ДБЖ з чистою синусоїдою

Джерела безперебійного живлення (ДБЖ, UPS) – потрібна продукція, особливо цієї зими. Але найбільше замовлень надходити на ДБЖ із правильною синусоїдою – їх купують для котлів опалення, серверів, насосів. Що це, чому саме вони, ніж такі безперебійники, відрізняються від інших видів? Ми намагатимемося вiдповiсти у цiй статтi на найчастішi запитання наших покупців.

У поданні багатьох ДБЖ - це пристрій, який при відключенні живлення якийсь час підтримує роботу підключеної до нього техніки. Все вірно, але не все так просто. Від того, як саме відбувається ця підтримка і які додаткові "плюшки" для вашого електроустаткування може забезпечити безперебійник, залежить:

  • термін служби устаткування;
  • можливість його (обладнання) швидкого виходу з ладу;
  • ціна ДБЖ та інше.

 

Наприклад, звичайний UPS, до якого підключають домашні/офісні комп'ютери, не підійде як джерело безперебійного живлення для газового опалювального котла, або чутливого серверного або телекомунікаційного обладнання. А тому, що є такий значущий параметр як форма вихідного сигналу.

ВИХІДНИЙ СИГНАЛ

Однією з важливих характеристик джерел безперебійного живлення є тип сигналу, який видається під час роботи від батарей. Грубо кажучи, він може мати прямокутну форму (меандр) та форму синусоїди (її також називають чистою або правильною синусоїдою).
 
Меандр та синусоїда
 
На практиці форма вихідного сигналу у вигляді "чистого" меандру не зустрічається через дуже негативний вплив на роботу електроустаткування. Найчастіше замість нього - меандр із паузою (невеликі "сходинки" при зміні полярності сигналу):
 
Меандр з паузою в порівнянні з синсусоїдою 
 
Або ще більш приближень до синусоїди варіант:
 
Модифікована синусоїда
 
Важливим є цей параметр тому, що для багатьох видів електроустаткування, зокрема:  з трансформаторними блоками живлення або об'ємними індукційними котушками,  з електродвигунами,  з дроселями,  з блоками живлення  APFC  - будь-яка форма вихідної напруги/сигналу КРІМ ПРАВИЛЬНОЇ (ЧИСТОЇ) може виявитися згубною. Якась техніка згорить за кілька годин роботи на такому електроживленні, якась - взагалі не працюватиме, в інший термін служби суттєво скоротиться.
 
Саме в цьому причина сьогоднішньої популярності ДБЖ із правильною синусоїдою. В основному вони купуються для опалювальних котлів, але не варто також забувати, що для роботи дорогого серверного та телекомунікаційного обладнання також потрібна синусоїдальна форма сигналу.
 
Для електрообладнання з імпульсними блоками живлення (як у більшості комп'ютерів) форма сигналу не має великого значення, тому для них підійдуть безперебійники зі ступінчастим сигналом.

ЯК ВИЗНАЧИТИ – ПРАВИЛЬНА СИНУСОЇДА У ДБЖ ЧИ НІ?

Ось тут починається цікаве. Якщо правильна синусоїда може ще називатися чистою, у крайньому випадку - немодельованою, або "синусоїдальна форма", то в позначенні форми сигналу, що не відповідає синусоїді, фантазія виробників не знає меж. Замість того, щоб побачити єдине просте та зрозуміле позначення, ми читаємо в характеристиках:

  • модифікована синусоїда,
  • модифікований синус,
  • модельована синусоїда (синус),
  • квазі-синусоїда,
  • апроксимована синусоїда,
  • ступінчаста синусоїда,
  • або нічого не читаємо - виробник не вважає за потрібне згадувати про це взагалі.

 

Як тут не заблукати?
 
Строго кажучи, все, що не зазначено у паспорті джерела безперебійного живлення як правильна синусоїда (чистий, гладкий синус або синусоїдальна форма) нею не є. Візьмемо, наприклад, тип часто зустрічається сигналу - апроксимовану або ступінчасту синусоїду. На малюнку нижче видно видно її відмінність від чистого синуса.
 
Апроксимована синусоїда та чиста
 
Повірте, якщо ДБЖ видає на виході правильну синусоїду, виробник обов'язково постарається вказати на таке важливе перевагу моделі .
 
