي السلك المحايد على مقطع عرضي أصغر بمقدار 1.5-2 مرات من أسلاك الطور (بعد كل شيء، فهو مخصص لتدفق تيارات التعويض، والتي يجب أن تكون أقل من التيارات في الأسلاك الخطية) .

لذلك، فإن التيارات الناشئة في الوضع المحايد بسبب عدم توازن الطور يمكن أن تؤدي إلى الحمل الزائد للسلك المحايد. يؤثر هذا عادةً على كفاءة التأريض وقد يؤدي إلى حدوث خلل في المعدات.

UPS على ثلاث مراحلحل مشكلة عدم توازن الطور تلقائيا. في المدخل يو بي إسيتم دائمًا توزيع الحمل بالتساوي بين المراحل نظرًا لوجود المقوم والعاكس يو بي إسالعمل باستقلالية.

لذلك، يكون السلك المحايد أقل تحميلًا (لا توجد تيارات تعويض مرتبطة بخلل الطور). يعمل التأريض بأكبر قدر ممكن من الكفاءة ولا يوجد تداخل كبير مع تشغيل الكمبيوتر.

عند الخروج يو بي إسوبطبيعة الحال، تبقى مشكلة التوزيع غير المتكافئ للحمل عبر المراحل. مع مرحلة واحدة ثلاث مراحل يو بي إسبقوة 30 كيلو فولت أمبير لا يمكنك إزالة أكثر من 10 كيلو فولت أمبير. ولكن حتى لو قمت بتحميل إحدى المراحل بالكامل، وتم تحميل المراحل الأخرى بشكل ناقص، إذن UPS جيد على ثلاث مراحلمع تنظيم الجهد المستقل على مراحل، سيعمل بشكل طبيعي، ولن يؤثر تأثير التوزيع غير المتكافئ للحمل إلا أثناء العملية العابرة التي تحدث عندما يتغير الحمل بشكل حاد.

وبالتالي فإن تفريغ السلك المحايد يؤدي إلى "تحسين" عام في الشبكة الكهربائية.

التوافقيات في شبكة كهربائية ثلاثية الطور

تم اختراع الشبكة الكهربائية ثلاثية الطور لاستخدام التيارات الجيبية، وهي مثالية لها. إن استخدام المستهلكين غير الخطيين (على سبيل المثال، أجهزة الكمبيوتر) في شبكة كهربائية ثلاثية الطور (وجميع شبكاتنا الكهربائية على هذا النحو) له ميزات خطيرة للغاية (وغير سارة للغاية).

لنتخيل مخطط ذبذبات للتيارات في شبكة كهربائية ثلاثية الطور (انظر الشكل 31). يجب أن تكون هناك أحمال خطية فقط في الشبكة الكهربائية. ونتيجة لذلك، تتدفق التيارات الجيبية فقط في جميع الأسلاك. لنفترض أيضًا أن هذه التيارات متساوية تقريبًا.

أرز. 31. التيارات الجيبية في شبكة كهربائية ثلاثية الطور.

في هذه الحالة، يتم توزيع الحمل في الشبكة الكهربائية بالتساوي تقريبًا: التيارات في كل مرحلة تكون متماثلة تقريبًا (يتراوح جذر متوسط ​​التربيع أو القيمة الفعالة للتيار من 70 إلى 85 أمبير). يتدفق تيار في السلك المحايد، وهو المجموع الهندسي (المتجه) لجميع التيارات في الأسلاك الخطية، وتعوض التيارات بعضها البعض جزئيًا، ويكون التيار الناتج في السلك المحايد أقل بكثير من التيار في كل من الأسلاك الخطية الأسلاك. في هذه الحالة، القيمة الفعالة للتيار في السلك المحايد هي 12 A.

السلك المحايد ضروري للتعويض عن الاختلافات في تيارات الأسلاك الخطية. في حالة تدفق تيارات متساوية في جميع الأسلاك الخطية، لا يلزم التعويض: التيار في السلك المحايد هو صفر.

الحالة التي يتركز فيها حمل الشبكة بالكامل في إحدى المراحل هي الأسوأ: التيار في السلك المحايد يساوي التيار في سلك الطور. لكن عادةً ما يضمن الكهربائيون، إن لم يكن التوزيع الموحد للحمل عبر المراحل، على الأقل عدم تحميل أي من المراحل بشكل زائد، لذلك، كقاعدة عامة، يتم توزيع الحمل في شبكة ثلاثية الطور بالتساوي أكثر أو أقل التيار في السلك المحايد صغير

عند تصميم الشبكات الكهربائية، يتم استخدام هذه الحقيقة المريحة على نطاق واسع لتوفير المواد. في الكابلات ثلاثية الطور المحلية، غالبًا ما يحتوي أحد الأسلاك (المحايدة) على مقطع عرضي أصغر بكثير. على سبيل المثال، في كابل مصمم لتيار يبلغ حوالي 100 أمبير (طاقة الشبكة ثلاثية الطور حوالي 70 كيلو فولت أمبير)، تحتوي الأسلاك الخطية على مساحة مقطعية تبلغ 35 أو 25 مترًا مربعًا. مم، والسلك المحايد 16 مترًا مربعًا فقط. مم. مع التيارات الجيبية والتوزيع الموحد تقريبًا للحمل عبر المراحل، لا يهم: السلك المحايد بعيد جدًا عن التحميل الزائد.

دعونا الآن نرى كيف تتصرف الشبكة الكهربائية ثلاثية الطور عندما تتدفق عبرها تيارات غير جيبية، وهي سمة من سمات أحمال "الكمبيوتر" المجهزة بتبديل مصادر الطاقة.

يوضح الشكل 32 مخطط ذبذبات تيارات الحمل غير الخطية في شبكة كهربائية ثلاثية الطور. يتم تحميل جميع المراحل الثلاث للشبكة بشكل متساوٍ بحمل "كمبيوتر" مع عامل تشويه توافقي كبير وعامل قمة قدره 3.

أرز. 32. الحمل غير الخطي في شبكة كهربائية ثلاثية الطور.

