Comment utiliser ups comme . L'utilisation d'alimentations sans coupure. Objectif et types d'alimentations sans coupure

Alimentation sans coupure, UPS, UPS- dès que ce dispositif simple n'est pas appelé, capable de fournir en continu réserve d'énergie sur des sites particulièrement importants. Ces installations comprennent avant tout les centrales nucléaires, les complexes de production et de raffinage du pétrole et les infrastructures sociales.

Tout aussi important est alimentation électrique ininterrompue et à la maison : le fonctionnement efficace des réseaux informatiques locaux et des ordinateurs personnels dépend directement de l'électricité. En cas de panne de courant ou lorsqu'il est complètement éteint, il permettra à l'ordinateur de fonctionner pendant plusieurs dizaines de minutes, ce qui est suffisant pour enregistrer les données nécessaires et éteindre l'ordinateur en toute sécurité.

Il est clair que Tarifs ASI pour un ordinateur et Tarifs ASI pour la grande production seront différents les uns des autres. Par conséquent, choisir UPS/UPS, vous devez connaître certains types de ces appareils.

Classification et types d'UPS

En fonction de divers paramètres, UPS généralement divisé en plusieurs types. Si la puissance est utilisée comme facteur déterminant UPS, puis parmi eux se distinguent les appareils de haute, moyenne et basse puissance. L'une ou l'autre classe de puissance est utilisée à des fins diverses, et il est clair que l'utilisation d'une puissance de plusieurs centaines de watts ne sera pas tout à fait appropriée pour un seul ordinateur à la maison.

Un autre paramètre de classification qui définit les types UPS, il est considéré comme le principe de fonctionnement des systèmes d'alimentation sans coupure eux-mêmes. Pour cette raison, les catégories UPS comme en ligne (on-line), offline (off-line) et linear-interactive (line-interactive).

Hors ligne bloc d'alimentation sans interruption pendant le fonctionnement normal assure la connexion au réseau d'alimentation principal. En mode d'urgence, l'alimentation est commutée sur des sources de secours, dans ce cas, des batteries. Principal avantage UPS le type hors ligne reste sa simplicité d'exécution et sa simplicité de travail.

Ligne interactive UPS en plus du dispositif de commutation, ils intègrent un stabilisateur de tension d'entrée. C'est à dire bloc d'alimentation sans interruption de ce type fournit non seulement alimentation autonome appareils en cas de coupure de courant, mais protège également contre les sous-tensions ou les surtensions sans basculement général en mode secours.

En ligne bloc d'alimentation sans interruption construit sur le principe de la double conversion de tension. La tension alternative fournie à l'entrée est transformée en une tension constante à l'aide d'un redresseur, puis redevient alternative à l'aide d'un onduleur. Tout cela contribue à l'établissement d'un niveau stable de tension de sortie et atténue également les interférences de l'alimentation principale.

Les exigences relatives à la qualité de l'électricité sont légalement prescrites par des normes nationales et des normes plutôt strictes. Les organismes d'alimentation électrique font beaucoup d'efforts pour les respecter, mais ils ne sont pas toujours mis en œuvre.

Dans nos appartements, et en production, surviennent périodiquement :

pannes complètes pour une durée indéterminée ;

impulsions de tension apériodiques à court terme (10÷100 ms) haute tension (jusqu'à 6 kV);

surtensions et chutes de tension de durée différente ;

superpositions de bruit à haute fréquence ;

dérives de fréquence.

Tous ces problèmes affectent négativement le fonctionnement des ménages et des bureaux consommateurs d'électricité. Les microprocesseurs et les appareils informatiques sont particulièrement affectés par la qualité de l'alimentation, qui non seulement échouent, mais peuvent également perdre complètement leurs performances.

Objectif et types d'alimentations sans coupure

Pour réduire les risques de pannes d'alimentation, on utilise des dispositifs de secours, communément appelés alimentations sans coupure (UPS) ou UPS (dérivé de l'abréviation de l'expression anglaise "Uninterruptible Power Supply").

Ils sont fabriqués avec différents designs pour répondre aux besoins spécifiques du consommateur. Par exemple, de puissants onduleurs avec des batteries à l'hélium sont capables de supporter l'alimentation électrique de tout un chalet pendant plusieurs heures.

Leurs batteries sont chargées à partir d'une ligne électrique, d'une éolienne ou d'autres vecteurs énergétiques via un redresseur onduleur. Ils alimentent également les consommateurs électriques du chalet.

Lorsque la source externe est éteinte, les batteries sont déchargées vers la charge connectée à leur réseau. Plus la capacité de la batterie est grande et plus le courant de leur décharge est faible, plus elles fonctionnent longtemps.

Les alimentations sans interruption de moyenne puissance peuvent prendre en charge les systèmes de climatisation intérieure et les équipements similaires.

Dans le même temps, les modèles d'onduleurs les plus simples ne peuvent terminer que le programme d'arrêt d'urgence de l'ordinateur. Dans le même temps, la durée de l'ensemble du processus de leur travail ne dépassera pas 9÷15 minutes.

Les alimentations sans coupure pour ordinateur sont :

intégré dans le corps de l'appareil ;

externe.

