Источник электропитания для практикума ИЭПП-2
ПРИЛОЖЕНИЕ
Для грамотной эксплуатации различных электронных приборов необходимо знать их основные параметры и учитывать эти параметры при включении приборов в электрические цепи.
Приведем основные характеристики используемых в лаборатории физической электроники источников питания и радиоизмерительных приборов.
Источник электропитания для практикума ИЭПП-2 позволяет получить:
Питание источника осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В или 36 В частотой 50 Гц. Источник допускает изменение напряжения питающей сети от -15% до +10%.
Мощность, потребляемая источником при номинальном значении напряжения питания, не превышает 130 Вт. Суммарная нагрузка со всех выводов не должна превышать 70 Вт.
Допускаемое изменение выходного стабилизированного напряжения 12 В при изменении предельного напряжения питающей сети от -15% до +10% не превышает ±0,2 В при токе нагрузки 1А и ±0,5 В при токе нагрузки 1,5 А.
Пульсация выходного стабилизированного напряжения источника при токе нагрузки 1А не превышает ± 0,07 В.
Пульсация выходного нестабилизированного напряжения источника при токе нагрузки 0,1 А не превышает ± 2 В.
Допускаемое изменение выходных напряжений переменного тока не превышает 1 В для выхода 12 В при токе нагрузки 0,5 А и 3 В для выхода 36 В при токе нагрузки 1,5 А.
На передней панели источника установлены: внизу слева направо индикатор включения источника в сеть, тумблер включения (отключения) источника в сеть (от сети), гнезда «0,5-12В», «~12В», колодка с гнездами «0-36В»; вверху слева направо вольтметр, регулятор напряжения «0,5-12В», тумблер для переключения пределов измерения вольтметра с 20В на 40В и обратно, регулятор напряжения «0-36В».
На задней стенке источника имеется провод для
подключения источника в сеть, винт для подключения проводника защитного
зануления, предохранитель для сети 220В или 36В, общий предохранитель в цепи
переменных напряжений 12В и 36В, отверстие для доступа к переменному
резистору для регулировки тока защиты по выходу «0,5-12В», колодка с
гнездами для снятия переменного напряжения 36В.
Порядок работы с источником электропитания:
1. Проверьте соответствие переключателя (переключатель совмещен с держателем предохранителя) и предохранителя напряжению питающей сети (220В или 36В) и току, на который он должен быть рассчитан. В случае необходимости выньте держатель предохранителя и установите его в нужное положение.
2. Установите переменным резистором (поворот оси переменного резистора осуществляется отверткой) по шкале на задней стенке необходимый ток защиты.
3. Подключите провод зануления под гайку на задней стенке источника.
4. Подключите нагрузки, рассчитав предварительно, чтобы суммарные силы токов и мощности не превышали допустимые значения.
5. Установите ручки регуляторов напряжений «0,5-12В», «0-36В» в крайнее положение против часовой стрелки.
6. Установите тумблер переключения пределов измерения вольтметра в необходимое положение (20В для выхода «0,5-12В» и 40В для выхода «0-36В»).
7. Подсоедините шнур источника питания в сеть и включите источник.
8. Произведите плавную регулировку напряжения, следя за показаниями вольтметра. Убедитесь в том, что ток нагрузки не превышает максимально допустимого для данного выхода источника и суммарная потребляемая мощность от источника не превышает 70 Вт.
9. Закончив работу, выключите тумблер включения источника в сеть, отключите источник питания от сети и нагрузок.
Примечание: Следует помнить, что выход «0-36В» не имеет защиты от перегрузок по току, и источник может быть выведен из строя при токах нагрузки превышающих 0,1А. Если для питания одного устройства используются одновременно два выхода «0,5-12В» и «0-36В», то тумблер переключения пределов измерения вольтметра во избежание гальванической связи через вольтметр
должен быть установлен на предел 20В. В источниках питания ИЭПП-2, имеющихся в лабораториях физической электроники Брянского госпедуниверситета, установлена защита от перегрузки по току на выход «0-36В», а также изменена схема переключения пределов измерения вольтметра и при питании одного устройства с двух выходов «0,5-12В» и «0-36В» допускается любое положение тумблера переключения пределов измерения вольтметра.
Принципиальная схема модернизированного
источника электропитания ИЭПП-2 приведена на рисунке П1. В схему
выпрямителя дополнительно введен узел А1 (показан на схеме в пунктирном
прямоугольнике) и резистор
R15
(подбирается экспериментально), расширяющий пределы измерения вольтметра до
40 В. Транзисторы VT1,
VT2
входят в электронный предохранитель. Ток срабатывания электронного
предохранителя подбирается с помощью резистора
R12.
Транзистор VT3,
включенный по схеме эмиттерного повторителя, позволяет уменьшить силу тока,
снимаемого с делителя на резисторе
R5.
Светодиод HL1
служит индикатором перегрузки. Конденсатор С5 (подбирается при изготовлении
электронного предохранителя) обеспечивает открытие транзистора
VT1
при включении источника в сеть. Для возвращения источника в рабочее
состояние после снятия перегрузки источника необходимо отключить от сети с
помощью тумблера S1,
выждать несколько секунд и снова включить тумблер.
Схема иэпп 2
Гаврила50 Участник с авг Алтай Сообщений: Вот как раз нашел железки в эту тему. Насадки к паяльнику для борьбы с многоножками. Было их у меня десятка два всяких разных.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Измерение электродвижущей силы и разности потенциалов компенсационным методом
- Лабораторный практикум по курсу электричества и магнетизма
- ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИКУМА
- Источники электрического тока
- Лабораторный практикум по курсу электричества и магнетизма. Сборник 2: Описание приборов
- Чувствует иэпп 2 схема разборе задач подготовительной
Источник электропитания ИЭПП-1 - нужна схема иэпп-2
- Схема блока питания ИЭПП-2 circuit
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Самодельное Зарядное устройство для аккумулятора
Измерение электродвижущей силы и разности потенциалов компенсационным методом
Этот форум предназначен для публикации сообщений, касающихся принципиальных схем радиоэлектронных изделий бытовая техника, электронные блоки и т. Сообщение удалено от Peter, Июнь 14, — Сб Ищу схему. Прошу помощи с поиском схемы! Помогите найти схему устройства для электрохимического травления от Алекс, Май 22, — Чт Помогите найти схему на сабпвуфер от Алекс, Май 14, — Ср Ремонт от valenskiy, Май 09, — Пт Как рассчитать схему на БТ с ОЭ с нуля?
Вы ещё платите за электроэнергию? Отмотай показания электросчётчика! Поможет Вам в этом генератор обратной мощности. С подключением устройства всё просто! Высылаю почтой наложенным платежом! Фото вышлю устройства всем заинтересованным!!! Помогу с подключением по телефону или письмом. Счетчики не все, поэтому указывайте модель счетчика тип Цена зависит от прибора. Более одного прибора скидки! Индивидуальный подход к каждому клиенту. За плохой товар верну деньги! Ищу схему от Валерий, Апрель 29, — Вт Ищу схему автосигнализации Aligator M Всем кто писал нам по старому адресу просим прощения наш адрес заблокировали Ищу схему муз.
Транзисторный усилитель Hi-End от krez, Апрель 13, — Вс Ищу схему philips dvp k от Max, Апрель 09, — Ср Теги Нравится Твитнуть Комментарии 0 Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии.
Регистрация Вход. Новости Публикации Энциклопедия Документация. Советы по выбору видеокамер. Преимущества IP-камер. Комментарии 0. Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии. Контактная информация Размещение рекламы О проекте Использование материалов Правила публикации материалов.
Лабораторный практикум по курсу электричества и магнетизма
Источники электропитания, или просто источники тока, являются важной составной частью любой электрической цепи. Источники тока бывают различные. В электронной аппаратуре, работающей от постоянного напряжения, широко используются Рис. Химические источники тока: а — элемент; б — батарея; в — аккумулятор Рис. Последовательное соединение источников электрического тока химические источники — различные элементы и батареи, аккумуляторы, они относятся к первичным источникам электропитания рис.
Еще 2. Вититнев Сергей Федорович. Раевская Анжела Васильевна. Слепенко Петр ИЭПП, ГУ зарегистрирована по адресу Москва г, ул. Иркутская.
ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИКУМА
Гаврила50 Участник с авг Алтай Сообщений: Вот как раз нашел железки в эту тему. Насадки к паяльнику для борьбы с многоножками. Было их у меня десятка два всяких разных. Это то, что осталось. Лежат уже лет 30, почти не пользовался ими. Но в тех редчайших случаях, когда изгаляешься как только можешь, приходилось использовать. В общем то весьма интересные приспособы.
Источники электрического тока
Иркутская, д. Основным видом деятельности компании является Образование профессиональное среднее. Информация получена из официальных источников и дана в ограниченном виде. Ликвидировано, действовало с Образование профессиональное среднее.
Выходное постоянное напряжение может плавно изменяться от 0,5 до 12 В при токе нагрузки 1 А.
Лабораторный практикум по курсу электричества и магнетизма.
Сборник 2: Описание приборовРазделим два последних соотношения одно надругое и, учтя соотношения между токами, получим :. Таким образом, сущность процесса измерения сопротивле-ния на мостовой схеме заключается в экспериментальном оп-ределении сопротивлений, при которых ток через гальвано-метр равен нулю. На простом мосте Уитстона возможно вести измерения сопротивлений с точностью до сотых долей ома. Недостатком схемы является то, что не контролируется сопротивление соединительных проводов. Этот недостаток существенно исправ-ляется в схеме двойного моста , а принципиально он исключается при компенсационном методе измерения сопротивлений.
Чувствует иэпп 2 схема разборе задач подготовительной
Этот форум предназначен для публикации сообщений, касающихся принципиальных схем радиоэлектронных изделий бытовая техника, электронные блоки и т. Сообщение удалено от Peter, Июнь 14, — Сб Ищу схему. Прошу помощи с поиском схемы! Помогите найти схему устройства для электрохимического травления от Алекс, Май 22, — Чт Помогите найти схему на сабпвуфер от Алекс, Май 14, — Ср Ремонт от valenskiy, Май 09, — Пт Как рассчитать схему на БТ с ОЭ с нуля?
Результаты поиска принципиальной схемы Схема блока питания ИЭПП-2 circuit.
Источник электропитания ИЭПП-1
Зарядное устройство для велосипедов — самодельный USB-адаптер для зарядки и питания мобильных гаджетов. Схема принципиальная электронного гиратора — транзисторного аналога дросселя. Самодельный стабилизированный источник питания В 0, на базе ОУ, с токовой защитой и цифровой индикацией.
нужна схема иэпп-2
ВИДЕО ПО ТЕМЕ: лабораторный блок питания своими руками
Кирова Лабораторный практикум по курсу электричества и магнетизма Сборник 2 — описание приборов Псков Васильев Лабораторный практикум по курсу электричества и магнетизма. Сборник 2 — описание приборов. Псков, с.
Опубликовано admin Мар 27, в Роботетхника.
