Призначення джерел безперебійного живлення

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

ЗМІСТ
ВСТУП
Глава 1. Класифікація джерел безперебійного живлення по потужності
Глава 2. Типи джерел безперебійного живлення та їх структура
Глава 3. Технічні характеристики джерел безперебійного живлення
ВИСНОВОК
Список використаної літератури

ВСТУП
Проблема та її актуальність. В даний час спостерігається збільшення потреби у високошвидкісних центрах обробки даних, системах телекомунікаційного зв'язку в реальному масштабі часу і застосуванні систем з безперервним автоматичним технологічним процесом. Зростання потреби в такому устаткуванні поряд із забезпеченням великою кількістю різноманітних можливостей висуває підвищені вимоги до джерел електроживлення.
Незважаючи на те, що при генерації електроенергії сигнал має чудову форму, у той момент, коли електроживлення досягає споживача, його якість далека від ідеального. Більшість типів перекручувань неприпустимі, наприклад, значні провали напруги і коливання частоти, що може призвести до непоправних втрат, викликаних ушкодженням устаткування. Звичайно ж фінансові наслідки цього можуть бути суттєвими, впливаючи не тільки на поточну роботу, але, що є серйознішим, і на розвиток підприємства, яке зазнало збитків.
При проектуванні радіоелектронної апаратури, одним з основних критеріїв економічності є зниження споживаної пристроєм потужності (зокрема, застосування нових технологій дозволило скоротити на кілька порядків споживання енергії побутовою апаратурою в порівнянні, наприклад з тим, що було десятки років тому).
За минулі більш ніж 100 років від моменту появи першого електронного пристрою (радіо А. С. Попова) до наших днів змінилось кілька поколінь електронних пристроїв, що мають принципові відмінності по функціональних можливостях, типу застосовуваної елементної бази, конструктивно-технічному рішенню і т.д . Це рівною мірою відноситься до радіоелектронної апаратури побутового призначення, так і системам керування складними технічними об'єктами, такими як повітряні лайнери, космічні апарати та ін Однак кожен вид електронних засобів, будь це комп'ютер, схема керування роботою системи життєзабезпечення, програвач компакт дисків чи радіолокаційна станція , всі вони мають пристрій який забезпечує електроживленням всіх елементів (електронних ламп, транзисторів, мікросхем), пристроїв, які входять в ту або іншу систему. Отже, наявність джерела живлення в будь-якому пристрої річ цілком очевидна і вимоги до нього досить великі, адже від його якісної роботи залежить робота пристрою в цілому. Особливу увагу, на живлення, стали звертати при побудові складних цифрових пристроїв (персональний комп'ютер або будь-яка інша мікропроцесорна техніки), де виникла потреба забезпечення цих пристроїв безперервним і найголовніше - якісним харчуванням. Зникнення напруги для пристроїв цього класу може бути фатальним: медицинські системи життєзабезпечення потребують постійної роботи комплексу пристроїв, і вимоги до їх живлення дуже суворі; системи банківського захисту і охоронні системи; системи зв'язку і передачі інформації.
При створенні електронного пристрою окремого класу і призначення (електронно-обчислювальні машини, медична і побутова електронна техніка, засоби автоматизації) чи джерело системи забезпечення гарантованого живлення можуть бути підібрані з тих, які випускаються серійно. У деяких країнах існують фірми, які спеціалізуються на промисловому випуску Джерел безперервного живлення, і споживач має можливість вибрати той, який йому найбільше підходить. Однак, якщо по в експлуатаційному, конструкторському чи іншому розуміннях джерела безперебійного живлення, які випускаються серійно, не задовольняють потреб споживача, необхідно розробити новий, з урахуванням всіх правил, специфічних для цього виду.
Об'єкт і предмет дослідження. Об'єкт дослідження - джерела безперебійного живлення. Предметом дослідження є аналіз використання та технічних характеристик ДБЖ.
Мета і завдання дослідження. Мета даної курсової роботи - розглянути, які існують види ДБЖ, їх класифікація. Завдання - розглянути, що таке джерело безперебійного живлення.
Методи дослідження. При дослідженні даної теми використовувались такі методи, як вивчення і аналіз наукової літератури.

Глава 1. Класифікація джерел безперебійного живлення по потужності
Джерело безперебійного живлення (Uninterruptible Power Supplie, UPS) - статичне пристрій, призначений, по-перше, для резервування (захисту) електропостачання електроприймачів за рахунок енергії, накопиченої в акумуляторної батареї і, по-друге, для забезпечення КЕ у захищаються електроприймачів.
Відомі також ДБЖ, виконані на основі машин, що обертаються з накопичувачами енергії на основі маховиків і статичних ДБЖ, з накопичувачами на основі аномальних конденсаторів великої ємності, що обчислюється Фарада. У літературі також застосовується термін «агрегат безперебійного живлення» (АБП), але в даний час найбільш уживаний термін «ДБЖ». [1]
Існуюча класифікація ДБЖ проводиться за двома основними показниками - потужності і типу ДБЖ. Класифікація ДБЖ за потужністю носить частково умовний характер і пов'язана з виконанням (конструкцією) ДБЖ.
