Бесперебойник с дополнительными аккумуляторами

Большой обзор ИБП с внешними аккумуляторами

Не только при проживании в частном доме, но и на предприятиях временами бывает трудно обойтись без источника бесперебойного питания, ведь частые сбои или резкое полное отключение электрической энергии может привести к выходу из строя тех или иных электроприборов. Наличие ИБП с внешними аккумуляторами позволит оборудованию корректно завершить рабочий процесс. К тому же, современные производители предлагают пользователям достаточно широкий выбор моделей, которые обладают и дополнительными функциями: обеспечивают защиту техники от перепадов напряжения в электросети и делают ее работу более стабильной за счет повышения качества выходного сигнала.

Принцип действия

Источник бесперебойного питания с внешним аккумулятором отличается от ИБС со встроенными аккумуляторами удобством в эксплуатации, ведь при необходимости на нем гораздо легче заменить батарею.

Кроме того, этой модели чаще отдают предпочтение еще и потому, что не нужно менять полностью все устройство: если изменится число техники в помещении, достаточно лишь установить батарею большей емкости.

Независимо от того, какой компанией был изготовлен бесперебойник с внешним аккумулятором, его конструкция состоит из следующих элементов:

1. Входной фильтр – для устранения помех в электроцепи.
2. Выпрямитель – деталь, превращающая переменный ток в постоянный и стабилизирующая его. Благодаря ему внешний аккумулятор заряжается.
3. Инвертор – преобразует постоянный ток в переменный;
4. Преобразователь – данная деталь требуется для повышения напряжения, получаемого от батареи, до показателей, необходимых для функционирования инвертора;
5. Аккумулятор – большинство современных моделей имеют встроенную батарею с предусмотренным подключением внешнего аккумулятора.

Принципы работы источников бесперебойного питания данного вида обусловливаются особенностями их конструкции:

1. Напряжение, поступающее от электросети, сначала стабилизируется, а затем поступает к приборам, которые подключены к установке. Параллельно происходит подзарядка аккумуляторной батареи.
2. При отключении электричества аккумулятор подает постоянный ток, который преобразуется в переменный с оптимальными параметрами. Питание электроприборов обеспечивается за счет емкости накопительного устройства.

Преимущества и недостатки устройств

Выбирая источник бесперебойного питания, имеющий внешний аккумулятор, необходимо учитывать, что эти устройства бывают нескольких типов:

1. Резервные, или так называемые «оффлайн» – самые простые модели;
2. Онлайн ИБП – модели с двойными преобразователями;
3. Линейно-интерактивные – устройства, оснащенные регулятором напряжения.

Резервные ИБП

К преимуществам данного типа относятся:

1. Компактные размеры;
2. Экономичность;
3. Длительный эксплуатационный срок;
4. Доступная стоимость.

Из недостатков следует отметить отсутствие стабилизации тока, а также резкие скачки напряжения.

Онлайн ИБП

Основные преимущества:

1. Обеспечивается полное сглаживание сбоев;
2. Мгновенное переключение приборов от электросети на резервное питание;
3. Можно эксплуатировать в течение долгого времени.

Однако у этих моделей есть и недостатки:

1. Большой вес и довольно крупные размеры осложняют транспортировку устройства;
2. Увеличенные объемы собственного потребления энергии;
3. Высокие цены.

Линейно-интерактивные ИБП

Преимущества данного типа:

1. Понижение либо повышение напряжения внешней сети за счет трансформатора;
2. Безопасность техники;
3. Долговечность.

Недостатками можно назвать высокую цену и массивность.

Область применения

Изначально такие приспособления предназначались для компьютеров, ведь самые мощные модели давали возможность обеспечить электроэнергией систему примерно на пятнадцать минут – этого достаточно для сохранения информации и корректного завершения работы техники.

Однако мощность зарядного устройства современных моделей позволяет поддерживать и другие различные электрические приборы, и даже целые системы, например, серверные станции, которые имеют то или иное назначение.

ИБП могут использоваться в качестве дополнения к генераторам, а также для поддержания постоянно используемой домашней техники – холодильника, телевизора и других приборов.

