Аппроксимированный синус: Когда можно использовать ИБП с аппроксимированной синусоидой?

Когда можно использовать ИБП с аппроксимированной синусоидой?

Понятие «аппроксимированная синусоида» обозначает форму выходного сигнала ИБП, условно приближенную к синусоидальной форме. В обозначениях производителей также встречаются наименования «модифицированная синусоида», «квази-синусоида» и другие. Форма сигнала аппроксимированной синусоиды может быть трапецеидальной или ступенчатой. Аппроксимированным считается сигнал, отличающийся по форме от синусоиды более чем на 8%. Эта разница называется коэффициентом нелинейных искажений.

Варианты применения источников питания с аппроксимированной синусоидой

Достижение высокой степени приближения к графику синуса обозначает усложнение конструкции ИБП и увеличение его цены. Правильный сигнал выдают источники бесперебойного питания типа on-line (с двойным преобразованием тока), наиболее качественные off-line и line-interactive. В ряде случаев целесообразно использование менее дорогостоящих off-line или line-interactive моделей. Это справедливо для большинства бытовой электроники с импульсными блоками питания и приборов с активной нагрузкой: • компьютеров и компьютерной периферии;

• телевизионного и звукового оборудования;
• кухонных приборов;
• электрических обогревателей;
• ламп накаливания и иных средств освещения.

Когда ИБП с аппроксимированной синусоидой применять нельзя?

Для устройств со значительной реактивной составляющей расходуемой мощности, индуктивной нагрузкой и для помеховосприимчивых приборов подойдёт только чистый сигнал. К таким устройствам относятся асинхронные двигатели и оборудование, содержащее их – насосы, отопительные котлы, трансформаторы и старая электроника с трансформаторными блоками питания. ИБП с модифицированной синусоидой генерируют помехи, дают низкий эффективный ток (среднее напряжение), превышение силы потребляемого тока.

На практике это означает, в лучшем случае, невозможность включения оборудования, в худших вариантах – нехватку мощности при возрастающей силе тока, перегрев, быстрый выход приборов из строя или значительное уменьшение жизненного цикла. У лучших линейно-интерактивных ИБП коэффициент искажений не превышает 3–5%, у источников с двойным преобразованием синусоида чистая – сигнал формируется инвертором заново.

В каталоге интернет-магазина 220 Volt имеются сотни моделей ИБП оффлайн, интерактивного и онлайн типов в широчайшем ценовом разнообразии. Если вы сомневаетесь в том, какой ИБП купить, – специалисты магазина ответят на все вопросы и помогут в выборе бесперебойника и другой электротехники.

Если вы нашли опечатку на сайте, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter

Форма выходного сигнала ИБП важный параметр

Главная → Статьи →

Неверно подобранный ИБП может привести к выходу из строя подключенное к нему оборудование!

В работе ИБП есть два основных режима – “работа от сети” и “работа от батареи”. Очень часто при переводе с английского или китайского языка (особенно если переводил не специалист), информация о выходных параметрах ИБП искажается, и Вы, покупатель (проектировщик) прочитав слово “синусоида” считаете, что это хорошо. А вот в каком режиме эта синусоида присутствует – не всегда четко понятно. синус при питании от сети – это “масло масленое”, в сети не синуса быть не может, там всегда синус по природе происхождения напряжения и принципу работы генератора. Другое дело, могут быть скачки, выбросы и шумы, но об этом в другой статье. При отсутствии этой самой сети, вернее напряжения в ней, ВАЖНО знать какой формой напряжения будет питаться Ваше оборудование.

В режиме работы от батарей разные модели ИБП подают на выход напряжение 220 вольт, но форма этого напряжения зависит от типа инвертора, установленного внутри.

Итак, инверторы бывают трех типов:

1. Самые простые (не дорогие) они делают аппроксимированный синус
2. Посложнее, они делают форму напряжения, приближенную к синусоиде, она называется модифицированный синус.
3. Самые дорогие и сложные, на выходе которых форма напряжения это чистая синусоида (как в сети).

В бытовой и промышленной сети к нам поступает напряжение только синусоидальное, поэтому абсолютно все оборудование, заводами изготовителями рассчитано на питание синусоидальным напряжением. В отсутствии напряжения, получаемого из сети, мы начинаем устраивать “подмену” питающего напряжения, полученного от инвертора ИБП. И тут может возникнуть вопрос: какая форма сигнала (напряжения) пройдет не замеченной при этой “подмене”? Логично будет сказать – используйте только ИБП с чистым синусом и ВСЕ! Но – это самые дорогие из всех выпускаемых, значит надо понимать, а подойдет ли первые или вторые для питания именно Вашего оборудования?

Что к чему подходит:

Условно, все подключаемое оборудование можно условно разделить на три категории:

1. Оборудование, на входе которого стоит импульсный блок питания, который делает из входящего переменного 220 вольт низковольтное постоянное напряжение, для питания электроники. Пример: компьютер, монитор, роутер, охранные сигнализации, видеонаблюдение. Для организации бесперебойного питания и снижения затрат на эксплуатацию такого оборудования можно смело применять первый или второй тип.
2. Оборудование с трансформаторным блоком питания на входе и любое оборудование в составе которого есть электромотор. Пример: Hi аудио и видео аппаратура, блоки питания старого поколения (тяжелые), котлы отопления с циркуляционными насосами, холодильники и кондиционеры, насосы для воды. Для бесперебойного питания этой нагрузки (ее называют индуктивной) допускается применять только ИБП с чистым синусом на выходе. Иначе крутые фронты первых двух типов напряжения ( на рисунке) будут разогревать обмотки трансформатора или мотора и он перегорит.
3. Освещение люминесцентными лампами и лампами накаливания. Лазерные принтеры. Лабораторная техника и медицинское оборудование. Здесь вывод тоже однозначен, только синус! Лампы имеют дроссели, которые представляют собой катушку провода, а накал будет светить не полно. Мед техника изначально критична к качеству электропитания.

Важно! Информация в этой статье должна помочь выбрать Вам ИБП по параметру “форма выходного напряжения при работе от батарей”, ибо при работе от сети всегда синус без выбора. Однако, необходимо еще выбрать ИБП по типу построения (параметр “тип ИБП”). От этого зависит степень защиты Вашего оборудования в режиме “работа от сети”. Чистая синусоида и просто синусоида – две большие разницы, особенно в загородных сетях. Об этом в разделе типы ИБП.

Модифицированная синусоида, аппроксимация, чистый синус своими руками. Инвертор, солнечная батарея.

 

Синус, иными словами количество энергии в одном полупериоде, чем острее и тоньше волна или полупериод, тем меньшее в нём количество энергии.

Для сетевого напряжения этот показатель равен 0,8. Для генератора, инвертора, источника бесперебойного питания синус равен ~ 0,6.

 

В некоторых описаниях инверторов и ИБП, можно встретить академическую браваду и туман с целью придания сверх научно-технической значимости и технологичности из таких терминов как аппроксимация синусоиды, улучшенная магнитострикция и пр.

На самом деле здесь ничего сверхъестественного нет, только туман и желание продать простое за сложное.

Подобные термины используются для китайского электротехнического металлолома, когда нет возможности удивить качеством и надёжностью.

Уважающие себя и потребителя фирмы стараются писать доступным пониманию языком.

Так аппроксимация синусоиды всего лишь – приближенная к синусоиде, подобие синусоиды или модифицированная синусоида.

Как в солнечных батареях, подмена понятий аморфный и поликристаллический кремний на мультикристаллический. С целью фонетической схожести с более качественными монокристаллическими солнечными батареями.

Магнитострикция – изменение размера и формы магнито зависимых материалов, деформация в магнитном поле.

Проще говоря акустический фон в трансформаторных изделиях. Трансформаторы, как известно показали себя с этой стороны. В инверторах, источниках бесперебойного питания практически незаметный.

Что касается модифицированной синусоиды, то предложений по чистому синусу практически нет.

Это связано со сложностью, технологичностью и материалоёмкостью изделий, способных преобразовывать постоянный ток в чистую синусоиду с заданным количеством энергии в полупериоде.

Отсюда высокая цена инвертора с чистым синусом. Учитывая повышенную сложность изделия и ненадёжную элементную базу, вероятность на отказ увеличивается в разы.

Этим объясняется высокая цена и естественное отсутствие спроса.

А нет спроса – нет предложения.

Тем не менее ситуацию можно частично менять в каждом конкретном случае. Подбором соответствующего стабилизатора, но как показала практика не совсем удачные варианты.

 

Продолжение..

 

* Подключают к аккумулятору последним, отключают первым. В режиме холостого хода солнечные батареи генерируют напряжение более 20 вольт, в результате электролитические конденсаторы исполняют Баха.

