Imagesforyou.ru

IMG FOR YOU — ИНТЕРЬЕРНАЯ ФОТОСТУДИЯ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Использование ИБП совместно с электрогенератором: как и зачем это делать

Использование ИБП совместно с электрогенератором: как и зачем это делать

Использование ИБП совместно с электрогенератором: как и зачем это делать

Аварийное отключение электроэнергии — нередкое событие. Сети перегружены, а подстанции не остывают даже по ночам. Для кого-то это романтика со свечами, а для других — критическая ситуация. Например, для медицинских учреждений, где любой скачок энергии может испортить оборудование и стать угрозой для жизни человека. Чтобы исключить возможные казусы, организации дублируют сеть с помощью электрогенераторов. Но для этого им приходится использовать источники бесперебойного питания. Какие и почему — разбираемся.

Обычный человек может кое-как существовать без электричества. Придется забыть о холодильнике, интернете и других прелестях современной жизни. Это неудобно и непривычно, но не вопрос жизни и смерти. Если без энергии останутся крупные организации, банки и магазины, то конец света начнется раньше срока. Достаточно на пару дней оставить супермаркет без электричества — и пиши пропало: большая часть продовольствия отправится на свалку, а жители ближайших районов останутся без свежих продуктов. Страшно представить, что будет, если без электричества останутся поликлиники и больницы с их сложной техникой, от которой зависят жизни пациентов.

Тогда счет идет не на дни или часы, даже не на минуты — всего несколько секунд без 220 В могут оказаться фатальными. Поэтому некоторые учреждения используют собственные подстанции или подводят дополнительные питающие линии с других направлений. Но не у всех есть возможность использовать «выделенку», поэтому приходится выходить из положения с помощью резервных систем. Например, использовать генератор.

Конструкция блоков питания для сигнализации

В устаревших системах могут использоваться трансформаторные, блоки питания, но новые разработки систем пожарной и охранной безопасности имеют встроенные импульсные блоки.

Трансформаторный источник питания состоит из следующих элементов:

  • Сетевого дроссельного фильтра
  • Силового трансформатора
  • Выпрямителя
  • Стабилизатора

В этом источнике питания напряжение сети понижается на трансформаторе, выпрямляется и стабилизируется. Поскольку системы любой сигнализации подразумевают десятки датчиков, требуемый источник питания трансформаторного типа будет иметь большой вес и габариты.

Все блоки питания с высокочастотным преобразованием (ИБП) работают по одному принципу и отличаются лишь некоторыми схемотехническими решениями.

  1. В этих блоках осуществляется прямое выпрямление сетевого напряжения диодным мостом.
  2. Затем полученное напряжение преобразуется в импульсное с частотой порядка 20 кГц.
  3. Оно трансформируется до требуемой величины и снова выпрямляется уже мощным низковольтным выпрямителем. Так на выходе источника питания получается требуемое напряжение.

blok-pitaniya-dlya-signalizatsiiВ блоках питания с преобразованием сетевого напряжения нет больших трансформаторов, они компактны и обычно смонтированы непосредственно в корпусе прибора охранной сигнализации. ИБП обладают высоким коэффициентом стабилизации, который не зависит от нагрузки и колебаний напряжения в сети. Этим обусловлено широкое применение таких источников в системах пожарного контроля и охранной безопасности. Они обладают небольшим весом, имеют высокий КПД и стоят дешевле трансформаторных.

Основные эксплуатационные характеристики

Выбирая бесперебойное питание для тревожной сигнализации необходимо обратить внимание на следующие технические параметры:

  • Выходное напряжение. Должно совпадать с входным напряжением периферийных устройств, на которые подается питание. В зависимости от модели этот показатель может составлять 10,5-27,6 В.
  • Выходной номинальный ток. Величина этого параметра зависит от количества подключаемых устройств. Производителями выпускаются ИБП на 0,75-10А.

Например: Устройство бесперебойного питания с рабочими параметрами 12В и 3А может обеспечить энергоснабжением до 5 видеокамер со средними характеристиками, а ИБП 12В и 10А способен обеспечить работу 10-15 видеокамер.

