Непрекъсваеми за отоплителна помпа

Въведение

UPS на посочения модел в случай на прекъсване на захранването, по силата на своята схема, е в състояние само да обеззареди товара, той сам остава включен. Тази статия описва как да коригирате този недостатък.

Описаното тук устройство може да се използва с всеки модел Back-UPS, като в този случай информацията за комуникационния порт, дадена тук, може да не е правилна.

Преглед на UPS, комуникационен порт и интерфейсен кабел 940-0020B

Непрекъсваемото захранване APC Back UPS 600I има StandBy (Off-Line) топология - фиг. един.

Ориз. 1. Топология в режим на готовност

UPS, изграден по тази схема, често се нарича терминът "Off-Line UPS". Във всеки конкретен момент може да бъде в един от 2 режима на работа - Stand-by или On-line. В случай, че напрежението в мрежата е в допустимите граници (Режим на готовност), превключвателят за превключване се превключва на потока на тока на натоварване през веригата „Подавител на пренапрежение - филтър“. В този режим UPS не се различава от обикновения мрежов филтър. Не се получава стабилизиране на напрежението. По време на работа в този режим, батериите на UPS също се зареждат.

В случай, че мрежовото напрежение надхвърли допустимите граници, превключвателят превключва на захранване на товара през веригата „Батерия – DC/AC инвертор” (On-line режим), т.е. от енергията на акумулаторната батерия, преобразувана от инвертора в AC 220V. Тъй като превключването на контактите и стартирането на инвертора не могат да бъдат мигновени, захранването на товара ще бъде прекъснато за известно време (Transfer Time). Повечето UPS в режим на готовност осигуряват време за трансфер от порядъка на 4-8 ms. Особеността на тази система е, че превключването към On-Line, когато мрежовото напрежение надхвърли допустимите граници, става незабавно, а връщането в режим на готовност - със задължително закъснение от няколко секунди. В противен случай при многократни пренапрежения в мрежата би имало непрекъснато превключване на Standby / On-Line и обратно, което би довело до значително изкривяване на тока на натоварване и евентуален отказ или отказ в работата му.

Трябва да се има предвид, че тази схема обикновено няма способността да стабилизира напрежението при работа в режим на готовност и следователно преминава в On-Line при всяко отклонение в мрежовото напрежение. Разреждането на батерията е много по-бързо от обратното зареждане. Мощността на зарядното устройство за батерията за тази схема обикновено се избира сравнително малка и не компенсира консумацията на енергия от батериите по време на прекъсване. Следователно тази топология на UPS е неподходяща за използване в случай на лошо качество на захранващата мрежа по две причини:

а) При чести преходи към On-Line батерията се разрежда бързо, без да има време да възстанови заряда по време на режим на готовност, в резултат на което UPS губи способността си да осигурява аварийно захранване на товара през необходимото време;
b) Честото повтаряне на циклите на разреждане/зареждане ще съкрати живота на батериите.

Описанието на топологията е взето от (вижте списъка с използвани източници в края на статията).

Комуникационен порт

UPS има комуникационен порт (фиг. 2) за комуникация със COM порта на компютъра.

Ориз. 2. APC Back UPS комуникационен порт

Предназначение на пристанищните крака:

1. Изключване на UPS. При захранване от батерията високо напрежение RS-232 кара инвертора да се изключи и да изключи товара. UPS реагира на този сигнал само когато товарът се захранва от батерия. Уебсайтът на APC посочва, че сигналът трябва да е валиден за 1 секунда, но експерименталните тестове показват, че UPS реагира на сигнала незабавно.
2. Неизправност на линията. В нива RS-232. Високо ниво означава преминаване към батерия.
3. Неизправност на линията. отворен колектор. Нормално отворен.
4.GND
5. Батерията е изтощена. отворен колектор. Нормално отворен.
6. Неизправност на линията. отворен колектор. нормално затворен.
7. Не се използва.
8. Не се използва
9.GND

Високото ниво на RS-232 е около +12V спрямо земята на порта, ниското ниво е около -12V.