Схема блока питания ИЭПП-2 circuit
Лабораторный блок питания ИЭПП-2 позволяет получить на своих выходах переменные напряжения 36 В при токе нагрузки до 1,5 А и 12 В при токе до 0,5 А, стабилизированное постоянное напряжение от 0,5 до 12 В при токе до 1 А, а также нестабилизированное постоянное напряжение от 0 до 36 В при токе до 0,1 А. Питается данное устройство от электросети переменного тока напряжением В, хотя судя по инструкции, выпускалась разновидность блока под напряжение питания 36 В. Конструктивно прибор помещен в металлический корпус. На передней панели располагается вольтметр на два предела измерения до 20 В и 40 В, под ним располагается индикаторная лампа и выключатель питания на фото обломан. Справа от вольтметра располагается регулятор постоянного стабилизированного напряжения 0, В, под ручкой переменного резистора видны клеммы для подключения нагрузки, которой требуется постоянное питание в этом диапазоне. Затем расположен переключатель рода работы, в текущем положении блок питания выдает на соответствующие клеммы стабилизированное напряжение 0, В.
Экономический рост. Математические методы в экономике. Поведенческая и экспериментальная экономика. Государственное и муниципальное управление.
Источник электропитания для практикума иэпп – 1
И сточник электропитания для практикума ИЭПП-1 (рис. 2-17) используется при проведении демонстрационных опытов и выполнении физического практикума. Основные технические параметры выпрямителя следующие: входное напряжение 220, 127 и 36 В; с помощью выпрямителя можно получить стабилизированное и нестабилизированное напряжение постоян-ного тока.
Стабилизированное напряжение изменяется от 0,5 до 12 В при максимальной силе тока1 А. Нестабилизированное напряжение регулируется в пределах 0 – 40 В при максимальной силе тока 0,1 А.
Рис.2-17
Источник электропитания позволяет также получить переменное (нерегулируемое) напряжение ~12 В при силе тока до 0,5 А и ~36 В при силе тока до 1,5 А.
Таким образом ИЭПП-1 является источником тока, который позволяет наряду с нестабилизированным получить стабилизированное напряжение от 5 до 12 В. Отметим, что стабилизированное напряжение – это напряжение, величина которого не зависит от нагрузки, т.е. от сопротивления потребителя. Для стабилизации напряжения в ИЭПП-1 имеется специальное устройство – стабилитрон, который автоматически поддерживает на нагрузке (во внешней части цепи) постоянное напряжение с заданной степенью точности.
Стабилизированное напряжение в школьном физическом эксперименте необходимо для работы различных радиотехнических и электронных устройств и приборов; для получения постоянных световых потоков при демонстрации опытов по оптике и квантовой физике. Используя источник тока со стабилизированным напряжением, можно упростить демонстрацию закона Ома для участка цепи (но нельзя продемонстрировать закон Ома для полной цепи) и др.
На лицевой панели источника электропитания расположены клеммы “0,5+12 В”, “~12 В”, “0 – 40 В”, регуляторы напряжений 0,5 – 12 В и 0 – 40 В, двухшкальный вольтметр, тумблер для переключения вольтметра на 20 В и 40 В, тумблер включения прибора и сигнальная лампочка.
На задней стенке пибора располеженны гнезда для снятия напряжения ~36 В. Здесь же расположены отверстие с ручкой потенциометра и шкала, по которой устанавливается ток защиты от перегрузок электрических схем, питаемых стабилизированным напряжением 0,5-12 В (предусмотрена защита по току с плавной регулировкой от 0,03 до 1,5 А). На задней стенке расположены также два отверстия, в которых помещаются предохранители. Правый предохранитель рассчитан на силу тока 1 А при входном напряжении 220 В; 3 А – при 127 В; 5 А- при 36 В (предусмотрено три положения этого предохранителя). Левый предохранитель на 3 А служит для защиты различных схем, питаемых напряжением ~12 и ~36 В.
При подготовке источника электропитания к работе необходимо проверить соответствие положения предохранителя напряжению сети. Подключать нагрузки к источнику нужно с таким расчетом, чтобы их суммарная мощность не превышала 70 Вт. Затем установить по шкале на задней стенке прибора необходимый ток защиты. Для этого нужно знать величину стабилизированного напряжения (0,5-12 В) и сопротивление нагрузки, подключенной к нему. Регуляторы напряжений “0,5-12 В” и “0-40 В” следует установить в крайнее положение против часовой стрелки.
Источник питания демонстрационный ИПД-1
И сточник питания ИПД-1 (рис. 2-18) используется при проведении демонстрационных опытов по физике в средней школе. Его основные технические параметры следующие: входное напряжение 220 В; с помощью этого выпрямителя можно получить стабилизированное и нестобилизи-раванное напряжение постоянного тока.
Cтабилизированное напряжение регули-руется от 0 до 12,6 В при максимальной силе тока 2 А (при напряжении от 12,6 до 8 В сила тока 2 А; при напряжении от 8 до 1 В сила тока линейно убывает от 2 до 1 А).
Рис 2-18
Нестабилизираванное напряжение не регулируется и имеет величину 12,6 В при максимальной силе тока 2 А.
Одновременное использование стабилизированного и нестабилизиро-ванного напряжения не допускается.
Выпрямитель ИПД-1 (как и источник электропитания для практикума ИЭПП-1) состоит из следующих основных блоков: понижающий трансформатор, мостовая схема выпрямления тока с электронным стабилизатором напряжения и регулятором его величины; вторая мостовая схема выпрямления тока для получения нестабилизированного и нерегулируемого напряжения ; электронное устройство для защиты от перегрузок в цепи постоянного тока со стабилизированным напряжением.
На передней панели выпрямителя ИПД-1 расположенны: клеммы стабилизированного напряжения “0-12,6 В”, ручка плавной регулировки стабилизированного напряжения, вольтметр для его измерения; клеммы нестабилизированного напряжения 12,6 В; тумблер включения выпрямителя; лампочка белого цвета, сигнализирующая о включении выпрямителя; лампочка красного цвета, сигнализирующая о перегрузке и отключении цепи электрического тока с регулируемым (стабилизированным) напряжением.
На задней стенке расположенны: предохранитель на 1 А, включенный во входную цепь выпрямителя; предохранитель на 3 А, включенный в цепь постоянного тока с нестабилизированным напряжением 12,6 В; соедини-тельный шнур с вилкой.
При работе с ИПД-1 (как и с любым другим выпрямителем) нужно избегать перегрузок, т.е. не нагружать выпрямитель выше максимальной силы тока, на которую он рассчитан. Для этого перед включением выпрямителя необходимо проводить приближенный рассчет силы тока в цепи с данным потребителем (для рассчета нужно оценить сопротивление потребителя и знать выходное напряжение выпрямителя).
Интернет-аукцион Мешок
Интернет-аукцион МешокЗагрузка …
Все с рубля!-
- Основной раздел
- Как работает аукцион
- Зачем регистрироваться?
- Как покупать?
- Как продавать?
- Частые вопросы
- Корзина
- Продать
- Регистрация
- Недавние
- Лоты
- Разделы
- Поиски
- Избранные
- Лоты
- Разделы
- Поиски
-
- Недавние
- Лоты
- Разделы
- Поиски
- Избранные
- Лоты
- Разделы
- Поиски
- Покупаю
- Главная страница
- Избранные лоты
- Торгуюсь сейчас
- Я купил
- Не купил
- Подписка на новые лоты
- Запросы лотов у продавцов
- Предложения продавцов
«>
Продаю - Продать
- В продаже
- Сделки
- Завершенные торги
- Пополнить счет
- Спрос
- Настройки продавца
- Мой магазин [подробнее]
- Активация
- Настройка
-
- Покупаю
- Избранные лоты
- Торгуюсь сейчас
- Я купил
- Подписка на новые лоты
- Запросы лотов у продавцов
- Предложения продавцов
- Продаю
- Продать
- В продаже
- Сделки
- Завершенные торги
- Пополнить счет
- Спрос
- Настройки продавца
Увлеченным Антиквариат и ИскусствоВидео, ФильмыВинтажКниги, журналы, газетыКоллекционноеМузыкаСделано своими руками Электрическое Бытовая техникаЭлектроника и ОптикаВидео, Фото, КиноКомпьютерная техникаТелефоны Себе и любимым Драгоценности и украшенияДетскоеКрасота и здоровьеОдежда, Обувь и АксессуарыСпорт-снаряжениеЧасыК Новому году Все в дом Видео, ФильмыДомашний очаг, Сад, ДачаКниги, журналы, газетыМузыкаСтроительство и РемонтФлора и Фауна Передвигаемся ВоздухоплаваниеАвто, Мото, ЗапчастиПлавсредства Остальное Для бизнесаНедвижимостьУслугиРазное Или так: Рекомендуемые |
Рекомендованные лоты: (показать все)
Набирают популярность Брак монетБашкирияИстория почтыГерой Советского СоюзаПантикапейбрелоки для ключейлокомотивыкопии орденовмеждународные полётысвободателеграммаGuerlainВатиканВолейбол1940-е годыЕСИсландияаметистМСомалиКерамикакрейсер АврорадесяткикрючокЮбилейка РФнатуральный мехежиксоветскоенательный крестикMiles Davisnewстроительльвыпионерия СССРмостырассказы о животныхХоккей в СССРэтикетка от водкиЕгор Летов15 лет Еще… Вход:
|
Все права защищены 1999 — 2021 года.
Мешок
Thu, 29 Sep 2022 23:19:26 +0300
Е.Гайдара похоронят на Новодевичьем кладбище — РБК
www. adv.rbc.ru
www.adv.rbc.ru
www.adv.rbc.ru
Скрыть баннеры
Ваше местоположение ?
ДаВыбрать другое
Рубрики
Курс евро на 30 сентября
EUR ЦБ: 55,41
(-0,32)
Инвестиции, 16:29
Курс доллара на 30 сентября
USD ЦБ: 57,41
(-1,04)
Инвестиции, 16:29
Трамп предложил свое посредничество России и Украине Политика, 23:11
Сенат США принял законопроект с помощью Украине на $12,3 млрд Политика, 23:05
Финские банкоматы Nosto перестанут принимать карты UnionPay из-за россиян Финансы, 22:52
www. adv.rbc.ru
www.adv.rbc.ru
Некровный донор: как снизить дефицит органов для пересадки в России Партнерский проект, 22:50
Военком Дербента извинился за громкоговорители на автомобилях Политика, 22:37
«Спартак» впервые за 16 лет разгромил «Зенит» Спорт, 22:33
Продажа статуса: как монетизировать желание водителей выделиться Партнерский проект, 22:23
Польша ввела санкции против «Газпром экспорта» Бизнес, 22:17
Консульский отдел посольства России в Черногории приостановил работу Политика, 21:56
Проигрывал больше, чем выигрывал: как помочь больным лудоманией Партнерский проект, 21:55
«Матч ТВ» сообщил о многомиллионных долгах «Химок» перед футболистами Спорт, 21:44
Оператор «Турецкого потока» лишился права закупать европейские трубы Бизнес, 21:36
Заключение, штраф и экскурсия в морг: как борются с пьянством за рулем Партнерский проект, 21:26
МИД пообещал ответить на высылку дипломатов из Черногории Политика, 21:25
www. adv.rbc.ru
www.adv.rbc.ru
www.adv.rbc.ru
Похороны главы Института экономики переходного периода Егора Гайдара состоятся в субботу, 19 декабря на Новодевичьем кладбище. Ранее глава «Роснано» Анатолий Чубайс сообщил, что родственники обратились к властям с просьбой о погребении на этом кладбище.