Особенности использования с котлом и циркуляционным насосом

На сегодняшний день большой популярностью в частных домах пользуются системы автономного отопления, которые имеют электронную систему управления, а также принудительную циркуляцию теплоносителя. Однако при отсутствии электроэнергии данное оборудование функционировать не будет.

Для поддержания работы котла можно использовать ИБП с внешним аккумулятором, при выборе которого необходимо учитывать несколько параметров:

1. На выходе должна быть обязательно чистая синусоида;
2. На резервное питание система должна переключаться мгновенно;
3. Фаза зависимости;
4. Продолжительность работы ИБП в режиме резервного питания.

Анализируя эти требования, стоит отметить, что возможно использование с котлом только линейно-интерактивных и онлайн ИБП.

Критерии выбора

При выборе устройства необходимо обращать внимание на несколько важных критериев:

1. Тип ИБП – стандартный оффлайн источник, линейно-интерактивная модель или онлайн ИБП с двойным преобразователем;
2. Показатели напряжения для инвертора – от этих параметров зависит количество батарей в приспособлении;
3. Мощность зарядного устройства – от нее напрямую зависит продолжительность автономной работы техники, подключенной к ИБП;
4. Блок управления;
5. Наличие внутренней батареи – позволяет поддерживать работу техники при кратковременных перебоях электричества в сети;
6. Допустимая мощность нагрузки – котлы отопления могут работать при не очень мощных ИБП, однако для остальной техники может потребоваться другая мощность.

Популярные модели

Компании-производители предлагают пользователям широкий выбор моделей источников бесперебойного питания с внешними аккумуляторами, которые отличаются друг от друга размерами, техническими характеристиками и стоимостью.

№	Название модели	Описание	Цена (руб.)	Отзывы
1	PowerMAN Smart 1000	Линейно-интерактивный ИБП с мощностью 1000 ВА/660 Вт, небольшой корпус	9000	Большинство пользователей довольны этой моделью, отмечая удобство и простоту эксплуатации, а также ее мощность.
2	Оптима 7	Мощность 500 Вт, емкость батареи 40 и 100 Ач	23100, 31800	Отзывы пользователей преимущественно положительные, ведь устройство компактное, удобное в транспортировке и позволяет обслуживать несколько приборов одновременно.
3	Оптима 12	Мощность батареи 840 Вт, небольшие габариты, емкость аккумулятора 40 Ач или 100 Ач	25200, 34300	Популярность этой модели обусловливается ее высокой мощностью, а также долговечностью.
4	Новый стандарт 10	Мощность 800 Вт, два аккумулятора	34000-52000	Данное устройство отлично подходит для постоянной эксплуатации в частном доме: его мощности вполне достаточно для поддержания в рабочем состоянии нескольких бытовых приборов.
5	Stark Country 2000 INV	Мощность 1,6 кВт, оффлайн ИБП	30000	Пользователи отмечают довольно большие размеры приспособления, но этот недостаток компенсируется хорошими техническими характеристиками.
6	SinPro 4000-S310	Мощность 3,6 кВт, резервный тип	55000	Небольшие размеры и высокая мощность делают модель максимально удобной в эксплуатации.
7	SinPro 400-S910	Онлайн ИБП с синусоидальной формой выходного напряжения	20000	Эта модель подходит для использования в частном доме: запаса аккумулятора хватает, чтобы техника проработала некоторое время при отключенной электросети.
8	SinPro 300-S510	Мощность 0,3 кВт, резервный источник	15000	Один из лучших вариантов для того, чтобы успеть сохранить всю информацию при отключении электричества.
9	Riello SPН 10 ER	Мощность 9 кВт, резервный тип источника	270000	Популярность этой модели обусловливается ее высокой мощностью и долговечностью.
10	Riello SEP 1000 ER	Мощность 0,8 кВт, форма выходного напряжения – синусоида	29000	Многие люди отдают предпочтение этой модели из-за ее небольших габаритов и улучшенных характеристик.
11	Pulsar IR 6048C 6000 W/48 V 50 A	Мощность 6 кВт, резервный тип	75000	В течение достаточно долгого времени поддерживает работу нескольких приборов, не занимает слишком много места в помещении.
12	Pulsar IR 2012C 2000 W/12 V 65 A	Мощность 2 кВт, резервный источник	30000	Устройство имеет не только привлекательный корпус, но и улучшенные технические характеристики.
13	Pulsar Friend 2KL (2 kVA/1,8 kW)	Мощность 1,8 кВт, тип — онлайн	28000	При необходимости этот прибор можно спрятать в угол, чтобы к нему можно было подключить все нужные приборы, и одновременно устройство не портило дизайн помещения.
14	Pulsar Cobalt 20XL (20 kVA/18 kW)	Мощность 18 кВт	320000	Пользователи отмечают довольно крупные размеры приспособления, однако недостаток компенсируется характеристиками.
15	Luxeon UPS-850ZR	Мощность 0,6 кВт, верхний порог внешнего напряжения — 275 В	9000	Большинство пользователей довольны этой моделью, отмечая удобство и простоту эксплуатации, а также ее мощность.
16	Luxeon UPS-8000ZX	Мощность 4,8 кВт, линейно-интерактивный тип	62400	Данная модель отлично подходит для использования в частном доме: запаса аккумулятора хватает для того, чтобы техника проработала некоторое время при отключенной электросети.
17	Luxeon UPS-500ZY	Мощность 0,3 кВт, линейно-интерактивный ИБП	5800	Люди отмечают крупные размеры приспособления, но этот недостаток компенсируется отличными техническими характеристиками.
18	Luxeon UPS-500T	Мощность 0,3 кВт, линейно-интерактивный тип	6000	Благодаря компактным размерам прибор занимает немного места, удобен при транспортировке.
19	Luxeon UPS-3000ZX	Мощность 1,8 кВт, тип — линейно-интерактивный	22000	Данное устройство отлично подходит для постоянной эксплуатации в частном доме: его мощности вполне достаточно для поддержания в рабочем состоянии нескольких бытовых приборов.
20	LogicPower LPY-W-PSW-5000VA	Мощность 3,5 кВт, линейно-интерактивный тип	45000	Отзывы пользователей преимущественно положительные, ведь устройство компактное, удобное в транспортировке и позволяет обслуживать несколько приборов одновременно.