Les premières conceptions sont courantes dans les ordinateurs portables, les netbooks, les tablettes et les appareils mobiles similaires alimentés par une batterie intégrée, qui est équipée d'un circuit de commutation d'alimentation et de charge.

batterie d'ordinateur portable avec contrôleur intégré est une alimentation sans interruption. Son circuit protège automatiquement l'équipement d'exploitation contre les pannes de courant.

Structures externes de l'ASI, conçus pour l'exécution normale de programmes informatiques de bureau, sont fabriqués dans une unité distincte.

Ils sont connectés via un adaptateur secteur à une prise électrique. Seuls les appareils responsables du fonctionnement des programmes en sont alimentés :

unité centrale avec un clavier connecté ;

moniteur qui affiche les processus en cours.

Les autres périphériques : scanners, imprimantes, haut-parleurs et autres équipements de l'onduleur ne sont pas alimentés. Sinon, lorsque les programmes planteront, ils utiliseront une partie de l'énergie stockée dans les batteries.

Options pour la construction de schémas de fonctionnement de l'ASI

Les onduleurs informatiques et industriels sont fabriqués selon trois options principales :

alimentation redondante;

schéma interactif;

double conversion de l'électricité.

Avec la première méthode schéma de sauvegarde, désignée par les termes anglais "Standby" ou "Off-Line", la tension est fournie du réseau à l'ordinateur via l'onduleur, dans lequel les interférences électromagnétiques sont éliminées par des filtres intégrés. Il est également installé ici, dont la capacité est supportée par le courant de charge régulé par le contrôleur.

Lorsque l'alimentation externe disparaît ou dépasse les normes établies, le contrôleur dirige l'énergie de la batterie vers l'alimentation des consommateurs. Pour convertir le courant continu en courant alternatif, un simple onduleur est connecté.

Avantages de la veille UPS

Les alimentations sans coupure hors ligne sont très efficaces lorsqu'elles sont alimentées, fonctionnent silencieusement, émettent peu de chaleur et sont relativement bon marché.

désavantages

UPS Standby se démarque :

passage long à l'alimentation par batterie 4÷13 ms ;

forme déformée du signal de sortie produit par l'onduleur sous la forme d'un méandre, et non d'une sinusoïde harmonique ;

manque de réglage de la tension et de la fréquence.

Ces dispositifs sont les plus courants sur les ordinateurs personnels.

Circuit interactif de l'ASI

Ils sont désignés par le terme anglais « Line-Interactive ». Ils sont réalisés selon le schéma précédent, mais plus compliqué, en incluant un stabilisateur de tension utilisant un autotransformateur à régulation par étapes.

Cela fournit un ajustement de la tension de sortie, mais ils ne sont pas en mesure de contrôler la fréquence du signal.

Le filtrage du bruit en mode normal et la commutation sur l'alimentation de l'onduleur en cas d'accident se produisent selon les algorithmes de veille de l'onduleur.

En ajoutant un stabilisateur de tension de différents modèles avec des méthodes de contrôle, il a été possible de créer des onduleurs avec une forme d'onde non seulement d'un méandre, mais également d'une sinusoïde. Cependant, un petit nombre d'étages de commande basés sur la commutation de relais ne permet pas de réaliser des fonctions de stabilisation complètes.

Cela est particulièrement vrai pour les modèles bon marché qui, lors du passage à l'alimentation par batterie, non seulement surestiment la fréquence au-dessus de la valeur nominale, mais déforment également la forme de la sinusoïde. L'interférence est introduite par un transformateur intégré, au cœur duquel se produisent des processus d'hystérésis.

Dans les modèles coûteux, les onduleurs sur les commutateurs à semi-conducteurs fonctionnent. Les onduleurs Line-Interactive sont plus rapides lors du passage à l'alimentation par batterie que les onduleurs hors ligne. Elle est assurée par le fonctionnement d'algorithmes de synchronisation entre la tension entrante et les signaux de sortie. Mais en même temps, il y a une certaine sous-estimation de l'efficacité.

L'onduleur Line-Interactive ne peut pas être utilisé pour alimenter des moteurs asynchrones qui sont massivement installés sur tous les appareils électroménagers, y compris les systèmes de chauffage. Ils sont utilisés pour faire fonctionner des appareils dont le courant est à la fois filtré et redressé : ordinateurs et électronique grand public.

onduleur à double conversion

Ce circuit UPS porte le nom de l'expression anglaise "On-line" et fonctionne sur des équipements nécessitant une alimentation de haute qualité. Il produit une double conversion d'électricité, lorsque les harmoniques sinusoïdales du courant alternatif sont constamment converties par le redresseur en une valeur constante, qui est passée à travers l'onduleur pour créer une sinusoïde répétée à la sortie.

Ici, la batterie est constamment connectée au circuit, ce qui élimine le besoin de sa commutation. Cette méthode élimine pratiquement la période de préparation de l'alimentation sans coupure pour la commutation.

Le fonctionnement de l'UPS On-line en fonction de l'état de la batterie peut être divisé en trois étapes :

étape de charge ;

état d'attente ;

décharge à l'ordinateur.

Période de facturation

Les circuits d'entrée et de sortie de l'onde sinusoïdale sont interrompus par l'interrupteur interne de l'ASI.

La batterie connectée au redresseur reçoit de l'énergie de charge jusqu'à ce que sa capacité soit restaurée à des valeurs optimales.

Période de disponibilité

Après la fin de la charge de la batterie, l'automatisation de l'alimentation sans coupure ferme l'interrupteur interne.

La batterie maintient un état tampon prêt.

Période de décharge

La batterie est automatiquement commutée pour alimenter le poste informatique.

Les alimentations sans interruption à double conversion ont un rendement inférieur en mode ligne par rapport aux autres modèles en raison de la consommation d'énergie pour générer de la chaleur et du bruit. Mais dans les structures complexes, des techniques sont utilisées pour augmenter l'efficacité.

UPS On-line est capable de corriger non seulement l'amplitude de la tension, mais également sa fréquence d'oscillation. Cela les distingue des modèles précédents et leur permet d'être utilisés pour alimenter divers appareils complexes avec des moteurs asynchrones. Cependant, le coût de ces appareils est beaucoup plus élevé que les modèles précédents.

Composition de l'ASI

Selon le type de circuit de fonctionnement, le kit d'alimentation sans coupure comprend :

accumulateurs pour l'accumulation de l'énergie électrique;

Maintenir les performances de la batterie ;

inverseur d'onde sinusoïdale,

schéma de contrôle de processus ;

Logiciel.

Pour l'accès à distance au dispositif, un réseau local peut être utilisé, et la fiabilité du circuit peut être augmentée du fait de sa redondance.

Certaines alimentations sans coupure utilisent le mode "Bypass", lorsque la charge est alimentée par une tension secteur filtrée sans le fonctionnement du circuit principal de l'appareil.

Une partie de l'UPS dispose d'un régulateur de tension pas à pas "Booster", contrôlé par automatisation.

En fonction de la nécessité de réaliser des solutions techniques complexes, les alimentations sans coupure peuvent être équipées de fonctions spéciales supplémentaires.

Avant d'acheter un nouvel onduleur, vous devez vous familiariser avec certains des aspects "internes" de son fonctionnement. Et pour que l'alimentation sans coupure vous serve le plus longtemps possible et tire le meilleur parti de votre investissement, essayez de suivre les conseils ci-dessous.

Quelles batteries sont utilisées dans l'UPS

Tous les onduleurs fabriqués par APC (et d'autres grands fabricants d'onduleurs bien connus) utilisent des batteries au plomb, très similaires à la plupart des batteries de voiture courantes. La différence réside dans le fait que, si nous faisons une telle comparaison, les batteries utilisées par APC sont fabriquées en utilisant la même technologie que les batteries de voiture les plus chères disponibles aujourd'hui : l'électrolyte contenu à l'intérieur est à l'état de gel et ne déversement si le boîtier est endommagé; la batterie est scellée, elle ne nécessite donc pas d'entretien, n'émet pas de gaz nocifs et explosifs (hydrogène) pendant le fonctionnement, elle peut être "retournée" à votre guise, sans crainte de renverser l'électrolyte.

Combien de temps durent les batteries de l'onduleur ?

Même si différents onduleurs semblent utiliser la même technologie de batterie, la durée de vie de la batterie varie considérablement d'un fabricant d'onduleurs à l'autre. Ceci est très important pour les utilisateurs car le remplacement de la batterie est coûteux (jusqu'à 30 % du coût initial de l'onduleur). Une panne de batterie réduit l'efficacité du système et est une source de temps d'arrêt et de maux de tête inutiles. La température a un effet significatif sur la fiabilité de la batterie. Le fait est que les processus naturels qui provoquent le vieillissement de la batterie dépendent largement de la température. Les données de test détaillées fournies par les fabricants de batteries montrent que la durée de vie de la batterie est réduite de 10 % pour chaque augmentation de température de 10 °C. Cela signifie que l'onduleur doit être conçu pour minimiser l'échauffement de la batterie. Tous les onduleurs en ligne et les hybrides en ligne chauffent plus que les onduleurs redondants ou interactifs en ligne (c'est pourquoi le ventilateur est nécessaire en premier). C'est la principale raison pour laquelle les onduleurs de types redondants et interactifs en ligne nécessitent moins de remplacement de batterie que les onduleurs avec topologie en ligne.

Dois-je faire attention à la conception du chargeur lors du choix d'un onduleur ?

Le chargeur est un composant important de l'UPS. Les conditions de charge des batteries ont un impact significatif sur leur durabilité. La durée de vie de la batterie de l'onduleur est maximisée lorsqu'elle est chargée en continu par un chargeur à tension constante ou à flotteur. En effet, la durée de vie d'une batterie rechargeable est bien supérieure à celle d'un simple stockage. En effet, certains des processus de vieillissement naturel sont suspendus par une recharge constante. Par conséquent, il est nécessaire de recharger la batterie même si l'onduleur est éteint. Dans de nombreux cas, l'onduleur est éteint régulièrement (si la charge protégée est éteinte, il n'est pas nécessaire de laisser l'onduleur allumé, car il peut se déclencher et provoquer une usure indésirable de la batterie). De nombreux onduleurs sur le marché n'offrent pas la caractéristique importante de la recharge continue.

La tension affecte-t-elle la fiabilité ?

Les batteries sont composées de cellules individuelles, d'environ 2 volts chacune. Pour créer une batterie à tension plus élevée, des cellules individuelles sont connectées en série. Une batterie de 12 volts a six cellules, une batterie de 24 volts a 12 cellules, et ainsi de suite. Lorsque la batterie est en charge d'entretien, comme dans les systèmes UPS, les cellules individuelles sont chargées en même temps. En raison de la dispersion inévitable des paramètres, certains éléments prennent une plus grande part de la tension de charge que d'autres. Cela provoque un vieillissement prématuré de ces éléments. La fiabilité d'un groupe d'éléments connectés en série est déterminée par la fiabilité de l'élément le moins fiable. Par conséquent, lorsque l'une des cellules tombe en panne, la batterie dans son ensemble tombe en panne. Il a été prouvé que le taux de processus de vieillissement est directement lié au nombre de cellules dans la batterie ; par conséquent, le taux de vieillissement augmente avec l'augmentation de la tension de la batterie. Les meilleurs types d'onduleurs utilisent moins de cellules de plus grande capacité au lieu d'éléments de plus petite capacité, ce qui permet d'obtenir une fiabilité accrue. Certains fabricants utilisent des batteries haute tension qui, à un niveau de puissance donné, peuvent réduire le nombre de connexions filaires et de semi-conducteurs, réduisant ainsi le coût de l'onduleur. La tension de batterie de la plupart des onduleurs typiques à une puissance d'environ 1 kVA est de 24 ... 96 V. À ce niveau de puissance, les batteries d'onduleurs APC, en particulier la famille Smart-UPS, ne dépassent pas 24 V. Batteries basse tension dans les onduleurs fabriqués par APC, ont une durée de vie plus longue que les appareils concurrents. La durée de vie moyenne des batteries APC est de 3 à 5 ans (selon la température, la fréquence des cycles de décharge/charge), alors que certains fabricants indiquent une durée de vie de seulement 1 an. Sur une durée de vie de 10 ans d'onduleur, les utilisateurs de certains systèmes dépensent deux fois plus en batteries qu'en unité elle-même ! Bien qu'il soit plus facile et moins coûteux pour le fabricant de concevoir un onduleur utilisant des batteries haute tension, il existe un coût caché pour l'utilisateur sous la forme d'une durée de vie raccourcie de l'onduleur.

Pourquoi le courant "d'ondulation" réduit la durée de vie de la batterie

Idéalement, la batterie de l'onduleur doit être maintenue en charge "flottante" ou permanente pour prolonger la durée d'utilisation. Dans cette situation, une batterie complètement chargée tire une petite quantité de courant du chargeur, appelé courant flottant ou courant d'auto-charge. Malgré les recommandations des fabricants de batteries, certains systèmes UPS soumettent les batteries à un courant d'ondulation supplémentaire. Les courants d'ondulation se produisent parce que l'onduleur qui fournit le courant alternatif à la charge consomme une entrée CC. Le redresseur, situé à l'entrée de l'UPS, produit toujours un courant pulsé. Le rapport reste non nul même avec les circuits de redressement et de suppression d'ondulation les plus avancés. Par conséquent, une batterie connectée en parallèle avec la sortie du redresseur doit fournir du courant aux moments où le courant à la sortie du redresseur diminue, et vice versa - pour être rechargée lorsque le courant à la sortie du redresseur chute. Cela provoque des mini cycles de décharge/charge à une fréquence typiquement égale à deux fois la fréquence de fonctionnement de l'ASI (50 ou 60 Hz). Ces cycles usent la batterie, la chauffent et la font vieillir prématurément.

Dans un onduleur avec une batterie en veille, comme la veille classique, la veille ferrorésonnante, la ligne interactive, la batterie n'est pas affectée par les courants d'ondulation. La batterie de l'onduleur est en ligne à des degrés divers (selon les caractéristiques de conception), mais est néanmoins toujours affectée. Pour savoir s'il existe des courants d'ondulation, il est nécessaire d'analyser la topologie de l'ASI. Dans un onduleur en ligne, la batterie est placée entre le chargeur et l'onduleur, et il y aura toujours des courants ondulés. Il s'agit du type d'onduleur à "double conversion en ligne" classique, "historiquement" le plus ancien. Si, dans un onduleur en ligne, la batterie est séparée de l'entrée de l'onduleur par une diode de blocage, un convertisseur ou un interrupteur d'un type ou d'un autre, il ne devrait pas y avoir de courant d'ondulation. Naturellement, dans ces conceptions, la batterie n'est pas toujours connectée au circuit, et donc les onduleurs avec une topologie similaire sont généralement appelés hybrides.

Ce sur quoi vous ne pouvez pas compter dans un onduleur

La batterie est l'élément le moins fiable dans la plupart des systèmes UPS bien conçus. Cependant, l'architecture de l'onduleur peut affecter la longévité de ce composant critique. Si vous maintenez la batterie sous charge continue même lorsque l'onduleur est éteint (comme c'est le cas dans tous les onduleurs fabriqués par APC), sa durée de vie est augmentée. Les topologies à haute tension de batterie doivent être évitées lors du choix d'un onduleur. Méfiez-vous des onduleurs où la batterie est exposée à des courants d'ondulation ou à une surchauffe. La plupart des systèmes UPS utilisent les mêmes batteries. Cependant, les différences de conception entre les onduleurs de différents systèmes entraînent des différences significatives dans la durée de vie de la batterie, et donc dans les coûts d'exploitation.

Assurez-vous de charger les batteries avant d'utiliser un nouvel onduleur pour la première fois.

Les batteries du nouvel onduleur pendant le transport et le stockage dans l'entrepôt ont bien sûr perdu la majeure partie de la charge "d'usine". Par conséquent, si vous mettez immédiatement l'onduleur sous charge, les batteries ne pourront pas fournir le niveau de maintien d'alimentation approprié. De plus, une routine d'auto-test qui s'exécute automatiquement à chaque mise sous tension de l'onduleur (sauf Back-UPS) vérifie, entre autres diagnostics, si la batterie peut supporter la charge. Et comme une batterie non chargée ne peut pas supporter la charge, le système signalera probablement que la batterie est défectueuse et doit être remplacée. Tout ce que vous avez à faire dans une telle situation est de laisser les batteries se recharger. Laissez l'onduleur branché pendant 24 heures. Il s'agit de la première charge des batteries, elle prend donc plus de temps que la charge habituelle habituelle, réglementée dans la description technique. L'onduleur lui-même peut être éteint. Si vous avez amené l'onduleur d'un endroit froid, laissez-le se réchauffer à température ambiante pendant plusieurs heures.

Connectez à l'onduleur uniquement les charges qui nécessitent réellement une alimentation sans coupure

L'utilisation d'un onduleur n'est justifiée que lorsqu'une coupure de courant peut entraîner une perte de données - dans les ordinateurs personnels, les serveurs, les concentrateurs, les routeurs, les modems externes, les streamers, les lecteurs de disque, etc. Les imprimantes, les scanners et plus encore les lampes d'éclairage n'ont pas besoin d'onduleur. Que se passe-t-il si l'imprimante perd de l'alimentation pendant l'impression ? Une feuille de papier se détériorera - sa valeur n'est pas comparable au coût d'un onduleur. De plus, une imprimante connectée à une alimentation sans interruption, lors du passage à l'alimentation par batterie, consomme leur énergie, l'enlevant à un ordinateur qui en a vraiment besoin. Afin de protéger contre les décharges et les interférences les équipements qui ne véhiculent pas d'informations susceptibles d'être perdues suite à une panne de courant, il suffit d'utiliser un filtre réseau (par exemple, APC Surge Arrest) ou, en cas de fluctuations importantes de tension secteur, un stabilisateur de réseau.

Si votre source passe fréquemment en mode batterie, vérifiez qu'elle est correctement configurée. Il peut s'avérer que le seuil de réponse ou la sensibilité sont trop exigeants.

Testez l'onduleur. En exécutant périodiquement la procédure d'auto-test, vous serez toujours sûr que votre onduleur est pleinement opérationnel.

Ne débranchez pas l'onduleur.Éteignez l'onduleur à l'aide du bouton sur le panneau avant, mais ne débranchez pas le cordon de l'onduleur de la prise sauf si vous le laissez pendant une période prolongée. Même lorsqu'il est éteint, l'onduleur APC charge les batteries.

ComputerPress 12" 1999

Au fur et à mesure que la civilisation se développe, elle commence à consommer de plus en plus d'énergie, en particulier d'énergie électrique - machines-outils, usines, pompes électriques, lampadaires, lampes dans les appartements ... L'avènement de la radio, des télévisions, des téléphones, des ordinateurs a donné à l'humanité la possibilité accélérer l'échange d'informations, cependant, l'a lié aux sources d'électricité, car maintenant, dans de nombreux cas, la perte d'électricité équivaut à la perte d'un canal de transmission des flux d'informations. Cette situation est des plus critiques pour un certain nombre d'industries parmi les plus modernes, en particulier celles où les réseaux informatiques sont le principal outil de production.

On a longtemps calculé qu'après quelques mois de travail, le coût des informations stockées sur un ordinateur dépasse le coût du PC lui-même. Depuis longtemps, l'information est devenue une sorte de marchandise - elle est créée, évaluée, vendue, achetée, accumulée, transformée... et parfois perdue pour diverses raisons. Bien sûr, jusqu'à la moitié des problèmes associés à la perte d'informations sont dus à des pannes logicielles ou matérielles des ordinateurs. Dans tous les autres cas, en règle générale, les problèmes sont associés à une alimentation électrique de mauvaise qualité de l'ordinateur.

Garantir une alimentation électrique de haute qualité aux composants du PC est la clé du fonctionnement stable de tout système informatique. Le sort de mois entiers de travail dépend parfois de la forme et des caractéristiques de qualité de l'alimentation secteur, du choix réussi des composants de puissance. Sur la base de ces considérations, la méthodologie de recherche suivante a été développée, qui est destinée à devenir la base pour tester les caractéristiques qualitatives des alimentations sans coupure à l'avenir.

1. Dispositions GOST
2. Classification ASI (description, schéma)
   • Hors ligne
   • Ligne interactive
   • En ligne
   • Principaux types par capacité
3. La physique
   • une. Types de puissance, formules de calcul :
     • Instant
     • actif
     • Réactif
     • Compléter
4. Essai:
   • But du test
   • Plan général
   • Options à vérifier
5. Matériel utilisé pour les tests
6. Bibliographie

Dispositions GOST

Tout ce qui concerne les réseaux électriques en Russie est régi par les dispositions de GOST 13109-97 (adoptées par le Conseil inter-États pour la normalisation, la métrologie et la certification en remplacement de GOST 13109-87). Les normes de ce document sont entièrement conformes aux normes internationales IEC 861, IEC 1000-3-2, IEC 1000-3-3, IEC 1000-4-1 et IEC 1000-2-1, IEC 1000-2-2 publications dans termes de niveaux de compatibilité électromagnétique dans les systèmes d'alimentation et méthodes de mesure des interférences électromagnétiques.

Les indicateurs standard pour les réseaux électriques en Russie, établis par GOST, sont les caractéristiques suivantes :

• tension d'alimentation — 220 V±10%
• fréquence — 50±1Hz
• facteur de distorsion de la forme d'onde de tension - moins de 8 % pendant une longue période et 12 % pendant une courte période

Le document traite également des problèmes d'alimentation typiques. Le plus souvent, nous devons faire face aux éléments suivants :

• Perte totale de tension dans le réseau (absence de tension dans le réseau pendant plus de 40 secondes en raison de perturbations dans les lignes d'alimentation)
• L'affaissement (une diminution à court terme de la tension dans le réseau à une valeur inférieure à 80 % de la valeur nominale pendant plus d'une période (1/50 seconde) est le résultat de l'activation de charges puissantes, se manifeste extérieurement par le scintillement des lampes d'éclairage) et les surtensions (la tension à court terme augmente dans le réseau de plus de 110 % de la valeur nominale pendant plus d'une période (1/50 de seconde) ; apparaissent lorsqu'une charge importante est éteinte, apparaissent à l'extérieur comme scintillement des lampes d'éclairage) tensions de durée différente (typiques pour les grandes villes)
• Bruit haute fréquence - interférence radiofréquence d'origine électromagnétique ou autre, résultant du fonctionnement d'appareils haute fréquence puissants, d'appareils de communication
• Déviation de fréquence hors plage
• Surtensions à haute tension - impulsions de tension à court terme jusqu'à 6000V et jusqu'à 10 ms de durée ; apparaissent pendant les orages, à la suite de l'électricité statique, en raison de l'étincelle des interrupteurs, n'ont aucune manifestation externe
• Défaut de fréquence - un changement de fréquence de 3 Hz ou plus par rapport à la valeur nominale (50 Hz), apparaît lors d'un fonctionnement instable de la source d'alimentation, peut ne pas apparaître vers l'extérieur.

Tous ces facteurs peuvent entraîner la défaillance d'une électronique assez "fine" et, comme c'est souvent le cas, une perte de données. Cependant, les gens ont depuis longtemps appris à se défendre : les filtres de tension secteur qui "éteignent" les surtensions, les générateurs diesel qui alimentent les systèmes en cas de coupure de courant à l'échelle "globale", et enfin, les alimentations sans coupure sont l'outil principal. pour la protection des PC personnels, des serveurs, des PBX... Seule la dernière catégorie d'appareils sera abordée.
Classification ASI

Les onduleurs peuvent être « séparés » selon différents critères, notamment par puissance (ou périmètre) et par type de fonctionnement (architecture / équipement). Ces deux méthodes sont étroitement liées l'une à l'autre. Par puissance, les onduleurs sont divisés en

1. Alimentations sans interruption batterie faible(avec puissance totale 300, 450, 700, 1000, 1500 VA, jusqu'à 3000 VA - y compris en ligne)
2. Petite et moyenne puissance(avec une puissance totale de 3 à 5 kVA)
3. Puissance moyenne(avec puissance totale 5-10 kVA)
4. grande puissance(avec puissance totale 10-1000 kVA)

Basés sur le principe de fonctionnement des dispositifs, deux types de classement des alimentations sans interruption sont actuellement utilisés dans la littérature. Selon le premier type, les onduleurs sont divisés en deux catégories : en ligne Et hors ligne, qui à leur tour sont divisés en réserve Et interactif en ligne.

Selon le second type, les onduleurs sont divisés en trois catégories : réserve (hors ligne ou veille), interactif en ligne (interactif en ligne) et Onduleur à double conversion (en ligne).

Nous utiliserons le deuxième type de classification.

Commençons par la différence entre les types d'onduleurs. Sources des types de sauvegarde réalisé selon le schéma avec un dispositif de commutation qui, en fonctionnement normal, assure la connexion de la charge directement au réseau d'alimentation externe et, en cas d'urgence, la transfère à l'alimentation de la batterie. L'avantage de ce type d'onduleur peut être considéré comme sa simplicité, l'inconvénient est le temps de commutation non nul sur l'alimentation par batterie (environ 4 ms).

Onduleur interactif en ligne réalisé selon le circuit avec un dispositif de commutation, complété par un stabilisateur de tension d'entrée basé sur un autotransformateur à enroulements commutés. Le principal avantage de tels dispositifs est la protection de la charge contre les surtensions ou les sous-tensions sans passer en mode d'urgence. L'inconvénient de tels dispositifs est également un temps de commutation non nul (environ 4 ms) vers les batteries.

onduleur à double conversion tension diffère en ce que la tension alternative fournie à l'entrée est d'abord convertie par le redresseur en direct, puis - à l'aide de l'onduleur - à nouveau en alternance. La batterie de stockage est connectée en permanence à la sortie du redresseur et à l'entrée de l'onduleur et l'alimente en mode d'urgence. Ainsi, une stabilité suffisamment élevée de la tension de sortie est obtenue, quelles que soient les fluctuations de la tension d'entrée. De plus, les interférences et les perturbations, qui abondent dans le réseau d'alimentation, sont efficacement supprimées.

