Comment travailler et travailler une alimentation ininterrompue (UPS)

Sources de type de puissance ininterrompue hors ligne

Sources puissance ininterrompue Le type hors ligne est défini comme une sauvegarde passif (UPS -PSO). En mode de fonctionnement normal, l'alimentation de charge standard est la tension de réseau principale filtrée avec des écarts autorisés de la tension et de la fréquence d'entrée. Dans les cas où les paramètres de tension d'entrée vont au-delà des valeurs des gammes ajustées, l'onduleur de l'alimentation ininterrompue est activé, ce qui garantit la continuité de la puissance de charge. L'onduleur est alimenté par des piles.

C'est l'UPS la plus simple (Figure 1), ce qui signifie le moins cher. L'alimentation ininterruptible est composée de deux branches parallèles:
. Charge de filtre;
. Charge du redresseur-Batterie-onduleur.



Fig. 1. Schémas d'alimentation ininterromptitude Type de veille

Avec des caractéristiques normales du réseau, la tension de la charge entre dans le filtre, filtrant toutes sortes d'interférences. Ceci, généralement un suppresseur de surtension (suppresseur de surtension), bien qu'il puisse y avoir un stabilisateur de filtre (conditionneur de ligne) ou leur combinaison, ainsi qu'un commutateur statique.

Dans le même temps, les piles sont rechargées par le redresseur. batterie rechargeable. Si la tension d'entrée disparaît, laissez tomber la tension d'entrée, l'alimentation est commutée sur la batterie via l'onduleur (l'onduleur convertit une tension constante à la variable). Le commutateur fournit une durée de commutation de 2 à 15 ms. Il convient de noter que la disparition de l'électricité au cours de cette période n'a aucune influence notable sur les systèmes informatiques qui portent calmement la panne de courant de 10 à 20 ms. Considérant que presque tous les alimentations de l'équipement modernes sont pulsées, la commutation est effectuée inaperçue inaperçue par l'utilisateur. Les sources d'aliments ininterrompus de ce type peuvent soutenir le travail ordinateur personnel Pendant 5-10 minutes.

Inconvénients de base de UPS hors ligne

Les principales personnes handicapées de l'UPS hors ligne sont considérées comme suit:
. Mauvaise opération de sources d'alimentation de ce type dans des réseaux de mauvaise qualité réseau électrique: mauvaise protection contre les défaillances de la tension (SAGS), dépassant la valeur de tension admissible, les modifications de fréquence et la forme de tension d'entrée;
. l'impossibilité de récupération opportune de la capacité de la batterie avec des interrupteurs de puissance de batterie fréquents;
. Tension de sortie imprenable avec une alimentation électrique.

Fournitures de puissance ininterrompue de ligne interactive

Dans l'alimentation d'énergie ininterruptible de type interactif linéaire (ligne -interActive, parfois ferororesonant) combine les avantages du type en ligne avec la fiabilité et l'efficacité de la sauvegarde (veille). Dans l'alimentation ininterrompue de ce type, contrairement à la technologie hors ligne, un régulateur de tension automatique étagère (booster) construit sur la base de l'autotransformer (transformateur avec enroulements de commutation), est activé. Certains modèles utilisent une tension de stabilisateur de puissance.

L'onduleur est associé à la charge. Lorsque vous travaillez, il alimente la charge parallèle à la tension de réseau variable stabilisée (conditionnée). La charge est entièrement connectée si la tension d'entrée de la grille de puissance disparaît.



Fig.2. Type de ligne interactive de régimes d'alimentation ininterrompus

En raison de cette interaction ("interaction") avec une tension de réseau d'entrée, cette architecture a reçu son nom. Dans une plage spécifique de modifications de la tension de réseau, la tension de sortie est maintenue sur les limites spécifiées en commutant l'enroulement du transformateur ou par le stabilisateur. L'onduleur fonctionne généralement à basse tension, ajuste la tension de sortie et recharge des piles jusqu'à ce qu'il soit nécessaire pour l'activer pour l'alimentation complète pendant les interruptions de l'alimentation. Les sources d'énergie ininterrompues interactives linéaires ont trouvé une utilisation la plus large dans les systèmes de protection des réseaux informatiques.

Le transformateur fabriqué par une ferro-technologie dite spéciale lisse des sauts de tension, tandis que l'alimentation ininterrompue est moins fréquente à fonctionner de la batterie, et donc la durée de vie de la batterie augmente. Habituellement, ces sources de puissance ininterrompue sont équipées de filtres parfaits offrant une protection contre les interférences d'origine variée. Tapez le temps de commutation sur les piles à partir de batteries ou de dos est de 2 ms.

De manière constructive, le transformateur sur plusieurs robinets supplémentaires dans l'enroulement secondaire (ceci peut être un autotransformateur avec une seule enroulement), commutant les taps du transformateur lorsque la tension d'entrée change de commande contrôle le contrôleur (microprocesseur), en maintenant la tension de sortie dans la plage requise. Ainsi, la source interactive de ligne La source d'alimentation ininterrompue fonctionne sur le principe de mousse contrôlée et bascule vraiment moins souvent à la batterie lorsque la tension d'entrée saute. Dans ce régime chargeur Combiné de manière constructive avec le convertisseur.

L'un des avantages de l'UPS de ce type est une large gamme de contraintes d'entrée admissibles.

Dans certains modèles interactifs linéaires, il y a une chaîne de shunt entre l'entrée du réseau de puissance primaire et la charge, de telles hautes sont appelées UPS d'UPS linéaires Shunt (UPS -LIB, réversible + Bypass). En mode Shunt, la charge d'alimentation n'est pas protégée. Lorsque vous travaillez avec des sources basées sur les Ferro-Technologies, il est nécessaire de garder à l'esprit:

Alimentation ininterrompue de type en ligne

La technologie en ligne vous permet de mettre en œuvre le type le plus fiable d'alimentation ininterruptible. Du redresseur (Figure 3), la tension de réseau pénètre dans le convertisseur de tension constante. haut niveau En bas1, et plus loin - sur le convertisseur de tension constant à une tension de sortie variable (MON2). Le transducteur PN2 est un onduleur, alimenté par les batteries et le réseau via le convertisseur de tension PN1, connecté en parallèle:

. avec une tension de variable d'entrée normale, l'onduleur de PN2 est alimenté par un redresseur;
. Avec des écarts dans l'alimentation d'alimentation de la norme, la tension d'entrée de MON2 est retirée de la batterie rechargeable.



Fig.3. Source d'alimentation ininterrompue Brouillons de type en ligne

Dans la plupart des systèmes d'alimentation ininterromptitude d'une capacité maximale de 5 kVA au lieu d'une batterie connectée en continu, un convertisseur de sauvegarde est connecté. courant continu (Convertisseur DC -DC), qui est inclus dans les pannes de réseau et le bus DC en double à partir de la batterie basse tension.

Conclusion: Même en cas de déviation mineure des paramètres de tension d'entrée de la norme en ligne, la tension nominale de la plage de ± 1-3% est valide. La présence d'une chaîne de dérivation (dérivation) vous permet de connecter la charge directement sur le réseau d'alimentation. La qualité de la puissance et de la fiabilité de l'alimentation en électricité fournie par des dispositifs à l'architecture de ce type est nettement supérieure à celle des précédentes.

Inconvénients de l'alimentation ininterrompue Type de type en ligne: faible, comparé aux types précédemment considérés, l'efficacité (85 à 90%) due à la double conversion (par rapport à la veille et à la ligne interactive) et à un prix élevé. Cependant, le niveau de protection de la charge et la stabilité des paramètres de sortie de l'onduleur est un compromis raisonnable entre sécurité, efficacité et prix de l'appareil. Les pertes dans l'onduleur avec une puissance de 4000V ne dépassent pas 380W et peuvent être incommensurables à la tâche que cette telle alimentation résolue.

Nouvelles modifications des sources d'énergie ininterruptibles

Maintenant, il existe plusieurs nouvelles modifications de sources d'énergie ininterruptibles:
. cONTOURNE;
. Triple conversion;
. FERRUPS.

La première modification (par-passoire) comme sur la figure 3 est un canal de transmission de puissance supplémentaire à la charge, sa présence vous permet d'assurer une fiabilité élevée du dispositif. Le mode de commutation en ligne est automatiquement effectué lorsque les paramètres réseau de sortie sont rejetés à partir de la norme ou dans des conditions d'urgence. Ainsi, ce mode contribue à une augmentation de la fiabilité de l'appareil. La deuxième modification (triple -conversion) contient le correcteur de facteur de puissance. Dans la troisième modification (FERRUPS), un transformateur de ferroresonance est appliqué, fournissant des indicateurs de fiabilité élevés et une large plage de tensions d'entrée.

