Aptuvens sinusoidālais vilnis ir maiņstrāvas viļņa forma, kas aptuveni atbilst tīram sinusoidālajam vilnim. Tam var būt pakāpeniska aploksnes forma, ko attēlo dažādas polaritātes taisnstūra vai trapecveida impulsu secība. Aptuvens sinusoidālā viļņa maiņstrāvas signāls atrodas pie lielākās daļas izmantoto nepārtrauktās barošanas avotu (UPS) izejas.
Nepārtrauktās barošanas avotu piešķiršana
UPS galvenais uzdevums ir glābt patērētājus barojošo maiņstrāvas spriegumu, ja tas pēkšņi pazūd tīklā. Tie nepilda tīkla sprieguma stabilizācijas funkciju, bet ir maiņstrāvas sprieguma avārijas avoti ar aproksimētu sinusoīdu. Nepārtrauktās barošanas avoti nav paredzēti tiem pievienoto iekārtu nepārtrauktai darbībai, ja notiek negadījums tīkla sprieguma līnijās.
UPS ir jānodrošina, lai patērētāji darbotos pietiekami ilgi, lai pabeigtu procesus, kurus nevar pēkšņi pārtraukt. UPS darbības laikā ar aptuveno sinusoidālo vilni tiks radīti apstākļi normālai slodzes izslēgšanai. Tas saglabās tā darbību turpmākai lietošanai. Bieži vien var atrast atsauci uz UPS nepārtrauktās barošanas avotu. UPS tajā ir saīsinājums no angļu apzīmējuma UPS.
Avotu klasifikācija
Atkarībā no barošanas maiņstrāvas sprieguma kvalitātes prasībām UPS nepārtrauktās barošanas avotus var iedalīt vairākos veidos:
- bezsaistes avoti, kas ir rezerves veida avārijas avoti;
- līniju interaktīvi vai līniju interaktīvi avoti, kas spēj stabilizēt tīkla spriegumu ar nelielām novirzēm no nominālvērtības un pārslēgties uz avārijas barošanas režīmu ar aptuvenu sinusoidālo vilni, kad tas pilnībā pazūd;
- on-line, jeb UPS ar dubultu elektroenerģijas pārveidi, nodrošinot pieslēgto slodzi ar stabilizētu tīkla spriegumu būtisku sprieguma svārstību gadījumā un veicot avārijas avota funkcijas, kad tas ir pilnībā izslēgts.
Jebkāda veida nepārtraukts avots ietver uzlādējamu akumulatoru, kas ir elektroenerģijas krātuve. Atkarībā no to ierīču jaudas kvalitātes prasībām, kuras ir UPS slodze ar aptuveno sinusoidālo vilni,tiek piemēroti noteikti ķēdes risinājumi.
UPS bezsaistē
Šāda veida pasīvās UPS ir gaidstāves darbības avots. Tā komutācijas ierīce pie normāliem tīkla sprieguma kvalitātes parametriem nodrošina tiešu slodzes pieslēgšanu elektrotīklam. Ja UPS ieejā rodas īslaicīgs strāvas padeves pārtraukums, komutācijas ierīce nodod strāvas padevi patērētājiem avārijas (rezerves) režīmā. Elektriskās enerģijas avots šajā gadījumā ir iebūvētais akumulators.
Tā līdzstrāvas spriegumu invertors pārvērš modificētā maiņstrāvas sprieguma sinusoidālā vilnī, kas tiek piegādāts caur slēdža elektromagnētiskā releja kontaktiem, lai darbinātu slodzi. Lai uzlādētu akumulatoru (akumulatoru), ir ārējā barošanas avota sprieguma taisngriezis. Lai aizsargātu to no augstfrekvences traucējumiem, kas rodas impulsu invertora darbības laikā, UPS tiek nodrošināts ar filtru. Tās elementi arī aizsargā slodzes ierīces no īslaicīgiem jaudas pārspriegumiem.
Līnijas interaktīvie avoti
Line-interactive UPS atšķirībā no gaidstāves avota spēj stabilizēt tīkla spriegumu, ja slodze ir tieši pievienota tai caur elektromagnētiskā releja kontaktiem. Tas tiek nodrošināts, ievades ķēdē izmantojot autotransformatoru. Tās tinumu pārslēgšana tiek veikta automātiski atkarībā no tīkla sprieguma lieluma. Palielinoties vai samazinoties, mainīgais spriegums tā izejāsaglabā nominālvērtību 220 V. Visbiežāk šāda veida UPS autotransformators regulē ārējā barošanas tīkla sprieguma izmaiņu diapazonā (150-270) V.
