Источники бесперебойного питания с двойным преобразованием (On-Line)

Часто задаваемые вопросы

Что такое Online-ИБП?

Online-ИБП — это источник бесперебойного питания с двойным преобразованием электроэнергии. В нормальном режиме входное переменное напряжение сначала преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем инвертор формирует из него новое переменное напряжение для нагрузки.
Благодаря такой архитектуре подключенное оборудование постоянно получает питание через инвертор, а параметры выходного напряжения в значительной степени не зависят от колебаний входной сети. Такая топология также называется Double Conversion или VFI.

Как работает двойное преобразование в Online-ИБП?

Сначала выпрямитель преобразует входное переменное напряжение AC в постоянное DC. Постоянное напряжение поступает на внутреннюю DC-шину, к которой также подключена аккумуляторная система. Затем инвертор преобразует постоянное напряжение обратно в переменное и питает нагрузку.
При исчезновении внешней сети источник энергии на DC-шине меняется с выпрямителя на аккумуляторы, но инвертор продолжает питать нагрузку. Именно поэтому основному выходу Online-ИБП не требуется переключаться между сетью и инвертором при обычном переходе на батареи.

Что означает VFI применительно к Online-ИБП?

VFI означает Voltage and Frequency Independent — независимость выходного напряжения и частоты от соответствующих колебаний входной сети в пределах возможностей ИБП.
Классификация VFI используется стандартом IEC 62040-3 и характерна для Online-ИБП с двойным преобразованием: основным путём питания нагрузки является инвертор, который формирует требуемые параметры выходного питания.

Почему у Online-ИБП время переключения на аккумуляторы равно 0 мс?

В Online-ИБП нагрузка и при наличии сети уже питается через инвертор. При пропадании входного напряжения аккумулятор начинает поддерживать ту же внутреннюю DC-шину, от которой работает инвертор.
Поэтому для основного перехода «сеть → аккумуляторы» не требуется переключать нагрузку с одного силового источника на другой. Schneider Electric также указывает отсутствие transfer time для ИБП с двойным Online-преобразованием.

Online-ИБП постоянно работает от аккумулятора?

Нет. При исправной внешней сети энергия для нагрузки поступает от сети через выпрямитель и инвертор, а аккумуляторная батарея находится в предусмотренном производителем режиме заряда или поддержания заряда.
Аккумуляторы начинают отдавать значительную энергию нагрузке при пропадании сети или выходе её параметров за рабочие пределы ИБП.
Поэтому выражение «нагрузка постоянно питается через инвертор» не означает, что Online-ИБП постоянно разряжает аккумуляторы.

Что происходит при просадке или повышении напряжения на входе Online-ИБП?

Пока входные параметры находятся в допустимом рабочем диапазоне конкретной модели, выпрямитель продолжает формировать необходимое постоянное напряжение, а инвертор — заданное выходное.
Это позволяет компенсировать значительную часть отклонений входной сети без перехода на аккумуляторы. Если параметры выходят за рабочий диапазон, ИБП может перейти на батареи или другой предусмотренный режим работы.
Именно поэтому при нестабильной сети важно сравнивать модели не только по мощности, но и по реальному диапазону входного напряжения.

Чем Online-ИБП отличается от Line-Interactive?

Line-Interactive ИБП в нормальном режиме питает нагрузку преимущественно от входной сети и корректирует определённые отклонения напряжения. При серьёзной аварии сети он переключает нагрузку на инвертор и аккумуляторы, поэтому существует ненулевое время переключения.
Online-ИБП постоянно питает нагрузку через инвертор и двойное преобразование. Это обеспечивает более глубокую развязку от проблем входной сети и отсутствие времени перехода на батарею в обычном режиме аварийного питания.

Чем Online-ИБП отличается от резервного Off-Line ИБП?

В резервном ИБП при нормальной сети нагрузка в основном питается непосредственно от неё, а инвертор включается при аварии. Поэтому между исчезновением сети и началом питания от батареи присутствует интервал переключения.
В Online-ИБП инвертор является постоянным звеном питания нагрузки. Кроме резервирования, такая схема позволяет непрерывно формировать выходное напряжение с заданными характеристиками.

Формирует ли Online-ИБП синусоидальное выходное напряжение?

Online-ИБП с двойным преобразованием формирует выходное напряжение инвертором, поэтому профессиональные устройства этого класса обычно обеспечивают синусоидальную форму сигнала как при наличии сети, так и при работе от аккумуляторов.
При этом качество выходной синусоиды следует оценивать по характеристикам конкретной модели — прежде всего по коэффициенту гармонических искажений и допустимым режимам нагрузки, а не только по обозначению «Online».

Стабилизирует ли Online-ИБП не только напряжение, но и частоту?

Архитектура VFI позволяет формировать на выходе как напряжение, так и частоту независимо от их колебаний на входе в предусмотренных режимах работы.
Однако конкретное поведение зависит от настроек ИБП, допустимого диапазона входной частоты и режима синхронизации с байпасом. Поэтому при наличии строгих требований к частоте необходимо проверять технические характеристики выбранного устройства.

Что такое байпас в Online-ИБП?

Байпас — это альтернативный путь электропитания, позволяющий передать нагрузку от входной сети в обход выпрямителя и инвертора.
Статический байпас может использоваться автоматически при перегрузке, внутренней неисправности или других предусмотренных производителем условиях. Отдельный сервисный байпас может позволять вывести ИБП из работы для обслуживания, сохранив питание нагрузки.
Важно учитывать, что в режиме обычного байпаса нагрузка уже не получает ту же степень преобразования и фильтрации, что в режиме двойного преобразования.

Остаётся ли защита Online-ИБП такой же при работе через байпас?

Нет. При питании через обычный байпас энергия проходит в обход основной цепи двойного преобразования.
Это позволяет сохранить питание нагрузки при определённых авариях или обслуживании ИБП, однако входное напряжение уже не преобразуется выпрямителем и инвертором так, как в нормальном Online-режиме.
Поэтому байпас следует рассматривать прежде всего как средство обеспечения доступности питания, а не как полный эквивалент режима двойного преобразования.

Что такое ECO-режим в Online-ИБП?

ECO — энергосберегающий режим, доступный у некоторых Online-ИБП. В традиционном ECO-режиме при качественной входной сети нагрузка может питаться через байпас, что уменьшает потери энергии на двойном преобразовании.
При ухудшении параметров сети ИБП возвращается в режим двойного преобразования или переходит на аккумуляторы.
Важно понимать, что работа в традиционном ECO-режиме и постоянная работа в Online Double Conversion — не одно и то же: характер защиты и время перехода могут различаться. Например, для некоторых систем Schneider указывает для традиционного Green/ECO Mode переход до 10 мс.

Почему КПД важен при выборе Online-ИБП?

При двойном преобразовании часть электроэнергии теряется в силовых преобразователях и выделяется в виде тепла. Поэтому КПД влияет не только на потребление самого ИБП, но и на нагрузку системы охлаждения.
Особенно заметно это при круглосуточной эксплуатации и большой мощности. При сравнении устройств важно смотреть КПД не только при номинальной мощности, но и при той загрузке, с которой ИБП будет реально работать.

Почему Online-ИБП может сильнее нагреваться и шуметь, чем более простой ИБП?

В нормальном Online-режиме силовые преобразователи постоянно участвуют в питании нагрузки. В процессе преобразования возникают энергетические потери, которые выделяются в виде тепла.
Для отвода тепла используются радиаторы и вентиляторы. Поэтому уровень шума и тепловыделения необходимо учитывать при выборе места установки, особенно для мощных моделей и помещений, где постоянно находятся люди.
Конкретные значения зависят от модели, нагрузки и режима работы.

Для какого оборудования особенно востребован Online-ИБП?

Online-топология имеет смысл для нагрузки, чувствительной к качеству электропитания или даже кратковременному нарушению питания: серверной и телекоммуникационной инфраструктуры, промышленной автоматики, медицинского и лабораторного оборудования, систем управления и другой ответственной техники.
Она также может быть полезна в сетях с выраженными колебаниями напряжения, если рабочий диапазон конкретного ИБП позволяет корректировать их без частого перехода на аккумуляторы.
При этом выбор Online-топологии не отменяет необходимости отдельно рассчитать мощность, фазность и автономность.

Какие Online-ИБП представлены у РУСЭЛТ?

В текущей категории РУСЭЛТ представлены однофазные и трёхфазные Online-ИБП серий ИДП-1 и ИДП-Т. Каталог включает решения полной мощностью от 1 до 20 кВА, исполнения Tower и Rack.
Для дальнейшего подбора на сайте отдельно выделены категории однофазных и трёхфазных Online-ИБП. Конкретную модель следует выбирать по мощности нагрузки, фазности сети, требуемой автономности, входному диапазону и условиям эксплуатации.