Чистая синусоида VS её ступенчатая аппроксимация. Часть I | ИБП | Блог

Временами приходится пользоваться устройствами для автономного или резервного питания. Это могут быть автономные инверторные бензогенераторы, автомобильные инверторы, источники бесперебойного питания в режиме работы от батарей. В общем, все те устройства, в составе которых присутствует инвертор. И все бы ничего, но не все подобные устройства выдают на выходе синусоидальное переменное напряжение, на которое, собственно, и рассчитано все электрооборудование. То есть переменное-то оно у всех, а вот форма этого напряжения может быть далеко не синусоидальная.

В таких случаях в характеристиках устройства, в строке «Форма выходного напряжения» пишут «Ступенчатая аппроксимация синусоиды» или «Модифицированная синусоида» или «Квазисинусоида» или как-то еще.

Это означает, что там совсем не синусоида, а разнополярные прямоугольные импульсы, которые следуют с определенной паузой. Ниже на осциллограммах показаны синусоидальная форма напряжения в бытовой электросети (слева) и осциллограммы так называемой «квазисинусоиды», снятые с разных устройств.

а)                                          б)                                         в)

Форма напряжения: а) в бытовой электросети; б) на выходе ИБП Back-UPS CS 500; в) на выходе инвертора 12/220 Mean Well

Нетрудно заметить, что амплитуды импульсов на осциллограммах с квазисинусоидой отличаются и составляют в первом случае 350–360 В, во втором — 290–300 В. Но их ширина подобрана таким образом, что среднеквадратичное значение получаемого переменного напряжения соответствует 225–230 В.

Казалось бы, нет проблем. Частота напряжения 50 Гц, среднеквадратичное значение соответствует 230 В. Но это только на первый взгляд. В сигнале, который отличается от синусоиды, присутствуют гармоники, т. е. получаемые разнополярные импульсы состоят не только из сигнала частотой 50 Гц, но и из сигналов более высоких частот, кратных основной частоте 50 Гц (150, 250, 350 и т. д.). Не будем углубляться в теорию, а просто скажем, что при запитывании оборудования подобной «квазисинусоидой» на него подается напряжение не только частотой 50 Гц, но и частотой 150 Гц, 250 и далее по нарастающей. При этом амплитуды этих напряжений хоть и уменьшаются с ростом частоты, но все же могут иметь достаточно высокий уровень. Уровень этих гармоник зависит от ширины импульса, его амплитуды и скорости нарастания.

Спектрограммы гармоник напряжения с выхода ИБП Back-UPS CS 500 (слева) и инвертора 12/220 Mean Well (справа) при нагрузке 25 Вт

Далее мы подробно рассмотрим различное электрооборудование и попробуем определить, насколько для него критична форма питающего напряжения.

Нагревательное электрооборудование

Оборудование, которое представляет собой активную нагрузку и не имеет в составе каких-либо регулирующих электронных устройств (диммеров), конденсаторов, индуктивностей, абсолютно не восприимчиво к форме питающего напряжения. Например, лампы накаливания, утюги, паяльники и другие нагревательные приборы. Но, к сожалению, такое оборудование всегда в меньшинстве.

Люминесцентные, светодиодные лампы и светильники

В конструкции таких ламп всегда присутствует устройство (драйвер), преобразующее напряжение 220–230 В в необходимое для питания светоизлучающих компонентов. Естественно, рядовой пользователь не знает принцип работы драйвера конкретной лампы или светильника и не может предположить, как они поведут себя при питании не синусоидальным напряжением, ведь они не рассчитаны на такие условия.

Проведем эксперимент, для статистики возьмем несколько ламп и светильников различных моделей и сравним их потребляемую мощность и другие параметры при подключении к обычной розетке и к устройству с «прямоугольной аппроксимацией синусоиды». Таким устройством будет источник бесперебойного питания фирмы APC с полной мощностью 500 В*А.

По результатам тестов заметно, что электрические характеристики ламп изменяются при питании квазисинусом. В большинстве случаев изменяются они в худшую сторону — увеличивается ток потребления и уменьшается коэффициент мощности. Критический случай, если в светодиодной лампе в качестве токоограничивающего элемента установлен конденсатор. При питании такой лампы квазисинусом со значительным уровнем гармоник потребляемая мощность может увеличиваться в разы, значит, и ток через светодиоды возрастает. Это можно наблюдать и визуально по изменению яркости свечения. Конечно, лампа в таком режиме прослужит недолго. Что интересно, при подключении такой лампы к автомобильному инвертору (12/230 В) подобного увеличения мощности не наблюдалось. Это связано с тем, что используемый для тестов инвертор выдавал разнополярные импульсы с меньшим уровнем гармоник, чем источник бесперебойного питания (рис. 2).

Напрашивается вывод: подключение светодиодных и люминесцентных ламп к источнику с прямоугольной апроксимацией синусоиды — это своего рода лотерея. Нет гарантии продолжительной работы ламп, и срок их службы будет зависеть от применяемого драйвера и конкретных параметров квазисинуса.

Устройства с трансформаторными источниками питания

Следующая группа электрооборудования — устройства, имеющие в своем составе трансформаторы. Для проведения тестов были выбраны два устройства — отечественный трансформатор ТС-40-2 и сетевой трансформаторный адаптер с выходным стабилизированным напряжением. Результаты тестов в таблице.

Схема классического трансформаторного источника питания

В тестировании трансформаторных источников питания помимо источника бесперебойного питания использовался инверторный преобразователь, который тоже имеет на выходе квазисинусоиду, но их параметры немного отличаются, о чем было сказано выше.

По результатам экспериментов можно наблюдать, что трансформаторные источники питания при питании их квазисинусом ведут себя вполне приемлемо и даже хорошо. Первое, что можно отметить это уменьшение тока холостого хода. И, как оказалось, чем больше уровни гармоник в питающем напряжении, тем этот ток меньше. Это связано с тем, что трансформатор в большей степени представляет собой индуктивную нагрузку, а реактивное сопротивление индуктивности с ростом частоты возрастает.

Из отрицательных моментов можно выделить следующее. Даже если у источника со ступенчатой аппроксимацией синусоиды среднеквадратичное напряжение будет составлять 230 В, но амплитуда импульсов будет завышена, то и на выходе выпрямителя мы получим завышенное напряжение. Это связано с тем, что фильтрующий конденсатор С (рис. 3) стремится зарядиться до амплитудного значения выпрямленного напряжения. Так, в указанной выше схеме при смене питающего синусоидального напряжения на квазисинусоиду напряжение на выходе повышалось с 16 до 19 В, что, естественно, повышало общую потребляемую мощность. Данный эффект наблюдался при питании этой схемы от источника бесперебойного питания, у которого при среднеквадратическом значении напряжения в 230 В амплитуда импульсов достигает 350 В.

Однако при питании данной схемы от автомобильного инвертора с амплитудой импульсов около 300 В наблюдалось даже некоторое уменьшение выходного напряжения. При этом среднеквадратичное значение напряжения инвертора также составляло 230 В.

Резюмируя, можно сказать, что, кроме возможного повышения напряжения во вторичных цепях трансформаторных источников питания, других негативных последствий для трансформаторов от квазисинусоиды не выявлено. Превышение же напряжения может в некоторой степени увеличить нагрев источника питания в целом, а будет это превышение или нет зависит от модели используемого ИБП или отдельного инвертора.

Необходимо отметить, что при питании трансформатора ступенчатой аппроксимацией синусоиды прослушивается характерный «звонкий» гул от трансформатора. «Звонкость» звука как раз и говорит о том, что в питающем напряжении есть составляющие с более высокими частотами, чем 50 Гц. Кроме возможных неприятных слуховых ощущений для человека этот звук не несет никаких негативных последствий для трансформатора.

В следующей части статьи будет рассмотрено поведение другого электрооборудования при питании его напряжением с формой, отличной от синусоидальной.

Почему нельзя использовать компьютерный ИБП для питания газового котла? / Хабр

Год назад я попытался понять, почему обычные автомобильные аккумуляторы нельзя использовать вместо специализированных в источниках бесперебойного питания. В той статье были рассмотрены несколько страшилок от продавцов специализированных аккумуляторный батарей, а так же произведены замеры ёмкости двух батарей, каждая из которых состоит из четырёх автомобильных аккумуляторов, проработавших в ИБП год. К сожалению, я не догадался сделать подобный замер сразу же после установки свежих батарей, но пообещал спустя год повторить замер, чтобы можно было понять, насколько за год уменьшилась ёмкость батарей. Планировал я это сделать в форме комментария с обновлёнными данными, но в процессе замера заметил, что пока ИБП работает от батарей — котёл подключенный к нему — не работает.

Немного предыстории

Год назад, когда был установлен ИБП, газовый котёл был максимально простым, минимум электроники, ручной поджиг. Собственно, ручной поджиг был единственный минусом котла, ведь при отключении электричества котёл тушил факел в целях безопасности, а обратно его зажечь был не в состоянии. Эту проблему решил ИБП, но была ещё проблема: при сильном порыве ветра факел могло просто задуть. Это случалось не часто, но доставляло некоторые неудобства. И примерно полгода назад решено было заменить котёл на чуть более «умный», с возможностью автоматического поджига горелки, а также с турбиной, которая создаёт необходимую для работы котла тягу, в результате чего отпала необходимость в использовании длинной вытяжной трубы.

Между старым и новым котлом была одна принципиальная разница — фазозависимость. У нового котла обязательно нужно было подключать фазу на L, ноль на N, в противном случае котёл будет разжигать горелку и практически сразу же её тушить, выдавая ошибку «Невозможно зажечь горелку». Появилось предположение о том, что во время перехода на АКБ, ИБП меняет местами фазу и ноль, поэтому котёл перестаёт работать. Индикаторная отвёртка с неонкой показала, что на обоих проводах, выходящих с ИБП присутствует фаза. Вольтметр показал, что между фазой и землёй напряжение 150В, а между нулём и землёй 90В, ну и между фазой и нулём соответственно их сумма. Такой расклад явно не устраивал котёл.

Пусть говорят

Стало интересно, что же об этом пишут продавцы специализированных ИБП для котлов. Ведь со стороны разница между ИБП для котла и для компьютера выглядят примерно так же, как аккумулятор для автомобиля и для ИБП. Основное их отличие, наверное, в том, что у одних провода для подключения АКБ длинные, рассчитанные на внешние батареи, а у других короткие. Но разве это повод поднимать цену в 2-3 раза за ту же мощность? Не говоря уже о том, что для целей DIY можно приобрести б\у ИБП, списанный по причине окончания гарантийного срока, по цене раз в 10 дешевле, чем аналогичный по мощности специализированный ИБП для котла.

Для питания котла можно использовать только On-line бесперебойник

Довольно часто можно прочитать о том, что off-line (line-interactive) ИБП не подходят для питания котлов из-за того, что у них слишком большое время переключения с внешнего питания на АКБ. Но в действительности это легко проверить. Достаточно вытащить вилку питания котла из розетки и вставить обратно. Время переключения заняло пол секунды, но котёл не только не сообщил об ошибке, но даже и не заметил, что отключение вообще было. А за какое время line-interactive ИБП выполнил переключение? 5-10, может даже 50мс, но в любом случае это будет меньше, чем сделанное вручную отключение.

Но off-line ИБП не имеют функции стабилизации напряжения. Не смотря на то, что некоторые модели имеют 1-2 ступени для коррекции выходного напряжения, но переключение обычно выполняется с использованием реле и хорошо подходит для ситуаций, когда напряжение стабильно повышенное или пониженное. Но если напряжение постоянно гуляет, то ИБП довольно быстро израсходует ресурс реле, особенно если они работают на пределе мощности. В этом случае необходимо установить стабилизатор напряжения до ИБП, либо поставить сразу on-line ИБП, который вне зависимости от входного напряжения всегда будет стараться держать на выходе стабильное напряжение.

Для питания котла отопления необходим «чистый синус»

Самые дешёвые и простые компьютерные ИБП, при работе от батарей генерируют на выходе не синусоидальную форму сигнала, потому что импульсным блокам питания не сильно важна форма и частота входного напряжения. Но газовый котёл содержит в своей конструкции как минимум циркуляционный насос, которому почти наверняка не понравится «модифицированная синусоида», и он хоть и будет работать, но со страшным гулом. Мне не известно, насколько такой режим работы сказывается на сроке его службы, но звучит устрашающе, и появляется сильное желание его выключить.

Но тем ни менее, в продаже имеются не мало ИБП для ПК, которые генерируют на выходе «правильный синус».

Некоторые производители добавляют в название «Smart» таким моделям, но в любом случае стоит обратить внимание на характеристики устройства, а именно на графу «Форма выходного сигнала». Но даже если ИБП типа off-line и на выходе у него «аппроксимация синусоиды», то можно приобрести инвертор достаточной для работы котла мощности, и подключить его к аккумулятору ИБП, в результате получится дешёвый on-line ИБП с подходящей формой сигнала. При этом вместо ИБП можно взять зарядное устройство для аккумуляторов подходящего типа.

Для корректного питания котла отопления необходима правильная фазировка

А теперь самое интересное. Котлы с автоматическим поджигом имеют датчик пламени, чтобы отключить газ в случае если зажигалка сломалась и не смогла его воспламенить. Эти датчики могут быть как механическими (в случае с котлами с ручным запуском), так электрическими, причём во втором случае они могут реагировать на нагрев, излучение или ионизацию. И вот в случае с ионизационными датчиками пламени и возникают проблемы при питании их от ИБП. В общем случае проблема решается очень просто: нужно соединить ноль до ИБП с нолём после ИБП. И это всё.

Правда есть один нюанс: если ИБП подключается к сети вилкой, то ноль желательно провести отдельным проводом прямо из розетки, ибо в противном случае имеется возможность вставить вилку не той стороной (можно конечно поставить автомат небольшого номинала на перемычку между нулями, но это будет скорее костыль, чем фикс). Ну и конечно же предполагается, что если это частный дом, то у него выполнен контур заземления, и он соединён с нулевым проводом (до УЗО, если оно имеется), т.е. выполнено повторное заземление нуля (если схема не ТТ!), и конечно же заземлён сам котёл. После ИБП в качестве нуля выбирается тот провод, который при питание от сети выполняет функцию нуля.

UPS для питания котла отопления должен иметь длительный резерв

Почему-то вместе с этим пунктом постоянно приводится в пример компьютерный ИБП типа %Company% Back Power 500, у которого АКБ имеет ёмкость 7Ач, а время работы от батарей специально ограничено перемычкой до 5 минут, из-за того, что используемый трансформатор при работе от батарей раскаляется настолько, что пластиковый корпус деформируется. Не смотря на это, даже такой слабый ИБП может работать длительное время от батарей, всего лишь нужно заменить батарею на более ёмкую и добавить активное охлаждение. В моём случае подобный ИБП проработал от автомобильного аккумулятора 20 часов поддерживая работу ПК с потреблением в районе 150Вт. Проще говоря, время резерва зависит не от ИБП, а от ёмкости батарей.

Зарядное устройство ИБП не рассчитано на такую большую ёмкость АКБ

Из предыдущего пункта часто выплывает следующий: раз в ИБП из коробки стоял АКБ на 7Ач, а теперь поставили на 70Ач, то зарядное устройство не в состоянии будет дать большим ток и полностью зарядить аккумулятор. Отчасти утверждение верно, зарядное устройство в ИБП действительно имеет ограничение по максимальному току, которым оно может заряжать аккумулятор, но это вовсе не означает то, что оно не сможет зарядить аккумулятор. Просто время зарядки увеличится. Конечно же это может стать проблемой в случае, если электричество дают по расписанию, несколько часов в день, и аккумуляторы просто не будут успевать заряжаться. Но в таком случае ничего не мешает параллельно с ИБП подключить к тому же аккумулятору более мощное зарядное устройство (или контроллер солнечных батарей, например). Главное помнить, что в инструкции к зарядному устройству, инвертору и ИБП наверняка написано, что так делать нельзя.

Лучше соединить батареи параллельно, чем последовательно

Бытует мнение, что лучше взять ИБП с напряжением аккумуляторов 12В и соединить параллельно несколько батарей для увеличения общей ёмкости, чем взять ИБП на 24/48В и соединить те же батареи последовательно. В качестве аргументации обычно приводится необходимость балансировки батарей в случае если они соединены последовательно, но упускается из виду то, что каждая батарея состоит из 6 элементов, балансировка которых в принципе не предусмотрена конструкцией батареи, и ведь работает же как-то. В моём случае к двум ИБП подключены 4 АКБ по 12В, после двух лет использования разница в напряжениях на батареях составила менее десятой доли вольта.

Важно после замены АКБ на более ёмкие произвести калибровку

В некоторых ИБП калибровка производится нажатием кнопки на передней\задней панели, на других она может быть выполнена только из сервисного меню при подключении по RS232/USB к ПК, а где-то она в принципе не предусмотрена. Но считается, что если не выполнить калибровку, то ИБП будет расходовать заряд АКБ не полностью, и даже при увеличении ёмкости АКБ буде работать от них так же мало, как со старыми батареями. Хотя на самом деле это не так. Без калибровки ИБП будет не корректно отображать оставшуюся ёмкость АКБ в процентах, но это никак не повлияет на то, когда ИБП решит, что аккумуляторы разряжены полностью. Это может повлиять лишь на оборудование, подключение подключено к интерфейсному разъёму ИБП, и в зависимости от настроек, после определённого уровня процентного остатка ёмкости АКБ, по команде отключает это оборудование.

В моём случае на ИБП APC Smart 3000 примерно год назад производилась калибровка, но не смотря на то, что батареи не менялись, график зависимости ёмкости АКБ в процентах и напряжения показывает, что ИБП привирает по поводу первого. По нему можно увидеть, что со 100 до 23% ИБП просто линейно уменьшает процентаж вне зависимости от напряжения на батареях, затем на 23% заряд «зависает» на несколько часов, а затем плавно уменьшается до 11%. К сожалению, дождаться полной разрядки у меня не получилось, пришлось подать внешнее питание, и в этот момент началось нечто непонятное. Судя по графику напряжение на АКБ начало подниматься, пошёл заряд, а проценты заряда наоборот пошли вниз, пока не опустились до 1%, и только после этого начали плавно подниматься, уже в зависимости от напряжения на АКБ. Возможно, для того, чтобы ИБП не врал, калибровку требуется производить чаще, чем раз в год, но великого смысла в этом нет, потому что отключение самого ИБП произойдёт по напряжению на батарее (если не установлен лимит времени работы от батарей), а никак не по процентам.

Заключение

В качестве заключения хотелось бы привести результаты замера ёмкости батарей. В новой табличке количество циклов разряда-заряда заменено на время работы от батарей, но ввиду того, что мониторинг параметров ИБП вёлся не 100% времени, в скобках приведено время работы от сети по мнению мониторинга, всё остальное время данные не писались. От первого ИБП были отключены холодильная и морозильная камера, которые при одновременном запуске, пусковым током превышали максимальную мощность ИБП и приводили к его отключению. Ко второму ИБП было подключено два ПК, один из которых работает круглосуточно, потому назван сервером.

Параметр	АКБ №1	АКБ №2
Модель	BRAVO 6CT-90VL	Tyumen Batbear 75
Ёмкость, макс. ток	90Ач, 760А	75Ач, 610А
Стоимость на момент покупки (за штуку)	2200 руб	2400 руб
Дата установки	9 ноября 2014	11 ноября 2014
ИБП	APC Smart-UPS 3000VA, 2700Вт, 230В, чистый синус 50Гц
Нагрузка	газовый котёл, насос тёплого пола, насос скважины с водой, освещение	освещение, холодильник, сервер, ПК
Время работы от батарей за год	25 часов (из 238 дней)	120 часов (из 182 дней)
Производилась калибровка	нет	да
Дата контрольного замера	24 сентября 2016	28 сентября 2016
Контрольный разряд	18 часов 30 минут, 42.7Ач	7 часов 30 минут, 58.2Ач
Напряжение после разряда	46.6В под нагрузкой, 48.8В без нагрузки	45.6В под нагрузкой, 46.8В без нагрузки
Контрольный заряд	12 часов, 42.9Ач	14 часов, 54.0Ач
Напряжение после заряда	55. 2В плюс-минус 0.05В по АКБ
Уровень электролита	Незначительное уменьшение уровня, по прежнему выше пластин

Измерения производились слегка обновлённой версией китайского ваттметра, который с виду похож на тот же, с помощью которого производились измерения в прошлый раз, но в отличии от него имеет чуть большую точность за счёт применения качественного шунта вместо стопки SMD резисторов. Из-за того, что разрядка АКБ первого ИБП происходила слишком долго, принял решение под конец подключить в качестве дополнительной нагрузки холодильную камеру, но во время её запуска на АКБ резко просело напряжение и ИБП решил что «всё», хотя по напряжению «под» и «без» нагрузки видно, что без мощных потребителей ИБП смог бы ещё работать от батарей, возможно так же сыграло то, что ватт-метр был подключен не шибко толстыми проводами (18 AWG), и из-за падения напряжения на них ИБП «видел» напряжение на батареях ниже, чем оно было на самом деле. Со вторым ИБП так же не обошлось без косяков, правда причина была банальней, не смог дождаться пока ИБП разрядится, потому что сильно хотелось спать, а оставалось не так много ёмкости, и не хотелось, чтобы всю оставшуюся ночь сервер был выключен.

В целом можно отметить, что ёмкость не только не уменьшилась, но даже увеличилась в случае с первым ИБП. Отчасти это связано с тем, что в этом году он работал в щадящем режиме, почти всё время был подключен в сеть (в первый год его каждый день отключали от сети), и с него были сняты две мощные нагрузки. В целом статья получилась слегка сумбурной, но надеюсь для кого-нибудь она окажется полезной, и конечно же я с удовольствием выслушаю критику, а также отвечу на вопросы в комментариях.

Источники бесперебойного питания c аппроксимированой синусоидой

Источники бесперебойного питания являются неотъемлемым девайсом современного человека как в бытовом, так и в промышленном понимании. Различное оборудование нуждается в постоянной защите от перепадов напряжения, внеплановых отключений электроэнергии и других аварийных ситуаций. В зависимости от того, каким типом техники вы владеете, необходимо будет выбирать определенный вид ИБП. Одной из основных технических характеристик является форма выходного напряжения, которую выдает бесперебойник, это может быть чистый либо аппроксимированный синус.

Особенности бесперебойников со ступенчатой синусоидой

Ступенчатой называют форму выходного сигнала, которая приближена к синусоидальной по размещению на оси координат. Тем не менее, форма выходного напряжения может быть прямоугольной (меандр), но на практике такой вариант не встречается, поскольку это крайне негативно влияет на корректное функционирование электрооборудования. Фактически, при смене полярности сигнала образуются небольшие ступеньки, благодаря чему меандр с паузой условно приближается к форме ступенчатого синуса.

Аппроксимированный синус может указываться производителями по-разному, поэтому чаще всего покупатель не совсем понимает, какой именно будет форма выходного сигнала, и подойдет ли ИБП для использования. Основное, что необходимо запомнить, что чистая синусоида может указываться, как правильная, а все остальное – модифицированная, квази-синусоида, моделированная, ступенчатая – это UPS с аппроксимированным синусом. Также существует определенный коэффициент, который обозначает форму выходного напряжения у бесперебойников, и большинство производителей стараются указывать его в паспорте девайса. Коэффициент нелинейных искажений или же гармоник, который превышает показатель в 8%, указывает на то, что источник бесперебойного питания выдает модифицированный сигнал.

 

Преимущества ИБП с моделированным синусом:

• Такие модели ИБП являются достаточно бюджетными, так как имеют достаточно узкую сферу применения, а также их мощность не превышает 1200 Вт.
• Бесперебойники с аппроксимированным синусом идеально подходят для использования в технике с импульсным типом нагрузки. Это могут быть домашние ПК, кухонные приборы, электрообогреватели, лампы накаливания и т. д.
• Данные агрегаты работают бесшумно, поскольку преимущественно все модели с неправильным сигналом выпускаются без вентиляторов.
• Такие ИБП также являются дешевыми в обслуживании и ремонте.

Типы источников резервного питания с квази-синусом:

1. Line Interactive. Линейно-интерактивные ИБП являются достаточно универсальными, поскольку различные модели могут выдавать как чистый, так и аппроксимированный синус. Варианты со ступенчатым сигналом являются более дешевыми, но тут также все зависит от запросов клиента и мощности подключаемой техники. Если время резервирования должно быть увеличено, то и аккумуляторов необходимо больше, из-за чего и цена на комплект будет меняться.
2. Offline. Одни из самых практичных вариантов для компьютерной техники, которые встречаются на рынке электротехнического оборудования. Благодаря своей практичности и надежности могут эксплуатироваться в целях защиты некоторых бытовых приборов. Единственным минусом является увеличенное время перехода на работу от аккумуляторных батарей.

Где нельзя использовать ИБП такого типа?

Важно понимать, что UPS со ступенчатой синусоидой не подойдут для эксплуатации в большинстве видах оборудования. Сюда можно отнести сверхчувствительную технику, которая зачастую используется в IT-индустрии, сервера, телекоммуникационное оборудование, технику, которая используется в сфере звукозаписи или фильммейкинга. Также бесперебойники с неправильным синусом нельзя подключать к электрооборудованию, которое обладает трансформаторными блоками питания или имеет индуктивную нагрузку. Что касается бытовых приборов, то не стоит подключать такие ИБП, например, к холодильнику, котлу отопления или высококачественной телевизионной и аудиотехнике.

Минусы использования бесперебойников данного типа:

• увеличенное время перехода на работу от аккумуляторных батарей;
• небольшая мощность;
• выдача шумов и помех при неправильной эксплуатации;
• отсутствие функции стабилизации напряжения.

Предложение от интернет-магазина «KiloWatt»

На нашем сайте можно купить ИБП со ступенчатой синусоидой, который подойдет для использования в домашних компьютерах и другой бытовой технике. Мы предлагаем нашим клиентам бесперебойники исключительно высокого качества, которые выпускаются под торговой маркой Stark. Данный немецкий бренд позиционирует себя одним из лидеров на европейском рынке электротехнического оборудования, что подтверждается хорошими отзывами покупателей, и долгосрочной службой таких устройств.

При выборе ИБП необходимо обратить внимание на общую потребляемую мощность всех приборов, которые в перспективе планируются подключатся к бесперебойнику, а также желаемое время автономной работы источника резервного питания, поскольку от этого зависит, какое количество аккумуляторов нужно докупить.  

Выбор UPS (источник бесперебойного питания)

Источник бесперебойного питания – важный элемент при построении сложных систем, которым необходима непрерывная работа и гарантия безопасности оборудования от возможных проблем в электросети. Сейчас на рынке представлено множество разнообразной продукции разных категорий цены, качества и географии производства. Определиться трудно, тем более если за плечами нет необходимого опыта. Финансы подсказывают, что подходить к вопросу выбора стоит с оглядкой на собственный бюджет. Поэтому, прежде чем вкладывать средства в приобретение источника бесперебойного питания, следует ответить на несколько важных вопросов:

• Насколько ответственное оборудование вы собираетесь защищать?
• Какое время автономной работы оборудования в случае пропадания напряжения будет оптимальным?

 

Чтобы ответить на поставленные выше вопросы, необходимо детально вникнуть в классы представленных сегодня на рынке источников бесперебойного питания. А также определиться с основными критериями, которые необходимо учесть, чтобы сделать взвешенный выбор.

 

Классы ИБП

Все разнообразие современных источников бесперебойного питания, представленное сегодня на рынке, можно разделить на несколько классов, отличающихся друг от друга схематикой, а также поведением как в режиме нормальной работы, так и работы от аккумуляторов.

Выделяют:

• Резервные или off-line ИБП (BackUp),
• Линейно-интерактивные ИБП (Line-interactive),
• ИБП с двойным преобразованием (on-line, double-conversion).

 

Самыми простыми и неприхотливыми считаются Off-Line ИБП. При работе сети в нормальном режиме электричество поступает на вход ИБП и, проходя через него,  подается на основную нагрузку. В случае же потерь и перепадов напряжения в сети, “бесперебойник” автоматически переключается на аккумулятор. Основные недостатки такой схемы заключаются в том, что переключение питания ИБП на аккумуляторы занимает от 4 до 10 миллисекунд. При работе же в режиме питания от аккумулятора, на выходе ИБП выдается не привычный для сети синус, а аппроксимированный синус.

Line-interactive не имеет принципиальных отличий от схемы Off-line. Электричество также напрямую проходит через ИБП, который уже питает оборудование. При авариях в сети происходит переключение на работу от аккумуляторов (от 4 до 10 миллисекунд). На выходе получается аппроксимированный синус. Главное отличие от схемы Off-line — это наличие на входе трансформатора, позволяющее компенсировать незначительные перепады напряжения в сети. В целом, классы “бесперебойников” Off-line и Line-interactive предназначены для подключения не слишком ответственного оборудования.

При подключении ответственного оборудования применяют источники бесперебойного питания с двойным преобразованием (double conversion) или On-line ИБП. Схема double-conversion подразумевает, что поступающее напряжение выправляется с помощью выпрямителя, а затем с помощью инвертора постоянное напряжение преобразуется в переменное. В этой схеме аккумуляторы подключены к выходу выпрямителя и входу инвертора, что обеспечивает мгновенный переход (0 миллисекунд) к работе от аккумулятора.

 

Мощность

Мощность подключаемого оборудования – это один из важнейших факторов при выборе “бесперебойника”. Его недооценка может привести к тому, что ИБП просто не справится с нагрузкой в случае аварийной работы, что чревато негативными последствиями. Если же мощность ИБП превышает нагрузку, то его использование попросту неэффективно. А кому нужны неоправданные затраты?

Понятие мощности, применительно к источникам бесперебойного питания, разделяется на полную и активную. Полная мощность — это сумма активной и реактивной мощностей, а также отклонение от формы тока и напряжения от синусоидальной. Активная мощность – это та энергия, которую нагрузка отбирает от источника энергии для дальнейшего преобразования другую полезную энергию.

Для того, чтобы определиться с мощностью необходимого ИБП, нужно знать коэффициент мощности подключаемого оборудования. То есть, отношение активной мощности к полной.

В технических характеристиках источников бесперебойного питания всегда указывается два типа коэффициентов мощности — входной и выходной. Входной коэффициент определяет поведение ИБП по отношению к электрической сети. То есть, ИБП является своего рода нагрузкой для сети. Последние модели источников бесперебойного питания имеют входной коэффициент мощности равный единице. Такое значение достигается благодаря использованию на входе HDPD транзисторов корректора коэффициента мощности. Коэффициент мощности на выходе очень важен, поскольку именно на выходе преобразуется мощность, которую непосредственно получает нагрузка.

Чтобы рассчитать мощность “бесперебойника”, необходимую непосредственно для обеспечения нагрузки вашего оборудования, нужно учесть сумму номинального потребления оборудования, а также включить в расчеты нагрузку, необходимую при запуске оборудования (запуск электродвигателей и т. д.). Кроме того, рекомендуется приобретать ИБП с запасом мощности до 25%.

 

Коэффициент полезного действия ИБП

Коэффициент полезного действия ИБП- это еще один пункт, определиться с которым очень важно — ведь это главный показатель того, как эффективно он используется. Неэффективная работа, а, следовательно, и необоснованные затраты, происходят, когда “бесперебойник” с большим коэффициентом мощности используется для подачи напряжения на оборудование, не требующее большой нагрузки.

Также, КПД определяет количество тепла выделяемого ИБП в окружающую среду. Например, когда при проектировании серверной подбирается ИБП небольшой мощности, то тепловыделение не будет иметь особого значения. При мощностях, к примеру, в несколько десятков киловатт, тепловыделение будет большим. Тепло, безусловно, необходимо будет утилизировать, а для этого придется подбирать более мощные кондиционеры, что приведет к дополнительным затратам. Чем больше коэффициент полезного действия ИБП, тем меньшим будет выделение тепла.

Разберем примеры эффективного и неэффективного использования ИБП.

В первом случае на источник бесперебойного питания с мощностью 800 Ватт повесили нагрузку мощностью 50 Ватт. На самообеспечение ИБП использует примерно 70 Вт. Если произвести расчет по формуле, то коэффициент использования ИБП будет равен 42%.

При нагрузке же в 600 Вт, коэффициент полезного действия ИБП будет значительно выше – 89%.

 

Время автономной работы

Собственно, один из самых важных критериев ИБП — это время его работы в случае аварийной ситуации. Этот показатель зависит от мощности потребляемой нагрузки и состояния аккумуляторных батарей.

Источник бесперебойного питания со встроенными аккумуляторами будет верным решением, когда при проблемах с напряжением в сети важно лишь корректное завершение работы оборудования, занимающее от 5 до 10 минут. k \ sin (x) \ текст{.} $$ И здесь, после использования симметрии косинуса или антисимметрии синуса, т.е. $ \ cos (-x) = \ cos (x) $ и $ \ sin (-x) = – \ sin (x) $; мы можем, кроме того, предположить, что $ \ alpha \ in [0, \ pi / 2] $.

Во-вторых, мы знаем, что для $ x, y \ in [0, \ pi / 2] $, если $ x \ leq y $, то $$ \ cos (x) \ geq \ cos (y) \ text {и} \ sin (x) \ leq \ sin (y) \ text {.} $$ Для этого помните, что $$ \ cos (y) – \ cos (x) = – 2 \ sin \ left (\ frac {yx} {2} \ right) \ sin \ left (\ frac {x + y} {2} \ right) \ leq 0 $$ и $$ \ sin (y) – \ sin (x) = 2 \ sin \ left (\ frac {yx} {2} \ right) \ cos \ left (\ frac {x + y} {2} \ right) \ geq 0 \ текст {.{m}} \ right) \ text {.} $$ Вы можете легко проверить, что LHS и RHS в обоих выражениях можно вычислить как полиномы от $ c_n $ и $ s_n $, применив формулу для синуса / косинуса суммы двух углов.

Аппроксимация синуса для малых углов

Для малых углов sin (θ) приблизительно равен θ. В этой статье мы подробно рассмотрим это знакомое приближение.

Я был сбит с толку, когда впервые услышал, что sin (θ) ≈ θ для малых θ. Я подумал: «Конечно, они примерно равны.Все маленькие числа примерно равны друг другу ». Еще меня смутила сноска «Угол θ должен измеряться в радианах». Если приближение просто говорит, что маленькие углы имеют маленькие синусы, не имеет значения, в радианах вы или в градусах. Я пропустил пункт , как я полагаю, большинство студентов. Я сталкиваюсь с людьми, получившими дипломы по математике или естествознанию, не понимая этого лакомого кусочка на первом курсе.

Дело в том, что ошибка приближения sin (θ) ≈ θ мала, даже относительно размера θ .Если θ мало, ошибка приближения sin (θ) ≈ θ действительно очень мала. Я использую фразу «действительно, действительно» в точном смысле; Я говорю не просто как восьмилетний ребенок. Если θ мало, θ ² действительно мало, а θ ³ действительно, очень мало.

Для малых значений θ, скажем θ <1, разница между sin (θ) и θ очень близка к θ ³ /6, и поэтому абсолютная ошибка действительно очень мала. Относительная погрешность составляет около θ ² /6.Если абсолютная ошибка действительно очень мала, относительная ошибка действительно мала.

Приближение sin (θ) ≈ θ взято из ряда Тейлора, , но с происходит нечто большее. Например, логарифм аппроксимации (1 + x ) ≈ x также происходит из ряда Тейлора, но это приближение не так точно.

Ряд Тейлора для журнала (1 + x ) –

x – x ² /2 + x ³ /3 -…

Это означает, что для малых x лог (1 + x ) составляет приблизительно x , а ошибка приближения составляет примерно x ² /2.Таким образом, если x мало, абсолютная ошибка аппроксимации действительно мала, а относительная ошибка мала. Обратите внимание, что это на единицу меньше «реально», чем аналогичное утверждение о синусах.

Причина, по которой синусоидальное приближение «действительно» лучше логарифмического приближения, состоит в том, что синус является нечетной функцией, поэтому его ряд Тейлора имеет только нечетные члены. Ошибка примерно в первом пропущенном члене. Ряд для sin (θ) равен

.

θ – θ ³ /3! + θ ⁵ /5! -…

, поэтому sin (θ) – θ имеет порядок θ ³ , а не только θ ² .

Можно сказать и больше . Ошибка в sin (θ) ≈ θ не только приблизительно θ ³ /6, но и фактически ограничена θ ³ /6 для малых положительных θ. Это происходит из теоремы о знакопеременных сериях. Когда вы делаете приближение из чередующегося ряда Тейлора , ошибка ограничивается первым членом, который вы не учитываете. Аргумент должен быть достаточно малым, чтобы члены ряда уменьшались по абсолютной величине. Например, если вы вставите θ = 1 в ряд для синуса, каждый член ряда будет меньше предыдущего.Но если вы придерживаетесь θ = 2, то члены будут больше, прежде чем уменьшаться. Таким образом, точное значение слова «достаточно маленький» достаточно мало, чтобы члены чередующегося ряда уменьшались по абсолютной величине.

Ряд для журнала (1 + x ) также чередуется, поэтому оценка ошибки также является верхней границей ошибки в этом случае. Не все серии являются чередующимися сериями. Но когда у нас есть чередующийся ряд, мы получаем бонус в виде возможности контролировать погрешность приближений.

Также верно, что для малых θ cos (θ) приблизительно равен 1. Сначала это может показаться аналогом утверждения, что для малых θ sin (θ) приблизительно равен 0. Хотя оба верны, первое намного лучше.

Ряд для косинуса –

1 – θ ² /2! + θ ⁴ /4! -…

, поэтому ошибка аппроксимации cos (θ) с помощью 1 составляет приблизительно θ ² /2. Фактически, поскольку ряды чередуются, ошибка ограничивается θ ² /2, если θ достаточно мало.И в этом случае относительная погрешность примерно равна абсолютной погрешности. Это говорит о том, что для малых θ приближение cos (θ) ≈ 1 действительно очень хорошее. Напротив, утверждение, что sin (θ) ≈ 0 для малых θ, является плохим приближением: абсолютная ошибка составляет приблизительно θ, а относительная ошибка составляет 100%. Округление малых значений θ до 0 дает очень хорошее приближение в одном контексте и плохое приближение в другом контексте.

Похожие сообщения

Для ежедневных публикаций об анализе подписывайтесь на @AnalysisFact в Twitter.

Малоугловая аппроксимация | Блестящая вики по математике и науке

Приближение малых углов повсеместно используется во всех областях физики, включая механику, волны и оптику, электромагнетизм, астрономию и многое другое. Ниже мы рассмотрим несколько хорошо известных примеров, чтобы проиллюстрировать, почему приближение малых углов полезно в физике.

Простой маятник

Малые колебания простого маятника лучше всего моделировать в малоугловом приближении.2 \ ddot {\ theta} \ подразумевает \ ddot {\ theta} + \ frac {g} {\ ell} \ sin \ theta = 0, τ = Iα⟹ − ℓmgsinθ = mℓ2θ¨⟹θ¨ + ℓg sinθ = 0 ,

где θ \ thetaθ – угол между струной и вертикалью.

Решения этого уравнения движения можно найти в терминах функций, называемых эллиптическими интегралами, с которыми трудно работать вручную. Однако, используя малоугловое приближение,

θ¨ + gℓsin⁡θ = 0 ⟹ θ¨ + gℓθ = 0. \ Ddot {\ theta} + \ frac {g} {\ ell} \ sin \ theta = 0 \ подразумевает \ ddot {\ theta} + \ frac {g} {\ ell} \ theta = 0.θ¨ + ℓg sinθ = 0⟹θ¨ + ℓg θ = 0.

Новое дифференциальное уравнение легко разрешимо. Решения имеют вид θ (t) = Acos⁡ (gℓt) + Bsin⁡ (gℓt) \ theta (t) = A \ cos \ left (\ sqrt {\ frac {g} {\ ell}} t \ right) + B \ sin \ left (\ sqrt {\ frac {g} {\ ell}} t \ right) θ (t) = Acos (ℓg t) + Bsin (ℓg t) для констант AAA и BBB в зависимости от начальные условия, успешно воспроизводящие колебательное поведение маятника.

Угловое расстояние в астрономии

Размер или расстояние между небесными телами в астрономии обычно записывается в терминах углового диаметра или видимого размера , т.е.е. угол θ \ thetaθ между двумя телами, если смотреть с Земли. Если расстояние между двумя удаленными точками равно ddd, а средняя точка между ними находится на расстоянии DDD от Земли, то этот угол подчиняется соотношению

tan⁡θ2 = d2D. \ Tan \ frac {\ theta} {2} = \ frac {d} {2D} .tan2θ = 2Dd.

Диаграмма, соответствующая этой формуле, ниже:

Угловое расстояние между двумя далекими звездами, если смотреть с Земли

Используя малоугловое приближение, угловое расстояние можно переписать как

θ = dD.\ theta = \ frac {d} {D} . 58.8 \ text {m} 3,7 × 108 м от Земли. Что из следующего является наилучшим приближением диаметра Луны в метрах?

Дифракция на одной щели

При дифракции на одной щели свет, проходящий через барьер с щелью, превышающей одну длину волны света, имеет профиль интенсивности, измеренный за барьером, который показывает характерный узор пиков и впадин. Условие минимума в этом распределении интенсивности –

dsin⁡θ = mλ, d \ sin \ theta = m \ lambda, dsinθ = mλ,

, где ddd – ширина щели, θ \ thetaθ – угол к точке измерения от центра щели, λ \ lambdaλ – длина волны света, а mmm – ненулевое целое число.

Это условие можно переписать с точки зрения вертикального расстояния от центра экрана измерения yyy, как показано на диаграмме выше. Предположим, что экран измерения находится на расстоянии DDD от барьера. Обычно считается, что DDD намного больше, чем ddd, и можно использовать малоугловое приближение для θ \ thetaθ. Тогда формула для минимумов интенсивности принимает вид

y = mλDd, y = \ frac {m \ lambda D} {d}, y = dmλD,

– удобное выражение для длины волны света, ширины щели и расстояния от барьера до экрана.

λad \ frac {\ lambda a} {d} dλa 2λda \ frac {2 \ lambda d} {a} a2λd 2λad \ frac {2 \ lambda a} {d} d2λa λda \ frac {\ lambda d} {a} aλd

В эксперименте по дифракции с одной щелью с шириной щели aaa, расстоянием ddd между барьером и измерительным экраном и светом с длиной волны λ \ lambdaλ, какова ширина центрального максимума пика?

Действительно ли 80+ БП не работают с ИБП со ступенчатой ​​синусоидой? – Блоки питания

1 час назад PCForStreaming сказал:

Спасибо, я просто буду использовать стандартную батарею, 10-15 минут – это то, что мне нужно для безопасного сохранения и выключения компьютера.Спасибо за отличный ответ!

А, а в электросети или в электросети здесь 220 В, означает ли это что-то или что-то, что мне нужно учитывать?

В целом, как вы думаете, подойдет ли ИБП APC 1100VA для моего блока питания? Я видел, что подержанная цена достаточно хороша, у него больше нет оригинальной батареи, но я слышал от продавца, что могу получить аккумуляторную батарею SMT 12v 7ah за немного большую цену (я думаю, SMT – это марка аккумулятора). В целом я думаю, что это хорошая цена, которую я могу себе позволить сейчас.

1100 ВА звучит хорошо.

Номинальная мощность в ВА должна быть как минимум в 1,5-2 раза больше, чем потребляемая мощность вашего компьютера. Так, например, если ваш компьютер потребляет около 300 Вт, когда вы играете, лучше всего будет смотреть на 650 ВА или выше.

Более высокий рейтинг ВА не обязательно означает более длительное время работы от батарей, вы все равно будете ограничены емкостью батареи в Ач … в вашем случае продавец рекомендует батарею на 7 Ач, которая довольно стандартна, почти самого низкого размера (я думаю это обычная емкость, потому что на скутерах и мотоциклах используется батарея того же размера, но, как я уже сказал, химия немного отличается по сравнению с батареями для мотоциклов и скутеров)

Ваша система должна работать около 10 минут, если вы не в игре.

Нет, не имеет значения, если у вас 220 В, если ИБП также рассчитан на работу с 220 В – и ваша сеть, вероятно, в любом случае не 220 В, в Европе это стандартизовано до 230 В +/- 5-10% .. Так что любой компьютерный блок питания должен работать на 210..250в, что-то в этом роде. Если ваш блок питания является универсальным, он будет работать с напряжением всего 100 В.

ИБП для стран с напряжением 230 В будет немного стабилизировать напряжение в зависимости от входа … например, если входное напряжение упадет до примерно 200 В, он может повысить переменный ток до 230 В… Зависит от того, насколько дешевый ИБП, если он имеет эту функцию.

Если напряжение упадет ниже 200 В (или любого другого установленного значения), он переключится на внутренние батареи.

То же самое касается слишком высокого напряжения.

power – когда мне нужен ИБП с синусоидальной волной?

Clean AC используется повсеместно, поэтому в некоторых электрических устройствах он используется в качестве исходного допущения.

Устройства, заботящиеся о качестве электроэнергии переменного тока

Классическим примером устройства, которое исходит из такого предположения, является аналоговый усилитель мощности звука, разработанный в начале 1970-х годов или ранее, или более современный образец, разработанный в том же духе.Линейное регулирование выделяет слишком много тепла, чтобы быть практичным в таком устройстве, технология переключения с низким уровнем шума в то время была недоступна, и поэтому усилители того времени были разработаны с в основном нерегулируемой мощностью, непосредственно управляющей каскадами усиления. Грязное питание проявляется как часть выходного сигнала, в зависимости от того, какая обратная связь имеет усилитель. Это одна из двух основных причин линейного гудения в старых усилителях²

Другой пример схемы, в которой качество электроэнергии может повлиять на работу устройства, – это что-то с двигателем переменного тока, например, электрическая дрель с проводом, где скорость двигателя является прямой функцией напряжения, подаваемого на него.Напряжение, которое не увеличивается и не уменьшается плавно, приведет к изменению скорости. Шаги на выходе измененной синусоидальной волны находятся в диапазоне сотен Гц, поэтому ИБП с измененной синусоидой, вероятно, вызовет изменение в способе работы двигателя, которое вы действительно можете услышать.

Хотя я бы не стал слишком беспокоиться о том, что плохое качество электроэнергии повлияет на электродрель, есть устройства с моторным приводом, которые я бы не хотел запускать от некачественного ИБП, например, аппарат CPAP.

Что касается вопроса о том, заботится ли какое-либо оборудование в вашей стойке SOHO о качестве выходной мощности ИБП, это зависит от конструкции источника питания каждого компонента.

Типы источников питания

Устройства с сильной фильтрацией и регулированием источника питания обычно не заботятся о неидеальности модифицированной синусоидальной волны. Для такого устройства важно только то, что оно получает достаточную среднеквадратичную мощность и что мощность находится в пределах входного напряжения устройства. ³

Наиболее распространенным источником питания, используемым для современных электронных устройств, является импульсный источник питания. Коммутаторы делают с питанием гораздо более неприятные вещи, чем накладывают некоторые удары на входную синусоидальную волну, поэтому они уже должны иметь большую фильтрацию, если цепь нагрузки требует чистой энергии.⁴

Другим важным типом регулирования источника питания является линейный регулятор, который обычно подавляет низкочастотный входной шум и пульсации на 80–100 дБ. Это означает, что на этапах фильтрации и регулирования будет выходить небольшая неровность входного сигнала в виде небольшого шума. Я пытался придумать пример устройства, которое будет плохо работать из-за этого шума, но ничего не приходит в голову. Когда вы опускаете шум так далеко, он становится несущественным для большинства схем, поэтому линейные регуляторы все еще используются, несмотря на их неэффективность.

Остается нерегулируемый источник питания. Это очень похоже на случаи с двигателями переменного тока, описанные выше, за исключением того, что трансформатор снижает напряжение переменного тока, которое затем обычно выпрямляется и фильтруется для получения скачкообразного напряжения постоянного тока. Этот трехэтапный процесс значительно снижает шум на стороне переменного тока, поэтому вполне возможно, что существуют устройства, построенные с предположением, что результирующий шум и пульсации на выходе такого источника питания довольно чистые, и их раздражает хэш в сотни Гц, исходящий от ИБП с модифицированной синусоидой.

Осциллограммы

После того, как fixer1234 добавил изображения к своему ответу, я подумал, что модифицированный синус не может быть , а плохо, верно? Я имею в виду, они собираются использовать более четырех шагов за цикл, верно? Верно?

Я решил снять осциллограммы всех ИБП, которые у меня есть для Науки! Все они сделаны одной и той же компанией, но относятся к разным позициям в линейке продуктов этой компании.

Для справки, вот как выглядит нефильтрованное сетевое напряжение переменного тока в месте проведения испытания, с напряжением в зависимости от времени слева и графиком спектра той же формы волны справа:

Большой пик на левом краю графика спектра – это основная частота 60 Гц.Большие гармонические пики, которые вы видите, показывают, что моя стена здесь не очень чистая. Самая большая – это 2-я гармоника с частотой 120 Гц в середине графика, на 30 дБ ниже основной гармоники, за которой следует 3-я гармоника с частотой 180 Гц на правом краю графика. Затем есть загадочный пик на частоте 85 Гц, объяснения которому у меня нет.

Этого искажения достаточно, чтобы его можно было увидеть на осциллограмме слева: обратите внимание на несколько сглаженные пики.

Я протестировал пару различных ИБП с истинным синусом, оба были довольно дорогими.Их результат выглядит так:

Ваши глаза не обманывают вас: выход переменного тока на батарее этого конкретного ИБП чище, чем моя розетка! Этот ИБП будет работать с любым электронным устройством в пределах своей нагрузки, поскольку его выходная мощность при работе от батареи максимально приближена к идеальной настенной мощности и практически не имеет никакого значения.

Если ИБП прослужит достаточно долго, стоимость замены батарей превышает первоначальную стоимость. Поэтому, если вы покупаете качественные ИБП, больше обращайте внимание на стоимость эксплуатации ИБП, чем на начальную закупочную цену.⁶

ИБП среднего уровня от того же производителя стоит около & frac13; что у синусоидального ИБП с такими же характеристиками заголовка. Вероятно, он тоже будет меньше и легче. Уловка? Это:

Хотя это намного лучше, чем результат, который мы ожидали в сообщении fixer1234, это не очень красиво. Мало того, что на выходе этого ИБП много широкополосных шумов и искажений, эти два обратных удара, которые вы видите в каждом цикле, могут раздражать цепи, которые предполагают, что входное напряжение переменного тока всегда постоянно увеличивается или уменьшается.

Тем не менее, хорошо отфильтрованный и регулируемый источник питания избавится от всего этого, поэтому такие устройства будут нормально работать от этого ИБП. У меня никогда не было проблем с устройствами, подключенными к этому ИБП. Поскольку именно ИБП поддерживает основные компоненты моей домашней сети, я думаю, что заметил бы, если бы они перезагружались при каждом сбое питания.

Одна из причин, по которой я не указываю здесь названия брендов и моделей, заключается в том, что это не очень хорошее руководство по качеству выходного сигнала при работе от батареи. Я тестировал близкого родственника предыдущего ИБП и получил совсем другой результат:

Это в основном реальная версия идеализированной формы волны, показанной в ответе fixer1234.Ответ на мой вопрос выше: «Да, они действительно делают ИБП с таким плохим качеством вывода».

И да, это действительно имеет значение на практике. Фактически, я решил проверить выход этого конкретного ИБП для получения этого ответа именно потому, что он доставлял нам проблемы в прошлом.

К этому ИБП был подключен высококлассный ПК известной марки, и при каждом сбое питания ПК – а только ПК – самопроизвольно перезагружался. Все остальное, подключенное к “батарейным” розеткам, не работало.Это было так странно, что я на самом деле написал программу Arduino в какой-то момент, чтобы регистрировать “живучесть” в течение нескольких недель, чтобы попытаться обнаружить пропадания питания. Эта маленькая плата продолжала работать все время, даже когда компьютер перезагружался. В конце концов мы переместили этот ИБП на большой старый сервер, ожидая, что более высокая нагрузка также вызовет тот же симптом, но нет: теперь ИБП поддерживает работу этого сервера в течение нескольких перебоев в подаче электроэнергии.

Качество выходного сигнала этого ИБП далеко не самое низкое. Ты садишься? Вот ИБП бюджетного класса от той же компании, которая произвела все три из перечисленных выше ИБП:

Ой!

Теперь вы понимаете, почему эта линейка ИБП начального уровня стоит примерно вдвое дешевле ИБП среднего уровня.

Тем не менее, я никогда не видел, чтобы одно из устройств, подключенных к этому ИБП, не выдерживало отключения электроэнергии.

Выводы

Многие устройства просто не заботятся о качестве электроэнергии переменного тока. Крайним примером является настольная лампа накаливания, но любое устройство с хорошо регулируемым и хорошо фильтруемым источником питания должно справляться с уродливым входом переменного тока.

Однако, как мы видели выше и в других ответах, есть устройства, которые не справляются с плохой входной мощностью. Для этих случаев вам понадобится ИБП с истинным синусом.

---

Дата обращения:

1. Некоторые конструкции усилителей имеют очень мало отрицательной обратной связи. Это что-то вроде религиозной проблемы в кругах аудиофилов, поскольку реакционные экстремисты полагают, что у лучших усилителей обратная связь практически отсутствует.

2. Другой основной причиной жужжания усилителя является контур заземления.

3. Вот почему вы часто видите блоки питания с пометкой, рассчитанной на напряжение 90–260 В переменного тока или аналогичные. Если такой источник питания получает 200 В переменного тока, он просто потребляет половину тока, как если бы он получал 100 В переменного тока, позволяя ему передавать такую ​​же мощность в цепь с питанием. P = VI

4. Даже устройства, которые не заботятся о чистой энергии, часто должны иметь фильтрацию на входе питания, чтобы соответствовать нормам EMC.

5. Для сравнения со случаем линейного регулирования, типичный нерегулируемый источник питания может снизить шум на стороне переменного тока примерно на 20 дБ.

   Децибелы – это логарифмическая шкала, где каждые 6 дБ разницы между двумя напряжениями являются удвоением или уменьшением вдвое. Таким образом, снижение шума линейного регулятора на 80 дБ не в 4 раза лучше, чем 20-ти кратное, которое вы получаете от обычного нерегулируемого источника питания, оно примерно в 1000 раз лучше! Падение с 20 дБ до 100 дБ, которое вы получаете от действительно хорошего линейного регулятора , означает, что выходной сигнал в 10 000 раз тише, чем входной.

6. Допустим, вы решили купить ИБП с истинной синусоидой за 500 долларов, несмотря на то, что вы можете получить качественный модифицированный синусоидальный ИБП с такими же характеристиками за 150 долларов. Типичный аккумулятор ИБП необходимо заменять каждые 3 года или около того, что может стоить 150-200 долларов для модели с истинным синусом. Это составляет 50-66 долларов в год × 12 лет и приблизительно; 600-800 долларов, что делает стоимость батареи доминирующим элементом при расчете стоимости.

   ИБП более высокого класса, как правило, имеют физически более крупные батареи для данного уровня ВА, поэтому стоимость замены батареи для ИБП частично зависит от того, сколько вы изначально заплатили за ИБП.Поэтому вы можете выбрать более дешевый ИБП, чем вы могли бы представить на графиках выше, потому что долгосрочные эксплуатационные расходы были бы слишком высокими с более дорогим ИБП.

Имитация синусоидальной волны | CyberPower Systems

Время работы при половинной нагрузке:
Время работы при полной нагрузке:


Выходная мощность ВА: 1500 ВА
Выходная мощность: 900 Вт


Форм-фактор: Mini-Tower
Форма волны: Имитация синуса Wave
Розетки: NEMA 5-15R


Время работы при половинной нагрузке:
Время работы при полной нагрузке:


Выходная мощность ВА: 450 ВА
Выходная мощность: 260 Вт


Форм-фактор: Compact
Форма волны: Имитация синусоидальной волны
Розетки: 8 x NEMA 5-15P


Время работы при половинной нагрузке:
Время работы при полной нагрузке:


Выходная ВА: 700 ВА
Выходная мощность: 370 Вт


Форм-фактор: Slim Line
Форма волны: Имитация синусоидальной волны
Розетки: 8 x NEMA 5-15R


Время работы при половинной нагрузке: 8
Время работы при полной нагрузке: 2


Выходная ВА: 350 ВА
Выходная мощность: 255 Вт


Форм-фактор: Compact
Форма волны: Имитация синуса Wave
Розетки: 6 x NEMA 5-15R


Время работы при половинной нагрузке: 7
Время работы при полной нагрузке: 2


Выходная ВА: 425 ВА
Выходная мощность: 255 Вт


Форм-фактор: Compact
Форма волны: Имитация синуса Wave
Розетки: 8 x NEMA 5-15R


Время работы при половинной нагрузке: 6 мин.
Время работы при полной нагрузке: 1.5 мин


Выходная мощность ВА: 450 ВА
Выходная мощность: 260 Вт


Форм-фактор: Компактный
Форма волны: Имитация синусоидальной волны
Выходы: NEMA 5-15R


Время работы при половинной нагрузке: 6
Время работы при полной нагрузке: 1.5


Выходная ВА: 425 ВА
Выходная мощность: 260 Вт


Форм-фактор: Compact
Форма волны: Имитация синусоидальной волны
Выходы: 8 x NEMA 5-15R


Время работы при половинной нагрузке: 8
Время работы при полной нагрузке: 2


Выходная ВА: 550 ВА
Выходная мощность: 330 Вт


Форм-фактор: Compact
Форма волны: Имитация синуса Wave
Розетки: 8 x NEMA 5-15R


Время работы при половинной нагрузке: 9
Время работы при полной нагрузке: 2


Выходная ВА: 625 ВА
Выходная мощность: 360 Вт


Форм-фактор: Compact
Форма волны: Имитация синуса Wave
Розетки: 8 x NEMA 5-15R


Время работы при половинной нагрузке: 7.5
Время работы при полной нагрузке: 2


Выходная мощность ВА: 900 ВА
Выходная мощность: 500 Вт


Форм-фактор: Компактный
Форма волны: Имитация синусоиды
Выходы: 12 x NEMA 5-15R


Время работы при половинной нагрузке: 10
Время работы при полной нагрузке: 2


Выходная мощность, ВА: 650 ВА
Выходная мощность: 400 Вт


Форм-фактор: Mini-Tower
Форма волны: Имитация синусоиды
Выходы: 6 x NEMA 5-15R


Время работы при половинной нагрузке: 7
Время работы при полной нагрузке: 2


Выходная ВА: 450 ВА
Выходная мощность: 260 Вт


Форм-фактор: Compact
Форма волны: Имитация синуса Wave
Розетки: 8 x NEMA 5-15R

Сортировка по умолчанию Сортировать по популярности Сортировать по последним Сортировать по цене: от низкой к высокой Сортировать по цене: от высокой к низкой

Отображение результатов 1–12 из 54

.