Точний спосіб визначення, наскільки форма вихідної напруги/сигналу відповідає синусоїдальній - це значення параметра " коефіцієнт нелінійних спотворень" (або гармонік, від англійського позначення параметра Total Harmonic Distortion) . Правила говорять про те, що:
 
  • значення коефіцієнта – 0% – ідеальна синусоїда;
  • значення коефіцієнта  близько 3% - форма сигналу дуже близька до синусоїди;
  • значення коефіцієнта  близько  5% - форма сигналу наближена до синусоїди;
  • значення коефіцієнта <  21% - ступінчаста або трапецієподібна форма сигналу (модифікований синус або меандр із паузами);
  • значення коефіцієнта наближається до  43% і більше — прямокутний сигнал (меандр у чистому вигляді).

 

Насправді за чисту синусоїду приймається коефіцієнт гармонік не менше 8%.

Але, на жаль, цей параметр не завжди вказано у паспорті виробника.

ЯКІ ТИПИ ДБП ДАЮТЬ НА ВИХОДІ СИНУСОЇДАЛЬНИЙ СИГНАЛ?

Загалом можна виділити 3 основні типи джерел безперебійного живлення:

  • резервні чи off-line;
  • лінійно-інтерактивні;
  • з підвійним перетворювачем чи on-line.

 

Резервні - найдешевші та прості.
 
Резервні ДБЖoff-line ДБЖДБЖ у режимі очікування
 
Схема їхньої роботи виглядає так:
 
- у режимі від мережі
 
Робота резервного ДБЖ від мережі
 
- у режимі від батарей
 
Робота резервного ДБЖ від батареї
 
Зазвичай у назві резервних безперебійників є позначення  Back Найчастіше, якщо перед вами – Back-UPS, можна навіть не сподіватися на синусоїду. Відповідно до схеми, характеристики вихідного сигналу при роботі від батарей залежать від інвертора. У недорогих  Back-UPS дуже рідко можна зустріти дорогі інвертори із перетворенням напруги в синусоїду.
 
Серед моделей лінійно-інтерактивних ДБЖ  шанс купити безперебійник із чистою синусоїдою набагато вищий. Лінійно-інтерактивні джерела безперебійного живлення часто можна відрізнити за наявністю в назві  Smart Smart, хоча останнім часом і моделі Back можуть випускатися за такою схемою роботи. Залишається дивитися , що виробник пише про характеристики вихідного сигналу моделі. ІБП із правильною синусоїдою в цьому типі випускають багато провідних виробників - APC, PowerCom та інші.
 
Лінійно-інтерактивні ДБЖLine-Interaktive UPS
 
У вітчизняних споживачів, завдяки оптимальному співвідношенню ціни та якості, особливо популярні:
 

 

Третій вид ІБП – з підвійним перетворенням – найдорожчий, але тут ви 100% отримаєте на виході ідеальний синусоїдальний сигнал. До того ж схема його роботи передбачає роботу інвертора постійно, не тільки під час перемикання на аккумулятори:

 
On-line ДБЖ
 
Це дає додаткові плюшки:
  • відсутність перешкод;
  • практично миттєве перемикання на роботу від батареї;
  • постійну стабілізацію сигналу в реальному часі з мінімальними затримками.

 

Крім того, онлайнова ДБЖ дозволяє підключати зовнішні батареї і таким чином збільшувати час роботи обладнання при відключенні електроенергії до суттєвих величин. 
 

ПІДІБ'ЄМО ПІДСУМКИ

Синусоїда - це форма сигналу (напруги, сили струму), яку видають на виході джерела безперебійного сигналу із спеціальною модифікацією інвертора. Вона є ідеальною для електроустаткування.
ІБП з правильною синусоїдою необхідні для певного типу обладнання. Застосування джерел безперебійного живлення з вихідним сигналом, який не відповідає синусоїді, для такої техніки дуже небажано.
Існує апаратура, яка байдужа до форми напруги, у цьому випадку застосування ДБЖ з чистою синусоїдою необов'язково.
Визначити, чи дає розглянута модель ДБП правильну синусоїду, можна: а) за чіткою вказівкою на це в технічних характеристиках моделі; б) за значенням коефіцієнта нелінійних спотворень (гармошка).
З правильною синусоїдою бувають ДБЖ лінійно-інтерактивного типу (не все) та онлайн (все). Серед недорогих резервних Back-UPS такі безперебійники трапляються надзвичайно рідко.