Ev yapımı kesintisiz güç kaynağı. Kendin yap kesintisiz güç kaynağı devresi

Birçok endüstri ve ev aleti için sabit bir voltaj sağlamak gereklidir. Bir kazan ve bilgisayar için endüstriyel kesintisiz güç kaynağının ne olduğunu, cihazın bağlantı şemasını ve UPS'in çalışma prensibini düşünmeyi öneriyoruz.

Kesintisiz hakkında faydalı bilgiler

Kesintisiz güç kaynağı OKVED 73.10 74.20.1 (UPS, URS, UPS), şebekeden gelen sinyalin kesilmesi veya zayıflaması durumunda yüke acil durum gücü sağlayan elektrikli bir cihazdır. KGK, akülerde, kapasitörlerde veya volanlarda depolanan enerjiyi sağlayarak gelen elektrik kesintilerine karşı neredeyse anlık koruma sağlaması bakımından yardımcı, acil durum gücü veya yedek jeneratörden farklıdır.

Kesintisiz güç kaynaklarının pil ömrü nispeten kısadır (sadece birkaç dakika), ancak yedek bir güç kaynağını açmak veya korunan ekipmanı düzgün bir şekilde kapatmak için yeterlidir. Stabilizatörün başka işlevleri olduğuna dikkat edilmelidir, ancak birçok insan bunları karıştırır.

Fotoğraf - Kesintisiz güç kaynakları

Genel olarak, en yaygın ev ortamı, beklenmedik bir elektrik kesintisinin yaralanma, ölüm, ciddi iş kesintisi veya veri kaybına neden olabileceği bir bilgisayar, donanım koruması, veri merkezi, telekomünikasyon ekipmanı veya diğer elektrikli cihazlar için kesintisiz bir güç kaynağıdır. (radyo istasyonları, PC, dizüstü bilgisayar, veri tabanı, sunucu, otomatik telefon santrali, gazlı ısıtma kazanları için pompa).

Sunucu için kesintisiz güç kaynağı, video monitörü olmayan tek bir bilgisayarı (yaklaşık 200 volt amper değeri) korumak ve tüm veri merkezlerine veya binalara güç sağlayan büyük tesisler için birden fazla boyut aralığında çalışır.

Fotoğraf - Güç kaynakları

Kullanım kapsamı

Herhangi bir UPS'nin ana rolü, güç kaynağı girişi arızalandığında kısa süreli güç sağlamaktır. Bununla birlikte, çoğu UPS, genel şebeke gücü sorunlarını bir dereceye kadar düzeltme yeteneğine de sahiptir:

• Dalgalanma veya gecikmeli dalgalanma;
• Giriş voltajında ​​anlık veya sürekli düşüş;
• Yüksek frekanslı bir geçiş veya titreşim olarak tanımlanan gürültü, tipik olarak yakındaki ekipmanın hattına verilir;
• Ağ frekansı kararsızlığı;
• Doğrusal Olmayan Bozulma: Bir doğru üzerindeki ideal sinüzoidal dalga biçiminden sapma olarak tanımlanır.

Endüstriyel işletmeler için, en sık kullanılan üç fazlı yüksek güçlü kesintisiz güç kaynakları, Electronix, Compact, SUA1500RMI2U, APC (APS) Back-UPS ES 400VA markaları tarafından temsil edilen 1000va'ya kadar devasa sistemleri kontrol edebilirler.

Fotoğraf - UPS doğru şekilde nasıl bağlanır

Ev aletleri genellikle sinyal vermek için kullanılır.

Kaynakların teknik özellikleri:

1. 1 milisaniyeden geçiş hızı;
2. Herhangi bir sinüzoid ile çalışın;
3. 1 kW'dan (FORT F55, RIP-12, BIRP-12/4), birkaç yüze kadar (Resanta UBP-300, BBP-20, Calm, UPSRT8000);
4. Düşük derecede elektromanyetik parazit ve akustik gürültü;
5. Bir rafa monte edilebilir;
6. Azaltılmış harmonik bozulma ile giriş akımı;
7. 0,5 Amperlik sabit bir akım gücü sağlayarak elektriğin dönüştürülmesi, yük stabilizasyonu ile uğraşırlar.

Fotoğraf - UPS Şeması

Video: basit bir kendin yap güç kaynağı

Stabilizatör türleri

Modern UPS sistemleri üç ana kategoriye ayrılır:

1. Çevrimiçi (Çevrimiçi, etkileşimli);
2. Hat etkileşimli (bekleme);
3. Senkron.

AT çevrimiçi UPS AC almaktan, şarj edilebilir pillerden (veya pil bölmelerinden) geçmek için DC'ye doğrultarak bir "çift dönüştürme" yöntemini kullanır, ardından korunan ekipmana güç sağlamak için akım 120V/230V AC olur. Tipik koruma süresi: 5-30 dakika.

Fotoğraf - Kesintisiz bir güç kaynağının şeması

L hat etkileşimli (inverter) UPS inverteri hatta tutar ve güç kesildiğinde DC pilleri normal şarj modundan akım sağlamak için yönlendirir. Bekleme (“off-line”) modunda, sistem yüküne doğrudan giriş gücünden ve yedekten güç verilir, bu güç şeması yalnızca AC gücü kapatılamıyorsa çağrılır. 1kVA'nın altındaki çoğu UPS (IPPON, EATON PC kesintisiz güç kaynakları) bir tür hat etkileşimli veya yedek UPS'tir. Çevrimdışı/bekleme cihazının tipik bir koruma süresi vardır: 0-20 dakika.