القيمة الحالية الفعالة في كل مرحلة من المراحل الثلاث هي 85 A. وهي تقريبًا نفس قيم التيار الفعال في الشكل 31.

على الرغم من الحمل المتماثل تماما، لوحظ تيار كبير جدا في السلك المحايد. قيمته الفعالة هي 120 A. قيمة سعة التيار هي 226 A. وهذا يعني أن السلك المحايد لا يؤدي (أو لا يؤدي بشكل جيد) وظيفته في تعويض التيارات تحت الأحمال غير الخطية.

يوضح الشكل أن سعة التيار في الوضع المحايد أقل قليلاً من سعة التيار في الأسلاك الخطية. لماذا القيمة الفعالة أكبر بكثير؟ بإلقاء نظرة فاحصة على الشكل. 32 (ومقارنتها بالشكل 31) سترى الإجابة - تردد التيار في المحايد لا يتطابق مع تردد التيار في الأسلاك الخطية. يتدفق تيار في الوضع المحايد بتردد 150 هرتز.

من خلال فتح كتاب مرجعي في الهندسة الكهربائية، يمكننا أن نجد بسهولة أن العجلة لم يتم اختراعها. عندما تتدفق تيارات غير جيبية متساوية في الأسلاك الخطية لشبكة ثلاثية الطور، فإن القيمة الفعالة للتيار في السلك المحايد هي مجموع التيارات التوافقية، التي يكون عددها من مضاعفات 3. شدة التيار التاسع والتوافقيات اللاحقة في الاستهلاك الحالي لمصدر طاقة التبديل ليست عالية جدًا. لكن التوافقي الثالث هو التوافقي الرئيسي (بعد الأول) في الاستهلاك الحالي للكمبيوتر - يمكن أن تصل شدته إلى 60٪، وهو السلك المحايد المسؤول بشكل أساسي عن الحمل الزائد. (وهذا هو المكان الذي يأتي منه 150 هرتز في الوضع المحايد).

لماذا هذا خطير؟ دعونا نلقي نظرة على مثال بسيط.

لنأخذ مبنىً صغيرًا يتصل به كابل ثلاثي الطور. افترض أن ثلاثة من الأسلاك يبلغ مقطعها العرضي 25 مترًا مربعًا. مم، والسلك الرابع (المحايد بالطبع) هو 16 مترًا مربعًا. مم. يتم تركيب قاطع دائرة ثلاثي الطور 100 أمبير عند مدخل المبنى، وهو ما يتوافق تقريبًا مع الحد الأقصى لتيار الأسلاك الخطية. الحد الأقصى لتيار السلك المحايد هو 80 أمبير، لكن لا يتم تركيب المنصهرات على السلك المحايد بسبب خطر التشوه الشديد لنظام التيار المتردد ثلاثي الطور في حالة انقطاع السلك المحايد.

مع حمل خطي يساوي حوالي 80% من الحد الأقصى (انظر الشكل 31)، تكون الأسلاك الخطية محملة جيدًا، ولكنها ليست محملة بشكل زائد. السلك المحايد، المصمم لتيار يصل إلى 80 أمبير، هو عمليا في وضع الخمول.

مع حمل غير خطي يساوي 85% من الحمل المقدر (الشكل 32)، يتم تحميل الأسلاك الخطية بنفس الطريقة التي يتم بها تحميل التيارات الجيبية في الشبكة. يتجاوز التيار في السلك المحايد التيار في الأسلاك الخطية بما يقرب من مرة ونصف. دعونا نتذكر: السلك المحايد مصمم لتيار لا يزيد عن 80 أ. ومن الواضح أن الحمل الزائد الخطير.

أسوأ ما في هذا الموقف هو أنه لن يلاحظ أحد هذا الحمل الزائد. ولن يستجيب لها أي جهاز حماية. بعد كل شيء، عادة لا يتم تثبيت أدوات القياس على السلك المحايد.

ما يجب القيام به؟ كيفية حماية الشبكة من التحميل غير الخطي؟

هناك خياران: إنشاء شبكة كهربائية جديدة باحتياطي طاقة يعادل ضعفين أو ثلاثة أضعاف، أو التثبيت يو بي إس على ثلاث مراحل.

UPS مع مدخلات ثلاثية الطوريحتوي على مقوم كجهاز إدخال. المقوم هو بالتأكيد حمل غير خطي. ولكن في طيف التيار الذي يستهلكه مقوم ثلاثي الطور، لا يوجد توافقي ثالث وجميع التوافقيات الأعلى، وعددها من مضاعفات الثلاثة.

ماذا سيحدث إذا كان من طيف التيارات الموضحة في الشكل. 32 هل تستبعد التوافقيات الثالثة والتاسعة (وعلى الرغم من أنها منخفضة الشدة، التوافقيات الأخرى ذات الرقم القابل للقسمة على 3)؟ ستحدث معجزة تقريبًا: ستصبح القيمة الفعالة للتيار في السلك المحايد مساوية للصفر. تم إنقاذ الشبكة الكهربائية لمنزلنا النموذجي من التحميل الزائد، كما تم إنقاذ المنزل من الحريق.

مقومات ذات ستة نبضات واثني عشر نبضة

يحتوي مقوم الموجة الكاملة التقليدي في شبكة كهربائية أحادية الطور على طيف تيار دخل يتكون من توافقيات مرقمة 2±1 (أي العديد من التوافقيات الفردية). تتناقص السعة التوافقية بشكل أو بآخر مع زيادة عددها (انظر الشكل 24).

تقليديا في UPS على ثلاث مراحليتم استخدام مقومات ذات 6 نبضات (أو ستة نصف موجة). الاسم يوحي. أنه خلال فترة شبكة ثلاثية الطور، تظهر 6 نبضات حالية عند خرج هذا المقوم. أبسط دائرة لمثل هذا المقوم هي جسر ثلاثي الطور (انظر الشكل 33)

أرز. 33. جسر ثلاثي الطور

يتضمن طيف التوافقيات الحالية لمقوم ذو 6 نبضات (باستثناء التوافقي الأول) توافقيات ذات أرقام 6 ± 1 - انظر الشكل. 34.

