Подключение непривычных нагрузок к источнику бесперебойного питания (UPS)
Подключение непривычных нагрузок к источнику бесперебойного питания (UPS)
Эту статью буду пополнять по мере использования своего Источника Бесперебойного Питания (далее ИБП) с различными нагрузками.
В связи с необходимостью сверления некоторого количества отверстий в бетоне, в отсутствие электросети, решил воспользоваться недавно купленным для компьютера ИБП OffLine мощностью 600 VA. Подробнее на https://oldoctober.com/ru/
Самые интересные ролики на Youtube
Близкие темы.
Как изготовить универсальный кабель для ИБП (UPS) своими руками?
Измерение тока и напряжения произвольной формы.
Выбор источника бесперебойного питания (ИБП) для компьютера.
Выбор источника бесперебойного питания (ИБП) исходя из мощности нагрузки.
Некоторые товарищи пытались меня отговорить от этой затеи, доказывая, что электродрель - «неудобная нагрузка». Я же с самого начала не видел в этом никакого криминала, но для сомневающихся сделал несколько замеров.
Ради этого пришлось очередной раз собрать свой прибор для измерения тока произвольной формы. https://oldoctober.com/ru/
Часто такие приборы называют среднеквадратичными. Это связано с тем, что все они пытаются измерить площадь, которую заключает в себе кривая, описывающая форму тока.
На самом деле, большая часть любительских приборов плохо справляются с этой операцией по ряду причин. Приборы же позволяющие производить точные измерения очень дороги.
Конечно, пробором этот макет назвать трудно… 
Чтобы подключить дрель к компьютерному кабелю пришлось изготовить переходной кабелёк. За соединитель с подобными функциями, в магазине мне назвали цену в половину стоимости ИБП.
Первый замер я сделал для того, чтобы подтвердить своё предположение, что пусковой ток электродрели, представляющей собой, от части, индуктивную нагрузку будет меньше, чем пусковой ток импульсного блока питания.
Пусковые токи (пиковое значение).
- Системный блок с бюджетным блоком питания на котором написано «450 Ватт» (вместе с корпусом стоил около 25$) – 60А
- Электродрель «ИОЭ-1202 А» (старинная советская) 420 Ватт (максимальная паспортная) – 12А
Официальное название дрели мало что говорит, поэтому привожу фотографию.
Отчего так сильно различаются пусковые токи?
На входе импульсного блока питания установлен электролитический конденсатор большой ёмкости. В момент подачи питания к импульсному источнику, конденсатор полностью разряжен и его реактивное сопротивление стремится к нолю.
Электродрель же представляет собой смешанный тип нагрузки, которая имеет индуктивную составляющую. Резко изменить величину тока через индуктивность нельзя, поэтому и пусковой ток, протекающий через электродрель сравнительно мал.
Я ни слова не сказал о мощности самого компьютера, так как, импульсный блок питания, в момент включения, повышает напряжение на своём выходе постепенно. Это делается для того, чтобы снизить пусковой ток во вторичных цепях импульсного блока, которые тоже снабжены фильтрами большой ёмкости.
Иначе говоря, сам системный блок компьютера не может серьёзно повлиять на пусковой ток и последний, в основном, определяется параметрами входного конденсатора и цепями ограничения этого самого пускового тока.
Эпюры тока и напряжения снятые при работающей электродрели запитанной от ИБП.
Напряжение.
Ток.
Мощность при подключении к сети.
При Холостом Ходе (ХХ) – 210 Ватт.
При номинальной нагрузке - 250 Ватт.
При попытке остановить вал – 690 Ватт.
Мощность при питании от ИБП в режиме резервного питания.
При Холостом Ходе (ХХ) – 190 Ватт.
При номинальной нагрузке - 240 Ватт.
При попытке остановить вал – 650 Ватт.
Максимальная мощность достигалась при почти полной остановке вала. Полностью остановить вал так и не удалось даже при малом коэффициенте редукции.
Для установки вала дрели, пришлось зажать патрон дрели в тиски, а дрель удерживать двумя руками. При включении, дрель проворачивалась в руках и отключалась, так как я терял возможность удерживать курок дрели. Вот именно в этот момент и был замерен пиковый ток.
Потребление же энергии во время сверления бетона не намного превышаало потребление при холостом ходе, что характерно для коллекторных двигателей переменного тока.
Предполагаю, что более низкое потребление энергии, при питании от ИБП, связано с тем, что двигатель дрели коллекторный, а форма выходного напряжения ИБП способствует снижению потерь энергии при переключении обмоток, когда щётки соединяются одновременно с двумя обмотками.
Выделите ошибочный текст мышкой и нажмите Ctrl + Enter
По моему есть в этом некая засада. ИБП характеризуется полной мощьностью 600VA, а мощность дрели вы указали активную примерно 600Вт пренебрегая реактивной мощностью которая неприменно присутствует расходуясь на создание электромагнитного потока. Соответственно полная мощность дрели будет превышать мощь ИБП, но как показывает практика если не нагружать дрель то ….
Александр
Нет тут никакой засады. Если вы внимательно читали статью, то могли бы заметить, что бюджетный компьютер требует в пять раз больший пусковой ток, чем довольно мощная дрель. Для любого импульсного устройства работающего на предельных режимах, это один из важнейших параметров. Проще говоря, импульсный источник чаще всего умирает именно в момент включения, если исключить случаи превышения входного напряжения по вине поставщика электроэнергии.
Пиковое потребление действительно приближается к пограничному для ИБП, но создать такое потребление во время работы практически невозможно, так как, либо режущий инструмент ломается, либо происходит проскальзывание инструмента в патроне.
Мне для установки вала дрели пришлось зажать патрон дрели в тиски, а дрель удерживать двумя руками. При включении, дрель проворачивалась в руках и отключалась, так как я терял возможность удерживать курок дрели. Вот именно в этот момент и был замерен пиковый ток.
Потребление же энергии во время сверления бетона не намного превышает потребление при холостом ходе, что характерно для коллекторных двигателей переменного тока.
Кроме того, в используемой дрели есть переключатель редукции, который я намеренно установил в положение с меньшей редукцией для увеличение нагрузки при попытке полной остановки. Имея такую дрель, можно привести к валу очень большой момент силы при незначительном увеличении потребления энергии.
Только я вас должен предупредить, что при таких моментах силы на валу, дрель становится опасной не для UPS-а, а для того, кто ею пользуется. В случае использования сверл толще 9 мм, нужно либо устанавливать дрель в станину, либо использовать очень плотные перчатки и ни в коем случае не использовать блокировку курка дрели.
Ну, и самое главное, всё это ведь не является плодом предположений, как это часто бывает, а тщательно промерено и проверено на практике.
Собираюсь использовать упс в авто. Работать будет при работающим двигателе автомобиля ,в качестве нагрузки перфоратор на 600w , либо какой ни будь иной строительный инструмент .
Как вы считаете после проведённых вами экспериментов какие подводные камни могут возникнуть при воплощении этого проекта в жизнь и какие нюансы необходимо учесть ?
Также волнует вопрос не повредит ли это электро оборудованию самого автомобиля (инжекторный двигатель ) ?
bob
Я не понимаю, какое отношение имеет UPS имеет к автомобилю, ведь вы ничего не говорите, куда подключен UPS.
Можно конечно пофантазировать на тему, подключения UPS-а к аккумулятору автомобиля, что однако не может служить препятствием, так как аккумуляторы используемые в авто, как правило, превосходят аккумуляторы UPS-ов по ёмкости.
Если же вы всё-таки опасаетесь за электропроводку или аккумулятор автомобиля, то ничего не мешает использовать UPS с его родным аккумулятором.
UPS я бы для такой нагрузки выбрал в районе 1000-1200VA.
Если же речь идёт о каком-то специфическом автомобильном UPS-е, то о них я ничего сказать не могу, так как дела с ними не имел и вопрос не изучал.
Вопрос запитки УПСа от АКБ довольно интересен.
Тем более, что вызывают большое сомнение акки, которые установлены в УПСы. Трудно поверить, что они расчитаны на большой ток сколько нибудь длительное время. Поэтому, интересен вариант не только запитки эл. инструмента с источником в виде стартерных акков, но и штатное использование УПСа (для компа) со стартерными АКБ. Но тут вызывает сомнение электроника УПСа…
Konsta
Что может работать 15-ть минут, может работать и долго, если обеспечить нормальное охлаждение.
Если к «поглотительным» радиаторам прикрутить парочку пластин для охлаждения, то можно будет гонять UPS с утра до вечера.
В теории да, но зная, как наши братья на век любят экономить, есть веские основания предположить, что нагреваться будут не только транзисторы, но и другие, особенно моточные, элементы схемы. А тут уж радиатор не пристроить… Как греются все китайские трансы всем изветсно. А в какой провинции поднебесной (Германия, Япония и т.п.) сделаны эти зверушки, значение не имеет. Да и мощность транзисторов очень может оказаться предельной… И тут никакой радиатор не спасет — сработает сопротивление перехода кристалл-корпус.
Konsta
А где в библии написано, что добрый христианин прежде чем делать столь серьёзные выводы не имеет право воспользоваться термометром.
Температура 60ºС на ощупь кажется очень высокой — руку не удержать. В то же время, Вы наверняка уже встречали надпись 85ºС на электролитических конденсаторах.
Чем выше рабочая температура, тем эффективнее охлаждение, так как выше разность температур источника тепла и охладителя.
Так что, все рассуждения без промера реальных температур – неблагодарное зазнятие.
Здравствуйте! Возможно ли подключение к UPS подогревательного прибора Работает от сети 220 В. Мощность – от 1 до 2 кВт Расчетное время прогрева – от 20 до 60 мин.
Домовой
Конечно можно. Активная нагрузка всегда приёмистее для любого генератора, чем реактивная. Беда только в том, что стоимость UPS-а такой мощности будет соизмерима со стоимостью бензоэлектрогенератора. И это всего-навсего компьютерный UPS, который не предназначен для длительной работы в условиях отсутствия напряжения сети.
Если предполагается не разовое включение, а периодическое, то лучше приобрести бензоагрегат.
Если же нужна бесшумная система, то можно выбрать мощный источник резервного питания вроде тех, что используют в магазинах или банках, но это очень дорогие устройства. Я даже не знаю, какова стоимость таких устройств, так как такие дорогостоящие игрушки не доступны для простого дауншифтера.
В качестве бюджетного решения могу предложить использовать низковольтный нагреватель и автомобильный аккумулятор с зарядным устройством. Такая система обойдётся недорого, тем более что в качестве зарядного устройства можно использовать чуть доработанный блок питания от устаревших компьютеров.
Здравствуйте! Не можете ли по возможности осветить упомянутый Вами вопрос доработки блока питания от устаревшего компьютера для изготовления зарядного устройства?
Есть тут у меня дом в сельской местности с ненадёжной сетью 220В. Отключают. Из-за дождя, перегрузок. Порой на сутки. А в доме есть котёл отопления с циркуляционным насосом, потребляющим мощность до 35 Вт. Остановка насоса нежелательна и опасна. Хочется иметь такой «UPS», чтоб стоял в уголке тихонько, дежурил, подзаряжался по необходимости. А в момент отключения сети чтоб включался в реверсивном режиме.
Но это программа-максимум. А программа-минимум это зарядное устройство. К сожалению, опыт зарядки аккумуляторов у меня ограничен мобильником.
Александр, если насос на 220 Вольт, то нужно убедиться, что он будет нормально работать от, так называемой модифицированной синусоиды, а проще говоря, от прямоугольных импульсов. Если начнёт перегреваться, то нужно использовать UPS c синусоидальным выходом. Но, такие блоки стоят намного дороже. Если свет отключают надолго, то можно попытаться купить б/у UPS c неисправным аккумулятором и приспособить к нему автомобильную АКБ. Строить с ноля UPS сложно и дорого, как по деньгам, так и по трудозатратам.
Вот посмотрите, во что вылилось постройка UPS-а всего лишь для мобильного телефона.