Fotoğraf - UPS Kalesi

Büyük güç üniteleri için bazen dinamik kesintisiz güç kaynakları kullanılır. Senkron motor/jeneratör bir jikle aracılığıyla ağa bağlanır. Enerji volanda depolanır. Şebeke gücü kesildiğinde, girdap akımı mekanizması düzenleme sağlar ve volan enerjisi tükenene kadar yüke giden gücü korur. Senkron devre kesiciler (Delta, Powerware, SURT10000RMXLI, TRUST power 600VA UPS155 ATS) bazen kısa bir gecikmeden sonra devreye giren ve dizel döner kesintisiz güç kaynağı oluşturan bir dizel jeneratör ile birleştirilir veya entegre edilir.

Fotoğraf - Kesintisiz güç kaynağı

Yedek UPS yalnızca temel işlevleri sunarak aşırı gerilim koruması sağlar ve yedek pili değiştirebilir. Korunacak ekipman genellikle doğrudan gelen güç kaynağına bağlanır. Giriş voltajı belirli bir seviyenin altına düştüğünde veya üstüne çıktığında, kaynak dahili DC invertör devresi etrafında dönerek onu AC'ye dönüştürür. UPS daha sonra bağlı ekipmanı mekanik olarak akım dönüştürücü çıkışına geçirir. Anahtarlama süresi 25'e kadar sürebilir.

Birçok ekipman türü, kesintisiz bir güç kaynağı (buzdolabı için IBM) için bir pil kullanır, işlemcilerle çalışır, ev veya yazlık evler için bazı pil modelleri özel bir kapalı ünitede bulunur (Smart, Mustek, SUA2200RMI2U, SUA3000RMI2U).

Çalışma prensibi

UPS, devredeki akım akışını değiştirerek ve ardından DC akımını yüksek kaliteli bir sinüs dalgasına dönüştürerek bir dönüştürücü ile güce katkıda bulunur. Bu manipülasyonlardan sonra enerji, yüksek kaliteli bir invertör aracılığıyla çıkış kontaklarına gider. İnverter yumuşak anahtarlama sağlayacaktır. Bu yöntemin kısa ömürlü olduğu söylenmelidir.

İnvertörlü pil, AC'yi DC'ye değiştirmek için derhal çalışma durumuna geçebilir. Böyle bir sistem sadece şema aracılığıyla çalışır. Başlıca avantajları anahtarlama hızı, sessiz çalışma ve uygun maliyettir.

Bir arabanın kesintisiz güç kaynağının çoğu zaman çift etkisi vardır: otonom çalışma ile video gözetimi ve voltaj normalizasyonu için kullanılır.

Kesintisiz nasıl yapılacağına dair talimatlar

Bir sokak veya ev sabit güç kaynağı oldukça pahalıdır. Kesintisiz bir güç kaynağının kendi elinizle nasıl yapılacağını, cihaz için parçaların nasıl seçileceğini ve olası bir amacı düşünmenizi öneririz. Tabii ki, markalı cihazlarla tam uyum sağlayamayacağız, ancak bir daire veya kır evi için ev yapımı küçük boyutlu birkaç kilovatlık bir kaynak oluşturmak oldukça mümkün.

Bağımsız üretimin açıklaması:

1. Elektronik cihazlardan yedek parça alabilirsiniz (arıza sonrası mümkündür), güce uygun bir bataryaya ihtiyacımız vardır. Ayrı olarak satın alabilirsiniz, ancak bu durumda bir uzmana danışmak daha iyidir;
2. İnvertörü bağlayın. Sürekli çalışma için tasarlanmalı ve gerekenden daha yüksek izin verilen kVA'ya sahip olmalıdır;
3. Sonra bir kabloya ihtiyacımız var. Eviricinin ve UPS kartının kontaklarını bağlamak için bir güç kablosu kullanabilirsiniz. Cihazlara bağlanmalı, sabitlenmeli ve bir multimetre ile kontrol edilmelidir;
4. Çalışırken koruyucu giysi, aksesuar (gözlük, eldiven, gaz maskesi) kullanmak çok önemlidir.

Her şeyi bağladıktan sonra, her bir telin polaritesine dikkat ederek kontakların doğruluğunu kontrol ederiz. Bu adımlardan sonra UPS'i diğer cihazlardan uzak, göze çarpacak bir yere koymanız ve çalıştırmanız gerekir. Opsiyonel olarak şık bir kılıf ile cihazı tamamlayabilirsiniz.

Fotoğraf - Ev yapımı güç kaynağı

Bu tür cihazlar özel bakım gerektirir: solüsyonlarla temasların temizlenmesi, kablo iletiminin çalışmasının ve seviyesinin kontrol edilmesi, her yıl planlı onarımlar.

