Une alimentation sans coupure est nécessaire pour cela. Comment fonctionnent les alimentations sans coupure (UPS) et comment elles fonctionnent. Mise en service

Onduleur simple

À partir d'un transformateur sans batterie, vous obtenez un onduleur fonctionnel pour une voiture. Le processus d'assemblage se déroulera comme suit :

1. démontage de l'onduleur : retrait de la batterie, arrachement des cosses, dénudage des extrémités ;
2. rechercher un connecteur pour se connecter au réseau (s'il y a un connecteur, il doit être retiré, sinon - les fils sont coupés de la carte, les extrémités sont dénudées);
3. les fils de la batterie avec un fer à souder doivent être connectés aux fils du connecteur situé sur le panneau arrière, les points de soudure ne sont pas isolés;
4. la prise allume-cigare est soudée à l'appareil en respectant la polarité et en isolant les points de soudure ;
5. le haut-parleur interne de l'appareil est exclu (il est arraché avec une pince ou la carte est retirée);
6. assemblage du boîtier en ajoutant des prises standards (pour certains onduleurs, elles sont déjà incluses dans la conception d'origine).

Lire aussi : Nous vous expliquerons en détail comment connecter une alimentation sans coupure à un ordinateur.

UPS pour chaudière à gaz

Un onduleur informatique convient également pour une chaudière à gaz. Processus de conversion vaut la peine de produire comme suit:

1. suppression d'une alimentation électrique défectueuse ;
2. création de pinces de contact, en tenant compte du respect de la polarité (il est préférable de réaliser des clips de couleurs différentes pour indiquer le plus et le moins) en faisant 2 trous, en fixant les pinces de contact et en y soudant les fils préalablement adaptés à l'alimentation interne de l'ordinateur ;
3. pour éviter une panne prématurée de l'appareil due à une surchauffe, il sera nécessaire d'installer des ventilateurs avec ou sans boîtier, connectés en série (pour les démarrer, il est recommandé d'utiliser une LED en soudant ses fils au bobinage d'un petit relais , et l'un des contacts du relais devra souder un fil de la batterie de la batterie "+" entrante, et au second - un fil rouge libre du ventilateur, un autre fil noir libre est soudé au moins de la batterie).

source de 12 volts

Échec de l'alimentation sans interruption peut également être adapté pour une source de 12 volts... Cela se fait très simplement. Tout d'abord, vous devrez connecter une prise au cordon de l'onduleur. Pour cela, une extrémité en est initialement coupée. Après avoir terminé cette procédure en utilisant une alimentation sans interruption vous pouvez déjà charger votre téléphone... Par d'autres transformations simples décrites ci-dessus, vous pouvez augmenter la puissance d'un appareil fait maison (voir la partie sur l'onduleur).

Une mauvaise alimentation électrique est l'un des principaux problèmes de panne d'équipements ménagers, de bureau ou industriels. Malgré le fait que les perturbations dans le réseau électrique soient de nature intermittente, elles ont un effet néfaste sur les composants des appareils électroniques modernes connectés à la prise. Les alimentations sans interruption sont le plus souvent utilisées pour protéger les équipements critiques ou sauvegarder des données en cas de panne de courant.

Schémas de fonctionnement de base et champ d'application des alimentations sans interruption

Le but de l'ASI est d'assurer le bon fonctionnement de la charge en cas de « creux » ou de « surtensions » soudains, ainsi que d'assurer un fonctionnement autonome à court terme des équipements connectés en cas de coupure totale de courant. . Les UPS modernes sont divisés en trois classes :

1. Sauvegarde ou hors ligne
2. Ligne interactive
3. Double conversion d'énergie

Leur conception et leurs fonctionnalités sont quelque peu différentes, mais tout le monde peut comprendre comment utiliser une alimentation sans interruption.

A quoi sert un onduleur de secours ? Son principal domaine d'application est la protection des équipements informatiques et multimédias domestiques. Le schéma de son fonctionnement est extrêmement simple: en mode normal, la charge est alimentée par le secteur et lorsque la tension y disparaît, l'appareil passe en mode batterie. Le temps de commutation entre les types de fonctionnement est non nul. est relativement peu coûteux et protégera l'équipement contre les surtensions mineures et les pannes de tension à court terme.