  • Рабочий диапазон входного напряжения. Все без исключения блоки бесперебойного питания подключаются к стандартной сети электроснабжения 220В, 50Гц (некоторые имеют переключатель на параметры электросети в США 120В, 60Гц). В зависимости от модели они допускают отклонения от стандартных параметров на 25-40%, обеспечивая при этом приемлемое качество энергоснабжения.
  • Ёмкость аккумуляторной батареи. Выражается в величине Ампер/час. Чем выше этот показатель, тем дольше будут функционировать подключенные устройства.
  • Температурный режим эксплуатации. Зачастую ИБП для сигнализации устанавливаются в шкафах управления с небольшим внутренним объемом, это может привести к перегреву оборудование и выходу его из строя.
Читайте так же:
Видеокарта gigabyte gv r927xoc 2gd

Расположение ИБП в системе видеонаблюдения

Длительная автономная работа — подключаем генератор

Есть два пути повышения времени автономной работы: наращивание парка аккумуляторных батарей и использование автономного источника электроэнергии. Первый вариант более дорогостоящий и использовать его следует лишь в тех условиях, где установка ДВС-генератора невозможна, например, в квартирах или офисах. Возникает спорный вопрос: а зачем нужен ИБП при наличии генератора?

Резервное электроснабжение дома

Практика показывает, что параллельное использование этих устройств имеет свои плюсы:

    осуществляется абсолютно беспрерывно.
  1. Характеристики тока, генерируемого портативными электростанциями, далеки от идеальных. Стабилизатор ИБП сглаживает помехи, имеет УЗИП электронного типа.
  2. При работе от генератора не нужны устройства высокого класса мощности, достаточно чтобы они соответствовали пиковой нагрузке при одновременно включенных потребителях. В случае, рассмотренном выше, будет достаточно ИБП мощностью 1 кВА/ч.

В отдельных случаях имеет смысл использовать генераторы с функцией автозапуска. В момент перехода на питание от аварийного генератора и при возникновении нештатных ситуаций (генератор заглох, кончилось топливо), питание переключается на ИБП. В нормальном же режиме генерируемого электричества будет достаточно для поддержки полного заряда батарей и включения всех потребителей в работу.

Резервное электроснабжение дома

Гибридная система бесперебойного питания: 1 — сеть; 2 — инвертор; 3 — генератор; 4 — аккумуляторный банк; 5 — потребители

Портативный ИБП для роутера своими руками

Веерные отключение довольно частые явления в странах СНГ. Хотя за окном 21 век и, казалось бы, такое понятие должно остаться в прошлом, но современные реалии говорят об обратном. Аварии на кабельных и воздушных линиях, короткие замыкания, морально устаревшее оборудование… Думаю, концепция ясна. Но благодаря повсеместному распространению ноутбуков переждать пару часов отсутствия электроэнергии можно без особого расстройства. Однако ноутбук без интернета, это всего на всего электронная пишущая машинка. В сегодняшней статье, мы постараемся это исправить, а именно сделать своими руками бесперебойный источник питания для роутера.

Примечание переводчика: В статье я пишу либо роутер, либо маршрутизатор. Да, это одно и то же устройство. Они абсолютно ничем не отличаются и между ними нет никакой разницы. Просто роутер (router) – это по-английски. А на русский это слово переводится как маршрутизатор. Вот и все. И так и так будет правильно.

Шаг 1: Необходимые компоненты и инструменты

Необходимые компоненты:

  • TP4056 зарядное устройство;
  • Повышающий преобразователь;
  • USB повышающий преобразователь;
  • Светодиоды;
  • Разъемы питания (папа-мама);
  • Тумблер;
  • Аккумулятор (тип 18650);
  • Держатель аккумулятора (тип 18650);
  • Провода;
  • Термоусадка;
  • Пластик для 3D принтера (можно заменить фанерой).
Читайте так же:
Бесплатные утилиты для очистки и оптимизации компьютера

Используемые инструменты:

  • Паяльник;
  • Термоклеевой пистолет;
  • Кусачки;
  • Инструмент для зачистки проводов (стриппер);
  • Тиски для плат;
  • 3D принтер (можно заменить ручным лобзиком);
  • Строительный фен.

Шаг 2: Как работает схема

Принцип работы схемы очень простой. В нормальных условиях питание схемы осуществляется от сети (маршрутизатор и аккумулятор). При отсутствии напряжения, питание маршрутизатора осуществляется с аккумулятора.

