|
Сравнение Источников Бесперебойного Питания ИБП/UPS различных классов может быть проведено по их поведению в различных режимах работы:
Нормальный режим работы – работа от входной сети
При работе от входной сети, ИБП фильтруют напряжение, поступающее на нагрузку (выступают в качестве фильтра сетевых помех) и, кроме самых простых моделей, стабилизируют напряжение.
От качества фильтрации и уровня стабилизации напряжения зависит качество работы и срок службы защищаемого ИБП оборудования. Питание нагрузки от повышенного или пониженного напряжения уменьшает время жизни оборудования, серьезные помехи приводят к сбоям в его работе.
Работа оборудования от встроенных аккумуляторов.
При отключении питания или выходе напряжения в сети за определенный диапазон, ИБП переходит на работу от встроенных аккумуляторов. Переменное напряжение для нагрузки формируется из постоянного, получаемого от аккумуляторных батарей.
Форма и стабильность генерируемого напряжения - основополагающая характеристика ИБП при работе от батарей. Идеальной формой выходного сигнала является гладкая синусоида.
Переход на аккумуляторы и обратно.
Каждый ИБП имеет диапазон входного напряжения, при котором он способен работать без перехода на аккумуляторы. Основополагающей характеристикой при переходе ИБП на аккумуляторы и обратно, является время перехода. Многие ИБП не в состоянии обеспечить непрерывность выходного сигнала и при переходе на батареи и обратно нагрузка имеет перерыв в электроснабжении.
Чем шире диапазон допустимого входного напряжения, тем реже ИБП переходит на аккумуляторы. Чем выше класс ИБП, тем время перехода на батареи и обратно меньше, ИБП с максимальным классом защиты не имеют разрыва выходной синусоиды при переключениях, время перехода =0.
Все имеющиеся в настоящий момент на рынке ИБП условно можно разделить на 3 класса:
OFF-LINE или Standby, часто такие ИБП/UPS называются Back UPS , Powerware 3105
Это – самые простые и дешевые ИБП. ИБП не стабилизируют напряжение, выходная амплитуда и частота изменяются так же, как и входные. В нормальном режиме ИБП фильтруют переменное напряжение пассивными фильтрами и при падении/повышении его относительно определенного уровня (например, падении ниже 180В), переходят на аккумуляторы, работают от батарей 5-7 мин и отключают нагрузку.
Основное применение: Защита некритичной нагрузки от отключения напряжения в районах со стабильным напряжением без серьезных помех.
Недостатки ИБП:
- отсутствие стабилизации напряжения;
- отсутствие хорошей фильтрации напряжения;
- даже при незначительных падениях и бросках напряжения ИБП переходит в режим работы от встроенных аккумуляторов;
- время перехода на аккумуляторы и обратно (период непредсказуемых последствий) 4—15 мсек, вероятность «подвисания» оборудования в этот момент велика.
- в некоторых ситуациях время переключения может утраиваться;
- большинство моделей при работе от аккумуляторов не воспроизводят на выходе напряжение синусоидальной формы.
Линейно-интерактивные (Line-interactive), часто называются Smart UPS, Powerware 5110
Это – средние по стоимости и самые популярные на рынке ИБП.
Линейно-интерактивные ИБП стабилизируют переменное напряжение ступенчато, при помощи автотрансформатора (бустера). Пример: При 220В на входе они дают 220В на выходе, 210В – 210В, При падении до 200В, они «набрасывают» 20В и получают 220В. При работе в нормальном режиме, ИБП не корректируют частоту. ИБП имеют пассивные фильтры и в нормальном режиме, фильтруют ими переменное напряжение. При пропадании напряжения, ИБП, оборудованные дополнительными батареями, могут поддержать нагрузку до часа-полутора.
Основное применение: Защита не очень ответственной нагрузки в районах со стабильной частотой и небольшими колебаниями амплитуды напряжения. Входная сеть не имеет серьезных помех.
Недостатки ИБП:
- ступенчатая (не плавная) стабилизация напряжения;
- отсутствие хорошей фильтрации напряжения (серьезные помехи нельзя уничтожить при помощи пассивных фильтров);
- время перехода на аккумуляторы и обратно (период непредсказуемых последствий) 2—6 мсек, вероятность «подвисания» оборудования в этот момент невелика.
- регулирующие напряжение узлы могут порождать устойчивые искажения выходного сигнала и непредсказуемые переходные процессы
ИБП структуры ON-LINE, Powerware 9120, 9125, 9155, 9305, 9355, 9340, 9370, 9390, 9315
1. ИБП структуры ON-LINE с двойным преобразованием напряжения
Это ИБП с максимальным классом защиты.
Онлайновые ИБП преобразует 100% поступающего к нему на вход переменного напряжения в постоянное, а затем выполняет обратное преобразование. При первом преобразовании стабильное постоянное напряжение, можно получить из очень плохого внешнего переменного напряжения (плохой формы, повышенного, пониженного и т.д.), но на выходе ИБП всегда формирует синусоиду заданного качества, которую он формирует сам.
ИБП обеспечивают 100% защиту питаемой нагрузки от всех существующих помех в электросети: импульсных высоковольтных бросков, длительного или кратковременного повышения или понижения напряжения изменении частоты, интерференции, нестабильности формы, полного отключения электропитания
ИБП не имеют времени перехода на батареи и обратно, могут работать с импульсной нелинейной нагрузкой, нормально работают при 100% сбросе/набросе нагрузки
Основное применение: Защита критичной, ответственной нагрузки в районах с нестабильной частотой и колебаниями амплитуды напряжения. Входная сеть может иметь серьезные помехи.
2. ИБП структуры с дельта-преобразованием напряжения (только АРС-Silcon)
ИБП на специальном узле – дельта трансформаторе много раз за период корректируют форму входного напряжения. Получаемая синусоида имеет практически идеальную форму и не уступает по качеству синусоиде, производимой ИБП с двойным преобразованием напряжения.
При работе ИБП, двойному преобразованию подвергается не вся энергия потребляемая от сети, а только ее часть (до 15%) необходимая для поддержания стабильного выходного напряжения (отсюда и такое название принципа). ИБП не корректируют частоту входной сети ИБП не имеют времени перехода на батареи и обратно, могут работать с импульсной нелинейной нагрузкой, нормально работают при 100% сбросе/набросе нагрузки
Основное применение: Защита критичной, ответственной нагрузки в районах со стабильной частотой. Возможны сильные колебаниями амплитуды входного напряжения.
Дополнительные преимущества ИБП структуры on-line
Гальваническая развязка
ИБП могут иметь гальваническую развязку, т.е. в них отсутствует замкнутая электрическая цепь между входом и выходом, что существенно улучшает помехоустойчивость защищаемого оборудования и позволяет использовать ИБП в сложных промышленных условиях
Режим Ву-Раss (байпас)
By-Pass представляет собой «обходной» режим, при котором нагрузка питается непосредственно от внешней сети через фильтр, в некоторых моделях еще и через трансформатор гальванической развязки, находящиеся в ИБП.
Ручной байпас необходим при ремонтах, регламентных работах, производимых с ИБП, для обеспечения непрерывности в питании нагрузки.
Автоматический байпас включается при перегрузках ИБП, например при включении нагрузки, пусковая мощность которой в 3-8 раз выше номинальной (например электродвигатели), при отказах ИБП, его перегреве.
Ресурс аккумуляторов
Часто стоимость аккумуляторов составляет до половины от стоимости ИБП. Время жизни батарей в таком случае играет существенную роль. В ИБП структуры On-line аккумуляторы работают дольше:
- ИБП имеют максимально широкое входное окно и реже других уходят на аккумуляторы. Чем реже используются аккумуляторы, тем дольше они живут
- ИБП часто имеют специальную программу «бережного» отношения к батареями. Например, в ИБП Powerware используется технология АВМ. Вместо постоянной подзарядки слабым током ИБП следит за уровнем заряда батареи и заряжает ее только тогда, когда это необходимо. Этот продлевает срок службы батареи до 50%, так как износ пластин существенно меньше, чем в традиционных ИБП.
Краткое сравнение ИБП разных классов:
|
Off-line |
Line-Interactive |
On-line |
| Мощность ИБП |
Менее 1,5 кВА |
Менее 4 кВА |
Не ограничена |
| Нормальный режим работы |
| Стабилизация напряжения |
Нет |
Ступенчатая |
Полная |
| Стабилизация частоты |
Нет |
Нет |
Есть* |
| Фильтрация помех |
Слабая |
Средняя |
Максимальная |
| Батарейный режим |
| Частота переходов |
Частая |
Средняя |
Редкая |
| Время прехода на батареи |
5-15 мсек |
2-6 мсек |
Нет** |
| Форма синусоиды |
Часто трапецеидальная |
Синусоидальная |
Синусоидальная |
| Время работы от батарей |
5-7 мин |
До 1-1,5 часа |
До неск часов |
| Режим By-pass |
Нет |
Нет |
Есть |
| Гальваническая развязка |
Нет |
Нет |
Возможна |
* с дельта-преобразованием - нет ** Современные компьютеры могут держать паузу до 10-15 мсек
Основные выводы
Выбор ИБП зависит от задачи, которую Вы ставите перед ИБП. Для некритичной нагрузки можно использовать ИБП структуры off-line, для средней – Line-interactive. При необходимости максимального класса защиты, промышленных условиях эксплуатации стоит использовать ИБП структуры on-line
Независимое тестирование ИБП малой мощности off-line и линейноинтерактивных разных производителей (APC, Powerware, Liebert, MGE, Powercom, Sven, Ippon, Mustek, Inelt и т.д.)
|