停電時に装置の操作性を維持するために、無停電電源装置が使用されます。顧客のタイプと電気のパラメータに応じて、異なるモデルを選択する必要があります。これらのデバイスは需要があるため、その特性に応じて目的の検体を取得することは難しくありません。
しかし、購入する前に、その機能を個別に理解する必要があり、販売に関心のあるマネージャーにこの質問を信頼しないでください。
この資料では、UPSのデバイスと機能を検討し、UPSの使用規則についても説明します。
AC UPS回路
家庭用には、無停電電源用のデバイスが使用され、単相220 Vネットワークに接続されます。これは、同じ電圧を必要とする電力消費者がいない場合に、しばらくの間可能です。
三相ネットワークの入力に接続され、380 Vまたは220 Vのいずれかを出力するUPSもあります。ただし、それらは高価であり、必要に応じて、国内のニーズに必要のない10 kV・Aから自律電力を得るために使用されます。
運用スキームに応じた家庭用AC UPSは、次のタイプに分類されます。
- バックアップ(オフライン);
- インタラクティブ(線形インタラクティブ);
- 二重変換(オンライン)。
出力電圧の品質と価格が異なります。最も安いのはスタンバイで、最も高価なのは二重変換です。
最も単純な冗長電源回路には、干渉を抑制するためのスイッチングリレーとパッシブフィルタリングが必要です。
整流器は、ACをDCに変換するために充電器で使用されます。そして、逆変換はインバーターを使用して発生します。
無停電電源装置では、通常、回路をネットワークからバッテリーに切り替えるために、通常の電気機械式リレーが取り付けられています。この部分が高品質である場合、そのリソースは、UPS操作の全期間にわたって十分です。しかし、ほとんどの場合、ユニットが故障すると、問題は正確にこの構造要素にあります。
インタラクティブ回路は、電圧安定装置の存在によってバックアップ回路とは異なります。巻線が直接接続された典型的な単巻変圧器の形で作られています
電圧安定化は多くの家庭用デバイスにも存在するため、偏差がわずかである場合は、より高価な線形対話型モデルを取得しても意味がありません。
多くの場合、変圧器の存在により、製造業者は強制冷却を使用する必要があるため、そのようなUPSには冷却器が装備されています。コンピュータシステムユニットの動作と同等の強度のノイズを放出します。
オンライン回路を備えたインバーターの電力は、バッテリーから継続的に供給されます。したがって、停電が発生した場合、バックアップ電源に切り替える時間はゼロです
最も複雑で高価なダブル変換デバイスも、効率が最も低くなります。電気は、デバイスが放出する熱に入ります。したがって、それらの使用は正当化されなければなりません。
このタイプの無停電電源装置の最も重要なプラスは、停電に対する即時の反応です。しかし、ほとんどの家電製品にとって、これはそれほど重要ではありません。同じコンピュータは通常、UPSバックアップまたは対話型を完了します。
最も重要なパラメーター
市場には、家庭用無停電電源装置の販売に関する多くの提案があります。それらの目的を正しく決定し、選択を間違えないようにするには、最初にどのパラメーターに注意を払う必要があるかを理解する必要があります。
主な仕様
デバイスの出力電力は、ユニットが消費者に確実に提供できる最大許容値を決定します。ボルトアンペア(VA)で測定されます。ユーザーの便宜のため、この値は通常ワットで与えられます。
デバイスの負荷を測定するには、電流計を使用するか、アパートに設置されたメーターの読み取り値を使用してそれを計算することができます。
ソケット付きの家庭用電流計(電力計)で消費電力を測定できます。接続されたデバイスは最大電力に設定する必要があります
コンピュータの実際の電力を決定するときは、常に余裕を持って購入されるため、電源の定格によって導かれるべきではありません。
電流計がない場合は、次の手順を実行する必要があります。
- コンピュータに電源が供給されている回路を除いて、シールド内のすべての回路を取り外します。
- この回路内のすべてのアプライアンスを切断します。
- コンピューターの電源を入れ、その上で一般的なプログラム(たとえば、YouTubeビデオ)を実行します。
- カウンターの10キロワットが変わるまで待ちます。
- 次の変更までに時間をかけてください。
