Kesintisiz güç kaynağı: ev tipi UPS'in amacı ve çalışmasının özellikleri

Ağ arızaları sırasında cihazların işlevselliğini korumak için kesintisiz bir güç kaynağı kullanılır.Hizmet verilen tüketicilerin türüne ve güç parametrelerine bağlı olarak farklı modeller seçmeniz gerekir. Bu cihazlar talep görüyor, bu nedenle gerekli özelliklere sahip bir kopya satın almak zor değil.

Ancak satın almadan önce özelliklerini kendiniz anlamanız ve bu konuyu satışla ilgilenen yöneticilere güvenmemeniz gerekir.

Bu materyalde UPS'in tasarım ve çalışma özelliklerine bakacağız ve ayrıca kullanım kurallarından da bahsedeceğiz.

AC UPS Devreleri

Evsel ihtiyaçlar için, 220 V'luk tek fazlı bir ağa bağlı, elektrik olmadığında aynı voltajı gerektiren tüketicilere bir süre besleme sağlayabilen kesintisiz güç kaynağı cihazları kullanılmaktadır.

Ayrıca üç fazlı bir ağın girişine bağlanan ve çıkışı 380 V veya 220 V olan UPS'ler de vardır. Ancak pahalıdırlar, 10 kVA A'dan otonom güç elde etmek gerektiğinde kullanılırlar, evsel ihtiyaçlar için gerekli değildir.

Ev tipi AC UPS'ler çalışma şemalarına göre aşağıdaki tiplere ayrılır:

• yedekleme (çevrimdışı);
• etkileşimli (doğrusal etkileşimli);
• çift ​​dönüşüm (çevrimiçi).

Çıkış voltajının kalitesi ve fiyatı bakımından farklılık gösterirler.En ucuzları yedek olanlar, en pahalıları ise çift dönüşümlü olanlardır.

En basit yedek güç tasarımı, paraziti bastırmak için bir anahtarlama rölesi ve pasif filtreleme içerir.

Alternatif akımı doğru akıma dönüştürmek için şarj cihazında bir doğrultucu kullanılır. Ve ters dönüşüm bir invertör kullanılarak gerçekleşir.

Kesintisiz güç kaynağı sistemlerinde, devreyi ağdan aküye geçirmek için genellikle sıradan elektromekanik röleler kurulur. Bu parça yüksek kalitede ise, kaynağı UPS'in tüm çalışması için yeterlidir. Ancak çoğu zaman, bir blok bozulduğunda sorun tam olarak bu yapısal unsurda yatmaktadır.

Etkileşimli devre, bir voltaj dengeleyicinin varlığında yedek devreden farklıdır. Doğrudan bağlı sargılara sahip tipik bir ototransformatör olarak tasarlanmıştır.

Birçok ev cihazında voltaj stabilizasyonu da mevcuttur, bu nedenle sapmalar önemsizse, daha pahalı bir doğrusal etkileşimli model satın almanın bir anlamı yoktur.

Bir transformatörün varlığı çoğu zaman üreticiyi zorlamalı soğutma kullanmaya zorlar, bu nedenle bu tür UPS'ler soğutucularla donatılmıştır. Yoğunluğu bir bilgisayar sistem biriminin çalışmasına benzer gürültü yayarlar.

Çevrimiçi şemada invertöre sürekli olarak akülerden güç sağlanır. Bu nedenle, bir elektrik kesintisi meydana gelirse yedek güce geçiş süresi sıfırdır

En karmaşık ve pahalı çift dönüşüm cihazları aynı zamanda en düşük verime sahiptir. Elektrik, cihazın yaydığı ısıya dönüşür. Bu nedenle kullanımları gerekçelendirilmelidir.

Bu tip kesintisiz güç kaynağının en önemli avantajı elektrik kesintisine anında müdahale edilebilmesidir. Ancak çoğu ev aleti için bu o kadar önemli değil. Aynı bilgisayarlar genellikle bir yedek veya etkileşimli UPS ile donatılmıştır.

En önemli parametreler

Artık piyasada ev tipi kesintisiz güç kaynaklarının satışına yönelik birçok teklif var. Amaçlarını doğru belirlemek ve seçimde hata yapmamak için öncelikle hangi parametrelere dikkat etmeniz gerektiğini anlamalısınız.

Ana teknik özellikler

Cihazın çıkış gücü, ünitenin tüketiciye güvenilir bir şekilde sağlayabileceği izin verilen maksimum değeri belirler. Volt-amper (VA) cinsinden ölçülür. Kullanıcıların rahatlığı için bu değer sıklıkla verilir ve watt cinsinden.

