Реферати

Курсова робота: Призначення джерел безперебійного живлення

Документоведение основні поняття. 1. Основні поняття Приступаючи до вивчення курсу, насамперед варто ознайомитися з основними професійними термінами і визначеннями, що постійно зустрічаються в роботі з документами.

Витрати державного бюджету й основні напрямки їхнього використання в Республіці Бєларус. МІНІСТЕРСТВО УТВОРЕННЯ РЕСПУБЛІКИ БЄЛАРУС УСТАНОВА УТВОРЕННЯ "ПОЛОЦКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ" Факультет фінансово-економічний

Кампанія в долині Шенандоа 1862. Уведення 1 Передісторія 2 Сила сторін 2.1 Конфедерація 2.2 Північ 3 Початкові маневри 4 Кампанія в долині 4.1 Кернстаун (23 березня) 4.2 Омана Бенкса (24 березня - 7 травня)

Доданки податкової політики правові аспекти. МІНІСТЕРСТВО ФІНАНСІВ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ ВСЕРОСІЙСЬКА ДЕРЖАВНА ПОДАТКОВА АКАДЕМІЯ КУРСОВА РОБОТА з курсу "Податкове право" на тему:

Біблійний контекст роману Брати Карамазови. Біблійний контекст роману "Брати Карамазови" Уведення Звертання до теми "Біблія в системі поетики роману Ф. М. Достоєвського "Брати Карамазови" не випадково і викликане поруч обставин. Насамперед, це питання порівняно мало вивчене у вітчизняній критиці і літературознавстві.

ЗМІСТ

ВВЕДЕННЯ

Розділ 1. Класифікація джерел безперебійного живлення по потужності

Розділ 2. Типи джерел безперебійного живлення і їх структура

Розділ 3. Технічні характеристики джерел безперебійного живлення

ВИСНОВОК

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ,

що ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ ВВЕДЕННЯ

Проблема і її актуальність. У цей час спостерігається збільшення потреби у високошвидкісних центрах обробки даних, системах телекомунікаційного зв'язку в реальному масштабі часу і застосуванні систем з безперервним автоматичним технологічним процесом. Зростання потреби в такому обладнанні разом із забезпеченням великою кількістю різноманітних можливостей висуває підвищені вимоги до джерел електроживлення.

Незважаючи на те, що при генерації електроенергії, напруження має відмінні характеристики, в той момент, коли електроживлення досягає споживача, його якість далека від ідеального. Більшість типів перешкод недопустима, наприклад, значні провали напруження і коливання частоти, що може привести до непоправних втрат, викликаних пошкодженням обладнання. Звичайно ж фінансові наслідку цього можуть бути істотними, впливаючи не тільки на поточну роботу, але, що є серйозніше, і на розвиток підприємства, який поніс збитки.

При проектуванні радіоелектронної апаратури, одним з основних критеріїв економічності є зниження споживаної пристроєм потужності (зокрема, застосування нових технологій дозволило скоротити на декілька порядків споживання енергії побутовою апаратурою, в порівнянні, наприклад з тим, що було десятки років тому ).

За минулі більш ніж 100 років від моменту появи першого електронного пристрою (радіо А. С. Попова) до наших днів змінилося декілька поколінь електронних пристроїв, які мають принципові відмінності по функціональних можливостях, типі вживаної елементної бази, конструктивно-технічному рішенні і т. д. Це рівною мірою відноситься до радіоелектронної апаратури побутового призначення, так і системам управління складними технічними об'єктами, такими як повітряні лайнери, космічні апарати і інш. Однак кожний вигляд електронних коштів, будь це комп'ютер, схема управління роботою системи життєзабезпечення, програвач компакт дисків або радіолокаційний станція, всі вони мають пристрій, який забезпечує електроживленням всі вузли і елементи (електронних ламп, транзисторів, мікросхем), пристроїв, які входять в ту або іншу систему. Отже, наявність джерела живлення в будь-якому пристрої річ цілком очевидна і вимоги до нього досить великі, адже від його якісної роботи залежить робота пристрою загалом. Особлива увага, при розробці джерел живлення, стали приділяти при побудові складних цифрових пристроїв (персональний комп'ютер або будь-яка інша микропроцессорная техніки), де виникла потреба забезпечення цих пристроїв безперервним і саме головне - якісним живленням. Провалля напруження для пристроїв цього класу може бути фатальним: медичні системи життєзабезпечення потребують постійної роботи комплексу пристроїв, і вимоги до їх живлення дуже суворі; системи банківського захисту і охоронні системи; системи екстреного зв'язку і передачі інформації.

При створенні електронного пристрою окремого класу і призначення (електронно-обчислювальні машини, медична і побутова електронна техніка, кошти автоматизації) джерело забезпечення гарантованого живлення може бути підібране з тих, які випускаються серійно. У деяких країнах існують фірми, які спеціалізуються на промисловому випуску джерел безперебійного живлення, і споживач має можливість вибрати той, який йому більше усього підходить. Однак, коли за експлуатаційними, конструкторськими або іншими характеристиками джерела безперебійного живлення, які випускаються серійно, не задовольняють потребам споживача, необхідно розробити новий, з урахуванням всіх правил, специфічних для цього вигляду.