Похороны главы Института экономики переходного периода Егора Гайдара состоятся в субботу, 19 декабря на Новодевичьем кладбище. Ранее глава «Роснано» Анатолий Чубайс сообщил, что родственники обратились к властям с просьбой о погребении на этом кладбище.
Напомним, известный экономист и политик Е.Гайдар скоропостижно скончался накануне на 54 году жизни. Причиной смерти стал оторвавшийся тромб. Факт смерти политика подтвердили в Институте экономики переходного периода, директором которого он являлся.
Егор Тимурович Гайдар родился 19 марта 1956 года. Являлся известным российским государственным и политическим деятелем, экономистом. Один из идеологов и руководителей радикальных экономических реформ начала 1990-х в России.
www.adv.rbc.ru
Экономике Егор Гайдар посвятил большую часть жизни. В 1973 году, окончив среднюю школу с золотой медалью, он поступил на экономический факультет МГУ. Его, кстати, тоже окончил с отличием. Уже через два года после выпуска из вуза он защитил кандидатскую диссертацию, а доктором экономических наук стал в возрасте 34 лет.
www.adv.rbc.ru
Е.Гайдар был членом КПСС, но покинул партию коммунистов в начале 90-х. В правительство пришел уже при Б.Ельцине. Министерство экономики РСФСР и Минфин он в общей сложности возглавлял менее года, однако за это время успел сделать многое для развития рынка в России.
В 1991-1994гг. занимал высокие посты в правительстве России (в том числе был и.о. председателя правительства). Депутат Госдумы первого (1993-1995гг.) и третьего (1999-2003гг.) созывов. Директор Института экономики переходного периода (ИЭПП), член Наблюдательного совета АПЭ.
По факту смерти Е.Гайдара будет проведена доследственная проверка.
Решение задач по теме «Закон Ома для участка цепи и закономерности для последовательного и параллельного соединения проводников»
Знать физику – это значит уметь решать задачи.
Э. Ферми
Урок для учащихся 8 лицейского класса,
изучающего физику по программе Гутник Е.М.,
Перышкин А.В. Физика 7-9 классы 3 часа в неделю.
Данный урок 20-й по теме «Электрический ток» и
второй в серии уроков решения задач на
применение закона Ома и закономерностей
последовательного и параллельного соединения
проводников. Урок подготовлен предшествующим
материалом:
– теоретические знания по теме (сформированы
понятия силы тока, напряжения, сопротивления,
последовательного и параллельного соединения
проводников, сформулирован закон Ома для участка
цепи и получены закономерности для
последовательного и параллельного соединения
проводников),
– проведены лабораторные работы,
предусмотренные программой,
– отработаны навыки сборки электрических цепей
и работы с измерительными приборами,
– проведен один урок по решению задач, на котором
рассматривались ситуации расчета электрических
цепей только с последовательным и параллельным
соединениями.
По типу урок синтетический, в котором изучение нового материала связано с самостоятельной работой учащихся, с систематическим применением ими новых знаний на практике, с непрерывным повторением знаний, умений и навыков в новых связях и сочетаниях.
На всех этапах урока систематически используется поисковая беседа, мини-дискуссия, решение задач и как итог урока создается алгоритм решения задач. В течение урока используются материалы на электронных носителях (презентации): задания для проверки знаний и повторения, условие и решение экспериментальной задачи, результат анализа деятельности и формирования алгоритма, что позволяет интенсифицировать работу учащихся и вовлечь их в активную мини-дискуссию. Использование WEB камеры качественно изменяет методику проведения демонстрационного эксперимента, делает его более наглядным, информативным и привлекательным для учеников. Заполненные рабочие карты становятся конспектом урока и вклеиваются в тетрадь, что помогает систематизировать материал и экономить учебное время.
Логичность и соподчиненность всех этапов урока позволяет добиться высокой эффективности процесса обучения и формирования условий для развития креативного мышления учащихся.
Цели и задачи урока:
- отработать умения применять закон Ома и закономерности для последовательного и параллельного соединения проводников в цепях со смешанным соединением через решение системы задач двух типов с последующей разработкой алгоритма решения задач;
- проверка усвоения теоретических знаний по ранее изученным темам и умение применять их на практике в стандартных ситуациях;
- развивать логическое мышление, умения сравнивать, обобщать, делать выводы;
- работать над устной речью, учить слушать, комментировать ответ;
- формировать познавательный интерес к предмету;
- воспитывать ответственное отношение к учебному труду.
Оборудование:
- персональный компьютер
- мультимедиа проектор
- WEB камера
- кран
- источник постоянного напряжения ИЭПП 2
- цифровые измерители тока и напряжения
- резисторы одинакового сопротивления
- рабочие карты
- конверты с заданиями для проверочной работы
ХОД УРОКА
I. Организационный этап
Постановка целей урока, сообщение плана работы.
II. Актуализация опорных знаний
Работа с формулами: используя план работы с формулой в рабочей карте, прокомментировать каждый слайд презентации
План работы с формулой:
- для какой физической величины записана формула
- как рассчитать данную физическую величину
- назвать единицы измерения физических величин, входящих в формулу
(Приложение 1 – презентация «Формулы»)
Работа со схемами участков электрической цепи: определить общее сопротивление участка цепи, схема которого представлена на слайдах презентации, предложить рациональный способ решения. (Приложение 2 – презентация «Схемы»)
Экспериментальная задача: три
одинаковых резистора подключаются в цепь двумя
способами (способ соединения резисторов
неизвестен), проводится измерение общего
напряжения и общей силы тока в каждой цепи,
необходимо определить способ подключения,
сопротивление каждого резистора и
аргументировать свой ответ; решение задачи
записывается в рабочей карте.
Для проверки решения с помощью WEB камеры на
экране воспроизводится изображение схем
электрических цепей и участка цепи, ранее
недоступного для наблюдения.
(Приложение 3 –
презентация «Экспериментальная задача»)
3. Активное и сознательное усвоение знаний
Заполнение рабочих карт.
Решение задач первого типа: каждая колонка
решает одну из трех задач, представленных в
рабочей карте, задачи имеют одинаковое условие,
но в каждом случае требуется рассчитать
напряжение на разных резисторах. К доске
вызываются представители каждой колонки –
первые, получившие результат, записываются
решения трех задач. Проводится анализ и
сравнение решений, выявляются отдельные
этапы решения каждой задачи и формулируется
алгоритм решения задач первого типа.
Итоговый алгоритм представлен на слайде
презентации.
Решение задач второго типа: работа учащихся аналогична работе с задачами первого типа. (Приложение 4 – презентация «Алгоритм решения задач»)
4. Информация о домашнем задании и инструктаж по его выполнению
– Записать решение всех рассмотренных на уроке
задач
– Для желающих решить задачку потруднее условие
в рабочей карте
Определите силу тока, протекающего по каждому из
резисторов, если вольтметр показывает 30 В, а
сопротивления соответственно равны: R1 =
1 Ом, R2 = 1,5 Ом, R3 = 2 Ом, R4 = 3 Ом, R5
= 0,2 Ом.
5. Проверка знаний
Учащимся предлагается цепочка простых задач с
известным конечным результатом и сигналами,
позволяющими оценить свои знания и темп решения.
Задание и лист бумаги находятся в конверте на
партах учащихся.
6. Подведение итогов урока
Выставление оценок (оценки выставляются ученикам, отвечавшим у доски и активно работающим на всех этапах урока).
Литература:
- Шевцов В.А. Задачи для подготовки к олимпиадам по физике, Учитель, Волгоград 2003
- Конаржевский Ю.А. Система. Урок. Анализ, Псков 1996
- Перышкин А.В. Физика 8, Москва Дрофа 2000
- Татарченкова С.С. Урок как педагогический феномен, Каро, СПб 2008
Сайты:
- www. physics.ru
- www.class-fizika.narod.ru
Что такое онлайн-ИБП? Блок-схема, принцип работы, технические характеристики, преимущества и недостатки сетевых ИБП
Определение : Онлайновые ИБП, сокращенно OUPS, — это тип ИБП, в котором используется комбинация схем выпрямителя и инвертора для обеспечения непрерывного питания нагрузка от источника питания без перерыва. Под постоянной мощностью здесь имеется в виду, что мощность подается в нагрузку в случае наличия от источника и отключения электроэнергии, а также с ноль время передачи.
ИБП On-line иногда также называют системой с двойным преобразованием . Причина, по которой это так называется, заключается в том, что в онлайн-системе ИБП преобразование мощности происходит дважды, поскольку в схему входят выпрямитель и инвертор.
Мы подробно рассмотрим, как работает онлайн-система UPS. Но перед этим позвольте нам иметь вводное представление о-
Что такое UPS?
ИБП — это аббревиатура, используемая для источника бесперебойного питания, и служит центральным элементом точно спроектированной системы защиты электропитания. Здесь само название указывает на то, что оно в некоторой степени обозначает источник питания, который обеспечивает непрерывную мощность, т. Е. Без перерыва.
Таким образом, в простейшей форме можно определить ИБП как систему питания, которая обеспечивает бесперебойное питание нагрузки переменного тока путем преобразования постоянного тока в переменный. По сути, существуют огромные поля, которым требуется непрерывный источник энергии без каких-либо перерывов. Вот некоторые из этих областей:
- Медицинские системы,
- Системы контроля безопасности,
- ИТ и сетевые области,
- Центры обработки данных,
- единиц АМТ.
Так как потеря электропитания при функционировании этих систем может привести к тяжелым последствиям, например, к удалению важных данных.
На приведенном ниже рисунке представлена блок-схема типичного ИБП:
Его основные компоненты включают выпрямитель, инвертор, батарею, схему фильтра и критическую нагрузку. В качестве входа выпрямителя подается либо однофазный, либо трехфазный входной сигнал.
В нормальных условиях эксплуатации ток берется из сети переменного тока, а в случае отключения электроэнергии резервный источник обеспечивает ток. Здесь батарея используется в качестве резервного источника для подачи питания на нагрузку в случае сбоя питания.
Введение в сетевой ИБП
В начале мы говорили о том, что онлайновый ИБП обеспечивает питание нагрузки. Питание нагрузки носит бесперебойный характер, поскольку изначально нагрузка потребляет ток от основного источника питания, однако в случае сбоя питания нагрузка потребляет ток от резервной батареи, и это тоже с нулевым временем переключения.
Теперь возникает вопрос – какое здесь время передачи?
Таким образом, время переключения определяется как время, в течение которого схема ИБП переключает путь с питающей сети на резервный аккумулятор для подачи питания на нагрузку. Онлайн-ИБП предлагает нулевое время переключения, поскольку его статический переключатель находится в нормально включенном состоянии.
Таким образом, онлайновые ИБП предназначены для обеспечения энергоснабжения либо до времени, необходимого для надлежащего отключения критического оборудования без потери данных, либо до времени продления работы, когда генератор придет на помощь. Есть и офлайн-апы, которые отличаются от онлайн-апов способом своей работы.