Забележка: при разработване на всякакви междинни вериги могат да се използват и TTL нива. UPS и COM-портът реагират нормално на тях.

Информацията за оформлението на порта и целта на неговите контакти е официална, взета от (вижте списъка с използвани източници в края на статията).

Стъпка по стъпка алгоритъм на действията

Алгоритъмът на действията за самостоятелно производство на захранване от стар UPS ще бъде както следва:

трансформаторът е изключен от UPS, бъдещият корпус на устройството се подготвя;
с помощта на омметър се определя намотката с най-висока стойност на съпротивлението: черни и бели проводници, които в бъдеще ще служат като вход към устройството (ако старият корпус от UPS се използва за производство, тогава входът ще бъде съответен контакт, разположен в края на непрекъсваемото захранване и служещ за свързване на устройството и контакта);
от проводниците, разположени от едната страна на местоположението на ядрото, се образува "вход", от проводниците, разположени от противоположната страна, е оборудван "изходът" на устройството;
трансформаторът се захранва с променлив ток с напрежение 220 волта;
напрежението се отстранява от неизползваните контакти;
определя се двойка, която има потенциална разлика от 15 волта (бели и жълти проводници - „изход“);
на "изхода" е инсталиран диоден мост;
консуматорите са свързани към неговите контакти.

Схеми и обяснения

Фигура 1 показва стандартен трансформатор от UPS с типични цветове на проводниците, посочени в инструкциите за захранване „Направи си сам“.

Как да си направим лабораторно захранване

Направата на лабораторно захранване от старо непрекъсваемо захранване е по-трудна задача. Лабораторното захранване често се използва от радиолюбители. В допълнение към трансформатора от стария UPS, ще ви трябва и:

мощен транзистор;
диоди за изправяне на напрежение;
микросхема (от OU);
реле;
набор от светодиоди;
варистор;
конектори;
оксидни кондензатори;
керамични кондензатори.

Обяснението на захранването е показано на фигура 2.

Първичната намотка на трансформатора получава напрежение от мрежата през вмъкнатия елемент FU1 и захранващия ключ SA1. Свързан паралелно RU1 (варистор) служи като защита срещу пренапрежения на тока.

С помощта на R1 (резистор за ограничаване на тока) и VD1 (диод) се захранва светодиодът HL1, който действа като индикатор за наличието на мрежово напрежение.

Към навиване || е свързан токоизправител на напрежение, разположен на VD2-VD5 (диодни такси). Положението на релейните контакти K 1.1 определя работата на трансформатора като пълновълнов трансформатор с напрежение около 10 V или като мост с напрежение приблизително 20 V. От токоизправителя напрежението се подава към полето -ефектен транзистор.

С помощта на кондензатори C1 и C3, вълните се изглаждат. С помощта на резистор R17 се осигурява минималното натоварване на стабилизатора на напрежението.

От токоизправителя, сглобен на VD6-VD9 (диоди), с участието на C2 и C5 (кондензатори), паралелният стабилизатор се захранва от:

микросхеми (DA1, op-amp DA2);
реле К1;
вентилатор M1.

HL2 (LED) дава сигнал, когато има напрежение в този токоизправител.

Граничният праг на тока се задава от резистори:

Релето (K1) се управлява от резистор (VT2). Изходното напрежение се задава от R19 (подстригващ резистор). Когато то бъде превишено, релето превключва изходното напрежение. Когато максималната температура, зададена от R15 (резистор), бъде превишена, VT3 (транзистор) и RK1 (термистор) стартират M1 (вентилатор). Пренапреженията на релето и вентилатора се разпределят съответно към R13 и R18 (резистори).

Когато праговата стойност на тока на натоварване е надвишена, изходното напрежение на операционния усилвател намалява. VD 10 (диод) се отваря, намалявайки напрежението на VT1 (транзисторен порт) до нормални стойности, които осигуряват потока на тока. Ограничението на тока се задава от R8 и R7 (резистори) в диапазона съответно 0-0,5 A и 0-5 A. С помощта на кондензатори се осигурява стабилната работа на ограничителя на тока.