Об'єкт і предмет дослідження. Об'єкт дослідження - джерела безперебійного живлення. Предметом дослідження є аналіз використання і технічних характеристик ИБП.

Мета і задачі дослідження. Мета даної курсової роботи - розглянути, які існують види ИБП, їх класифікація. Задачі - розглянути, що таке джерело безперебійного живлення.

Методи дослідження. При дослідженні даної теми використовувалися такі методи, як вивчення і аналіз наукової літератури.

Розділ 1. Класифікація джерел безперебійного живлення по потужності

Джерело безперебійного живлення (Uninterruptible Power Supplie, UPS) - статичний пристрій, призначений, по-перше, для резервування (захисти) електропостачання електроприемников за рахунок енергії, накопиченої в акумуляторній батареї і, по-друге, для забезпечення КЕ у електроприемников, що захищаються.

Відомі також ИБП, виконані на основі машин, що обертаються з накопичувачами енергії на основі маховиків і статичних ИБП, з накопичувачами на основі аномальних конденсаторів великої ємності, що обчислюється фарадами. У літературі також застосовується термін «агрегат безперебійного живлення» (АБП), але в цей час найбільш вжитковий термін «ИБП». [1]

Існуюча класифікація ИБП проводиться по двох основних показниках - потужності і типу ИБП. Класифікація ИБП по потужності носить частково умовний характер і пов'язана з виконанням (конструкцією) ИБП.

До малопотужним ИБП прийнято відносити пристрої, призначені для безпосереднього підключення до обладнання, що захищається і що харчуються від електричної мережі через штепсельні розетки. Можна зустріти навіть назву «розеткові ИБП». Дані пристрої виготовляються в настільному, рідше - підлоговому виконанні, а також у виконанні, призначеному для установки в стойку (rack-mount, RM). Як правило, ці пристрої випускаються в діапазоні потужностей від 250 до 3000 ВА.

До ИБП середньої потужності відносяться пристрої, живильні обладнання від вбудованого блоку розеток, що захищається або що підключаються до групової розеткової мережі, виділеної для живлення електроприемников, що захищаються. До живильної мережі ці ИБП підключаються кабелем від розподільного щита через захисно-комутаційний апарат. Дані пристрої виготовляються у виконанні, придатному для розміщення як в спеціально пристосованих електромашинних приміщеннях, так і в технологічних приміщеннях инфокоммуникационного обладнання, що допускають постійну присутність персоналу. Як правило, ці пристрої випускаються в підлоговому виконанні або у виконанні RM. Типовий діапазон потужностей таких ИБП від 3 до 30 кВА.

До ИБП великої потужності прийнято відносити пристрої, що підключаються до живильної мережі кабелем від розподільного щита через захисно-комутаційний апарат і живильні обладнання, що захищається через виділену групову розеткову мережу. Дані ИБП мають підлогове виконання для розміщення в спеціально пристосованих електромашинних приміщеннях. Типовий діапазон потужностей таких ИБП охоплює значення від 10 до декількох сотень кВА (відомі моделі потужністю до 800 кВА). Паралельні системи ИБП і енергетичні масиви можуть мати потужності до декількох тисяч кВА, але це вже характеристики системи, а не одиничний ИБП або силового модуля енергетичного масиву.

Розділ 2. Типи джерел безперебійного живлення і їх структура

За принципом пристрою ИБП можна віднести до двох типів.

Перший тип - це джерела безперебійного живлення з режимом роботи offline (off-line - дослівно «поза лінією»). Принцип роботи цього типу ИБП полягає в живленні навантаження від живильної мережі і швидкому перемиканні на внутрішню резервну схему при відключенні живлення або відхиленні напруження за допустимий діапазон. Час перемикання звичайно складає величину порядку 4... 12 мс, що цілком досить для більшості електроприемников з імпульсними блоками живлення. [2]

Другий тип - це джерела безперебійного живлення з режимом роботи online (on-line - дослівно «на лінії»). Ці пристрої постійно живлять навантаження і не мають часу перемикання. Нарівні з резервуванням електропостачання вони призначені для забезпечення КЕ при його порушеннях в живильній мережі і фільтрації перешкод, що приходить з живильної мережі.

Досить часто в літературі по джерелах безперебійного живлення згадуються джерела безперебійного живлення з режимом роботи line-interactive (line-interactive UPS). Принцип їх роботи значною мірою схожий з принципом роботи off-line, за винятком наявності так званого «бустера» - пристрої ступінчастої стабілізації напруження за допомогою комутації обмоток вхідного трансформатора і використання основної схеми для заряду і подзаряда батареї, що забезпечує більш швидкий вихід пристрою на робочий режим при переході на живлення від АБ. При цьому час перемикання на роботу від АБ скорочується до 2...4 мс.