Les avantages d'un onduleur line-interactive sont une stabilisation du signal plus fluide et la possibilité de fonctionner dans une large gamme de tensions d'entrée. De tels dispositifs ne permettent pas de corriger la fréquence du signal lorsqu'ils sont alimentés par le secteur, alors que dans le mode d'alimentation par des cellules de batterie, ils peuvent produire une sinusoïde "pure" ou approximative. Comment pouvez-vous utiliser l'UPS Line-Interactive ? Il est idéal pour protéger les moniteurs, les unités centrales, les nœuds LAN, les postes de travail, les périphériques informatiques et autres appareils dotés d'alimentations à découpage, ce qui le rend idéal.

Le plus avancé en termes de protection des équipements est un onduleur à double conversion. Mais qu'est-ce qui a de la valeur dans une alimentation sans interruption conçue selon le schéma en ligne ? Il se caractérise par une commutation instantanée entre les modes de fonctionnement et l'indépendance des paramètres du signal de sortie par rapport aux paramètres à l'entrée de l'ASI. C'est donc ce type d'ASI qui est conçu pour commuter des équipements particulièrement exigeants sur la qualité de l'alimentation électrique. Parmi les alimentations sans interruption de la topologie en ligne, en fonction de leur domaine d'application, les types suivants peuvent être distingués :

Alternatives aux équipements de protection

Beaucoup de gens se posent la question : avez-vous besoin d'une alimentation sans coupure si la tension du réseau ne disparaît pas, mais simplement « saute » ? Avez-vous besoin d'une alimentation sans coupure pour votre ordinateur dans ce cas ? La réponse à ces questions peut être un regard vers les stabilisateurs de tension. Ces dispositifs permettent de corriger le signal sur une très large plage en fournissant une tension spécifiée par l'utilisateur à l'entrée de la charge. C'est le principal avantage de ces appareils. Le principal inconvénient est que le stabilisateur cesse de fonctionner simultanément avec la disparition de la tension dans le secteur. Le principal problème des dispositifs de stabilisation est l'impossibilité d'assurer un fonctionnement autonome de la charge. Par conséquent, il est important de bien comprendre de quoi exactement il est nécessaire de protéger l'équipement: des fluctuations du niveau du signal ou des pannes de courant fréquentes et à court terme. Dans le premier cas, la sortie de la situation sera un stabilisateur de tension, dans le second - une alimentation sans interruption, dont le but est un peu plus étendu.

Mais que se passe-t-il si le niveau du signal dans le réseau électrique est relativement stable, mais qu'il y a de longues pannes de courant ? Le moyen de sortir de cette situation peut être l'achat d'un générateur diesel. Ils sont disponibles dans différentes gammes de puissance et peuvent être utilisés pour desservir des installations domestiques et industrielles. Il existe des modèles diesel et essence. Le démarreur de l'appareil peut être manuel ou électrique. L'avantage d'utiliser une telle installation est qu'elle peut assurer un fonctionnement autonome long de l'équipement avec des interruptions uniquement pour le service ou le ravitaillement. Cette technique est compacte, facile à entretenir et facile à utiliser.

Le fonctionnement de la DGS n'est pas dépourvu d'un certain nombre d'inconvénients, parmi lesquels :

• L'impossibilité d'une transition indépendante vers l'alimentation de la charge en cas de panne de tension dans le réseau d'alimentation ;
• Bruit pendant le fonctionnement ;
• Gaz d'échappement;
• Un grand nombre de consommables (bougies, carburant, etc.)

Solutions complexes pour la protection des équipements électroniques

Pour assurer une protection maximale des télécommunications, des serveurs ou des équipements industriels, l'utilisation d'un seul type d'appareil peut ne pas suffire. Par conséquent, la solution la plus optimale peut être de les combiner. Par exemple, un onduleur pour l'éclairage de secours ne fournira pas un niveau d'autonomie adéquat. Ce problème est résolu par la connexion en série d'un onduleur et d'un groupe électrogène diesel. Pourquoi avez-vous besoin d'une alimentation sans interruption dans un tel schéma ? Pour filtrer la tension et assurer l'autonomie du système jusqu'à ce que le générateur démarre et entre en mode de fonctionnement.

Pourquoi et comment utiliser une alimentation sans interruption en tandem avec un stabilisateur de tension ? Pour le bon fonctionnement de l'équipement dans les sections du réseau électrique, où il y a des chutes de tension fréquentes, qui ne s'accompagnent pas d'un arrêt complet. De ce fait, une réduction significative du coût de conception peut être obtenue : un dispositif de stabilisation peu coûteux fournira une correction efficace du signal, et un onduleur de niveau intermédiaire permettra d'atteindre un niveau d'autonomie acceptable.

Les exigences en matière de qualité de l'électricité sont légalement prescrites par les normes de l'État et des réglementations assez strictes. Les organisations de distribution d'électricité font beaucoup d'efforts pour s'y conformer, mais elles ne sont pas toujours mises en œuvre.

Dans nos appartements et en production, il y a périodiquement:

des pannes de courant complètes pour une durée indéterminée ;

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

pointes et chutes de tension de durée différente ;

tampons antibruit haute fréquence;

dérives de fréquence.

Tous ces dysfonctionnements nuisent au travail des consommateurs d'électricité résidentiels et de bureau. Les microprocesseurs et les ordinateurs sont particulièrement affectés par la qualité de l'alimentation électrique, qui non seulement tombent en panne, mais peuvent également perdre complètement leurs performances.

Objectif et types d'alimentations sans interruption

Pour réduire les risques liés à l'apparition de défauts sur le réseau d'alimentation, des dispositifs redondants sont utilisés, qui sont communément appelés alimentations sans interruption (UPS) ou UPS (dérivé de l'abréviation de l'expression anglaise « Uninterruptible Power Supply »).

Ils sont fabriqués avec différentes conceptions pour répondre aux besoins spécifiques des clients. Par exemple, les onduleurs puissants avec batteries à l'hélium sont capables de supporter un chalet entier pendant plusieurs heures.

Leurs batteries reçoivent la charge d'une ligne électrique, d'une éolienne ou d'autres transporteurs d'électricité via un dispositif redresseur à onduleur. Ils alimentent également les consommateurs électriques du chalet.

Lorsque la source externe est éteinte, les batteries sont déchargées vers la charge connectée à leur réseau. Plus la capacité de la batterie est grande et plus son courant de décharge est faible, plus elle fonctionne longtemps.

Les alimentations sans interruption de puissance moyenne peuvent soutenir les systèmes de climatisation intérieure et les équipements similaires.

Dans le même temps, les modèles d'onduleurs les plus simples ne peuvent que terminer le programme d'arrêt d'urgence de l'ordinateur. Dans ce cas, la durée de l'ensemble du processus de leur travail ne dépassera pas 9-15 minutes.

Les alimentations sans interruption des ordinateurs sont :

intégré dans le corps de l'appareil ;

externe.

Les premières conceptions sont courantes dans les ordinateurs portables, les netbooks, les tablettes et les appareils mobiles similaires alimentés par une batterie intégrée, qui est équipée d'un circuit de commutation d'alimentation et de charge.

Batterie d'ordinateur portable avec contrôleur intégré est une alimentation sans interruption. Son circuit protège automatiquement l'équipement d'exploitation contre les pannes de courant.

Structures externes de l'ASI, destinés à l'exécution normale des programmes d'un ordinateur fixe, sont fabriqués dans une unité séparée.

Ils se branchent sur une prise électrique via l'adaptateur secteur. Seuls les appareils responsables du fonctionnement des programmes en sont alimentés :

unité centrale avec un clavier connecté ;

moniteur affichant les processus en cours.

Le reste des périphériques : scanners, imprimantes, haut-parleurs et autres équipements ne sont pas alimentés par UPS. Sinon, en cas d'arrêt d'urgence des programmes, ils reprendront une partie de l'énergie accumulée dans les batteries.

Options pour la construction des schémas de fonctionnement de l'ASI

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

redondance d'alimentation;

schéma interactif;

double conversion d'électricité.

Dans la première méthode schéma de sauvegarde, désigné par les termes anglais "Standby" ou "Off-Line", la tension est fournie du réseau à l'ordinateur via l'onduleur, dans lequel les interférences électromagnétiques sont éliminées par des filtres intégrés. Il est également installé ici, dont la capacité est maintenue par le courant de charge régulé par le contrôleur.

Lorsque l'alimentation externe disparaît ou dépasse les normes établies, le contrôleur dirige l'énergie de la batterie pour alimenter les consommateurs. Un simple onduleur est connecté pour convertir le courant continu en courant alternatif.

Avantages du mode veille UPS

Les alimentations sans interruption du circuit Off-Line ont un rendement élevé, lorsque la tension leur est appliquée, elles fonctionnent silencieusement, génèrent peu de chaleur et sont relativement bon marché.

désavantages

UPS Standby se démarque :

longue transition vers l'alimentation par batterie 4 ÷ 13 ms ;

une forme déformée du signal de sortie produit par l'onduleur sous forme d'onde carrée, et non une sinusoïde harmonique ;

manque de réglage de la tension et de la fréquence.

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

Circuit interactif UPS

Ils sont désignés par le terme anglais « Line-Interactive ». Ils sont effectués selon le schéma précédent, mais plus compliqué, en allumant un stabilisateur de tension à l'aide d'un autotransformateur commandé par pas.

Cela fournit une correction pour la valeur de la tension de sortie, mais ils ne sont pas en mesure de contrôler la fréquence du signal.

Le filtrage du bruit en mode normal et la commutation sur l'alimentation de l'onduleur en cas d'urgence se produisent selon les algorithmes de veille de l'UPS.

L'ajout d'un stabilisateur de tension de divers modèles avec des méthodes de contrôle a permis de créer des onduleurs avec une forme d'onde non seulement carrée, mais également sinusoïdale. Cependant, un petit nombre d'étapes de commande basées sur la commutation de relais ne permet pas de réaliser des fonctions de stabilisation complètes.

Cela est particulièrement vrai pour les modèles bon marché qui, lors du passage à l'alimentation par batterie, non seulement surestiment la fréquence au-dessus de la valeur nominale, mais déforment également la forme de la sinusoïde. Les interférences sont introduites par un transformateur intégré, au cœur duquel se produisent des processus d'hystérésis.

Dans les modèles coûteux, les onduleurs fonctionnent sur des commutateurs à semi-conducteurs. Les UPS Line-Interactive ont une transition plus rapide vers l'alimentation par batterie que les UPS Off-Line. Elle est assurée par le fonctionnement des algorithmes de synchronisation entre la tension d'entrée et les signaux de sortie. Mais en même temps, il y a une certaine sous-estimation de l'efficacité.

L'onduleur Line-Interactive ne peut pas être utilisé pour alimenter des moteurs à induction, qui sont massivement installés dans tous les appareils électroménagers, y compris les systèmes de chauffage. Ils sont utilisés pour faire fonctionner des appareils où la puissance est filtrée et rectifiée en même temps : ordinateurs et électronique grand public.

Onduleur double conversion

Ce système UPS est nommé d'après l'expression anglaise « On-line » et fonctionne sur des équipements nécessitant une alimentation électrique de haute qualité. Il effectue une double conversion de l'électricité, lorsque les harmoniques sinusoïdales du courant alternatif sont constamment converties par le redresseur en une valeur constante, qui est transmise à l'onduleur pour créer une sinusoïde répétée à la sortie.

Ici, la batterie est connectée en permanence au circuit, ce qui élimine le besoin de sa commutation. Cette méthode élimine pratiquement la période de préparation de l'alimentation sans coupure pour la commutation.

Le fonctionnement de l'onduleur On-line en fonction de l'état de la batterie peut être divisé en trois étapes :

étape de charge;

état d'attente;

décharge sur l'ordinateur.

Période de facturation

Les circuits d'entrée et de sortie sinusoïdaux sont interrompus par un commutateur UPS interne.

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

Période de disponibilité

Après la fin de la charge de la batterie, le bloc d'alimentation automatique ferme l'interrupteur interne.

La batterie reste prête à fonctionner en mode veille.

Période de décharge

La batterie est automatiquement transférée à l'alimentation du poste informatique.

Les alimentations sans interruption fonctionnant selon la méthode de la double conversion ont un rendement inférieur lorsqu'elles sont alimentées par la ligne que les autres modèles en raison de la consommation d'énergie pour générer de la chaleur et du bruit. Mais dans les structures complexes, des techniques sont utilisées pour augmenter l'efficacité.

UPS On-line est capable de corriger non seulement la valeur de la tension, mais aussi sa fréquence d'oscillation. Cela les distingue avantageusement des modèles précédents et leur permet d'être utilisés pour alimenter divers appareils complexes avec des moteurs asynchrones. Cependant, le coût de tels appareils est beaucoup plus élevé que les modèles précédents.

Composition de l'UPS

Selon le type de schéma de fonctionnement, le kit d'alimentation sans coupure comprend :

accumulateurs pour accumuler de l'électricité;

Assurer le maintien des performances de la batterie ;

inverseur pour former une onde sinusoïdale,

schéma de contrôle de processus;

Logiciel.

Pour accéder à distance à l'appareil, un réseau local peut être utilisé et la fiabilité du circuit peut être augmentée grâce à sa redondance.

Dans les alimentations sans coupure séparées, le mode "Bypass" est utilisé, lorsque la charge est alimentée par la tension secteur filtrée sans le fonctionnement du circuit principal de l'appareil.

Une partie de l'UPS dispose d'un régulateur de tension à échelons « Booster », contrôlé par l'automatisation.

En fonction de la nécessité de réaliser des solutions techniques complexes, les alimentations sans interruption peuvent être équipées de fonctions spéciales supplémentaires.