С увеличаване на капацитета им, стойността на стабилността също се увеличава, но стойността на скоростта на ограничителя на тока намалява.

Фигура 3 показва сглобени токоизправители, транзистори в монтаж с взаимосвързани елементи.Трансформаторните изходи са снабдени с контакти, при необходимост се използват за монтаж на съответните щепсели, запоени от платката от стария UPS.

Регулирането трябва да започне с определяне на максималното изходно напрежение с помощта на R12 (резистор) с плъзгача, разположен в горната част на веригата. Използвайки избора на R13 (резистор) на K1 (реле), се задава стойността на номиналното напрежение. На вентилатора напрежението се задава от R18 (резистор).

Ограничителят на изходния ток се регулира чрез свързване на серийно свързан амперметър и променлив резистор със съпротивление 15 ома и мощност 50 вата.

Резисторите R1, R7 са настроени на позиция във веригата отляво, а R8 е отдясно, с негова помощ се регулира изходният ток.

Режимът на ограничаване на тока ще ви позволи да зареждате батериите, като зададете крайното напрежение и ток. По-нататъшното усъвършенстване се извършва чрез инсталиране на оборудване:

волтметър;
амперметър;
сложно измервателно устройство.

Превключващи захранвания как работят преглед на веригите

Блоковата схема на импулсно захранване е илюстрирана с мнемонични символи на формата на напрежението над всеки от съставните му блокове, а връзките за взаимодействие са обозначени със стрелки.

Удобно е да представите електрическата схема в този вид.

Платката на едно от устройствата с местоположението на частите е показана на снимката по-долу с моите коментари.

Естествено, това е само специален случай, който най-вероятно няма да съответства на вашия UPS. Тук преследвам проста цел - да припомня принципите на взаимодействие на съставните части на блока.

Ако трябва да научите повече за тези проблеми, прочетете специално написана статия.

2 опции в употреба

Повечето отоплителни системи работят на природен газ. За да може цялото оборудване да работи ефективно и без отказ, в такива системи трябва да бъде интегрирано стабилно захранване.

В случай на неочаквано прекъсване на захранването, системата без такова оборудване ще се изключи и ще започне да се охлажда, което може да доведе до нейната повреда.

UPS за резервни помпи за газови котли

При постоянно възникващи скокове на захранване (доста често срещано явление във всички захранващи мрежи), стабилно изходно напрежение може да се получи и с помощта на UPS. В този случай такова устройство ще бъде едновременно и стабилизатор, и батерия.

За да създадете резервен източник на захранване за помпата и автоматизацията на отоплителната система, ще ви трябва батерия, инвертор и зарядно устройство.

Когато избирате непрекъсваемо захранване, трябва да обърнете внимание на параметрите на изходното напрежение. В инструкциите, приложени към устройството, трябва да бъде ясно посочено - чист синус

Квазисинус, приблизителен синус, квазисинусоидална форма - не са подходящи, тъй като когато се използват, автоматичното управление на системата доста често се проваля, което води до прегряване и повреда както на помпата, така и на автоматичните отоплителни горелки.

2.1 Експертни съвети

Когато купувате и инсталирате, обърнете внимание на следните точки:

устройството трябва да бъде надеждно, висококачествено и икономично по отношение на консумацията на енергия, тъй като в аварийни ситуации ще трябва да работи няколко часа;
цената на оборудването не трябва да влияе на избора, тъй като работата му ще продължи много години;
ще са необходими допълнителни (резервни) батерии за увеличаване на живота на батерията);
ако UPS е включен в отоплителната система, тогава не е позволено да се свързват други устройства към него, като хладилник, дълбока помпа или подобни устройства или устройства;
местоположение (монтаж) може да бъде под и стена. С големи размери на устройството и висока мощност е по-добре да го инсталирате на пода;
Помещението за монтаж може да бъде сутерен или полусутерен, в който е предварително монтиран херметически затворен шкаф, който осигурява хидроизолация (отсъствие на влага) на батериите и самото устройство.

Пример за монтиран байпас с помпа в отоплителна система

2.2 Домашно непрекъсваемо захранване

Изработването на такова необходимо устройство за специалисти със собствените си ръце не е неразрешима задача.