У залежності від знака і величини відхилення напруження δU включається відповідна комбінація «отпаек» (витків) трансформатора. Дане регулювання напруження носить ступінчастий характер. Умовні позначення на малюнках і схемах тут і далі відповідають додатку 1. При відхиленні напруження U вище номінального значення бустер перемикає отпайку в положення - δU, знижуючи тим самим значення напруження, що поступає в схему ИБП і далі до електроприемнику. При відхиленні напруження нижче номінального значення бустер преключает отпайку в положення + δU. Такая схема бустера застосовується рідко, на зміну їй прийшла схема, аналогічна магнітному підсилювачу. У цій схемі є дві зустрічно включені обмотки, що відповідно намагнічують або що розмагнічують сердечник бустера. Відмінність між ИБП off-line і line-interactive фактично стиралася, оскільки з'явилися моделі off-line з можливістю регулювання напруження в нормальному режимі за допомогою введеного в схему бустера. Єдино, що розрізнює ці типи ИБП, - це форма вихідного напруження в автономному режимі. У ИБП типу off-line - це прямокутна форма і апроксимація синусоїди сходинками і трапецією, line-interactive має синусоидальное вихідне напруження.

Для живлення технічних засобів з імпульсними блоками живлення форма вихідного напруження ИБП значення не має. Структура ИБП типу off-line і line-interactive.

У нормальному режимі ИБП пропускає живлення на навантаження, здійснюючи придушення високочастотних перешкод і імпульсів напруження в LC-фільтрі і компенсуючи відхилення напруження бустером. Акумуляторна батарея заряджається (подзаряжается) від зарядного пристрою (випрямляча). При відключенні живлення запускається инвертор, і перемикач переводить живлення навантаження на инвертор ИБП. Перемикання здійснюється автоматично, і АБ буде живити навантаження до моменту відновлення напруження на вході або до вичерпання її ємності. У схемі б при запуску инвертора відключається вхід ИБП від лінії живлення з метою виключення подачі зворотного напруження з боку навантаження в живильну лінію. [3]

Инвертор входить до складу всіх типів ИБП. Він являє собою напівпровідниковий перетворювач постійного напруження АБ в змінне напруження 220/380 В, що поступає на електроприемники (навантаження). У сучасних ИБП типу line-interactive инвертор суміщає в собі функції як власне инвертора, так і зарядного пристрою.

У залежності від моделі ИБП инвертор формує напруження різної форми. Існують спрощені схеми инверторов, що формують напруження прямокутної форми з бестоковими паузами. Більш довершені схеми инверторов дозволяють формувати напруження, близьке до синусоидальной форми - апроксимувати рівнями. Обидва типи таких инверторов характерні для ИБП малої потужності і придатні для роботи з імпульсними блоками живлення. Инвертори ИБП типу line-interactive формують напруження синусоидальной форми з низьким змістом гармонік (як правило, коефіцієнт спотворення синусоидальности кривої напруження КU < 3%). Такі инвертори придатні для живлення всіх типів навантажень - від імпульсних блоків живлення до двигунів. Як правило, форма напруження инвертора і КUуказиваются в каталожних даних ИБП.

Типовий діапазон потужностей ИБП типів off-line і line-interactive від 250 ВА до 3...5кВА.

Джерела безперебійного живлення з режимом роботи on-line випускаються декількох типів (за принципами перетворення енергії). Існують чотири типи on-line ИБП:

- з одиночним перетворенням;

- з дельтою-перетворенням;

- феррорезонансние ИБП;

- з двійчастим перетворенням.

Принцип одиночного перетворення (single conversion) полягає в наступному. У ланцюг між живильною мережею і навантаженням включений дросель, до виходу якого підключений инвертор. Инвертор в даній схемі є реверсивним і здатний перетворювати постійне напруження в змінне і навпаки. Крім живлення навантаження в автономному режимі другим призначенням инвертора є регулювання напруження на стороні навантаження при відхиленнях в живильній мережі.

У ИБП даного типу КПД вельми високий і може досягати 96%. Однак є деякі недоліки, наприклад низьке значення вхідного коефіцієнта потужності (cosφ ≈ 0,6), при цьому він міняється при зміні як напруження мережі, так і характеру навантаження.

Крім того, при малих навантаженнях дані ИБП споживають істотні реактивні струми, сумірні з номінальним струмом установки. Серед сучасних ИБП останніх моделей подібний тип не зустрічається, оскільки на зміну йому прийшла технологія дельти-перетворення, що є розвитком технологиії одиночного перетворення.

Принцип дельти-перетворення (delta conversion) заснований на застосуванні в схемі ИБП так званого дельти-трансформатора. Дельта-трансформатор являє собою дросель з обмоткой подмагничивания, яка дозволяє управляти струмом в основній обмотке (аналогічно принципу магнітного підсилювача). У ИБП застосовуються два постійно працюючих инвертора. Один служить для управління дельтою-трансформатором і, відповідно, регулювання вхідного струму і компенсації деяких перешкод. Його потужність становить 20% від потужності другого инвертора, працюючого на навантаження. Другий инвертор, потужність якого визначає потужність ИБП, формує вихідну синусоїду, забезпечуючи корекцію відхилень форми вхідного напруження, а також живить навантаження від батарей при роботі ИБП в автономному режимі. Завдяки такій схемі забезпечується можливість плавного завантаження вхідної мережі при переході з автономного режиму роботи від батарей до роботи від мережі (режим on-line), а також висока перевантажувальна здатність - до 200% протягом 1 мін.

