29.01.2024
Источник бесперебойного питания — обязательный элемент построения надежного электроснабжения важного, чувствительного к перебоям оборудования. Такие приборы бывают разных типов. Для выбора наиболее эффективного, отвечающего поставленным задачам ИБП нужно понимать отличия между разновидностями. Рассмотрим существующие виды UPS и их особенности.
Классификация ИБП по топологии
Классификация источников бесперебойного питания осуществляется по разным признакам. Принципиальным для выбора критерием является топология бесперебойника. По этому параметру выделяют такие основные типы ИБП:
- онлайн;
- оффлайн;
- линейно-интерактивные.
Рассмотрим особенности и отличия каждого из этих типов.
Онлайн ИБП (тип с двойным преобразованием)
Принцип действия UPS этого вида основан на том, что они производят двойное преобразование сетевого напряжения. Первоначально переменное напряжение, поступающее из электросети, преобразуется в постоянное, после чего происходит обратное преобразование. Отличие on-line ИБП состоит в схеме силовой цепи, в которой аккумуляторные батареи находятся между выпрямителем и инвертором, которые работают непрерывно. Благодаря постоянному подключению инвертора к аккумулятору достигается переход прибора в автономный режим без задержек.
Основные преимущества UPS с двойным преобразованием:
- выдача 220/230 В с чистой синусоидой, независимо от качества напряжения на входе;
- возможность работы в большом диапазоне сетевого напряжения без перехода на питание от АКБ — 110-275 В;
- полноценная фильтрация сетевого напряжения от выбросов и ВЧ-помех;
- моментальный переход в автономный режим без отключения нагрузки от электроснабжения;
- наиболее эффективная защита подключенной нагрузки.
Среди основных минусов можно выделить сравнительно низкий КПД — на уровне 80-90 %. Однако передовые алгоритмы управления, применяемые в моделях ведущих брендов, позволяют существенно повысить КПД, вплоть до 99 %. Также к недостаткам бесперебойников этого вида относиться их высокая стоимость, необходимость постоянной вентиляции для принудительного охлаждения инвертора.
В отличие от других типов, эти ИБП бывают только с чистой синусоидой. При подборе модели надо предусмотреть значительный запас по номинальной мощности (до 30-50 %), чтобы исключить перегрев инвертора.
Источники бесперебойного питания онлайн типа рекомендованы для организации электроснабжения наиболее ответственного оборудования с повышенной чувствительностью к качеству напряжения. Мощность подключаемой нагрузки может составлять от 6000 ВА.
Схемы работы ИБП с двойным преобразованием напряжения (on-line типа)
Оффлайн ИБП (резервный тип)
Источник бесперебойного питания этого типа производит переключение питания нагрузки на резервную батарею при отключении центрального электроснабжения или при отклонении его параметров от нормативных значений. При этом питание подается через инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный. При восстановлении нормального электроснабжения происходит обратное переключение. В штатном режиме UPS осуществляет питание нагрузки по принципу сетевого фильтра.
Основные преимущества off-line топологии:
- высокая надежность;
- значительная устойчивость к перегрузкам и отсутствие потерь напряжения в режиме ожидания;
- экономичность — в штатном режиме электроэнергия расходуется только на подзаряд АКБ и питание управляющей платы;
- малошумная работа, включение вентилятора только при работе от АБ;
- низкая, в отличие от других видов топологии, цена UPS.
Среди минусов оффлайн топологии можно выделить отсутствие стабилизации сетевого напряжения, слабую защиту от ВЧ-помех. Схема может пропускать помехи от нагрузки в обратно сеть. При переключениях между режимами питания происходит кратковременное отключение нагрузки. Перерыв в электроснабжении составляет от 4 до 20 мс. Питание от АКБ включается даже при малых скачках напряжения, что ускоряет износ батарей.
Учитывайте, что off-line ИБП могут выпускаться как с аппроксимированной, так и с чистой синусоидой. Для подключения некоторых видов нагрузки подходит только чистая синусоида, например, для электродвигателей, линейных БП, освещения.
Учитывая особенности источников бесперебойного питания этого вида, они применяются только в сетях со стабильным напряжением. Не следует подключать нагрузку, особо чувствительную к качеству напряжения питания, например, приборы с инверторными или асинхронными электродвигателями, микропроцессорную технику.
Схемы работы резервных ИБП (offline типа)
Линейно-интерактивный ИБП (интерактивный тип)
Бесперебойники этого типа работают, в целом, аналогично виду с оффлайн топологией. Их отличие состоит в том, что схема включает стабилизатор напряжения. При электроснабжении приборы этого вида не просто находятся в режиме ожидания, но и осуществляют постоянный контроль сетевого напряжения. Если оно отклоняется от нормы, автоматически включается стабилизатор.
Основной плюс этого вида источников бесперебойного питания перед моделями резервного типа — большой диапазон номинального напряжения в сети без перехода на электроснабжение от АКБ.
К минусам линейно-интерактивной топологии относятся такие особенности:
- снижение мощности на выходе при падении входного напряжения;
- возможные скачки выходного напряжения при регулировке;
- недостаточная защита от выбросов и ВЧ-помех;
- перерыв в питании нагрузки 4-20 мс при переключении между режимами.
Как и в случае с бесперебойниками резервного вида, эти модели бывают с аппроксимированным и чистым синусом. Учитывайте это при выборе UPS для питания нагрузки, работающей только с чистой синусоидой.
ИБП интерактивного типа могут использоваться в электрических сетях с нестабильным напряжением, которое может периодически выходить из диапазона 220-230 В, что является важным отличием в сфере применения от приборов с оффлайн топологией.
Схемы работы интерактивных ИБП (line-interactive типа)
Какие разновидности ИБП еще существуют
Кроме топологии источники бесперебойного питания классифицируются по другим признакам, между которыми могут быть существенные отличия. Так по конструкции корпуса бывают такие виды ИБП:
- напольные (tower) — выпускаются в форме моноблоков или промышленных шкафов вертикальной ориентации, устанавливаемых на полу;
- настенные — приборы небольшой мощности с компактным корпусом, который крепится на стене;
- стоечные (rack) — горизонтально ориентированные модели для установки в стойку 19 дюймов, широко применяются для защиты серверного, телекоммуникационного оборудования;
- универсальные (tower/rack) — конструкция корпуса позволяет использовать как вертикальную, так и горизонтальную ориентацию, что делает возможной установку в разных условиях.
Кроме этого, UPS классифицируют по уровню мощности. Приборы малой мощности (до 3000 ВА) — это однофазные устройства, которые, как правило, применяют для защиты бытового оборудования. Модели средней мощности (до 20 000 ВА) могут иметь одно- и трехфазное исполнение. Их используют как в быту, так и в индустриальной сфере. Приборы высокой мощности (от 20 000 ВА) имеют только трехфазное исполнение и предназначены для работы в промышленной сфере.
Какой же ИБП выбрать?
При выборе источника бесперебойного питания учитывайте тип подключаемой нагрузки и ее требования к электроснабжению, качество напряжения в вашей сети, бюджет. Оффлайн или интерактивные модели обеспечат достаточную базовую защиту нетребовательного оборудования. При этом line-interactive блоки отличаются более высокой устойчивостью к качеству входного напряжения. Наиболее полную и качественную защиту ответственного оборудования в любых условиях обеспечивают более дорогие онлайн ИБП.
Квалифицированные консультации по выбору UPS вам предоставят менеджеры компании ЭНКОМ.