Можно ли изготовить своими руками?

При необходимости можно самостоятельно изготовить источник бесперебойного питания с внешним аккумулятором.

Прежде всего, нужно подготовить такие инструменты:

1. Паяльник с припоем;
2. Отвертка;
3. Пассатижи;
4. Изолента;
5. Клеммы (зажимы);
6. Провода;
7. Старый ИБП;
8. Два компьютерных кулера.

Выполняется работа по следующей инструкции:

1. С корпуса ИБП снимается крышка, и аккуратно достается оттуда внутренний аккумулятор, который вышел из строя;
2. На провода, подходящие к нему, закрепляются клеммы;
3. На крышке корпуса компьютерного кулера делаются небольшие отверстия;
4. К клеммам подключается вентилятор;
5. К кулеру подключается исправный внешний аккумулятор.

Все настройки регулируются системой управления устройства, поэтому даже смену емкости батареи следует указывать в программном обеспечении ИБП.

Источники бесперебойного питания с внешними аккумуляторами – это специальные устройства, с помощью которых можно в течение некоторого времени поддерживать работу различной техники после исчезновения электричества в сети. Благодаря широкому ассортименту можно подобрать модель, подходящую по всем техническим характеристикам, или изготовить прибор самостоятельно в домашних условиях.

Источник

Автомобильный АКБ — ставим в ИБП. Теория и практика. Ч.1

В статье подробно рассматриваются принципы работы аккумуляторов, процессы заряда и разряда, и приведены способы, позволяющие максимально использовать ресурс аккумуляторных батарей.

Немного забегая вперед, вот что получилось:

НЕМНОГО ИСТОРИИ или с чего всё началось

В начале 2000-ых годов ко мне в руки попал старенький источник бесперебойного питания BACK-UPS 600I от басурманского производителя APC. Достался он мне бесплатно, так как батареи у него были дохлые. Конечно же я сразу его оттестил, купил рекомендованные басурманским производителем батареи и “оно у меня заработало”!

Я тогда на него не мог нарадоваться. Как же – света нет, а комп с монитором работает.

Но в один непрекрасный момент мою радость обломали.