Fiyata genel bakış

Birçoğu için, özellikle fiyat izin verdiğinden, bir apc, okof, okpd veya skat 1200 kesintisiz güç kaynağı satın almak daha kolaydır. Bir UPS'in Rusya, Beyaz Rusya ve Ukrayna'da ne kadara mal olduğunu düşünün (fiyat listesinde ortalama değerler vardır):

Şimdi en popüler volan cihazı (duvara monte veya yerleşik tip). Tek fazlı IEC, dinamik Vision, INELT, Line, yerleşik APC hakkında iyi incelemeler. Fiyatları netleştirmek için sadece seçilen mağazanın ürün koduna ve satış asistanına ihtiyacınız var. Her zaman size bir kalite belgesi (diploma, pasaport) göstermenizi isteyin.

Kesintisiz güç kaynağı - yük ile şebeke arasında bulunan güç sisteminin bir bileşeni. UPS'in ana işlevi kesintisiz güç sağlamaktır. Kesintisiz bir cihaz nasıl düzenlenir? Basitleştirilmiş bir UPS şeması, ana ağdaki bozulmaları, yani bir invertör, doğrultucu, filtre ve bazı durumlarda telafi eden pilleri ve özel UPS öğelerini içerir. Günümüze kadar kesintisiz cihazlar üç gruba ayrılmaktadır. Grupların her biri, UPS çalışma prensibinin kendine has özelliklerine sahiptir.

UPS'in temel bileşenleri şunlardır. Ağda güç kapatıldığında UPS'nin ne kadar süre çalışacağını belirleyen akülerdir. Kural olarak, UPS aşağıdaki parametrelere sahip kurşun asitli aküler kullanır: voltaj 12V ve kapasite 7Ah veya 9Ah. Piller mühürlüdür ve bakım gerektirmez. En basit UPS'te 1 akü kullanılır ve güçlü kesintisiz güç kaynaklarında sayıları birçok kat daha fazla olabilir.

Yedek UPS

Sözde yedekli UPS'ler en basit ve en uygun fiyatlı olanlardır. Bu tür kesintisiz güç kaynağının çalışma prensibi son derece basittir: voltaj varsa yük ağ üzerinden beslenir, aksi takdirde güç pilden değiştirilir. UPS çalışırken akü şarj edilir. İstatistiklere göre, bu tür UPS'lerin elektrik kesintilerinde verimliliği% 55-60'dır.

Çoğu durumda, çalışma prensibine atıfta bulunarak bir UPS'in bir bilgisayar için nasıl çalıştığı hakkında konuşabilirsiniz. Bir bilgisayar için evdeki çoğu kesintisiz güç kaynağı bu teknoloji kullanılarak yapılır. Sağlayabilecekleri koruma seviyesi, mevcut tüm kesintisizlerin en düşük seviyesidir. Sinyal filtreleme sadece kısmen gerçekleştirilir. Genellikle, bu tür ağlardaki güç kalitesi endüstriyel ağlardan biraz daha yüksek olduğu için, ev aletleri için bu koruma seviyesi oldukça yeterlidir.

Yedek UPS'ler bir bilgisayarla birlikte harika çalışır, ancak aynı zamanda çalıştıkları için pompalar, kalorifer kazanları ve diğer benzer ekipmanlarla kesinlikle uyumlu değildirler. Yedekli UPS sinüzoidal voltaj sağlamıyor. Bilgisayarlar için bu, anahtarlamalı güç kaynakları kullandıkları için kritik değildir. Bu gerçek, bu tür cihazların kendi kapasitörlerinde bir miktar enerji bulunması nedeniyle küçük bir elektrik kesintisine dayanmalarını sağlar. Ağdan aküye çevrimdışı geçiş süresi 2 ila 15 milisaniye arasındadır. UPS çalışma şeması, akünün doğru akımını alternatif akıma dönüştüren bir invertör içerir. Bu tür UPS'lerin genellikle düşük güçlü olduklarına dikkat edilmelidir.

Hat Etkileşimli UPS

Etkileşimli tip kesintisiz güç kaynaklarının tasarımı ve çalışması, yedek UPS ile hemen hemen aynıdır. Bir istisna, bir anahtarlama cihazı kullanılarak gerçekleştirilen voltajı stabilize etme yeteneğidir. Stabilizasyonun avantajı, önemli voltaj dalgalanmaları olduğunda gücü değiştirmeye gerek olmamasıdır. Giriş voltajı sapmaları, normal değerin yaklaşık %20'sine ulaşabilir. Kesintisiz güç kaynağının çıkış voltajı pratik olarak dalgalanmaz. Hat etkileşimli UPS'in koruma verimliliği %85'tir.

Yedek UPS'lerle karşılaştırıldığında, daha yüksek düzeyde koruma sağlarlar, ancak daha düşüktürler. Kesintisiz bir hat etkileşimli türün çalışması iki gruba ayrılabilir. Birinci gruba ait cihazlar, yaklaşık bir sinüzoid çıktı, yani kademeli bir çıktı verir. İkinci grup, herhangi bir bozulma olmaksızın "saf" bir sinüs dalgası üretir. İkincisi, bazı durumlarda çevrimiçi UPS'in yerini alabilir. Çıkışta saf sinüs dalgasının varlığı, elektrik motorlarını ve ısıtma kazanlarını korumak için kullanılmalarına izin verir.

Çevrimiçi UPS

En güvenilir ve yüksek teknoloji ürünü UPS, çevrimiçi tiptedir. Mevcut olanların en ilerici olan çift dönüştürme teknolojisini uygularlar. Bu tür cihazlar tarafından sağlanan koruma derecesi, hangi UPS çalışma modlarının etkin olduğuna bakılmaksızın, ağdan veya aküden %100 olma eğilimindedir.