الشكل 34. الطيف الحالي لمقوم 6 نبض

من الناحية النظرية، سعة التوافقي n تساوي سعة التوافقي الأول مقسومًا على n. أولئك. سعة التوافقي الخامس هي 20%، وسعة التوافقي الحادي عشر حوالي 9% من سعة التوافقي الأول. وبناءً على ذلك، فإن معامل التشوه التوافقي النظري لتيار الإدخال لمقوم سداسي النبضات يبلغ حوالي 30%.

لتقليل التشوه التوافقي، يتم استخدام مقومات ذات 12 نبضة. يتكون المقوم ذو الاثني عشر نبضة من جسرين ثلاثي الطور. يتم تزويد أحدهما بالجهد مباشرة من شبكة ثلاثية الطور، ويتم تشغيل الجسر الثاني بواسطة محول خاص يغير الطور بمقدار 30 درجة.

من الناحية النظرية، يتضمن الطيف الحالي لمقوم ذو 12 نبضة (باستثناء التوافقي الأول) فقط التوافقيات ذات الأرقام 12±1 - انظر الشكل. 35.

أرز. 35. الطيف النظري لتيار الإدخال لمقوم ذو اثني عشر نبضة

وبناءً على ذلك، فإن عامل التشوه التوافقي النظري لتيار الإدخال لمقوم ذو 12 نبضة يبلغ حوالي 14%.

من الناحية العملية، وبسبب المصادفة غير الكاملة لخصائص المقومين، لا يمكن إلغاء التوافقيات ذات الأرقام 6±1 بشكل كامل. ولذلك، فإن معامل التشوه التوافقي لمقوم ذو اثني عشر نبضة قد يختلف قليلاً عن قيمته النظرية.

من أجل قمع التوافقيات الحالية بشكل أكبر، يتم استخدام مقومات ذات 24 نبضة أو (في كثير من الأحيان إلى حد ما) مرشحات توافقية (نادرًا جدًا).

يحتوي مقوم ذو 24 نبضة على توافقيات مرقمة 24±1 في طيفه. المعامل النظري للتشوه التوافقي لتيار الإدخال لمثل هذا المقوم أقل من 7٪.

غالبًا ما تكون المرشحات التوافقية عبارة عن دوائر L-C رنانة مصممة لتصفية توافقيات معينة. لذلك، للعمل مع مقوم ستة نبض، يتم استخدام المرشحات التي تمتص التوافقيات الخامسة والسابعة بالكامل تقريبا. في هذه الحالة، يتم تقليل عامل التشوه التوافقي المدخلات إلى حوالي 18٪.

في السنوات الأخيرة، مع ظهور أشباه الموصلات ذات الطاقة السريعة، حدث تقدم كبير في القضية النبيلة المتمثلة في مكافحة التوافقيات الحالية. الآن في بعض يو بي إستم بناء المقوم على بوابة معزولة الترانزستورات ثنائية القطب (أو، باللغة الإنجليزية، IGBT). تيار الإدخال لمثل هذا المقوم له شكل جيبي. أولئك. عامل التشوه التوافقي هو 0.

التوافقيات والمولدات الكهربائية

عند إنشاء نظام إمدادات الطاقة غير المنقطعة، يكون من الضروري في بعض الأحيان تركيب مولدات الديزل لضمان التشغيل طويل الأمد للمعدات عالية الطاقة. يتمتع المولد في هذه الحالة بقوة مماثلة لقوة الجهاز ككل (وليس أكبر بكثير، كما في حالة الطاقة من الشبكة الكهربائية أو، في نهاية المطاف، من المولد الكهربائي لمحطة توليد الكهرباء).

مع هذه النسبة من المعلمات، يتفاعل المولد بقوة مع التوافقيات الحالية الناشئة في الشبكة الكهربائية ذات الأحمال غير الخطية. تنشأ في المولد تيارات خطيرة على سلامته، والتي تغيب عندما يعمل المولد بحمل خطي بنفس القوة. تتسبب هذه التيارات في ارتفاع درجة حرارة المولد وتقليل موارده.

لذلك، عند تشغيل المولد لأحمال الكمبيوتر، يلزم احتياطي طاقة كبير (انظر الفصل 11). تطبيق ثلاث مراحل يو بي إسيسمح لك بإزالة التوافقي الثالث في طيف التيار الذي يستهلكه المولد وتقليل احتياطي الطاقة المطلوب بشكل كبير.

لتقليل احتياطي الطاقة بشكل أكبر، يتم استخدام جميع التدابير الموضحة أعلاه لمكافحة التوافقيات، ولكن في أغلب الأحيان - مرشحات توافقية خاصة وثلاث مراحل يو بي إسمع مقوم 12 نبضة.

ملخص ميزات UPS

بعض ما سبق أن قيل عن العقارات يو بي إسيمكنك محاولة تلخيص الأنواع المختلفة في جدول.

في الجدول الموجود بالصفحة التالية، يتم تمييز وجود خاصية معينة في UPS بعلامات النجمة. كلما زاد عدد النجوم في خلية الطاولة، زادت الجودة المعنية. وجود علامة النجمة في العمود لا يعني أن هذا النوع من UPS يتمتع بالخاصية المحددة حسب التعريف، ولكنه يشير إلى أفضل الموديلات يو بي إسالمجموعة المحددة.

نوع يو بي إس	UPS مع التبديل	يو بي إس، بين صالح عويل مع الشباك	الحديدية- القرار- نانو يو بي إس	UPS تحويل مزدوج
				واحد- مرحلة	ثلاثة- مرحلة
لا يوجد انخفاض في الجهد عند التبديل إلى تشغيل البطارية	*	*	*****	*****	*****
**	**	****	*****	*****
مقاومة ارتفاع الجهد		*	****	****	****
يمكن استخدامها لعمر البطارية الطويل		**	***	***	*****
قمع الضوضاء الكهرومغناطيسية	*	*	****	*****	*****
قمع نبض الجهد العالي	*	**	*****	****	****
تصحيح الشكل الجيوب الأنفية			**	*****	*****
تفريغ السلك المحايد			****		*****
استقرار الجهد		**	****	*****	****
الاستعداد الساخن والتشغيل المتوازي					****
الموثوقية في ظل ظروف الشبكة الكهربائية المثالية	****	***	*****	****	****
الموثوقية في ظروف الشبكة الكهربائية السيئة	**	*	*****	**	****
مستوى حماية المعدات في شبكة كهربائية جيدة	**	****	****	*****	*****
مستوى حماية المعدات في شبكة كهربائية سيئة	*	*	****	**	***

يعد مصدر الطاقة غير المنقطعة بديلاً مؤقتًا للشبكة الكهربائية للمعدات المتصلة بها. تعتمد جودة هذا الاستبدال بشكل كبير على نوع UPS وعلامته التجارية.