И как Вы, Читатель, думаете кто. Грёбаные торгаши. Я в первый раз заменил две батареи 6В/7Ач на одну 12В/7Ач получилось немного дешевле. Но когда в течении года батарея опять сдохла, я задумался! Во-первых, батарею приходилось менять раз в год-два. Во-вторых, хотелось чтобы девайсы, подключенные к ИБП работали не несколько минут, для “корректного отключения питания”, а хотя бы до времени окончания просчёта на линейке Премьера от Адобов.

Вот тут-то у меня и начали возникать шаловливые мыслишки, а не подключить ли мне автомобильный аккумулятор на ампер 100 (чтоб уж надёжно) к моему ИБП. Тем более торгаши утверждали, что в ИБП нужно использовать только гелевые аккумуляторы, пугая Великими Карами того, кто попробует использовать гораздо более дешёвые аккумуляторы для автомобилей.

Но я человек достаточно грамотный и усвоил, что матчасть знать надо ! Иначе что-то может пойти не так с большим бодабумом! А торгашам верить нельзя. Поэтому взялся за изучение матчасти! В результате моих изысканий родилось то, чем я доволен и по сей день. А именно – я сделал так, что теперь можно подключать автомобильный аккумулятор в ИБП. То есть, подружил ИБП и аккумулятор.

ВМЕСТО предисловия. Виды аккумуляторов

В источниках бесперебойного питания (ИБП) используются гелевые аккумуляторные батареи (АКБ). И тому есть веские причины. Я не буду перечислять их все, но основную поясню. Представьте себе офисную секретаршу с двадцатикилограммовым аккумулятором в руках. Смешное зрелище, не правда-ли.

Технически грамотных специалистов, досконально знающих что такое электрический ток не так и много. А специалистов, знающих как работает импульсный блок питания, как инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное и того меньше. Простого пользователя компьютера это не интересует. Поэтому были созданы гелевые аккумуляторы. Внутри такого аккумулятора конечно не гель для волос или гелий, как можно подумать из названия неискушённой секретарше. Внутри та же самая серная кислота и тот же свинец, как и в обычном автомобильном аккумуляторе знакомом нам уже больше века. Только там ещё присутствует мелкая сетка с очень-очень мелкими ячейками из токонепроводящего материала, которая удерживает кислоту как губка в своих порах. Также такой аккумулятор не требует обслуживания.

Представьте ту же секретаршу с ареометром в руках, с банкой электролита и бутылкой дисцилированной воды на столе. Производители ИБП стремятся обезопасить себя от исков и претензий. Поэтому используют в своих устройствах наиболее безопасные аккумуляторы с точки зрения использования неискушённым потребителем. Но мы-то знаем матчасть :)).

Я не буду лезть в дебри и очень подробно касаться существующих типов АКБ, вопроса работы аккумуляторов в разных условиях (громадный пусковой ток, долговременная нагрузка, постоянный недозаряд, перезаряд, выкипание электролита, глубокий разряд, температура эксплуатации и т.д.), хотя кое-что из этих понятий разберу подробней дальше по тексту. Я просто гарантирую и ответственно заявляю исходя из своего практического опыта, что при определённых условиях использовать в ИБП дешёвые стартерные АКБ вместо дорогих гелевых можно! Итак, начнём!

ТЕОРИЯ аккумуляторов. Для изучения обязательна!

Здесь я буду касаться только теории по ОБСЛУЖИВАЕМЫМ кислотно-свинцовым стартерным АКБ, используемым в автомобилях и произведённым с соблюдением всех технологических норм производства (другими словами не выпускаемых в китайском подвале дядюшки Ляо или в дворницкой бывшего дома Ипполита Матвеевича в Старгороде). Они самые дешёвые но в то же время самые “наукоёмкие” в эксплуатации.

Если их правильно использовать и обслуживать, но самое главное правильно заряжать, они могут прослужить более 15 лет, либо выдержать более ЧЕТЫРЁХСОТ циклов 100% разрядки-зарядки или более ТЫСЯЧИ циклов 30-40% разрядки-зарядки! Это проверено, я гарантирую!