На принципиальной схеме аккумулятор 18650 подключен к зарядному модулю TP4056. Выход модуля TP4056 подключен к двум модулям повышающего преобразования: один для питания маршрутизатора (12 В), а другой — к разъему USB (5 В) для зарядки смартфона. Выходное напряжение повышающего преобразователя (модуль SX1308) можно установить, повернув подстрочное сопротивление на плате. В моем случае я установил его на 12В. Если ваш маршрутизатор работает от 9В, то установите его на 9В. Выход повышающего преобразователя (SX1308) подключается к внешнему 5,5-мм разъему постоянного тока через тумблер.

Предупреждение:

Обратите внимание, что вы работаете с литий-ионным аккумулятором, который потенциально очень опасный. Я не могу нести ответственность за любую потерю имущества, ущерб или потерю жизни, если что произойдет. Это руководство предназначено для тех, кто обладает достаточными знаниями в области литиево-ионных технологий. Не пытайтесь повторить это, если вы новичок. Будьте осторожны.

Шаг 3: Выбор аккумулятора

Во-первых, проверим характеристики маршрутизатора, прочитав всю информацию на шильдике.

Входная мощность маршрутизатора составляет 12 В и 0,5 А. Таким образом, требования к питанию для маршрутизатора составляют 12 х 0,5 = 6 Вт.

Резервное время работы — 30 минут. Таким образом для работы роутера требуется = 6 х 0,5 = 3 Втч

Номинальное напряжение аккумулятор 18650 составляет 3,7 В

Требуемая емкость = 3 Втч / 3,7 В = 0,810 Ач = 810 мАч

Этот же аккумулятор также будет заряжать смартфон. Пускай, нужно зарядить телефон до 35-40% (только для экстренного использования). Аккумулятор смартфона (One Plus 6) рассчитан на 3300 мАч.

Конечная требуемая емкость составляет = 810 + 3300 х 0,4 = 2130 мАч

Принимая во внимание потери в преобразователе, я выбрал аккумулятор Panasonic емкостью 3400 мАч для этого мини-ИБП.

Шаг 4: Выпаиваем встроенные светодиоды

Состояние зарядки аккумулятора 18650 отображается двумя светодиодами на модуле TP4056. Цель состоит в том, чтобы вынести их так, чтобы они были видны снаружи корпуса. Поэтому выпаиваем встроенные светодиоды и припаиваем на их место два 5-миллиметровых светодиода (красный и зеленый).

Возьмём паяльник с тонким жалом и аккуратно удалим светодиоды с платы, с помощью пинцета.

Примечание: будьте осторожны во время выпаивания, чтобы не повредить контактные площадки на печатной плате.

Шаг 5: Впаиваем светодиоды

Воспользуемся 5-миллиметровыми красными и зелеными светодиодами для индикации состояния зарядки аккумулятора.

Читайте так же:
Гнездо для наушников не держит штекер

Сначала подрежем выводы светодиодов, как показано на рисунке. Более длинная нога обозначена, как положительный вывод.

Затем припаяем провода к выводам. Для защиты места пайки наденем на него термоусадочную трубку.

Наконец, припаяем провода светодиодов к контактным площадкам модуля TP4056. Площадки, которые находятся в направлении чипа TP4056, являются отрицательными выводами.

Шаг 6: Присоединяем держатель аккумулятора

Сначала нанесём небольшое количество припоя на контактные площадки B+ и B- на модуле TP4056.

Затем припаяем красный провод держателя батареи к клемме B+, а черный к клемме B- модуля TP4056.

Шаг 7: Подключаем преобразователь

Как и в предыдущем шаге, нанесём небольшое количество припоя на клеммы Out+ и Out- модуля TP4056.

Затем припаяем провод от повышающих преобразователей к модулю TP4056, как показано на схеме.

  • VIN + подключается к Out +
  • GND подключается к Out-

USB Boost Converter:

  • VIN + подключается к Out +
  • VIN- подключается к Out-

Шаг 8: Разъем и выключатель

Припаяем провода к клемме тумблера и разъему постоянного тока.

Меньшая ножка гнезда является положительной клеммой.

На этом этапе не подключайте разъем постоянного тока и не переключайтесь на модуль повышающего преобразователя, это будет сделано после установки их в 3D-корпус.

Шаг 9:

Теперь нужно подготовить адаптер для подключения выхода ИБП к входу маршрутизатора. Сначала проверим спецификацию маршрутизатора, чтобы подтвердить размер гнезда и полярность штекера. На роутера будет небольшая диаграмма с указанием полярности; Соблюдайте осторожность, так как неправильное электропитание может повредить устройство.