De nouvelles approches dans la construction de sources d'énergie ininterrompues sont basées sur l'utilisation de systèmes d'alimentation redondants ayant une fiabilité plus élevée du réseau de sortie. Le dysfonctionnement de l'un des éléments ne conduit pas à la défaillance de l'ensemble du système. Habituellement, ce sont des systèmes modulaires conçus ou sur le principe d'augmentation de la capacité de charge ou d'augmenter la fiabilité du système ou d'utiliser à la fois des principes ensemble. Le système le plus simple dispose d'un module auxiliaire dans le système d'alimentation ininterrompue, "isolé en mode veille chaud." Il existe plusieurs options pour des solutions techniques de telles chambres ininterrompues.

La première option consiste à appliquer le commutateur automatique (Figure 4). Les entrées d'une ou de plusieurs sources d'alimentation sont connectées à un réseau unique, et la charge est connectée via un interrupteur automatique. Informations sur l'état des installations, les gestionnaires de la chaîne de communication à l'UPS.


Fig.4. Diagramme parallèle à l'aide d'un commutateur automatique

La deuxième option contient un "distributeur de charge" (Figure 5), répartissant uniformément la charge entre les sources individuelles du système.


Fig.5. Diagramme parallèle à l'aide d'un commutateur automatique

Le troisième mode de réalisation de la structure parallèle (Figure 6) utilise le principe d'un système à deux niveaux. Dans cette méthode, l'un des modules "présentaient" contrôle la distribution de la charge entre les autres modules "esclaves".



Fig.6. Schéma parallèle basé sur le système maître-esclave à deux niveaux

La quatrième option, avec une architecture parallèle réservée, ressemble à la plus prometteuse. Dans un tel schéma (figure 7), non seulement des modules, mais également la relation entre eux et, si nécessaire, tout module peut effectuer les fonctions du maître. Ce n'est que pour un tel schéma, la capacité est caractérisée, le manque de chaînes de shunt est caractérisée, tandis que la protection continue de la charge est garantie à l'aide de l'onduleur.



Fig.7. Schéma du système parallèle réservé

Les principales caractéristiques techniques de l'alimentation d'énergie ininterruptible

Forme de la tension d'alimentation

C'est précisément cette caractéristique d'une alimentation ininterruptible. Dans le mode de fonctionnement de l'onduleur, la tension de sortie proche de la forme rectangulaire (manneandr) peut être reçue de la batterie sur la charge, en raison des propriétés de lissage des filtres, de la sinusoïde sinusoïde et de la sinusoïde pur. Le placard de la forme sinusoïde de la tension de sortie est obtenu en utilisant une modulation pulsée. La préparation des sinusoïdes en tant que tension d'alimentation est caractéristique que pour les onduleurs en ligne et certaines sources d'alimentation interactives de ligne.

Pouvoir

Puissance complète ou sortie (puissance de sortie).Indique la lettre S, l'unité de mesure est VA ou Volt-amps. C'est une somme géométrique de capacité active et réactive. Le paramètre est calculé en tant que produit de valeurs de courant et de tension valides (RMS). Sa valeur est indiquée par le fabricant de source d'alimentation.

Puissance consommée de puissance active. Indique la lettre P, l'unité de mesure - Watt (W). En cas d'absence d'un composant réactif du réseau, coïncide avec une capacité totale. Il est défini comme un produit de pleine puissance sur le cosinus de l'angle φ, où φ est l'angle de décalage des phases des tensions linéaires et des vecteurs de courant, c'est-à-dire P \u003d s. Cos (φ). La valeur COS typique () pour les ordinateurs personnels est d'environ 0,6-0,7. Cette valeur est appelée coefficient de puissance. Évidemment, pour sélectionner la puissance requise pour l'alimentation ininterruptible, il est nécessaire de diviser la charge en watts par COS (φ).

La réactive - indique la lettre q et est calculée comme le produit de la puissance totale sur le sinus de l'angle φ (q \u003d s. Sin (φ)). Unité de mesure - Volt-ampère réactif (var). Caractérise la perte dans les fils d'alimentation dues à les charger courant réactif. Avec COS (φ) \u003d 1, il n'y a aucune perte, toute la puissance générée par l'alimentation pénètre dans la charge. Atteignez cela à travers l'utilisation de dispositifs de compensation passive ou de la correction active du facteur de puissance.

Plage de tension d'entrée

La plage de tension d'alimentation en entrée (tension d'entrée) - détermine les limites des valeurs de tension admissibles dans le réseau, dans lesquelles l'alimentation ininterruptible est toujours capable de maintenir la tension de sortie sans passer aux piles. Pour certains modèles, cette plage dépend de la charge. Par exemple, à une charge à 100%, la plage de tension d'entrée peut atteindre 15 à 20% de la charge nominale à 50% - cette plage est de 20 à 27% de la valeur nominale et de 30% de la charge nominale . Ce paramètre dépend de la durée de vie des piles, de la plage plus large, plus les batteries seront plus longues avec d'autres choses égales.

Fréquence de la tension d'entrée

Fréquence de la tension d'entrée (fréquence d'entrée) - caractérise la plage de déviation de fréquence de puissance. Dans des conditions de fonctionnement normales, la déviation de fréquence de la valeur nominale en règle générale ne dépasse pas 1 Hz.

Coefficient de distorsion de tension de sortie

La distorsion de la distorsion de tension de sortie (distorsion harmonique totale - THD) caractérise que la déviation de la forme de tension de sortie des sinusoïdes est mesurée en pourcentage. Les petites valeurs du coefficient correspondent à la forme de tension de sortie approchant de la sinusoïdale.

Temps de commutation en mode

Temps de commutation (heure de transfert) caractérise l'inertie de l'alimentation ininterruptible, car différentes sources sont d'environ 2 à 15 ms.

La charge) caractérise la stabilité de l'alimentation ininterrompue pendant les surcharges de puissance, est mesurée en pourcentage par rapport à la puissance nominale. Détermine la stabilité de l'onduleur aux surcharges non stationnaires.

Vie de la batterie

Le temps de démarrage est déterminé par la capacité de la batterie et la taille de la charge. Pour une alimentation imperruptante typique d'une petite puissance fournissant des ordinateurs personnels, il est de 5 à 10 minutes. Cette fois est conçu pour que l'utilisateur puisse fermer toutes les applications de travail avec la maintenance des informations et éteindre le PC en mode normal.

Facteur de croix

Facteur croisé (facteur de crête) - le rapport de la valeur de pointe de la consommation de courant à la moyenne. La valeur dépend de la forme de la tension d'alimentation.

Vie de la batterie

La durée de vie de la batterie des batteries est de 4 à 5 ans, mais la force réelle dépend des conditions de fonctionnement: les fréquences de commutation en mode hors connexion, les conditions de charge, l'environnement.

Avoir un début de froid

La présence d'un démarrage à froid est la possibilité d'incorporer une alimentation ininterruptible en l'absence de tension dans le réseau d'alimentation. Cette fonctionnalité est utile lorsqu'il est nécessaire d'effectuer de toute urgence toutes les actions, quelle que soit la présence de tension dans la grille de puissance.

Batteries UPS

Général

La source dont l'énergie est utilisée pour alimenter la charge dans les modes de fonctionnement critiques, sert de batterie. Dans des sources d'énergie ininterrompues d'une capacité maximale de 20 kW, des batteries hermétiques-calciques avec un électrolyte de type suspension sont utilisées. Dans les batteries de ce type, l'électrolyte est immobilisé, ou un gel de silice ou une fibre chevronnée, ce qui les rend nonimités. Cette propriété Electrolyte vous permet d'utiliser des batteries dans n'importe quelle position, en outre, elles n'ont pas besoin de réapprovisionnement périodiquement électrolytique et d'autres entretien.

Les électrodes sont constituées d'alliage de calcium plomb offrant une longue durée de vie et une large gamme de batteries, la plage de température de fonctionnement est comprise entre 20 et 50 ° C (pour certains types de batteries). Les piles ne subissent pas le doit "effet de mémoire", peuvent être conservés longtemps dans l'état chargé (jusqu'à une année), tandis que le courant d'auto-décharge est insignifiant.

Conception de la batterie

La conception des batteries est traditionnelle - un boîtier en plastique antichoc est divisé en sections - "banques". Les ensembles de cathodes et de plaques d'anode sont séparés par des joints - séparateurs de fibre de verre. La partie active de l'électrolyte est l'acide sulfurique. La couverture est étroitement liée au boîtier, sans la possibilité de démonter la batterie. Dans la partie supérieure de la couverture, les vannes sont placées (une seule section), fournissant la production de gaz en cas d'éducation redondante pendant le travail et des conclusions lamellaires. Les vannes sont fermées avec un couvercle amovible supplémentaire.

Stockage des batteries

La durée du fonctionnement des batteries est d'environ 5 ans. Avec l'utilisation quotidienne d'une alimentation ininterrompue, ses propres accusations sont des opérations garanties au cours de cette période. Avec une non-utilisation prolongée, les batteries sont soumises à une auto-décharge. Pour les piles Yuasa, le taux d'auto-décharge est d'environ 3% par mois à la température ambiante d'environ 20 ° C. Si lors d'un intervalle de temps long, les piles ne sont pas chargées, les sulfates de plomb sont formées sur des piles négatives. Ce phénomène est connu sous le nom de "sulfate". Le sulfate de plomb agit comme une isolant, empêchant la charge par la réception de la batterie. Plus les plaques d'assiettes sont plus profondes survenues, plus la charge peut prendre la batterie.