Принцип работы АКБ

АКБ имеет два крайних рабочих состояния – полностью разряжена и полностью заряжена. Коснусь более детально этих двух состояний. Любой автомобильный АКБ состоит из 6 “банок”. Это сленговое понятие сосуда, в котором находятся пластины и кислота. Пластины в этих сосудах соединены последовательно. Вот здесь есть первый фундаментально важный момент. Одна “банка” тоже имеет два крайних рабочих состояния – полностью разряжена с напряжением 2,00 вольт и полностью заряжена с напряжением 2,40 вольт.

• Напряжение полностью разряженной АКБ – 12,00 вольт ( 6 х 2 )
• Напряжение полностью заряженной АКБ – 14,40 вольт ( 6 х 2,4 )

Как же так, спросите вы? Ведь напряжение на АКБ никогда не бывает больше 13 вольт. И будете правы. Напряжение на полностью заряженной АКБ будет в пределах 12,75 – 12,80 вольт при плотности электролита 1,26 г/куб.см и при температуре 25 градусов по Цельсию. Но откуда 14,4 вольта . Во время зарядки и разрядки в АКБ происходят сложные химические процессы, длящиеся после отключения зарядного устройства или нагрузки какое-то время. Это можно назвать химической инерцией. Соответственно меняется плотность электролита.

Температура в АКБ тоже может быть разной ( от -40 до +50). Когда в АКБ происходят какие-то процессы, меняются все её показатели. И они взаимосвязаны между собой. Напряжение 12,75 – 12,80 вольт – это “напряжение покоя” полностью заряженной АКБ. У полностью заряженной АКБ при подключении нагрузки напряжение упадёт. При отключении нагрузки напряжение снова будет стремиться к тем самым 12,75 – 12,80 вольтам. Но так как было отдано какое-то количество энергии напряжение (в зависимости от этого количества) до 12,75 – 12,80 вольт уже не поднимется.

АКБ считается разряженной на какое-то количество процентов. Соответственно при зарядке напряжение повышается, а когда зарядка прекращается (прекращаются и процессы внутри АКБ) напряжение снова стремится к напряжению покоя.

А вот здесь на подиуме появляется Его Величество Электрический Ток, измеряемый амперами. Чем больше ток нагрузки на АКБ, тем большее количество энергии за единицу времени батарея отдаст. И соответственно разрядится. На АКБ обычно пишут её электрическую ёмкость.

Электроёмкость АКБ это произведение постоянного тока разряда АКБ на время разряда при номинальном напряжении (для автомобильного АКБ это 12 вольт).

Соответственно за час АКБ электроёмкостью 60 Ач может отдать 60 ампер напряжением 12 вольт до её полной разрядки. Практически это выглядит так: если батарею нагружать током 60 ампер один час, её напряжение снизится с 12,75 – 12,80 вольт до 12,00 вольт. Это фундаментальная основа работы АКБ.

Практически же у АКБ есть одна очень неприятная особенность. Ток саморазряда. Причём этот ток увеличивается, если АКБ стоит на солнце и температура электролита в ней повышается. Но и ёмкость АКБ, соответственно, повышается. А вот зимой ток саморазряда уменьшается. Но и ёмкость АКБ соответственно уменьшается. Поэтому существуют стандарты на эксплуатацию, хранение, консервацию АКБ, учитывающие все эти факторы.

У новой АКБ электрической ёмкостью около 60 Ач ток саморазряда при температуре 25 градусов по цельсию обычно не превышает 20 миллиампер. Это значит, что при комнатной температуре АКБ может разрядиться наполовину своей электроёмкости за четыре-пять месяцев. При старении АКБ и при её интенсивной эксплуатации ток саморазряда повышается с каждым циклом разряд-заряд. При нагрузке на АКБ ток саморазряда и ток нагрузки суммируются. Но как же 14,40 вольт, опять настойчиво спросите ВЫ?… Вот здесь есть второй фундаментально важный момент.

Принцип зарядки АКБ

Существует два способа зарядки АКБ:

• Зарядка постоянным током
• Зарядка постоянным напряжением

Какой из них лучше однозначно сказать нельзя. Всё зависит от того, чего Вы хотите добиться. Быстроты зарядки или полной зарядки. Я предпочитаю заряжать АКБ вторым способом. И далее я обосную свою позицию.