Като основа е необходимо да се използва инвертор, който е оборудван с меандър на изхода. За да се получи чиста синусоида, трябва да се добави специален филтър. Един от начините за преобразуване на квадратна вълна в чиста синусоида е да включите импулсен преобразувател.

Естествено, точните параметри на оборудване "направи си сам" могат да бъдат получени само от човек, който познава добре принципите на електротехниката.

Когато решавате проблема - как правилно да направите непрекъсваемо захранване със собствените си ръце, трябва незабавно да вземете предвид, че автомобилните батерии не се препоръчват за използване за тази цел. Освен това минималният капацитет на заредените батерии трябва да бъде най-малко 100 Ah.

Когато работите с отоплителната система на места, където е възможно продължително прекъсване на електрозахранването, трябва да закупите автономна електроцентрала или генератор. Това ще ви позволи да въведете два режима на работа - нощен и ден. През нощта системата се захранва само от UPS, а през деня се захранва от генератор, който едновременно зарежда батериите.

Домашно непрекъсваемо устройство

За да увеличите продължителността на непрекъсваемото захранване, трябва да свържете няколко батерии с еднакво ниво на зареждане и същия капацитет. Връзката може да бъде последователна, за увеличаване на напрежението без промяна на капацитета, или паралелна, която ще увеличи капацитета без промяна на напрежението.

Батериите не трябва да се поставят близо една до друга и когато са поставени, най-добре е да се поставят на закрито при стайна температура. Наличието на близък източник на топлина, както и влиянието на студа, се отразява неблагоприятно на работата на батериите, като значително намалява тяхната производителност.

Използването на непрекъсваемо захранване в отоплителната система е по избор. Но въпреки допълнителните разходи, това ви позволява да сте сигурни, че няма да се налага да харчите пари за ремонт на оборудване, което се е повредило поради прекъсване на захранването.

1 Защо имате нужда от UPS

Стационарните електропреносни системи от производителя до потребителя доста често представят изненади под формата на прекъсване на тока. Това се случва по различни причини, които не са толкова важни, с изключение на самия факт, че няма светлина.

Когато това се случи, отоплителните системи, включително електрическите помпи, спират циркулацията на охлаждащата течност, отделните й елементи прегряват и се отказват.

Има три изхода от тази ситуация:

Изчислете и изградете отоплителна система, в която няма електрическа помпа. Циркулацията в този случай трябва да се случи поради влиянието на гравитационните сили и разликата в плътността на нагрятите и студените течности в тръбите по време на подаване и връщане. За ефективната работа на такава отоплителна система трябва да се използват тръби с голям диаметър (което не е много удобно) и в същото време не се предвиждат настройки по време на работа.
Под формата на алтернативно производство на електроенергия - инсталирайте генератор (дизелов или бензинов). Но това ще изисква отделна стая, тъй като по време на работа такива устройства произвеждат много шум и отделят отработени газове, които трябва да бъдат отстранени. В допълнение, цената на горивото значително увеличава разходите за осигуряване на жилищни помещения с топлина.
Инсталирайте непрекъсваема отоплителна помпа, за да осигурите постоянен процес на циркулация, който работи на батерия.Когато централизираното захранване е изключено, то автоматично ще бъде заменено от UPS, който с помощта на инвертор ще преобразува постоянния ток от батериите в променлив. Такова допълнително оборудване не заема много място и може да бъде разположено на всяко удобно място. UPS също не изисква специална поддръжка, основното е да се гарантира, че батериите са винаги заредени.

Най-простата схема на UPS

UPS се използва не само в газови, но и в котли на твърдо гориво, което значително повишава надеждността на тяхната непрекъсната работа при изключване на захранването.

1.1 Видове UPS

Непрекъсваемият превключвател за отоплителна помпа може да има няколко версии:

линейният UPS е най-простият модел, който няма регулатор на напрежението. Когато стационарното захранване е прекъснато, такова устройство независимо преминава към захранване от батерията;
линейно-интерактивен UPS - оборудван с най-простия стабилизатор на напрежението и когато работи на батерия, извежда необходимите 220V и 50Hz;
UPS с двойно преобразуване. В допълнение към системата за стабилизиране на напрежението, тя има възможност за свързване към генератор.

Линейно-интерактивните устройства имат ниско вътрешно напрежение, което им позволява да работят от 1 до 4 батерии.

В този случай се осъществява независим контрол на количеството заряд и когато остатъчният капацитет на батерията е под 20%, тя се изключва. Превключването в самостоятелен режим в случай на прекъсване на захранването и обратно става автоматично.

Избор на UPS и определяне на капацитета

Изборът на IPD трябва да се подхожда много сериозно. Всички характеристики на захранването трябва да отговарят на изискванията на оборудването. В случай на грешка има голяма вероятност електрическите устройства на отоплителната верига просто да изгорят или в най-добрия случай да не работят правилно.

Непрекъсваемите устройства за циркулационна помпа за отопление и котел се предлагат в два класа, които се различават само по наличието на стабилизатор на напрежението:

линеен (он-лайн);
линейно-интерактивни (офлайн).

Линейните непрекъсваеми захранвания не са оборудвани със стабилизатор на напрежението и го предават при транзит от мрежата, генератора или батериите. Линейните интерактивни непрекъсваеми захранвания се наричат още UPS с двойно преобразуване. Тази опция е по-добра, тъй като напрежението се преобразува в правилната синусоида, което не може да се каже за линейни единици. Стабилността на напрежението без капки е много важна за оборудването на отоплителната система. Офлайн непрекъсваемите устройства са по-скъпи.

И двата типа UPS винаги са свързани към мрежата и се активират автоматично при прекъсване на захранването. В допълнение към вече описаните от тях функции, те зареждат и свързаните към тях батерии, някои модели контролират нивото на разреждане на батерията

Освен че характеристиките на UPS трябва да отговарят на изискванията на оборудването, важно е да се определи и капацитетът на непрекъсваемото захранване.

Използването на по-мощни единици е разрешено, но защо да преплащате за ненужен ресурс?

За да изчислите мощността на UPS, трябва да сумирате цялата консумирана и пикова мощност на устройствата във веригата. В документацията за котела и помпата има тяхната консумация на енергия.

Консумираната мощност на помпата не отразява реалната нужда от мощност на този елемент на веригата, тъй като нейната начална мощност е по-висока от консумираната мощност. Тоест резервната мощност за отоплителната помпа трябва да бъде изчислена с добър марж. След като сумирате, ще получите стойност, към която трябва да добавите още двадесет процента, така че UPS да не работи на границата си.

Какво може да се направи

От старото непрекъсваемо захранване можете да получите много устройства набързо. Наред с други неща, сред тях трябва да се отбележи особено полезно в ежедневието:

Зарядно устройство;
прост инвертор;
UPS за газов котел;
Източник 12 волта (за радио и други цели).

зарядно устройство

За да направите зарядно устройство от старо непрекъсваемо захранване, трябва да процедирате по следния начин:

първо се определят първичната и вторичната верига на трансформатора;
220 V се подава към първичната мрежа чрез вмъкване в веригата на регулатора на напрежението (подходящ е реостат за крушка);
към вторичната намотка на трансформатора е свързан мост от приблизително 40-50 ампера;
свържете клемите и съответните полюси на батерията.

Калибрирането на напрежението ще се извърши от импровизиран регулатор в рамките на 0-15 волта.

Ще трябва да контролирате нивото на заряд според индикатора или с помощта на волтметър.

Прост инвертор

Трансформатор без батерия ще направи работещ инвертор за кола. Процесът на сглобяване ще протече по следния начин:

демонтаж на непрекъсваемото захранване: отстраняване на батерията, отхапване на клемите, отстраняване на краищата;
потърсете конектор за свързване към мрежата (ако има конектор, той трябва да бъде премахнат, ако не, проводниците се отхапват от платката, краищата се оголват);
проводниците от батерията с поялник трябва да бъдат свързани към проводниците от конектора, разположен на задния панел, точките на запояване не са изолирани;
гнездото на запалката се запоява към устройството, като се спазва полярността и се изолират точките на запояване;
вътрешният високоговорител на устройството е изключен (откъсва се с клещи или дъската се отстранява);
сглобяване на корпуса чрез добавяне на стандартни контакти (за някои UPS те вече са включени в оригиналния дизайн).

UPS за газов котел

Компютърен UPS е подходящ и за газов котел. Процесът на преобразуване трябва да се извърши, както следва:

отстраняване на дефектно захранване;
създаване на клемни скоби, като се вземе предвид спазването на полярността (по-добре е да се направят скоби с различни цветове, за да се обозначи плюс и минус), като се направят 2 дупки, фиксираните клемни скоби и запояване към тях проводниците, които преди това са били подходящи за вътрешното захранване от компютъра;
за да се предотврати преждевременна повреда на устройството поради прегряване, ще е необходимо да се монтират вентилатори със или без корпус, свързан последователно (за да ги стартирате, се препоръчва да използвате светодиод чрез запояване на проводниците му към намотката на малко реле, и ще трябва да запоите проводник от входящата „+“ батерия към един от релейните контакти на батерията, а към втория - свободен червен проводник от вентилатора, друг свободен черен проводник е запоен към минуса на батерията).

12 волтов източник

Неуспешно непрекъсваемо захранване може също да бъде адаптирано към 12 волтов източник. Това се прави много просто. Първо, ще трябва да свържете контакт към непрекъсваемия захранващ кабел. За да направите това, единият край първоначално се отрязва от него. След като завършите тази процедура, като използвате непрекъсваемо захранване, вече можете да зареждате телефона. Чрез допълнителни прости трансформации, описани по-горе, можете да увеличите мощността на домашно направено устройство (вижте частта за инвертора).

По този начин стар непрекъсваем компютър от компютър е подходящ за различни цели. Описаните устройства са само непълен списък на това, което може да се направи с елементарни познания по физика.

Затова ви препоръчваме да не бързате да изхвърляте стария компютър - вътре може да има много интересни неща!

Обръщаме специално внимание на всички наши читатели към необходимостта от стриктно спазване на мерките за безопасност и предпазни мерки.

Избор на мощност

Преди да купите, трябва да направите някои изчисления. За координираната работа на цялата система е необходимо правилно да изберете захранващ блок, който съответства на параметрите на вашите устройства. Общият принцип на изчисление е, че общата мощност на всички компютърни устройства не трябва да надвишава мощността на UPS. Възможностите на захранването зависят от неговата изходна мощност, която се измерва във волт-ампери и се изчислява чрез умножаване на напрежението по тока.

Когато сами изчислявате необходимата мощност, не забравяйте това.мощността на компютъра и свързаните устройства се посочва във ватове, а мощността на модула във VA. Регулирайте според нуждите, като вземете предвид, че 1 ват е равен на приблизително 1,45 волта ампера.

При окончателния избор е добра идея да добавите 10-20% капацитет на UPS в режим на готовност, за да гарантирате, че вашето оборудване е защитено. Безопасността на използването на обикновен домашен компютър със 17-инчов монитор ще може да осигури устройство с мощност от 400 VA или повече.

Какво са

Всички произведени блокове могат условно да бъдат разделени на три вида:

Резерв. USP ниска мощност. Основната функция е превключване към захранване на батерията по време на битки в мрежата и обратно, когато напрежението се нормализира;
Интерактивен. Най-често се използват за домашни и офис компютри. Устройството има стабилизатор, който дава синусоидално напрежение на изхода;
Онлайн захранвания. В хода на тяхната работа се получава двойно преобразуване на напрежението. Входящият променлив ток се преобразува в постоянен ток, а инверторът го преобразува обратно в променлив ток. Използва се, когато работят големи DNS сървъри и станции.

В агрегатите със средна и висока мощност има специално устройство за директно свързване на входа и изхода, без да се използва резервно захранване, наречено байпас. В случай на претоварване мощността от инвертора се изпраща към байпаса, което спестява консумация на ток.

Правилният избор на блока включва избор по мощност, вид и цел на използване.