Çevrimiçi topolojiye sahip bir UPS nasıl çalışır? Aslında, çalışma prensibi ismin kendisinde saklıdır. Giriş akımı, doğrultucu tarafından DC'ye dönüştürülür, ardından invertör onu tekrar AC'ye dönüştürür. Çıkıştaki alternatif akım, hem gerilim formu hem de değeri açısından ideal parametrelere sahiptir. UPS yedek bir hat içeriyor - kalp ameliyati kesintisiz güç kaynağının düğümlerinden herhangi birinin arızalanması durumunda gücün sağlandığı .

Aküye geçiş süresinin sıfır olduğunu söylemek yaygındır, ancak aslında aküler her zaman devreye bağlıdır. Bu nedenle, UPS verileri çevrimiçi olarak adlandırılır. Böyle bir kesintisiz güç kaynağı cihazı, yükü omurga ağında oluşabilecek her türlü bozulmadan korumanıza izin verir.

Bu UPS'ler kritik ve çok hassas yükleri korumak için kullanılır. Tüm güçlü UPS'ler bu teknoloji kullanılarak yapılmıştır. Yüksek güce rağmen, özerkliği artırmak için ek çözümler kullanılır. Çoğu zaman, tasarım UPS'in hem bir jeneratörle hem de harici akülerle birlikte kullanılmasına izin verir.

Bununla birlikte, çift dönüşümün dezavantajları da vardır. UPS cihazı oldukça karmaşıktır ve bu da maliyetini kötü yönde etkiler. Çift dönüşümün varlığı verimliliği azaltır, ancak modern UPS'lerde oldukça yüksektir. Verimliliği maksimum değerlere çıkarmak için özel enerji tasarrufu teknolojileri uygulanmıştır. Ayrıca çift çevrim işlemine ısı üretimi ve gürültü eşlik eder. Tüm bu dezavantajların payının, tüm avantajlara ve en önemlisi koruma düzeyine kıyasla kıyaslanamayacak kadar küçük olduğunu kabul etmeye değer.

Başlamak için, kesintisiz güç kaynakları oluşturma yöntemlerini düşünün. UPS kurmanın birkaç yolu vardır.

Çift çevrim enerjili UPS (İngilizce - Çift çevrimli UPS). Bu devrenin temel fikri gerçekten çok basit. Bilgisayar AC gücüyle çalışır. Bu, UPS'in çıkışının alternatif akım üretmesi gerektiği anlamına gelir. Ve UPS'in girişinde de aynı elektrik şebekesinden güç aldığı için alternatif akım tüketmelidir. Ancak aküye güç verilmesi gerektiğinden, UPS içinde sabit voltaj olmalıdır.

Şekil 1.1 - Çift Dönüşümlü UPS.

Böylece ilk kesintisiz güç kaynağı devremizi elde etmiş oluyoruz. UPS tarafından şebekeden tüketilen tüm güç, önce bir redresör kullanılarak AC'den DC'ye dönüştürülür. Bundan sonra, DC-AC dönüştürücü devreye girer - UPS çıkışında gerekli AC voltajını sağlayan invertör.

Akü, doğrultucu ve evirici arasındaki DC devresindedir. Şebeke gerilimi normal ise redresörün çıkış akımı inverteri çalıştırmak ve aküyü şarj etmek için yeterlidir.

Şebeke voltajı, doğrultucu artık eviriciyi tam olarak çalıştıramayacak kadar düştüğünde, pil doğrultucuyu değiştirir ve eviriciye ihtiyaç duyduğu DC akımını sağlar. İnverter ise hiçbir şey olmamış gibi bilgisayara voltaj vermeye devam eder.

Ancak redresörün bir pil ile değiştirilmesi tamamen tamamlanmamıştır: pil, invertörü yalnızca biriktirdiği şarja ve yük gücüne bağlı olarak sınırlı bir süre için çalıştırabilir. Kural olarak, bu süre dakika veya onlarca dakika olarak hesaplanır.

Bu UPS devresine geleneksel olarak çift çevrim devresi denir. Bu şema aynı zamanda çevrimiçi şema olarak da adlandırılır. Modern çift çevrimli UPS'ler, yukarıdaki şemadan çok daha karmaşık bir şekilde inşa edilmiştir.

Anahtarlamalı UPS (İngilizce - yedek UPS veya çevrimdışı UPS). Elektrik şebekesindeki voltajın "normal" olduğu keyifli anları kullanmaya çalışalım (şimdi bunun ne anlama geldiğini anlamadan). Şu anda, bilgisayar, şu anda ihtiyaç duyulmayan iki dönüşüm için enerji harcamadan, doğrudan elektrik şebekesinden güç alabilir. Ve elektrik şebekesinin arızalandığı anda (voltaj "normal" olmayı bıraktığında) invertörü çalıştıracağız ve pil gücüyle çalışacaktır.

Şekil 1.2 - Anahtarlamalı UPS

Şebeke voltajı normal olduğunda, bilgisayar (veya diğer UPS yükleri) doğrudan şebekeden çalışır. Bu süre boyunca, düşük güçlü bir doğrultucu, UPS aküsünü yeniden şarj eder. Voltaj "anormal" hale gelirse veya tamamen kaybolursa, şemada gösterilen anahtar devreye girer, evirici açılır ve KGK yükü aküsünden beslemeye başlar.