Зарядное устройство постоянным током значительно проще схематически и дешевле в изготовлении. Зарядное устройство постоянным напряжением значительно сложней схематически и дороже в изготовлении. Те кто заряжал аккумуляторы старыми советскими зарядками (кстати очень замечательными по своим техническим парамерам и надёжностью исполнения и работы) знают теорию.

Если АКБ полностью разряжена – откручиваем пробочки на АКБ, подключаем АКБ к зарядке, высталяем ток в одну десятую от ёмкости АКБ и заряжаем 12 часов. Через 12 часов уменьшаем ток на половину (до одной двадцатой от ёмкости) и дозаряжаем час-два, пока электролит не начинает “кипеть”, отключаем зарядку. Кипение электролита это процесс выделения из него паров водорода. В идеале кипеть электролит не должен. Потому что потом придётся брать ареометр, мерить его плотность и добавлять дисцилированную воду. Поэтому нужно постоянно понижать ток.

Если АКБ потеряла свою ёмкость в процессе жёсткой эксплуатации, глубокого разряда или просто старения, она может зарядиться за пару часов. И электролит начнёт кипеть через час после подключения зарядки.

Зарядка постоянным током подразумевает, что при зарядке напряжение повышается. И как только напряжение превысит 14,40 вольт электролит закипит по-любому. Что делать в таком случае. Вариант первый – следить за процессом зарядки постоянно понижая ток, держа напряжение зарядки на отметке 14,40 вольт. Вариант второй – использовать автомат, который следит за этим сам. Но следит за напряжением, понижая ток заряда по мере надобности. Это и есть зарядка вторым способом – постоянным напряжением.

Второй фундаментально важный момент – правильная зарядка АКБ на ВСЕ 100 % электрической ёмкости:

ПОЛНОСТЬЮ ЗАРЯДИТЬ АКБ (НА ВСЕ 100% ЕЁ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЁМКОСТИ) БЕЗ ВЫКИПАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА МОЖНО ТОЛЬКО НАПРЯЖЕНИЕМ 14,40 ВОЛЬТ !

Я предпочитаю заряжать АКБ постоянным напряжением 14,40 вольт. Практика такова, что зарядить аккумулятор на 100 % достаточно сложно. Когда АКБ набрала свою ёмкость на 95 % ток её заряда очень маленький, а на 99% он просто мизерный и может быть всего 30 миллиампер. Я отмечу одну деталь – это всё на грани кипения электролита. Теоретически электролит начинает кипеть при напряжении заряда 14,41 вольт при условии, что АКБ сделана идеально, а при 14,40 не кипит. На практике это может быть и 14,38 вольт и 14,42. Всё зависит от изготовителя АКБ и индивидуально для каждой конкретной АКБ. Но суть, надеюсь Вы, дорогой читатель, уловили.

Недостатком зарядки по напряжению является время зарядки. Обычно АКБ набирает полную ёмкость заряда (100 %) за время более суток. Здесь очень важен ток зарядки на начальном этапе. Можно заряжать на начальном этапе и током в одну пятую от ёмкости. Тогда время зарядки сократится. Как и время службы АКБ, но незначительно. Теорию зарядки никто не отменял. Предпочтительней не выходить за рамки тока зарядки более одной десятой от ёмкости АКБ. Выбирать Вам, читатель.

Можно ли использовать автомобильный аккумулятор для ИБП?

А теперь мы подошли к сути вопроса. Как использовать стартерный АКБ для автомобиля в ИБП. Мой ИБП BACK-UPS 600I подходит под это идеально!

Самые первые ИБП от APC серии Back UPS заряжали аккумулятор как раз по принципу зарядки АКБ постоянным напряжением. Там стоит микроконтролер управления зарядкой АКБ. Расчётная ёмкость АКБ для моего ИБП 7 Ач. Ток заряда 350 миллиампер на начальном этапе. На конечном ток падает до 10 миллиампер (фактически до тока чуть-чуть больше тока саморазряда).

Более новые ИБП-шки заряжают по-другому. Я тестил более новую модель Back-UPS CS 650 (хотел даже купить), но – эта железная скотина держит напряжение на уровне 13,7 вольт. При токе заряда свыше определённого параметра эта гадость высвечивает на передней панели значок Replace Battery.

Источник