До малопотужним ДБЖ прийнято відносити пристрої, призначені для безпосереднього підключення до захищається обладнанню і живляться від електричної мережі через штепсельні розетки. Можна зустріти навіть назву «розеткові ДБЖ». Дані пристрої виготовляються в настільному, рідше - підлоговому виконанні, а також у виконанні, призначеному для установки в стійку (rack-mount, RM). Як правило, ці пристрої випускаються в діапазоні потужностей від 250 до 3000 ВА.
До ДБЖ середньої потужності відносяться пристрої, що живлять устаткування, що захищається від вбудованого блоку розеток або підключаються до групової розеточной мережі, виділеної для харчування захищаються електроприймачів. До живильної мережі ці ДБЖ підключаються кабелем від розподільного щита через захисно-комутаційний апарат. Дані пристрої виготовляються у виконанні, придатному для розміщення як в спеціально пристосованих електромашинних приміщеннях, так і в технологічних приміщеннях інфокомунікаційного обладнання, що допускають постійна присутність персоналу. Як правило, ці пристрої випускаються у підлоговому виконанні або у виконанні RM. Типовий діапазон потужностей таких ІБЖ від 3 до 30 кВА.
До ДБЖ великої потужності прийнято відносити пристрої, що підключаються до мережі живлення кабелем від розподільного щита через захисно-комутаційний апарат і живлять устаткування, що захищається через виділену групову розеткові мережу. Дані ДБЖ мають підлогове виконання для розміщення в спеціально пристосованих електромашинних приміщеннях. Типовий діапазон потужностей таких ІБЖ охоплює значення від 10 до кількох сотень кВА (відомі моделі потужністю до 800 кВА). Паралельні системи ДБЖ та енергетичні масиви можуть мати потужності до декількох тисяч кВА, але це вже характеристики системи, а не одиничного ДБЖ або силового модуля енергетичного масиву.

Глава 2. Типи джерел безперебійного живлення та їх структура
За принципом устрою ДБЖ можна віднести до двох типів.
Перший тип - це джерела безперебійного живлення з режимом роботи offline (off-line - дослівно «поза лінією»). Принцип роботи цього типу ДБЖ полягає в живленні навантаження від живильної мережі і швидкому перемиканні на внутрішню резервну схему при відключенні живлення або відхилення напруги за допустимий діапазон. Час перемикання зазвичай складає величину порядку 4 ... 12 мс, що цілком достатньо для більшості електроприймачів з імпульсними блоками живлення. [2]
Другий тип - це джерела безперебійного живлення з режимом роботи online (on-line - дослівно «на лінії»). Ці пристрої постійно живлять навантаження і не мають часу перемикання. Поряд з резервуванням електропостачання вони призначені для забезпечення КЕ при його порушеннях в живильній мережі і фільтрації перешкод, що приходять з мережі живлення.
Досить часто в літературі за джерелами безперебійного живлення згадуються джерела безперебійного живлення з режимом роботи line-interactive (line-interactive UPS). Принцип їх роботи значною мірою схожий з принципом роботи off-line, за винятком наявності так званого «бустера» - пристрої ступінчастою стабілізації напруги за допомогою комутації обмоток вхідного трансформатора і використання основної схеми для заряду і підзаряду батареї, що забезпечує більш швидкий вихід пристрою на робочий режим при переході на живлення від АБ. При цьому час переключення на роботу від АБ скорочується до 2 ... 4 мс.
У залежності від знаку і величини відхилення напруги δU включається відповідна комбінація «отпаек» (витків) трансформатора. Дане регулювання напруги носить ступінчастий характер. Умовні позначення на малюнках і схемах тут і далі відповідають додатком 1. При відхиленні напруги U вище номінального значення бустер перемикає отпайка в положення - δU, знижуючи тим самим значення напруги, що надходить в схему ДБЖ і далі до електроприймачі. При відхиленні напруги нижче номінального значення бустер преключает отпайка в положення + δU. Така схема бустера застосовується рідко, на зміну їй прийшла схема, аналогічна магнітному підсилювача. У цій схемі є дві зустрічно включені обмотки, відповідно намагнічує або розмагнічувальних сердечник бустера. Різниця між ДБЖ off-line і line-interactive фактично стерлося, оскільки з'явилися моделі off-line з можливістю регулювання напруги в нормальному режимі за допомогою введеного в схему бустера. Єдино, що розрізняє ці типи ДБЖ, - це форма вихідної напруги в автономному режимі. У ДБЖ типу off-line - це прямокутна форма і апроксимація синусоїди сходинками і трапецією, line-interactive має синусоїдальна вихідна напруга.
Для живлення технічних засобів з імпульсними блоками живлення форма вихідної напруги ДБЖ значення не має. Cтруктура ДБЖ типу off-line і line-interactive.