Cihazların yükünü ölçmek için bir ampermetre kullanabilir veya daireye takılı bir sayacın okumalarını kullanarak hesaplayabilirsiniz.

Elektrik tüketimini, prizli bir ev ampermetresi (wattmetre) kullanarak ölçebilirsiniz. Bağlı cihaz maksimum tüketim moduna geçirilmelidir

Bir bilgisayarın gerçek gücünü belirlerken, her zaman bir rezervle satın alındığından, güç kaynağının derecesine göre yönlendirilmemelisiniz.

Ampermetreniz yoksa aşağıdakileri yapmanız gerekir:

1. Bilgisayara güç veren devre dışındaki paneldeki tüm devrelerin bağlantısını kesin.
2. Bu devredeki tüm cihazları kapatın.
3. Bilgisayarı açın ve üzerinde tipik bir program çalıştırın (örneğin, YouTube'dan bir video).
4. Sayacın kilovatın onda biri değerini değiştirmesini bekleyin.
5. Bir sonraki değişikliğe kadar zaman var.

Ortalama güç tüketimi (P, watt) bu dönem için (T, dakika) aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

P = 100*(60/t)

Bir sonraki önemli özellik pil ömrüdür. Bu gösterge, UPS'in o anda yaşadığı yüke bağlıdır. İzin verilen maksimum güçte, ev cihazının pilleri 1-3 dakika çalışır. Ve yarı yarıya - çok daha uzun (10 dakikaya kadar).

Pil ömrünün ortalama yüke bağımlılığının grafiği, bu bağımlılığın doğrusal olmadığını göstermektedir. Bunun nedeni pillerin boşalma şeklidir.

Bu iki sonuca yol açar:

• elektrik kesintisi sırasında cihazların tükettiği yükü mümkün olduğunca azaltmak gerekir;
• Hesaplanan gücü en az% 30 aşan güce sahip bir UPS satın almanız önerilir.

Giriş voltajı aralığı, gücün akülere aktarılmayacağı izin verilen minimum ve maksimum ağ voltajını gösterir. Kural olarak, tüm UPS'ler 180-260 V aralığına dayanabilir.

Bazı üreticilerin çok iyi (reklam) göstergeleri vardır, örneğin düşük değer 110 V'dir. Burada bu sayıların yarı için değil, özellikle maksimum yük için alındığından emin olmanız gerekir.

Bir diğer önemli teknik gösterge gürültü seviyesidir. Hat etkileşimli veya çevrimiçi teknoloji kullanılarak üretilen UPS'ler çok fazla ısı üretir, bu nedenle üreticiler bunlara fanlar takar. Soğutucular ucuzsa zamanla ses çıkarırlar ki bu da yaşam alanı için istenmeyen bir durumdur.

Arayüz ve kurulum

Blokların görünümü çok çeşitli olabilir. Genellikle ön tarafta göstergeler veya ekran ve arka tarafta güç konektörleri bulunan klasik dikdörtgen bir şekle sahiptirler. Çıkışa tişörtlü bir uzatma kablosu bağlanabildiğinden sayıları o kadar önemli değil.Bu hiçbir şekilde UPS konseptine aykırı olmayacaktır.

Model, bağlı cihazların besleme durumunu görüntüleyen bir LCD ekrana sahip olabilir: gücün kullanılabilirliği, tüketici sayısı, pil şarjı vb.

Görüntüleme sistemi ekipman maliyetini azaltır. Üstelik daha pratiktir. Herhangi bir parametreyi bilmeniz gerekiyorsa, birçok modelin bilgisayara bağlanma işlevi vardır.

Güç kaynağı parametrelerini, UPS akülerinin durumunu ve nasıl çalıştığını öğrenmek için onu bir bilgisayara bağlayabilirsiniz. Birçok model için bu fonksiyon uygulanmış ve yazılım geliştirilmiştir.

Üç ana arayüz türü vardır:

• USB BAĞLANTI. Bir bilgisayar ile UPS arasındaki en yaygın bağlantı.
• RS-232 (COM bağlantı noktası). Ev modellerinde nadiren bulunur.
• Ethernet10/100. Kesintisiz güç kaynağının uzaktan kontrolü için kullanılır.

UPS'ten karakteristikler elde etmek ve yönetmek için kullanılan yazılım yalnızca Windows'un çeşitli sürümleri için geliştirilmemiştir. Örneğin, tanınmış üretici Powercom, yazılımın güç durumunu uzaktan izlemenize ve gerekirse kesintisiz güç kaynağının çalışmasını ayarlamanıza olanak tanıyan bir Android sürümüne sahiptir.

Yazılım, elektrik şebekesinin giriş ve çıkış voltajı, frekansı gibi temel özelliklerini izlemenizi sağlar. Ayrıca pil şarjını ve cihaz sıcaklığını da öğrenebilirsiniz.

Kesintisiz güç kaynakları, korunan elektrik tüketicilerinin yakınına yerleştirilir. Genellikle yere veya raflara yerleştirilirler. Bazı modellerde duvarlara monte edilmelerini sağlayan bağlantı elemanları bulunur.

Çıkış akımının kalitesi

Kesintisiz güç kaynakları yeterli kalitede akım sağlamalıdır.Pillerle çalışırken bundan invertör sorumludur ve şebeke elektriği durumunda sorunlu alanlar filtreler ve dengeleyici ile düzeltilmelidir. Bir elektrik devresinde meydana gelen parazitin elektronik açısından farklı kökenleri ve sonuçları vardır. Dolayısıyla bu konunun da dikkatle incelenmesi gerekmektedir.

Ağ girişimi ve koruması

Tüm modern UPS'ler, bakımı yapılan cihazlarla ilgili sorunlara karşı koruma ile donatılmıştır. Toplam yük izin verilen maksimum değeri aşarsa veya kısa devre meydana gelirse kesintisiz güç kaynağı gücü derhal kesecektir.

Ağdaki girişim frekans ve darbeye ayrılabilir. İlki, özellikle alternatif akımı doğru akıma dönüştüren bilgisayar veya TV güç kaynakları için o kadar tehlikeli değildir. İkincisi herhangi bir elektronik cihazda sorunlara neden olabilir.

Bu nedenle çoğu UPS, varistörler ve yüksek frekans filtreleri kullanan aşırı gerilim ve harmonik korumayla donatılmıştır.

Hattaki parazitin giderilmesi iki aşamada gerçekleşir. İlk olarak varistörler yüksek frekanslı darbeleri keser ve ardından filtre küçük sıçramaları düzeltir

Yüksek voltaj darbelerinin ortaya çıkması sorunu yalnızca güç kabloları için değil, aynı zamanda veri iletim ağları (bilgisayar veya telefon) için de tipiktir. Atmosfer elektriğine maruz kalma, yakındaki kabloların bozulması, elektrik paraziti ve diğer nedenlerden dolayı meydana gelebilirler.

Birçok üretici yerel ağı koruma özelliğine sahip modeller üretiyor. Bunun için UPS'in iki RJ-45 konektörü - biri giriş için, diğeri çıkış için. Sinyal, voltaj dalgalanmalarını bastıran bir filtreden geçer. Telefon hatları için sistem aynıdır, yalnızca konektörler RJ-11 formatındadır.

Düşük ve yüksek voltaj

Gerilim ayarı, ana elemanı bir ototransformatör olan otomatik bir voltaj regülatörü (AVR) kullanılarak gerçekleşir. Çalışma prensibi, sargılardan birinin dönüş sayısının değiştirilmesine dayanır, bunun sonucunda voltaj, değerini artırma veya azaltma yönünde değişir.

UPS'te AVR'nin varlığı, voltajın standart değerlerden biraz sapması durumunda her seferinde otonom modu açmamanızı sağlar. Bu, pil ömrünü önemli ölçüde artırır.

CEM DT 9909 gibi profesyonel multimetreler, voltaj değerini uzun süre kaydedebilme özelliğine sahiptir. Böyle bir cihazın kullanılması bir dengeleyici veya UPS seçiminde yardımcı olabilir

GOST 29322-2014'e göre, 1 saatten fazla olmayan bir süre için referans değerinden yüzde 10'luk bir voltaj sapmasına izin verilir. Regülatörlü tüm modern UPS'ler bu tür dalgalanmalarla başa çıkabilir.

Çıkış Saflığı

Çıkış sinyalinin türü kesintisiz güç kaynağına takılan invertörün modeline bağlıdır. İdeal olarak, AC voltaj dalga biçimi sinüs dalgası olmalıdır. Ancak bir invertör aracılığıyla dönüştürüldükten sonra kademeli bir form alır.

Anlık gerilim-zaman eğrisindeki adım sayısı ne kadar fazla olursa, alternatif akımın kalitesi de o kadar iyi olur. Bu bazı cihazlar için önemlidir

Asenkron elektrik motorları (buzdolabı, klima), transformatör güç kaynakları (yüksek kaliteli ses ekipmanı), APFC güç kaynakları (sunucular ve güçlü bilgi işlem bilgisayarları) içeren ekipmanlar için saf veya iyi tahmin edilmiş bir sinüs dalgasına ihtiyacınız vardır.

Ekipman üreticilerinin reklam broşürlerinde yazdıkları ne olursa olsun, tek bir invertör ve dolayısıyla herhangi bir UPS, saf sinüs dalgası üretmez. Çıkış sinyalinin sinüzoide yaklaşımı, toplam harmonik bozulma (THD) aracılığıyla değerlendirilir.

Üniteden gelen sinyal çıkışı THD<%5'te sinüzoidal olarak kabul edilebilir. IMV NetPro 2000 gibi bazı modellerde bu rakam yalnızca %2'dir.

UPS'i kullanma kuralları

Yedek gücü düzenlemek için kesintisiz bir güç kaynağı satın alırken, hangi cihazlarla kullanılabileceğini anlamanız gerekir. Bazen sadece UPS ile idare etmek mümkün olmuyor ve o zaman evinize elektrik sağlamak için ek önlemler almanız gerekiyor.

Ev aletlerinin bağlanması

Bilgisayarlar, modemler, yönlendiriciler, video ve ses ekipmanları, kesintisiz güç kaynaklarının bağlı olduğu tipik ev veya ofis cihazlarıdır. Bu teknik sıradan anahtarlamalı güç kaynakları içeriyorsa, saf sinüs dalgası üretmeyen nispeten ucuz modeller satın almak yeterli olacaktır.

Modern modeller kompakttır ve oturma odasının iç kısmına diğer ekipmanlarla uyumlu bir şekilde uyum sağlayan çekici bir tasarıma sahiptir.

Ayrıca aydınlatma için pahalı ürünler satın almanıza gerek yoktur. Burada asıl önemli olan maksimum gücü ve pil ömrünü doğru hesaplamaktır.

Sık kesintilerle birlikte, buzdolaplarının plansız buzunun çözülmesi ve yiyeceklerin bozulması sorunu da söz konusudur. Bu tür ekipmanı asenkron motorlarla korurken, "saf" sinüzoidal bir sinyal gerekli olacağından daha karmaşık tasarımlı UPS'lere ihtiyaç duyulacaktır.

Ek olarak, motoru çalıştırırken ortaya çıkan marş akımlarının varlığını da hesaba katmak gerekir.Soğutma ekipmanı için basitleştirilmiş değerleri, güç değerinin 5 ile çarpılmasıyla belirlenebilir.

Örneğin, mutfakta toplam gücü 300 W (başlangıçta - 1500 W) olan bir buzdolabı ve 200 W'luk (başlangıçta - 1000 W) bir dondurucu varsa, o zaman saf sinüs dalgalı bir güç kaynağına ihtiyacınız vardır ve en az 1700 W maksimum güç. Bu değer, dondurucunun çalıştığı ve bu sırada buzdolabının açık olduğu durum için elde edilmiştir. Her iki motorun aynı anda çalıştırılması pek olası değildir ve böyle bir UPS, bir saniyelik 2,7 kW'lık dalgalanmaya dayanacaktır.

Maksimum 2000 W güce sahip çevrimiçi tip bir ünite, toplam 500 W tüketimle yaklaşık yarım saat çalışabilir. Soğutma modu yaklaşık 5 dakika sürdüğünden, kesintisiz güç kaynağının her iki cihazın da 6 kez çalıştırılmasına yeteceği garanti edilir.

Özel evlerde ve kır evlerinde, zorunlu sirkülasyonlu bir ısıtma sistemini desteklemek için UPS kullanılması da önemlidir. Pompaların ayrıca temiz sinüse ihtiyacı vardır

Kesintisiz güç kaynağı sistemleri de iş için aktif olarak kullanılıyor gazlı ısıtma kazanları. Bağlı ekipmanın maliyeti göz önüne alındığında, bu durumda UPS'in kalitesinden ödün vermemelisiniz.

Yedekleme ve ek güç kaynağı

Birçok ev aleti için ucuz bir UPS seçmek imkansızdır, çünkü uzun süreli otonom çalışma sırasında önemli miktarda maksimum güç gerekli olacaktır. Çamaşır makineleri, elektrikli fırınlar ve dağıtılmış klima sistemleri çok fazla elektrik tüketir.

Elbette elektrik kesintisi sırasında bu cihazlar olmadan da yapabilirsiniz. Bu tür kesintilerin nadiren ve kısa bir süre için meydana gelmesi durumunda bu tavsiye edilir.Ancak güçlü tüketicilere otonom güç sağlama kararı verilirse, benzinli veya dizel jeneratör kullanmak daha iyidir. Gerilim yokluğunda bunları hızlı bir şekilde başlatmak için otomatik transfer sistemi (ATS) kullanılır.

Ek bir güç kaynağınız varsa, en azından bilgisayarlar için bir UPS kullanmaya değer. Jeneratörün anında çalıştırılmasını ve güç kaynağının restorasyonunu sağlamak imkansızdır.

Düşük voltaj stabilizasyonu

Düşük voltaj sorunu, eski veya düşük güçlü elektrik şebekelerine bağlı tesisler için geçerlidir. Bu durum sürekli meydana gelirse girişi kullanmak daha iyidir. dengeleyici.

Stabilizatör varsa ev içi ağın voltajı standart değerlere getirilecektir. Bu aynı zamanda UPS'e bağlı olmayan cihazları da etkileyecektir.

Gerilim düştüğünde ev içi ağdan akan akım artar. Örneğin UPS'e bağlı tüketicilerin toplam gücünün 1,5 kW ve sağlanan voltajın 190 V olduğunu varsayalım.

Daha sonra Ohm kanunu:

• BEN₁ = 1500 / 190 = 7,9 A – dengeleyici olmadan UPS'e kadar olan devredeki akım;
• BEN₂ = 1500 / 220 = 6,8 A – dengeleyici ile UPS'e kadar olan devredeki akım gücü.

Bu nedenle, stabilizatörü olmayan bir ev içi ağ, kablo kesitini seçerken dikkate alınmamış olabilecek artan yüke maruz kalacaktır.

Bu nedenle, sabit bir düşük voltajla bir dengeleyici kurmak daha iyidir. Bu durumda UPS ototransformatöründeki yük daha az olacak ve bu da servis ömrünü uzatacaktır. Ayrıca voltaj dengelemeyi de hesaba katarak daha ucuz kesintisiz güç kaynakları satın alabilirsiniz.

DC tüketicilerine kesintisiz güç kaynağı

Bazı cihazlar için DC 12, 24 veya 48 V ile kesintisiz güç kaynağı sağlanması gerekmektedir. Bu tip bir UPS'in de satışı mevcuttur. İşaretleri “DC” kısaltmasını içerir. 60, 110 veya 220 V gerilim beslemeli üniteler de mevcuttur ancak bunlar endüstride veya enerjide kullanılır.

DC kesintisiz güç kaynaklarının iç yapı olarak klasik modellerden farkı invertör bulunmamasıdır. Pillerin kabul edilemeyecek derecede derin deşarj olmasını önlemek için piller, akım sınırlayıcı ölçüm şantına sahip bir kontaktör aracılığıyla doğrudan çıkışa bağlanır.

UPS'ten güç alan cihazlar küçük voltaj dalgalanmalarına duyarlıysa bazen çıkışta dengeleyici bir dönüştürücü bulunabilir.

48 W DC UPS, voltaj dönüştürücülerle birlikte 1 km'ye kadar çevre uzunluğuna sahip bir video gözetim sistemine güç sağlama kapasitesine sahiptir.

Bu yedek güç kaynakları, aşağıdaki DC ile çalışan ev ekipmanlarını korumak için kullanılır:

• CCTV sistemleri ve güvenlik;
• her türlü sensör (kaçak, duman, yangın, hareket vb.);
• aydınlatma sistemleri;
• telekomünikasyon cihazları;
• iletişim sistemleri;
• kontrol sistemi bileşenleri "akıllı ev".

Birçok DC UPS'in harici akü bağlama seçeneği vardır. Bu durumda hizmet verdikleri cihazların otonom çalışması çok uzun sürebilmektedir.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı videolar

Ev tipi UPS'in temel özellikleri hakkında kısaca:

UPS türlerinin çeşitliliği ve özellikleri, farklı kullanım koşullarının bir sonucudur: bağlı cihazların gücü ve türü, parametreler ve belirli bir elektrik şebekesinin tipik sorunları.Kesintisiz güç kaynağı genellikle sistemdeki en pahalı unsur değildir, ancak çalışmasının kararlılığı buna bağlıdır. Bu nedenle çalışma koşullarını belirlemeniz ve modeli dikkatli seçmeniz gerekir.

Hala makalenin konusu hakkında sorularınız mı var? Veya bu materyali UPS hakkında ilginç bilgilerle tamamlayabilir misiniz? Lütfen yorumlarınızı yazın, sorular sorun ve deneyiminizi aşağıdaki blokta paylaşın.