في الشبكة الكهربائية، يكون للجهد شكل جيبي أو شكل قريب من الشكل الجيبي.

تحتوي جميع وحدات UPS المتطورة أيضًا على إشارة خرج جيبية، على سبيل المثال. توفير مصدر طاقة لا يختلف عمليا عن الشبكة العادية أو حتى يحتوي على موجة جيبية ذات جودة أعلى.

عند إخراج UPS (وكذلك في الشبكة)، قد لا يكون الجيوب الأنفية مثاليًا تمامًا.

عادةً ما يتطلب تحديد التشوه التوافقي معدات خاصة. ولكن يمكنك تقدير قيمة معامل التشوه التوافقي الإجمالي تقريبًا من خلال مخطط ذبذبات الجهد. إذا رأيت تشويهًا بسيطًا، فإن عامل التشوه التوافقي يبلغ حوالي 5%. إذا كان التشوه ملحوظًا جدًا، يكون عامل التشوه التوافقي حوالي 10%.

إذا كان معامل التشوه التوافقي أكثر من 20%، فلن تتمكن من تسمية شكل موجة الجهد بالجيبية.

هذه الطريقة، مثل أي تبسيط، لها حدودها. على وجه الخصوص، كلما ارتفع الرقم التوافقي، انخفض معامل التشوه التوافقي بوضوح.

تتمتع جميع وحدات UPS ذات التحويل المزدوج، ووحدات UPS ذات الرنين الحديدي، ومعظم وحدات UPS المتصلة بالخط بجهد خرج جيبي. بالنسبة لجميع وحدات UPS هذه، فإن التشوه التوافقي الإجمالي لجهد الخرج بنسبة 5٪ هو الحد الأقصى. إذا كان معامل التشوه التوافقي عند خرج UPS أقل من 5%، فيمكن اعتبار UPS "جيدًا" بهذه المعلمة. إذا كانت هذه القيمة أكثر من 5٪، فإن شكل إشارة خرج UPS يترك الكثير مما هو مرغوب فيه.

يشير المصنعون عادةً إلى درجة التشوه التوافقي في القائمة العامة للخصائص التقنية لـ UPS. دائمًا تقريبًا، تتم الإشارة إلى قيمة واحدة فقط لمعامل التشوه التوافقي، والتي تتعلق ببعض الظروف المتوسطة (إن لم تكن المثالية) - على سبيل المثال، مع الحمل الخطي. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن التشويه الأكثر أهمية لشكل موجة جهد الخرج يمكن أن يحدث في ظل ظروف حدودية مختلفة، وكذلك في ظل معلمات غير نموذجية لتشغيل UPS العادي.

يمكن أن تكون مثل هذه الشروط المقيدة (قد تختلف مجموعتها أو مجموعتها باختلاف طرز UPS المختلفة) الحد الأقصى للحمل أو الخمول (بدون تحميل)؛ عامل القدرة الهامشي أو الباهظ (على سبيل المثال، أقل من 0.5)، عامل القمة مرتفع للغاية. يمكن أن يتعرض جهد الخرج أيضًا لتشويه خطير أثناء العمليات العابرة المختلفة (على سبيل المثال، أثناء تغيير خطوة في الحمل).

في وضع التيار الكهربائي، يقوم UPS التبديل و UPS المتفاعل مع التيار الكهربائي بتزويد أحمالهما بجهد التيار الكهربائي المفلتر. أي أنها في هذه الحالة ليست مصادر طاقة مستقلة. مثل هذا المصدر هو الشبكة الكهربائية. هذا يعني أن معامل التشوه التوافقي عند مدخل مصدر طاقة الكمبيوتر سيكون تقريبًا هو نفسه بدون UPS. وذلك لأن مرشحات UPS غير مصممة لتصفية التوافقيات ذات التردد المنخفض والسماح لها بالمرور بحرية. وبناء على ذلك، إذا كانت هناك تشوهات توافقية قوية في الشبكة قبل تثبيت UPS (بسبب الحمل الزائد العام على الشبكة أو حصة كبيرة من قوة الأحمال غير الخطية)، فستبقى كذلك. وإذا لم تكن هذه التشوهات موجودة فلن تظهر.

يختلف الوضع مع UPS الرنين الحديدي و UPS التحويل المزدوج. وهي بهذا المعنى مصادر طاقة مستقلة. لذلك، كل ما ذكر أعلاه فيما يتعلق بالتشوهات في شكل موجة جهد التيار الكهربائي يجب أن يُعزى في هذه الحالة إلى جهد خرج UPS. إذا كانت وحدات UPS هذه محملة بشكل كبير (تصل إلى الطاقة المقدرة تقريبًا) بأحمال غير خطية، فقد يظهر تشويه توافقي أساسي عند مدخل هذه الأحمال، وهو ما لن يكون موجودًا بدون UPS. من ناحية أخرى، إذا تمت ملاحظة التشوه التوافقي عند التشغيل من الشبكة، فقد يختفي بعد تثبيت UPS إذا كان تحميل UPS أقل من اللازم.

إذا كان الحمل غير الخطي عبر الإنترنت لجهاز UPS أكثر من ثلثي طاقته الكاملة، فقد يكون الجهد عند خرج UPS مشوهًا بشكل ملحوظ. على الرغم من أن تشوه شكل موجة الجهد لا يشكل خطرًا في حد ذاته على أجهزة الكمبيوتر، إلا أنه لا يعد علامة جيدة على أن حمل UPS مرتفع جدًا. من الأفضل تركيب UPS عالي الطاقة أو فصل أي جهاز عنه.