平均消費電力(P、ワット)この期間(t、分)は次の式で計算できます。
P = 100 *(60 / t)
次に重要な特性は、バッテリー寿命です。このインジケータは、UPSが現在経験している負荷によって異なります。最大許容電力で、家庭用デバイスのバッテリーは1〜3分持続します。そして半分-より長い(最大10分)。
バッテリー寿命の平均負荷への依存性のグラフは、この依存性が非線形であることを示しています。これは、バッテリーの放電方法によるものです。
これから2つの結論が得られます。
- 停電時には、デバイスが消費する負荷を最小限に抑える必要があります。
- 計算された容量を30%以上超える容量のUPSを購入することをお勧めします。
入力電圧範囲は、バッテリーへの電力の切り替えがないネットワークの最小および最大許容電圧を示します。原則として、すべてのUPSは180〜260 Vの間隔に耐えます。
一部の製造元は、非常に優れた(広告)インジケーターに対応できます。たとえば、低い値は110 Vです。ここで、これらの数値が最大負荷であり、半分ではないことを確認する必要があります。
もう1つの重要な技術指標はノイズレベルです。ラインインタラクティブUPSまたはオンラインUPSは大量の熱を発生するため、メーカーはそれらにUPSを取り付けます。クーラーが安いと、時間が経つと騒々しくなり、リビングルームには望ましくありません。
インターフェースとセットアップ
ブロックの外観は非常に多様です。通常、それらはクラシックな長方形の形状をしており、前面にはインジケーターまたはディスプレイがあり、背面には電源コネクターがあります。出力で延長コードをティーに接続できるため、それらの数はそれほど重要ではありません。これはUPSの概念と矛盾しません。
モデルには液晶ディスプレイがあり、接続されたデバイスの供給に関する状況が表示されます:電源の可用性、消費者の数、バッテリーの充電など。
表示システムは装置のコストを削減します。また、より実用的です。パラメータを知る必要がある場合、多くのモデルにはコンピュータに接続する機能があります
電源のパラメーター、UPSバッテリーの状態、およびその動作方法を確認するには、コンピューターに接続します。多くのモデルで、この機能が実装され、ソフトウェアが開発されています。
インターフェースには主に3つのタイプがあります。
- USB コンピュータとUPSの間の最も一般的な接続。
- RS-232(COMポート)。 家庭用モデルにはほとんど存在しません。
- イーサネット10/100。 無停電電源装置のリモート制御に使用されます。
UPSでの特性評価とその管理のためのソフトウェアは、さまざまなバージョンのWindowsだけでなく、たとえば、有名なメーカーのPowercomには、リモートで電源ステータスを監視し、必要に応じて無停電電源装置の動作を調整できるAndroidバージョンのソフトウェアがあります。
ソフトウェアを使用すると、入力電圧と出力電圧、周波数など、主電源の主な特性を追跡できます。バッテリーの充電とデバイスの温度も確認できます
無停電電源装置は、保護された電力消費者のすぐ近くに配置されます。それらは通常、床または棚の上に置かれます。一部のモデルには、壁に取り付けることができる留め具が付いています。
出力電流品質
無停電電源装置は、適切な品質の電流を生成する必要があります。バッテリーで動作する場合、インバーターがこれを担当し、主電源の場合、問題のある瞬間にフィルターとスタビライザーを滑らかにする必要があります。電気回路で発生する干渉は、電子機器にさまざまな起源と結果をもたらします。したがって、この問題も注意深く理解する必要があります。
ネットワークの干渉と保護
最新のUPSはすべて、サービス対象のデバイスに関連する問題に対する保護を備えています。総負荷が最大許容値を超えた場合、または短絡が発生した場合、無停電電源装置はただちに電源をオフにします。
ネットワーク干渉は、周波数とパルスに分けることができます。前者は、特に交流を直流に変換するコンピューターやテレビの電源にとってはそれほど危険ではありません。後者は、電子機器に問題を引き起こす可能性があります。
そのため、ほとんどのUPSには、バリスタとハイパスフィルターを備えたサージおよび高調波保護が装備されています。
ライン上の干渉の除去は2段階で行われます。まず、バリスタが高周波パルスを遮断し、次にフィルタが小さなジャンプを滑らかにします