Geçişli bir UPS oldukça verimlidir, çünkü normal çalışma sırasında yalnızca devrelerine güç sağlamak için gereken enerjiyi ve pil zayıfsa onu yeniden şarj etmek için tüketir.

Dezavantajların belki de en ciddisi, UPS akü modundan şebeke moduna geçtiğinde UPS'in çıkışında güç dalgalanmaları meydana gelebilmesidir. Anahtarlama sırasındaki voltaj fazı uygun değilse, bilgisayarın güç kaynağı bunları söndüremez. Bu durumda, bilgisayarın hassas elektronik bileşenlerinde darbe gerilimleri belirir. Kendi başlarına tehlikeli değildirler, ancak diğer etkileşimlerle birlikte prensipte bir bilgisayarın arızalanmasına neden olabilirler.

Voltaj yükselmelerinin birkaç nedeni vardır.

Akü çalışması sırasında, anahtarlama KGK çıkış voltajı sinüzoidal değildir (duraklamalı alternatif kare dalga darbeleri şeklindedir).

Transfer sırasında (farklı KGK modellerinde 2 ile 20 milisaniye arası sürer) KGK çıkışında gerilim yoktur. Bu nedenle, bilgisayarı besleyen voltajda küçük bir boşluk vardır.

Geçişli bir UPS'nin neredeyse tek işlevi, şebeke gücü olmadığında bilgisayarı çalışır durumda tutmaktır. Ancak, elektrik şebekesi ile etkin bir şekilde iletişim kuramaz ve ana voltaj bozulmasının olmadığını izleyemez ve ayrıca voltajı çok küçük veya çok büyük olduğunda düzenleyemez.

Ağ ile etkileşime giren bir UPS'nin basitleştirilmiş blok şeması Şekil 1.3'te gösterilmektedir.

Bakarsanız, önceki şemaya çok benzer. Bu KGK'nın invertörü, yüke kalıcı olarak bağlıdır. Ayrıca bu devrede bir ototransformatör ortaya çıktı. Bu ototransformatör, UPS şebekeden çalışırken bir yükün bağlanabileceği ek musluklara sahiptir. Sonuç olarak, UPS'in çıkış voltajı bazen giriş voltajından farklı olur. KGK, musluklu bir ototransformatör yardımıyla voltajı düzenler (giriş voltajı düşük olduğunda çıkış voltajını artırır, giriş voltajı çok yüksekse çıkış voltajını düşürür).

Şekil 1.3 - Ağ ile senkronize edilmiş UPS.

Ağ ile etkileşime giren UPS, voltajı sürekli olarak izler: büyüklüğünü ve biçimini. Bunun için ağ ile etkileşime giren UPS'in yönetimi mikroişlemciye emanet edilir. Tipik olarak, mikroişlemciye doğrudan ağ izleme ve kontrolü ile ilgili olmayan birçok ek işlev yüklenir ve bu UPS'lerin bazıları oldukça "akıllı" hale gelir: Şebeke voltajını kaydedebilir, zaman ve frekansı izleyebilir, alarmlarını hatırlayabilir, açabilirler. bir programa göre vb.

Ağ ile etkileşime giren bir UPS, transferli bir UPS ile aynı şekilde çalışır. Şebeke gerilimi "normal" olduğunda yükü şebekeden besler. Voltaj yoksa veya bozuksa evirici hemen yükü beslemeye başlar, aküyü boşaltır ve UPS giriş anahtarı açılır.

Ağda voltaj varsa, ancak normdan belirgin şekilde daha az (veya daha fazla) varsa, ağ ile etkileşime giren KGK, aküye geçmeden otomatik transformatör musluklarını açar ve voltajı düzenler.

Transfer UPS gibi, şebeke bağlantılı UPS de yüksek verimliliğe ve diğer bazı avantajlara sahiptir.

Bu şemanın (ayrıca anahtarlamalı bir UPS'nin yanı sıra) en önemli olmayan, ancak ana dezavantajı, akü çalışmasına geçiş anında güç kaynağının kaybıdır ve bunun tersi de geçerlidir. Bu boşluk, mekanik anahtarların kullanılmasının bir sonucudur. Yanıt süreleri oldukça kısadır (birkaç milisaniye), ancak sıfırdan farklıdır.

Bir ferrorezonant UPS, bir dereceye kadar ağ ile etkileşime giren bir UPS türüdür. Bununla birlikte, genellikle ayrı bir UPS grubuna tahsis edilir. Gerçek şu ki, bu UPS'in devresine, çalışmasını temelden değiştiren ve bu cihaza adını veren bir eleman eklendi.

Bu bir ferrorezonans transformatörüdür. Şebekeye bağlı UPS devresinde kademeli ototransformatör yerine ferrorezonant UPS devresine dahildir.

UPS'in çıkışındaki voltajı stabilize eder. Bu, aküye geçmeden çok çeşitli şebeke voltajlarında çalışmanıza izin verir. KGK'nın kendi içinde anahtarlama yoktur (ferrorezonant trafo, anahtarlama musluklarına gerek kalmadan voltajı düzenler).

Şekil 1.4 - Ferrorezonant UPS.

UPS devrelerinin analizine dayanarak, düşünülen devrelerin hiçbirinin saf haliyle uygulanamayacağı sonucuna varabiliriz, çünkü kontrolörde gerekli giriş voltajı 24 V DC'dir.Bu nedenle, KGK'daki eviriciyi bırakmak ve kontrolöre hemen DC voltaj beslemek mümkün olacaktır. İnvertörün reddedilmesinden dolayı nihai verim artacaktır.

Bir UPS'i klasik bir şekilde tasarlarken, iki ek dönüşüm nedeniyle sistemin verimliliği daha düşük olacaktır:

UPS'te DC'den AC'ye;

Kontrolör güç kaynağında AC'den DC'ye.

Tüm elektronik ekipman güç kaynağı gerektirir ve çoğu zaman 220V, 50 Hz'lik bir endüstriyel akım ağı kullanırız.
Ancak bazen elektrik aniden "kesildiğinde" "mücbir sebep" durumları ortaya çıkabilir. Ev ekipmanı için ani bir elektrik kesintisi çok korkutucu değilse, örneğin bilgisayarlar için bu geri dönüşü olmayan sonuçlara yol açabilir: kaldırılmış programlar, bilgi kaybı vb.

Güç kaynağı olan büyük şehirlerde her şey az çok istikrarlıysa, ancak kırsal alanlarda bu oldukça yaygın bir durumdur ...
Ani bir elektrik kesintisi ile ilişkili can sıkıcı yanlış anlamaları önlemek için birçok üretici şunları önermektedir: Kesintisiz güç kaynakları(ya da her ne denirse kesintisiz). Tabii ki sanayi tarafından üretiliyorlar ama böyle bir kaynak toplanabilir. kendi başına.

Elektrik kesintisi durumunda koruma sağlamanın yanı sıra, kesintisiz güç kaynağı ünitesi ihtiyaç duyulduğunda "saha" koşullarında faydalı olabilir 12 voltluk bir pilden 220 volt alın.

Sitemizde 12 üzerinden 220 Volt almanızı sağlayan benzer bir devreyi zaten düşündük, işte burada, işte Radyo Amatör dergisi No. 2, 1999'dan alınan başka bir devre.

Ev yapımı kesintisiz güç kaynağı devresi

Kesintisiz güç kaynağı ünitesi sağlar:

Doğrudan modda, maksimum akım tüketimi 6 A'dan fazla olmayan DC voltajı 12 V AC 220 V / 50 Hz'e dönüştürme. Çıkış gücü - 220 W'a (1 A) kadar:

Ters mod (pil şarj modu). Bu durumda şarj akımı 6 A'ya kadar; .

Doğrudan moddan ters moda hızlı geçiş.

UPS şeması şekilde gösterilmiştir. VT3, VT4, R3 ... R6, C5, C6 elemanlarında, yaklaşık 50 Hz frekanslı darbeler üreten bir saat üreteci yapılır. O da, T1 transformatörünün IIa, IIb sargılarının dahil olduğu kollektör devrelerinde VT1, VT6 transistörlerinin çalışmasını kontrol eder. Diyotlar VD2, VD3 - doğrudan modda VT1, VT6 transistörlerinin koruma elemanları ve ters modda doğrultucular. C1, C2, L1 öğeleri bir ağ filtresi, VD1, C3, C4 - bir saat üreteci filtresi oluşturur. Devrenin her iki modda da nasıl çalıştığını düşünün.

Doğrudan mod (=12V / -220V). Sargılar IIa veya IIb'ye ​​dönüşümlü olarak +12 V'luk bir voltaj uygulanır ve T1 transformatörü onu 220 V / 50 Hz'lik bir voltaja dönüştürür. Bu voltaj XS1 soketinde bulunur ve ona her türlü tüketici bağlanır (akkor lambalar, TV vb.)

Normal çalışmanın göstergesi, VD4, VD5 LED'lerinin parlamasıdır. Yük akımı 1A'ya (220W) ulaşabilir.

Ters mod (-220 V / =12 V). Ters modda çalışmak için, ağ kaplamalarını XP1 konektörüne bağlamanız ve ona -220 V uygulamanız gerekir.Bundan sonra, SB1 geçiş anahtarı değişir. Bu durumda, ana voltaj, T1 transformatörünün birincil sargısına girer ve saat üreteci kapatılır. Bu nedenle, T1'in sekonder sargılarında VD2, VD3 diyotları tarafından doğrultulan iki alternatif 10V voltaj elde edilir. Ters modda normal çalışmanın göstergesi, VD5 LED'inin yanmasıdır. GB1 pilinin bankalarında kaynama, şarj olma sürecini gösterir.

detaylar ve tasarım, T1 - 10 A'ya kadar bir Akımda 10V'luk iki voltaj sağlayan herhangi bir transformatör. Sökülmesi daha kolay olan SHL ve PL tipi çekirdeklerin kullanılması en iyisidir. Bobin L1, bir K28x16x9 M2000NM ferrit halka üzerinde yapılır ve 0,5 ... 0,71 mm çapında 10 tur telden oluşan iki sargı içerir.

