Технология дельта-преобразования электроэнергии

Технология «Дельта-преобразование» — это новейшая разработка (патент 1996 г.) компании Silcon Power Electronics A/S в области совершенствования ИБП-технологий. Эта технология устраняет недостатки, присущие системам традиционного преобразования, и близка к идеальному решению принципов преобразования электроэнергии, которые протекают в ИБП, работающих в режиме онлайн.

Технология «Дельта-преобразование» на ежегодной конференции американского общества IEEE (г. Сан-Диего, Калифорния, 6—10 октября 1996 г.) получила полную поддержку и одобрение у разработчиков и потребителей систем бесперебойного питания.

Схема и принцип работы

Система с «Дельта-преобразованием» состоит из двух инверторов (Дельта-инвертор — устройство № 1 и основной инвертор — устройство № 2), выполненных по специальной 4-квадрантной схеме, и системы управления и регулирования. Оба инвертора соединены с общей батареей и в зависимости от состояния напряжения в магистрали принимают на себя функции или инвертора, или выпрямителя.

Так, например, если в магистрали происходит падение напряжения, то устройство № 2 работает как инвертор, а устройство № 1 как выпрямитель, и наоборот при увеличении напряжения устройство № 1 берет на себя функции инвертора, а устройство № 2 — выпрямителя. Данная система работает в режиме автоматического регулирования как выходного напряжения, так и входного коэффициента мощности. С точки зрения электросети система с «Дельта-преобразованием» обладает единичным коэффициентом мощности (нагрузка >25%) и, следовательно, потребляет синусоидальный входной ток независимо от искажений тока нагрузки. Особенностью данной схемы является тот факт, что процессу преобразования подвергается только та часть электрической энергии, которую необходимо преобразовывать для получения на нагрузке качественных параметров.

В идеальных условиях, когда параметры электросети соответствуют требованиям качества питания нагрузки (напряжение и ток соответствуют номиналу, отсутствуют всевозможные провалы, выбросы, помехи и шум), электроэнергия полностью передается в нагрузку, а не преобразуется дважды, как в ИБП с двойным преобразованием, в этом случае потерь на преобразование нет.

В реальной ситуации, когда параметры сети не идеальны, происходит традиционное двойное преобразование электроэнергии. Однако система с «Дельта-преобразованием» намного «умнее», чем классическая схема двойного преобразования, так как преобразует не всю энергию, а только ту часть, которую необходимо. Так, например, при отклонениях входного напряжения на 15% двойному преобразованию подвергнется только 15% электроэнергии. Если принять суммарные потери как в традиционном ИБП со схемой двойного преобразования равными 10%, то в системе с «Дельта-преобразованием» энергопотери составят: 0,15 ґ 10% = 1,5%.

В случае аварии электросети основной инвертор получает энергию от аккумуляторной батареи и схема работает по тому же принципу, что и при классическом двойном преобразовании.

Таким образом, система с «Дельта-преобразованием» работает в режиме онлайн как традиционная схема преобразования и имеет все присущие ей достоинства, но при этом обладает большей эффективностью.

Эффективность системы с «Дельта-преобразованием»

Что же дает новейшая технология пользователю ИБП с «Дельта-преобразованием»?

Во-первых, за счет высокого кпд ИБП имеет высокую производительность. При эксплуатации такого ИБП происходит значительная экономия электроэнергии и средств.

Во-вторых, из-за низких потерь энергии ИБП с «Дельта-преобразованием» имеет гораздо меньшее тепловыделение и существенно более низкие затраты на систему кондиционирования помещений, где установлены ИБП.

Важные преимущества технологии «Дельта-преобразование»

Технология «Дельта-преобразование» устраняет или сводит к минимуму такие недостатки традиционных систем, как:

• гармонические искажения тока;
• большие потери электроэнергии;
• нелинейные искажения, порождаемые компьютерной нагрузкой;
• несбалансированность фаз, напряжения и угла фаз;
• повышение расчетной мощности дизель-генератора;
• затраты на кондиционирование.

Источники бесперебойного питания, использующие технологию «Дельта-преобразование», специалисты уже окрестили «зелеными», так как они не вносят собственных нелинейных искажений в питающую электросеть, а также защищают ее от нелинейных искажений, порождаемых компьютерной нагрузкой. При этом значение кпд, равное приблизительно 97%, дает значительную экономию в средствах за счет низких энергетических потерь и тепловыделения. По оценкам специалистов, к 2003 г. удовлетворять всем требованиям к оборудованию подобной мощности будет только компания Silcon.

Источники бесперебойного питания

Особенности технологии «Дельта-преобразование»:

• высокий кпд (до 97%) в широком диапазоне нагрузок, низкое тепловыделение в силу малых энергопотерь;
• коэффициент входной мощности практически равен 1 (единице) в широком диапазоне изменения нагрузки;
• схема не является источником гармонических помех, вносимых во внешнюю электросеть и снижающих ее качество.

Оценив технические и финансовые характеристики оборудования компании Silcon, за последние годы ее клиентами стали такие фирмы, как IBM Mega Centre, Hitachi Semiconductor, Shell, Lloyd’s Bank, Telia, Codan, Comparex и многие другие.

Источники бесперебойного питания

Все источники бесперебойного питания, выпускаемые компанией Silcon, в том числе и использующие технологию «Дельта-преобразование», соответствуют международным и национальным стандартам, что подтверждено соответствующими сертификатами:

• международный стандарт IEC;
• европейский стандарт EN, TUV/GS;
• американский стандарт UL;
• немецкий стандарт VDE/DIN;
• все оборудование Silcon соответствует ISO9001 и CE label.

Оборудование Silcon соответствует и российскому стандарту, что подтверждено сертификатом соответствия Госстандарта России № РОСС DK. CH 01.B 57000 и сертификатом Минсвязи РФ.

По материалам компании APC.