تم تجهيز بعض وحدات UPS التحويل المزدوجة المتطورة بدائرة تحكم خاصة تهدف إلى ضبط شكل موجة جهد الخرج حتى عند تشغيل أحمال غير خطية عالية الطاقة. لا يحتوي جهد الخرج الخاص بوحدات UPS هذه على تشويه توافقي ملحوظ، حتى لو توفر UPS أحمالًا غير خطية ذات طاقة كبيرة.

وبطبيعة الحال، فإن جميع أجهزة الكمبيوتر والمعدات الأخرى المصممة ليتم تشغيلها من شبكة التيار المتردد مصممة للجهد الجيبي. من غير المحتمل أن تكون أي شركة مصنعة لهذه المعدات على استعداد لضمان التشغيل العادي لمعداتها بجهد غير جيبي عالي.

ومع ذلك، يمكن تشغيل معظم مستهلكي الطاقة الكهربائية بجهد تيار متردد غير جيبي. علاوة على ذلك، بالنسبة للمعدات المختلفة، تعد الخصائص المختلفة لجهد الإمداد الجيبي أكثر أهمية. على سبيل المثال، المعدات المجهزة بمصادر تحويل الطاقة (على سبيل المثال، أجهزة الكمبيوتر الشخصية) تستهلك التيار فقط في الأوقات التي يكون فيها الجهد قريبًا جدًا من الحد الأقصى. لذلك، لتشغيل هذه المعدات، فإن قيمة جهد السعة الصحيحة مهمة. تتطلب المعدات التي تحتوي على محركات وسخانات كهربائية تعمل بالطاقة المباشرة جهدًا كهربائيًا مقدرًا. الجهد الجيبي يلبي متطلبات أي من هذه الأحمال.

لكن جميع أنواع الأحمال (المعدات) تقريبًا، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر، يمكن أن تعمل بشكل طبيعي أكثر أو أقل بجهد يختلف تمامًا عن الجهد الجيبي. يتم استخدام هذا الظرف على نطاق واسع عن طريق تبديل الشركات المصنعة لـ UPS.

في السابق (منذ وقت طويل جدًا)، كان لدى بعض وحدات UPS التبديل جهد خرج على شكل متعرج (نبضات مستطيلة ذات أقطاب مختلفة).

أرز. 26. التعرج

عندما نستبدل الجهد الجيبي بتقريب أو آخر، يجب علينا اختيار معلمات هذا التقريب بحيث تكون الأقرب إلى معلمات الجهد الجيبي المستبدل. ولكن في التعرج تكون قيم السعة والجهد الفعال متساوية مع بعضها البعض (معامل السعة يساوي الوحدة). لذلك، لا يمكننا جعل جهد الموجة المربعة بحيث يمكنه تلبية متطلبات الأحمال المختلفة في نفس الوقت.

في محاولة لإيجاد حل وسط، قامت الشركات المصنعة لمثل هذه UPS بتعيين جهد الموجة المربعة مساوياً لقيمة معينة تقع بين السعة والفعالية. وكانت النتيجة أن بعض الأحمال (التي تتطلب جهد RMS الصحيح) يمكن أن تفشل بسبب الجهد الزائد، في حين أن المعدات الأخرى (تلك التي تسحب التيار عند جهد قريب من الحد الأقصى) لديها جهد منخفض جدًا.

للتأكد من أن قيم جذر متوسط ​​التربيع وقيم الذروة إلى الذروة للجهد المستطيل تساوي القيم المقابلة للجهد الجيبي، قام مصنعو وحدات UPS التبديل الحديثة بتغيير شكل الموجة المربعة قليلاً من خلال إدخال توقف مؤقت بين نبضات مستطيلة ذات أقطاب مختلفة.

أرز. 27. تعرج مع وقفة.

يطلق مصنعو UPS على الجهد بهذا الشكل "التقريب المتدرج للموجة الجيبية". يسمح هذا الشكل للمنحنى، مع سعة الجهد المحددة بشكل صحيح ومدة الإيقاف المؤقت، بتلبية متطلبات الأحمال المختلفة. على سبيل المثال، مع مدة توقف تبلغ حوالي 3 مللي ثانية (لتردد 50 هرتز)، تتزامن قيمة الجهد الفعال مع القيمة الفعالة للجهد الجيبي بنفس السعة.

إن جهد الخرج لجميع محولات UPS التي صادفتها والموجودة في السوق الروسية لها شكل تقريب تدريجي لموجة جيبية.

يظهر في الشكل. يعد شكل جهد الخرج 27 هو النموذج المثالي الذي يجب على مصنعي UPS أن يسعوا إليه نظريًا. إن الشكل الفعلي لجهد الخرج لوحدة UPS يختلف بالطبع عن الشكل المثالي.

في بعض الأحيان يلاحظ مصنعو UPS المساواة المعلنة للقيمة الفعالة للجهد عند خرج UPS مع القيمة الفعالة لجهد التيار الكهربائي بشكل تقريبي جدًا. تنحرف مدة التوقف المؤقت وسعة الجهد المستطيل بشكل ملحوظ عن القيم المحسوبة.

من الواضح أن هذه الانحرافات لا يمكن أن تكون بمثابة أساس للإعلان عن أن UPS معين سيئ. ففي نهاية المطاف، تعمل جميعها بشكل طبيعي مع أجهزة الكمبيوتر الشخصية، والتي تم تصميمها للعمل عليها بالفعل.

يظهر الشكل الموجي لجهد الخرج الفعلي لوحدة UPS التبديل في الشكل. 28.

أرز. 28. مخططات ذبذبات الجهد والتيار لجهاز كمبيوتر شخصي متصل بمفتاح UPS.

