Блок бесперебойного питания

Автор: Пользователь скрыл имя, 03 Апреля 2012 в 13:29, курсовая работа

Краткое описание

Блоки бесперебойного питания ББП-20, ББП-24, Тверца-2, Тверца-5 предназначены для электропитания широкого спектра радиоэлектронного оборудования постоянным стабилизированным напряжением 12В или 24В с возможностью резервного питания от встроенного аккумулятора емкостью 7А/ч.
Прибор относится к I классу защиты от поражения электрическим током по ГОСТ 12.2.007.0-75, рассчитан на круглосуточную работу. Предназначен для установки в помещениях. Основные области применения - системы пожарной и охранной сигнализации, системы контроля доступа и видеонаблюдения.

Оглавление

Назначение 3
Технические характеристики 3
Схема работы 4
Классификация 9
Список литературы 14

Скачать в ZIP (110.87 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Файлы: 1 файл

Блок питания.doc

— 217.50 Кб (Скачать)


Министерство общего и профессионального образования Свердловской области

Государственное Образовательное Учреждения свердловской области среднего профессионального образования первоуральский политехникум

 

 

 

 

 

 

 

Доклад

на тему: Блок бесперебойного питания

 

 

 

 

 

 

 

                                                     

                                Выполнил учащийся гр.104: Нагорянский А. С.

                                                      Преподаватель: Сёмина С. В.

 

 

 

 

Первоуральск

2007

Введение

 

Назначение

Технические характеристики

Схема работы

Классификация

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Назначение

Блоки бесперебойного питания ББП-20, ББП-24, Тверца-2, Тверца-5 предназначены для электропитания широкого спектра радиоэлектронного оборудования постоянным стабилизированным напряжением 12В или 24В с возможностью резервного питания от встроенного аккумулятора емкостью 7А/ч.

Прибор относится к I классу защиты от поражения электрическим током по ГОСТ 12.2.007.0-75, рассчитан на круглосуточную работу. Предназначен для установки в помещениях. Основные области применения - системы пожарной и охранной сигнализации, системы контроля доступа и видеонаблюдения.

Технические характеристики

             

ББП-20

ББП-24

Тверца-2

Тверца-5

Выходное напряжение

13.6 + 0.2 В

24 + 0.3 В

12 + 0.3 В

12 + 0.3 В

Макс. ток на выходе(без аккумулятора)

2 A 

1 A 

2 A 

5 A 

Тип аккумулятора

12 В, 7 Ач

12 В, 7 Ач

12 В, 7 Ач

12 В, 7 Ач

Вес нетто(без аккумулятора)

2.2 кг 

2.2 кг 

2.2 кг 

1.3 кг 

Габаритные размеры

235x165x80 мм

235x165x80 мм

235x165x80 мм

235x165x80 мм

 

 

Схема работы

Источник бесперебойного питания ББП-24 с выходным напряжением 24В работает с одним встроенным аккумулятором с номинальным напряжением

Line-Interactive - схема построения ИБП (UPS), предполагающая наличие на входе ступенчатого стабилизатора (бустера), который отслеживает и фильтрует напряжение, поступающее из электросети, перед его подачей на подключенное устройство. Переход на питание от батарей предусматривается только в случаях, когда напряжение сети падает ниже приемлемого уровня или превышает его. Вследствие этого ИБП (UPS) способен выдерживать длительные глубокие "просадки" входного сетевого напряжения (одна из наиболее распространенных неполадок российских электросетей) без перехода на аккумуляторные батареи.

Недостатком этой схемы является разрыв электропитания в момент переключения на работу от батареи и обратно. Этот разрыв является следствием использования механических переключателей. Время их срабатывания довольно мало (несколько миллисекунд), но отлично от нуля.

Схема линейно-интерактивных ИБП (UPS).

Переключатель такого ИБП (UPS) имеет два основных режима работы: работа от сети и работа от батареи.

 

 

Работа от сети и переключение

На режиме работы от электрической сети напряжение фильтруется от шумов и импульсов и поступает к нагрузке. Часть мощности расходуется на зарядку батареи ИБП (UPS) или поддержание ее в заряженном состоянии. Блок анализа напряжения контролирует форму и амплитуду напряжения сети.

В случае, если напряжение сети становится слишком низким (например, ниже 195 В) или (для некоторых моделей) слишком высоким, блок анализа сети пытается скорректировать величину напряжения, переключая отводы автотрансформатора. Напряжение на выходе ИБП (UPS) повышается или понижается, приближаясь к номинальному значению.

Если напряжение становится настолько низким, что переключение отводов уже плохо помогает, то ИБП (UPS) переключается на работу от батареи.

Если на вход ИБП (UPS) поступает напряжение искаженной формы, блок анализа сети также переключает ИБП (UPS) на режим работы от батареи.

Переключение "сеть-батарея" происходит значительно более гладко, чем у ИБП (UPS) с переключением (Off-line) прежде всего потому, что совпадают формы кривой напряжения на обоих режимах работы. Сам процесс переключения (вместе с временем обнаружения сбоя) занимает менее четверти периода синусоиды (примерно 3-4 мс). В зависимости от фазы напряжения в момент сбоя сети, сопутствующие переключению переходные процессы могут продолжаться до 20 мс, т.е. на протяжении периода синусоиды.

 

Режим работы от батареи

При переключении на режим работы от батареи инвертор ИБП (UPS), постоянно подключенный к нагрузке, немедленно начинает вырабатывать переменное напряжение, синфазное напряжению сети. Сеть отключается от нагрузки переключателем, но остается под контролем блока анализа сети.

Инвертор поддерживает напряжение на нагрузке в течение некоторого времени, зависящего от заряда батареи. Если сетевое напряжение за это время не становится нормальным, после разряда батареи ИБП (UPS) отключает нагрузку.

Если во время работы от батареи сетевое напряжение становится нормальным, линейно-интерактивный ИБП (UPS) с синусоидальным выходом, готовится к переключению на батарею: начинает синхронизацию переменного напряжения инвертора с сетевой синусоидой. Такая сложная процедура переключения хотя и затягивает само переключение, но для ИБП (UPS) с синусоидальным выходным напряжением позволяет производить его очень мягко. В момент переключения не возникает никаких фазовых или амплитудных скачков. Компьютер во время переключения работает нормально, блок питания не испытывает импульсных нагрузок.

Работа отдельных элементов ИБП (UPS)

Выпрямитель

Выпрямитель ИБП (UPS) с регулированием напряжения выполняет функцию автоматического зарядного устройства. Он заряжает батарею, если она разряжена, и поддерживает на ней напряжение плавающего заряда, если ее заряд близок к максимальному.

Наиболее распространен режим заряда батареи, при котором сначала батарея заряжается постоянным по величине (стабилизированным) током, а затем, при достижении некоторого заданного напряжения, стабилизированным напряжением. После того как батарея будет заряжена, она поддерживается под постоянным напряжением (т.н. плавающим потенциалом или напряжением плавающего заряда - т.е. напряжением, при котором ток через батарею равен нулю).

Выпрямители ИБП (UPS), специально предназначенных для длительной работы, отличаются большим зарядным током. Это позволяет им даже в случае подключения к ИБП (UPS) дополнительной батареи большой емкости зарядить батарею за приемлемое время.

Батарея

Используются свинцовые кислотные герметичные необслуживаемые аккумуляторные батареи.

Напряжение батареи от 6 до 48 В, емкость от 4 ампер-часов. Максимальная емкость батареи для обычных ИБП (UPS), с регулированием напряжения, (с временем работы от батареи при максимальной мощности 5-15 минут) может достигать примерно 20 ампер-часов.

Инвертор

Инверторы линейно-интерактивных ИБП (UPS) могут иметь синусоидальное выходное напряжение или выходное напряжение в виде меандра с паузой.

Полный коэффициент гармонических искажений большинством производителей не указывается. Тем не менее, в случае синусоидального выхода, при не предельных параметрах, искажения синусоиды вполне приемлемы (не более 5 %).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Классификация

Safe-Power Evo ™ (On-Line, 3ф / 3ф), ИБП / UPS

20 кВА / 16 кВт

—

6 / 12-п.п.

200 кВА / 160 кВт

—

6 / 12-п.п.

30 кВА / 24 кВт

—

6 / 12-п.п.

250 кВА / 200 кВт

—

12-п.п.

40 кВА / 32 кВт

—

6 / 12-п.п.

300 кВА / 240 кВт

—

12-п.п.

50 кВА / 40 кВт

—

6 / 12-п.п.

400 кВА / 320 кВт

—

12-п.п.

60 кВА / 48 кВт

—

6 / 12-п.п.

500 кВА / 400 кВт

—

12 / 24-п.п.

80 кВА / 64 кВт

—

6 / 12-п.п.

600 кВА / 480 кВт

—

12 / 24-п.п.

100 кВА / 80 кВт

—

6 / 12-п.п.

800 кВА / 640 кВт

—

12 / 24-п.п.

120 кВА / 96 кВт

—

6 / 12-п.п.

1000 кВА / 800 кВт

—

12 / 24-п.п.

160 кВА / 128 кВт

—

6 / 12-п.п.

 

 

Новейшие источники бесперебойного питания (ИБП) серии Safe-Power Evolution (разработка 2003–2004 гг.) построены по схеме On-Line с двойным преобразованием напряжения и выходным изолирующим трансформатором. Несмотря на свое относительно «спокойное» название («Эволюция»), новые агрегаты должны вызвать поистине революционные преобразования на рынке электрооборудования благодаря своей компактности и «продвинутым» коммуникационным возможностям. В настоящий момент они являются самыми совершенными и сверхмалогабаритными устройствами в своем классе. Это достигнуто за счетувеличения в 2 раза внутренней тактовой частоты выходного инвертора, построенного по схеме с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).

ИБП серии Safe-Power Evo, как и их предшественники ИБП серии Flexi-Power, оснащены схемой микропроцессорного управления и жидкокристаллическим индикатором, установленным на передней панели блока. С его помощью можно контролировать все основные параметры агрегата.

Ультрасовременные
Сверхмалогабаритные

 


 

Существует возможность параллельного соединения до 8 блоков ИБП для масштабирования или резервирования. Синхронизация производится через оптоволоконные соединители для повышения надежности и помехоустойчивости параллельной системы.

ИБП серии Safe-Power обладают широкими коммуникационными возможностями: оптоволоконный (или электрический) интерфейс RS232, программное обеспечение EDMS, поддержка протоколов SNMP и ModBus, совместимость с системой Teleglobal Service (служба дистанционной диагностики).

Модели 20 кВА … 200 кВА поставляются с 6-полупериодным выпрямителем в стандартной комплектации. Установка 12-полупериодного выпрямителя производится опционально.

Модели 250 кВА … 1000 кВА поставляются только с 12-полуперидными выпрямителями.

Агрегаты мощностью до 40 кВА включительно имеют внутреннее пространство для размещения встроенных аккумуляторных батарей на минимальное время резервирования.

 

Расположение микропроцессорной платы

Микропроцессорная плата управления

 

Основные технические особенности

 

        Самые малогабаритные ИБП в своем классе: 40 кВА — 550 × 850 × 1055 мм (Ш × Г × В), 300 кг; 100 кВА — 698 × 866 × 1415 мм (Ш × Г × В), 680 кг.

        Схема On-Line с двойным преобразованием напряжения (нулевое время переключения в батарейный режим работы и обратно).

        Выходной изолирующий трансформатор формирует независимую выходную нейтраль, повышая помехоустойчивость и позволяя работать с несбалансированной по фазам нагрузкой.

        Широкий диапазон допустимого изменения входного напряжения без перехода на батареи: ±15% (с зарядом аккумуляторных батарей), −20% … +15% (без разряда батарей).

        Современные схемотехнические решения: высокочастотные IGBT-транзисторы обеспечивают большой КПД инвертора, идеальную синусоидальну форму выходного напряжения и высокую надежность системы.

        Внутренняя тактовая частота инвертора, построенного по схеме с ШИМ, увеличена в 2 раза. За счет этого достигаются сверхмалые габариты системы и идеальное качество формы выходного напряжения.

        Микропроцессорное управление и контроль.

        Система управления аккумуляторными батареями (Battery Health Guard System) следит за их состоянием и продлевает срок эксплуатации. Она обеспечивает программируемый батарейный тест, термокомпенсацию зарядного тока, оптимальный выбор конечной точки разряда батарей в зависимости от нагрузки, защиту от перенапряжения и минимальные пульсации зарядного тока.

        Высокий КПД системы, достигающий 99% в экономичном энергосберегающем режиме EcoMode. Это один из самых высоких показателей среди систем аналогичной мощности.

        Вентиляторы системы охлаждения управляются микропроцессором для достижения оптимального охлаждения агрегата.

        Возможность параллельного подключения до 8 систем для масштабирования мощности или аппаратного резервирования.

        Встроенная система защиты от обратного тока в схеме ручного Bypass.

        Широкий выбор коммуникационных возможностей: RS232 с электрическим или оптическим подключением, программное обеспечения для мониторинга и управления EDMS, поддержка протокола SNMP, совместимость с системой Teleglobal Service (служба дистанционной диагностики).

        Широкий перечень дополнительных опций, в том числе 12-полупериодные выпрямители, входные изолирующие трансформаторы, устройства защиты от обратного тока, датчики контроля сопротивления батарейной изоляции, индикатор утечки на землю, входной THD-фильтр и др.



Выходной изолирующий
трансформатор



Переключатели
режимов работы

 

Параллельные системы

Как известно, параллельные системы строятся в двух случаях. Либо с целью масштабирования, т. е. увеличения общей выходной мощности системы (Parallel Capacity), либо с целью аппаратного резервирования, т. е. повышения ее общей надежности и отказоустойчивости (Parallel Redundancy).

ИБП серии Safe-Power Evo обладают возможностью параллельного подключения до 8 одноранговых модулей как с целью резервирования, так и масштабирования.

Структура параллельной системы

Синхронизация параллельной системы
через оптоволоконные линии

 

Особенности параллельной системы на базе ИБП Safe-Power Evo

 

        Могут строиться как на базе стандартных модулей ИБП, так и на базе специальных параллельных модулей без схемы ручного Bypass.

        Все модули параллельной системы равноправны.

        Для синхронизации используются оптоволоконные линии, обладающие более высокой помехоустойчивостью по сравнению с электрическими.

        Топология линий синхронизации обладает 100% избыточностью для устойчивой работы системы даже при случайном повреждения одного из соединителей.

 

 

Информация о работе Блок бесперебойного питания