У нормальному режимі ДБЖ пропускає харчування на навантаження, здійснюючи придушення високочастотних перешкод і імпульсів напруги в LC-фільтрі і компенсуючи відхилення напруги бустером. Акумуляторна батарея заряджається (заряджається) від зарядного пристрою (випрямляча). При відключенні живлення запускається інвертор, і перемикач переводить живлення навантаження на інвертор ДБЖ. Перемикання здійснюється автоматично, і АБ буде живити навантаження до моменту відновлення напруги на вході або до вичерпання її ємності. У схемі б при запуску інвертора відключається вхід ДБЖ від лінії живлення з метою виключення подачі зворотної напруги з боку навантаження в живильну лінію. [3]
Інвертор входить до складу всіх типів ДБЖ. Він являє собою напівпровідниковий перетворювач постійної напруги АБ в змінну напругу 220/380 В, що надходить на електроприймачі (навантаження). У сучасних ДБЖ типу line-interactive інвертор поєднує в собі функції як власне інвертора, так і зарядного пристрою.
Залежно від моделі ДБЖ інвертор формує напруга різної форми. Існують спрощені схеми інверторів, формують напругу прямокутної форми з бестоковую паузами. Більш досконалі схеми інверторів дозволяють формувати напруга, близьке до синусоїдальної формі - аппроксимірованими ступенями. Обидва типи таких інверторів характерні для ДБЖ малої потужності і придатні для роботи з імпульсними блоками живлення. Інвертори ДБЖ типу line-interactive формують напругу синусоїдальної форми з низьким вмістом гармонік (як правило, коефіцієнт спотворення синусоидальности кривої напруги До U <3%). Такі інвертори придатні для харчування всіх типів навантажень - від імпульсних блоків живлення до двигунів. Як правило, форма напруги інвертора і К U вказуються в каталожних даних ДБЖ.
Типовий діапазон потужностей ДБЖ типів off-line і line-interactive від 250 В А до 3 ... 5кВА.
Джерела безперебійного живлення з режимом роботи on-line випускаються декількох типів (за принципами перетворення енергії). Існують чотири типи on-line ДБЖ:
· З одиночним перетворенням;
· З дельта-перетворенням;
· Ферорезонансні ДБЖ;
· З подвійним перетворенням.
Принцип одиночного перетворення (single conversion) полягає в наступному. У ланцюг між живильною мережею і навантаженням включений дросель, до виходу якого підключений інвертор. Інвертор в даній схемі є реверсивним і здатний перетворювати постійний струм в перемінний і навпаки. Крім харчування навантаження в автономному режимі другого призначенням інвертора є регулювання напруги на стороні навантаження при відхиленнях в живильній мережі.
У ДБЖ даного типу ККД досить високий і може досягати 96%. Проте є деякі недоліки, наприклад низьке значення вхідного коефіцієнта потужності (cosφ ≈ 0,6), при цьому він змінюється при зміні як напруги мережі, так і характеру навантаження.
Крім того, при малих навантаженнях дані ДБЖ споживають суттєві реактивні струми, співмірні з номінальним струмом установки. Серед сучасних ДБЖ останніх моделей подібний тип не зустрічається, оскільки на зміну йому прийшла технологія дельта-перетворення, що є розвитком технологиії одиночного перетворення.
Принцип дельта-перетворення (delta conversion) заснований на застосуванні в схемі ДБЖ, так званого дельта-трансформатора. Дельта-трансформатор являє собою дросель з обмоткою підмагнічування, яка дозволяє керувати струмом в основний обмотці (аналогічно принципу магнітного підсилювача). В ДБЖ застосовуються два постійно працюють інвертора. Один служить для управління дельта-трансформатором і, відповідно, регулювання вхідного струму і компенсації деяких перешкод. Його потужність складає 20% від потужності другого інвертора, що працює на навантаження. Другий інвертор, потужність якого визначає потужність ДБЖ, формує вихідну синусоїду, забезпечуючи корекцію відхилень форми вхідної напруги, а також живить навантаження від батарей при роботі ДБЖ в автономному режимі. Завдяки такій схемі забезпечується можливість плавного завантаження вхідної мережі при переході з автономного режиму роботи від батарей до роботи від мережі (режим on-line), а також висока перевантажувальна здатність - до 200% протягом 1 хв.