En pratique, les onduleurs de cette classe se comportent comme une charge linéaire lorsqu'ils sont connectés au secteur AC. L'avantage de cette conception peut être considéré comme un temps de commutation nul vers l'alimentation par batterie, un inconvénient est une diminution de l'efficacité due aux pertes lors d'une conversion à double tension.

La physique

Dans tous les ouvrages de référence sur l'électrotechnique, on distingue quatre types d'énergie : instant, actif, réactif Et Achevée. Puissance instantanée est calculé comme le produit de la valeur de tension instantanée et de la valeur de courant instantanée pour un instant choisi arbitrairement, c'est-à-dire

Puisque dans un circuit de résistance r u=ir, alors

La puissance moyenne sur la période P du circuit considéré est égale à la composante constante de la puissance instantanée

La puissance CA moyenne sur une période est appelée actif . L'unité de puissance active, le volt-ampère, est appelée le watt (W).

En conséquence, la résistance r est dite active. Puisque U=Ir, alors

Habituellement, c'est la puissance active qui est comprise comme la consommation électrique de l'appareil.

Puissance réactive - une valeur qui caractérise les charges créées dans les appareils électriques par les fluctuations de l'énergie du champ électromagnétique. Pour un courant sinusoïdal, il est égal au produit du courant et de la tension efficaces et du sinus de l'angle de phase entre eux.

Pleine puissance - puissance totale consommée par la charge (les composantes active et réactive sont prises en compte). Calculé comme le produit des valeurs efficaces du courant et de la tension d'entrée. L'unité de mesure est VA (volt-ampère). Pour un courant sinusoïdal est

Presque tous les appareils électriques ont une étiquette indiquant soit la puissance totale de l'appareil, soit la puissance active.
Essai

Le but principal des tests- pour démontrer le comportement de l'onduleur testé dans des conditions réelles, pour donner une idée des caractéristiques supplémentaires qui ne sont pas reflétées dans la documentation générale des appareils, en pratique pour déterminer l'influence de divers facteurs sur le fonctionnement de l'onduleur et , éventuellement, pour aider à déterminer le choix de l'une ou l'autre alimentation sans coupure.

Malgré le fait qu'il existe actuellement de nombreuses recommandations pour choisir un onduleur, lors des tests, nous nous attendons, d'une part, à prendre en compte un certain nombre de paramètres supplémentaires qui devraient vous intéresser avant d'acheter un équipement, et d'autre part, si nécessaire, à ajuster l'ensemble de méthodes sélectionnées et test des paramètres et développer une base pour l'analyse future de l'ensemble du chemin de puissance des systèmes.

Le plan général des tests est le suivant :

• Spécification d'une classe d'appareils
• Indication des caractéristiques déclarées par le fabricant
• Description de l'étendue de la livraison (présence de notice, cordons supplémentaires, logiciel)
• Brève description de l'apparence de l'onduleur (fonctions placées sur le panneau de commande et la liste des connecteurs)
• Type de batteries (indiquant la capacité des batteries, entretenues / sans entretien, nom, éventuellement interchangeabilité, possibilité de connecter des packs batteries supplémentaires)
• Composante "énergie" des tests

Lors des essais, il est prévu de vérifier les paramètres suivants :

• La plage de tension d'entrée à laquelle l'onduleur fonctionne sur le secteur sans basculer sur les batteries. Une plus grande plage de tension d'entrée réduit le nombre de transferts de l'onduleur vers la batterie et prolonge la durée de vie de la batterie
• Temps de basculement sur batterie. Plus le temps de transfert est court, plus le risque de défaillance de la charge (appareil connecté via l'ASI) est faible. La durée et la nature du processus de commutation déterminent en grande partie la possibilité de la poursuite normale du fonctionnement de l'équipement. Pour une charge d'ordinateur, le temps d'interruption d'alimentation autorisé est de 20 à 40 ms.
• Passer à la forme d'onde de la batterie
• Temps de basculement de la batterie à l'alimentation externe
• Oscillogramme de passage de la batterie à l'alimentation externe
• Temps hors ligne. Ce paramètre est déterminé uniquement par la capacité des batteries installées dans l'UPS, qui à son tour augmente avec la puissance de sortie maximale de l'UPS. Pour fournir une alimentation autonome à deux ordinateurs SOHO modernes d'une configuration typique pendant 15 à 20 minutes, la puissance de sortie maximale de l'onduleur doit être d'environ 600 à 700 VA.
• Réglages de la tension de sortie pour le fonctionnement sur batterie
• La forme de l'impulsion au début de la décharge de la batterie
• Forme d'impulsion à la fin de la décharge de la batterie
• Plage de tension de sortie de l'onduleur lorsque la tension d'entrée change. Plus cette plage est étroite, moins l'effet des changements de tension d'entrée sur la charge fournie est important.
• Stabilisation de la tension de sortie
• Filtrage de la tension de sortie (le cas échéant)
• Comportement de l'onduleur en cas de surcharge de sortie
• Comportement de l'onduleur lors d'une perte de charge
• Calcul de l'efficacité de l'onduleur. Défini comme le rapport entre la puissance de sortie de l'appareil et la consommation électrique de l'alimentation
• Coefficient de distorsion non linéaire, qui caractérise le degré de différence entre la forme d'onde de tension ou de courant d'un signal sinusoïdal
  • 0% - sinusoïde
  • 3% - la distorsion n'est pas perceptible à l'œil
  • 5% - distorsion visible à l'œil
  • jusqu'à 21 % - forme d'onde trapézoïdale ou étagée
  • 43% - le signal est rectangulaire