Transistörler VT1, VT6 ve VD2, VD3 diyotları, en az 200 cm2 alana sahip ortak bir radyatör üzerine, ısı ileten macunla yağlanmış mika contalarla monte edilir.

Elektriğin kalitesine ilişkin gereklilikler, yasal olarak devlet standartları ve oldukça katı standartlar tarafından belirlenir. Güç kaynağı kuruluşları bunlara uymak için çok çaba sarf eder, ancak bunlar her zaman uygulanmaz.

Dairelerimizde ve üretimde periyodik olarak ortaya çıkar:

belirsiz bir süre için tam elektrik kesintileri;

periyodik olmayan kısa süreli (10÷100 ms) yüksek voltaj (6 kV'a kadar) voltaj darbeleri;

farklı sürelerle dalgalanmalar ve voltaj düşüşleri;

yüksek frekanslı gürültü katmanları;

frekans kaymaları.

Tüm bu sorunlar, ev ve ofis elektrik tüketicilerinin çalışmasını olumsuz yönde etkiler. Güç kaynağının kalitesinden özellikle etkilenen mikroişlemci ve bilgisayar cihazları, yalnızca arıza yapmakla kalmaz, aynı zamanda performanslarını tamamen kaybedebilir.

Kesintisiz güç kaynaklarının amacı ve türleri

Güç kaynağı arızası risklerini azaltmak için, yaygın olarak kesintisiz güç kaynakları (UPS) veya UPS (İngilizce "Kesintisiz Güç Kaynağı" ifadesinin kısaltmasından türetilmiştir) olarak adlandırılan yedekleme cihazları kullanılır.

Tüketicinin özel ihtiyaçlarını karşılamak için farklı tasarımlarla üretilirler. Örneğin, helyum pilli güçlü UPS, tüm bir kulübenin güç kaynağını birkaç saat boyunca destekleyebilir.

Pilleri bir güç hattından, rüzgar türbininden veya diğer enerji taşıyıcılarından bir invertör doğrultucu aracılığıyla şarj edilir. Ayrıca kulübenin elektrik tüketicilerini de beslerler.

Harici kaynak kapatıldığında, aküler ağlarına bağlı yüke deşarj olur. Pilin kapasitesi ne kadar büyükse ve deşarj akımı ne kadar düşükse, o kadar uzun çalışırlar.

Orta güçte kesintisiz güç kaynakları, iç mekan iklim kontrol sistemlerini ve benzeri ekipmanları yedekleyebilir.

Aynı zamanda en basit UPS modelleri sadece bilgisayar acil kapatma programını tamamlayabilmektedir. Aynı zamanda, çalışmalarının tüm sürecinin süresi 9÷15 dakikayı geçmeyecektir.

Bilgisayarın kesintisiz güç kaynakları şunlardır:

cihazın gövdesine yerleştirilmiş;

harici.

İlk tasarımlar dizüstü bilgisayarlar, netbook'lar, tabletler ve güç ve yük değiştirme devresi ile donatılmış yerleşik bir pille çalışan benzer mobil cihazlarda yaygındır.

laptop bataryası yerleşik denetleyicisi ile kesintisiz bir güç kaynağıdır. Devresi, çalışan ekipmanı elektrik kesintilerinden otomatik olarak korur.

UPS'in dış yapıları Masaüstü bilgisayar programlarının normal olarak tamamlanması için tasarlanmış, ayrı bir ünitede yapılır.

Bir güç adaptörü aracılığıyla bir elektrik prizine bağlanırlar. Yalnızca programların çalışmasından sorumlu olan cihazlar bunlardan güç alır:

bağlı bir klavyeye sahip sistem birimi;

Devam eden süreçleri gösteren monitör.

Diğer çevresel aygıtlar: tarayıcılar, yazıcılar, hoparlörler ve UPS'ten gelen diğer ekipmanlara güç verilmez. Aksi takdirde, programlar çöktüğünde pillerde depolanan enerjinin bir kısmını alırlar.

UPS çalışma şemaları oluşturma seçenekleri

Bilgisayarlı ve endüstriyel UPS'ler üç ana seçeneğe göre üretilmektedir:

yedekli güç kaynağı;

etkileşimli şema;

elektriğin çift dönüşümü.

İlk yöntem ile yedekleme şemasıİngilizce "Bekleme" veya "Çevrimdışı" terimleriyle ifade edilen voltaj, dahili filtreler tarafından elektromanyetik parazitin ortadan kaldırıldığı UPS aracılığıyla ağdan bilgisayara beslenir. Kapasitesi kontrolör tarafından düzenlenen şarj akımı tarafından desteklenen buraya da kurulur.

Harici güç kaynağı kaybolduğunda veya belirlenen standartların ötesine geçtiğinde, kontrolör pilin enerjisini tüketicilerin güç kaynağına yönlendirir. Doğru akımı alternatif akıma dönüştürmek için basit bir invertör bağlanır.

UPS Beklemenin Avantajları

Çevrimdışı kesintisiz güç kaynakları, enerji verildiğinde oldukça verimlidir, sessiz çalışır, az ısı yayar ve nispeten ucuzdur.

Kusurlar

UPS Bekleme öne çıkıyor:

pil gücüne uzun geçiş 4÷13 ms;

inverter tarafından harmonik sinüzoid değil, menderes şeklinde üretilen çıkış sinyalinin bozuk şekli;

voltaj ve frekans ayarı eksikliği.