При завантаженні ДБЖ даного типу на 100% номінальної потужності коефіцієнт корисної дії становить 96,5%. Однак високі показники даний тип ДБЖ забезпечує при наступних умовах: відсутності відхилень і спотворень напруги в живильній мережі, навантаженні ДБЖ, близькою до номінальної і що є лінійною. У реальних умовах показники даного типу ДБЖ (ККД = 90,8 ... 93,5%) наближаються до показників ДБЖ з подвійним перетворенням, розглянутого нижче. Реальне досягнення високих заявлених значень ККД ДБЖ з дельта-перетворенням можливо при широкому впровадженні імпульсних блоків живлення з корекцією коефіцієнта потужності. Це означає, що навантаження набуває переважно активний характер і створюються умови для прояву високих енергетичних характеристик ДБЖ. Останнім часом коефіцієнт потужності нових блоків живлення досяг значення 0,92 ... 0,97. Іншою перевагою ДБЖ з дельта-перетворенням є високий коефіцієнт потужності самого пристрою, близький до 1. Це полегшує спільну роботу ІБЖ і ДДУ. На основі ДБЖ з дельта-перетворенням будуються потужні централізовані СБЕ з надмірною резервуванням. Природно, можливі також схеми з одиничними ДБЖ. Діапазон потужностей ДБЖ цього типу 10 ... 480 кВА. Можливо паралельне об'єднання до 8 ДБЖ для роботи на загальну навантаження в одній СБЕ. Даний тип ДБЖ є основною альтернативою типу ДБЖ з подвійним перетворенням. [4]
Ферорезонансні ДБЖ названі так за вживаним в них ферорезонансного трансформатора. В основу принципу його роботи покладено ефект ферорезонансу, застосовуваний в широко поширених стабілізаторах напруги. При нормальній роботі трансформатор виконує функції стабілізатора напруги і мережевого фільтра. У разі втрати живлення ферорезонансний трансформатор забезпечує навантаження харчуванням за рахунок енергії, накопиченої в його магнітній системі. Інтервалу часу тривалістю 8 ... 16 мс достатньо для запуску інвертора, який вже за рахунок енергії акумуляторної батареї продовжує підтримувати навантаження. Коефіцієнт корисної дії ДБЖ даного типу відповідає ККД систем подвійного перетворення (не перевищує 93%). Даний тип джерел безперебійного живлення широкого розповсюдження не отримав, хоча забезпечує дуже високий рівень захисту від високовольтних викидів і високий рівень захисту від електромагнітних шумів. Межа потужності ДБЖ даного типу не перевищує 18 кВА.
Найбільш широко поширений тип ДБЖ подвійного перетворення (double conversion UPS), представлений на малюнку.
Найчастіше як синоніма подвійного перетворення вживають on-line. Це не зовсім правильно, так як до групи ДБЖ типу on-line відносяться й інші схеми ДБЖ. В ДБЖ цього типу вся споживана енергія надходить на випрямляч і перетвориться на енергію постійного струму, а потім інвертором - в енергію змінного струму. Випрямляч - це напівпровідниковий перетворювач. У трифазних ДБЖ середньої та великої потужності - це регульований перетворювач, виконаний по мостовій 6-імпульсної схемою (схемі Ларіонова), на основі напівпровідникових вентилів - тиристорів. Для поліпшення енергетичних характеристик випрямляча (зниження спотворень, що вносяться в мережу при роботі перетворювача) застосовують двухмостовие випрямлячі , виконані за 12-імпульсної схемою. Випрямлячі в такій схемі включені послідовно, вони підключаються до мережі живлення через триобмотковий трансформатор. У сучасних ДБЖ випрямляч безпосередньо не працює на підзаряд АБ. Для зарядки АБ в схему ДБЖ введено спеціальний зарядний пристрій - перетворювач постійного струму, яке оптимізує заряд АБ, керуючи напругою на АБ і зарядним струмом.
Обов'язковим елементом схеми ДБЖ великої і середньої потужності є байпас (bypass) - пристрій обхідного шляху. Цей пристрій призначений для безпосереднього зв'язку входу і виходу ДБЖ, минаючи схему резервування живлення.
Байпас дозволяє здійснювати наступні функції:
· Включення / відключення ДБЖ при проведенні ремонтів і регулювань без відключення живлення електроприймачів;
· Переклад навантаження з інвертора на байпас при виникненні перевантажень і коротких замикань на виході джерела безперебійного живлення;
· Переклад навантаження з інвертора на байпас при задовільному КЕ в живильної мережі з метою зниження втрат електроенергії в ДБЖ (econom mode - економічний режим роботи). [5]
Байпас являє собою комбіноване електронно-механічний пристрій, що складається з так званого статичного байпаса і ручного (механічного) байпаса. Статичний байпас представляє собою тиристорний (статичний) ключ з зустрічно-паралельно включених тиристорів. Управління ключем (включено / виключено) здійснюється від системи керування ДБЖ. Воно може проводитися як вручну, так і автоматично. Автоматичне керування здійснюється при виникненні перевантаження та в економічному режимі роботи ДБЖ. При цьому в обох випадках напруга інвертора синхронізовано з напругою на вході ланцюга байпаса і з імпульсами управління, що дозволяє здійснити переказ навантаження з інвертора на байпас і назад «без розриву синусоїди».
Ручний (механічний) байпас являє собою механічний вимикач навантаження, шунтувальний статичний байпас. Він призначений для виведення ДБЖ з роботи зі зняттям напруги з елементів ІБЖ. При включеному ручному байпасі живлення навантаження здійснюється через ланцюг «вхід байпаса-річний байпас-вихід ДБЖ». Інші елементи схеми ІБЖ: випрямляч, інвертор, АБ, статичний байпас - на час включення ручного байпаса можуть бути знеструмлені (відключені від живлення і навантаження) з метою ремонту, регулювань, оглядів і т.д. Про відключення АБ можна говорити з певною натяжкою, бо, будучи в зарядженому стані, АБ є потужним джерелом постійної напруги, що становлять небезпеку для обслуговуючого персоналу. За класифікацією "Галузевих правил з охорони праці (правила безпеки) при експлуатації електроустановок» роботи з АБ слід відносити до виду робіт з частковим зняттям напруги. При необхідності заміни акумуляторів АБ ДБЖ переводять на ручний байпас, спеціальним інструментом роз'єднують АБ на окремі акумулятори, після чого небезпека ураження електричним струмом усувається.
При роботі на байпасі, як статичному, так і ручному, ІБЖ не має можливості забезпечувати безперебійне живлення споживачів. Такі режими повинні супроводжуватися адміністративно-технічними заходами для виключення небажаних наслідків для споживачів при відключенні живлення при роботі на байпасі. Найпростіша захід - проведення профілактичних і ремонтних робіт у неробочий час споживачів.
Інвертор, керований мікропроцесором, виробляє синусоїдальна напруга, що надходить на навантаження. У потужних трифазних ДБЖ інвертор також виконаний за трифазною мостовій схемі. Для побудови синусоїди в инвертор реалізований принцип широтно-імпульсної модуляції (ШІМ).
Принцип його дії полягає в подачі імпульсів змінної шпаруватості через тиристори на трансформатор, який виконує одночасно роль фільтра, або безпосередньо на LC-фільтр на виході інвертора. У результаті формується синусоїдальна напруга з низьким коефіцієнтом гармонійних перекручувань: До U <3%. [6]
У сучасних ДБЖ подвійного перетворення застосовують схему дзеркального перетворення. На малюнку зображені випрямляч і інвертор ДБЖ, виконані за схемою дзеркального перетворення. В основу схеми покладено застосування потужних IGBT-транзисторів (Insulated Gate Bipolar Transistor - польовий біполярний транзистор з ізольованим затвором). Сенс терміна «дзеркальне перетворення» полягає в тому, що процеси випрямлення і інвертування електроенергії реалізовані на однаково виконаних перетворювачах. Переваги застосування дзеркального перетворення полягають у забезпеченні:
· Відсутність нелінійних спотворень вхідного струму без додаткових фільтрів;
· Коефіцієнта потужності ДБЖ, близького до одиниці;
· Реалізації принципу ШІМ без вихідного трансформатора та фільтра.
Це дозволяє оптимізувати спільну роботу ІБЖ з ДГУ, знизити масо-габаритні показники. Недоліком дзеркального перетворення є більш низький ККД (на 1 ... 1,5%), ніж у ДБЖ подвійного перетворення з тиристорними перетворювачами. Це обмежує область застосування ДБЖ з дзеркальним перетворенням потужністю до 30 ... 40 кВА. У потужних трифазних ДБЖ подвійного перетворення часто застосовують комбіновані схеми перетворювачів - тиристорний випрямляч і інвертор на ЮВТ-транзисторах.
Технологія подвійного перетворення відпрацьована і успішно використовується понад двадцять років, проте їй притаманні принципові недоліки:
· ДБЖ є причиною гармонійних спотворень струму в електричній мережі (до 30%) і, таким чином, - потенційно причиною порушення роботи іншого обладнання, сполученого з електричною мережею; він має низьке значення вхідного коефіцієнта потужності (cosφ);
· ДБЖ має значні втрати, так як принципом отримання вихідного змінного струму є первинне перетворення на енергію постійного струму, а потім знову перетворення в енергію змінного струму; в процесі такого подвійного перетворення звичайно втрачається до 10% енергії.
Перший недолік усувається за рахунок застосування додаткових пристроїв (вхідних фільтрів, 12-імпульсних випрямлячів, оптимізаторів-бустеров), а другий принципово не усунемо (у кращих зразків ДБЖ великої потужності ККД не перевищує 93%). Сучасні ДБЖ подвійного перетворення обладнуються так званими кондиціонерами гармонік і пристроями корекції коефіцієнта потужності (cosφ). Ці пристрої входять або в базовий комплект ДБЖ, або застосовуються опціонально і дозволяють зняти проблему з внесенням гармонійних спотворень (складають не більше 3%) і підвищити коефіцієнт потужності до 0,98.
Оскільки в подальшому при розгляді систем безперебійного електропостачання ми будемо орієнтуватися в основному на ДБЖ подвійного перетворення, то має сенс більш докладно розглянути варіанти виконання схем ДБЖ даного типу. Існують схеми ДБЖ 1:1, 3:1 і 3:3. Це означає:
· 1:1 - однофазний вхід, однофазний вихід;
· 3:1 - трифазний вхід, однофазний вихід;
· 3:3 - трифазний вхід, трифазний вихід. [7]
Схеми 1:1 і 3:1 доцільно застосовувати для потужностей навантаження до 30 кВА, при цьому Симетрування не потрібна, і потужність інвертора використовується раціонально. Слід мати на увазі, що байпас в таких схемах є однофазним і при переході ДБЖ з інвертора на байпас для вхідної мережі ДБЖ 3:1 стає несиметричним пристроєм, подібно ДБЖ 1:1. Проектом повинен бути передбачений режим роботи на байпасі, тобто електрична схема не повинна піддаватися перевантажень, і КЕ не повинно виходити за встановлені межі при переході ДБЖ на байпас. На малюнку наведена схема ІБЖ 3:1.
Особливістю даної схеми є наявність на вході конвертора 3:1. При його відсутності ДБЖ має схему 1:1. Наявність конвертора не тільки перетворює ДБЖ 1:1 у 3:1, але і дозволяє здійснювати роботу на байпасі у симетричному режимі.
Cхема ДБЖ за схемою 3:3. Тут є зарядний пристрій для оптимізації режиму заряду акумуляторної батареї і перетворювач постійного струму - бустер (booster DC / DC), що дозволяє полегшити роботу випрямляча за рахунок зниження глибини регулювання. Таким чином забезпечується менший рівень гармонійних спотворень вхідного струму. У деяких випадках таку схему називають схемою з потрійним перетворенням.
Принципово немає передумов виділяти такі схеми в окремий тип ДБЖ, так як залишається спільним головний принцип - випрямлення струму з його подальшим інвертуванням. Зрозуміло, в ланці постійного струму можуть бути присутніми згладжують ємності, а в деяких випадках - дросель (на схемах не показані). Джерело працює за схемою 3:3 у будь-якому режимі - при роботі через інвертор (режим on-line) і при роботі на байпасі. По відношенню до джерела живлення робота в режимі on-line є симетричною, тоді як робота на байпасі залежить від балансу навантажень по фазах. Втім, збалансованість навантажень по фазах в першу чергу важлива для раціонального використання встановленої потужності самого джерела, а по відношенню до живильної мережі небаланс по фазах при роботі на байпасі може проявити себе тільки при роботі з ДГУ. Але в цьому випадку вирішальним буде не симетрія навантаження, а її нелінійність.
В даний час для підвищення ефективності (ККД) застосовується комбінована схема, суть функціонування якої полягає в наступному. Виділяється діапазон вхідної напруги, як правило ± 6 ... 10%, у якому ІБЖ працює в так званому економічному режимі (переходить на статичний байпас), а при виході вхідної напруги з цього діапазону ДБЖ протягом 2 ... 4 мс переходить в режим on-line. Співзвучно з рекламним слоганом цю технологію можна характеризувати як «два в одному». При використанні ДБЖ в електромережах, що мають показники якості електроенергії не нижче ГОСТ 13109-97, ця технологія дає істотне зниження втрат електроенергії за рахунок високого коефіцієнта корисної дії в економному режимі. Усі втрати електроенергії в цьому режимі зводяться до втрат в провідниках і тиристорах статичного байпаса. ККД при цьому наближається до 98%.
Однак і в цієї схеми є деякі недоліки:
· При застосуванні таких ІБЖ в якості централізованих у дворівневій схемою СБЕ діапазон напруги, в якому здійснюється робота в економічному режимі, повинен бути менше діапазону напруги ДБЖ другого рівня до переходу на живлення від батарей, щоб не викликати переходу ДБЖ другого рівня в автономний режим;
· При роботі в економічному режимі ІБЖ не захищає вхідні мережу від гармонійних спотворень струму, що викликаються навантаженням з імпульсними блоками живлення. Як наслідок, необхідне збільшення перерізу нейтрального провідника на вході ДБЖ і значне збільшення потужності ДДУ (за даними фірми АРС, потужність ДГУ повинна перевищувати розрахункову потужність ДБЖ в 6 ... 9 разів). При роботі ДБЖ з ДГУ сумірною потужності слід засобами конфігурації ДБЖ виключати економічний режим роботи. [8]

Глава 3. Технічні характеристики джерел безперебійного живлення
До теперішнього часу в Російській Федерації діє ГОСТ 27699-88 (Стандарт РЕВ 5874-87) «Системи безперебійного живлення приймачів змінного струму. Загальні технічні умови ». Так як основним призначенням СБЕ є електропостачання інфокомунікаційного обладнання, вимоги до ДБЖ поряд з рекомендаціями стандарту визначаються наступними чинниками:
· Характеристиками блоків живлення устаткування;
· Забезпеченням надійності електропостачання при некритичних аварії та несправностях в самій СБЕ;
· Забезпечення електромагнітної сумісності. [9]
Області нормального функціонування і області відмов і збоїв імпульсних блоків живлення в залежності від напруги і часу порушення електропостачання.
Вимоги ГОСТ 27699-88 представлені в таблиці, яка може допомогти у виборі ДБЖ. Деякі осередки в таблиці не заповнені. Це означає, що стандарт не регламентує даний параметр, а при виборі ДБЖ слід керуватися технічними умовами на устаткування, що захищається. Маса і габарити пристроїв повинні бути прийняті до уваги при розробці будівельного завдання на розміщення ДБЖ, визначенні придатності монтажних отворів і навантажувальної здатності перекриттів. ККД має сенс порівнювати при виборі ДБЖ однакового типу. Кількість паралельно працюючих ДБЖ важливо при виборі обладнання для створення відмовостійкої системи електропостачання.
Характеристики ДБЖ за ГОСТ 27699-88
Показник
Значення,%
Стабілізація напруги
± 5
Стабілізація частоти
± 2
Гармонійні спотворення
5
Фільтрація ВЧ-імпульсів
-
ВХІДНИЙ cosφ
-
Гальванічна розв'язка
-
Коливання напруги на вході
-15 ... +10
Коливання частоти на вході
± 2
Перевантажувальна здатність (протягом 15 хв)
110
Кількість агрегатів, що працюють паралельно
-
На практиці виробники ДБЖ надають досить великий обсяг технічних характеристик продукції, що випускається. У таблиці наводяться найменування і необхідні коментарі до характеристик ДБЖ.
Характеристики ДБЖ
Характеристика
Опис
Загальні дані
Номінальна вихідна потужність ДБЖ (кВА)
Номінальна потужність ДБЖ без урахування ККД і заряду АБ
Номінальна вихідна потужність одного модуля ДБЖ (кВА)
Номінальна потужність одного модуля енергетичного масиву
Кількість ДБЖ, що включаються на паралельну роботу
Максимальна кількість ДБЖ, що включається паралельно
Схема ДБЖ
Число фаз вхід / вихід (1:1; 3:1; 3:3)
Кількість модулів, що включаються на паралельну роботу
Максимальна кількість модулів у пристрої або в групі
ККД при навантаженні 100% в режимі on-line (%)
Як правило, вказується для роботи на активне навантаження

Тепловиділення ДБЖ при навантаженні 100% і заряджених батареях (Вт)
Тепловиділення з урахуванням ККД та без урахування заряду АБ
Тепловиділення одного модуля при навантаженні 100% і заряджених батареях (Вт)
Те ж, для одного модуля енергетичного масиву
Рівень акустичного шуму (дБ)
Рівень шуму при навантаженні 100% на відстані 1 м
Плаваюче напруга батарей (У пост.тока)
Напруга на одному акумуляторі (осередку)
Максимальний струм заряду батарей (А)
Максимальний струм заряду для даного типу батарей (допускає регулювання)
Кількість батарей 12 В
Кількість акумуляторів (осередків) в АБ
Наявність статичної байпаса ДБЖ
Так / ні
Наявність механічного байпаса ДБЖ
Так / ні
Наявність статичної байпаса модуля ДБЖ
Так / ні
Стійкість до перевантажень в режимі байпаса
Зазначається у% до номінальної потужності ДБЖ
Час переходу з байпаса на інвертор
Максимальний час
Робочий діапазон температур (° С)
Вказується для роботи при навантаженні 100%
Температура зберігання / транспортування (° С)
Вказується для системного блоку або модуля ДБЖ
Вхідні параметри
Номінальна напруга (В)
Номінальна вхідна напруга
Діапазон зміни напруги
Діапазон вхідної напруги без переходу на автономний режим
Діапазон зміни частоти (Гц)
Без переходу на автономний режим
Коефіцієнт потужності
Коефіцієнт потужності або cosφ
Форма споживаного струму
Для ДБЖ середньої та великої потужності - завжди синусоїдальна
Вихідні параметри
Номінальна напруга (В)
Номінальна вихідна напруга, допускає регулювання
Розкид напруги (%)
Відхилення напруги без зміни навантаження
Розкид напруги (при зміні навантаження 0 ... 100 і 100 ... 0%) (%)
Статичний і динамічний характер зміни навантаження (у тому числі 100%)
Вихідна частота (Гц)
Вказується для роботи в автономному режимі
Розкид частоти (%)
В автономному режимі, без зміни навантаження
Хрест-фактор
Допустиме відношення амплітуди до діючого значення струму навантаження
Перевантаження (%)
Додатково вказується час перевантаження
Комунікаційні можливості
ПЗ для моніторингу та закриття серверів
Як правило, для ДБЖ малої та середньої потужності
Наявність SNMP-адаптерів
Так / ні

Комунікаційний порт (інтелектуальний і сухі контакти)
Так / ні
Функція екстреного відключення (ЕРО)
Emergency Power Off (екстрене відключення живлення)
Функція координації роботи з ДГУ (Gen on)
Програмування заряду АБ, блокування байпаса і др.функціі за сигналом «ДГУ в роботі» (Gen on)
Масогабаритні показники
Стандартні розміри ДБЖ (ШхВхГ) (мм)
Для системного блоку ДБЖ без фільтрів і трансформаторів
Розміри батарейних шаф (ШхВхГ) (мм)
Розмір батарейних шаф, можуть зазначатися кілька типорозмірів
Маса ДБЖ без батарей (кг)
Маса системного блоку ДБЖ
Маса модуля ДБЖ (кг)
Для енергетичних масивів
Характеристики ДБЖ в першу чергу представляють інтерес для проектувальників, оскільки вони приймають технічні рішення, спрямовані на забезпечення вимог завдання на проектування. Замовнику основну увагу слід приділяти наданню вихідних даних.

ВИСНОВОК
Перше і найголовніше призначення джерела безперебійного живлення - забезпечити електроживлення комп'ютерної системи або іншого обладнання в той час, коли електрична мережа з якихось причин не може це робити. Під час такого збою електричної мережі ДБЖ харчується сам і живить навантаження за рахунок енергії, накопиченої його акумуляторною батареєю.
XXI століття - століття передових технологій і складних пристроїв які працюють завдяки електроживлення. Тому електричне живлення - це важлива складова нашого життя, без якої праця людини аж ніяк не полегшиться. На сучасному етапі розвитку джерелом безперебійного живлення називається система, призначення якої є захист обладнання від різких перепадів та пропадання в електромережі. Джерело живлення піклується про вашої побутової техніки - в момент вимикання в результаті зникнення напруги в мережі і стабілізує напругу.
Кожна людина, що стикається з комп'ютерами, рано чи пізно дізнається про чудової ідеї безперебійного живлення комп'ютерів. Якщо ця людина має інженерну освіту і творчу жилку, він негайно починає винаходити "велосипед", придумуючи, як би можна було зробити таку штуку. Як правило, люди в цій ситуації придумують одну і ту ж схему, яка їм здається найбільш природною і простий. Ця схема традиційно називається схемою з подвійним перетворенням енергії.

Список використаної літератури
1. В.Г. Костіков, Є.М. Парфьонов, В.А. Шахно "Джерела електроживлення електронних засобів" Москва, Гаряча лінія - Телеком 2004.
2. Гребньов В.В. Мікроконтролери сімейства AVR фірми Atmel.-М.: ІП РадіоСофт, 2005.
3. Костіков В.Г., Парфьонов Є.М., Шахно В.А. Джерела електроживлення електронних засобів. Схемотехніка та конструювання: Підручник для вузів. - 2-е вид. - М.: Гаряча лінія - Телеком, 2004.
4. Конструювання РЕА. Оцінка та забезпечення теплових режимів. Учеб. посібник / В. І. Довнич, Ю. Ф. Зіньковській. - К.: УМК ВО, 1990.
5. Методичні вказівки до дипломного проекту для студентів спеціальності "Радіотехніка" / В.О. Дмитрук, В.В. Лисак, С. М. Савченко, В.І. Правда. - К.: КПІ, 1993.
6. Перельман Б.Л. Напівпровідникові прилади. Довідник - "Солон", "Мікротех", 1996 р.
7. Семенов Б.Ю. Силова електроніка для аматорів і професіоналів. М.: Солон-Р, 2005.
8. Фрунзе А.В. Мікроконтролери? Це ж просто! Т.1. - М.: ТОВ "ВД СКІМ", 2002.


[1] Гребньов В.В. Мікроконтролери сімейства AVR фірми Atmel.-М.: ІП РадіоСофт, 2005.
[2] Перельман Б.Л. Напівпровідникові прилади. Довідник - "Солон", "Мікротех", 1996 р.
[3] В.Г. Костіков, Є.М. Парфьонов, В.А. Шахно "Джерела електроживлення електронних засобів" Москва, Гаряча лінія - Телеком 2004.
[4] Методичні вказівки до дипломного проекту для студентів спеціальності "Радіотехніка" / В.О. Дмитрук, В.В. Лисак, С. М. Савченко, В.І. Правда. - К.: КПІ, 1993.
[5] Фрунзе А.В. Мікроконтролери? Це ж просто! Т.1. - М.: ТОВ "ВД СКІМ", 2002.
[6] Фрунзе А.В. Мікроконтролери? Це ж просто! Т.1. - М.: ТОВ "ВД СКІМ", 2002.
[7] Конструювання РЕА. Оцінка та забезпечення теплових режимів. Учеб. посібник / В. І. Довнич, Ю. Ф. Зіньковській. - К.: УМК ВО, 1990.
[8] Конструювання РЕА. Оцінка та забезпечення теплових режимів. Учеб. посібник / В. І. Довнич, Ю. Ф. Зіньковській. - К.: УМК ВО, 1990.
[9] Костіков В.Г., Парфьонов Є.М., Шахно В.А. Джерела електроживлення електронних засобів. Схемотехніка та конструювання: Підручник для вузів. - 2-е вид. - М.: Гаряча лінія - Телеком, 2004.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Програмування, комп'ютери, інформатика і кібернетика | Курсова
110.7кб. | скачати


Схожі роботи:
Джерело безперебійного живлення
Джерело безперебійного живлення потужністю 600 Вт
Регулювання джерел живлення РЕЗ
Призначення озброєння екіпірування й всесторонее забезпечення підрозділів спеціального призначення
Пенсії за віком Умови призначення пільги особливості призначення
Живлення рослин
Живлення рослин
Живлення рослин 3
Кореневе живлення рослин
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru