Источник бесперебойного питания ИСТОК серии ИДП-3М
Группа «РУСЭЛТ» усовершенствовала источники бесперебойного питания известный под торговой маркой ИСТОК, уже заслужившие признание у потребителей на российском рынке, и выпустила новую модернизированную серию – ИСТОК ИДП-3М.
Статья рассказывает об особенностях новых ИБП и их функциональных возможностях.
«Гром не грянет, мужик не перекрестится» – эта очевидность, прописанная нашими прадедами, идеально подходит к ситуации, когда электропитание станка с ЧПУ вытачивавшего дорогостоящею деталь прерывается и станок выходит из строя из-за броска напряжения. Безусловно, профессионалы знают о том, что для защиты техники необходимо использовать источники бесперебойного питания – ИБП. Что знают об этом обычные, неискушенные в этом вопросе потребители?
Параметры электрической сети не являются стабильными по целому ряду различных причин. Отклонения величины или формы подаваемого напряжения условно называют искажениями или помехами. Эти искажения по-разному влияют на работу электроприборов и, при худшем варианте развития событий, способны надолго вывести технику из строя или пустить насмарку большой объем проделанной работы.
Какими бывают ИБП?
ИБП прошли изрядный путь совершенствования, прежде чем стали надежными источниками питания высокотехнологичных систем. Цель создания ИБП была проста: они должны защищать технику от скачков напряжения и кратковременного пропадания электричества. Собственно говоря, и по сей день эта функция ИБП остается основной, только в ходе технического прогресса к ней прибавилось много дополнительных, но не менее важных.
В настоящее время существует три схемы построения ИБП:
-Резервная схема (англ. Off-Line, Standby)
-Интерактивная схема (англ. Line-Interactive)
-Схема двойного преобразования[1] (англ. On-line, он-лайн)
Кратко расскажем о каждой из этих схем ИБП:
Резервная схема — в нормальном режиме питание подключенной нагрузки осуществляется напрямую от первичной электрической сети, которое ИБП фильтрует (высоковольтные импульсы и электромагнитные помехи) пассивными фильтрами. При выходе электропитания за нормированные значения напряжения (или его пропадании) нагрузка автоматически переподключается к питанию от схемы, получающей электрическую энергию от собственных аккумуляторов с помощью простого инвертора. При появлении напряжения в пределах нормы, снова переключает нагрузку на питание от первичной сети.
Резервная схема построения ИБП
ИБП, построенные по резервной схеме, используется для питания персональных компьютеров или рабочих станций локальных сетей начального уровня, для которых не критично своевременное отключение в случае неполадки в сети. Практически все недорогие маломощные ИБП, предлагаемые на отечественном рынке, построены по данной схеме.
Интерактивная схема — устройство аналогично предыдущей схеме; дополнительно на входе присутствует ступенчатый стабилизатор напряжения на основе автотрансформатора, позволяя получить регулируемое выходное напряжение. (VI по классификации МЭК). При работе в нормальном режиме такие ИБП не корректируют частоту, пассивные фильтры фильтруют входящее переменное напряжение. При пропадании напряжения ИБП переходит на питание от инвертора, аналогично предыдущему.
«Интерактивная» схема построения ИБП
Инверторы некоторых моделей линейно-интерактивных ИБП выдают напряжение как прямоугольной или трапецеидальной формы, как у предыдущего варианта, так и синусоидальной формы. Время переключения меньше, чем в предыдущем варианте так как осуществляется синхронизация инвертора с входным напряжением. КПД ниже, чем у резервных.
ИБП, построенные по интерактивной схеме, используется для защиты того же оборудования что по резервной схеме.
Схема двойного преобразования - принцип работы состоит в двойном преобразовании тока (double conversion). Сначала входное переменное напряжение преобразуется в постоянное, затем обратно в переменное напряжение с помощью обратного преобразователя (инвертора). При пропадании входного напряжения переключение нагрузки на питание от аккумуляторов не требуется, поскольку аккумуляторы включены в цепь постоянно, поэтому для этих ИБП параметр "время переключения" не имеет смысла.
В отличие от двух предыдущих схем, способны корректировать не только напряжение, но и частоту (VFI по классификации МЭК).
Современных ИБП средних и высоких мощностей реализованы разнообразные интеллектуальные режимы, позволяющие автоматически подстраивать режим работы для повышения КПД.
Схема построения ИБП с двойным преобразованием
ИБП по схеме с двойным преобразованием используется для питания нагруженных серверов, высокопроизводительных рабочих станций , а также медицинского, и любого другого технологического оборудования, предъявляющего повышенные требования к качеству сетевого электропитания.
Условно источники Бесперебойного питания делятся на бытовые и промышленные.
Бытовые ИБП реализуются по резервной или интерактивной схеме , а промышленные ИБП по схеме двойного преобразования.
Ниже мы познакомим читателя с одной из современных разработок в области промышленных систем бесперебойного питания – ИБП серии ИДП-3М линии ИСТОК. Это трехфазные бестрансформаторные ИБП с двойным преобразованием, мощностью от 10 до 300 кВА, с активным выпрямителем на биполярных транзисторах с изолированным затвором (IGBT) и новой технологией цифрового управления на основе DSP-контроллеров.
Благодаря передовым техническим решениям, на основе которых были созданы эти ИБП, они отличаются высокими техническими характеристиками.
Основные особенности ИБП ИСТОК серии ИДП-3М:
- использование IGBT-выпрямителя с DSP-контроллером обеспечивает высокий входной коэффициент мощности, близкий к единице (0,99 в номинальном режиме), и низкий коэффициент искажения синусоидальности входного тока (не более 3 % при номинальном режиме), что соответствует требованиям по электромагнитной совместимости оборудования с сетью;
- оригинальная схема плавного пуска источника исключает броски входного тока на начальном этапе включения ИБП, что повышает надежность оборудования;
- оптимизация системы охлаждения и выбор современных методов управления силовыми узлами источника позволяет получить высокий КПД системы – не менее 93 % в номинальном режиме;
- двунаправленный преобразователь постоянного тока в цепи аккумуляторной батареи (АБ) позволяет использовать меньшее количество батарей для автономной работы ИБП (38 АБ последовательного включения без вывода средней точки), при этом зарядно-разрядная цепь АБ защищена быстродействующими коммутаторами, повышающими надежность оборудования;
- наличие дополнительного IGBT-блока цепи балансировки на входе инвертора относительно нейтральной точки выходного напряжения инвертора обеспечивает отсутствие постоянной составляющей в выходном напряжении;
- быстродействующие контакторы в цепи питания активного IGBT-выпрямителя надежно защищают вход источника и других потребителей, подключенных к ТОП, от перенапряжений, возникающих при неисправностях в цепи питания инвертора.
- Возможность использование ИДП-3М в качестве стабилизатора напряжения.
Одним из важных отличий ИБП ИСТОК серии ИДП-3М от других является возможность использования в качестве стабилизатора напряжения при отсутствии аккумуляторных батарей.
Этот ИБП можно включить в сеть и выйти в номинальный режим работы без аккумуляторных батарей. При этом нагрузка будет обеспечиваться качественным напряжением. Такая ситуация возможна во время замены аккумуляторных батарей или при поэтапном выделении средств на закупку оборудования.