На приведенном ниже рисунке представлена блок-схема системы ИБП, работающей в режиме онлайн:
В приведенном выше расположении четко показано, что питание критической нагрузки может обеспечиваться тремя способами. Они следующие:
- Во-первых, непосредственно от сети переменного тока к критической нагрузке (включая выпрямитель, схему инвертора и первичный статический переключатель).
- Во-вторых, от резервного аккумулятора до критической нагрузки (включая только цепь инвертора).
- Наконец, от сети переменного тока к критической нагрузке (без учета схемы выпрямителя и инвертора) по пути (т. е. байпасу) через вторичный статический переключатель.
Здесь следует отметить, что первичный статический переключатель всегда находится в нормально включенном состоянии, но выключается только при отказе системы ИБП. А для шунтирования теперь включается вторичный статический выключатель, который обычно держится выключенным.
В зависимости от рассмотренных выше трех конфигураций объясняется принцип работы онлайновых ИБП.
Условие I : Когда сеть питания включена
Источник обеспечивает однофазный или трехфазный сигнал переменного тока в качестве входа в схему выпрямителя. Схема выпрямителя преобразует приложенный вход переменного тока в сигнал постоянного тока. Выход постоянного тока выпрямителя одновременно подается на инвертор и аккумулятор для зарядки последнего. Таким образом, выпрямитель здесь действует как зарядное устройство, а также как блок выпрямления, поэтому имеет высокий номинал.
Сигнал постоянного тока, подаваемый на инвертор, преобразует сигнал постоянного тока в переменный. Этот сигнал переменного тока подается на обычно включенный статический переключатель, через который мощность переменного тока подается на нагрузку. Следовательно, в этом режиме работы подается питание на критическую нагрузку с одновременным зарядом аккумулятора.
Состояние II : При отключении питающей сети
При отсутствии входного сигнала переменного тока выпрямитель будет находиться в временно отключенном состоянии, в таком состоянии накопленная в батарее мощность передается на инвертор. И с этого момента инвертор начинает работать, как в ранее обсуждаемом состоянии, т. Е. Принимает вход постоянного тока и преобразует его в выход переменного тока и подает его на нагрузку через обычный статический переключатель.
Тем не менее, питание от резервного аккумулятора не должно приводить к задержке или прерыванию работы. Резервная батарея используется либо до момента восстановления подачи переменного тока, либо до полного разряда батареи, в зависимости от того, какое условие наступит раньше.
Поскольку инвертор должен подавать постоянную мощность на нагрузку в обоих рассмотренных выше случаях, он должен быть правильно и тщательно спроектирован.
Состояние III : При отказе ИБП
Когда цепь инвертора размыкается или выходит из строя, нагрузка не может потреблять ток от входа питания. Но все же для правильной работы ввод питания должен быть доведен до критической нагрузки. Итак, в этой ситуации через обходной маршрут нагрузка черпает мощность из источника.
Обычно, когда цепь инвертора выходит из строя, вторичный статический переключатель переходит из нормально выключенного состояния во включенное. И благодаря этому сигнал переменного тока достигнет нагрузки с нулевым разрывом фазы всего за одну четвертую периода времени полного цикла.
В момент включения вторичного статического выключателя срабатывает аварийный сигнал, информирующий обслуживающего персонала о неисправности системы ИБП, что позволяет диагностировать и устранять ее.
Спецификации
Спецификации онлайн-ИБП приведены ниже :
Преимущества онлайн-ИБП
- Он обеспечивает кондиционирование питания наряду с полной изоляцией нагрузки от входа переменного тока.
- На нагрузку постоянно подается бесперебойное питание.
- Сбой питания не влияет на режим работы.
- Время передачи (переключения) незначительно из-за постоянного состояния.
Недостатки сетевого ИБП
- При постоянном включении выделяется больше тепла, поэтому требуется большой радиатор.
- Сложная конструкция.
- Дорогой
- Высокая рассеиваемая мощность.
Таким образом, ИБП on-line находит применение в тех сферах деятельности, где требуется постоянная мощность без каких-либо переключений.
Конфигурации ИБП
Источники бесперебойного питаниябыли важным элементом в схемах защиты критического питания. Со временем было разработано множество различных конфигураций системы, чтобы снизить риск потери электроэнергии. Ниже представлены четыре типовые конфигурации ИБП, используемые в промышленных и коммерческих приложениях, а также оценка каждой из их возможностей.
Присвоена оценка от 1 до 5. Оценка «5» указывает на наивысшую степень пригодности критериев, а оценка «1» указывает на самую низкую степень пригодности критериев
Критерии оценки:
1. Надежность – Оценивает способность конфигурации поддерживать заданную мощность на нагрузке.
2. Сложность – Рассматривает сложность конфигурации и возможность возникновения отдельных сбоев.
3. Ремонтопригодность — Конфигурация системы должна позволять одновременное обслуживание всех компонентов энергосистемы — поддерживать нагрузку с помощью части системы ИБП, в то время как другие части обслуживаются.
4. Функциональность — Конфигурация системы должна быть способна защитить критическую нагрузку от полного спектра нарушений энергоснабжения без переключения критической нагрузки на внешние источники питания, т. е. батареи или альтернативные источники питания.
Отдельный блок или автономная конфигурация
Автономная конфигурация (рис. 1) является наиболее распространенной конфигурацией, используемой в приложениях ИБП, поскольку она содержит наименьшее количество основных компонентов. Эта система использует мощность переменного тока (обычно от электросети) и преобразует ее в постоянный ток через выпрямитель. Регулируемая мощность постоянного тока подается на оба банка
и к инвертору.
Инвертор «преобразует» постоянный ток обратно в регулируемый, бесшумный переменный ток и передает его на статический переключатель. Статический переключатель в нормальных условиях передает эту мощность переменного тока на нагрузку. Если произойдет сбой в инверторе или произойдет сбой нагрузки, который перегрузит инвертор сверх его максимальной мощности, статический переключатель автоматически перейдет в альтернативное (или байпасное) положение и запитает критическую нагрузку от альтернативного источника питания. через статический переключатель байпаса. Переключатель ручного байпаса — это механический переключатель с замыканием перед размыканием, который используется для шунтирования ИБП в целях технического обслуживания. Когда мощность переменного тока на выпрямителе пропадает, батареи автоматически начинают подавать требуемую мощность постоянного тока на инвертор, поскольку в этот момент нет переключения.
Рис. 1 Автономная конфигурация
Конфигурация горячего резерва
При использовании двух систем ИБП (рис. 2) конфигурация с горячим резервированием является самой простой формой резервной конфигурации. В конфигурации горячего резерва нормальный поток системной мощности к критической нагрузке осуществляется через ИБП №1, а ИБП №2 действует как резервный ИБП.
Если ИБП №1 выйдет из строя или если ток нагрузки превысит полную номинальную нагрузку ИБП, статический переключатель переключит критическую нагрузку на статический байпас (который является выходом ИБП №2) в течение 4-5 миллисекунд. Когда ИБП №1 выпрямлен, нагрузки автоматически переключаются обратно на ИБП №1 без прерывания работы нагрузок.
В нормальных условиях ИБП №2 простаивает, но всегда включен и готов принять на себя критическую нагрузку посредством переключения статического переключателя (ИБП №1). Если ИБП №2 выйдет из строя, его статический переключатель обнаружит потерю функции и переведет нагрузку на источник байпаса системы. Системный байпас может быть запитан либо через формирующий (регулирующий) трансформатор напряжения, либо через нерегулируемый экранированный изолирующий трансформатор через SCVS
.
Рис. 2. Конфигурация горячего резерва
Параллельная конфигурация 1+1
Конфигурация с параллельным резервированием (1+1)
Параллельное резервирование означает одновременную работу двух систем ИБП, работающих параллельно. На рис. 3–Параллельная конфигурация с резервированием показаны две системы ИБП, работающие параллельно. В этой схеме обе системы ИБП питают примерно 50 % общей нагрузки переменного тока. Отказ любой из систем ИБП приведет к тому, что вся нагрузка будет возложена на исправный ИБП. Отказ обеих систем ИБП приведет к переключению нагрузки на альтернативный источник питания через статический переключатель.
Рис. 3 Параллельная конфигурация 1+1 с резервированием
Параллельная конфигурация n +1
Конфигурация с параллельным резервированием (N +1)
Параллельное резервирование означает одновременную работу более чем двух систем ИБП, работающих параллельно. Рисунок 4 – Конфигурация с параллельным резервированием, иллюстрирует три системы ИБП, работающие параллельно. В этой схеме каждая из систем ИБП будет поровну делить комбинированную нагрузку переменного тока. Выход из строя любой из систем ИБП приведет к тому, что вся нагрузка будет возложена на оставшийся исправный ИБП. Отказ двух систем ИБП приведет к переключению нагрузки на альтернативный источник питания через статический переключатель.
Рис. 4 Параллельная конфигурация N+1
Распределенное резервирование
Резервирование с STS
Конфигурация с распределенным резервированием, рис. 5, использует автономные сконфигурированные системы ИБП в сочетании с двумя автономными статическими переключателями. При нормальной работе оба блока рассчитаны на 50 % критической нагрузки и имеют 50 % резерва для поддержки нагрузки на другой шине в случае, если ИБП, питающий другую шину нагрузки, столкнется с эксплуатационной проблемой. Это обеспечивает полную независимость и полную изоляцию двух блоков ИБП друг от друга, упрощает использование отдельных выходных шин нагрузки и устраняет возможность одиночных отказов либо из-за отказов на стороне нагрузки, либо из-за отказов в двух блоках. В результате получается конфигурация, которая позволяет автоматически питать обе шины критической нагрузки либо от выделенного блока шины, либо от резервного блока.
Отказ ИБП №1 приведет к тому, что внешний статический переключатель №1 будет питать нагрузку этой системы от ИБП №2. Точно так же отказ ИБП №2 приведет к тому, что внешний статический переключатель №2 будет питать нагрузку этой системы от ИБП №1. Обратите внимание, что общий байпасный источник питания, т. е. от одного и того же источника байпаса, необходим для обеспечения синхронизации выходных данных двух систем и обеспечения неограниченной мощности устранения неисправностей.
Рис. 5. Резервирование с STS
Конфигурация с двумя шинами
Конфигурация с двумя шинами, рис. 6, использует две или более систем ИБП, работающих параллельно с двумя независимыми распределительными системами. Это самая надежная и самая дорогая конструкция в отрасли
.
Рис. 6 Конфигурация с двумя шинами
Сравнение конфигураций систем ИБП
Информационный документ 75 Резюме Редакция 4 Кевин Маккарти, EDG2 Inc. и Виктор Авелар критические нагрузки дата-центра. Выбор подходящей конфигурации или их комбинации для конкретного приложения определяется потребностями в доступности, устойчивостью к рискам, типами нагрузки в центре обработки данных, бюджетами и существующей инфраструктурой. В данной статье основное внимание будет уделено этим пяти конфигурациям; обсуждаются преимущества и недостатки каждого из них. Влияние на доступность рассматривается для каждой конфигурации, и предоставляются рекомендации по выбору соответствующего проекта.
Со временем многие инженеры-конструкторы пытались создать идеальное решение для ИБП для поддержки критических нагрузок, и эти конструкции часто имеют названия, которые не обязательно указывают, где они находятся в спектре доступности. «Параллельное резервирование», «изолированное резервирование», «распределенное резервирование», «горячая связь», «горячая синхронизация», «множественная параллельная шина», «система плюс система», «системы-ловушки» и «изолированные параллельные» — это названия, которые были даны различным конфигурациям ИБП инженерами, которые их разработали, или производителями, которые их создали. Проблема с этими терминами заключается в том, что они могут означать разные вещи для разных людей и интерпретироваться по-разному. Несмотря на то, что сегодня на рынке представлено множество различных конфигураций ИБП, наиболее часто применяются пять из них. Эти пять включают: (1) емкость, (2) изолированное резервирование, (3) параллельное резервирование, (4) распределенное резервирование и (5) система плюс система. Сейчас мы опишем каждый из них.
Емкость или «N»
Система «Емкость» или «N» состоит из одного модуля ИБП или параллельного набора модулей, мощность которых соответствует расчетной критической нагрузке. Этот тип системы на сегодняшний день является наиболее распространенной конфигурацией в индустрии ИБП. Небольшой ИБП под офисным столом — это конфигурация N. Аналогичным образом, большой компьютерный зал с расчетной мощностью 400 кВт представляет собой конфигурацию N, независимо от того, имеет ли он один ИБП мощностью 400 кВт или два ИБП мощностью 200 кВт, подключенных параллельно к общей шине. Конфигурацию N можно рассматривать как минимальное требование для обеспечения защиты критической нагрузки. Большинство системных конфигураций «N», особенно мощностью менее 100 кВт, размещаются в зданиях без особой заботы о конфигурации общих электрических систем в здании. Как правило, электрические системы зданий спроектированы с конфигурацией «N», поэтому конфигурация ИБП «N» не требует ничего, кроме этого, для питания.
Конфигурации > | Историческое использование > | Причины использования > |
---|---|---|
Емкость (Н) | • Малые предприятия • Предприятия с несколькими локальными офисами • Предприятия с географически избыточными центрами обработки данных | • Снижение капитальных затрат и затрат на электроэнергию. • Поддержка менее критичных приложений. • Простая настройка и установка. • Возможность снижения нагрузки для обслуживания. |
Изолированное резервирование | • Малый и средний бизнес. • Центры обработки данных, как правило, с ИТ-мощностью менее 500 кВт. | • Улучшенная отказоустойчивость по сравнению с «1N» • Возможность использования разных моделей ИБП • Возможность увеличения мощности в будущем |
Параллельное резервирование (N+1) | • Малые и крупные предприятия с центрами обработки данных, как правило, с ИТ-мощностью менее 500 кВт. | • Повышенная отказоустойчивость по сравнению с «1N». • Возможность увеличения пропускной способности в будущем. |
Распределенный резервный уловитель | • Крупные предприятия с центрами обработки данных, как правило, с ИТ-мощностью более 1 МВт. | • Возможность использования различных моделей ИБП • Возможность увеличения емкости • Снижение затрат на ИБП по сравнению с 2N |
Распределенное резервирование с STS | • Крупные предприятия с центрами обработки данных мощностью более 1 МВт. | • Возможность одновременного обслуживания • Снижение расходов на ИБП по сравнению с 2N |
Распределенное резервирование без STS | • Крупные поставщики коллокации | • Снижение затрат на ИБП по сравнению с 2N • Повышение экономии по сравнению с конструкциями с STS |
Система плюс система 2N, 2(N+1) | • Крупные центры обработки данных мощностью в несколько мегаватт | • Полное резервирование между сторонами A и B Легче обеспечить равномерную загрузку систем ИБП |
«Система плюс система», «изолированная параллель», «множественная параллельная шина», «двусторонняя», «2(N+1)», «2N+2», «[(N+1) + (N+1)]» и «2N» — все номенклатуры относятся к вариантам этой конфигурации. С такой конструкцией теперь становится возможным создавать системы ИБП, которые никогда не потребуют переключения нагрузки на сетевой источник питания. Эти системы могут быть спроектированы таким образом, чтобы устранить все мыслимые точки отказа. Однако чем больше точек отказа будет устранено, тем дороже обойдется реализация этой конструкции. Большинство крупных систем плюс системные установки расположены в отдельно стоящих, специально спроектированных зданиях. Нередки случаи, когда помещения для поддержки инфраструктуры (ИБП, аккумулятор, охлаждение, генератор, подсобные помещения и распределительные помещения) по размеру равны пространству для оборудования центра обработки данных или даже больше. Это самая надежная и самая дорогая конструкция в отрасли. Это может быть очень просто или очень сложно в зависимости от видения инженера и требований владельца.
Для получения более подробной информации о каждой из этих конфигураций, а также для получения приложения, определяющего различия в доступности между конфигурациями, загрузите информационный документ 75 «Сравнение конфигураций системы ИБП».
Загрузить информационный документ 75 сейчас
Узнайте больше о решениях для ИБП
Вернуться к нашим основным документам
Просмотреть всю библиотеку технических документов
Источник бесперебойного питания — определение с сайта TechTarget.com
По
- Роберт Макфарлейн, Шен Милсом и Уилке, ООО
Источник бесперебойного питания (ИБП) — это устройство, позволяющее компьютеру продолжать работать хотя бы в течение короткого времени при отключении питания. Пока подается электроэнергия, она также пополняет и поддерживает хранилище энергии. Чем больше накопленной энергии, тем дольше может поддерживаться мощность, с практическими ограничениями, которые будут обсуждаться позже. Различия между системами ИБП заключаются в технологии, которая позволяет им выполнять свою работу.
Энергию можно хранить по-разному. Аккумуляторные батареи являются наиболее распространенными. Для простоты примеры и иллюстрации в этой статье будут основаны на этой технологии. Однако кинетическая энергия также может храниться в тяжелых вращающихся маховиках или энергия может храниться в виде топлива.
Какие существуют типы ИБП?Наиболее часто используемый тип ИБП также является и наиболее эффективным, его обычно называют штатным или полным двойным преобразованием ИБП. Для любого ИБП входное электропитание представляет собой переменный ток (AC), который также требуется для большинства информационно-технологического оборудования (ITE).
Аккумуляторы, с другой стороны, являются устройствами постоянного тока (DC), поэтому все ИБП аккумуляторного типа должны преобразовывать — или выпрямлять — входящий переменный ток в постоянный для зарядки батарей. ИБП также должен подавать переменный ток на ITE, поэтому мощность постоянного тока должна быть преобразована обратно в переменный ток с помощью устройства, известного как инвертор.
Эта статья является частью
В ИБП с двойным преобразованием мощность непрерывно проходит через выпрямитель, а затем через инвертор к ITE. Выходное напряжение и частота полностью изолированы от входного напряжения и частоты и не зависят от них. Они могут даже полностью отличаться от входных, поэтому технически эта система классифицируется как независимая от напряжения и частоты (VFI).
Независимо от напряжения и частоты: На рис. 1 ниже показана система VFI в нормальном режиме работы. Аномалии входной мощности решаются двумя способами. Устройство подавления перенапряжения (SPD) поглощает особенно сильные скачки напряжения. Они могут быть вызваны ударами молнии в линии электропередач, большие двигатели, используемые в лифтах или медицинском электронном оборудовании; сварщики или множество других источников. Но даже самые незначительные отклонения, в том числе провалы или провалы напряжения, никогда не передаются через ИБП VFI на выход.
Аккумуляторыявляются отличными амортизаторами электрических ударов, но они также поддерживают стабильное и постоянное напряжение на инверторе, который полностью ресинтезирует напряжение и ток, так что мощность, подаваемая на ITE, является чистой и стабильной. Подключение кондиционеров или других двигателей к ИБП, обслуживающему ITE, может исказить эту чистую выходную мощность, поэтому это не рекомендуется.
Обратите внимание на байпасную цепь вокруг ИБП. Мы рассмотрим это позже.
Батарея всегда находится в цепи при нормальной работе, выдавая небольшое количество энергии, когда это необходимо, например, во время отключения питания, поэтому не происходит ни малейшего прерывания выходной мощности.
При сбое сетевого питания, как показано на рис. 2 ниже, батарея продолжает подавать накопленную энергию на инвертор, который продолжает подавать чистую энергию на ITE. Когда питание сети восстанавливается, энергия течет обратно через выпрямитель, питает инвертор и перезаряжает батареи.
Статический и сервисный байпас ИБП: ИБП не являются бесперебойными. Это электрические или механические устройства, поэтому они не только требуют регулярного обслуживания, но и подвержены выходу из строя компонентов. По этим причинам все системы ИБП имеют встроенный байпас для направления поступающего питания вокруг системы и, при необходимости, непосредственно на ITE.
Высококачественный SPD все еще находится в цепи, но лишь немногим лучше, чем работа домашней электроники от разветвителя с защитой от перенапряжения. Он не остановит перебои в подаче электроэнергии или не справится с провалами или отключениями напряжения. В случае отказа ИБП байпас немедленно срабатывает как статический переключатель .
Когда с системой должен работать технический специалист, байпас включается вручную для обеспечения безопасности внутренних компонентов. Если сетевое питание отключается, когда ИБП находится в режиме байпаса, питание ITE прерывается. Любая установка только с одним ИБП имеет эту уязвимость. На рис. 3 ниже показан ИБП в режиме байпаса.
Обратите внимание, что основные всплески были удалены, но падение напряжения сохраняется.
Работа в экономичном режиме: Первый закон термодинамики, закон сохранения энергии, гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Ни одно электрическое или механическое устройство не является эффективным на 100%, поэтому каждое преобразование несет потери, которые выделяются в виде тепла.
Системы ИБПнамного более эффективны, чем десять лет назад, и они сохраняют почти такую же эффективность от низкой до высокой нагрузки. Но потери есть и в выпрямителе, и в инверторе, которые устраняются, когда ИБП находится в режиме байпаса. Многие ИБП VFI теперь предлагают сложную версию байпаса, известную как 9.0035 экономичный режим (экономный режим) , как показано на рисунке 4 ниже. При необходимости ИБП в экономичном режиме может вернуться к полной работе VFI.
Когда потери в выпрямителе и инверторе устранены, мощность и затраты сохраняются до тех пор, пока не произойдет сбой питания и не потребуется полная работа ИБП. Некоторые пользователи настраивают систему на работу VFI в течение дня и автоматически переключают ее в экономичный режим ночью, если эти операции считаются менее важными. Эко-режим, как правило, очень надежен, но многие пользователи опасаются переключать режимы назад и вперед. Кроме того, КПД новых ИБП VFI находится в пределах 1% или менее от того, что может быть достигнуто в экономичном режиме, поэтому многие пользователи теперь считают этот альтернативный режим работы ненужным.
Обратите внимание, что ИБП с экономичным режимом включают высококачественные фильтры, которые также несут небольшие потери, и что при переключении режимов обычно возникает кратковременная нестабильность. Эффективность эко-режима является статистической, но она может составлять 99%, если сбои питания случаются редко и кратковременны.
Линейный интерактивный ИБП: Настоящий линейный интерактивный ИБП, также известный как независимый от напряжения (VI) , называется так потому, что выходная частота совпадает с входной. Они выглядят практически так же, как ИБП VFI в экономичном режиме, за исключением размера их выпрямителей и невозможности переключения в режим VFI.
Меньший выпрямитель нужен только для зарядки аккумуляторов, которые помогают поглощать аномалии и повышать мощность при провалах напряжения. Аккумуляторы полностью берут на себя управление при отключении электроэнергии. На рисунке 5 ниже показано, как батарея и инвертор помогают компенсировать колебания входного напряжения, работая параллельно с выходом.
На рис. 6 ниже показан линейно-интерактивный ИБП при сбое входящего обслуживания. Аккумулятор вступает во владение, как и в ИБП с двойным преобразованием, но байпас отключает электроэнергию от сети. Поскольку ITE большую часть времени работает от сети, второе преобразование через инвертор избегается до тех пор, пока не произойдет сбой питания, что устраняет один из компонентов потери эффективности.
Десять лет назад ИБП VI могли иметь преимущество в эффективности на 5% и более по сравнению с ИБП VFI, но огромные усовершенствования ИБП VFI снизили это значение до 1% или меньше.
Резервный ИБП: Рисунок 7 ниже обычно называется резервным ИБП и классифицируется как зависящий от напряжения и частоты (VFD) . Как и в ИБП VI, питание подается непосредственно на ITE, но аккумулятор и инвертор не включаются в цепь до тех пор, пока не произойдет сбой питания. Выход фильтруется, но не так стабилен, как настоящий ИБП VI.
Как показано на рис. 8 ниже, при сбое питания электросеть отключается от цепи, а батарея и инвертор включаются. Существует некоторая нестабильность переключения, но задержка достаточно коротка для большинства компьютерных блоков питания. .
При восстановлении питания (от сети или от генератора) инвертор отключается, сетевое питание снова включается, а батареи заряжаются от выпрямителя, который намного меньше, чем в ИБП VFI или VI.
К сожалению, резервные ИБП или ИБП с частотно-регулируемым приводом иногда рекламируются как линейно-интерактивные. Важно точно знать тип ИБП. Международно признанные обозначения VI и VFD обеспечивают абсолютное различие, но не всегда используются производителями, особенно для небольших систем.
Механические и небатарейные системы ИБПСуществует три основных типа механических ИБП, два из которых также безбатарейные. Все три являются настоящими VFI или системами двойного преобразования, но промежуточное преобразование чисто механическое:
- Комплекты мотор-генератор (MG) объединяют двигатель с генератором. Двигатель эквивалентен выпрямителю в ИБП VFI, а генератор эквивалентен инвертору. Электроэнергия приводит в действие выпрямитель, который приводит в действие двигатель постоянного тока и заряжает аккумуляторы. При отключении электроэнергии батареи поддерживают работу двигателя, поэтому генератор продолжает подавать питание на нагрузку. Установки MG чаще используются для питания другого механического оборудования, такого как кондиционеры, чем для питания реальных ITE, хотя было время, когда они были довольно распространены на старых мейнфреймах.
- Дизельно-роторные ИБП (DRUPS) аналогичны комплектам MG, за исключением того, что в них нет аккумуляторов (кроме аккумуляторов для запуска генератора) и встроенный дизельный двигатель, который запускается и поддерживает питание при отключении электроэнергии. Маховик поддерживает вращение генератора достаточно долго, чтобы генератор стабилизировался, прежде чем механическая муфта прикрепит его к генератору. Опять же, они, как правило, используются больше для поддержания питания кондиционеров, чем для питания ITE. Их часто выбирают в качестве экономичной альтернативы отдельным генераторам, когда особенно важно поддерживать бесперебойное охлаждение.
- ИБП с маховиком имеют сходство как с комплектами MG, так и с DRUPS, но с существенным отличием. Генератор приводится в действие электродвигателем, когда доступно питание от сети, но система включает только тяжелый маховик, чтобы поддерживать вращение генератора, обычно до тех пор, пока вспомогательный генератор не возобновит подачу питания. Маховик вращается на воздушных или магнитных подшипниках почти без трения в герметичном корпусе, который может поддерживать мощность в течение 30 секунд. Комбинированные блоки могут увеличивать продолжительность работы до нескольких минут, не выделяя тепла, характерного для других ИБП.
Коэффициент мощности ИБП: Коэффициент мощности (пф) представляет собой разницу между реальной мощностью и полной мощностью. Это очень неправильно понимают, но очень важно знать покупателю. Исторически сложилось так, что большинство крупных ИБП имели коэффициент мощности 0,8, что означало, что ИБП на 100 киловольт-ампер (кВА) мог обеспечить только 80 киловатт (кВт) реальной мощности. Большинство современных ИБП имеют коэффициент мощности от 0,9 до 1,0, что означает, что реальная мощность в кВт намного ближе или даже равна полной мощности в кВА.
Центральный и распределенный ИБП: Распределенный ИБП обычно означает небольшие ИБП, установленные в каждом шкафу оборудования, хотя иногда ИБП устанавливается в каждом ряду шкафов. Существуют небольшие ИБП VFI, но многие из них имеют конструкцию VFD или VI, поэтому важно знать, какая технология приобретается. Небольшие ИБП, монтируемые в стойку, часто имеют коэффициент мощности всего 0,7, поэтому ИБП, рекламируемый как 1000 кВА, может выдавать только 700 Вт. У них есть свое место, но обычно в ситуациях с одной или двумя стойками для оборудования, где централизованный автономный ИБП был бы неэкономичным.
Небольшие распределенные ИБП не всегда обслуживаются так же хорошо, как и более крупные системы, поэтому неисправные батареи часто остаются незамеченными, пока не становится слишком поздно.
Рекомендации по выбору и использованию систем ИБПСуществует несколько важных соображений по выбору системы ИБП, в том числе:
Модульность: Большинство современных аккумуляторных ИБП являются модульными. Они состоят из нескольких более мелких блоков ИБП и аккумуляторов, которые можно комбинировать по мере необходимости для обеспечения емкости, резервирования или того и другого. Больше нет необходимости перекупать в ожидании долгосрочного роста. Рама просто должна быть достаточно большой для долгосрочных ожиданий.
МодулиActual можно приобрести и установить по мере необходимости, а также можно установить один или два дополнительных модуля для обеспечения резервирования. Например, ИБП мощностью 100 кВт может иметь шесть модулей мощностью 20 кВт для обеспечения резервирования по схеме N+1. Емкость батареи может быть добавлена модульно таким же образом. Кроме того, модули в большинстве систем поддерживают горячую замену , поэтому неисправный модуль может быть удален и возвращен на завод, а замена отправлена в одночасье для установки пользователем без прерывания работы.
Как отмечалось выше, ИБП с маховиком также можно комбинировать по модульному принципу для увеличения размера, продолжительности работы и/или резервирования. Однако они должны добавляться и обслуживаться обученным персоналом.
Ступенчатая функция: Когда на электрическое оборудование внезапно воздействуют большие нагрузки, питание может на мгновение стать нестабильным, например, когда в домах восстанавливается электроснабжение, и свет мерцает, или когда большие двигатели включаются и свет на мгновение тускнеет. Это вызывает наибольшую озабоченность при работе с резервированием ИБП 2N, поскольку при выходе из строя одного ИБП требуется, чтобы второй ИБП мгновенно принял на себя всю нагрузку.
Это также вызывает беспокойство в ИБП с частотно-регулируемым приводом, где полная нагрузка передается на инвертор при сбое питания, и может быть проблематичным в системах VI или в системах, работающих в экономичном режиме. При оценке больших систем ИБП важно, чтобы инженер-электрик получил данные о переходных нагрузках от поставщиков ИБП, сравнил их и объяснил результаты владельцу.
Батареи и срок службы батареиАккумуляторы — это развивающаяся технология, особенно из-за их более широкого использования в электромобилях. Батареи тяжелые, поэтому всегда следует проверять прочность конструкции пола. Сегодня широко используются три типа батарей:
- Залитые свинцово-кислотные или мокрые аккумуляторы являются самыми дорогими, но имеют самый длительный срок службы — обычно 25 лет и более. Однако для них требуются отдельные противопожарные помещения с канализацией для кислоты, сигнализацией обнаружения водорода, вытяжными вентиляторами, станциями для промывки глаз, дренчерным душем и защитным снаряжением. Они также являются самыми тяжелыми, требуют регулярного обслуживания и обычно используются в самых крупных и сложных установках.
- Свинцово-кислотный клапан с регулируемым клапаном (VRLA) , также известные как герметичные элементы, используют пастообразный электролит вместо жидкости и содержатся в герметичной упаковке с небольшими вентиляционными отверстиями. Они заряжаются медленнее, чем мокрые элементы, чтобы избежать выделения водорода, поэтому их можно использовать в любом месте без специальной конструкции или защиты. Гарантия обычно составляет 10 лет, но фактический срок службы часто составляет всего 3-5 лет в зависимости от местной стабильности электропитания и частоты частичной разрядки и перезарядки батарей. Аккумуляторы VRLA с более длительным сроком службы доступны по более высокой цене, но обычно должны быть указаны. VRLA несколько менее тяжелые, чем мокрые ячейки.
- Ионно-литиевые (Li-ion) — это новейшие доступные батареи, которые можно использовать без специальных помещений или конструкции в большинстве юрисдикций. Возможно, до сих пор есть города, которые считают их опасными, но их химический состав и конструкция совершенно отличаются от тех, что загорелись в сверхкомпактной электронике. Литий-ионные батареи меньше и легче, чем VRLA, их можно частично разряжать и перезаряжать без ухудшения характеристик, и ожидается, что они будут иметь более длительный срок службы, чем VRLA. Однако они все еще слишком новы для долгосрочных данных.
Продолжительность работы батареи: Системы ИБП выделяют тепло, независимо от типа батареи, поэтому существует ограничение на то, как долго ИБП может работать без кондиционирования воздуха. Фактический предел зависит от таких факторов, как размер помещения, другое оборудование и тепловая нагрузка здания, но общепринятое правило составляет от 30 до 60 минут.
В какой-то момент ИБП перегреется и перейдет в самозащитное тепловое отключение. Таким образом, без генератора для перезапуска охлаждения более длительное время работы от батарей является пустой тратой места и денег и значительно увеличивает стоимость замены батарей, особенно при использовании батарей VRLA. Выход из строя одной батареи требует замены всей цепочки, иначе другие элементы выйдут из строя преждевременно. Если ИТ-персонал заботится о упорядоченном отключении, это лучше сделать с помощью функции, доступной на большинстве крупных ИБП, которая отправляет сигнал по сети для отключения ITE, когда срок службы батареи достигает заданного уровня.
С генераторами ИБП часто настраиваются на несколько минут автономной работы. Генераторы качества должны запускаться и стабилизироваться в течение нескольких секунд, но иногда требуется более длительное время, чтобы обеспечить время на случай, если генераторы не запустятся. В этом не должно быть необходимости при использовании резервных генераторов.