При завантаженні ИБП даного типу на 100% номінальній потужності коефіцієнт корисної дії становить 96,5%. Однак високі показники даний тип ИБП забезпечує при наступних умовах: відсутності відхилень і спотворень напруження в живильній мережі, навантаженні ИБП, близькій до номінальною і лінійною, що є. У реальних умовах показники даного типу ИБП (КПД = 90,8...93,5%) наближаються до показників ИБП з двійчастим перетворенням, розглянутого нижче. Реальне досягнення високих заявлених значень КПД ИБП з дельтою-перетворенням можливе при широкому впровадженні імпульсних блоків живлення з корекцією коефіцієнта потужності. Це означає, що навантаження набуває переважно активного характеру і створюються умови для вияву високих енергетичних характеристик ИБП. Останнім часом коефіцієнт потужності нових блоків живлення досяг значення 0,92...0,97. Іншим достоїнством ИБП з дельтою-перетворенням є високий коефіцієнт потужності самого пристрою, близький до 1. Це полегшує спільну роботу ИБП і ДГУ. На основі ИБП з дельтою-перетворенням будуються могутні централізовані СБЕ з надлишковим резервуванням. Природно, можливі також схеми з одиничними ИБП. Діапазон потужностей ИБП цього типу 10...480 кВА. Можливе паралельне об'єднання до 8 ИБП для роботи на загальне навантаження в однієї СБЕ. Даний тип ИБП є основною альтернативою типу ИБП з двійчастим перетворенням. [4]

Феррорезонансние ИБП названі так по вживаному в них феррорезонансному трансформатору. У основу принципу його роботи встановлений ефект феррорезонанса, вживаний в широко поширених стабілізаторах напруження. При нормальній роботі трансформатор виконує функції стабілізатора напруження і мережевого фільтра. У разі втрати живлення феррорезонансний трансформатор забезпечує навантаження живленням за рахунок енергії, накопиченої в його магнітній системі. Інтервалу часу тривалістю 8... 16 мс досить для запуску инвертора, який вже за рахунок енергії акумуляторної батареї продовжує підтримувати навантаження. Коефіцієнт корисної дії ИБП даного типу відповідає КПД систем двійчастого перетворення (не перевищує 93%). Даний тип джерел безперебійного живлення широкого поширення не отримав, хоч забезпечує дуже високий рівень захисту від високовольтних викидів і високий рівень захисту від електромагнітних шумів. Межа потужності ИБП даного типу не перевищує 18 кВА.

Найбільш широко поширений тип ИБП двійчастого перетворення (double conversion UPS), представлений на малюнку.

Часто як синонім двійчастого перетворення вживають on-line. Це не цілком вірне, оскільки до групи ИБП типу on-line відносяться і інші схеми ИБП. У ИБП цього типу вся споживана енергія поступає на випрямляч і перетворюється в енергію постійного струму, а потім инвертором - в енергію змінного струму. Випрямляч - це напівпровідниковий перетворювач. У трифазних ИБП середній і великій потужності - це регульований перетворювач, виконаний по мостовій 6-імпульсній схемі (схемі Ларіонова), на основі напівпровідникових вентилів - тиристорів. Для поліпшення енергетичних характеристик випрямляча (зниження спотворень, що вносяться в мережу при роботі перетворювача) застосовують двухмостовие випрямлячі, виконані по 12-імпульсній схемі. Випрямлячі в такій схемі включені послідовно, вони підключаються до живильної мережі через трехобмоточний трансформатор. У сучасних ИБП випрямляч безпосередньо не працює на подзаряд АБ. Для зарядки АБ в схему ИБП введений спеціальний зарядний пристрій - перетворювач постійного струму, що оптимізує заряд АБ, управляючи напруженням на АБ і зарядним струмом.

Обов'язковим елементом схеми ИБП великої і середньої потужності є байпас (bypass) - пристрій обхідного шляху. Цей пристрій призначений для безпосереднього зв'язку входу і виходу ИБП, минуя схему резервування живлення.

Байпас дозволяє здійснювати наступні функції:

- включення/відключення ИБП при проведенні ремонтів і регулювання без відключення живлення електроприемников;

- переклад навантаження з инвертора на байпас при виникненні перевантажень і коротких замиканий на виході джерела безперебійного живлення;

- переклад навантаження з инвертора на байпас при задовільному КЕ в живильній мережі з метою зниження втрат електроенергії в ИБП (econom mode - економічний режим роботи). [5]

Байпас являє собою комбінований електронно-механічний пристрій, що складається з так званого статичного байпаса і ручного (механічного) байпаса. Статичний байпас являє собою тиристорний (статичний) ключ з встречно-паралельно включених тиристорів. Управління ключем (включено/вимкнено) здійснюється від системи управління ИБП. Воно може проводитися як вручну, так і автоматично. Автоматичне управління здійснюється при виникненні перевантаження і в економічному режимі роботи ИБП. При цьому в обох випадках напруження инвертора синхронізоване з напруженням на вході ланцюга байпаса і з імпульсами управління, що дозволяє зробити переклад навантаження з инвертора на байпас і зворотно «без розриву синусоїди».