Équipement

Lors des tests, nous n'utiliserons pas de vrais postes de travail et serveurs, mais des charges équivalentes qui ont un modèle de consommation stable et un facteur d'utilisation de puissance proche de 1. L'ensemble suivant est actuellement considéré comme l'équipement principal qui sera utilisé lors des tests :

Bibliographie

1. GOST 721-77 Systèmes d'alimentation, réseaux, sources, convertisseurs et récepteurs d'énergie électrique. Tensions nominales supérieures à 1000 V
2. GOST 19431-84 Énergie et électrification. Termes et définitions
3. GOST 21128-83 Systèmes d'alimentation, réseaux, sources, convertisseurs et récepteurs d'énergie électrique. Tensions nominales jusqu'à 1000 V
4. GOST 30372-95 Compatibilité électromagnétique des moyens techniques. Termes et définitions
5. Génie électrique théorique, éd. 9e, corrigé, M.-L., éditions Energia, 1965
6. Matériel promotionnel de l'entreprise
7. Ressource Internet

Pour vous assurer que votre alimentation sans coupure (UPS) dure le plus longtemps possible et que son achat apporte des avantages tangibles, suivez les conseils ci-dessous pour l'entretien, la connexion et la maintenance de l'UPS.

Après avoir décidé quel onduleur est le meilleur et déballé l'achat tant attendu, ne vous précipitez pas pour le connecter tout de suite. Les batteries doivent être complètement chargées avant d'utiliser un nouvel onduleur pour la première fois. Si une nouvelle source est immédiatement mise en charge, ses batteries ne pourront pas fournir la puissance nécessaire à son alimentation.

Figure 1 Contenu de l'emballage APC Back-UPS CS-500

La procédure d'auto-test, qui s'exécute automatiquement à la mise sous tension (sauf pour les modèles Back-UPS), vérifie si la batterie peut supporter la charge. Si la batterie n'est pas chargée, l'onduleur peut signaler que la batterie est défectueuse et doit être remplacée. Dans ce cas, il suffit de recharger les batteries. Pour ce faire, connectez l'appareil au réseau et laissez-le allumé pendant 24 heures.

Charger les batteries pour la première fois prend un peu plus de temps que la charge normale. Lors de la première charge, l'onduleur peut être désactivé. Certains onduleurs, comme ceux du fabricant APC, peuvent être rechargés sur le secteur, que la source soit allumée ou non.

Connectez à la source d'alimentation uniquement l'équipement qui nécessite réellement une alimentation sans coupure.

Si l'appareil a été amené d'un endroit froid, il est nécessaire de le laisser se réchauffer pendant environ deux heures à température ambiante.

L'achat d'une alimentation sans coupure ne se justifie que si une coupure de courant entraîne la perte de données importantes. Parmi les appareils qui ont besoin d'un onduleur : serveurs, ordinateurs personnels, routeurs, hubs, streamers, modems externes, etc.

Figure 2. Schéma de connexion des appareils de communication

Les scanners, les imprimantes et l'équipement d'éclairage doivent être connectés à une alimentation sans coupure à votre discrétion. Si l'imprimante s'éteint pendant l'impression, une feuille de papier va tout simplement se détériorer, mais l'imprimante connectée à un onduleur consomme totalement son énergie au moment du passage sur batterie, et prive ainsi la protection d'un ordinateur en très mauvais état. en avoir besoin. Par conséquent, ne connectez l'équipement périphérique à l'onduleur que si vous êtes sûr que la puissance de la batterie est suffisante pour alimenter tous les appareils.

Figure 3. Schéma de connexion de l'onduleur à l'ordinateur

Si vous avez besoin de protéger un équipement contre les interférences ou les décharges qui ne véhiculent pas d'informations importantes, il suffit d'utiliser un parasurtenseur, tel que Surge Arrest ou un parasurtenseur, tel que Line-R.

Ne surchargez jamais l'alimentation sans interruption. Choisissez un modèle d'onduleur dont la puissance n'est pas inférieure à la puissance totale de la charge. N'oubliez pas la différence entre Volt-Amps et Watts ! Assurez-vous de connecter un appareil mis à la terre, car sans lui, les performances de suppression des interférences seront réduites. Éteignez l'onduleur uniquement avec le bouton sur le panneau avant. Débranchez le cordon d'alimentation uniquement si vous devez quitter votre domicile ou votre bureau pendant une période prolongée. De nombreuses sources sont capables de charger des batteries même lorsqu'elles sont éteintes.

La plupart des onduleurs décident eux-mêmes quand passer à la batterie. Cependant, si votre source passe constamment en fonctionnement sur batterie, cela vaut la peine de vérifier ses réglages. Peut-être que la sensibilité de l'appareil ou son seuil est trop élevé. N'oubliez pas de tester votre appareil périodiquement. La procédure d'auto-test vous permettra de vous assurer que l'onduleur fonctionne correctement et est prêt à fonctionner à tout moment.