Bu tür cihazlar en çok kişisel bilgisayarlarda bulunur.

UPS etkileşimli devre

İngilizce "Line-Interactive" terimi ile belirlenirler. Adım düzenlemeli bir ototransformatör kullanan bir voltaj stabilizatörü dahil edilerek önceki, ancak daha karmaşık şemaya göre gerçekleştirilirler.

Bu, çıkış voltajının ayarlanmasını sağlar, ancak sinyalin frekansını kontrol edemezler.

UPS Standby algoritmalarına göre normal modda gürültü filtreleme ve kaza durumunda inverter gücüne geçiş.

Kontrol yöntemleriyle çeşitli modellerin voltaj dengeleyicisini ekleyerek, sadece menderes değil, aynı zamanda bir sinüzoid dalga formuna sahip invertörler oluşturmayı mümkün kıldı. Ancak, röle anahtarlamaya dayalı az sayıda kontrol aşaması, tam stabilizasyon fonksiyonlarının gerçekleştirilmesine izin vermez.

Bu, özellikle pil gücüne geçerken, yalnızca nominal değerin üzerindeki frekansı abartmakla kalmayıp aynı zamanda sinüzoidin şeklini de bozan ucuz modeller için geçerlidir. Girişim, çekirdeğinde histerezis süreçlerinin meydana geldiği yerleşik bir transformatör tarafından ortaya çıkar.

Pahalı modellerde, yarı iletken anahtarlardaki invertörler çalışır. Hat Etkileşimli KGK'lar, akü gücüne geçerken Çevrimdışı KGK'lardan daha hızlıdır. Gelen voltaj ve çıkış sinyalleri arasında senkronizasyon algoritmalarının çalışması ile sağlanır. Ancak aynı zamanda, verimliliğin bir miktar hafife alınması da söz konusudur.

Line-Interactive UPS, ısıtma sistemleri de dahil olmak üzere tüm ev aletlerine toplu olarak monte edilen asenkron motorlara güç sağlamak için kullanılamaz. Gücün aynı anda filtrelendiği ve doğrultulduğu cihazları çalıştırmak için kullanılırlar: bilgisayarlar ve tüketici elektroniği.

çift ​​dönüşüm UPS

Bu UPS devresi, adını İngilizce On-line "sözcüğünden alır ve yüksek kaliteli güç gerektiren ekipmanlarda çalışır. Alternatif akımın sinüzoidal harmonikleri doğrultucu tarafından sürekli olarak sabit bir değere dönüştürüldüğünde, çıkışta tekrarlanan bir sinüzoid oluşturmak için invertörden geçirilen bir çift elektrik dönüşümü üretir.

Burada pil sürekli olarak devreye bağlıdır ve bu da anahtarlama ihtiyacını ortadan kaldırır. Bu yöntem, kesintisiz güç kaynağının anahtarlama için hazırlanma süresini pratik olarak ortadan kaldırır.

UPS On-line'ın pilin durumuna göre çalışması üç aşamaya ayrılabilir:

şarj aşaması;

bekleme durumu;

bilgisayara boşaltın.

Şarj süresi

Sinüs dalgasının giriş ve çıkış devreleri, UPS dahili anahtarı tarafından kesilir.

Redresöre bağlı akü, kapasitesi optimum değerlere dönene kadar şarj enerjisi alır.

Hazır olma süresi

Akü şarjı sona erdikten sonra, kesintisiz güç kaynağının otomasyonu dahili anahtarı kapatır.

Pil, arabelleğe hazır durumunu korur.

Deşarj süresi

Pil, bilgisayar istasyonuna güç sağlamak için otomatik olarak değiştirilir.

Çift çevrimli kesintisiz güç kaynakları, ısı ve gürültü üretmek için enerji tüketimi nedeniyle hat modunda diğer modellere göre daha düşük verime sahiptir. Ancak karmaşık yapılarda verimliliği artırmak için teknikler kullanılır.

UPS On-line, yalnızca voltajın büyüklüğünü değil, aynı zamanda salınım frekansını da düzeltebilir. Bu onları önceki modellerden ayırır ve asenkron motorlarla çeşitli karmaşık cihazlara güç sağlamak için kullanılmalarına izin verir. Ancak, bu tür cihazların maliyeti önceki modellere göre çok daha yüksektir.

UPS Bileşimi

Çalışma devresinin tipine bağlı olarak, kesintisiz güç kaynağı kiti şunları içerir:

elektrik gücünün birikmesi için akümülatörler;

Pil performansını korumak;

sinüs dalgası invertörü,

süreç kontrol şeması;

yazılım.

Cihaza uzaktan erişim için yerel bir ağ kullanılabilir ve yedekli olması nedeniyle devrenin güvenilirliği artırılabilir.

Bazı kesintisiz güç kaynakları, cihazın ana devresi çalıştırılmadan yüke filtrelenmiş bir şebeke voltajıyla güç verildiğinde "Bypass" modunu kullanır.

KGK'nın bir kısmı, otomasyonla kontrol edilen bir "Booster" kademeli voltaj regülatörüne sahiptir.

Karmaşık teknik çözümler gerçekleştirme ihtiyacına bağlı olarak, kesintisiz güç kaynakları ek özel işlevlerle donatılabilir.