يُظهر مخطط الذبذبات نفسه أيضًا منحنى التيار الذي يستهلكه الكمبيوتر. يتيح لك هذا تقييم مدى صعوبة الكمبيوتر المحمي بواسطة UPS التبديل. لكن الغريب أن تيارات النبض القوية التي يستهلكها الكمبيوتر في بداية ونهاية النبضة المستطيلة لا تؤثر على عمل الكمبيوتر. يتم قمعها بالكامل بواسطة مصدر طاقة الكمبيوتر، والذي يكون خرجه عبارة عن جهد ثابت بمستوى تموج عادي.

يجب ألا ننسى أيضًا أن الكمبيوتر المحمي بواسطة UPS التبديل يتم تشغيله بجهد غير جيبي فقط عندما يعمل UPS على طاقة البطارية (أي لفترة وجيزة جدًا). عندما تعمل UPS من الشبكة، يتم تشغيل الكمبيوتر بجهد التيار الكهربائي، ويتم تنعيمه باستخدام مرشحات الضوضاء والنبض المدمجة في UPS.

إن إمكانية استخدام محول UPS لتشغيل معدات أخرى (وليس أجهزة الكمبيوتر) تتطلب، بشكل عام، التحقق في كل حالة من هذه الحالات. هناك حالات معروفة عندما رفضت بعض الطابعات العمل مع وحدات UPS هذه. من ناحية أخرى، هناك حالة معروفة لاستخدام UPS التبديل لحماية الأحمال غير التقليدية مثل مقسمات الهاتف أو سجلات النقد مع إمدادات الطاقة المحولات.

يجب التعامل بحذر مع استخدام محول UPS لتشغيل الأجهزة المزودة بمصادر طاقة المحولات. والحقيقة هي أن الخسائر المعتادة البالغة 5-10٪ للمحول في وجود التوافقيات تزيد بما يتناسب مع مربع الرقم التوافقي. لذلك، فإن مورد المحولات المحملة بشكل كبير عند تزويدها بالجهد على شكل متعرج يمكن أن ينخفض ​​عشرات المرات.

كما هو الحال مع أي مصدر طاقة، يعتمد شكل موجة جهد الخرج لوحدة UPS على حجم وطبيعة الحمل. بالنسبة لشركة UPS المصنعة من قبل شركات مشهورة عالميًا، عادة ما يكون هذا الاعتماد صغيرًا.

ومع ذلك، فإن بعض UPS لديها اعتماد قوي على شكل (وأحيانًا سعة) جهد الخرج على الحمل. لا يمكن استخدام بعضها مع الأحمال الخفيفة، حيث أنها تحتوي على جهد نبضي للخرج بسعة تصل إلى 800 فولت. ويتم اختبار البعض الآخر من قبل الشركة المصنعة فقط عند العمل مع الأحمال الخطية. قد تكون وحدات UPS هذه، عند العمل مع جهاز كمبيوتر، غير مستقرة أثناء لحظات التبديل.

يوضح ما سبق: يجب عدم استخدام UPS من شركات مصنعة غير مألوفة أو شراء UPS من شركات غير متخصصة.

يتم تحديد متطلبات جودة الكهرباء قانونًا وفقًا لمعايير الدولة واللوائح الصارمة إلى حد ما. تبذل مؤسسات إمدادات الكهرباء الكثير من الجهود للامتثال لها، ولكن لا يتم تنفيذها دائمًا.

في شققنا، وفي الإنتاج، تنشأ بشكل دوري ما يلي:

انقطاع التيار الكهربائي الكامل لفترة غير محددة من الزمن؛

نبضات الجهد العالي غير الدورية قصيرة المدى (10÷100 مللي ثانية) (حتى 6 كيلو فولت)؛

ارتفاع وانخفاض الجهد بفترات متفاوتة.

تراكبات الضوضاء عالية التردد.

انجرافات التردد.

كل هذه المشاكل تؤثر سلباً على عمل مستهلكي الكهرباء في المنازل والمكاتب. تتأثر المعالجات الدقيقة وأجهزة الكمبيوتر بشكل خاص بجودة مصدر الطاقة؛ فهي لا تفشل فحسب، بل يمكن أن تفقد وظائفها تمامًا.

الغرض وأنواع إمدادات الطاقة غير المنقطعة

للحد من مخاطر الأعطال في شبكة إمدادات الطاقة، يتم استخدام أجهزة النسخ الاحتياطي، والتي تسمى عادة إمدادات الطاقة غير المنقطعة (UPS) أو UPS (مشتقة من اختصار العبارة الإنجليزية "إمدادات الطاقة غير المنقطعة").

يتم تصنيعها بتصميمات مختلفة لحل مشاكل المستهلكين المحددة. على سبيل المثال، يمكن لوحدات UPS القوية المزودة ببطاريات هلامية أن تحافظ على إمداد الطاقة إلى كوخ بأكمله لعدة ساعات.

تتلقى بطارياتها شحنة من خط الكهرباء أو مولد الرياح أو ناقلات الكهرباء الأخرى من خلال جهاز مقوم العاكس. كما أنها تغذي مستهلكي الكهرباء في المنزل.

عند إيقاف تشغيل المصدر الخارجي، يتم تفريغ البطاريات إلى الحمل المتصل بشبكتها. كلما زادت سعة البطارية وانخفاض تيار التفريغ، كلما طالت مدة عملها.

يمكن لمصادر الطاقة غير المنقطعة ذات الطاقة المتوسطة أن تدعم أنظمة التحكم في المناخ الداخلي والمعدات المماثلة.

في الوقت نفسه، فإن أبسط نماذج UPS قادرة فقط على إكمال برنامج إيقاف تشغيل الكمبيوتر في حالات الطوارئ. وفي الوقت نفسه، لن تتجاوز مدة عملية عملهم بأكملها 9÷15 دقيقة.

مصادر الطاقة غير المنقطعة للكمبيوتر هي:

مدمج في جسم الجهاز؛

خارجي.

التصميمات الأولى شائعة في أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية والأجهزة المحمولة المماثلة التي تعمل ببطارية مدمجة ومجهزة بدائرة تبديل الطاقة والحمل.

بطارية الحاسب المحمولمع وحدة تحكم مدمجة هو مصدر طاقة غير متقطع. تعمل دائرتها تلقائيًا على حماية معدات التشغيل من الأعطال الكهربائية.