高電圧パルスの出現の問題は、電源ケーブルだけでなく、コンピュータや電話などのデータ伝送ネットワークにも特徴的です。それらは、大気中の電気への暴露、近くの配線の故障、電気的干渉およびその他の原因により発生する可能性があります。
多くのメーカーは、ローカルネットワークを保護する機能を備えたモデルを製造しています。このため、UPSには2つのRJ-45コネクタがあります。1つは入力用、もう1つは出力用です。信号は、サージを抑制するフィルターを通過します。システムは電話回線でも同じで、コネクタのみがRJ-11形式です。
低電圧と高電圧
電圧調整は、自動電圧調整器(AVR)を使用して実行されます。その主な要素は単巻変圧器です。その機能の原理は、1つの巻線の巻数の変化に基づいており、その値を増減する方向に電圧が変化します。
UPSにAVRが存在することにより、標準インジケーターからの電圧のわずかな偏差で毎回自律モードをオンにする必要がなくなります。これにより、バッテリーの寿命が大幅に延びます。
CEM DT 9909などのプロフェッショナルマルチメーターは、長期間にわたって電圧値を記録できます。このようなデバイスの使用は、スタビライザーまたはUPSの選択に役立ちます
GOST 29322-2014によれば、1時間以下の期間、電圧が基準値から10%ずれても許容されます。レギュレータを備えた最新のUPSはすべて、このような変動に対処します。
出力の明快さ
出力信号のタイプは、UPSに取り付けられているインバーターのモデルによって異なります。理想的には、AC電圧曲線は正弦波である必要があります。しかし、インバーターを介して変換した後、それは段階的な形をとります。
瞬時電圧と時間の曲線のステップ数が多いほど、交流電流の品質は良くなります。一部のデバイスでは、これは重要です。
非同期モーター(冷蔵庫、エアコン)、変圧器電源(高品質のオーディオ機器)、APFC電源(サーバーおよび強力なコンピューター)を含む機器には、きれいな、または近似した正弦波が必要です。
単一のインバーターではないため、UPSは純粋な正弦波を出力しないため、機器メーカーは広告パンフレットを作成しません。正弦波への出力信号の近似は、非線形歪み(THD)の係数によって評価されます。
ブロックからの信号は、THD <5%で正弦波と見なすことができます。 IMV NetPro 2000などの一部のモデルでは、この数値はわずか2%です。
UPS利用規約
バックアップ電源を整理するための無停電電源装置を購入するときは、それを使用できるデバイスを理解する必要があります。 UPSだけを管理することは不可能であり、家に電気を供給するために追加の対策を講じる必要がある場合があります。
家電の接続
コンピュータ、モデム、ルーター、ビデオおよびオーディオ機器は、無停電電源装置が接続されている典型的な家庭用またはオフィス用デバイスです。この手法に通常のスイッチング電源が含まれている場合は、純粋な正弦波を生成しない比較的安価なモデルを購入するだけで十分です。
モダンなモデルはコンパクトで、リビングルームのインテリアで他の電化製品と調和する魅力的なデザインです。
照明についても、高価な商品を購入する必要はありません。ここでの主なことは、最大電力とバッテリー寿命を正しく計算することです。
頻繁な停電では、冷蔵庫の計画外の解凍と食品の腐敗の問題が関係します。このような機器を誘導モーターで保護する場合、「純粋な」正弦波信号が必要なため、より複雑なデバイスのUPSが必要になります。
さらに、エンジン始動時に発生する始動電流の存在を考慮する必要があります。冷凍装置では簡略化されているため、電力値に5を掛けることで値を決定できます。
たとえば、キッチンに合計電力300ワット(起動時-1,500ワット)の冷蔵庫と200ワット(起動時-1,000ワット)の冷凍庫がある場合、純粋な正弦波と最大電力が少なくとも1,700ワットの電源装置が必要です。この値は、冷凍庫が機能する場合に取得され、この時点で冷蔵庫がオンになります。両方のモーターが同時に起動する可能性は低く、そのようなUPSでも2.7 kWの1秒のサージに耐えることができます。
最大電力が2000ワットのオンラインタイプブロックは、合計消費量が500ワットで約30分動作します。冷却モードには約5分かかるため、無停電電源装置は、両方のデバイスの6回の始動で持続することが保証されています。
民家やコテージでは、強制循環暖房システムをサポートするためにUPSを使用することも重要です。ポンプにも純粋な正弦が必要です
無停電電源装置は、ガス暖房ボイラーの運転にも積極的に使用されています。接続された機器のコストを考えると、この場合UPSの品質を節約すべきではありません。
予備と追加の電源
多くの家庭用電化製品では、長期間のバッテリ寿命のためにかなりの最大電力が必要となるため、安価なUPSを入手することは不可能です。洗濯機、電気オーブン、分散型空調システムは多くの電力を消費します。
もちろん、停電時にこれらのデバイスなしで行うことができます。このような中断がまれに、短時間発生する場合は、この方法をお勧めします。しかし、それでも、強力な消費者に自律的な電力を提供することが決定された場合は、ガソリンまたはディーゼル発電機を使用することをお勧めします。電圧がない場合にすばやく始動するには、自動予約入力システム(ATS)を使用します。
追加の電源がある場合でも、少なくともコンピュータにはUPSを使用する必要があります。すぐに発電機を始動して電源を復旧させることは不可能です。
低電圧安定化
低電圧の問題は、古いネットワークまたは低電力ネットワークに接続されたオブジェクトに関連しています。この状況が常に発生する場合は、入力スタビライザーを使用することをお勧めします。
安定装置が存在する場合、内部の家のネットワークの電圧は標準的な指標に低下します。これは、UPSに接続されていないアプライアンスにも影響します。
電圧が低下すると、家のネットワークを通過する電流の強度が増加します。たとえば、UPSに接続されているコンシューマの総電力が1.5 kW、供給電圧が190 Vであるとします。
次に、オームの法則によれば、
- 私1 = 1500/190 = 7.9 A-スタビライザーなしのUPSへの回路の電流。
- 私2 = 1500/220 = 6.8 A-スタビライザー付きのUPSへの回路の電流。
したがって、スタビライザーのない社内ネットワークでは負荷が増加しますが、これは配線セクションを選択するときに考慮できませんでした。
したがって、一定の低減された電圧では、スタビライザーを取り付けることをお勧めします。この場合、UPSの単巻変圧器の負荷は少なくなり、耐用年数が長くなります。さらに、電圧の均等化を考慮して、より安価な無停電電源装置を購入することができます。
DC消費者向けの無停電電源装置
一部のデバイスでは、12、24、または48 Vの無停電DC電源を提供する必要があります。この種のUPSも販売されています。マーキングには「DC」という略語があります。電源電圧が60、110、または220 Vのブロックも存在しますが、産業やエネルギーで使用されています。
内部デバイスの無停電DC電力と従来のモデルの違いは、インバーターがないことです。バッテリーは、電流制限測定シャントを備えた接触器を介して出力に直接接続され、バッテリーの許容できないほどの深い放電を防ぎます。
UPSから電力を供給されるデバイスが小さな電圧変動に敏感な場合、出力に安定化コンバーターが設置されることがあります。
電圧コンバーターと一緒に、48 W DC UPSは、最大1 kmの境界を持つビデオ監視システムに供給できます。
このような冗長電源は、直流から動作する以下の家庭用機器を保護するために使用されます。
- CCTVおよびセキュリティシステム。
- あらゆる種類のセンサー(漏れ、煙、火、動きなど)。
- 照明システム;
- 電気通信デバイス;
- 通信システム;
- スマートホーム制御システムのコンポーネント。
多くのDC UPSには、外部バッテリーを接続するオプションがあります。この場合、それらが機能するデバイスの自律的な機能は非常に長くなる可能性があります。
家庭用UPSの主な特徴について簡単に説明します。
UPSのさまざまなタイプとその特性は、使用するさまざまな条件の結果です:電源と接続されたデバイスのタイプ、パラメーター、および特定の電源の一般的な問題。通常、無停電電源装置はシステムで最も高価な要素ではありませんが、動作の安定性はそれに依存しています。したがって、動作条件を決定し、モデルの選択に注意深く取り組む必要があります。
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