Ступенчатая аппроксимация синусоиды что это?

Аппроксимированная синусоида – что это и как с ней бороться

Отправим материал на почту

• О синусоиде
• ИБП с синусоидальным сигналом
• Варианты применения ИБП с аппроксимированной синусоидой
• Где ступенчатая синусоида не мешает
• Негативное влияние аппроксимации
• Заключение

Для чего нам нужна аппроксимированная синусоида и что она может дать? Какими бы надежными ни были линии электропередач, снабжающие нас энергией от ГРЭС (КЭС), АЭС и ТЭС, всегда может случиться авария или рядовая поломка, что приведет к обесточиванию жилья и/или предприятия, организации, учреждения. И вот здесь зачастую потребитель переключается на автономные источники питания – ИБП или генератор (если они есть).

На первый взгляд все просто: при отключении света автоматически или вручную запускается какой-то дизельный или другой генератор и подача электроэнергии возобновляется, но это не совсем так. Загвоздка в том, что не все инверторы способны выдавать синусоидальное переменное напряжение, необходимое для бытового и промышленного оборудования. Конечно, в любом случае оно будет переменным, но без чистой синусоидальной формы. Если еще проще, то источник бесперебойного питания, предназначенный для лампы накаливания, не подойдёт для любого котла отопления.

О синусоиде

Давайте разберемся, чем чистая синусоида отличается от аппроксимированной, и для этого посмотрите на изображение вверху. Вы видите, что у чистого синуса линия ровная, без каких-либо сдвигов. Это очень важно, потому что большинство электродвигателей, индукционных катушек, дросселей и т.п. могут работать только в том случае, если форма выходного напряжения имеет чистый, гладкий синус. Конечно, идеально ровным он не может быть и на деле коэффициент гармонии должен быть менее 8%, но об этом чуть ниже.

Если на каком-либо ИБП или генераторе вы видите английский текст «Total Harmonic Distortion», а после него число с процентами, значит, вы столкнулись с добросовестным производителем. Дело в том, что приборы с аппроксимацией синусоиды зачастую продаются без информации об этом факте, так как такое устройство проще продать неосведомленному покупателю. А вот на устройствах или их документах с чистой синусоидой обязательно будет подтверждение, что это так и есть.

Видео описание

Обман от производителей инверторов.

Вот какими могут быть коэффициенты по отклонениям (обозначаются в процентах):

• идеально чистая синусоида – 0%;
• близкая к идеальной —

Источников бесперебойного питания существует немало – их производят почти во всех странах мира, но, по большому счету все приборы можно классифицировать только по трем типам:

• Приборы, которые используют в качестве резервного питания — off-line;
• Линейно-интерактивные бесперебойники — line-interactive;
• Источники, у которых есть двойной преобразователь – on-line.

В сопроводительных документах или на наружной маркировке (на корпусе) резервных ИБП (1) можно встретить обозначение «Back», но если оно двойное и выглядит, как «Back-UPS», то о гладкой синусоиде можно забыть. Здесь технические параметры полностью зависимы от инвертора, а в недорогих моделях такого типа встроенного преобразователя попросту не может быть. Если инвертор все-таки есть, то стоимость прибора значительно возрастет.

Когда вы выбираете линейно-активный источник бесперебойного питания line-interactive (2), то возможность купить прибор с преобразователем на чистый синус значительно увеличивается. По визуальным признакам наличие такого инвертора можно определить, если в документах или на наружной маркировке (на корпусе) увидите обозначение «Smart», но это только предположение, так как «Back-UPS» тоже стали порой использовать эти символы. Более точно вы сможете узнать у продавца или при тщательном изучении технических характеристик от завода-изготовителя.

И, наконец, модели on-line (3), в которых обязательно есть двойной инвертор на чистую синусоиду. Неоспоримое преимущество такого прибора в том, что он работает на выравнивание аппроксимированной синусоиды не только во время отключения ЛЭП (от аккумуляторов), но и в обычном режиме. Главный недостаток on-line модификаций, это их высокая цена.

Примечание: ИБП с двойным преобразователем позволяют производить подключение внешнего питания, что в значительной степени увеличивает автономный ресурс агрегата.

Видео описание

Как проверить форму напряжения ИБП без осцилографа.

Варианты применения ИБП с аппроксимированной синусоидой

Как вы уже поняли, можно допускать применение инверторов ИБП: синусоидальная аппроксимация присутствует и с чистой синусоидой. Все зависит от оборудования, которое будет получать электроэнергию через такие источники.

Где ступенчатая синусоида не мешает

Если оборудование не имеет в своей схеме диммеров (электронных приборов регулировки), конденсаторов, индуктивных катушек и использует активную нагрузку, то оно не восприимчиво к той или иной синусоиде. Таких приборов не очень много, но они все-таки есть, и мы их широко используем в быту:

• обычные лампы накаливания;
• простые электроплиты;
• утюги, фены, паяльники;
• электрообогреватели типа каминов;
• электробойлеры (не все).

Негативное влияние аппроксимации

В Сети иногда проскакивает мнение, что все осветительные приборы могут функционировать от ИБП с аппроксимированной синусоидой, но это только полуправда. В большинстве случаев мы не используем не «лампочку Ильича», а более современные светильники с преобразователем напряжения ≈220-230 V. Подавляющее большинство людей даже не задумываются над принципами работы таких осветительных приборов, но посмотрите результаты теста некоторых из них, которые представлены в таблице ниже.

В таблице сравниваются параметры разных моделей светильников при подключении к обычной сети ≈220-230 V и к источнику бесперебойного питания, где присутствует ступенчатая аппроксимация синусоиды. Для эксперимента был использован ИБП компании APC с мощностью 500 V*A.

Даже неискушенный пользователь заметит, что электрические характеристики приборов освещения становятся другими при модифицированной синусоиде и эти изменения происходят с негативом – потребляемый ток возрастает, а КПД (яркость) падает. Возможна также ещё одна реакция, например, когда для ограничения мощности добавляют конденсатор, он соберет все реактивные токи, что одновременно будут делать диоды, и мощность, конечно же, увеличится в несколько раз, но это очень быстро выведет лампу из строя. Но при подключении к другому автономному ИБП 12/220 V такой картины не наблюдается, и лампа работает нормально.

Отсюда можно сделать вывод: подключение светодиодов или люминесцентных ламп на квази-синус зависит от случая: может сгореть, но может функционировать в нормальном режиме. Если говорить о правильной работе приборов, где в значительной степени присутствуют реактивные токи, а также для устройств, которые чувствительны к помехам, то придется использовать только источники типа on-line, выдающих чистую синусоиду.

Среди агрегатов, которым в любом случае противопоказана аппроксимированная синусоида можно назвать:

• все котлы отопления с электрическим циркуляционным насосом и электронным управлением;
• насосы для водоснабжения, в том числе гидрофоры и погружные модели;
• вентиляторы промышленного и бытового типа;
• вся техника с трансформаторами.

Видео описание

Чистый и модифицированный синус. В чем отличие.

Заключение

Подводя итоги можно сказать, что использование ступенчатой синусоиды для приборов, генерирующих реактивные токи, в лучшем случае обернется невозможностью их запуска, а худшие варианты – это падение коэффициента мощности и даже быстрый выход из строя. Потому источники бесперебойного питания типа on-line, где на выходе чистый синус, это лучший вариант бесперебойника как на промышленном, так и на бытовом уровне.

Форма выходного сигнала ступенчатая аппроксимация синусоиды

Источники бесперебойного питания (ИБП, UPS) – востребованная продукция, особенно этой зимой. Но больше всего заказов поступает на ИБП с правильной синусоидой – их покупают для котлов отопления, серверов, насосов. Что это, почему именно они, чем такие бесперебойники отличаются от других видов? Мы постараемся ответить в этой статье на наиболее частые вопросы наших покупателей.

В представлении многих ИБП – это устройство, которое при отключении питания некоторое время поддерживает работу подключенной к нему техники. Все верно, но не все так просто. От того, КАК ИМЕННО происходит эта поддержка и какие дополнительные «плюшки» для вашего электрооборудования может обеспечить бесперебойник, зависит:

• срок службы оборудования;
• вероятность его (оборудования) скорого выхода из строя;
• цена ИБП и другое.

К примеру, обычный UPS, к которому подключают домашние/офисные компьютеры не подойдет в качестве источника бесперебойного питания для газового котла отопления, или чувствительного серверного или телекоммуникационного оборудования. А все потому, что есть такой значимый параметр, как форма выходного сигнала.

Источники бесперебойного питания (ИБП, UPS) – востребованная продукция, особенно этой зимой. Но больше всего заказов поступает на ИБП с правильной синусоидой – их покупают для котлов отопления, серверов, насосов. Что это, почему именно они, чем такие бесперебойники отличаются от других видов? Мы постараемся ответить в этой статье на наиболее частые вопросы наших покупателей.

В представлении многих ИБП – это устройство, которое при отключении питания некоторое время поддерживает работу подключенной к нему техники. Все верно, но не все так просто. От того, КАК ИМЕННО происходит эта поддержка и какие дополнительные «плюшки» для вашего электрооборудования может обеспечить бесперебойник, зависит:

• срок службы оборудования;
• вероятность его (оборудования) скорого выхода из строя;
• цена ИБП и другое.

К примеру, обычный UPS, к которому подключают домашние/офисные компьютеры не подойдет в качестве источника бесперебойного питания для газового котла отопления, или чувствительного серверного или телекоммуникационного оборудования. А все потому, что есть такой значимый параметр, как форма выходного сигнала.

Понятие «аппроксимированная синусоида» обозначает форму выходного сигнала ИБП, условно приближенную к синусоидальной форме. В обозначениях производителей также встречаются наименования «модифицированная синусоида», «квази-синусоида» и другие. Форма сигнала аппроксимированной синусоиды может быть трапецеидальной или ступенчатой. Аппроксимированным считается сигнал, отличающийся по форме от синусоиды более чем на 8%. Эта разница называется коэффициентом нелинейных искажений.

Варианты применения источников питания с аппроксимированной синусоидой

Достижение высокой степени приближения к графику синуса обозначает усложнение конструкции ИБП и увеличение его цены. Правильный сигнал выдают источники бесперебойного питания типа on-line (с двойным преобразованием тока), наиболее качественные off-line и line-interactive. В ряде случаев целесообразно использование менее дорогостоящих off-line или line-interactive моделей. Это справедливо для большинства бытовой электроники с импульсными блоками питания и приборов с активной нагрузкой: • компьютеров и компьютерной периферии;

• телевизионного и звукового оборудования;
• кухонных приборов;
• электрических обогревателей;
• ламп накаливания и иных средств освещения.

Когда ИБП с аппроксимированной синусоидой применять нельзя?

Для устройств со значительной реактивной составляющей расходуемой мощности, индуктивной нагрузкой и для помеховосприимчивых приборов подойдёт только чистый сигнал. К таким устройствам относятся асинхронные двигатели и оборудование, содержащее их – насосы, отопительные котлы, трансформаторы и старая электроника с трансформаторными блоками питания. ИБП с модифицированной синусоидой генерируют помехи, дают низкий эффективный ток (среднее напряжение), превышение силы потребляемого тока.

На практике это означает, в лучшем случае, невозможность включения оборудования, в худших вариантах – нехватку мощности при возрастающей силе тока, перегрев, быстрый выход приборов из строя или значительное уменьшение жизненного цикла. У лучших линейно-интерактивных ИБП коэффициент искажений не превышает 3–5%, у источников с двойным преобразованием синусоида чистая – сигнал формируется инвертором заново.

В каталоге интернет-магазина 220 Volt имеются сотни моделей ИБП оффлайн, интерактивного и онлайн типов в широчайшем ценовом разнообразии. Если вы сомневаетесь в том, какой ИБП купить, – специалисты магазина ответят на все вопросы и помогут в выборе бесперебойника и другой электротехники.

Чистый синус или модифицированный меандр

Чистый синус или модифицированный синус необходим для питания электрооборудования. ИБП с чистым синусом используются для электропитания оборудования с электродвигателями и компрессорами

Графики чистого синуса и меандра на экране осциллографа

Что такое «чистый синус» электропитания, и зачем он нужен? Давайте разбираться.

Качество электроэнергии, поставляемой в наши дома, отвечает определенным требованиям. Один из важных показателей качества — вид графика напряжения. График напряжения электрического сигнала в сети должен иметь правильную синусоидальную форму. Для такого графика часто используют определение «чистый синус».

В случае отключения сетевого электропитания используются источники бесперебойного питания. Однако далеко не все ИБП обеспечивают электропитание правильной синусоидальной формы.

Вид графика напряжения выходного сигнала источника бесперебойного питания зависит от типа и конструкции данного устройства.

Большинство обычных компьютерных ИБП генерируют на выход сигнал, называемый «модифицированный синус» или «меандр».

Различные типы графиков выходного сигнала, полученные с помощью осциллографа, представлены на следующем рисунке.

Методы аппроксимации графика чистого синуса

В этом разделе мы ознакомимся с различными методами аппроксимации графика чистого синуса, применяемыми на практике.

График напряжения в форме правильной синусоиды на следующих рисунках представлен красным цветом. Графики напряжения, имеющие приближенную к синусоиде форму, представлены другим цветом.

Самым простым приближением является график меандра. Меандр — простая ломаная линия, в данном случае имеющая форму прямоугольника в каждом полупериоде графика синуса. График простого меандра представлен на рисунке 1. На практике преобразователи такого типа не используются по причине резкого изменения значения напряжения в точках пересечения нулевого значения напряжения. Электрический сигнал такой формы создает большие электрические помехи и может вывести из строя подключенное оборудование.

Для снижения негативных эффектов применяется преобразование типа «меандр» с дополнительными «паузами» в точках смены полярности сигнала. График такого модифицированного меандра представлен на рисунке 2.

Более совершенные методы аппроксимации графика синусоиды напряжения позволяют получать график с большим количеством «ступенек». Такой подход позволяет снизить амплитуду перехода на следующую ступень и ближе подойти к графику «чистого синуса». Такой график носит название «модифицированный синус» и представлен на рисунке 3.

Когда нужен «чистый синус», а когда достаточно и «модифицированного»

Различные электроприборы и электрооборудование имеют разные требования к качеству электропитания. Ряд устройств корректно работает только с сигналом «чистый синус», другие приборы могут без проблем использовать электропитание в форме «модифицированного синуса». С другой стороны, источники бесперебойного питания с выходным сигналом в форме чистого синуса существенно дороже, чем ИБП с модифицированным синусом.

Не критичны к форме графика напряжения и могут использовать «модифицированный синус» следующие приборы:

• нагревательные приборы;
• компьютеры;
• бытовые приборы, имеющие импульсные источники питания.

Требуют использования питания форме чистого синуса следующие приборы:

• электродвигатели;
• котлы отопления;
• циркуляционные и погружные насосы;
• компрессоры;
• приборы и оборудование, имеющие трансформаторные источники питания;
• приборы и оборудование, чувствительные к электрическим помехам в сети.

Отклонения от правильной синусоидальной формы напряжения приводят к перегреву такого оборудования, повышенному трению и биению подвижных частей конструкции, к возможным авариям и поломкам. Использование источников питания с модифицированным синусом выходного сигнала приводит к существенному сокращению срока эксплуатации приборов, имеющих трансформаторные источники питания или электродвигатели.

ИБП с чистым синусом для питания котлов отопления

Для правильного и безопасного электропитания газовых котлов отопления необходимо использовать только ИБП с синусоидальной формой сигнала.

В конструкцию современного котла отопления входят: электронный блок управления, циркуляционные насосы, насосы или компрессоры для обогащения воздухом горючей смеси. Все эти устройства требуют правильного синусоидального электропитания.

Использование источников бесперебойного питания с формой сигнала в виде модифицированного синуса приведет к сбоям в работе электронного блока и повышенному износу и перегреву насосов котла отопления.

Надёжные российские источники бесперебойного питания компании БАСТИОН представлены в разделе Бесперебойное питание.

Основные виды и типы источников бесперебойного питания

Для обеспечения питания электроприборов при отсутствии напряжения в розетках 220V используются портативные (переносные) генераторы и ИБП (источники бесперебойного питания). Про генераторы рассказывает статья «Генератор для дома и дачи«, а в этой мы расскажем о том, какие бывают типы ИБП. Сравнение их поможет сделать правильно выбрать «ИБП для дома«.

Типы ИБП и их характеристики

Все ИБП предназначены для обеспечения работы электроприборов при исчезновении напряжения 220V. Но они отличаются по принципу работы. Сравнение источников бесперебойного питания поможет лучше защитить дом от перебоев электроэнергии.

ИБП off-line

Эти приборы чаще всего используют в качестве источников резервного питания. Время автоматического перехода на работу от аккумуляторов достигает 10 миллисекунд. Иногда этого недостаточно и компьютер успевает отключиться. Кроме этого, эти ИБП при выходе напряжения за заданные параметры переходит на работу от аккумуляторов. Поскольку аккумуляторы рассчитаны на определенное количество циклов заряд-разряд, это приводит их к преждевременному выходу из строя. И хотя ИБП этого типа стоят дешевле, но с учетом возможной замены аккумуляторов обойдутся дороже, чем ИБП других типов.

К ним также можно отнести инверторы 12-220V, рассчитанные на работу от автомобильных аккумуляторов.

Использовать их целесообразно при редких отключениях энергии и отсутствии проблем с напряжением в сети. А также ИБП типа off-line, при условии достаточной мощности аккумуляторов можно взять с собой на природу или на дачу для зарядки ноутбука или питания небольшого кипятильника и ЖК телевизора. После возвращения домой ИБП необходимо включить в розетку для заряда аккумулятора. Разряженный аккумулятор хранить не рекомендуется.

ИБП line-interactive (линейно-интерактивный)

Эти ИБП отличаются от off-line встроенным стабилизатором напряжения и меньшим временем срабатывания — 3-5 миллисекунд. При отклонении напряжения сети больше допустимых стабилизатор пытается изменить выходное напряжение без перехода на питание от аккумулятора. Это экономит его ресурс.

ИБП line-interactive предназначены для обеспечения бесперебойной работы компьютеров, аварийного освещения и маломощной бытовой техники. Конечно, можно через него подключить стиральную машину или электроотопления, а аккумуляторы использовать емкостью, позволяющей продолжать это несколько часов или дней, но стоимость многократно превзойдет стоимость портативного генератора. Подробнее о том, как выбрать портативный генератор написано в статье «Генератор для дома и дачи«.

ИБП online

Еще более сложными, дорогими, но надежными являются ИБП online, или с двойным преобразованием. В этих приборах поступающее напряжение 220V заряжает аккумулятор, после чего снова преобразовывается в переменное напряжение 220V. Эти ИБП стоят дороже, чем ИБП line-interactive, но обеспечивают стабильное напряжение и защищают от грозовых разрядов и высокочастотных помех, приходящих по сети. Благодаря тому, что происходит постоянное преобразование напряжения аккумулятора в переменное 220V, время перехода на питание от аккумулятора отсутствует, но сам аккумулятор постоянно работает в режиме заряд-разряд и изнашивается быстрее, чем в ИБП других типов.

Эти ИБП используют для защиты особоважного оборудования, например, серверов или медицинских приборов. Использовать их в быту нет необходимости.

Различие ИБП по форме синусоиды

Кроме отличия ИБП по принципу работы, они отличаются по форме синусоиды. Ее можно увидеть только на экране осциллографа.

Форма выходного напряжения инверторов ИБП: синусоидальная – а, двухступенчатая аппроксимация синусоиды – б, трехступенчатая аппроксимация синусоиды – в

Аппроксимированная синусоида

Аппроксимированная синусоида на экране осциллографа выглядит ступенчатой линией. Это не имеет значение для большинства электроприборов, но в тех случаях если в приборе стоит трансформатор, как в старых телевизорах, или есть электродвигатель, то включать их через этот ИБП нельзя. Аппроксимированная синусоида является суммой разных частот и напряжений, в то время как трансформаторы и электродвигатели рассчитываются на частоту 50Гц. В результате они теряют в мощности, греются, гудят и могут выйти из строя. Если же к аппарату подключена только аппаратура с импульсными блоками питания (практически вся современная), то она прекрасно работает с аппроксимированной синусоидой. В импульсных блоках питания входное напряжение поступает на диодный мост, где выпрямляется в постоянное напряжение 220V, которое не зависит от формы синусоиды.

Однако встречаются приборы с трансформаторными блоками питания. Первым признаком несоответствия формы синусоиды является сильный гул, намного громче, чем при питании от сети. Лучше всего, при пробном включении ИБП с аппроксимированной синусоидой, все приборы включать поочередно и при появлении сильного гула сразу выключить. Обычно это маломощные блоки питания или аппаратура с питанием от сети 220V.

Такие ИБП или инверторы стоят дешевле устройств с чистой синусоидой, но к ним нельзя подключать насос системы отопления или холодильник.