Комплекты батарей: Чаще всего выходит из строя батарея. Поэтому в наилучшей конфигурации для обеспечения требуемой продолжительности работы используется как минимум два комплекта батарей.
Мониторинг и техническое обслуживание аккумуляторов: Многие новые системы ИБП включают средства мониторинга аккумуляторов сторонних производителей. Если они этого не делают, это должно быть указано как дополнительное требование. Аккумуляторы, как правило, выходят из строя, когда внезапно оказываются под нагрузкой, а именно тогда, когда они больше всего нужны. Существует несколько типов мониторов, и среди производителей ведутся споры о том, какой из них лучше, но любая система мониторинга предупредит о слабых или неисправных ячейках до того, как произойдет авария. Влажные камеры требуют регулярного обслуживания. Батареи следует заменять всякий раз, когда мониторинг указывает на слабую ячейку.
Трансформаторы и заземление: Обратите внимание, что на иллюстрациях ИБП не показаны ни входные, ни выходные трансформаторы. Трансформаторы когда-то были стандартными в электронных ИБП, но теперь их редко можно увидеть, что в значительной степени объясняет повышение эффективности. Устранение трансформаторов имеет еще одно потенциальное преимущество и два потенциальных недостатка:
- Преимущество. Если входное и выходное напряжения совпадают, нет необходимости в полном циклическом байпасе, включающем трансформаторы, чего нет в сервисном байпасе.
- Недостаток. Если входное и выходное напряжения должны различаться, трансформаторы требуются не только на входе или выходе, но и полный обходной байпас, включающий еще один трансформатор.
- Недостаток. Отсутствует выходной трансформатор для изоляции нагрузки от ИБП. Поэтому инженер-электрик должен проявлять особую осторожность при проектировании системы заземления и решении проблем, связанных с устранением неисправностей, обычно называемых короткими замыканиями, которые могут вывести из строя выходные транзисторы ИБП. Это часто делается с помощью внешних распределительных трансформаторов в крупных распределительных устройствах.
VI и VFD могут быть проблематичными из-за нестабильного питания. Поскольку перед устойчивым восстановлением питания обычно наблюдается одно или несколько мерцаний, в этих ИБП предусмотрена логика, которая не позволяет им вернуться к нормальной работе до тех пор, пока питание не стабилизируется.
ИБПVI и VFD не следует использовать в местах с нестабильной подачей электроэнергии, поскольку они также имеют функцию блокировки, которая не позволяет им вернуться в нормальное состояние, если они переключаются туда-сюда слишком часто, что требует ручного восстановления. Та же проблема может возникнуть, если генераторы переключаются на нагрузку слишком быстро и то увеличиваются, то уменьшаются, пытаясь поглотить нагрузку.
Последнее обновление: май 2022 г.
Продолжить чтение Про источники бесперебойного питания (ИБП)- UPS предоставляет план Agile для модернизации устаревших приложений
- Интеллектуальные функции ИБП для лучшего резервного питания
- 4 поставщика ИБП для центров обработки данных для оценки
- Исследователи обнаружили уязвимости в устройствах APC Smart-UPS
- PDU-UPS развивается медленно, предлагает партнерам модульность
Бесперебойное питание в центре обработки данных: выбор между устойчивостью и временем безотказной работы
Автор: Флер Дойдж
- Модульные системы ИБП
обеспечивают гибкие возможности управления питанием
Автор: Роберт Макфарлейн
- Функции интеллектуального ИБП
для лучшего резервного питания
Автор: Джейкоб Раунди
Основные факторы, влияющие на процесс выбора ИБП
Автор: Роберт Макфарлейн
SearchWindowsServer
- Рассмотрите возможность группового лицензирования Azure AD для пользователей Office 365.
Администраторы, которые управляют многими пользователями, могут сделать еще один шаг к оптимизации назначения лицензий, воспользовавшись преимуществами нового…
- Освещение конференции Microsoft Ignite 2022
Новости, связанные с постоянно расширяющимся портфелем облачных предложений технологической компании, как ожидается, займут центральное место на …
- Нулевой день Windows отменен для сентябрьского патча во вторник
В этом месяце администраторов ожидает относительно небольшая нагрузка по установке исправлений, но угроза «червя» должна повысить чувство срочности до …
SearchCloudComputing
- Как настроить оповещения о бюджете Azure
Оповещения о бюджете Azure
можно настроить в соответствии с вашими конкретными потребностями с помощью настраиваемых уведомлений по электронной почте о финансовых бюджетах. .. .
- Внедрите эти 6 рекомендаций по оптимизации затрат Azure.
Администраторы облачных вычислений могут оптимизировать расходы на Azure, чтобы оставаться в пределах …
— от тегов ресурсов до бессерверных развертываний. - Инструменты управления затратами Azure для контроля расходов на облако
С помощью предупреждений, панелей мониторинга затрат и других функций инструменты управления затратами Azure могут помочь администраторам более четко видеть свои …
ПоискХранилище
- Государственная налоговая служба отказывается от медленного резервного копирования жесткого диска в пользу более быстрой флэш-памяти
Департамент доходов штата Миссисипи выбрал хранилище all-flash и конфигурацию резервного копирования, чтобы максимизировать производительность приложений и минимизировать …
- 4 устройства NAS для предприятий в 2023 г.
Если вы рассматриваете устройство NAS для своей организации, узнайте факторы, которые необходимо оценить, и некоторые предложения поставщиков, которые можно добавить к …
- Облачное хранилище или дата-центр: что выбрать
Крайне важно иметь эффективное и экономичное хранилище данных. И облачное хранилище, и хранилище центра обработки данных предлагают хорошие варианты, поэтому …
Что такое ИБП? -Объяснение работы и типов ИБП
от admin
В этой статье рассказывается об ИБП, его применении, истории, типах и принципах работы ИБП с их принципиальной схемой.
Определение:ИБП — это устройство, которое обеспечивает бесперебойное электропитание, чтобы поддерживать непрерывность подачи в случае отключения электроэнергии. ИБП означает источник бесперебойного питания.
Требование к ИБП:В некоторых случаях даже временное отключение питания может причинить массу неудобств и привести к большим экономическим потерям. Примерами таких применений являются крупные компьютерные установки, управление технологическим процессом на химическом заводе, мониторы безопасности, общие системы связи, отделения интенсивной терапии больниц (ОИТ) и т. д. Для таких критических нагрузок крайне важно обеспечить бесперебойное электропитание. Здесь приходит важность ИБП. Применение системы ИБП рассчитано на такие критические нагрузки.
Исходная информация:Используемая ранее система ИБП была основана на компоновке двигателя постоянного тока, генератора переменного тока и генератора переменного тока. Это расположение показано ниже.
Эта установка состоит из генератора переменного тока с приводом от двигателя постоянного тока, вал которого также соединен с дизельным двигателем. Трехфазное питание после выпрямления заряжает батарею постоянного тока, а также питает двигатель постоянного тока. Необходимый источник бесперебойного питания подается от выходных клемм генератора, как показано на рисунке.
При отключении основного питания дизельный двигатель работает, чтобы взять на себя нагрузку. Поскольку запуск дизельного двигателя занимает от 10 до 20 секунд, аккумуляторная батарея обеспечивает необходимое питание нагрузки в течение этих 10-20 секунд с помощью двигателя постоянного тока и маховика. Таким образом, бесперебойное питание распространяется на критические нагрузки.
Однако такое расположение системы ИБП сейчас ни дня не используется. В наши дни более популярны статические ИБП мощностью до нескольких кВА.
Типы ИБП:Статические ИБП бывают двух типов:
- ИБП с коротким замыканием
- ИБП бесперебойного питания
В ИБП с коротким замыканием нагрузка отключается от источника питания на короткое время порядка 4–5 мс. В течение этого периода питание нагрузки недоступно.
В бесперебойном ИБП нагрузка получает непрерывное бесперебойное питание от источника питания. В бесперебойном ИБП нет перебоев в подаче электроэнергии. Такие ИБП в основном используются для больших компьютерных установок. В компьютерной установке перерыв в подаче питания порядка 4-5 мс вообще недопустим, и, следовательно, бесперебойный ИБП является правильным выбором для таких приложений.
Работа ИБП:Принцип работы ИБП с коротким и бесперебойным питанием обсуждается вместе со схематической диаграммой в следующем разделе.
ИБП короткого замыкания и его работа:В ИБП короткого замыкания нагрузка отключается от источника питания на короткое время порядка 4-5 мс. Этот тип ИБП подходит для приложений, в которых допустимо короткое прерывание порядка 4-5 мс.
Простая принципиальная схема ИБП с коротким замыканием показана на рисунке ниже.
Внимательное изучение схемы позволяет увидеть технологию, лежащую в основе этой системы ИБП. Как видно, основной источник переменного тока выпрямляется до постоянного тока. Этот выход постоянного тока от выпрямителя заряжает батареи, а также преобразуется в переменный ток инвертором. После прохождения через фильтр переменный ток может подаваться на нагрузку, если нормально разомкнутые контакты замкнуты.
В нормальных условиях эксплуатации нормально включенные контакты замкнуты, а нормально выключенные контакты разомкнуты. Таким образом, питание нагрузки подается через основной источник переменного тока в нормальных условиях. Тем не менее, в случае отключения электроэнергии, нормально выключенные контакты замыкаются, а нормально включенные контакты становятся разомкнутыми. Это переключение занимает время 4-5 мс. Следовательно, в течение этого периода нагрузка не подключена ни к основному источнику переменного тока (основной переменный ток недоступен из-за отключения электроэнергии), ни к выходу инвертора. Как только нормально выключенный контакт замкнется, загрузите питание, полученное от инвертора и фильтра.
Кратковременное прекращение питания нагрузки может наблюдаться, если в состав нагрузки входят лампы и люминесцентные лампы. Когда нормально включенный переключатель разомкнут, а нормально выключенный переключатель будет включен, лампы будут иметь кратковременное падение в своем освещении, тогда как люминесцентные лампы будут на мгновение выключены, а затем снова включатся.
При возобновлении основного питания переменного тока критические нагрузки подключаются к основному источнику переменного тока через нормально включенный выключатель. Снова наблюдается кратковременное прерывание освещения. Такое расположение ИБП с коротким замыканием также известно как резервный источник питания.
Бесперебойный ИБП и его работа:В бесперебойном ИБП нагрузка получает непрерывное бесперебойное питание от источника питания. В этой системе бесперебойного питания не бывает перебоев в электроснабжении. Простая принципиальная схема бесперебойного ИБП показана ниже.
В этой системе основной источник переменного тока выпрямляется, а выпрямитель подает питание для поддержания необходимого заряда батарей. Выпрямитель также непрерывно подает питание на инвертор, который, в свою очередь, передает питание на нагрузку через фильтр и нормально включенный выключатель. Таким образом, нагрузка постоянно подключена к инвертору. Это просто означает, что питание нагрузки осуществляется от аккумуляторной батареи. Хотя батарея получает питание от основного источника переменного тока, но в случае отключения электроэнергии батарея будет подавать питание на нагрузку без перерыва в соответствии со своей номинальной емкостью.