В статье размер гнезда составляет 5,5 мм, а полярность штекера положительная. По размеру, берем два штекера «папа». Затем припаиваем красный провод к штекеру (меньший вывод) и черный провод на «корпус».

Шаг 10: Корпус

Корпус состоит из двух частей:

  • Основной корпус;
  • Крышка.

Основной корпус в основном предназначен для всех компонентов, включая аккумулятор. Крышка должна закрывать отверстие основного корпуса.

Шаг 11: Монтаж деталей

Вставляем компоненты (TP4056, повышающие преобразователи, светодиоды, тумблер и гнездо) в гнезда основного корпуса, как показано на рисунке.

Вставляем аккумулятор вовнутрь держателя. Убедитесь, что полярность выбрана правильно.

Наконец, установим верхнюю крышку и закрутим 4 винта по углам.

Шаг 12: Тестирование и выводы

Подключим ИБП к стандартному зарядному устройству micro USB (5 В / 1 А). Во время процесса зарядки будет гореть красный светодиод, а по завершении зарядки он будет выключен, а зеленый светодиод будет включен.

Теперь подключим мини-ИБП к маршрутизатору с помощью кабеля адаптера, подготовленного на предыдущем шаге. Светодиоды маршрутизатора должны загореться.

Чтобы проверить порт USB, подключим свой смартфон и проверим процесс зарядки с помощью приложения Ampere.

Спасибо за внимание.

Типы UPS

Выделяются два основных принципа работы блока бесперебойного питания:

  1. С инвертором, находящимся в режиме ожидания.
  2. С постоянно подключенным инвертором.

В первом случае преобразователь постоянного тока в переменный включается во время сбоев в подаче электрического сигнала по сети. Это может быть полное исчезновение тока, скачки напряжения, изменение параметров сигнала, появление помех.

Читайте так же:
Для чего нужна внешняя звуковая карта

Standby UPS

Схема 1. Standby UPS.

В данную схему включены дополнительные элементы: ограничитель напряжения (SURGE SUPPRESSOR) и фильтр.

Такие ИБП называются резервными (Standby). Для них требуется некоторое время, чтобы перейти с одного вида работы на другой. Задержки могут составлять до десятков миллисекунд.

Во втором случае UPS постоянно конвертирует переменный ток в постоянный, а затем постоянный в переменный. В этих устройствах время переключения считается нулевым, так как не происходит задержки в подаче электропитания для подключенной нагрузки.

Online UPS

Схема 2. Online UPS.

На схеме выпрямитель (RECTIFIER) преобразует переменный ток в постоянный, а INVERTER наоборот — постоянный в переменный.

Остальные типы являются производными от этих двух.

С точки зрения форм-фактора бесперебойники могут выпускаться как в корпусе Tower, так и Rack Mountable (для установки в стойку 19”).

Резервные ИБП

Этот тип UPS наиболее часто используется для настольных компьютеров и другого оборудования.

Диапазон мощностей нагрузки от 0 до 0,5 кВА (Вольт-Ампер — полная мощность, произведение тока на напряжение. Она отличается от активной мощности на коэффициент, связанный с реактивной нагрузкой. Активная мощность измеряется в Ваттах. Полная мощность всегда больше активной).

Резервные ИБП характеризуются КПД, равным шестидесяти процентам; небольшими размерами и низкой стоимостью. Большинство устройств способно фильтровать помехи, подавлять кратковременные скачки и провалы напряжения.

Уровень защиты нагрузки — невысокий. Такой блок питания не способен выдавать чистую синусоиду на выходе.

К разновидностям этого класса источников бесперебойного питания можно отнести интерактивные блоки питания. Они состоят из того же набора компонентов, дополненного трансформатором с несколькими точками подключения. Такая конфигурация позволяет исправлять изменения напряжения в сети без подключения батарей. Такая схема исправляет отклонения величиной до двадцати процентов от номинального значения напряжения и экономит ресурс АКБ.

Line Interactive UPS со ступенчатой стабилизацией напряжения

Схема 3. Line Interactive UPS со ступенчатой стабилизацией напряжения.

Ещё одной модификацией резервных блоков бесперебойного питания можно назвать феррорезонансные. Они используются для нагрузок, имеющих большую мощность — от 3 до 15 кВА.