تصاميم UPS الخارجية، المخصصة للإكمال الطبيعي لبرامج الكمبيوتر المكتبي، يتم تصنيعها كوحدة منفصلة.

وهي متصلة عبر محول الطاقة بمأخذ التيار الكهربائي. إنها تعمل فقط على تشغيل تلك الأجهزة المسؤولة عن تشغيل البرامج:

وحدة النظام مع لوحة المفاتيح المتصلة؛

شاشة تعرض العمليات الجارية.

الأجهزة الطرفية الأخرى: الماسحات الضوئية والطابعات ومكبرات الصوت وغيرها من المعدات لا يتم تشغيلها بواسطة UPS. وبخلاف ذلك، في حالة الإنهاء الطارئ للبرامج، فإنها ستستحوذ على جزء من الطاقة المتراكمة في البطاريات.

خيارات لإنشاء مخططات تشغيل UPS

يتم تصنيع UPS الكمبيوتر والصناعي في ثلاثة خيارات رئيسية:

احتياطية الطاقة

مخطط تفاعلي

تحويل مزدوج للكهرباء.

مع الطريقة الأولى مخطط النسخ الاحتياطي، يُشار إليه بالمصطلحات الإنجليزية "الاستعداد" أو "خارج الخط"، يتم توفير الجهد من الشبكة إلى الكمبيوتر من خلال UPS، حيث يتم التخلص من التداخل الكهرومغناطيسي بواسطة المرشحات المدمجة. يتم تثبيته هنا أيضًا، ويتم الحفاظ على سعته بواسطة تيار الشحن الذي تنظمه وحدة التحكم.

عندما يختفي مصدر الطاقة الخارجي أو يتجاوز المعايير المحددة، تقوم وحدة التحكم بتوجيه طاقة البطارية إلى المستهلكين. يتم توصيل عاكس بسيط لتحويل التيار المباشر إلى تيار متردد.

فوائد UPS الاستعداد

تتمتع مصادر الطاقة غير المنقطعة خارج الخط بكفاءة عالية عند تطبيق الجهد عليها، وتعمل بهدوء، وتنبعث منها حرارة قليلة، كما أنها رخيصة نسبيًا.

عيوب

UPS الاستعداد تبرز:

انتقال طويل إلى طاقة البطارية 4÷13 مللي ثانية؛

الشكل المشوه لإشارة الخرج التي ينتجها العاكس في شكل متعرج بدلاً من الجيوب الأنفية التوافقية؛

نقص تعديل الجهد والتردد.

هذه الأجهزة هي الأكثر شيوعًا على أجهزة الكمبيوتر الشخصية.

UPS الدائرة التفاعلية

تم تحديدها بالمصطلح الإنجليزي "Line-Interactive". يتم تنفيذها وفقًا للمخطط السابق ولكن الأكثر تعقيدًا من خلال تضمين مثبت الجهد باستخدام محول ذاتي مع تنظيم الخطوة.

وهذا يوفر تعديلات على جهد الخرج، لكنهم غير قادرين على التحكم في تردد الإشارة.

تصفية التداخل في الوضع العادي والتحويل إلى مصدر طاقة العاكس في حالة الطوارئ وفقًا لخوارزميات UPS Standby.

إن إضافة مثبت الجهد لنماذج مختلفة مع تقنيات التحكم جعلت من الممكن إنشاء محولات ذات شكل إشارة ليس فقط على شكل موجة مربعة، ولكن أيضًا على شكل جيبية. ومع ذلك، فإن عددًا صغيرًا من مراحل التحكم المعتمدة على تبديل التتابع لا يسمح بتنفيذ وظائف التثبيت الكاملة.

هذا ينطبق بشكل خاص على النماذج الرخيصة، والتي، عند التحول إلى طاقة البطارية، لا تزيد فقط من التردد فوق الاسمية، ولكنها تشوه أيضا شكل موجة جيبية. يتم إدخال التداخل بواسطة محول مدمج، تحدث في قلبه عمليات التباطؤ.

تستخدم النماذج باهظة الثمن محولات تعتمد على مفاتيح أشباه الموصلات. تتمتع UPS Line-Interactive بأداء أسرع عند التبديل إلى طاقة البطارية مقارنةً بـ Off-Line UPS. يتم ضمان ذلك من خلال تشغيل خوارزميات التزامن بين الجهد الوارد وإشارات الخرج. ولكن في الوقت نفسه هناك بعض التقليل من الكفاءة.

لا يمكن استخدام UPS Line-Interactive لتشغيل المحركات غير المتزامنة، والتي يتم تركيبها على نطاق واسع في جميع الأجهزة المنزلية، بما في ذلك أنظمة التدفئة. يتم استخدامها لتشغيل الأجهزة ذات الطاقة حيث يتم تصفية الطاقة وتصحيحها في نفس الوقت: أجهزة الكمبيوتر والإلكترونيات الاستهلاكية.

UPS تحويل مزدوج

تم تسمية نظام UPS هذا على اسم العبارة الإنجليزية "On-line" ويعمل على المعدات التي تتطلب طاقة عالية الجودة. إنه ينتج تحويلًا مزدوجًا للكهرباء، عندما يتم تحويل التوافقيات الجيبية للتيار المتردد باستمرار بواسطة المقوم إلى قيمة ثابتة، يتم تمريرها عبر العاكس لإنشاء جيبية متكررة عند الإخراج.

هنا يتم توصيل البطارية بشكل دائم بالدائرة، مما يلغي الحاجة إلى تبديلها. تقضي هذه الطريقة عمليا على فترة إعداد مصدر الطاقة غير المنقطع للتبديل.

يمكن تقسيم تشغيل UPS عبر الإنترنت بناءً على حالة البطارية إلى ثلاث مراحل:

مرحلة الشحن

حالة الانتظار؛

التفريغ لتشغيل الكمبيوتر.

فترة الشحن

تتم مقاطعة دوائر الإدخال والإخراج للموجة الجيبية بواسطة مفتاح UPS الداخلي.

تستقبل البطارية المتصلة بالمقوم طاقة الشحن حتى يتم استعادة سعتها إلى القيم المثلى.

