コンピュータテーブルのUPS計算。 無停電電源装置：包括的なテスト方法を開発する試み

どのUPSを選択しますか？ 前回の記事でこのトピックを取り上げ、メーカーが提供するUPSの種類を調べました。 今日はソースの選び方についてお話します 無停電電源装置タスクと機器のタイプに応じて、必要なUPS容量を計算します。

どのUPSが必要かは、いくつかの重要なポイントによって異なります。

1. 機器をどのようなネットワークの問題から保護したいですか？
2. UPSに接続する機器の設計の特徴。
3. UPSの予測負荷容量。
4. 所要時間 自律的な仕事.

したがって、この記事では、次の質問を考慮して、無停電電源装置の選択について説明します。

• 既知のバッテリー寿命に対するバッテリーの容量を計算します。
• UPSの容量を知りながら、バッテリーの寿命を計算します。

なぜUPSが必要なのですか？

質問への答え：どの無停電電源装置を選択するかは、主になぜそれが必要なのかによって異なります。

電力安定化のみが必要で、停電時に機器の自律動作を保証する必要がない場合は、別の安定器を購入することをお勧めします。

また、多くの場合、スタビライザーと安価なUPSのバンドルを使用します（スタビライザーの後で無停電電源装置がネットワークに接続されます）。 このようなタンデムにより、UPSがこれを提供しない場合に電圧を調整できるだけでなく、UPSバッテリーの寿命を延ばすことができます。

保護するためにUPSを購入する機器は何ですか？

どのUPSを選択するかは、接続されている機器の設計機能によっても異なります。

原則として、ほとんどすべての機器は、出力に正しい正弦波を使用してUPSに接続できます。必要なのは、電力を正しく計算することだけです。 すべての機器をUPSの残りの部分、特にオフラインタイプに接続できるわけではありません。

UPSの容量を計算する方法は？

適切な無停電電源装置を選択するには、接続する機器の総電力を計算する必要があります。 電力値は、技術仕様（パスポートまたは技術の説明）で明確にすることができます。

条件付きの例を考えてみましょう。

UPSに接続したい：

• 250 W用のコンピューター、
• LCDモニター60W、
• 2000 Wエアコン（cosφ= 0.8）。

ここに1つのポイントがあります。すべてのデバイスの電力が1つの単位で表されている場合でも、この場合はワットで、ボルトアンペアとワットの2つの電力を計算する必要があります。

ボルトアンペアとワットでの電力-違いは何ですか？

ボルトアンペア（VA、VA）で表される電力は、 全出力..。 これは、アクティブおよびリアクティブを考慮した、機器の実際の負荷を示しています。

ワット（W、W）で表される電力は、 有効電力.

これらは2つの異なる量であり、必要な電力用のUPSを選択する際には両方を考慮する必要があります。 これは、無効負荷をUPSに接続する場合に特に重要です。このような機器では、合計電力と有効電力が大幅に異なる可能性があるためです。

ボルトアンペアでの電力の計算。

有効電力（ワット単位）をボルトアンペア単位の総電力に変換するには、次の式を使用します。

どこ：

• VA- 全出力,
• W-有効電力、
• Pは機器の力率です。

機器がアクティブ負荷に属している場合、それは実質的にすべてのネットワーク、通信機器、照明および暖房機器、つまりインダクタンスのない機器であり、 無効電力、 と コンピューターテクノロジー力率制御（APFC）を備えた電源ユニットの場合、電流係数は1に等しくなるか、わずかなマージン（0.95）でそれ以上になります。

UPSにレーザープリンター、エアコン、蛍光灯などを接続する場合、電気モーターなどを備えた機器、インダクタンスと無効電力を備えたすべてのもの、およびAPFCを備えていない電源を備えたコンピューターの場合、力率は次のようになります。デバイスのパスポートまたは後壁のステッカーに表示されます。 そのような技術のために、それは最も頻繁に示されます。 力率は、力率（PF）またはcosφとして示されます。

メーカーが力率の値を示さなかったが、負荷が完全にアクティブではない場合、最も一般的な値は0.7です。

例に戻りましょう。

コンピューターの電源には力率調整がないため、P値を0.7とします。 モニターも同様です。 全体として、私たちはフルパワーを手に入れます：

• モニター付きのコンピューターの場合：（250 + 60）/ 0.7 = 442 VA、
• エアコンの場合：2000 / 0.8 = 2500 VA、
• 一緒に：2942VA。

では、3000VA UPSを購入していますか？ 時間をかけてください、それはそれほど単純ではありません。

ワット単位の電力の計算。

ほとんどの場合、最も単純なケースが発生します-電力がワット単位の場合、それはまた呼ばれます 有効電力、機器のドキュメントにすでに示されています。 そうでない場合は、フルパワーの場合と同じ手法を使用して、電力をボルトアンペアからワットに変換できます。

機器の電力をワットで計算してみましょう。

• モニター付きコンピューター-310W、
• エアコン-2000W、
• 一緒に：2310W。

私たちのオンラインストアでは、3000のUPSの中でたとえば、VAは次のとおりです。

無停電電源装置に必要な容量を計算するにはどうすればよいですか？

通常、無停電電源装置を選択する場合、停電が発生した場合に接続されている機器の動作をサポートする期間について、いくつかの特定の要件があります。 多くのメーカーはおおよその範囲を示しています。たとえば、負荷に応じて、バッテリーの寿命は4〜20分になると書かれています。 または、最大負荷で作業する場合、この時間は5分になることを示します。

ただし、これは概算であり、購入したUPSが特定の機器リストでバッテリー動作を提供することを確認する必要があります。 または、選択したUPSモデルが負荷を維持する期間を計算します。

既知のバッテリー寿命に対するバッテリーの容量を計算します

計算には、次のものが必要です。

• UPSに接続する機器の総有効電力（ワット単位）（W）。
• バッテリー寿命（T）。
• バッテリーの公称電圧。

次の式を使用します。

どこ：

• Tは計画された自律作業の時間（h）であり、
• Pは接続された機器の電力（W）であり、
• KPD-無停電電源装置の効率（約0.85を取ることができます）。

また、W * hの容量をAHの容量に変換する式は次のとおりです。

上記の例のコンピューターとモニターを停電後2時間稼働させたいとしましょう。

容量（W * h）= 2 * 310 / 0.85 = 730 W * h。

ただし、バッテリーの容量は通常、アンペア時で示されます。 容量をワット時からアンペア時に変換するには、バッテリーの公称電圧を示す必要があります。

12Vバッテリーの場合：

容量（A * h）= 730/12 ==60.83≈61Ah。

24Vバッテリーの場合：

730/24 =30.42≈30Ah。

ほとんどの場合、UPSは1〜2個のバッテリーを使用しますが、4個のバッテリーを使用し、容量は7〜9AHであるため、UPSを選択します。 標準構成総容量のそのような値については、私たちにとって難しいでしょう。 あなたの最善の策は、接続された無停電電源装置を購入することです 外部バッテリー必要に応じて容量を選択してください。

外部バッテリー接続のUPSカタログ。

UPSの効率（約0.85を取ることができます）。

次の式を使用します。

• V-公称バッテリー電圧（V）、
• AH-1つのバッテリー（AH）の容量、
• Nはバッテリーの数です。

• E-総容量（W * h）、
• KPD-無停電電源装置の効率（デフォルトでは、0.85を取ることができます、
• Pは接続機器の消費電力です。

例として、PowerCom BNT-800AP USBUPSを取り上げます。 製造元は、最大負荷で5分のバッテリー寿命を主張しています。 そして、私たちのコンピューターは、消費電力が310 Wのモニターでどのくらいの期間動作できますか？

UPSの総容量（W * h）= 12V * 7.2AH * 1 = 86.4 W * h。

時間= 86.4 * 0.85 / 310 = 0.237時間≈14分。

結論

それでは、簡単に要約しましょう。

UPSを選択するには、次のことを行う必要があります。

• 定義、 どのタイプのUPSが必要ですか。
• 突入電流とわずかなマージンを考慮して、UPSに必要な合計電力と有効電力を計算します。
• 一定時間電力を維持する必要がある場合は、これに必要なUPS容量を計算します。 また、計算された容量に応じて、通常の無停電電源装置またはUPSとそのための追加のバッテリーのセットを購入します。

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まず、無停電電源装置の容量を考慮する必要があります。 計算用 必要な電力ボルトアンペアでは、力率を考慮する必要があります。無停電電源装置の場合は0.7です。 したがって、200Wシステムの場合、容量が200 / 0.7 = 285VAのUPSが必要です。

次に、システムに必要な負荷の自律電源供給の時間を決定する必要があります。 この基準は、UPSの最も高価な部分である無停電電源装置のバッテリー容量を決定します。 この点で、UPSを使用する目的を明確に決定する必要があります。おそらく、5〜10分間の停電後もPCの操作を継続する必要があります。 緊急のプロジェクトを完了するには数時間かかります。 または、UPSは、警報システムまたは他のシステムに長期間電力を供給するように設計されています。

3番目のパラメータは電圧波形です。 PCの場合、通常はスイッチング電源が使用されますが、ここではステップ電圧を使用することも可能です。

何に注意を払うべきですか？

コンピュータ用の無停電電源装置を選択するときは、通常、400〜600VAの容量のデバイスで十分であることに注意してください。 自宅のPCに多くの周辺機器がある場合は、825 VAなど、もう少し強力なソースを購入する必要があります。 自宅に2台のPCがある場合、それらを完全に保護するには、1000VAを超える容量のUPSを購入する必要があります。

無停電電源装置を選択する場合 家庭での使用、このデバイスは通常、システムユニットの隣のテーブルに設置されていることを考慮する必要があります。これは、その動作を監視するのに便利です。 したがって、UPSの色とデザインが適切で、ノイズが多すぎないことが望ましいです（最大1mの距離で40〜45 dB以下）。

上記に加えて、PCは、平均して20ミリ秒までの停電の間、動作を維持できることに注意する必要があります。 システムブロック 300msの振動にも耐えることができます。 無停電電源装置を選択するときは、PCのこれらの指標を考慮することをお勧めします。

UPSの主な機能は何ですか？

無停電電源装置の主な機能は次のとおりです。

• 小さな電圧サージと短い電圧サージを平滑化します。
• 供給電圧をフィルタリングし、システム動作のノイズを低減します。
• ネットワークの停電後、システムを一定期間稼働させ続ける。
• 過負荷または短絡からのシステムの保護。
• 最新のUPSには、基本的な機能に加えて、特別なソフトウェアのおかげで多くの追加機能が装備されていることがよくあります。
• ネットワークに長期間電圧がない場合はシステムを自動的にシャットダウンし、電源が復旧したときにシステムを再起動します。
• 無停電電源装置の状態をテストし、対応するデータをログファイルに書き込みます（ソース温度、バッテリー充電レベルなど）。
• 電圧および周波数インジケータの表示 交流電流出力電圧と負荷によって消費される電力を供給する主電源。
• インジケーターまたはモニター、音声信号またはプログラムメッセージを使用した緊急時のユーザー通知。
• タイマーを設定する可能性 自動スイッチオンそして、特定の時間に負荷をオフにします。

パッシブ冗長無停電電源装置とは何ですか？

パッシブスタンバイUPSは、国際電気標準会議（IES）の採用基準に準拠した、3つのクラスの無停電電源装置の1つです。 これらのUPSは、オフラインUPSと呼ばれることがよくあります。

それらの動作原理は非常に単純です。システムの通常の動作中（入力電圧が確立された基準を超えない場合）、フィルターを介して運ばれる負荷は主電源から直接取得されます。 指標が超過し始めた場合 制限を設定する、-負荷は、この無停電電源装置のバッテリーから電源装置に転送されます。
バックアップタイプのパッシブUPSの運用における組織の単純さは、そのかなり単純な回路、コンパクトなサイズ、および低コストを決定します。 同時に、このタイプのコンピュータの無停電電源装置には多くの欠点があります。 主な欠点は、電源の目に見える変化がバッテリー電源への切り替えにつながる可能性があることです。これにより、UPSのこの高価な部分がすぐに摩耗します。

Line Interactive UPSとは何ですか？どこで使用されますか？

ラインインタラクティブ無停電電源装置（ラインインタラクティブ）は、オフラインUPSと比較して、電圧安定化の追加機能を備えています。 特別なAVRモジュールが装備されており、低電圧または高電圧の電圧降下を補正し、バッテリー電源に切り替えることなく通常のシステム動作を保証します。 モード バックアップ電源 AVRが補正できない量だけ電圧が変化した場合にのみオンになります。

ラインインタラクティブUPSでのバッテリーの使用頻度が低いと、オフラインの無停電電源装置よりも優れた耐久性が保証されます。 このタイプのUPSの動作電圧範囲は、オフラインの無停電電源装置の動作電圧範囲よりもはるかに広く、平均して公称電圧の+/- 20％です。 定格電圧は通常220V、230Vまたは240Vです。 このタイプのUPSのバッテリーへの切り替え時間は非常に長く、約4〜7ミリ秒ですが、家庭での使用ではこれは重要ではありません。

現在、ラインインタラクティブ無停電電源装置は家庭での使用に最適です。

オンラインの無停電電源装置の利点は何ですか？

ダブルコンバージョンUPSとも呼ばれるオンラインUPSは、最も高価なクラスのUPSです。 それらの動作原理は他のUPSとは大きく異なります。 オンラインUPSに供給されたAC電圧はDCに変換され（整流器のおかげで）、次にACに変換されます（インバーターのおかげで）-この二重変換は、保護されたシステムを外部ネットワークの変更から実質的に完全に保護します。

バッテリーはインバーターへの入力に恒久的に接続されており、緊急時（0.0ms）の場合のスイッチング時間を最小限に抑えます。 このようなデバイスの電力は通常、700VAから非常に大きくなります。

オンラインの無停電電源装置の欠点の中には、効率が低いこと（電気が2回変換されるため）、動作中のノイズレベルが高いことなどがあります。 高価格..。 このため、これらのUPSユニットは通常、家庭用PCや電化製品の保護には使用されません。 それらの使用の主な領域は企業アプリケーションです。

鉄共振UPSとは何ですか？

Ferroresonant UPS（無停電電源装置）は、通常、電圧安定器で使用される鉄共振の効果に基づいて動作するデバイスです。 これらのUPSは、通常モードでは電圧安定器である鉄共振トランスとラインフィルターを使用します。

電源が遮断されると、この変圧器は、その磁気システムに蓄積された電力のために、8〜16ミリ秒間負荷に電力を供給します。 これは、UPSインバーターが負荷にバッテリー電源を供給し始めるのに十分な時間です。

このタイプのUPSにはあまりありません 高効率（93％以下）、それはそれがかなり提供するという事実にもかかわらず、それは多くの配布を受けませんでした 信頼できる保護エネルギーと電磁ノイズの高電圧放出から。 Ferroresonant無停電電源装置は中型電源装置を指します-それらの最大電力は18kVAです。

UPSはどのような容量で動作しますか？

無停電電源装置の電力に応じて、従来、低電力、中電力、強力の3つのタイプに分類されます。
低電力UPSは、保護された機器に直接接続され、主電源から電力が供給されるUPSです。 標準ソケット..。 このようなデバイスは通常、250〜3000 VAの範囲の電力定格です（モデルによって異なります）。

中型UPSの定格は通常3〜30kVAです。 内蔵のソケットブロックまたは専用のソケットコンセントを介して負荷に電力を供給します。 これらの無停電電源装置は通常、保護スイッチングデバイスを介して配電盤ケーブルから電力を受け取ります。

UPS大容量UPSは通常、10〜数百kVA（最大800 kVA）の範囲の電圧で動作します。 これらは、中電力UPSと同じ方法で主電源に接続されます。 それらは通常特別な部屋にあり、かなりの寸法と床置きのデザインを持っています。

無停電電源装置の電力測定値をボルトアンペアからワットに変換するにはどうすればよいですか？

力率（PF）は、電力測定値をVAからWに変換するために使用されます。 無停電電源装置がステップ近似を使用している場合は、ボルトアンペア単位の電力に0.6の係数を掛ける必要があります。 サインを使用する場合-電源のPFに応じて、0.7〜0.95。 コンピュータの無停電電源装置の場合、係数は通常0.7です。

提供するソース< strong>無停電電源装置には、ワットで測定される最大有効電力などのパラメータがあります。 たとえば、UPSの電力が1000VA、600Wの場合、これは、システムの総電力が1000VAに達する可能性がある一方で、電源から受け取る有効電力が600Wを超えないようにする必要があることを意味します。

無停電電源装置にはどのような機能がありますか？

無停電電源装置を選択する前に、使いやすさと メンテナンス..。 ソースの作業を観察できることは非常に重要です。 これらの目的のために、最新の無停電電源装置にはLEDまたはディスプレイが装備されています。

各UPSには、UPSの起動時に自動的に起動し、定期的に繰り返される内部コンポーネントをテストする機能があります。 テストには、異常な状況の制御、バッテリーの状態と充電レベルの分析、および無停電電源装置の正しい接続が含まれます。

最新のUPSの多くは、機器の電力をリモートで監視する機能を備えています。 これを行うには、コンピュータまたは他のシステムの無停電電源装置を特別なものを使用して接続します インターフェイスケーブルおよび特定のソフトウェア。 特に、Smart 2000ソフトウェア、RS-232インターフェイス、およびドライコンタクトインターフェイスを使用すると、長距離でのソース管理のタスクが非常に現実的になります。

ほとんどのUPSはホットスワップ可能です。 ソース自体をオフにしたり、システムへの電源を停止したりせずに交換します。 したがって、ユーザーは自分でバッテリーを購入し、古いバッテリーと交換することができます。 すべてのオンラインUPSと一部の回線対話型ソースにはこの機能があります。

UPSを接続する際に考慮すべきことは何ですか？

無停電電源装置を接続することは難しい作業ではありません。 標準のUPSには、電気ケーブル用の同一のコネクタが多数あります。 ただし、コンピュータの無停電電源装置とコンピュータ自体はを使用して接続できないことに注意してください。 コンピュータケーブルなぜなら、最後に標準のプラグがあるからです。 UPSコネクタはそのようなプラグには適合しません。 ある場合には 特殊ケーブル UPSには含まれていないため、別途購入する必要があります。 強力なブロック無停電電源装置は通常、特別な端子台を使用して接続されます。

コピー機やレーザープリンターはUPSに接続しないでください。 仕事をしている間、彼らは時々高いものを使います 最大電力 UPSに過負荷がかかり、システム全体がシャットダウンする可能性があります。

UPSを接続すると、バッテリーが完全に充電されるまでに約4〜6時間かかります。 その後、デバイスは完全に使用できるようになります。 で 通常の仕事 UPSシステムはそれ自体をまったく感じさせません。 異常な状況が発生した場合、3つの方法でユーザーに通知します：インジケーターまたはディスプレイの使用、音声信号による、およびプログラムによる-使用 特別メッセージコンピューターの画面上。

どんな種類 UPSの方が優れていますすべてのオフィスに適しており、 ローカルエリアネットワーク?

オフィスやローカルネットワークを電源の問題から保護する問題には、3つの選択肢があります。 最初の解決策は、最も単純で最も安価です。 全て 重要な情報信頼性の高いUPS（無停電電源装置）を供給できるサーバー上。

通常、これらの目的には、非常に価値のあるデータを保護するために、ラインインタラクティブUPSまたはオンラインUPSが使用されます。 これらの状況では、監視やリモートコントロールなど、これらのハイエンドの無停電電源装置によって提供される機能が不可欠です。
2番目のタイプのソリューションは、高コストでより高い信頼性を提供します。 それは、コンピューターに複雑でないUPSを供給することから成ります。 最大許容電力を考慮すると、複数のワークステーションを同じ無停電電源システムに接続することで、合理的な節約を行うことができます。

3番目のオプションは最も高価ですが、 最大の保護システムと情報セキュリティ。 これは、主電源全体をオンラインの大容量UPSに接続することで構成されます。 このような手順は、システム内の情報が非常に価値がある場合、または適切なタイミングでシステムの電源を正確に切ることができるコントローラーがある場合にのみ合理的です。

UPSのバッテリー寿命はどのくらいですか？延長できますか？

無停電電源装置を選択する場合、価格はバッテリーの種類に大きく依存します。 バッテリーパックは通常4〜6年続くことがありますが、取り扱いを誤るとこの期間が短くなる可能性があります。 バッテリーの寿命が短くなる理由の1つは、完全に放電する前にバッテリーを使用することです。

この使用により、不可逆的な化学プロセスがバッテリーで発生します。 熱空気（30度以上）もバッテリーの寿命を縮めます。 UPSのバッテリーと多くのコンポーネントに壊滅的な打撃を与え、システムに深刻な過負荷をかけます。
新しいUPSを使用する前に、数時間充電する必要があります。 予備のバッテリーは、将来使用するために購入しないでください。 それらの貯蔵寿命はそれほど長くはありません。 バッテリーを過熱から保護するために、コンポーネントを定期的にテストして状態を修正する無停電電源装置を購入することをお勧めします。 デバイスが低体温症（0度未満）にさらされている場合は、作業を開始する前に数時間ウォームアップする必要があります。

UPSの長期動作を保証するにはどうすればよいですか？

• これを行うには、次のいくつかのルールに従う必要があります。
• UPSに過負荷をかけないでください。電源の問題を本当に防ぐ必要があるシステムのみをUPSに接続してください。
• システムを次のように正しく接地します そうしないと、調整の効果が低下します。
• 無停電電源装置をぶつけたり振ったりしないでください。
• 無停電電源装置を湿気の多い部屋に保管しないでください。
• 商用電源が停止した場合は、UPSに接続されている機器の電源を切り、電源が戻ったときに電源がバッテリーを再充電できるようにします。 このアクションにより、バッテリーが完全に放電するのを防ぎます。
• 含めることはできません ネットワークフィルター無停電電源装置とコンピューターの間。
• 定期的に、そのコンポーネントの無停電電源装置によるテストを含めることは価値があります。
• レーザープリンタやコピー機を光源に接続しないでください。
• したがって、無停電電源装置のバッテリーの耐用年数は、自律モードをオンにする頻度、室内の温度と湿度、充電条件、バッテリーの種類などの操作規則の遵守に大きく依存します。自体。

何 分散システム無停電電源装置？

分散型無停電電源装置は、複数のUPSで構成されるシステムであり、各電源装置は個別のPCまたはその他の機器に供給されます。 このようなシステムを構成する無停電電源装置は、さまざまな特性と特性を持つ可能性があります。

この無停電電源装置はシンプルで、オフィスや家庭で最も一般的に使用されています。 これには多くの利点があります。

各機器は独自のUPSによって保護されているため、システム内の保護は可能な限り効率的に使用されます。保護は、その特性、作業の性質、および情報;

この無停電電源システムは、シンプルで 効果的な方法状態の制御-各ユーザーは、接続されているUPS機器のステータスを確認し、誤動作が発生した場合に時間内に報告できます。

発展 このシステム非常に簡単です。サーバー用のUPSを購入することから始めて、システム内のすべての機器に徐々に電源を供給することができます。

システム内の無停電電源装置の1つに障害が発生した場合、損傷したUPSを重要度の低い機器の電源に交換することにより、システムは引き続き効率的に機能します。

集中型無停電電源装置とは何ですか？

集中型の無停電電源システムは通常、保護するために設置された単一のUPSで構成されます 多数装置。

このシステムにはいくつかの利点があります。

一元化された無停電電源システムは通常、最高の機器保護を提供するハイエンドUPSシステムを使用します。

このシステムで通常使用される三相UPS（UPS）は、PCの操作に関連する過負荷から主電源を保護し、システム全体の操作をより安全にします。

同じもののいくつかの代わりに1つの無停電電源装置を使用する 価格カテゴリ大幅にお金を節約することができます。

1つの無停電電源装置は、数十のUPSよりも制御がはるかに簡単です。

一元化された無停電電源システムには、UPSの保守に資格のある担当者や専門会社が必要になるなど、多くの欠点もあります。 このようなシステムを変更および拡張することははるかに困難です。したがって、計画を立てるときは、将来のすべてのニュアンスと見通しを考慮する必要があります。 このようなシステムは、単純なコンピュータシステムで使用するには非常に高価です。

バイパスとは何ですか？UPSでのその機能は何ですか？

信頼性の向上の要件を満たす無停電電源装置を選択する必要がある場合は、 特別な注意バイパスするように回す必要があります。 バイパスはバイパスメカニズムであり、高電力または中電力の無停電電源装置の重要な部分です。

このメカニズムは、電子バイパス（静的）と機械的（手動）バイパスの2つの主要部分で構成されています。 この電子機械設計により、電圧の性質を変えることなく、負荷をUPSインバーターからバイパスに、またはその逆に転送できます。 バイパスは、UPSの入力と出力の間のリンクであり、この通信が電源冗長メカニズムをバイパスできるようにします。

バイパスは次の機能を提供します。

• 受信機への電源供給を中断することなく修理作業を実行するための無停電電源装置のオンとオフの切り替え。
• インバーターで短絡または過負荷が発生した場合、負荷をインバーターからバイパスに転送できます。
• 商用電力の品質が正常であれば、負荷をインバーターからバイパスに転送して電力を節約できます。

UPSにはどのような種類のインバータが使用されていますか？

インバーターは、UPS（UPS）の重要な部分です。 変換する半導体です 定圧蓄電池（AB）から負荷に供給されるボルト単位の交流電圧まで。 インラインインタラクティブ UPSソース無停電電源装置のインバーターは、多くの場合、充電器の追加機能を実行します。

インバータは、UPSのタイプに応じて異なる電圧形式を供給することができます。 簡略化されたインバータモデルは、多くの場合、電流が一時停止することなく方形波電圧を生成します。 より高度なモデルのインバーターは、近似電圧を形成します-段階的ですが、正弦波の形に近いです。 これら2種類のインバータは、低電力機器の保護に適しており、スイッチング電源で使用されます。

インバーター 強力な情報源無停電電源装置、特にラインインタラクティブ電源装置は、歪み係数がかなり低い（3％以下）正弦波電圧を生成します。 このようなインバーターは、PCインパルスユニットから電気モーターまで、あらゆるタイプの負荷に使用できます。

ミラーリングスキームとはどういう意味で、何に使用されますか？

ミラーリング回路は、産業用二重変換無停電電源装置でよく使用されます。 その作業は、IGBTトランジスタの使用に基づいています。 バイポーラ 電界効果トランジスタ隔離されたシャッターを持っています。

ミラー変換の特徴は、UPSの整流器とインバーターが同じ構造を持っていることです。 この機能により、次の結果を得ることができます。
高調波歪みなしで入力電流を受信します。

1に近い無停電電源装置の力率。

出力にトランスを使用せずにPWM原理を実装。

ミラー変換の主な欠点は、効率がかなり低いことです。サイリスタコンバータを備えた二重変換UPSよりも1〜1.5％低くなります。 これにより、容量が30〜40kVA以下のこのような無停電電源装置の適用範囲が狭くなります。

PWMの原理は何ですか？

原理 パルス幅変調（PWM）は、スイッチトランジスタが開いている最適な時間を決定すると同時に、変圧器によって蓄積される電気の量を調整することです。 この方法の主な利点は、繰り返し周期Tの不変性と、その実装の単純さです。 このため、PWMの原理はほとんどすべての無停電電源装置で使用されています。

例えば 、UPSで保護されている機器の電流が増加した場合、次のことが発生します。 変圧器によって生成されたエネルギーはより速く消費され始め、キーが閉じた状態になるまでの時間を短縮します。 変圧器へのエネルギー供給を増やすために、スイッチトランジスタの開状態の時間を増やすプロセスが行われます。 したがって、合計時間Tは一定です。 機器の電流が減少すると、同様のアクションが発生します。

キートランジスタの動作を制御するデバイスは、PWMコントローラと呼ばれます。 PWMコントローラはUPSの不可欠な部分であり、デバイスの起動や保護などのすべての制御が含まれています。