Ручний (механічний) байпас являє собою механічний вимикач навантаження, що шунтує статичний байпас. Він призначений для висновку ИБП з роботи зі зняттям напруження з елементів ИБП. При включеному ручному байпасе живлення навантаження здійснюється через ланцюг «вхід байпаса-ручний байпас-вихід ИБП». Інші елементи схеми ИБП: випрямляч, инвертор, АБ, статичний байпас - на час включення ручного байпаса можуть бути знеструмлені (відключені від живлення і навантаження) з метою ремонту, регулювання, оглядів і т. д. Про відключення АБ можна говорити з деякою натяжкою, бо, будучи в зарядженому стані, АБ є могутнім джерелом постійного напруження, що представляє небезпеку для обслуговуючого персоналу. По класифікації «Міжгалузевих правил з охорони труда (правила безпеки) при експлуатації електроустановок» роботи з АБ потрібно відносити до вигляду робіт з частковим зняттям напруження. При необхідності заміни акумуляторів АБ ИБП переводять на ручний байпас, спеціальним інструментом роз'єднують АБ на окремі акумулятори, після чого небезпека поразки електричним струмом усувається.

При роботі на байпасе, як статичному, так і ручному, ИБП не має можливості забезпечувати безперебійне живлення споживачів. Такі режими повинні супроводитися адміністративно-технічними заходами для виключення небажаних наслідків для споживачів при відключенні живлення при роботі на байпасе. Сама проста міра - проведення профілактичних і ремонтних робіт в неробочий час споживачів.

Инвертор, керований мікропроцесором, виробляє синусоидальное напруження, що поступає на навантаження. У могутніх трифазних ИБП инвертор також виконаний по трифазній мостовій схемі. Для побудови синусоїди в инверторе реалізований принцип широтно-імпульсної модуляції (ШИМ).

Принцип його дії складається в подачі імпульсів змінної скважности через тиристори на трансформатор, що виконує одночасно роль фільтра, або безпосередньо на LC-фільтр на виході инвертора. У результаті формується синусоидальное напруження з низьким коефіцієнтом гармонічних спотворень: КU < 3%. [6]

У сучасних ИБП двійчастого перетворення застосовують схему дзеркального перетворення. На малюнку зображені випрямляч і инвертор ИБП, виконаний по схемі дзеркального перетворення. У основу схеми встановлене застосування могутніх IGBT-транзисторів (Insulated Gate Bipolar Transistor - польовий біполярний транзистор з ізольованим затвором). Значення терміну «дзеркальне перетворення» складається в тому, що процеси випрямляння і інвертування електроенергії реалізовані на однаково виконаних перетворювачах. Переваги застосування дзеркального перетворення полягають в забезпеченні:

- відсутність нелінійних спотворень вхідного струму без додаткових фільтрів;

- коефіцієнта потужності ИБП, близького до одиниці;

- реалізації принципу ШИМ без вихідного трансформатора і фільтра.

Це дозволяє оптимізувати спільну роботу ИБП з ДГУ, знизити массо-габаритні показники. Недоліком дзеркального перетворення є більш низький КПД (на 1...1,5%), чим у ИБП двійчастого перетворення з тиристорними перетворювачами. Це обмежує область застосування ИБП з дзеркальним перетворенням потужністю до 30...40 кВА. У могутніх трифазних ИБП двійчастого перетворення часто застосовують комбіновані схеми перетворювачів - тиристорний випрямляч і инвертор на ЮВТ-транзисторах.

Технологія двійчастого перетворення відпрацьована і успішно використовується понад двадцяти років, однак їй властиві принципові недоліки:

- ИБП є причиною гармонічних спотворень струму в електричній мережі (до 30%) і, таким чином, - потенційно причиною порушення роботи іншого обладнання, сполученого з електричною мережею; він має низьке значення вхідного коефіцієнта потужності (cosφ);

- ИБП має значні втрати, оскільки принципом отримання вихідного змінного струму є первинне перетворення в енергію постійного струму, а потім знов перетворення в енергію змінного струму; в процесі такого двійчастого перетворення звичайно втрачається до 10% енергії.

Перший недолік усувається за рахунок застосування додаткових пристроїв (вхідних фільтрів, 12-імпульсних випрямлячів, оптимизаторов-бустеров), а другої принципово не усунемо (у кращих зразків ИБП великої потужності КПД не перевищує 93%). Сучасні ИБП двійчастого перетворення обладнуються так званими кондиціонерами гармонік і пристроями корекції коефіцієнта потужності (cosφ). Ці пристрої входять або в базовий комплект ИБП, або застосовуються опционально і дозволяють зняти проблему з внесенням гармонічних спотворень (складають не більше за 3%) і підвищити коефіцієнт потужності до 0,98.