Kontaktora pārslēgšana un pāreja uz slodzes avārijas barošanas režīmu ar modificētu sinusoīdu notiek, ja tīkla spriegums mainās pārmērīgi, pārsniedzot regulēšanas diapazonu. Regulēšanas precizitāti nosaka autotransformatora pieskārienu (soļu) skaits. Slodzes ierīču barošanas avārijas režīmā ar aptuveno sinusoidālo maiņstrāvas spriegumu darbība notiek tāpat kā bezsaistes UPS.
Tiešsaistes UPS
Elektriskās enerģijas divkārša pārveidošana šāda veida nepārtrauktās barošanas avotos ļauj iegūt aptuvenu izejas maiņstrāvas sprieguma sinusoidālo vilni, kas pēc formas tuvojas tīram sinusam. Tīkla spriegumu, ko taisngriezis pārveido līdzstrāvā, pārveidotājs pārvērš atpakaļ maiņstrāvā, ko izmanto slodzes barošanai.
Iebūvētais akumulators tiek uzlādēts ar taisngrieža līdzstrāvu un tiek nodots ekspluatācijā avārijas režīmā. Uzkrāto līdzstrāvas enerģiju invertors pārvērš izejas maiņstrāvas spriegumā, kas nodrošina slodzes iekārtu. Šāda veida avota shēma ļauj pievienot papildu ārējo akumulatoru UPS.
Kad tīkla spriegums tiek atjaunots tā normālās vērtības robežās, notiek pārslēgšanaslodzes padeve no primārā maiņstrāvas tīkla. UPS akumulatora elektriskā jauda nosaka laiku, kurā patērētāji var strādāt ar pēkšņu tīkla sprieguma zudumu.
UPS specifikācijas
UPS izvēle tiek veikta, pamatojoties uz tā tehniskajiem parametriem. Tehniskie parametri, kas nosaka šī mērķa produktu prasību izpildes kvalitāti, ietver:
- jauda pie avota izejas ar pievienoto slodzi, mērot volt-ampēros (VA) vai vatos (W);
- Izejas sprieguma diapazons ar pievienotu slodzi, mērīts voltos (V);
- pārsūtīšanas laiks, kas nosaka laiku, kas nepieciešams, lai pārsūtītu enerģiju uz slodzi akumulatora gaidstāves režīmā, mērot milisekundēs (ms);
- ieejas tīkla sprieguma diapazons, kurā UPS spēj stabilizēt izejas spriegumu, nepārslēdzoties uz akumulatora rezerves režīmu;
- nelineārais kropļojumu koeficients, kas procentuāli nosaka izejas signāla formas atšķirību no tīra sinusoīda;
- darbības laiks autonomā akumulatora rezerves režīmā ar pievienotu slodzi, ko nosaka iekšējā akumulatora elektriskā jauda;
- pašu akumulatoru kalpošanas laiks atkarībā no to izgatavošanas tehnoloģijas.
Izvēloties UPS, svarīga loma ir arī nepārtrauktās barošanas avota cenai. Tas ir tieši atkarīgs no shēmas risinājumiem, ko izstrādātājs izmanto, veidojot patērētāja izvēlēto modeli, un svārstās no diviem līdz desmitiemtūkstoši rubļu.
Lietojumprogrammas
UPS nepārtrauktās barošanas avotus var izmantot kopā ar pretestības slodzi - ierīcēm, kas ietver komutācijas barošanas avotus.
UPS netiek izmantots, lai barotu patērētājus ar ievērojamu reaktīvo induktīvo komponentu (veco elektronisko ierīču modeļu elektrotīkla transformatori, motoru tinumi, mājas apkures katlu sūkņi). Katra no esošajām nepārtrauktās barošanas avota shēmām ir paredzēta noteiktam patērētāju lokam, ņemot vērā tās priekšrocības un trūkumus.
Secinājums
Rakstā sniegts īss pārskats par pašreizējiem nepārtrauktās barošanas avotiem ar modificētu sinusoidālo vilni. Tiek apskatīti ķēžu risinājumi, ko izstrādātāji izmantoja to izveides laikā. Pēc iesniegtā materiāla izlasīšanas lasītājs, kurš ir ieinteresēts iegādāties UPS, lai atrisinātu savas problēmas, bez grūtībām varēs izpētīt tā dokumentācijas komplektu. Tajā pašā laikā nevajadzētu aizmirst, ka augsta prece nozīmē augstāku cenu, to pērkot.