約3〜6か月の運用後、新しい作業用コンピューターに保存されたデータの価値は、コンピューター自体のコストを上回り始めます。 ネットワークサーバーの場合、この状況はインストール後数週間以内に発生する可能性があります。

症例の50〜70％で、誤動作の原因 電子デバイス質の悪い電源。 電源障害が発生した場合、1つの無効な書き込みセッションによってファイルシステム全体が破壊される可能性があります。

障害が発生し、すぐに壊滅的な結果をもたらさない場合でも、しばらくすると、PCの敏感な電子充填は、一定のオン/オフサイクルのために単に「反逆」する可能性があります。

ロシアでは、ベル研究所とIBMが米国で実施した研究のデータが有名になりました。 Bell LabsとIBM（USA）によると、各パーソナルコンピュータは月に120回の緊急事態にさらされています。

停電の種類

UPSの特性：

ボルトアンペア（VA）またはワット（W）で測定された出力電力。

スイッチング時間、つまり、UPS（UPS）からバッテリー電源への移行時間（ミリ秒、ミリ秒で測定）。

バッテリーの容量とUPS（UPS）に接続された機器の電力によって決定される自律動作時間（分、分で測定）。

UPSがバッテリーに切り替えずに電源を安定させることができる入力（主電源）電圧範囲の幅（ボルト、Vで測定）。

バッテリー寿命（年単位で測定、通常は5年と10年）。

UPS（UPS）の基本的な電気的パラメータ

UPS出力電力（UPS）

UPS（UPS）の電力出力は、電圧（ボルト、V）と電流（アンペア、A）の積として定義されます。

負荷によって消費される電力は、UPSの出力電力（ボルトアンペア、VA）と負荷の力率（PF）の積として定義されます。

次の条件を満たすUPSを選択してください。

P-UPS出力電力（VA）、Wн-負荷によって消費される電力（VA）、

PF-力率。パーソナルコンピュータの場合は0.7になります。

通常、消費電力は、 裏表紙デバイス。

UPS出力電圧波形

無停電電源装置は、それに接続されている機器の電気ネットワークの一時的な代替品です。

電気ネットワークでは、電圧は正弦波の形状または正弦波に近い形状をしています。 もちろん、AC電源で動作するように設計されたすべてのコンピューターおよびその他の機器は、正弦波電圧用に特別に設計されています。 しかし、コンピューターを含むほとんどすべてのタイプの機器は、正弦波のものとは非常に異なる電圧で多かれ少なかれ正常に動作することができます。

以前は、一部のスイッチングUPSには方形波出力電圧（異なる極性の長方形パルス）がありました。

米。 1.蛇行

長方形の電圧のrmsとピーク値が正弦波電圧の対応する値と等しくなるように、最新のスイッチングUPSのメーカーは、蛇行の形状をわずかに変更し、異なる極性の長方形のパルス間に一時停止を導入しました。

米。 2.一時停止して蛇行します。

UPSメーカーは、この電圧を「正弦波の段階的近似」と呼んでいます。 この曲線の形状により、正しく選択された電圧振幅と休止期間により、さまざまな負荷の要件を満たすことができます。 たとえば、一時停止時間が約3 ms（50 Hzの周波数の場合）の場合、実効電圧値は次のように一致します。 実効値同じ振幅の正弦波電圧。

スイッチング時のUPS出力電圧の実際の波形を図1に示します。 3.3。

米。 3.UPSに接続されたパーソナルコンピュータの電圧と電流のオシログラム。

同じオシログラムは、コンピューターが消費する電流の曲線も示しています。 強い インパルス電流矩形パルスの開始時と終了時にコンピューターによって消費されるものは、コンピューターの動作に影響を与えません。 それらはコンピュータの電源によって完全に抑制され、その出力は通常のリップルレベルの定電圧です。

スイッチングUPSで保護されたコンピューターには、UPSがバッテリー電源で動作している場合（つまり、非常に短時間）にのみ非正弦波電圧が供給されます。 UPSが主電源から動作しているときは、コンピューターに電力が供給されます 主電源電圧 UPSの内蔵ノイズおよびインパルスフィルタによって平滑化されます。

ノイズ減少

ノイズは、電圧の公称値からの小さなランダムな偏差であり、主に高周波のものです。 ノイズはUPS入力フィルターによって抑制されます。 抑制の量は、ノイズの周波数によって異なります。 平均して、UPSのノイズ除去率は0.15MHzで10dB〜30MHzで50dBです。

パルス抑制

サージ保護に関するUPSの要件を説明する規格は世界中にいくつかあります。

最も一般的な規格は、一般的なオフィス環境を指し、入力に3000Vパルスを印加してUPSをテストすることを含みます。 他の種類さまざまなパルス抑制技術が使用されています。 オフラインおよびラインインタラクティブUPSモデルでは、原則として、バリスタサージ保護が使用されます。 シンプルで効果的なバリスタシャントは、高振幅電流を抑制することができます。

係数 便利なアクション

効率は、UPSによって吸収される総電力に対するUPS負荷によって消費される電力の比率です。 効率が高いほど、エネルギー資源がより効率的に使用されます。 UPSの効率は85％から97％の範囲である可能性があります 異なるクラスとで さまざまなモードデバイスの操作。

バッテリー寿命

ほとんどの従来の低電力オフィスUPSの場合、最大負荷でのバッテリ実行時間は4〜15分です。

UPSの負荷が最大負荷よりも小さい場合、バッテリーの実行時間は長くなります。 バッテリー放電曲線の非線形性のため、この増加は負荷の減少に比例しません。 負荷が半分になると、動作時間は2.5〜5倍になり、3倍になると、4〜9倍になります。

大型UPSおよび一部の小型UPSには、バッテリーをより大きなバッテリーに交換するか、追加のバッテリーを取り付けることにより、ランタイムを延長する機能があります。 大容量のバッテリーを同じハウジングに取り付けることも、オプションのバッテリーハウジングを取り付けることもできます。

力率。 ワットとボルトアンペア

UPS（UPS）に接続されている機器の電力を知ることは、最大許容値を超えないようにするために必要です。 UPS負荷（UPS）。 ただし、UPSの負荷（または過負荷）は、負荷に割り当てられている電力量だけでなく、UPSに流れる電流量によっても決まります。 したがって、UPSの制限負荷を指定する場合、通常、最大見かけの電力（ボルトアンペア）と最大有効電力（ワット）が示されます。

最大負荷電力がを超えないようにUPS（UPS）を選択してください 最大電力 UPS（UPS）。

負荷の見かけの電力は、UPSの定格見かけの電力よりも小さくする必要があります（ボルトアンペア-VAを比較する必要があります）。 また、負荷の有効電力は、UPS（UPS）の定格有効電力を超えてはなりません（ワット数とワット数を比較する必要があります）。

さまざまな負荷とさまざまなUPSの場合、制限は総電力または有効電力のいずれかになります。 最も一般的な（コンピューターワークロードの）制限はフルパワーです。

物理学から何かを思い出しましょう

負荷によって消費される電力を見積もるときは、総電力を考慮に入れる必要があります。 見かけの電力（単位VA-ボルトアンペア）は、アプライアンスによって消費される総電力です。 これは、電力のアクティブ（測定単位 "W"-ワット）およびリアクティブ（VARの測定単位-ボルトアンペア無効）コンポーネントで構成されます。 電力消費者は、多くの場合、アクティブコンポーネントとリアクティブコンポーネントの両方を持っています。

反応性負荷 ..。 他のほとんどすべて。 それらは誘導性および容量性である可能性があります。 負荷の誘導成分を有する電気装置の典型的な代表は、電気モーターである。 見かけの電力（P）と有効電力（Pa）は、係数cosFによって相互接続されています。

Pa = cosF x P

電気消費者の電力を計算する方法は何ですか？

それをするために 最適な選択基準によるUPSモデル 必要な電力、負荷によって消費される総電力を計算する必要があります。 この場合、負荷とは、保護の対象となる、自宅（オフィス、アパート、生産室）にあるすべての電化製品を意味します。

消費電力 特定のデバイス、この製品のパスポートまたは取扱説明書から判断するのが最善です。 消費電力とcosF係数がデバイスまたはデバイスの背面に示されている場合があります。 さまざまなデバイスのドキュメントの電力量は、ワットまたはボルトアンペアのいずれかで示すことができることに注意してください。 デバイスの電力を計算する際のエラーを回避するために、測定単位ごとに2つの列に個別に要約します。

1. 保護の対象となるすべての電気消費者をリストします。
2. 上記のように彼らの力を要約します。
3. 得られた結果を1単位の電力測定（できればボルトアンペア）にします。 このため：

   パスポートに有効電力とcosF係数が示されている場合は、それをフルパワーに再計算するのは簡単です。 このため、「W」の有効電力をcosFで除算する必要があります。 たとえば、有効電力が700WでcosF = 0.7であると製品が示している場合、これは、消費された見かけの電力が700 / 0.7 = 1000VAに等しくなることを意味します。 cosФが指定されていない場合、近似計算では0.7に等しくなります。

この方法で計算された電力は、他の列の電力の合計（VAで合計）に追加する必要があります。

ノート：抵抗負荷のみの電化製品の場合、cosF係数は1と見なされます。

もう1つ極端にあります 重要点-開始電流。 電源を入れた瞬間の電気モーター（コンプレッサー）は、エネルギーを数倍消費します。 公称モード..。 負荷に電気モーター（水中ポンプ、冷蔵庫、ドリルなど）が含まれる場合、デバイスがスタビライザーまたはUPSに過負荷をかけないように、定格消費電力を少なくとも3倍（できれば5倍）にする必要があります。オンになっています。 計算にこれらの調整を加えます。

だから、パワーが計算されました。

ただし、さらに2つの点を考慮します。

1. 人生において、絶対にすべての負荷が同時に働いている場合は事実上ありません。 実は、ゲストに会ったら、この時点で洗濯物が洗われたり、日中は照明が点灯しないなどの可能性は低いです。実際には、「係数の同時スイッチオン」などがあります。 したがって、計算値を減らすことができます（つまり、約0.3〜0.5の係数を掛けます）。
2. 一方、このモードで作業することは許可されていません 全負荷..。 「スペアリング」動作モードを作成するには、以前の計算の結果として得られた電力を約10〜15％増やすことが望ましいです。 これを行うことにより、機器の耐用年数を延ばし、信頼性を高め、新しい機器を接続するためのパワーリザーブを作成します。

目的の桁が見つかりました。 ここで、特定の例に基づいて、UPSを選択しましょう。

電力を決定するタスクを容易にするために、電力消費量に関する概算データを表にまとめることができます。 家庭用器具.