Феррорезонансные ИБП отличаются от интерактивных трансформатором, имеющим стальной сердечник. Это позволяет лучше управлять выходным напряжением и выдерживать большие нагрузки. Но такая конструкция приводит к удорожанию устройства и созданию дополнительных помех в выходном сигнале из-за индукции, наводимой в сердечнике.

ИБП с двойным преобразованием

Online UPS способны выдавать полную электрическую мощность от 5 до 5000 кВА. Это наиболее распространённый тип бесперебойников.

На выходе выдаёт идеальную синусоиду. За счёт двойного преобразования тока устраняются все помехи и искажения входящего сигнала. Отлично подходят для защиты оборудования, чувствительного к колебаниям мощности.

Начальная стоимость Online UPS выше, чем у Standby, но итоговая цена владения лучше. Это связано с более длительным сроком службы батарей. Хотя другие устройства (RECTIFIER и INVERTER) работают непрерывно и могут быстрее выйти из строя. Но их цена значительно меньше стоимости аккумуляторов.

Читайте так же:
Для чего предназначен монитор компьютера

Для устойчивой работы таких UPS необходимо обеспечить беспрепятственное поступление воздуха.

К недостаткам можно отнести шум при работе.

КПД ИБП с двойным преобразованием — около девяносто процентов. Постоянная двойная конвертация тока и охлаждение сопровождается потерями энергии. Но проседание эффективности незначительно и вполне компенсируется достоинствами устройства.

Около десяти лет назад компания APC создала усовершенствованную конструкцию ИБП с двойным преобразованием. Этот тип называется Delta conversion online UPS, серия — Symmetra.

Delta conversion online UPS с опорным напряжением

Схема 4. Delta conversion online UPS с опорным напряжением.

Суть новшества в установке на входе блока трансформатора, подающего напряжение на выход инвертора. За счёт этого удалось снизить потери мощности и энергии, минимизировать гармоники и лучше контролировать характеристики выходного сигнала. Всё это в сумме повысило эффективность работы устройства, снизило нагрев и износ, позволило соединить бесперебойник в общую цепь с резервными генераторами. Ранее ни один из UPS не мог работать в такой связке.

Кроме того, удалось управлять входящим током для обеспечения оптимизации режима зарядки аккумуляторов.

Схема световой и звуковой сигнализации на реле РТД12

Схема звуковой сигнализации на реле РТД12 показана на рисунке 4.

Если предыдущие схемы идеально подходят реализации для одноканальной сигнализации, то при подключении нескольких приборов не всегда может быть удобно определять каким именно прибором вызвано включение сигнализации. Схема, приведенная ниже работает таким образом, что при срабатывании сигнализации от неограниченного числа приборов включается общая звуковая сигнализация – сирена и загорается одна или несколько лампочек, указывающая на канал (прибор, устройство) от которого сработала сигнализация.

Схема световой и звуковой сигнализации на реле РТД12

Рисунок 4. Схема световой и звуковой сигнализации на реле РТД12

K1 – реле опробования сигнализации . Напряжение катушки =

220 вольт.
K2 – реле включения / отключения звуковой сигнализации. Напряжение катушки =

220 вольт.
B1 – звонок / сирена

220 вольт.
S1. Si – контакты реле уставок приборов (может быть неограниченное количество)
E1. E2 – лампочки накаливания

220 вольт, 10 Вт
VD1. VDi — диоды типа Д226Г или более современные, на напряжение не менее 400 вольт.
SB1, SB2 – кнопки «опробование сигнализации» и «съем звука».
R1 – резистор 2.2 кОм, мощностью не менее 10 Вт.

Особенность схемы заключается в том, что при замыкании одного из контактов реле выходных устройств приборов, фаза

220 Вольт подается через соответствующую лампочку канала на вход реле РТД12, вызывая его включение. При этом лампочка горит и включается звуковая сигнализация.

Если лампочка неисправна, то не происходит включение реле, и соответственно не сработает ни звуковая, ни световая сигнализация. Чтобы избежать этого, требуется периодически проверять работу сигнализации, исправность лампочек. Для этих целей предназначена кнопка SB1 — «опробование сигнализации». При ее нажатии срабатывает реле K1, загораются все исправные лампы сигнализации, а также включается сирена / звонок звуковой сигнализации.

Отключение звука производится кнопкой SB2 — «съем звука».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector