Meenutagem natuke füüsikat

Koormuse tarbitava võimsuse hindamisel tuleks arvesse võtta koguvõimsust. Näivvõimsus (VA ühikuks on volt-amper) on kogu elektriseadme tarbitav võimsus. See koosneb aktiivsest (mõõtühik "W" - vatt) ja reaktiivsest (mõõtühik VAR - volt-amper reaktiiv) võimsuskomponentidest. Elektritarbijatel on sageli nii aktiivsed kui ka reaktiivsed komponendid.

. Seda tüüpi koormuse korral muundatakse kogu tarbitud energia soojuseks. Paljude seadmete jaoks on see komponent peamine. Nende hulka kuuluvad näiteks elektripliidid, valgustuslambid, elektrikerised, triikrauad, kütteelemendid jne.

Reaktiivsed koormused . Peaaegu kõik muu. Need võivad olla oma olemuselt induktiivsed või mahtuvuslikud. Induktiivse koormuskomponendiga elektriseadme tüüpiline esindaja on elektrimootor. Näivvõimsus (P) ja aktiivvõimsus (Pa) on seotud koefitsiendiga cosФ.

Ra = cosФ x P

Milline on elektritarbijate võimsuse arvutamise metoodika?

Selleks, et teha optimaalne valik UPS-i mudelid kriteeriumide järgi vajalik võimsus, peate arvutama teie koormuse tarbitud koguvõimsuse. Koorma all, sisse antud juhul, viitab kõigile teie kodus (kontoris, korteris, tööstusruumides) asuvatele elektriseadmetele, mis kuuluvad kaitse alla.

Energiatarve konkreetne seade, on kõige parem kindlaks teha selle toote passist või kasutusjuhendist. Mõnikord on seadme või seadme tagaseinal näidatud energiatarve ja koefitsient cosF. Tuleb märkida, et erinevate seadmete dokumentides võib võimsuse väärtust näidata kas vattides või volt-amprites. Vigade vältimiseks seadmete võimsuse arvutamisel teeme iga mõõtühiku kohta eraldi kokkuvõtte kahes veerus.

1. Loetleme kõik kaitse alla kuuluvad elektritarbijad;
2. Võtame kokku nende volitused, nagu eespool märgitud;
3. Toome saadud tulemused ühte võimsuse mõõtühikusse (soovitavalt volt-amprites). Selleks tehke järgmist.

   Kui passis on märgitud aktiivvõimsus ja koefitsient cosF, siis on seda lihtne täisvõimsuseks ümber arvutada. Selleks tuleb "W" aktiivvõimsus jagada cosФ-ga. Näiteks kui toode ütleb, et aktiivvõimsus on 700 W ja cosФ = 0,7, siis tähendab see, et kogu tarbitav võimsus võrdub 700/0,7 = 1000 VA. Kui cosФ pole määratud, siis ligikaudseks arvutuseks võtame selle väärtuseks 0,7.

Sel viisil arvutatud võimsus tuleks lisada teise veeru võimsuste summale (summitud VA-s).

Märkus: elektriseadmete puhul, millel on ainult aktiivne koormus, võetakse koefitsient 1.

Arvestada tuleks veel ühe asjaga oluline punkt- käivitusvoolud. Iga elektrimootor (kompressor) tarbib sisselülitamise hetkel mitu korda rohkem energiat kui nominaalrežiimis. Juhul, kui koormus sisaldab elektrimootorit (näiteks: sukelpump, külmik, puur), tuleb selle nimivõimsustarve korrutada vähemalt 3-ga (eelistatavalt 5-ga), et vältida stabilisaatori või UPS-i ülekoormamist seadme sisselülitamisel. Tehke oma arvutustes need kohandused.

Niisiis, võimsus on arvutatud.

Siiski võtame arvesse veel kahte punkti.

1. Elus praktiliselt pole juhtumeid, kus absoluutselt kogu koormus korraga töötab. Tegelikult, kui te võtate külalisi vastu, siis on ebatõenäoline, et sel ajal pesu pestakse, valgustust ei lülitata päeva jooksul sisse jne. Praktikas on olemas selline asi nagu "samaaegse lülituskoefitsient". Seega saab arvutatud väärtust vähendada (st korrutada ligikaudu koefitsiendiga 0,3-0,5).
2. Teisest küljest on vastuvõetamatu, et see töötab režiimis täiskoormus. "Õrn" töörežiimi loomiseks on soovitatav suurendada eelmiste arvutuste tulemusel saadud võimsust ligikaudu 10-15%. Seda tehes pikendate seadmete kasutusiga, suurendate töökindlust ja loote võimsusreservi uute seadmete ühendamiseks.

Vajalik number on leitud. Nüüd põhineb konkreetsed näited, valige UPS.

Võimsuse määramise hõlbustamiseks võite esitada tabeli elektritarbimise ligikaudsete andmetega kodumasinad.

• Külmkapp – kuni 1 kW
• TV - 0,08 kW
• Pesumasin- 1,5 kW
• Elektriline veekeetja - 2 kW
• Tolmuimeja – 0,8 kW
• Raud - 1 kW
• Mikrolaineahi - 1 kW
• Valgustus (hõõglambid – 1 tk.) – 0,06 kW.
• Arvutid ja monitorid:

Energiatarve kaasaegsed monitorid CRT

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

Kaasaegne elektritarbimine LCD monitorid

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

Avaldatud autori poolt - , - 29. jaanuar 2014

Lihtsuse huvides oleme koostanud arvutuskalkulaatorid:

Nüüd esitame arvutusalgoritmi:

1) Määrake kogukoormuse võimsus ja konstantne tühjendusvool.

2) Arvutame etteantud autonoomia jaoks vajaliku aku mahutavuse.

3) Määrake aku tüüp

Näide

Arvestades: kaks LED ribad võimsusega 10W ja töötab 12V. Nõutav autonoomia: 10h. Kasutusiga: üks aasta igapäevasel kasutamisel. Töötingimused: konstantne toatemperatuur 20 kraadi.

Leia: minimaalselt vastuvõetav ja optimaalsed akud probleemi lahendamiseks.

Lahendus

1) Koguvõimsus W=10W*2=20W. D.C tühjendus: I=20/12=1,67A. Täpsete arvutuste tegemiseks on soovitatav mõõta voolutarbimist multimeetri abil.

2) Nõutava võimsuse määramiseks peaksite läbima järgmised punktid:

A) Koormuse toetamiseks sellise tühjendusvoolu korral on vaja kindlaks määrata minimaalne arvutatud aku võimsus: 1,67 * 10 = 16,7 Ah.

b) Tuleb meeles pidada, et laetavate akude mahutavust näitavad tootjad kindla tühjendusaja alusel. Tavaliselt on see 10 tundi. Kuid mõned tootjad näitavad 20 tundi. Siit saame abi akuga, mida saad meie kodulehelt. Vaatame spetsifikatsiooni:

Meie puhul on aku tööaeg 10 tundi, mis tähendab, et võime lugeda võimsust nominaalsega võrdseks. Kui aga ülesanne nõuab 5 tundi, siis tuleb arvestada sellega, et sellise tühjenemisajaga on aku võimsus väiksem (korrutame tühjendusvoolu tundidega - 4,8A * 5h = 24Ah 28 asemel ).

Ülesandes näeme, et planeeritud tsüklite arv on 365. Ligikaudne maksimaalne tühjendussügavus meie puhul on umbes 57%. Soovitav on see võtta varuga, arvestame 50% tühjenemisega ( tegelikud tingimused töötingimused erinevad ideaalsetest laboritingimustest).

Seega võtame kasutusele korrektsiooni 0,5: 16,7/0,8 = 33,4 Ah.

G) Juhul kui meil on tegemist millegi erinevaga optimaalne temperatuur operatsiooni (25 kraadi), on vaja sisestada parandustegur, mille saame võtta ka spetsifikatsioonist:

Nii et temperatuuril 10 kraadi peaksite sisestama koefitsiendi 0,9, st. veel +10% arvestuslikule võimsusele.

3) Juhul kui vajame pikad režiimid tühjenemine - peaksite pöörama tähelepanu populaarsetele AGM-akude seeriale Venemaa turg tootjad:

• Akul on Delta seeria
• CSB-s -

Aja arvutamiseks aku tööiga allikas katkematu toiteallikas UPS UPSi jaoks saate kasutada enamiku tootjate keskmisi andmeid. Näiteks 100% UPS-i koormuse korral on autonoomiaaeg 4...8 minutit, 75% - 7...12 minutit, 50% - 12...20 minutit. Või spetsiaalsed tabelid, mis näitavad UPS-i katkematu toiteallika aku kasutusaega erinevate koormusvõimsuste väärtuste jaoks ja sisseehitatud laetavate akude mahutavust. Oluline on arvestada, et tootja poolt näidatud aku kasutusea väärtused on hinnangulised ega ole aluseks tarnija kohustuste või ostja kaebuste tekkimisele. Tuleb meeles pidada, et UPS-i katkematute toiteallikate tootjad näitavad UPS-i võimsuse, aku mahutavuse ja aku tööea väärtused töötamiseks temperatuuril 20...25C. See temperatuur on UPSi ja aku tööks optimaalne. Kuid UPS-i katkematu toiteallikate tegelikud töötingimused erinevad ideaalsetest.

UPS-i täpse autonoomiaaja määramine ei ole lihtne ülesanne, võttes arvesse paljusid parameetreid, mis on igal arvutusjuhtumil erinevad. Lihtsustatult saab UPS-i katkematu toiteallika ligikaudse aku tööea akult töötamisel arvutada järgmise valemi abil:

T=E* U/ P(tund.)

E- mahutavus aku Aku (Ah.)

U- aku pinge (V)

P- UPSi koormusvõimsus (W)

Kui lähteülesanne ostja teeb UPSi katkematu toiteallika töös vigu, siis saab arvutuse teha selle valemi abil.

Toitepinge katkestuste korral kriitilisele koormusele on vaja tagada selle autonoomne töö. UPS-i (katkematu toiteallika) kasutamine toiteahelas võimaldab teil selle probleemi lahendada. UPS-i aku tööiga on peamine näitaja selliste seadmete valimisel konkreetsete seadmete jaoks. UPS-i aku tööiga sõltub koormusvõimsusest ja aku mahutavusest. Vastutustundlike tarbijate hulka kuuluvad serverid, küttekatelde juhtimisahelad, keerulised laboriseadmed tsükliliste uuringute läbiviimiseks ja meditsiiniseadmed elu toetavate süsteemide jaoks. Lisateabe saamiseks täpne arvutus UPS-i katkematu toiteallika autonoomse tööaeg kriitiliste tarbijate akudest töötamisel, peab arvutusvalem võtma arvesse koefitsienti kasulik tegevus Inverteri kasutegur (tavaliselt on see väärtus 0,75...0,8), akude arv akus, aku kulumisaste, aku tühjenemise sügavus (0,8...0,9. Akud vähendavad oma mahutavus kuni 5% iga temperatuuritõusu astme kohta pärast 40C.), saadaoleva aku võimsuse koefitsient (see määratakse aku tühjenemisrežiimi mahtuvuse väärtuste ja temperatuuri suhtes keskkond), ümbritseva õhu temperatuur (kui ümbritseva õhu temperatuur tõuseb üle 25C, on vaja UPSi koormusvõimsust 20% vähendada iga 10C temperatuuritõusu kohta.).

Katkematu toiteallika valimisel on parem osta UPS, millel on lisavõimalused, näiteks võimalus ühendada stabilisaator ja täiendavad laadimisplaadid. See UPS-i konfiguratsioon võimaldab teil tulevikus koormuse võimsuse suurenedes raha säästa.

UPS-i katkematu toiteallika individuaalse konfiguratsiooni arvutamine on parem jätta spetsialistide hooleks.

29. märts 2016

Aku tööea täpne arvutamine matemaatiliste arvutuste abil ei ole tühine ülesanne. Sellega seoses lihtsustasime ülesannet, rakendades kalkulaatorites arvutusalgoritmi:

Vaatame aga lähenemisviise aku tööea määramiseks.

1) Lihtne valem

T = E U / P

• E - aku mahutavus Ah
• U - pinge
• P - koormusvõimsus W.

See on väga lihtsustatud valem, mis annab väga ligikaudse tulemuse 5-15 tunniste tühjenduste puhul. Sobib autonoomiaaja kiireks hindamiseks peas. Algoritm ei võta arvesse aku energia väljundi vähenemist lühikeste tühjenemise ajal ja suurenemist pikkade tühjenemise ajal, samuti erinevaid koefitsiente.

Seal on täiustatud koefitsientidega valem:

T = Uab * Sak * K * h * Kr * Kg / Pnagr

• T – katkematu toiteallika aku tööiga, h;
• Uab – aku pinge, V;
• Sak aku mahutavus, Ah;
• K – akude arv ahelas;
• h – muunduri kasutegur (h=0,75-0,9), varieerub sageli sõltuvalt koormusest;
• Kr – väljalaske sügavuse koefitsient 0,8 –0,9 (80%-90%), tuleks arvestada 80%;
• Кg – saadaoleva võimsuse koefitsient (sõltub tühjendusrežiimist ja temperatuurist, vt aku omadusi)
• Rload – koormusvõimsus.

See algoritm annab suhteliselt täpsed tulemused, kuid pikaajaliste 1-tunniste või pikemate tühjenduste korral. Lühikese tühjenemise korral võivad tulemused olla tugevalt moonutatud pliiakude mittelineaarse tühjenemise funktsiooni tõttu. Sarnane meetod kasutasime artiklis.

2) Peukerti valem

T=Cp/I^n

• T – aeg tundides
• Cp – Peckerti mahutavus (aku võimsus, kui see tühjeneb vooluga 1A)
• I – tühjendusvool
• n – Peukerti astendaja

Peukerti eksponenti näidatakse mõnikord aku omadustes ja see arvutatakse aku C-reitingu andmete põhjal (mahutavus erinevatel tühjenemisaegadel). Peukerdi võimsus arvutatakse valemiga – Ср=R(C/R)^n (R on sellele võimsusele vastav hinnang tundides, näiteks 10).

Meie kalkulaatorid põhinevad sellel valemil, võttes arvesse inverterite efektiivsust ja tühjenemise sügavust. Nad on koos kõrge täpsus arvutage autonoomiaaeg nii lühikeste kui ka pikkade tühjenduste jaoks.

3) Arvutamine aku spetsifikatsioonide tabelite abil

Samm 1. Arvutamine täisvõimsus aku koormusvõimsusel

Rakb = (Pload*cos(φ)*Knagr)/efektiivsuseinv

• Pload – võimsus kVA-des
• cos(φ) – võimsusteguri karakteristik (koormuse karakteristik)
• Knagr – UPSi koormustase
• Efficiency inv – inverteri efektiivsus

Näiteks võtame 120 kVA UPSi, mis töötab 70% koormusel võimsusteguriga 0,8:

Rakb= (120000*0,8*0,7)/0,94=71 489 W – Just see koormus langeb kogu akupangale, kui UPSi akust toidetakse.

Samm 2. Arvutage ühe aku koormus

Arvutame ümber ühe aku koormuse. Reeglina suures UPS akudühendatud järjestikku kogusega 32-40 tk. Ühe aku koormuse arvutamiseks 40 akuga:

71 489 W/40 = 1 788 W.

Aku andmelehel on tavaliselt märgitud võimsus elemendi kohta (Pel), mida on 6 tükki. 12V akus. Seega:

Suhtlus = 1788/6 = 298 W.

Etapp 3. Aku tühjenemistabelite uurimine ja valik.

Artiklis vaatlesime patareide alamtüüpe erinevate poolest ettenähtud kasutust. Üks põhiomadusi on energia väljund, s.o. kui palju võimsust aku on võimeline teatud aja jooksul tootma.

Vaatame kahe erineva seeria 100Ah Delta akude tühjenemistabeleid.

Delta DTM 12100 l:

Delta HRL 12100:

Tuletame meelde, et meie koormus elemendile on 298W. Tühjendussügavus – 10,8V või 1,80V elemendi kohta. Seega võime nendest tabelitest järeldada, et DTM 12100 l talub koormust umbes 13,8 minutit (saab proportsionaalselt arvutada, moonutus on minimaalne), Delta HRL 12100 - 16,3 minutit. tellimuse erinevus 15% . Muide, hinnavahe on ligikaudu sama.

4) Reaalsete heidete läbiviimine

Muidugi on ideaalne teostada tegelikke bititeste. Arvestada tuleb sellega, et akud saavutavad oma maksimaalse mahutavuse 10. laadimis-tühjenemise tsükliks.

Katkematu toiteallika nimivõimsus on üks olulisemaid tehnilised parameetrid, millega tuleb UPSi valikul arvestada. Vähemalt UPS-i võimsuse vale arvutamine toob kaasa asjaolu, et katkematu toiteallikas on pidevalt ülekoormatud ja seetõttu ei suuda see täita oma põhieesmärki - kaitsta seadmeid. Halvimal juhul võib olulise ülekoormuse korral UPS ise põhjustada kriitilise koormuse voolukatkestuse.

UPS-i võimsuse arvutamine. teooria.

Katkematu toiteallika nimivõimsus määratakse sellega ühendatud koormuse võimsuse alusel. Siin peame koormuse all silmas kõigi elektriseadmete koguvõimsust, mida plaanitakse UPS-iga ühendada. Seetõttu peate koormuse võimsuse õigesti arvutama ja arvutuse põhjal valima katkematu toiteallika. Oluline täpsustus: arvutamisel tuleks lähtuda nii täis- kui aktiivne jõud koormused. Meenutagem mõningaid andmeid kooli füüsikakursusest.

Näivvõimsus (ühik VA, VA - volt-amper) on kogu koormuse poolt tarbitav võimsus. Koguvõimsus koosneb kahest komponendist - aktiivvõimsus (ühik W, W - vatt) ja reaktiivvõimsus(mõõtühik var, var – reaktiivne volt-amper). Reeglina on valdav osa koormustest nii aktiivseid kui ka reaktiivseid komponente.

– koormus, milles kogu tarbitud energia muundatakse soojuseks. Sellise koormuse reaktiivne komponent on nii väike, et seda võib tähelepanuta jätta. Aktiivsete koormuste hulka kuuluvad erinevad kütteseadmed (soojendid, kütteelemendid jne), hõõglambid, triikrauad ja elektripliidid. Reeglina näitab elektriseadmete tootja sellise koormuse võimsust vattides.

– kõik muud koormad. Reaktiivkoormus võib olemuselt olla induktiivne või mahtuvuslik. Reaktiivkomponendiga koormuse tüüpiline esindaja, mis on olemuselt induktiivne, on elektrimootor. Elektrimootori koguvõimsus P ja aktiivvõimsus P a on seotud koefitsiendiga cos φ.

cos väärtusφ on tavaliselt märgitud toote tehnilistele andmetele.

UPS-i võimsuse arvutamine. Metoodika.

Kõige sagedamini sisenevad katkematute toiteallikate tootjad tehniline spetsifikatsioon Varustust näitab UPSi kogu- ja aktiivvõimsus. Harvemini võite leida näitu täisvõimsuse ja väljundvõimsusteguri väärtuse kohta. Viimasel juhul saab UPS-i aktiivvõimsust arvutada valemi abil

Siin
P – UPSi täisvõimsus
P a – UPSi aktiivvõimsus
P F – väljundvõimsustegur (näidatud katkematu toiteallika tehnilises kirjelduses)

Võimsuse järgi valimiseks nõutav mudel Katkematu toiteallika puhul peate arvutama UPS-iga ühendatavate elektriseadmete koguvõimsuse. Arvutamine tuleks läbi viia nii aktiivse kui ka kogukoormuse võimsuse kohta, see tähendab, et lõpuks peaksite saama kaks numbrit - kogu koormuse võimsus (volt-amprites) ja aktiivkoormuse võimsus (vattides). Arvutusalgoritm on ligikaudu järgmine

1. Koostage loend elektriseadmetest, mida kavatsete UPS-iga ühendada.

2. Määrake iga seadme koguvõimsus, kasutades ühte järgmistest meetoditest

• Täisvõimsuse näitab tootja seadme andmelehel.
• Kui seadmete aktiivvõimsus on passis märgitud, arvutage koguvõimsus allpool toodud valemi abil.

Siin
P – seadme koguvõimsus
P a – seadme aktiivvõimsus
cos φ – võimsustegur (näidatud seadme passis). Kui passis pole cos φ märgitud, siis lähtume arvutamisel sellest, et cos φ = 0,7. Aktiivsete koormuste (soojendid, hõõglambid jne) puhul cos φ = 1.

3. Oluline märkus. Kui plaanite UPS-iga ühendada elektrimootori või elektrimootorit sisaldava elektriseadme, siis tuleb võimsuse arvutamisel arvestada käivitusvooludega. Iga elektrimootor tarbib sisselülitamise hetkel oluliselt rohkem energiat kui nominaaltöörežiimis. Seetõttu tuleb katkematu toiteallika ülekoormamise vältimiseks seadme nimivõimsuse väärtus korrutada vähemalt 5-ga ja eelistatavalt 7-ga.

4. Koormuse koguvõimsuse saamiseks liitke kõigi seadmete kohta saadud andmed.

5. Samamoodi arvutage oma koormuse aktiivvõimsus. Aktiivvõimsuse arvutamiseks kasutage järgmist valemit.

Võimsuse arvutamine. UPSi valimise reegel võimsuse järgi

Seega saime oma koormuse võimsuse kaks väärtust - koguvõimsus ja aktiivvõimsus. Põhireegel UPS-i valik võimsuse osas on järgmine: katkematu toiteallika nimivõimsus peaks olema 25% suurem kui teie koormuse võimsus. Pealegi peaks see reegel toimima nii UPSi koguvõimsuse kui ka aktiivvõimsuse puhul. Loomulikult saate valida UPS-i, mille nimivõimsus on võrdne koormusvõimsusega või sellest veidi suurem. See valik on vastuvõetav ja töötab, kuid 100% koormatud UPSi kasutusiga on oluliselt (mitu korda) lühem kui UPSi kasutusiga, mille koormus ei ületa 80% nimikoormusest.

UPS-i võimsuse arvutamine. Mõne elektriseadme ligikaudne võimsus

Allpool on toodud erinevate kodumasinate elektritarbimise ligikaudsed väärtused.

Kodumasinad.

TV – 80 W.
Pesumasin – 500…2000 W.
Külmkapp – 1000 W.
Mikrolaineahi - 1000 W.
Elektriline veekeetja – 2000 W.
Elektripliit – 1000…2000 W.
Tolmuimeja – 200…3000 W.
Raud – 400…2000 W.
Kodumajapidamises kasutatav hõõglamp – 25…75 W.
Kodune luminofoorlamp – 5…30 W.

Arvutitehnoloogia.

Võrgu ruuter, jaotur – 10…20 W.
Süsteemiüksus personaalarvuti– 200...1000 W.
Serveri süsteemiplokk – 300…1500 W.
CRT monitor – 15…200 W.
LCD monitor – 20…60 W.