Оскільки надалі при розгляді систем безперебійного електропостачання ми будемо орієнтуватися в основному на ИБП двійчастого перетворення, то має значення більш детально розглянути варіанти виконання схем ИБП даного типу. Існують схеми ИБП 1:1, 3:1 і 3:3. Це означає:

- 1:1 - однофазний вхід, однофазний вихід;

- 3:1 - трифазний вхід, однофазний вихід;

- 3:3 - трифазний вхід, трифазний вихід. [7]

Схеми 1:1 і 3:1 доцільно застосовувати для потужностей навантаження до 30 кВА, при цьому симметрирование не потрібно, і потужність инвертора використовується раціонально. Потрібно мати на увазі, що байпас в таких схемах є однофазним і при переході ИБП з инвертора на байпас для вхідної мережі ИБП 3:1 стає несиметричним пристроєм, подібно ИБП 1:1. Проектом повинен бути передбачений режим роботи на байпасе, т. е електрична схема не повинна зазнавати перевантажень, і КЕ не повинне виходити за встановлену межі при переході ИБП на байпас. На малюнку приведена схема ИБП 3:1.

Особливістю даної схеми є наявність на вході конвертора 3:1. При його відсутності ИБП має схему 1:1. Наявність конвертора не тільки перетворює ИБП 1:1 в 3:1, але і дозволяє здійснювати роботу на байпасе в симетричному режимі.

Схема ИБП по схемі 3:3. Тут є зарядний пристрій для оптимізації режиму заряду акумуляторної батареї і перетворювач постійного струму - бустер (booster DC/DC), що дозволяє полегшити роботу випрямляча за рахунок зниження глибини регулювання. Таким чином забезпечується менший рівень гармонічних спотворень вхідного струму. У деяких випадках таку схему називають схемою з потрійним перетворенням.

Принципово немає передумов виділяти такі схеми в окремий тип ИБП, оскільки залишається загальним головний принцип - випрямляння струму з його подальшим інвертуванням. Зрозуміло, в ланці постійного струму можуть бути присутній згладжуючі ємності, а в деяких випадках - дросель (на схемах не показані). Джерело працює по схемі 3:3 в будь-якому режимі - при роботі через инвертор (режим on-line) і при роботі на байпасе. По відношенню до живильної мережі робота в режимі on-line є симетричною, тоді як робота на байпасе залежить від балансу навантажень по фазах. Проте, сбалансированность навантажень по фазах насамперед важлива для раціонального використання встановленої потужності самого джерела, а по відношенню до живильної мережі небаланс по фазах при роботі на байпасе може виявити себе тільки при роботі з ДГУ. Але в цьому випадку вирішальним буде не симетрія навантаження, а її нелинейность.

У цей час для підвищення ефективності (КПД) застосовується комбінована схема, суть функціонування якої полягає в наступному. Виділяється діапазон вхідного напруження, як правило ±6... 10%, в якому ИБП працює в так званому економічному режимі (переходить на статичний байпас), а при виході вхідного напруження з цього діапазону ИБП протягом 2...4 мс переходить в режим on-line. Співзвучно з рекламним слоганом цю технологію можна характеризувати як «два в одному». При використанні ИБП в електромережах, що мають показники якості електроенергії не нижче ГОСТ 13109-97, ця технологія дає істотне зниження втрат електроенергії за рахунок високого коефіцієнта корисної дії в економічному режимі. Всі втрати електроенергії в цьому режимі зводяться до втрат в провідниках і тиристорах статичного байпаса. КПД при цьому наближається до 98%.

Однак і у цієї схеми є деякі недоліки:

- при застосуванні таких ИБП як централізовані в дворівневій схемі СБЕ діапазон напруження, в якому здійснюється робота в економічному режимі, повинен бути менше діапазону напруження ИБП другого рівня до переходу на живлення від батарей, щоб не викликати переходу ИБП другого рівня в автономний режим;

- при роботі в економічному режимі ИБП не захищає вхідну мережу від гармонічних спотворень струму, що викликаються навантаженням з імпульсними блоками живлення. Як наслідок, необхідне збільшення перетину нейтрального провідника на вході ИБП і значне збільшення потужності ДГУ (за даними фірми АРС, потужність ДГУ повинна перевищувати розрахункову потужність ИБП в 6...9 разів). При роботі ИБП з ДГУ сумірної потужності слідує коштами конфігурування ИБП виключати економічний режим роботи. [8]

Розділ 3. Технічні характеристики джерел безперебійного живлення

До цього часу в Російській Федерації діє ГОСТ 27699-88 (Стандарт СЕВ 5874-87) «Системи безперебійного живлення приймачів змінного струму. Загальні технічні умови». Оскільки основним призначенням СБЕ є електропостачання инфокоммуникационного обладнання, вимоги до ИБП нарівні з рекомендаціями стандарту визначаються наступними чинниками:

- характеристиками блоків живлення обладнання;

- забезпеченням надійності електропостачання при некритичних аваріях і несправностях в самої СБЕ;

- забезпеченням електромагнітної сумісності. [9]

Області нормального функціонування і області відмов і збоїв імпульсних блоків живлення в залежності від напруження і часу порушення електропостачання.

Вимоги ГОСТ 27699-88 представлені в таблиці, яка може допомогти у виборі ИБП. Деякі осередки в таблиці не заповнені. Це означає, що стандарт не регламентує даний параметр, а при виборі ИБП потрібно керуватися технічними умовами на обладнання, що захищається. Маса і габарити пристроїв повинні бути прийняті до уваги при розробці будівельного завдання на розміщення ИБП, визначенні придатності монтажних отворів і навантажувальної здатності перекриттів. КПД доцільно порівнювати при виборі ИБП однакового типу. Кількість паралельно працюючих ИБП важлива при виборі обладнання для створення отказоустойчивой системи електропостачання.

Характеристики ИБП по ГОСТ 27699-88

Показник

Значення, %

Стабілізація напруження

±5

Стабілізація частоти

±2

Гармонічні спотворення

5

Фільтрація ВЧ-імпульсів

-

ВХІДНИЙ cosφ

-

Гальванічна розв'язка

-

Коливання напруження на вході

-15...+10

Коливання частоти на вході

±2

Перевантажувальна здатність (протягом 15 мін)

110

Кількість агрегатів, працюючих паралельно

-

На практиці виробники ИБП надають досить великий об'єм технічних характеристик продукції, що випускається. У таблиці приводяться найменування і необхідні коментарі до характеристик ИБП.

Характеристики ИБП

Характеристика

Опис

Загальні дані

Номінальна вихідна потужність ИБП (кВА)

Номінальна потужність ИБП без урахування КПД і заряду АБ

Номінальна вихідна потужність одного модуля ИБП (кВА)

Номінальна потужність одного модуля енергетичного масиву

Кількість ИБП, що включаються на паралельну роботу

Максимальна кількість ИБП, що включається паралельно

Схема ИБП

Число фаз вхід/вихід (1:1; 3:1; 3:3)

Кількість модулів, що включаються на паралельну роботу

Максимальна кількість модулів в пристрої або в групі

КПД при навантаженні 100% в режимі on-line (%)

Як правило, вказується для роботи на активне навантаження

Тепловиділення ИБП при навантаженні 100% і заряджених батареях (Вт)

Тепловиділення з обліком КПД і без урахування заряду АБ

Тепловиділення одного модуля при навантаженні 100% і заряджених батареях (Вт)

Те ж, для одного модуля енергетичного масиву

Рівень акустичного шуму (дБ)

Рівень шуму при навантаженні 100% на відстані 1 м

Плаваюче напруження батарей (В пост. струму)

Напруження на одному акумуляторі (осередку)

Максимальний струм заряду батарей (А)

Максимальний струм заряду для даного типу батарей (допускає регулювання)

Кількість батарей 12 В

Кількість акумуляторів (осередків) в АБ

Наявність статичного байпаса ИБП

Так/ні

Наявність механічного байпаса ИБП

Так/ні

Наявність статичного байпаса модуля ИБП

Так/ні

Стійкість до перевантажень в режимі байпаса

Вказується в % до номінальної потужності ИБП

Час переходу з байпаса на инвертор

Максимальний час

Робочий діапазон температур (°З)

Вказується для роботи при навантаженні 100%

Температура зберігання/транспортування (°З)

Вказується для системного блоку або модуля ИБП

Вхідні параметри

Номінальне напруження (В)

Номінальне вхідне напруження

Діапазон зміни напруження

Діапазон вхідного напруження без переходу в автономний режим

Діапазон зміни частоти (Гц)

Без переходу в автономний режим

Коефіцієнт потужності

Коефіцієнт потужності або cosφ

Форма споживаного струму

Для ИБП середньої і великої потужності - завжди синусоидальная

Вихідні параметри

Номінальне напруження (В)

Номінальне вихідне напруження, допускає регулювання

Розкид напруження (%)

Відхилення напруження без зміни навантаження

Розкид напруження (при зміні навантаження 0...100 і 100...0%) (%)

Статичний і динамічний характер зміни навантаження (в тому числі 100%)

Вихідна частота (Гц)

Вказується для роботи в автономному режимі

Розкид частоти (%)

В автономному режимі, без зміни навантаження

Хрест-чинник

Допустиме відношення амплітуди до діючого значення струму навантаження

Перевантаження (%)

Додатково вказується час перевантаження

Комунікаційні можливості

ПО для моніторинга і закриття серверів

Як правило, для ИБП малої і середньої потужності

Наявність SNMP-адаптерів

Так/ні

Комунікаційний порт (інтелектуальний і сухі контакти)

Так/ні

Функція екстреного відключення (ЕРО)

Emergency Power Off (екстрене відключення живлення)

Функція координації роботи з ДГУ (Gen on)

Програмування заряду АБ, блокування байпаса і інш. функції по сигналу «ДГУ в роботі» (Gen on)

Массогабарітние показники

Стандартні розміри ИБП (ШхВхГ) (мм)

Для системного блоку ИБП без фільтрів і трансформаторів

Розміри батарейних шаф (ШхВхГ) (мм)

Розмір батарейних шаф, можуть вказуватися декілька типоразмеров

Маса ИБП без батарей (кг)

Маса системного блоку ИБП

Маса модуля ИБП (кг)

Для енергетичних масивів

Характеристики ИБП насамперед представляють інтерес для проектувальників, оскільки вони приймають технічні рішення, направлені на забезпечення вимог завдання на проектування. Замовнику основна увага потрібно приділяти наданню початкових даних.

ВИСНОВОК

Перше і саме головне призначення джерела безперебійного живлення - забезпечити електроживлення комп'ютерної системи або іншого обладнання в той час, коли електрична мережа по якихсь причинах не може це робити. Під час такого збою електричної мережі ИБП харчується сам і живить навантаження за рахунок енергії, накопиченої його акумуляторною батареєю.

XXI повік - повік передових технологій і складних пристроїв які працюють завдяки електроживленню. Тому електричне живлення - це важлива складова нашого життя, без якої труд людини аж ніяк не полегшиться. На сучасному етапі розвитку джерелом безперебійного живлення називається система, призначення якої є захист обладнання від різких перепадів і провалля в електромережі. Джерело живлення піклується про вашу побутову техніку - в момент вимкнення внаслідок провалля напруження в мережі і стабілізує напруження.

Кожна людина, що стикається з комп'ютерами, рано або пізно дізнається про прекрасну ідею безперебійного живлення комп'ютерів. Якщо ця людина має інженерну освіту і творчу жилку, він негайно починає винаходити "велосипед", вигадуючи, як би можна було зробити таку штуку. Як правило, люди в цій ситуації вигадують одну і ту ж схему, яка їм здається найбільш природної і простої. Ця схема традиційно називається схемою з двійчастим перетворенням енергії.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ,

що ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ 1. В. Г. Костіков, Е. М. Парфенов, В. А. Шахнов "Джерела електроживлення електронних коштів" Москва, Гаряча лінія - Телеком 2004.

2. Гребнев В. В. Мікроконтроллери сімейства AVR фірми Atmel.-М.: ИП Радіософт, 2005.

3. Костиков В. Г., Парфенов Е. М., Шахнов В. А. Істочники електроживлення електронних коштів. Схемотехніка і конструювання: Підручник для вузів. - 2-е изд. - М.: Гаряча лінія - Телеком, 2004.

4. Конструювання РЕА. Оцінка і забезпечення теплових режимів. Навчань. допомога / В. І. Довніч, Ю. Ф. Зіньковський. - ДО.: УМК У, 1990.

5. Методичні вказівки до дипломного проекту для студентів спеціальності "Радіотехніка" / В. О. Дмітрук, В. В. Лисак, С. М. Савченко, В.І. Правда. - ДО.: КПІ, 1993.

6. Перельман Б. Л. Полупроводниковие прилади. Довідник - "Солон", "Мікротех", 1996 р.

7. Семенов Б. Ю. Силовая електроника для любителів і професіоналів. М.: Солон-Р, 2005.

8. Фрунзе А. В. Мікроконтроллери? Це ж просто! Т.1. - М.: ТОВ " ИД СКИМЕН", 2002.

[1] Гребнев В. В. Мікроконтроллери сімейства AVR фірми Atmel.-М.: ИП Радіософт, 2005.

[2] Перельман Б. Л. Полупроводниковие прилади. Довідник - "Солон", "Мікротех", 1996 р.

[3] В. Г. Костіков, Е. М. Парфенов, В. А. Шахнов "Джерела електроживлення електронних коштів" Москва, Гаряча лінія - Телеком 2004.

[4] Методичні вказівки до дипломного проекту для студентів спеціальності "Радіотехніка" / В. О. Дмітрук, В. В. Лисак, С. М. Савченко, В.І. Правда. - ДО.: КПІ, 1993.

[5] Фрунзе А. В. Мікроконтроллери? Це ж просто! Т.1. - М.: ТОВ " ИД СКИМЕН", 2002.

[6] Фрунзе А. В. Мікроконтроллери? Це ж просто! Т.1. - М.: ТОВ " ИД СКИМЕН", 2002.

[7] Конструювання РЕА. Оцінка і забезпечення теплових режимів. Навчань. допомога / В. І. Довніч, Ю. Ф. Зіньковський. - ДО.: УМК У, 1990.

[8] Конструювання РЕА. Оцінка і забезпечення теплових режимів. Навчань. допомога / В. І. Довніч, Ю. Ф. Зіньковський. - ДО.: УМК У, 1990.

[9] Костиков В. Г., Парфенов Е. М., Шахнов В. А. Істочники електроживлення електронних коштів. Схемотехніка і конструювання: Підручник для вузів. - 2-е изд. - М.: Гаряча лінія - Телеком, 2004.