فترة الاستعداد

بعد شحن البطارية، يقوم مصدر الطاقة التلقائي غير المنقطع بإغلاق المفتاح الداخلي.

تحافظ البطارية على حالة الاستعداد للتشغيل في وضع المخزن المؤقت.

فترة التفريغ

يتم نقل البطارية تلقائيًا لتشغيل محطة الكمبيوتر.

تتمتع مصادر الطاقة غير المنقطعة التي تعمل باستخدام طريقة التحويل المزدوج بكفاءة أقل في وضع طاقة الخط مقارنة بالنماذج الأخرى بسبب استهلاك الطاقة للحرارة والضوضاء. ولكن في الهياكل المعقدة، يتم استخدام التقنيات لزيادة الكفاءة.

UPS On-line قادر على تصحيح ليس فقط قيمة الجهد، ولكن أيضًا تردد التذبذب. وهذا يميزها عن النماذج السابقة ويسمح باستخدامها لتشغيل العديد من الأجهزة المعقدة بمحركات غير متزامنة. ومع ذلك، فإن تكلفة هذه الأجهزة أعلى بكثير من النماذج السابقة.

تكوين UPS

اعتمادًا على نوع دائرة التشغيل، تشتمل مجموعة إمداد الطاقة غير المنقطعة على ما يلي:

بطاريات لتخزين الكهرباء.

ضمان صيانة أداء البطارية؛

العاكس لتوليد الجيوب الأنفية ،

مخطط التحكم في العملية؛

برمجة.

يمكن استخدام شبكة محلية للوصول عن بعد إلى الجهاز، ويمكن زيادة موثوقية الدائرة من خلال تكرارها.

تستخدم بعض مصادر الطاقة غير المنقطعة وضع "التجاوز"، عندما يتم تشغيل الحمل بجهد التيار الكهربائي المفلتر دون تشغيل الدائرة الرئيسية للجهاز.

يحتوي جزء UPS على منظم جهد متدرج "Booster"، يتم التحكم فيه تلقائيًا.

واعتمادًا على الحاجة إلى تنفيذ حلول تقنية معقدة، يمكن تجهيز مصادر الطاقة غير المنقطعة بوظائف خاصة إضافية.

الكفاءة - الكفاءة - هي واحدة من أهم خصائص أي جهاز، وإمدادات الطاقة غير المنقطعة ليست استثناء. وكفاءة UPS لا تؤثر فقط على نظام إمداد الطاقة.

من 94 إلى 96

في الآونة الأخيرة، بلغت قيمة الكفاءة القياسية لوحدات UPS من العديد من الشركات المصنعة 94٪. اليوم، بفضل التقنيات الجديدة (على وجه الخصوص، ترانزستورات IGBT)، ظهرت UPS في السوق بكفاءة 96٪.

الأوضاع البيئية

خطوة أخرى اتخذتها معظم الشركات المصنعة هي تطوير خوارزمية لتشغيل UPS باستخدام الوضع الاقتصادي. لذلك، يُفهم الوضع البيئي على أنه وضع مفيد اقتصاديًا يتم فيه إيقاف تشغيل الأجزاء الوظيفية الرئيسية لجهاز UPS (المقوم والعاكس) بشكل أساسي، ويتم تشغيل الحمل من خلال خط تجاوز يتم التحكم فيه وقابل للتعديل في بعض الأحيان.

ونتيجة لذلك، تزيد الكفاءة بنسبة تصل إلى 99%. ومع ذلك، ينبغي أن يكون مفهوما أن الكفاءة في هذه الحالة هي ذات طبيعة تدريجية. والحقيقة هي أنه يتم تنشيط الوضع الاقتصادي فقط إذا كان مصدر الطاقة الخارجي يلبي جميع المتطلبات. إذا تجاوزت أي معلمات المعلمات الموصى بها، فسيتم تنشيط وضع التحويل المزدوج على الفور، اعتمادًا على الشركة المصنعة، أو يتم تنشيط آليات تصحيح معلمات شبكة الطاقة. إذا كان تأثيرها غير كاف، فإن UPS يتحول أيضًا إلى وضع التحويل المزدوج.

وبالتالي، في الحالة العامة، هناك ثلاثة مستويات لكفاءة UPS: قيمة قصوى تبلغ 99%، و97-98% في وضع التصحيح ونفس 96% في وضع التحويل المزدوج.

التأثير على التكييف

بالمناسبة، أدت أنظمة تكييف الهواء الحديثة مع التحكم السلس في قدرة التبريد إلى زيادة الكفاءة عند الأحمال المنخفضة، وبالتالي فإن زيادة كفاءة UPS تزيد أيضًا من كفاءة مكيفات الهواء.

حساب حقيقي

في الممارسة العملية، هذا يعني ما يلي. دعونا نقارن بين نماذج UPS ذات الكفاءة 94% و96%، والتي يتم تشغيلها في نفس الظروف ونفس الحمل.

في حالة كفاءة 94%، فإن مدخلات الطاقة إلى UPS ستكون 1000 / 0.85 / 0.94 = 1251.5 كيلوواط. وفي حالة الكفاءة 96%: 1000 / 0.85 / 0.96 = 1225.5 كيلو واط.

تؤدي زيادة الكفاءة بنسبة 2% في القيمة المطلقة إلى تقليل الطاقة الموردة إلى UPS بنسبة 2.21% (= 1 / 0.94 - 1 / 0.96).

يتم تقليل الحمل على نظام تكييف الهواء من 6% من طاقة UPS إلى 4% من طاقة UPS، أي. بمقدار الثلث. فإذا افترضنا أنه لإزالة 3 كيلو واط من الحرارة، فإن نظام تكييف الهواء يستهلك 1 كيلو واط من الكهرباء، فإن الطاقة التي تستهلكها مكيفات الهواء ستنخفض من 2% من طاقة UPS إلى 1.33% من طاقة UPS، أي. بنسبة 0.67%.

سيكون إجمالي التخفيض في الطاقة الموردة إلى UPS 2.21 + 0.67 = 2.88%.