• 冷蔵庫-最大1kW
• テレビ-0.08kW
• 洗濯機-1.5kW
• 電気ケトル-2kW
• 掃除機-0.8kW
• 鉄-1kW
• 電子レンジ-1kW
• 照明（白熱灯-1個）-0.06kW。
• コンピューターとモニター：

最新のCRTモニターの消費電力

• 15 "70-100W
• 17''90-110W
• 19 "100-150W
• 22''110-180W

現代の消費電力 LCDモニター

• 15 "-25-45 W
• 17 "-35-50 W
• 19 "-40-60 W

無停電電源装置（UPS）は、電源がない場合でも電気機器の動作を保証し、電力サージから保護するために使用されます。 この記事では、UPSを合理的に選択する方法、焦点を当てる方法、よくある間違いをしない方法について説明します。

の種類

無停電電源装置は、スタンバイ（オフライン/スタンバイ）、インタラクティブ（ラインインタラクティブ）、およびダブルコンバージョン（オンライン/ダブルコンバージョン）の3つのカテゴリに分類されます。

最も単純なタイプはスタンバイです。 主電源電圧が存在する場合、UPSは、内蔵のパッシブフィルターを通過した主電源自体からの電力を出力に供給します。 電圧がない場合、またはその値が設定された制限を超えている場合、UPSは電源を負荷に切り替えて独自のバッテリーに切り替えます。 電圧が回復すると、UPSはベースモードに移行し、バッテリーを再充電します。

このようなUPSの主な利点は 低価格..。 主な欠点は比較的 ビッグタイムバッテリー電源への切り替え（4〜15ミリ秒）。これは、一部のデバイスにとって重要な場合があります。 ただし、マイクロサージ保護メカニズムを備えたコンピュータは、冗長UPSに接続できます。

インタラクティブタイプは、ステップ電圧レギュレーターの存在によりバックアップタイプとは異なり、バッテリーの使用に切り替えることなく、大きな入力偏差で十分に安定した出力電圧を維持できます。 この配置により、バッテリーの寿命が延び、バッテリーへの転送時間がわずかに短くなります。

インタラクティブタイプのUPSは、コンピューターとほとんどの家庭用電化製品の両方に適していますが、非同期モーターを備えたアプライアンス（洗濯機、冷蔵庫）には適していません。

ダブルコンバージョンUPSは、電源の品質と信頼性に対する高い要件を持つ敏感で高価な機器に電力を供給するために使用されます-サーバー、ワークステーション、アクティブ ネットワーク機器 NS。 UPSは入力でAC電力を受け取り、それをDCに変換し、出力で再び正確に220Vの電圧で「クリーンな」交流電流を出力します。同時に UPSバッテリーは回路に恒久的に接続されており、入力に電圧がない場合、スイッチングは発生しません。

このようなUPSは他のUPSよりも大幅に高価であり、さらに熱くなり、ノイズが多くなります。 それらは、人々の永住を目的としていない部屋に配置する必要があります。 二重変換UPSは、次のデバイスに電力を供給するために使用できます。 非同期モーター冷蔵または暖房システムなど。

出力電力

UPSを選択する際の重要なパラメータは、ボルトアンペア（VA）またはワット（W）で示される出力電力です。 負荷の消費電力に対応している必要があるため、UPSを購入する前に、保護されたデバイスの総電力を決定する必要があります。 原則として、通常動作中のデバイスの最大消費電力は、ワットで表され、負荷デバイスのパスポート（または製造元のWebサイトのデバイスの説明）に示されています。 複数のデバイスを1つのUPSに接続する予定の場合は、各デバイスの消費電力を要約する必要があります。

よくある間違いを避けるために、次の要素を考慮する必要があります。

ボルトアンペア（VA）で表したメーカーの定格出力は、同じユニットのワット（W）と同じではないことがよくあります。 したがって、負荷電力がワットで示されている場合、UPSを選択するときは、ボルトアンペアではなくワットでのUPS電力に注意を払う必要があります。その逆も同様です。 間違えて出力電力が不足しているUPSを購入すると、負荷に電力を供給できなくなり、お金が無駄になります。
電気モーターを備えた一部のデバイス（冷蔵庫またはレーザープリンター）には、いわゆる「始動（始動）電流」があります。 電源を入れた瞬間、通常の動作時よりもはるかに大きな力の電流を消費します。 UPSは、ユニットの正常な動作を保証するのに十分な出力電力を備えていますが、この電流を供給できない場合があります。 このような場合、ピーク負荷に対応できる出力電力を備えたUPSを選択する必要があります。 最大値に関する情報 " 開始電流»デバイスのパスポート、付随する指示、および製造元のWebサイトで探す必要があります。

労働時間

負荷がかかった状態でのUPSランタイムは、選択するときに考慮すべきもう1つの重要なパラメーターです。 接続されたデバイスが主電源なしで動作できる時間は、バッテリーの容量によって異なります。 不必要な容量を過大に支払わないために、デバイスを選択する際には、可能な限り合理的にバッテリー寿命の問題に取り組む必要があります。 メーカーは、全負荷で動作しているUPSに基づいてランタイムを示しています。 したがって、UPSの出力電力が400 Wで、全負荷での自律動作時間が3分であり、負荷が合計電力300Wのモニターを備えたコンピューターである場合。 リアルタイムデバイスの自律動作はわずかに大きくなります（自律動作時間は負荷電力に非線形に依存するため、直接比例しないように注意する必要があります）。 一部のメーカーは、ウェブサイトに負荷に応じてUPSのバッテリー寿命のグラフを投稿したり、いくつかのコントロールポイントの値をレイアウトしたりしています-そこから情報を収集できます。

停電が発生した場合にコンピューターに作業文書を保存するためにUPSが必要な場合は、コンピューターを適切にシャットダウンするには数分の作業で十分です。 それどころか、タスクが可能な限り最長の自律動作を保証することである場合は、別のケースでバックアップバッテリーを接続できるUPSを選択し、それに応じて別のバッテリーセットを購入する必要があります。

UPSを使用して、継続的な操作が必要なデバイス（たとえば、主要なIT機器、冷凍ユニット、空調機器）を保護し、デバイスの電源を切ったり、紛失したバッテリーを保守および交換したりできない場合そのリソースとして、「ホットバッテリー交換、つまり、UPSを主電源から切断したり、接続された負荷の電源を切ることなくバッテリーパックを交換したりできるUPSを選択する必要があります。