Номинальная емкость аккумулятора указана в Ач (ампер-час). Если это 20 Ач, это означает, что батарея может отдавать ток 2 А в течение 10 часов, ток 4 А в течение 5 часов или ток 10 А в течение 2 часов.
Итак, вы могли бы подумать, когда основной источник переменного тока подключается к нагрузке через нормально выключенный выключатель? Давайте обсудим это требование.
В случае обнаружения неисправности инвертора нагрузка включается на питание от сети переменного тока путем включения нормально выключенного выключателя и размыкания нормально включенного выключателя. Переключение нагрузки с инвертора на сеть переменного тока занимает 4-5 мс по сравнению с 40-50 мс для механического контактора. По этой причине основной источник переменного тока подключается к нагрузке через нормально выключенный выключатель.
После устранения неисправности инвертора подача бесперебойного питания снова восстанавливается для нагрузки с помощью нормально включенного переключателя. Аккумуляторы теперь заряжаются от основного источника переменного тока, регулируя заряд на максимальной скорости заряда, чтобы аккумуляторы заряжались до полной емкости за кратчайшее возможное время.
Преимущество бесперебойного ИБП:Ниже приведены основные преимущества бесперебойного ИБП:
- Инвертор можно использовать для регулирования подачи питания к нагрузке.
- Нагрузка всегда защищена от переходных процессов, которые могут возникнуть в основном источнике переменного тока. Следовательно, срок службы подключенной нагрузки увеличивается.
- Выходная частота инвертора может поддерживаться на нужном уровне.
Типы ИБП (источник бесперебойного питания)
Изображение предоставлено: Alhim/Shutterstock.com
Источник бесперебойного питания, сокращенно ИБП, представляет собой устройство, предназначенное для обеспечения питания системы при выходе из строя основного источника питания или при падении уровня напряжения источника питания ниже допустимого уровня производительности. ИБП — это обычный элемент, включенный в конструкцию компьютеров, ферм серверов и центров обработки данных, в которых хранятся цифровые данные. В зависимости от требований приложения ИБП может обеспечивать питание системы достаточно долго, чтобы обеспечить упорядоченное отключение, что позволяет избежать проблем, связанных со сбоем системы из-за внезапной потери питания. Или, в других случаях, ИБП может быть сконфигурирован для подачи питания в течение гораздо более длительного периода времени, фактически обеспечивая непрерывное питание, которое не приводит к прерыванию работы оборудования, подключенного к ИБП.
В этой статье будет представлен обзор распространенных типов систем ИБП, которые используются, а также рассмотрены их конфигурации и работа.
Пример персонального компьютера
Возможно, самый простой пример ИБП, с которым мы знакомы, — это резервная батарея, используемая в персональных компьютерах. Ноутбуки и планшетные компьютеры питаются от бортовой аккумуляторной технологии, такой как литий-ионная, которая подает питание постоянного тока на электронику компьютера. Блок питания или зарядное устройство, поставляемое с компьютером, служит для подзарядки аккумулятора по мере необходимости, когда уровень заряда падает из-за использования. Если ноутбук или планшет подключен к источнику питания, а пользователь работает на компьютере, внезапная потеря сетевого питания предотвратит дальнейшую подзарядку аккумулятора от источника питания в период отключения, но с точки зрения пользователя. , они не испытывают никаких простоев или отключений. Встроенная батарея продолжает обеспечивать питание печатных плат внутри компьютера, таких как ЦП, поэтому потери данных не происходит. В зависимости от уровня заряда батареи в момент отключения электроэнергии пользователь может продолжать работать без происшествий до тех пор, пока не будет восстановлено электроснабжение и источник питания снова не начнет подзаряжать батарею компьютера. Или, в случае низкого уровня заряда, пользователь, по всей вероятности, все еще может успешно сохранить свою работу, закрыть открытые файлы и приложения и выполнить стандартное выключение компьютера.
Этот пример устанавливает структуру функционирования других конфигураций систем ИБП, которые будут описаны в следующем разделе.
Типы систем бесперебойного питания
Системы ИБПобычно можно отнести к одному из следующих пяти типов:
- Резервный ИБП
- Линейно-интерактивный ИБП
- Резервный ферро ИБП
- Онлайн-ИБП с двойным преобразованием
- Преобразование Delta онлайн ИБП
Обратите внимание, что эти типы основаны на потребности в резервном питании от сети переменного тока для нагрузки.
Резервный ИБП
Резервный ИБП представляет собой конфигурацию, в которой резервная батарея заряжается от сетевого напряжения и подается через инвертор на безобрывный переключатель. Когда основное питание пропадает, безобрывный переключатель переводит резервный путь питания в режим онлайн (представлен на рисунке 1 ниже как нижний путь с пунктирной линией). Инвертор обычно не активен до тех пор, пока не произойдет сбой питания, поэтому для описания этого типа ИБП используется термин «режим ожидания». Необходимость активного переключения пути питания означает, что с момента потери основного питания до завершения переключения произойдет кратковременное отключение. Первичный тракт питания, показанный на рис. 1, включает в себя LC-фильтр и схему защиты от перенапряжения для шумоизоляции.
Изображение предоставлено: https://www.schneider-electric.com/
Представленный ранее пример с ноутбуком можно рассматривать как упрощенный тип резервного ИБП, в котором желаемым выходным сигналом является постоянный ток, а не переменный ток, и нет необходимости в переключателе нагрузки.
Линейно-интерактивный ИБП
Одной из наиболее часто используемых конструкций источников бесперебойного питания является линейно-интерактивный ИБП, представленный на рис. 2 ниже. Благодаря линейному интерактивному дизайну основная мощность подается через безобрывный переключатель на инвертор, а затем на нагрузку. Инвертор в этой конструкции всегда активен, и когда основное питание включено, он работает в обратном направлении для преобразования входящего переменного тока в постоянный, который используется для поддержания заряда резервной батареи. Если сетевое питание пропадает, размыкается переключатель, и инвертор работает в нормальном направлении, забирая мощность постоянного тока от батареи и преобразовывая ее в переменный ток для питания нагрузки.
Изображение предоставлено: https://www.schneider-electric.com/
Эта конструкция, поддерживающая инвертор в активном состоянии, обеспечивает улучшенную фильтрацию и уменьшает переходные процессы переключения, которые могут иметь место в резервной конфигурации ИБП. В зависимости от конструкции инвертора эта конфигурация может обеспечить два независимых пути питания для нагрузки и исключает инвертор как единую точку отказа. Таким образом, даже если инвертор выйдет из строя, мощность переменного тока все равно будет подаваться на выход. Этот тип ИБП предлагает низкую стоимость, высокую надежность и высокую эффективность, а также может поддерживать приложения с низким или высоким напряжением.
Резервный ферро ИБП
Резервный ферро-ИБП использует трехобмоточный трансформатор для подключения нагрузки к источнику питания, как показано ниже на рис. 3. Первичная мощность проходит через переключатель, который нормально замкнут на катушки в трансформаторе, где он соединяется с вторичной обмоткой. катушки трансформатора, а затем подает питание на выходную нагрузку. Путь резервного питания подает линейное напряжение на зарядное устройство и поддерживает резервную батарею, которая затем подключается к инвертору, соединяющему третью катушку трансформатора.
Изображение предоставлено: https://www.schneider-electric.com/
При отказе основного источника питания размыкается безобрывный переключатель, и инвертор подает питание на нагрузку от резервной батареи. В этой проектной конфигурации инвертор находится в режиме ожидания и становится активным при отключении основного питания и размыкании безобрывного переключателя.
Трансформатор, обеспечивая изоляцию нагрузки от переходных процессов сетевого напряжения, может создавать собственные искажения выходного напряжения и переходные процессы, которые могут быть хуже, чем при плохом подключении переменного тока. Кроме того, неэффективность ферротрансформатора может привести к выделению значительного количества тепла, кроме того, они довольно большие и тяжелые, в результате чего резервные ферротрансформаторы также становятся громоздкими.
Этот тип ИБП в настоящее время реже используется для питания нагрузок современных компьютерных систем, поскольку они могут стать нестабильными. Блоки питания, используемые для питания серверов и маршрутизаторов, имеют «корректированный коэффициент мощности», чтобы потреблять от коммунальных служб только синусоидальную мощность. Это достигается за счет использования конденсаторов с реактивным сопротивлением, позволяющим опережать приложенное переменное напряжение. Выход трансформатора резервного ферро ИБП содержит катушки, индуктивность которых приводит к отставанию напряжения по сравнению с мощностью переменного тока. Эта комбинация индуктивной и емкостной цепей приводит к резонансу или звону, которые могут создавать большие токи и потенциально могут повредить оборудование нагрузки.
Онлайн-ИБП с двойным преобразованием
Для приложений мощностью выше 10 кВА онлайн-ИБП с двойным преобразованием часто является предпочтительной конфигурацией. Как показано на рис. 4 ниже, онлайн-ИБП с двойным преобразованием похож на резервный ИБП, за исключением того, что выход инвертора представляет собой основной путь питания, тогда как в резервном ИБП это был вторичный или резервный путь. Первичная сеть переменного тока питает выпрямитель (преобразователь переменного тока в постоянный), а затем возвращается обратно к инвертору, который регенерирует мощность переменного тока из мощности постоянного тока. Резервная батарея подключается к линии постоянного тока и заряжается от выпрямителя.
Изображение предоставлено: https://www.schneider-electric.com/
Доступен переключатель статического байпаса, но он не активируется в случае отказа основного питания переменного тока. Питание от аккумуляторной батареи будет плавно питать инвертор в случае сбоя сети переменного тока, в результате чего конструкция не приводит к времени переключения в случае потери питания. Поскольку в этой конструкции инвертор и выпрямитель постоянно активны, надежность электрических компонентов снижается по сравнению с другими конструкциями. Но с точки зрения электрической мощности этот тип ИБП обеспечивает идеальную выходную мощность.
Преобразование Delta онлайн ИБП
Онлайн-ИБП с дельта-преобразованием представляет собой относительно новую конструкцию, которая была введена для устранения некоторых недостатков, связанных с онлайн-ИБП с двойным преобразованием, которые обсуждались ранее. Как и в конструкции с двойным преобразованием, в онлайн-ИБП с дельта-преобразованием инвертор подает выходную мощность на нагрузку и, следовательно, всегда работает. На рис. 5 ниже показана конструкция этого типа ИБП.
Изображение предоставлено: https://www.schneider-electric.com/
Трансформатор треугольника соединяет сеть переменного тока с преобразователем треугольника, который генерирует выходную мощность постоянного тока. Как и в конструкции с двойным преобразованием, выход постоянного тока служит для поддержания заряда резервной батареи, а также для питания инвертора, который затем вырабатывает выходной сигнал переменного тока, который передается на нагрузку. Основная мощность также имеет подачу, которая соответствует выходу инвертора.
Функция дельта-преобразователя минимизирует любые гармоники, которые могут быть отражены обратно в электросеть или в подключенную генераторную систему, что делает эту конструкцию ИБП совместимой с генераторными установками и устраняет необходимость в проводке или генераторах слишком большого размера.