Pour éliminer les conséquences irréversibles lorsqu'il est stocké, il est nécessaire de procéder à une charge après une période correspondant aux conditions de température ambiante. Afin de garantir la durée d'utilisation optimale, les piles stockées en continu doivent être rechargées périodiquement.

Méthodes de charge des batteries UPS

Charge des piles est la composante principale de sa maintenance. La durée de vie de la batterie dépend de l'efficacité du procédé de charge choisi. Il y a les modes de charge suivants:
- chargement à la tension constante;
- charger avec une force constante du courant;
- Charge à deux étages à une tension constante.

La méthode préférée est chargée à une tension constante. Dans ce cas, la batterie est connectée à une source d'énergie, dont la tension de charge est prise en charge constante pendant tout le processus de charge. Au cours de la charge, la force du courant diminue et devient beaucoup moins que lors de la charge de la méthode CC, et à la fin de la charge est abaissée presque à zéro. Dans ce cas, la batterie est chargée à 90-95% de son conteneur nominal.

Choix d'une alimentation ininterruptible

Spectre de sources d'énergie ininterrompues telles que la protection de l'équipement et systèmes informatiques, Assez large. La question de choisir la source d'énergie requise est très difficile. Pour résoudre le problème du choix de l'un ou des autres UPS, vous devez essayer d'analyser les facteurs affectant les conditions de l'alimentation électrique.

Premièrement, vous devez essayer d'évaluer l'importance du système nutritionnel. Il est possible que pour une version à la maison ou au bureau, il y aura suffisamment d'alimentation ininterrompue de type hors ligne ou interactive de ligne. Le type en ligne UPS est plus approprié pour l'ordinateur de serveur et d'autres types de charges qui ont accru les exigences pour la qualité et la fiabilité de l'alimentation électrique.

Deuxièmement, il est nécessaire d'évaluer la qualité de la grille de puissance: la probabilité et la fréquence de la déconnexion de la tension, la présence d'oscillations de tension et diverses interférences.

Troisièmement, vous devez évaluer le pouvoir de l'alimentation ininterrompue. À environ imaginer quelle puissance de l'onduleur est requise, il est nécessaire de définir l'équipement protégé et de calculer la valeur totale de la consommation d'énergie. Ensuite, les watts obtenus doivent être traduits dans WA, divisant la puissance du facteur de puissance. Pour les équipements informatiques, le coefficient de puissance est de 0,5 à 0,6.

Les fabricants ne recommandent pas de télécharger une alimentation ininterrompue d'une valeur de plus de 80% de la charge maximale. Il convient de noter que les imprimantes laser ne sont pas recommandées pour se connecter à une alimentation ininterruptible en raison de la consommation de puissance élevée de l'élément chauffant.

Magazine " Composants electroniques" №9,2008

Valery Klimov, Ph.D., Directeur technique, Rushalt

Lors de la comparaison d'une alimentation électrique ininterruptible (UPS), divers fabricants devraient tout d'abord faire attention à leurs spécifications reflétant les propriétés de la consommation et la qualité. L'article traite des indicateurs d'énergie importants de l'UPS et de ses caractéristiques de surcharge. Les caractéristiques dynamiques reflètent le fonctionnement fiable de l'onduleur lors de la commutation de la charge, des courses de sautillant, des surcharges et d'autres perturbations résultant du système "Network - Ups-Chargement". Les résultats de l'étude expérimentale des modes dynamiques des montants monophasés avec la double transformation discutée dans la partie 1 ("EK" 6, 2008).

Classification des caractéristiques électriques de l'onduleur

Les exigences relatives à l'UPS et à la classification des caractéristiques électriques des hauts modernes sont très totalement représentées dans la nouvelle norme internationale. La norme fonctionnant plus tôt dans notre pays ne reflète pas les exigences complètes pour les structures de l'UPS modernes. La liste des paramètres électriques de l'auteur de l'UPS est complétée par un certain nombre d'indicateurs d'énergie:

Les caractéristiques d'entrée incluent: valeurs d'énergie nominales, tensions, courants et déviations admissibles, courants de départ, facteur de puissance d'entrée, composition harmonique du courant d'entrée;

Les fonctions d'entrée reflètent: indicateurs de précision statiques et dynamiques, coefficient de distorsion sinusoïdale, efficacité, facteur de puissance de sortie, transbordement UPS;

Indicateurs de transition (système) Caractérisent: Synchronisation en fréquence, temps de réserve, temps de charge de la batterie rechargeable (AB), coefficient d'énergie généralisé;

Paramètres de circuit CC caractérisé Conditions requises pour la tension nominale AB;

Exigences opérationnelles (conditions environnementales) reflètent l'effet de la température, de l'humidité, de l'altesse, etc. sur la performance de l'onduleur.

Considérez plus en détail les principales caractéristiques électriques de l'onduleur.

Caractéristiques d'entrée des onduleurs

Valeurs de tension d'entrée nominale Adopté dans notre pays: pour les UPS monophasés - 220 V; Pour les UPS triphasés - 220/380 V, 50 Hz.

* La première, les deuxième et troisième parties de l'article ont été publiées dans EK 6, 8, 9, 2008.

Déviations admissibles La tension d'entrée caractérise les limites de modification de la tension d'entrée sous laquelle l'onduleur continue à fonctionner en mode réseau sans passer au mode d'alimentation autonome d'AB. Les structures d'onduleurs modernes avec booster offrent une gamme de +/- 20% ou plus. Il convient de noter que pour un certain nombre de modèles monophasés de l'onduleur, la limite inférieure de la tension d'entrée est en expansion avec une diminution de la charge.

Entrée nominale pleine puissance (SVC.) - Réseau de chargement complet de puissance avec un coefficient de charge à 100% et des conditions de fonctionnement standard. Il existe une puissance d'entrée consommée à l'AB chargé (SVH.min) et la puissance avec une charge de batterie forcée (SVC Max), dépassant la première valeur de 25 à 30%, en fonction de la valeur de la capacité de la batterie et du degré de sa décharge. Par exemple, pour l'onduleur avec une puissance de sortie nominale de 30 kVA et le facteur de puissance d'entrée de 0,8, nous avons: svx.min \u003d 32,8 kVA et SVC. Max \u003d 41 kVA.

Puissance active d'entrée nominale (RVCH) caractérise la consommation d'énergie à l'entrée de l'onduleur à une charge nominale:

Rvh. Nombre \u003d krvchsvch

Facteur de puissance d'entrée (CBV) caractérise le rapport de la puissance d'entrée active à compléter à la tension d'entrée Racy et à 100% de charge.

Les valeurs de RVC pour divers modèles et capacités de puissance de l'onduleur peuvent varier de 0,8 à 0,99. Plus la valeur du CBV est grande, plus la distorsion de la distorsion du sinusoïdal du courant d'entrée. Dans ce cas, la résistance des entrées de l'onduleur par rapport au réseau sera purement active. La valeur la plus élevée du RVC \u003d 0,99 est obtenue dans les structures UPS avec le convertisseur PWM d'entrée sur les transistors IGBT.

Les composants des courants de la puissance de puissance réactive et de la distorsion dans le circuit d'entrée du convertisseur (circuit de pont du redresseur triphasé) seront fermés dans le circuit d'entrée du système et dépendent des paramètres du filtre d'entrée, des paramètres réactifs des paramètres de liaison CC (puisqu'il affecte la forme actuelle consommée à partir du réseau) et la charge de travail du système de diplôme.

Courant d'entrée maximum - Le paramètre déterminant le choix d'une machine de protection automatique externe de l'onduleur. La valeur du courant maximum est déterminée à un coefficient de charge à 100%, la tension d'entrée minimale dans le mode de charge de charge forcée:

Ivk.max \u003d svk.max / uvh.min

Démarrer la valeur actuelle - caractérise la prise du courant d'entrée en raison de la charge des condensateurs de stockage lorsque l'onduleur est allumé. Pour limiter le saut, le courant dans les hauts modernes utilise des chaînes de démarrage ou un algorithme de démarrage doux de l'onduleur.

Caractéristiques de sortie des onduleurs

Précision statique La tension de sortie pour une double conversion à double puissance monophasée est de +/- 2%, pour une puissance moyenne et une hausse de trois phases atteint +/- 1%, ce qui permet un fonctionnement parallèle 4 à 8 blocs pour une charge totale. Les indicateurs de la précision dynamique des hauts modernes sont de +/- 5% avec un saut de charge à 100%.

La caractéristique extérieure de l'onduleur caractérise le degré de précision statique de la tension de sortie. En général, la rigidité de la caractéristique extérieure est déterminée par la résistance interne de la chaîne de puissance, y compris le redresseur, le correcteur de facteur de puissance (CCM), le convertisseur de tension constant (PPN) et l'onduleur. CCM - Les PPN ont des propriétés stabilisatrices. Grâce à cela, la tension d'alimentation de l'onduleur est également stable. Nous pouvons donc supposer que le paramètre principal déterminant la caractéristique externe de l'onduleur est la résistance de sortie de l'onduleur. Les onduleurs modernes sur les transistors IGBT avec la tension de sortie de la modulation de pouls (PWM) ont une faible valeur de résistance interne. Par rapport aux transformateurs d'alimentation, l'onduleur a 5 fois moins de résistance interne, qui fournit non seulement la précision élevée de la stabilisation de la tension de sortie (1 à 2)%, mais également des valeurs faibles du coefficient de distorsion de la sortie sinusoïdale Tension (moins de 3%) aux courants de charge non linéaire avec le coefficient d'amplitude à 3.

Puissance de sortie totale nominale (SWN) - La puissance maximale de la limite que l'onduleur peut donner à une charge linéaire avec le facteur de puissance (CRN) égal au coefficient de sortie de la puissance de l'onduleur (KVV) dans des conditions de fonctionnement standard (température, humidité, altesse).

Facteur de puissance de sortie (Calvic) spécifié par le fabricant correspond à la valeur du coefficient de capacité de charge à laquelle l'efficacité maximale de la consommation d'électricité à partir de l'UPS est assurée. Les valeurs d'appel pour les hauts modernes sont de 0,7 ... 0,9.

Puissance nominale de sortie active (Blâme: la puissance active maximale donnée à la charge:

Rvh. Nombre \u003d krvchsvch

Efficacité et pertes thermiques

Kpd. Il caractérise l'efficacité de l'utilisation de l'onduleur et représente le rapport de la puissance active de sortie consommée par la charge, à la puissance active d'entrée consommée par UPS du réseau. La perte de puissance active (perte thermique) dans l'onduleur est caractérisée par un certain nombre de composants:

ΔP \u003d PVC PVI \u003d ΔPXX + ΔP + Δpdop

ΔPXH - La composante constante des pertes (perte de ralenti de l'onduleur) ne dépend pas du coefficient de charge et est déterminée par l'énergie requise pour maintenir le système de contrôle des nœuds d'alimentation, la fourniture de ventilateurs de refroidissement et d'autres blocs auxiliaires. Dans l'UPS avec des petites et moyennes puissances 1 à 10 kVA, des pertes de ralenti sont de 20 à 30% des pertes totales. Avec la puissance croissante de l'UPS, la part relative des pertes de ralenti est réduite.

ΔPS - composante variable des pertes, qui dépend du coefficient de charge

ΔPS \u003d ΔP1 + ΔP2 + ΔP3 + ΔP4

ΔP1 - pertes dans la chaîne de puissance du redresseur;

ΔP2 - pertes dans le circuit d'alimentation du correcteur de facteur de puissance;

ΔP3 - perte dans le circuit d'alimentation du convertisseur de tension constante;

ΔP4 - Pertes dans le circuit d'alimentation de l'onduleur.

Les données techniques des fabricants de l'UPS contiennent l'efficacité de l'efficacité des unités de puissance individuelles de l'onduleur (principalement redresseur et inverseur) et les valeurs de l'efficacité totale (systémique), de 85 à 88% pour l'onduleur de faible puissance et 90 à 94% pour l'onduleur de moyenne et haute puissance;

Δpdop - Des pertes supplémentaires sur la charge d'AB, qui sont des variables à temps et dépendent du degré de décharge de la batterie et de son conteneur. Les plus grandes pertes supplémentaires se posent d'une charge de batterie forcée. Par exemple, les pertes à une charge nominale dans l'onduleur d'une capacité de 30 kVA sont les suivantes: 2,8 kW - avec le mode de charge de batterie forcé et 2,2 kW - avec une batterie chargée.

Charger des caractéristiques UPS représente une dépendance non linéaire du coefficient de transmission de puissance total du facteur de puissance de la charge de formule

Nous introduisons les concepts du coefficient de transmission de pleine puissance dans les caractéristiques de charge et de charge de l'onduleur.

Coefficient de transmission de puissance complète en charge - le rapport de la capacité de charge maximale admissible à la capacité nominale de l'équipement: le coefficient de formule K5 est corrélé au concept du coefficient de réduction de puissance (facteur de dérivation), indiquant le pourcentage de la valeur du composant actif de la charge de la charge. pouvoir, qui peut être connecté à l'onduleur.

Le coefficient de réduction de puissance dépend de la nature de la charge. Le tableau 1 montre l'exemple des valeurs des coefficients de réduction de puissance à un facteur de puissance de sortie de l'onduleur de 0,8 et de différentes valeurs de coefficients de puissance de charge.

Tableau 1. Dépendance du coefficient de réduction de la puissance sur la nature de la charge.

Le courant de condenseur du filtre de sortie est additionné avec le courant du composant capacitif de la charge, ce qui réduit la charge maximale admissible à la sortie de l'onduleur. Le composant réactif des composants harmoniques de puissance et de haute fréquence de la puissance de distorsion à la sortie du convertisseur échangera entre la charge, le filtre de sortie du convertisseur et la capacité du filtre du conteneur de la liaison CC. Camping dans le contour spécifié du circuit d'alimentation du convertisseur, leurs valeurs dépendront du facteur de puissance de charge. De plus, le facteur de puissance de sortie peut différer du facteur de puissance de charge. La valeur du coefficient de transmission de puissance total à la charge atteint 100% avec l'égalité du coefficient de charge de puissance de nature inductive avec le facteur de puissance de sortie de l'onduleur. La figure 1A montre les caractéristiques de charge lorsque différents types Charge linéaire RL, RC et TRC non linéaire. Avec une charge non linéaire, le coefficient de transmission de puissance est réduit. Les charges monophasées non linéaires de type RCD sont les redresseurs non gérés les plus courants avec un filtre capacitif. Le coefficient d'amplitude de cette charge atteint 2,5 - 3 avec un facteur de puissance de 0,7 à 0,6. Figure 1b.

les dépendances du facteur de puissance et du coefficient d'amplitude de la charge RCD dans la fonction de la durée de l'impulsion de courant sur la demi-tension de réseau sont données. Pendant le fonctionnement de l'onduleur, la quantité de charges est prise pour la charge non linéaire équivalente: 50% - RL - charge linéaire avec KRN \u003d 0,8 et 50% - RCD-charge - un redresseur non géré avec une capacité de filtrage de 2,5 μF / W . Le coefficient de transmission de puissance en une charge non linéaire à un courant avec le coefficient d'amplitude KA \u003d 3 ne dépasse pas la valeur KS \u003d 70 - 80%.

Diagramme de puissance de l'onduleur (Voir Fig. 2) reflète clairement les capacités de charge de l'onduleur et est récemment fournie dans les catalogues d'un certain nombre de grands fabricants mondiaux de l'UPS. Le quadrant supérieur du diagramme caractérise la puissance à une charge capacitive active (KVAR-C), dans le bas - avec une charge inductive active (KV-L). Désignation:

  • l'axe horizontal correspond aux valeurs relatives de la puissance active P. ;
  • O - centre de la circonférence de la puissance totale maximale dans la nature inductive de la charge;
  • Ov - Vecteur de la puissance totale maximale relative donnée à la charge inductive ( S max) au pouvoir actif nominal;
  • O 1 -le centre de la circonférence de la puissance totale maximale sous le caractère capacitif de la charge;
  • Le soleil est la valeur de la puissance active nominale à la sortie du convertisseur ( P nom.) ;
  • Oa est la valeur limite de la puissance complète relative donnée à la charge inductive à une puissance active réduite;
  • OD est la valeur limite de la puissance complète relative donnée à la charge capacitive à une puissance active réduite.

Les cosinus d'angles de rotation de vecteurs de capacité complets par rapport à l'axe réel des coordonnées correspondent aux coefficients de capacité de charge à la sortie de l'onduleur. Position de la ligne verticale de la puissance active de sortie nominale (P nom. ) Déterminé par le facteur de puissance de l'onduleur de sortie À rsh \u003d r Nom / s nom.

Avec la nature capacitive de la charge, le centre de la pleine puissance maximale est déplacéO 1. DOWN par rapport au début des coordonnées et a réduit la bordure de la puissance totale du CD. Sortie des limites indiquées sur le vecteur du diagramme d'alimentation (A-B-C-D-O) signifie surcharger l'onduleur. Systèmes modernes Le contrôle de l'onduleur dans l'onduleur analyse les valeurs du composant complet et actif de la capacité, la fixation dépassant les valeurs limites.

Facteurs réactifs Inverter filtre de sortie

Lors de la sélection des paramètres du filtre, il est recommandé de recevoir:Kc \u003d qc / sn \u003d 0,25 - 0,5; Kl \u003d ql / sn \u003d 0,07 - 0.2. Des valeurs plus petites de coefficients peuvent être prises pour des onduleurs de faible puissance. Une augmentation du facteur de puissance capacitif entraîne une diminution de la puissance calculée de l'onduleur, fournissant des modes nominaux de fonctionnement dans la zone de sécurité du diagramme de vecteur de la capacité.

Refroidir les caractéristiques d'UPS Et le courant de court-circuit de l'onduleur distingue les capacités de surcharge de l'onduleur et la chaîne "contournement". Avec des surcharges importantes et à long terme, l'onduleur passe dans un mode de dérivation automatique, caractérisé par une grande capacité de surcharge. Toutefois, des onduleurs modernes sur les transistors IGBT avec régulation PWM sont également caractérisés par des transbordements suffisamment élevés et des valeurs de courant de court-circuit (ICZ) atteignant 200 à 300% du courant de sortie nominal. Avec des surcharges ne dépassant pas 5 à 10% de la puissance nominale, l'onduleur peut fonctionner pendant une longue période, sans se déplacer vers le mode "Bypass". La figure 3 montre les caractéristiques typiques de la surcharge de l'onduleur. Zones de fonctionnement admissibles de l'onduleur: 1- mode inverseur; 2 - mode de dérivation automatique; 3 - Zone de déconnexion UPS. Il convient de garder à l'esprit que les indicateurs quantitatifs des dépendances actuelles du temps courant dans différents modèles de l'UPS peuvent différer. La connaissance des caractéristiques de la surcharge vous permet de sélectionner de manière optimale la puissance nominale nécessaire de l'onduleur pour les charges avec de grands courants de départ, éliminant ainsi le coefficient de chargement bas de l'onduleur en mode statique aux courants nominaux de la charge.

La question de la limitation actuelle de l'onduleur en mode de surcharge est importante pour la compréhension des propriétés de surcharge de l'onduleur. Lorsque le courant de charge augmente au-dessus de la valeur nominale, l'onduleur passe au mode générateur de courant en limitant la valeur de courant maximale à une certaine valeur de l'IOGRA. Pour que la distorsion de la tension de sortie sinusoïdale de la tension de sortie dépassait 5%, il est nécessaire de définir le seuil de limitation de la valeur maximale (amplitude) du courant de sortie par 1,5 fois la valeur d'amplitude du courant nominal de l'onduleur à un. Charge linéaire:
I OGR \u003d 1.5√2i.
En conséquence, le coefficient d'amplitude de courant de répétition est:
CO.GR \u003d iogR.

L'onduleur avec la régulation PWM de la tension de sortie est capable de réagir aux variations du courant de charge, en la limitant par amplitude. Dans ce cas, une augmentation de la durée de la pouls de courant sur une demi-période de la tension de sortie se produit. Par exemple, un onduleur avec une capacité nominale de 5 kVA est capable de donner 4 kW de puissance active dans la charge RCD avec une distorsion de la tension de sortie sinusoïdale d'au moins 5%. Ainsi, le coefficient de sortie de la puissance d'un tel onduleur de krvic \u003d 0,8.

Le tableau 2 montre les caractéristiques typiques de la surcharge de l'onduleur avec une puissance petite et moyenne.

Tableau 2. Caractéristiques de surcharge typiques UPS Petite et moyenne puissance

Caractéristiques de transition des onduleurs

Ces caractéristiques sont également le nom du système ou "entrée - sortie". Celles-ci incluent des paramètres tels que le coefficient d'énergie, les indicateurs de synchronisation, les caractéristiques temporelles du fonctionnement autonome de l'onduleur et la récupération de l'AB.

Le coefficient d'énergie détermine le rapport de la pleine capacité - UPS consommés à partir du réseau et de l'onduleur livré à la charge:

FORMULE

Si la condition CE est satisfaite ≥ ≥ ≥ CRN, l'onduleur consomme la pleine puissance égale du réseau ou moins que l'onduleur est dans la charge:

FORMULE

Cette disposition s'étend à l'UPS avec un facteur de puissance d'entrée élevé lorsque vous travaillez sur des charges non linéaires avec un coefficient de puissance faible. Ce phénomène s'explique par le fait qu'avec une charge non linéaire du courant de puissance réactive et des harmoniques à haute fréquence de la puissance de distorsion actuelle se ferme dans le circuit "Envertisseur" et ne sont pas manifestés dans le circuit d'entrée UPS. Il peut être montré qu'avec un facteur de puissance donné de la charge et de l'efficacité du CRN, la puissance active à l'entrée de l'onduleur sera la suivante:

Formule 9.

La pleine puissance à l'entrée de l'onduleur sera déterminée par le coefficient d'entrée de puissance:

Formule 10.

Sous la condition d'Urh \u003d ur, nous avons:

Formule 11.

Considérons un exemple d'utilisation de l'onduleur avec les indicateurs suivants: CBVC \u003d 0,95, efficacité \u003d 90%, lorsque vous travaillez sur une charge non linéaire avec un facteur de puissance de KRN \u003d 0,63.

Du rapport (11), nous avons: IILL \u003d 0,74 II. Une diminution de la valeur active du courant d'entrée IDP par rapport au courant de sortie entraîne une diminution de la charge de charge par rapport au moment où la charge est connectée directement au réseau. Étant donné que la perte de puissance est proportionnelle au carré carré, la perte de puissance des lignes électriques utilisant l'onduleur dans notre exemple sera de 54% de la perte de puissance de la même charge du réseau sans UPS. Cette circonstance est particulièrement importante en présence, appelée lignes électriques "douces". Ainsi, le coefficient d'énergie généralisé est l'un des les indicateurs les plus importantsDéterminer l'opportunité d'utiliser l'onduleur avec une double conversion non seulement pour assurer une alimentation électrique ininterrompue de la charge lors de la disparition ou de la déformation du réseau, mais également d'optimiser la consommation d'énergie avec des charges de coefficient de faible puissance.

Les caractéristiques temporelles du travail autonome de l'onduleur Montrez les heures limitatives de l'UPS de l'énergie de l'AB en l'absence ou des écarts de réseau inacceptables en fonction du coefficient de charge. Une augmentation significative du temps de réserve est obtenue par une connexion externe de modules de batterie supplémentaires. L'attention doit être portée à la dépendance non linéaire des caractéristiques de temps de la valeur du coefficient de charge.

Heure de récupération de charge de la batterie accumulateur Il est caractérisé par la possibilité de l'exploitation de l'onduleur dans des modes autonomes répétés et dépend de la capacité utilisée du THÉH. Le temps de charge d'AB de 20% à 90% de la capacité est en moyenne de 6 à 8 heures.

Indicateurs de synchronisation Caractériser le fonctionnement synchrone de l'onduleur et la chaîne "contournement", qui doit être maintenue avec des écarts de fréquence à +/- 8% de la vitesse nominale avec une vitesse de fréquence dans la plage de 1 à 4 Hz / s. Avec un fonctionnement autonome, la fréquence de sortie de l'onduleur doit être maintenue avec une précision de +/- 0,1% du nominal.

Caractéristiques des modes dynamiques de fonctionnement et de caractéristiques spectrales de l'onduleur

Cette section est consacrée aux résultats d'une étude expérimentale des modes dynamiques et des caractéristiques spectrales de l'onduleur avec une double conversion de 1 à 3 kVA. Avec ces études ont été déterminées:

· Trempettes et rafales de tension instantanée de la tension et de valeurs de courant et du temps de retour au mode de fonctionnement UPS installé après les sauts de charge;

· Réaction UPS sur les sauts de tension d'entrée;

· Surcharge et capacités de protection de l'UPS;

· La composition harmonique de la tension de sortie et du courant dans les processus stables avec des caractéristiques différentes des charges et la forme de la tension d'entrée.

La liste nommée de caractéristiques dynamiques reflète les exigences générales relatives aux UPSS énoncées dans les normes. Les résultats de l'étude des processus transitoires sur les sauts de charge sont illustrés sur les figures 4 a, b. L'analyse montre que lorsque la charge linéaire saute jusqu'à 100%, la tension de sortie est réduite de 3,5% de la valeur de la valeur constante, puis restaurée au niveau initial pendant 60 ms (voir Fig. 4a). Notez que la précision statique de la stabilisation de l'onduleur est de +/- 2%. Avec une réinitialisation en saut, 100% de la charge linéaire est enregistrée une augmentation de la tension de sortie de 4% et revenez à la valeur définie pour 100 ms (voir fig. 4b).

La figure 5A montre les oscillogrammes de la tension de sortie et du courant lorsque la charge du moteur est allumée, dont la puissance totale était de 150% de la puissance nominale de l'onduleur. En raison de la surcharge de l'onduleur, il est automatiquement basculé en mode "Bypass", puis à la fin du mode de démarrage du moteur, le moteur UPS est à nouveau commuté sur le mode de conversion à double conversion. Dans ce cas, on peut voir que la transition du mode de conversion à double conversion sur le contournement et, au contraire, se produit instantanément, sans distorsion de courbes de tension et de courant.

Le processus de transition vers la dérivation et le retour au mode double conversion a été illustré à la figure 5a. Si vous dépassez la charge, plus de 110% de l'onduleur continue de fonctionner pendant 30 s, puis l'onduleur passe au contournement. En cas d'augmentation de la charge jusqu'à 150%, l'onduleur continue de fonctionner de 0,2 s avant la transition au contournement.

La figure 5B montre les oscillogrammes de la tension de sortie et du courant d'onduleur de 3 kVA lorsque la charge non linéaire est allumée, le coefficient d'amplitude (facteur croisé) est de 2,84 et la puissance totale est de 1,8 kVA. L'éclaboussure de courant initiale a dépassé 2,4 fois la valeur de courant de pointe en mode stable. Dans ce cas, la tension de sortie a diminué de 9% de la valeur constante, puis récupérée au niveau initial pendant 40 ms.

Dans l'étude du comportement de l'onduleur, lorsque la tension d'entrée saute, il a été noté qu'il fournit une réaction pratiquement instantanée sur les perturbations et la stabilité de la tension de sortie reste dans les limites de la précision statique +/- 2%. Efficacité protection électronique L'onduleur a été vérifié avec le fonctionnement autonome de l'onduleur en allumant la charge du moteur avec un dépassement de 150% de la charge nominale (lancement du moteur). Après 0,22 s, après avoir activé le moteur, l'onduleur a été désactivé avec une protection électronique de surcharge (voir fig. 6). L'expérience a confirmé les détails du passeport sur la capacité de surcharge de l'onduleur (200 ms) et la fiabilité de l'exploitation de la protection électronique EPS.

L'étude de la composition harmonique de la tension de sortie et du courant avec des charges linéaires et non linéaires a montré que le coefficient de distorsion de la forme sinusoïdale de la tension de sortie ne dépasse pas les valeurs admissibles de n'importe quel caractère de la charge, à la fois dans le réseau et modes autonomes.

Le tableau 3 montre les résultats de test de l'onduleur d'une capacité de 3 kVA à la composition d'harmoniques plus élevées dans les tensions de sortie et d'entrée et des courants avec une charge non linéaire d'une capacité de 1,8 kV.

Tableau 3. Composition spectrale des courants et des contraintes avec une charge non linéaire

Comme il résulte de l'analyse de la composition harmonique de la tension de sortie à l'aide de l'onduleur avec une double conversion, nous avons un léger coefficient de distorsion de ki sinusoïdale \u003d 3,8% avec une charge de manière significative non linéaire et avec la teneur admissible du plus haut harmonique de La tension de sortie de l'onduleur n'a pas plus de 10%. Avec une forme de tension d'entrée sensiblement non sinusoïdale correspondant au coefficient de distorsion de la sinusoïdalité 36 à 41% (tension rectangulaire avec un coefficient important de la troisième harmonique), la tension de sortie de l'onduleur a une forme sinusoïdale de ki \u003d (0,6 - 1)%. Cette circonstance est particulièrement importante lorsque l'UPS est la nutrition du groupe électrogène diesel (DGU) de faible puissance, lorsque la tension DGU a une distorsion significative de la forme sinusoïdale.

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L'alimentation ininterrompue est un substitut électrique temporaire de l'équipement qui y est connecté. La qualité de ce remplacement dépend fortement du type et de la marque de l'onduleur.

Dans le réseau électrique, la tension a une forme sinusoïdale ou une forme proche de la sinusoïde.

Tous les UPS High-Class ont également une forme sinusoïdale du signal de sortie, c'est-à-dire Fournir une alimentation pratiquement non différente d'un réseau régulier ou même avoir une sinusoïde de qualité supérieure.

À la sortie de l'onduleur (comme dans le réseau), la sinusoïde peut ne pas être complètement parfaite.

Pour déterminer le coefficient de distorsions harmonique, nécessite généralement des équipements spéciaux. Mais il est possible d'estimer à peu près la valeur du coefficient de distorsion harmonique totale tout simplement le long de l'oscillogramme de tension. Si vous voyez une faiblesse distorsion, le coefficient de distorsion harmonique est d'environ 5%. Si les distorsions sont très perceptibles, le coefficient de distorsion harmonique est d'environ 10%.

Avec le ratio de distorsion harmonique de plus de 20%, vous «n'approuverez pas une main» pour nommer la forme de la courbe de tension sinusoïde.

Cette méthode, comme toute simplification, a ses limites. En particulier, plus le nombre harmonique est grand, plus avec un coefficient de distorsion harmonique plus petit, il est clairement visible.

La tension de sortie sinusoïdale a tout l'onduleur avec une double conversion, des hauts de feroresonance et la plupart des UPS qui interagissent avec le réseau. Pour tous ces hauts, le coefficient complet de distorsion harmonique de la tension de sortie égale à 5% est limite. Si le coefficient de distorsion harmonique à la sortie de l'onduleur est inférieur à 5%, l'onduleur sur ce paramètre peut être considéré comme «bon». Si cette valeur est supérieure à 5%, la forme de sortie de l'onduleur laisse beaucoup à désirer.

En règle générale, les fabricants indiquent le degré de distorsion harmonique dans la liste globale des caractéristiques techniques de l'UPS. Indique presque toujours une seule valeur du coefficient de distorsion harmonique relatif à certaines conditions moyennes (sinon de dire parfaites), par exemple, avec une charge linéaire. Il convient de garder à l'esprit que la distorsion la plus significative de la forme de la tension de sortie peut se produire à diverses conditions limites, ainsi que des paramètres non caractéristiques de l'opération normale UPS.

Ces conditions limites (leur ensemble ou la combinaison peuvent être différentes pour différents modèles d'ondes) peuvent être la charge maximale ou le ralenti (pas de charge); Code ouvrier ou correction (par exemple, moins de 0,5), un facteur de pointe trop important. Disportions graves La tension de sortie peut également être subie avec divers procédés transitoires (par exemple, avec une étape de modification de la charge).

Dans le mode de fonctionnement du réseau UPS avec commutation et interagir avec le réseau, sa charge est alimentée par une tension de réseau filtrée. C'est dans ce cas, ce n'est pas des sources d'énergie indépendantes. Une telle source est le réseau électrique. Cela signifie que le coefficient de distorsion harmonique à l'entrée de l'alimentation de l'ordinateur sera approximativement le même que sans UPS. C'est ainsi que les filtres de ces onduleurs ne sont pas destinés à filtrer les harmoniques à basse fréquence et de les transmettre librement. En conséquence, s'il y avait des distorsions harmonieuses fortes dans le réseau avant l'installation de l'onduleur (en raison de la surcharge globale du réseau ou de la grande proportion de la puissance des charges non linéaires), elles resteront également. Si ces distorsions n'étaient pas, elles n'apparaîtront pas.

Sinon, c'est le cas de la Ferroresonance UPS et UPS avec une conversion à double énergie. Ils sont au sens considéré par des sources d'énergie indépendantes. Par conséquent, tout ce qui précède par rapport aux distorsions de la forme de la tension de réseau doit être attribuée à la tension de sortie de l'onduleur. Si ces UPS sont fortement (la puissance presque nominale) sont chargées de charges non linéaires, alors à l'entrée de ces charges peut apparaître une distorsion des harmoniques principales, qui n'étaient pas sans ondulations. D'autre part, s'il y avait une distorsion harmonique pendant le fonctionnement du réseau, ils peuvent être l'abîme après l'installation de l'onduleur si l'onduleur n'est pas chargé.

Si la charge non linéaire UPS en ligne est supérieure à deux tiers de sa puissance totale, la tension de la sortie de l'onduleur peut être sensiblement déformée. Non dangereux en soi pour les ordinateurs distorsion de la forme de tension est un mauvais signe que la charge UPS est trop grande. Il est préférable d'établir le plus grand pouvoir d'UPS ou de déconnecter tout équipement de celui-ci.

Certains hauts hauts à double conversion sont équipés d'une chaîne de contrôle spéciale, dont la cession est le réglage de la forme de tension de sortie même lorsque vous travaillez avec des charges non linéaires de puissance élevée. À la sortie de ces hauts, la tension n'a pas de distorsions harmoniques notables, même si l'UPS alimente des charges non linéaires de puissance significative.

Bien entendu, tous les ordinateurs et autres équipements destinés à la source d'alimentation du réseau AC sont conçus pour la tension sinusoïdale. Il est peu probable que tout fabricant de cette technique soit prêt à garantir le fonctionnement normal de son équipement avec une tension fortement inconventionnelle.

Cependant, la plupart des consommateurs d'énergie électrique peuvent être alimentés par une tension du courant alternatif du non-recensement. De plus, différentes caractéristiques de la tension d'alimentation sinusoïdale sont plus importantes pour différents équipements. Par exemple, les équipements équipés de puissance pulsée (disentons-nous, des ordinateurs personnels) ne consomment actuellement que lorsque la tension est très proche du maximum. Par conséquent, la valeur de tension d'amplitude correcte est importante pour alimenter de tels équipements. L'équipement qui a des moteurs électriques directement alimentés et des appareils de chauffage nécessite une valeur nominale valide. La tension sinusoïdale répond aux exigences de l'une de ces charges.

Mais presque tous les types de charges (équipement), y compris les ordinateurs, peuvent travailler plus ou moins normalement avec une tension, ce qui est très différent de la sinusoïdale. Cette circonstance est largement utilisée par les fabricants de l'onduleur avec commutation.

Auparavant (très longtemps), des augmentations de commutation avaient une tension de sortie sous forme de méandre (impulsions rectangulaires de différentes polarités).

Figure. 26. Sandder

Lorsque nous remplaçons la tension sinusoïdale d'une manière ou d'une autre approximation, nous devons sélectionner les paramètres de cette approximation afin qu'ils soient les plus proches des paramètres des sinusoïdes remplaçables. Mais le méandre est d'amplitude et de valeurs de tension active sont égales entre elles (le coefficient d'amplitude est égal à un). Par conséquent, nous ne pouvons pas faire de tension rectangulaire de manière à satisfaire simultanément les exigences de diverses charges.

En essayant de trouver un compromis, les fabricants de tels hauts ont installé une tension rectangulaire égale à une certaine valeur située entre l'amplitude et valide. En conséquence, il s'est avéré que certaines charges (nécessitant la valeur de tension active correcte) peuvent échouer en raison d'une tension excessive, tandis que d'autres équipements (Consume du courant à des contraintes près du maximum), cette tension était trop petite.

Pour la valeur moyenne carrée et de l'amplitude de la tension rectangulaire aux valeurs correspondantes de la tension sinusoïdale, les fabricants d'ondes modernes avec commutation ont légèrement changé le moule du méandre, tout en insérant une pause entre les impulsions rectangulaires de polarité différente de la polarité. .

Figure. 27. Meandr avec une pause.

La tension d'un tel formulaire fabricant de l'onduleur est appelée «approche de pas de pas en sinusoïde» (approximation de l'anglais - étagée à une onde sinusoïdale). Cette forme de courbe permet, avec une amplitude de tension correctement sélectionnée et une durée de pause, effectuez les exigences de différentes charges. Par exemple, avec une durée de pause d'environ 3 ms (pour une fréquence de 50 Hz), la valeur de tension active coïncide avec la valeur active de la tension sinusoïdale de la même amplitude.

La tension de sortie de tous les hauts est venue à moi avec la commutation sur le marché russe a la forme d'une approche par étapes dans la sinusoïde.

Montré à la Fig. 27 La forme de la tension de sortie est un idéal à laquelle les fabricants de l'onduleur devraient rechercher. La forme réelle de la tension de sortie de l'onduleur avec la commutation du cours diffère de l'idéal.

Parfois, les fabricants d'onduleurs sont conformes à l'égalité déclarée de la valeur de tension de courant à la sortie de l'onduleur, la valeur de tension de réseau actuelle du réseau est très approximativement. La durée de la pause et l'amplitude de la tension rectangulaire s'écarteront sensiblement des valeurs calculées.

Ces écarts ne peuvent apparemment pas servir de base à déclarer l'un ou l'autre UPS mauvais. Après tout, ils travaillent tous normalement avec des ordinateurs personnels, pour travailler avec lesquels ils sont réellement destinés.

La forme réelle de la tension de sortie de l'onduleur avec commutation est illustrée à la Fig. 28

Figure. 28. Oscillogrammes de tension et d'ordinateur actuel connecté à UPS avec commutation.

Sur le même oscillogramme, la courbe de courant consommée actuelle est. Cela permet d'estimer la quantité de "exceptionnelle" pour un ordinateur protégé par l'onduleur avec commutation. Mais, assez étrangement, des courants impulsionnels forts consommés par l'ordinateur aux moments du début et de la fin impulsion rectangulaire, n'affecte pas le travail de l'ordinateur. Ils sont entièrement supprimés par l'alimentation de l'ordinateur, à la sortie de laquelle il y a une tension constante avec le niveau habituel des ondulations.

Il ne faut pas oublier que l'ordinateur, protégé par l'onduleur avec commutation, est alimenté par une tension non sinusoïdale uniquement au moment de l'onduleur de la batterie (qui est très brièvement). Pendant le fonctionnement de l'onduleur du réseau, l'ordinateur est alimenté par une tension de réseau, lissé avec du bruit et des impulsions intégrées dans l'onduleur.

La capacité d'utiliser des hauts avec la commutation pour alimenter d'autres équipements (non informatiques) nécessite, d'une manière générale, vérifie dans chaque cas de ces cas. Il y a des cas lorsque certaines imprimantes ont refusé de travailler avec de tels hauts. D'autre part, le cas d'utilisation d'onduleurs avec la commutation pour protéger de telles charges non traditionnelles comme postes téléphoniques ou des registres de trésorerie avec des alimentations de transformateur.

À l'utilisation d'UPS avec la commutation pour les dispositifs d'alimentation avec des alimentations de transformateur doit être adapté à la prudence. Le fait est que le transformateur habituel 5 à 10% des pertes en présence d'harmoniques augmente proportionnellement au carré du nombre aharmonique. Par conséquent, la ressource de transformateurs hautement chargés lors de l'alimentation avec une tension sous forme de méandre peut être détestée dans des dizaines de fois.

Comme avec n'importe quelle source d'alimentation, la forme de la tension de sortie de l'onduleur avec commutation dépend de la magnitude et de la nature de la charge. Pour l'UPS, cette dépendance est généralement petite pour l'onduleur.

Cependant, certaines UPSS ont une forte dépendance de la forme (et parfois des amplitudes) de la tension de sortie de la charge. Certains d'entre eux ne peuvent pas être utilisés à basse charge, car ils ont une amplitude de tension d'impulsion à 800 V. D'autres sont cochées par le fabricant uniquement lorsque vous travaillez avec des charges linéaires. De tels hauts lorsqu'ils travaillent avec un ordinateur peuvent être instables lors de la commutation des moments.

Lesdites spectacles: Vous ne devez pas utiliser l'onduleur de producteurs inconnus ou acheter de tels achats d'entreprises non spécialisées.

Les exigences de la qualité de l'électricité sont considérées légalement par des normes de l'État et des normes plutôt strictes. Les organisations de stockage électriques font beaucoup d'efforts pour leur conformer, mais ils ne sont pas toujours mis en œuvre.

Dans nos appartements et dans la production, surviennent périodiquement:

    les pannes pleines de puissance indéfiniment;

    impulsions de tension apériodique à court terme (10 ÷ 100 ms) (jusqu'à 6 kV);

    rafales et réduction de la tension avec une durée différente;

    doublures à haute fréquence;

    soins de fréquence.

Tous ces problèmes ont une incidence négative sur le travail des consommateurs d'électricité des ménages et des bureaux. Les appareils à microprocesseur et informatiques sont particulièrement affectés par la qualité de l'alimentation, qui échoue non seulement, mais peut complètement perdre leur performance.

Nomination et types d'alimentations ininterrompues

Pour réduire les risques liés à l'émergence de l'alimentation de l'alimentation du réseau d'alimentation, les périphériques de sauvegarde sont utilisés pour appeler des sources d'alimentation ininterrompues (UPS) ou UPS (formées à partir de la réduction de la phrase anglaise "alimentation ininterruptible").

Ils sont fabriqués avec des conceptions différentes pour résoudre les tâches spécifiques du consommateur. Par exemple, des hauts puissants avec des batteries d'hélium sont capables de maintenir une alimentation en cottage entière en quelques heures.

Leur batterie est chargée de la ligne d'alimentation, du générateur de vent ou d'autres supports électriques à travers le variateur de redresseur. Ils nourrissent également les consommateurs électriques du chalet.

Lorsque la source externe est éteinte, les piles sont déchargées sur la charge connectée à leur réseau. Plus la capacité de la batterie est grande et moins que le courant de leur décharge, plus ils fonctionnent longtemps.

L'équipement d'alimentation ininterrompue de puissance moyenne peut réserver, entretien des systèmes de maintien de microclimates dans les chambres et des équipements similaires.

Dans le même temps, les modèles les plus simples d'UPS ne sont capables que de compléter le programme d'arrêt de l'ordinateur. Dans le même temps, la durée de l'ensemble du processus de leur travail ne dépassera pas 9 ÷ 15 minutes.

Les sources d'énergie ininterruptibles informatiques sont:

    intégré dans le corps du périphérique;

    externe.

Les premiers conceptions sont distribués dans des ordinateurs portables, des netbooks, des tablettes et similaires. appareils mobilesopérant à partir de la batterie intégrée, équipée d'un schéma de commutation de puissance et de charge.

Ordinateur portable AKB Le contrôleur intégré est une alimentation ininterruptible. Son schéma en mode automatique protège l'équipement de travail des défauts de puissance.

Designs externes UPSdestiné à l'achèvement normal du programme ordinateur stationnairesont fabriqués par un bloc séparé.

Ils sont connectés à travers adaptateur de réseau Puissance de la prise électrique. Ils sont alimentés uniquement par les appareils responsables du travail des programmes:

    unité système avec un clavier connecté;

    moniteur affichant des processus survenant.

Les dispositifs périphériques restants: scanners, imprimantes, haut-parleurs acoustiques et autres équipements d'UPS ne sont pas alimentés. Sinon, en cas d'achèvement d'urgence des programmes, ils participeront à l'énergie accumulée dans les batteries.