Основные узлы структурной схемы ИДП-3М
На рисунке представлена блок-схема ИБП. Узлы ИБП имеют следующее назначение:
- управляемый IGBT-выпрямитель преобразует напряжение сети переменного тока в напряжение постоянного тока, обеспечивает стабильное напряжение питания инвертора в сетевом режиме работы ИБП и выполняет функцию корректора коэффициента мощности;
- инвертор преобразует напряжение постоянного тока в синусоидальное напряжение с частотой 50 Гц;
- с помощью блока зарядного устройства и бустера заряжается аккумуляторная батарея в сетевом режиме и повышается ее напряжение до необходимого уровня в автономном режиме;
- статический переключатель цепи байпас автоматически предоставляет альтернативный путь для подключения нагрузки непосредственно к сети при аномальных режимах работы ИБП (перегрузке, перегреве, выходе из строя одного из узлов ИБП);
- цепь ручного (механического) байпаса используется при техническом обслуживании ИБП (профилактика, ремонт). При этом внутри ИБП электропитание отсутствует за исключением контактов клеммной колодки при сохранении питания нагрузки от сети;
- аккумуляторная батарея обеспечивает запас энергии для питания нагрузки, когда отсутствует или недопустимо искажено сетевое напряжение. Батареи размещаются в корпусе ИБП (при емкости до 7 Ач) или, если требуется большая емкость, в дополнительном шкафу аккумуляторного модуля.
Схема управления на основе DSP-микроконтроллеров осуществляет контроль текущих параметров и управление алгоритмами работы всех узлов ИБП представлены ниже:
Структурная схема ИБП серии ИСТОК ИДП-3М
Система управления и мониторинг состояния аккумуляторной батареи
ИДП ИСТОК ИДП-3М обладает единой системой цифрового управления, включающей следующие функции:
контроль запуска,
контроль входного тока,
контроль тока зарядки аккумуляторных батарей,
контроль температуры аккумуляторных батарей,
контроль выходного напряжения,
контроль за выключением источника.
Алгоритм управления подзарядкой аккумуляторной батареи в процессе работы ИБП обеспечивает продолжительный срок ее службы. Вся информация о состоянии аккумуляторных батарей отражается на жидкокристаллическом дисплее панели управления ИДП-3М. Аккумуляторы могут быть протестированы автоматически или по запросу оператора без необходимости выключения ИБП, что повышает надежность оборудования.
Совместимость ИДП-3М при работе от автономного генератора
ИДП серии ИДП-3М отлично сочетаются с различными источниками электропитания, в том числе с автономными генераторами. Это обеспечивается низким значением коэффициента искажения синусоидальности входного тока (3 %) и функцией «мягкого старта». При работе от генератора происходит плавное увеличение мощности, потребляемой ИБП, от 0 до 100 %, что позволяет выбирать генератор с номинальной мощностью, всего на 20 % превышающей мощность ИБП.
Режим параллельной работы
Серия ИДП-3М позволяет создавать систему с параллельным включением ИБП разной мощности и в разном количестве – вплоть до 16 единиц. Особенности параллельной работы заключаются в следующем:
- внутренний стандартный параллельный микропроцессор для всех моделей;
- параллельное соединение осуществляется по кольцевой схеме;
- с помощью цифрового контроля происходит равномерное разделение общего тока;
- можно управлять всей параллельной системой с помощью панели управления одного из ИБП;
- для всех блоков ИБП имеется статический байпас.
Группа «РУСЭЛТ» - производитель источников бесперебойного питания ИСТОК серии ИДП-3М объединение, включающее в себя несколько отечественных предприятий ЗАО «РУСЭЛТ», ЗАО «Электромаш», ООО «РУСЭЛТ-Инжиниринг», ООО «Элко», которые специализируются на выпуске электротехнического оборудования.
Потребителями поставляемого группой «РУСЭЛТ» оборудования и услуг являются предприятия:
РАО «РЖД России», Концерна «Росэнергоатом», военнопромышленного комплекса, энергетического и нефтегазового комплекса, угольной промышленности, металлургической промышленности, и предприятия других отраслях промышленности.
Группа «РУСЭЛТ», г. Москва,
тел.: (495) 641-01-10,
e-mail: info@ruselt.ru,
www.ruselt.ru