ИБП с чистой синусоидой

Приборы высшей ценовой категории на выходе имеют чистую синусоиду. Это дает возможность подключать к ним любую аппаратуру, в том числе электродвигатели, насосы и трансформаторы, но стоят эти ИБП намного дороже, что делает их использование для обеспечения работы электроотопления или стиральной машины невыгодным. Подробнее об этом рассказано в статье «ИБП для дома«.

Аккумуляторы для ИБП

ИБП отличаются также по тому, какие аккумуляторы используются:

Встроенные аккумуляторы обеспечивают работу подключенной аппаратуры в течение 10 минут. Этого времени достаточно для завершения работы компьютера или включения портативного генератора.

Внешние аккумуляторы обеспечивают питание электроприборов в течение нескольких часов (в зависимости от емкости). Их можно заменить при выходе из строя или добавить, если емкость оказалась недостаточной. Напряжение их может быть различным — 12, 24, 36V или любое, кратное 12.

При использовании смешанных аккумуляторов к внутренним аккумуляторам подключаются внешние, того же напряжения. В некоторых случаях в качестве внешнего аккумулятора можно использовать автомобильный, но производители не гарантируют нормальной работы устройства.

В любом случае, ИБП надежнее обеспечивает работу электрооборудования вместе с портативным генератором. О том, как его выбрать рассказывает статья «Генератор для дома и дачи»

Аппроксимированная синусоида в источниках бесперебойного электропитания

Аппроксимированная синусоида представляет собой форму сигнала переменного тока, которая условно приближается к чистой синусоиде. Она может иметь ступенчатую форму огибающей, быть представлена последовательностью импульсов прямоугольной или трапецеидальной формы разной полярности. Сигнал переменного тока, имеющий форму аппроксимированной синусоиды, присутствует на выходе большинства применяемых источников бесперебойного питания (ИБП).

Назначение источников бесперебойного питания

Основной задачей ИБП является сохранение питающего потребителей переменного напряжения при его внезапном пропадании в сети. Они не выполняют функцию стабилизации напряжения сети, а являются аварийными источниками напряжения переменного тока с аппроксимированной синусоидой. Бесперебойники не предназначены для продолжительной работы подключенного к ним оборудования в случае аварии на линиях сетевого напряжения.

ИБП должны обеспечить работу потребителей в течение времени, достаточном для завершения процессов, которые нельзя прерывать внезапно. Во время работы ИБП с аппроксимированной синусоидой будут созданы условия для штатного отключения нагрузки. Это сохранит его работоспособность при дальнейшем использовании. Часто можно встретить ссылку на UPS-источник бесперебойного питания. UPS в ней является аббревиатурой английского обозначения ИБП.

Классификация источников

В зависимости от требований, предъявляемых к качеству питающего переменного напряжения, UPS-источники бесперебойного питания можно разделить на несколько видов:

• off-line источники, являющиеся аварийными источниками резервного типа;
• line-interactive или линейно-интерактивные источники, способные стабилизировать сетевое напряжение при незначительных его отклонениях от номинального значения, и переходящие в режим аварийного источника питания с аппроксимированной синусоидой при его полном пропадании;
• on-line, или ИБП с двойным преобразованием электрической энергии, обеспечивающие подключенную нагрузку стабилизированным сетевым напряжением при значительных его перепадах и выполняющие функции аварийного источника при полном его отключении.

В состав бесперебойного источника любого вида входит аккумуляторная батарея, которая является накопителем электрической энергии. В зависимости от требований, предъявляемых к качеству питания устройств, являющихся нагрузкой ИБП с аппроксимированной синусоидой, применяются те или иные схемотехнические решения.

ИБП вида off-line

Пассивный ИБП этого вида является источником резервного действия. Его устройство коммутации при нормальных параметрах качества сетевого напряжения обеспечивает непосредственное подключение нагрузки к питающей сети. В случае кратковременного пропадания напряжения на входе ИБП коммутирующее устройство переводит питание потребителей на аварийный (резервный) режим. Источником электрической энергии в этом случае является встроенный аккумулятор.

Его напряжение постоянного тока инвертором преобразуется в модифицированную синусоиду напряжения переменного тока, которое через контакты электромагнитного реле коммутатора поступает для питания нагрузки. Для подзарядки аккумуляторной батареи (АКБ) служит выпрямитель напряжения внешней питающей сети. Для ее защиты от высокочастотных помех, возникающих при работе импульсного инвертора, в ИБП предусмотрен фильтр. Его элементы также защищают устройства нагрузки от кратковременных скачков превышения сетевого напряжения.

Линейно-интерактивные источники

Line-interactiv ИБП, в отличие от источника резервного действия, способен стабилизировать напряжение сети при непосредственном подключении нагрузки к ней через контакты электромагнитного реле. Это обеспечивается использованием автотрансформатора во входной цепи. Переключение его обмоток производится автоматически в зависимости от величины сетевого напряжения. При его увеличении или уменьшении переменное напряжение на его выходе сохраняет номинальное значение 220 В. Автотрансформатор наиболее распространенных ИБП этого вида осуществляет регулирование в диапазоне (150-270) В изменения напряжения внешней питающей сети.

Переключение контактора и переход на аварийный режим питания нагрузки модифицированной синусоидой происходит при чрезмерном изменении сетевого напряжения, выходящим за диапазон регулирования. Точность регулирования определяется числом отводов (ступеней) автотрансформатора. В аварийном режиме питания устройств нагрузки переменным напряжением аппроксимированной синусоиды работа происходит так же, как в ИБП вида off-line.

ИБП вида on-line

Двойное преобразование электрической энергии в источниках бесперебойного питания этого вида позволяет получать аппроксимированную синусоиду выходного переменного напряжения, приближающуюся по форме к чистому синусу. Сетевое напряжение, преобразованное в постоянное напряжение выпрямителем, затем претерпевает обратное преобразование инвертором в переменное напряжение, которое используется для питания нагрузки.

Встроенный аккумулятор заряжается постоянным током выпрямителя и включается в работу в аварийном режиме. Накопленная им энергия постоянного тока преобразуется инвертором в выходное переменное напряжение, питающее оборудование нагрузки. Схема источника такого вида допускает подключения дополнительной внешней АКБ для ИБП.

При восстановлении сетевого напряжения в пределах его нормального значения происходит переключение питания нагрузки от первичной сети переменного тока. Электрическая емкость АКБ для ИБП определяет время, в течение которого потребители могут работать при внезапном пропадании сетевого напряжения.

Технические характеристики ИБП

Выбор ИБП производится на основе его технических характеристик. К техническим характеристикам, определяющим качество выполнения требований, предъявляемых к изделиям этого назначения относятся:

• мощность на выходе источника с подключенной нагрузкой, измеряемая в вольт-амперах (ВА) или ваттах (Вт);
• диапазон выходного напряжения с подключенной нагрузкой, измеряемый в вольтах (V);
• время переключения, определяющее время перехода питания нагрузки в резервном режиме от АКБ, измеряемое в миллисекундах (ms);
• диапазон входного сетевого напряжения, в пределах которого ИБП способен стабилизировать выходное напряжения без перехода на резервный режим питания от АКБ;
• коэффициент нелинейных искажений, определяющий в процентном соотношении отличие формы выходного сигнала от чистой синусоиды;
• время работы в автономном резервном режиме питания от АКБ при подключенной нагрузке, определяемое электрической емкостью внутреннего аккумулятора;
• срок службы собственных АКБ, зависящий от технологии их изготовления.

При выборе ИБП не последнюю роль играет и цена бесперебойника. Она напрямую зависит от схемотехнических решений, примененных разработчиком при создании выбранной потребителем модели, и составляет от двух до десятков тысяч рублей.

Области применения

UPS источники бесперебойного питания могут использоваться совместно с активной нагрузкой — устройствами, в состав которых входят импульсные блоки питания.

ИБП не применяются для питания потребителей, имеющих значительную реактивную индуктивную составляющую (силовые сетевые трансформаторы электронных устройств старых моделей, обмотки двигателей, насосы отопительных бытовых котлов). Каждая из существующих схем бесперебойных источников питания рассчитана на определенный круг потребителей с учетом своих преимуществ и недостатков.

Заключение

В статье дан краткий обзор существующих на сегодняшний день источников бесперебойного питания с модифицированной синусоидой. Рассмотрены схемотехнические решения, примененные разработчиками при их создании. После ознакомления с изложенным материалом, читатель, заинтересованный в приобретении ИБП для решения своих проблем, сможет изучать комплект документации к нему, не испытывая при этом затруднений. Следует при этом не забывать, что высокое изделия предполагает и более высокую его цену при покупке.

ДОМОСТРОЙСантехника и строительство

• Главная
• Связаться с нами

• Четверг, 12 декабря 2019 1:07
• Автор: Sereg985
• Прокоментировать

• Рубрика: Строительство
• Ссылка на пост
• https://firmmy.ru/

Форма выходного сигнала

Форма выходного напряжения ИБП.

Возможные формы выходного напряжения: синусоида, ступенчатая аппроксимация синусоиды.
Ступенчатая аппроксимация синусоиды используется в основном в простых и недорогих моделях ИБП. При использовании в качестве нагрузки компьютерных систем и другой электроники с импульсными блоками питания вполне допустима такая форма питающего напряжения.

Чистая синусоида используется во многих моделях линейно-интерактивных ИБП и в ИБП с двойным преобразованием. Для создания «правильной» формы выходного сигнала используется более сложная схема инвертора.

Основные преимущества синусоидальной формы выходного напряжения: при переключении нагрузки с питания от сети на питание от батарей переходные процессы значительно меньше, чем в случае с прямоугольными импульсами, соответственно, повышается надежность работы ИБП.

Использование питающего напряжения грубой формы приводит к появлению высокочастотной составляющей в линиях питания, которая может вызвать наводки на сигнальные линии в электронных устройствах.
Для нагрузки, в которой используются линейные (трансформаторные) блоки питания, например, для аудиотехники, можно использовать только ИБП с чистой синусоидой на выходе.

Очень рекомендую прочитать ветку , я из-за этого не могу подобрать себе ИБП

Q: Существуют ли проблемы совместной работы UPS и блоков питания с APFC? Оказывает ли влияние форма выходного сигнала UPS (синусоида или ее аппроксимация) на такую работу?

Форма выходного сигнала

Форма выходного напряжения ИБП.

Возможные формы выходного напряжения: синусоида, ступенчатая аппроксимация синусоиды.
Ступенчатая аппроксимация синусоиды используется в основном в простых и недорогих моделях ИБП. При использовании в качестве нагрузки компьютерных систем и другой электроники с импульсными блоками питания вполне допустима такая форма питающего напряжения.

Чистая синусоида используется во многих моделях линейно-интерактивных ИБП и в ИБП с двойным преобразованием. Для создания «правильной» формы выходного сигнала используется более сложная схема инвертора.

Основные преимущества синусоидальной формы выходного напряжения: при переключении нагрузки с питания от сети на питание от батарей переходные процессы значительно меньше, чем в случае с прямоугольными импульсами, соответственно, повышается надежность работы ИБП.

Использование питающего напряжения грубой формы приводит к появлению высокочастотной составляющей в линиях питания, которая может вызвать наводки на сигнальные линии в электронных устройствах.
Для нагрузки, в которой используются линейные (трансформаторные) блоки питания, например, для аудиотехники, можно использовать только ИБП с чистой синусоидой на выходе.

Очень рекомендую прочитать ветку , я из-за этого не могу подобрать себе ИБП

Q: Существуют ли проблемы совместной работы UPS и блоков питания с APFC? Оказывает ли влияние форма выходного сигнала UPS (синусоида или ее аппроксимация) на такую работу?

Источники бесперебойного питания (ИБП, UPS) — востребованная продукция, особенно этой зимой. Но больше всего заказов поступает на ИБП с правильной синусоидой — их покупают для котлов отопления, серверов, насосов. Что это, почему именно они, чем такие бесперебойники отличаются от других видов? Мы постараемся ответить в этой статье на наиболее частые вопросы наших покупателей.

В представлении многих ИБП — это устройство, которое при отключении питания некоторое время поддерживает работу подключенной к нему техники. Все верно, но не все так просто. От того, КАК ИМЕННО происходит эта поддержка и какие дополнительные «плюшки» для вашего электрооборудования может обеспечить бесперебойник, зависит:

• срок службы оборудования;
• вероятность его (оборудования) скорого выхода из строя;
• цена ИБП и другое.

К примеру, обычный UPS, к которому подключают домашние/офисные компьютеры не подойдет в качестве источника бесперебойного питания для газового котла отопления, или чувствительного серверного или телекоммуникационного оборудования. А все потому, что есть такой значимый параметр, как форма выходного сигнала.