Options pour la construction de workflows UPS

Les onduleurs informatiques et industriels sont fabriqués par trois options principales:

    réservations de pouvoir;

    schéma interactif;

    double transformation de l'électricité.

À la première méthode schéma de sauvegardeSelon les termes anglais "STANDBY" ou "OFF-LINE", la tension provient du réseau à un ordinateur à travers l'onduleur, dans laquelle les interférences électromagnétiques sont éliminées par des filtres intégrés. Voici également défini, dont la capacité est supportée par le courant de charge réglable par le contrôleur.

Lorsque la nutrition externe disparaît ou sort pour les normes établies, le contrôleur envoie l'énergie de la batterie à la puissance des consommateurs. Un onduleur simple est connecté à la variable pour convertir un CC en variable.

Avantages de UPS en veille

Les régimes d'alimentation ininterrompus de hors ligne sont une efficacité élevée, la tension soumise dessus, elles fonctionnent tranquillement, ils allouent de la chaleur et relativement bon marché.

désavantages

UPS STANDBY STOCIER:

    transition longue au pouvoir de la batterie 4 ÷ 13 ms;

    forme déformée du signal de sortie émis par un onduleur sous forme de méandre et non une sinusoïde harmonieuse;

    l'absence de réglage de la tension et de la fréquence.

De tels dispositifs sont les plus fréquents sur les ordinateurs personnels.

Schéma interactif UPS

Ils sont notés par le terme anglais "ligne-interactive". Ils sont effectués selon le schéma précédent, mais plus compliqué en raison de l'inclusion de stabilisateur de tension à l'aide d'un autotransformateur à haute teneur contrôlé.

Ceci fournit un ajustement de la tension de sortie, mais ils ne sont pas capables de contrôler la fréquence du signal.

Le bruit de filtrage en mode normal et la transition vers la puissance d'inverser dans les accidents se produit selon les algorithmes de veille UPS.

En ajoutant un stabilisateur de tension de divers modèles avec des techniques de contrôle, il a permis de créer des onduleurs avec une forme de signal non seulement que des méandres, mais également des sinusoïdes. Cependant, un petit nombre d'étapes réglementaires basées sur la commutation de relais ne permet pas de mettre en œuvre des fonctions de stabilisation complètes.

Ceci est particulièrement caractéristique des modèles bon marché, qui, lorsqu'ils passent à l'alimentation de la batterie, non seulement surestiment la fréquence au-dessus de la valeur nominale, mais faussent également la forme de sinusoïdes. Les interférences constituent un transformateur intégré dans lequel les processus d'hystérésis se produisent dans le noyau.

Les inverseurs sur les clés semi-conducteurs travaillent dans des modèles coûteux. UPS Line-Interactive a une vitesse supérieure lors de la mise sous tension des piles de la batterie que l'onduleur hors ligne. Il est fourni par le fonctionnement d'algorithmes de synchronisation entre la tension entrante avec les signaux de sortie. Mais en même temps, il y a unitisité du CPD.

UPS Line-Interactive ne peut pas être utilisé pour alimenter des moteurs asynchrones massivement installés dans l'ensemble appareils ménagers, y compris les systèmes de chauffage. Ils sont utilisés pour utiliser des appareils avec, où la puissance est filtrée et redressée en même temps: des ordinateurs et des appareils électroniques de consommation.

UPS double conversion

Ce schéma UPS a reçu un nom en phrase anglaise en ligne "et fonctionne sur des équipements nécessitant une puissance de haute qualité. Il produit une double conversion d'électricité, lorsque les harmoniques alternatives sinusoïdales sont constamment converties par le redresseur en une valeur constante transmise à travers l'onduleur pour créer une re-sinusoïde à la sortie.

Ici, la batterie est constamment connectée au schéma, qui élimine le besoin de ses communautés. De cette manière, la période de préparation de l'alimentation ininterrompue sur la commutation est pratiquement éliminée.

Le fonctionnement de l'onduleur en ligne sur l'état de la batterie peut être divisé en trois étapes:

    Étage de charge;

    statut d'attente;

    la décharge pour travailler l'ordinateur.

Période de facturation

Les circuits d'entrée et de sortie sinusoïde sont déchirés par le commutateur UPS interne.

La batterie connectée au redresseur reçoit l'énergie de charge jusqu'à ce que sa capacité soit restaurée sur des valeurs optimales.

Période de préparation

Une fois la charge terminée, l'automatie de l'alimentation ininterrompue ferme le commutateur interne.

La batterie maintient la disponibilité du mode tampon.

Période de section

La batterie est automatiquement traduite dans la station d'ordinateur.

Dans des sources d'alimentation ininterrompues, fonctionnant selon la méthode d'électricité à double conversion, l'efficacité du mode d'alimentation de la ligne est inférieure à celle des autres modèles en raison de la consommation d'énergie sur la chaleur et le bruit. Mais dans des structures complexes, des techniques sont utilisées pour augmenter l'efficacité.

UPS en ligne, itosbnings redressez non seulement l'ampleur de la tension, mais également sa fréquence d'oscillations. Il les distingue des modèles précédents et vous permet d'utiliser divers périphériques complexes pour pouvoir moteurs asynchrones. Cependant, le coût de ces dispositifs est nettement supérieur aux modèles précédents.

La composition de l'onduleur

En fonction du type de circuit de travail, le kit d'alimentation ininterrompue comprend:

    piles pour l'accumulation d'électricité;

    Assurer le maintien du fonctionnement de l'AKB;

    onduleur pour la formation de sinusoïdes,

    schéma de gestion des processus;

    logiciel.

Pour accès à distance à l'appareil peut être utilisé le réseau localet améliorer la fiabilité du schéma peut être due à sa sauvegarde.

Dans des sources d'alimentation ininterrompues individuelles, le mode "Bypass" est utilisé lorsque la charge est alimentée par la tension de réseau filtrée sans le fonctionnement du schéma principal de l'appareil.

La partie UPS a un régulateur de tension étamée "Booster", contrôlé par l'automatisation.

Selon la nécessité d'effectuer des solutions techniques complexes, des sources d'énergie ininterrompues peuvent être équipées de fonctionnalités spéciales supplémentaires.

La source d'énergie ininterruptible est un élément important lors de la construction de systèmes complexes nécessitant un fonctionnement continu et une garantie de sécurité de sécurité des problèmes possibles dans la grille de puissance. Il existe maintenant de nombreux produits divers de différentes catégories de prix, de qualité et de géographie de la production. Il est difficile de décider, surtout s'il n'y a pas d'expérience nécessaire par les épaules. Finance suggère que l'approche de la question du choix est d'un prêt à votre propre budget. Par conséquent, avant d'investir dans l'acquisition d'une alimentation ininterruptible, vous devez répondre à plusieurs problèmes importants:

  • Quelle est l'importance de vous défendre?
  • À quelle heure du travail autonome de l'équipement en cas d'échec de la tension sera optimal?

Pour répondre aux questions ci-dessus, vous devez être en détail dans les classes des sources d'énergie ininterruptibles présentées aujourd'hui sur le marché. Et aussi à décider des critères principaux à prendre en compte pour faire un choix pondéré.

Classes UPS

Toute la variété de sources d'énergie ininterrompue modernes, présentées aujourd'hui sur le marché, peut être divisée en plusieurs classes, différant de l'autre avec un schéma, ainsi que des comportements dans un fonctionnement normal et des batteries.

Allouer:

  • Sauvegarde ou (sauvegarde),
  • UPS interactifs linéaires (),
  • UPS avec double conversion (, double conversion).

Les plus simples et sans prétention sont considérés. Lors de l'utilisation du réseau en mode normal, l'électricité entre entrée de l'onduleur et en passant à travers elle, elle est introduite à la charge principale. Dans le cas des pertes et des chutes de tension sur le réseau, "ininterrompue" passe automatiquement à la batterie. Les principaux inconvénients d'un tel schéma consistent dans le fait que la commutation de puissance de l'onduleur sur les batteries prend de 4 à 10 millisecondes. Lorsque vous travaillez dans le mode d'alimentation de la batterie, la sortie UPS n'est pas le sinus habituel pour le réseau et le sinus approché.

Le système d'alimentation ininterrompue avec des piles incorporées sera une solution correcte lorsque seule la bonne achèvement de l'équipement occupant de 5 à 10 minutes est importante pendant les problèmes de tension de réseau.

Si vous avez besoin de plus d'heures de travail, vous devez calculer le courant de décharge actuel requis. Cela peut être fait comme suit:

De tout ce qui précède, il devient clair que lors du choix d'une alimentation ininterrompue, il est nécessaire de considérer de nombreuses nuances techniques et purement physiques, définies comme un emplacement spécifique de l'onduleur et des équipements qui y sont liés et un certain nombre d'autres facteurs.

Pour faciliter les calculs lors du choix de l'onduleur, la société dispose d'un outil pratique -, avec lequel vous pouvez définir tous les paramètres nécessaires.

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