Что такое байпас в стабилизаторе напряжения

Содержание

Evic vtc mini

Как и в предыдущей модели, у нашего малыша просто шикарный огромный дисплей. Это не может не радовать, но о нем немного позже.

При разработке vtc были взяты во внимание многочисленные просьбы и комментарии пользователей, и это привело к однозначному улучшению продукта:

  1. Старший братец стал намного компактнее и легче.
  2. Коннектор теперь располагается со стороны кнопок.
  3. Хром на крышках наконец-то исчез.
  4. Теперь мод работает на стандартном 18650-х аккумуляторе, который очень быстро можно заменить. Можно также аккумулятор не вынимать, а заряжать его через встроенную зарядку, путем USB соединения.
  5. Шатл, который не был удобен всем, заменен на более привычные кнопки плюс и минус.
  6. Регулировка мощности в режиме термоконтроля варьируется от 1 до 60 Ватт.
  7. Работа в режиме ТК в целом стала показывать себя с лучшей стороны.
  8. Плата в данной модели не жужжит и не тикает, как это было у предшественника.
  9. Новое матовое покрытие хоть и отняло некий шарм у устройства, но зато теперь его можно без опаски использовать без чехла.
  10. Очень важный момент, что прошивки теперь можно обновлять. В обновлениях будут расширяться возможности платы, и добавляться новые функции.

Улучшения многочисленны и весомы, что говорит о серьезной работе, проведенной над устройством. Теперь давайте рассмотрим, чем в принципе оснащен наш мод. Что у него «под капотом»?

Зачем нужен bypass?

Когда нужно запитать всю нагрузку минуя стабилизатор, байпас избавляет пользователя от необходимости возиться с клеммами и проводами. Достаточно просто щелкнуть переключателем и вот уже напряжение пошло в обход стабилизатора, как будто его и нет вовсе.

Ситуации, когда целесообразно задействовать режим «bypass» могут быть самыми различными. Например,

  • подключение в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает выходную мощность стабилизатора напряжения. Байпас позволит избежать перегрузки и аварийного отключения;
  • если в питающей сети происходит понижение напряжения, ниже рабочего диапазона стабилизатора и это приводит к отключению всей нагрузки. В некоторых случаях, пониженное напряжение питания лучше полного отключения, поэтому наличие байпаса будет как нельзя кстати;
  • в определенный период времени, например ночью, напряжение в сети стабильно и в стабилизаторе нет необходимости;
  • в случае, когда напряжение питания, наоборот, слишком нестабильно и его колебания выходят за пределы рабочего диапазона стабилизатора (например, при питании от простенького дизельного генератора);
  • требуется провести техническое обслуживание самого стабилизатора;
  • в случае если жилой дом надолго покидают его хозяева и ради соблюдения пожарной безопасности оставляют включенными минимально необходимое количество техники (а стабилизатор отключают);
  • в случае возникновения каких-либо экстренных или нештатных ситуаций, когда нужно быстро исключить стабилизатор из электрической цепи.

Байпас в котельной

В схемах обвязки котлов обводная линия бывает необходима также в 2 случаях:

  • как байпас для циркуляционного насоса;
  • для организации малого контура циркуляции для твердотопливного котла.

Насос, установленный на обходном трубопроводе, встречается в отопительных системах довольно часто, иногда даже без особой необходимости. Дело в том, что однотрубная или двухтрубная система отопления, изначально задуманная с принудительной циркуляцией, никогда не сможет функционировать при отключении насоса. У нее нет для этого больших уклонов и увеличенных диаметров труб. Но байпас для насоса как раз и нужен, чтобы вода могла течь по прямой линии, в то время как перекачивающее устройство не работает.

Другое дело система, приспособленная под естественное движение воды. Часто бывает, что в нее для повышения эффективности не просто встраивают насос, а устанавливается система байпас с обратным клапаном на прямой. Это позволяет в случае отключения электричества автоматически перейти на естественную циркуляцию, что и отражено на схеме:

Пока насос работает, он своим давлением поджимает клапан с обратной стороны и не пускает поток по прямой. Стоит только отключить электроэнергию или перекрыть один из кранов, как давление исчезнет и клапан байпаса откроет прямой путь теплоносителю, восстановится конвективное движение воды. Можно спокойно снимать насос или прочищать грязевик, работа системы от этого не нарушится, она просто перейдет в другой режим.

Ну и последнее место применения байпаса – малый контур циркуляции твердотопливного котла со смесительным узлом. Здесь перемычка, подключенная к трехходовому клапану, дает возможность теплогенератору прогреться до температуры 50 ºС, дабы избегнуть воздействия низкотемпературной коррозии на стальные стенки топки. В этом случае схема байпаса выглядит так:

Принцип действия прост: клапан не пускает в котел холодную воду из системы, пока теплоноситель, циркулирующий по байпасной линии, не нагреется до требуемой температуры. Потом клапан открывается и пропускает в контур холодную воду, смешивая ее с горячей. Тогда на стенках топки не образуется конденсат и коррозии не возникает.

Иногда еще бывает нужен байпас в системе водоснабжения. Например, чтобы снять для ремонта, промывки или замены полотенцесушитель в ванной. Поскольку он подключается к стояку ГВС, то в многоквартирном доме его демонтаж создаст массу неудобств. Проще это предусмотреть заранее и при монтаже нагревателя поставить перемычку с краном.

Разновидности

Байпас может быть механическим или электронным, внутренним или внешним, а также одно- или многофазным.

По способу коммутации различают механический или электронный байпас.

Механический (ручной) байпас

Приводится в действие непосредственно самим потребителем с помощью ручек, кнопок, тумблеров и других подобных приспособлений.

Механический характерен для внешнего однофазного байпаса, который используется в бытовых и универсальных стабилизаторах напряжения, где потребитель страхуется от аварийных ситуаций и предусматривает качественный уход за устройством.

Внешний однофазный байпас применяется в приборах мощностью от 3 кВА, там устройство подключается к сети с помощью клеммного соединения и, в случае аварийной ситуации, нет возможности просто взять и вытащить вилку из розетки.

На менее мощных стабилизаторах иногда просто делают дополнительные розетки в обход стабилизатора. Именно такой байпас реализован в модели IEK Simple мощностью 0.35 кВА:

Ручной (или механический) bypass включается только после предварительного отключения стабилизатора. На корпусе стабилизатора выключатели питания и байпаса обычно расположены рядом друг с другом, как бы намекая, что они взаимосвязаны.

Ручное отключение байпаса производится в обратной последовательности: сначала выключается собственно байпас и только после этого включается питания стабилизатора. Т.е. нагрузка при этом тоже на какое-то время оказывается обесточенной.

Электронный байпас

Работает на реле или полупроводниковых ключах, которые могут переключаться автоматически по заданному алгоритму (например, в случае нештатной работы стабилизатора) или управляться дистанционно с помощью органов управления на панели стабилизатора (нажали на кнопочку и байпас включился).

Применение электронного байпаса имеет следующие плюсы:

  • по объективным причинам отсутствует человеческий фактор, контролирующий работу электрооборудования;
  • мгновенная реакция на изменение характеристик питающего напряжения и/или нагрузки;
  • быстрая активация аварийного режима работы в случае возникновения каких-либо нештатных ситуаций.

В случае срабатывания автоматического байпаса из-за критических параметров в работе стабилизатора, устройство начнет передавать нагрузку к потребителям непосредственно от сети. При возвращении параметров к нормальным значениям режим автоматически отключается.

По расположению относительно самого стабилизатора, байпас может быть внутренним (т.е. встроенным в сам стабилизатор) или внешним.

Внутренний (встроенный) байпас

Внутренний байпас — это схема обхода, которая реализована прямо в корпусе стабилизатора. Наружу выведен только переключатель байпаса.

Бытовые стабилизаторы далеко не всегда имеют встроенный байпас, поэтому при выборе прибора обращайте внимание на этот момент. В принципе, байпас для бытового стабилизатора — вещь удобная, но не обязательная

Однако, если планируется работа стабилизатора на режимах, близких к критичным, то функция байпаса может пригодиться.

Внешний байпас

Внешний — это когда цепь обхода собрана вокруг стабилизатора. Абсолютно любой стабилизатор (независимо от его мощности или количества фаз) можно снабдить внешним байпасом. Поэтому, если для ваших целей необходим байпас, а он не предусмотрен схемой стабилизатора, смело подключайте внешний байпас.

Схема внешнего однофазного байпаса

Вообще, схема, реализующая байпас, должна решить всего одну задачу: отключить фазные проводники от входа и выхода стабилизатора и замкнуть их напрямую. Нулевые проводники можно не трогать. Для этого идеально подходят трехполюсные кулачковые переключатели серии 4G (схема 56, на два положения).

Вот, например, схема байпаса для стабилизатора с использованием переключателя OptiSwitch 4G25-56-U-R114 (подойдет для мощности до 4 кВт):

Для более мощного стабилизатора, придется купить более мощный переключатель. Сама схема остается без изменений. Такие переключатели выпускают на токи от 10 до 100А, этого более чем достаточно для бытовых нужд. Естественно, чем больше у переключателя коммутационная мощность, тем он дороже. Например, для схемы байпаса к стабилизатору на 2.5 кВт подойдет переключатель 4G16-56 (16А, 1800 руб), а для стабилизатора на 10 кВт придется раскошелиться на 4G63/100-56 (100А, 10800 руб).

Все разновидности кулачковых переключателей серии 4G приведены в этом документе (pdf-файл, 12 Мб).

Схема внешнего трехфазного байпаса

Следует отметить, что для трехфазных моделей, потребуется коммутация не только всех трех фаз, но и нейтрали. Ну и, соответственно, схема байпаса для трехфазного стабилизатора разрастается в четыре раза.

Принцип работы стабилизатора напряжения

Основное назначение стабилизатора – позволить потребителю не беспокоиться о безопасности своих электрических приборов. Современные устройства делают это автоматически и различаются только способами нормализации электрической энергии.

По сути, это преобразователи, позволяющие получить стабильное электроснабжение, не зависящее от колебаний входящего напряжения и изменений нагрузки. Колебания напряжения в сети вызываются многими причинами. Проявляются как:

  • Завышенное напряжение.
  • Пониженное.
  • Скачки, независимые от нагрузки.
  • Скачки, в зависимости от нагрузки у потребителя.

Во всех случаях стабилизатор обязан обеспечить электроснабжение, соответствующее норме.

Основным принципом действия стабилизаторов любого типа, является отслеживание величины входящего напряжения и корректировка его различными способами до необходимого уровня. Как только на клеммы стабилизатора поступает напряжение, происходит его сравнение с заданной величиной. Для бытовой сети, это 220 вольт. В следующий момент устройство понимает, в какую сторону необходима корректировка. Затем, различными способами, происходит нормализация параметров. Такой цикл занимает миллисекунды и осуществляется постоянно. Скорость срабатывания прибора обеспечивает стабильность подающейся потребителю электроэнергии.

Но, периодически возникают условия, когда необходимо подать энергию напрямую из внешней сети. В этих случаях на помощь приходит особый режим работы – Bypass.

Когда режим байпас – это актуально?

Наличие байпаса актуально и практично. Это удобно, когда надоело стандартное парение и хочется чего-то необычного. Если парить на мехмоде не постоянно, а лишь пару часов, вряд ли электронное устройство получит серьезные повреждения.

Байпас – это возможность индивидуально подобраться способы парения. Благодаря этому можно самостоятельно контролировать затяжку и количество пара, а не подстраиваться под ограничения, установленные в прошивке платы. Это интересно для тех, кто предпочитает экспериментировать а не идти стереотипами.

Важный момент – тестирование жидкостей. На мехмоде, где задействуется весь потенциал жижи можно прочувствовать весь вкус состава, особенно если смесь многокомпонентная. Лучше если мод снабжается мощной дрипкой с двумя спиралями и двойной намоткой. Это даст густой пар, полную палитру вкуса и яркие ощущения.

Советы и рекомендации

Прежде чем приступить к монтажу байпаса в отопительной системе многоквартирного дома в первую очередь о своем решении следует письменно уведомить представителей местного ЖКХ для согласования вопроса о временном отключении подачи теплоносителя с котельной. После этого придерживайтесь следующих рекомендаций:

Чтобы вода нормально поступала в прибор обогрева необходимо, чтобы диаметр трубы обходного участка был на один размер меньше, чем в общем контуре.
Приобретая готовый байпасный узел необходимо требовать сертификат качества, который послужит гарантией долговечной и нормальной работы устройства.
При покупке элементов обходного участка следует проверить резьбовые соединения – они должны легко откручиваться и при затягивании не прокручиваться.
Решив монтировать байпас, используйте только шаровые краны, поскольку они имеют не только низкое гидравлическое сопротивление, но и легко открываются и закрываются.
Неважно, работает байпас или нет, необходимо время от времени открывать и закрывать все краны во избежание прикипания шара и значительно увеличит срок эксплуатации всех элементов узла.
Перед вводом отопления в эксплуатацию после длительного простоя нужно непременно развоздушить участок с циркуляционным насосом.
На протяжении всего отопительного сезона следует выполнять профилактическую очистку фильтров, установленных в байпасной системе.
Во избежание ошибок, и чтобы отопление работало эффективно, желательно поручить проведение всех работ опытному специалисту.

Примеры установки байпаса

Байпас в узле циркуляционного насоса

Доказывать то, что автономная система отопления частного дома, работающая по принципу принудительной циркуляции теплоносителя – более эффективная и управляемая, наверное, не надо. Установка насоса быстро оправдывает себя и в плане оптимального распределения тепла по помещениям, и в экономичности эксплуатации, и это даже несмотря на то, что сам насос являете потребителем энергии. Даже те хозяева, у которых собранные когда-то системы были рассчитаны на естественную, гравитационную циркуляцию, не отказываются сейчас и от дополнительной установки насосного узла.

Но вот проблема – в ряде местностей не являются каким-либо и ряда вон выходящим явлением перебои в снабжении электроэнергией. Ну а система отопления, завязанная на циркуляционный насос, волей-неволей становится энергозависимой. Хорошо, если продуман вопрос какой-нибудь альтернативной подачи электроэнергии на этот случай – от источника бесперебойного питания или собственного генератора. , хотя и это выручит только на какой-то короткий период. Значит, необходимо спланировать систему отопления так, чтобы она в подобных экстремальных ситуациях могла бы переключаться на работу по принципу естественной циркуляции. И в этом помогает байпас, установленный на насосном узле.

Различные по исполнению, но совершенно одинаковые по принципу действия насосные узлы с байпасом – есть возможность переключения с принудительной на естественную циркуляцию

Такой узел может работать в ручном режиме – при отсутствии электропитания хозяевам необходимо всего лишь переключить краны, перенаправив поток теплоносителя не через байпас с насосом, а напрямую по магистральной трубе. В иных сборках используются клапанные устройства – там поток будет перенаправлен в автоматическом режиме. Еще один вариант – инжекторная схема, без крана и клапана, но ее, честно говоря, не особо хвалят, и советуют все же обратиться к «классике».

В настоящей публикации на насосном узле с байпасом останавливаться не будем. Вовсе не потому, что этот вопрос – не важен. Скорее, наоборот – проблемам выбора и правильной установки циркуляционного насоса, от проведения необходимых расчетов до пошаговой инструкции по самостоятельному монтажу, посвящена отдельная публикация.

Цены на разные виды циркуляционных насосов

циркуляционный насос

Как устроен ИБП?

Для начала, разберемся с основными режимами работы ИБП.

Применительно к ИБП название режима “дежурный” или “сетевой” означает одно и то же – нагрузка питается от сети (точнее, из сети берётся энергия, которая может подвергаться стабилизации, фильтрации, преобразованию, и т.п.)

Важно то, что в этом режиме ИБП стоит “на стрёме”, готовый в случае проблемы с сетью брать энергию от аккумулятора. В этом режиме ИБП работает 99,9% рабочего времени

Другой основной режим ИБП называется “автономный“, “режим резервирования“, или “режим АКБ“. Название говорит само за себя – ИБП берёт энергию только от встроенных источников питания. Этот режим не может длиться вечно, и за несколько минут нужно либо дождаться возобновления сетевого режима, либо завершить работу нагрузки (это может быть сделано автоматически, при помощи специального ПО).

Основа любого ИБП– контроллер, который постоянно мониторит уровень входного напряжения. Если напряжение находится в заданных пределах, ИБП работает в дежурном (сетевом) режиме. При этом энергия аккумулятора не тратится, а нагрузка фактически питается электроэнергией «из розетки».

Если же основное питание выходит за приемлемые пределы, либо пропадает вовсе, контроллер переводит ИБП в автономный режим (режим АКБ). Нагрузка начинает питаться энергией, ранее запасенной в аккумуляторе. Для преобразования постоянного напряжения аккумулятора в любом ИБП присутствует генератор напряжения – инвертор, преобразующий постоянное напряжение в переменное.

Есть ещё режим байпаса (другие его названия – “Bypass”, “обводной”, “обходной”), в котором электроэнергия из сети передается напрямую в нагрузку, минуя инвертор. Аккумулятор при этом энергию не тратит, но может при необходимости подзаряжаться. Режим байпаса включается пользователем вручную (принудительно). Выбор этого режима может быть обусловлен такими факторами:

  • неисправность, отсутствие, или низкая емкость АКБ,
  • уверенность пользователя в качестве сетевого напряжения,
  • желание сохранить ресурс АКБ в ущерб непрерывности питания,
  • нетребовательность нагрузки к качеству и непрерывности питания.

Если вы постоянно используете режим байпаса, задумайтесь – а нужен ли вам ИБП вообще?

За всеми описанными процессами следит контроллер, который переключает режимы и обеспечивает заряд батареи. Контроллер управляется через кнопки на передней панели, а также выдает информацию на ЖК-индикатор.

Онлайн ИБП Kehua KR1000+. Передняя панель – кнопки и ЖК экран

Несмотря на возможность резервирования и автономной работы, время работы ИБП ограничивается несколькими факторами, основные из которых – емкость батарей, их напряжение, и мощность нагрузки. По результатам выбора ИБП время автономной работы может составлять от нескольких минут до нескольких часов или даже дней. Само собой, за выбор большого времени работы придётся раскошелиться.

Это очень коротко. Ниже на примерах разберем принципы работы и функции ИБП более подробно.

Классы ИБП

Резервные ИБП:

Достоинства Недостатки
— Компактность, малый вес, экономичность, относительная дешевизна. — Отсутствует стабилизация выходного напряжения;
— Неполная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов; помехи, генерируемые нагрузкой пропускаются обратно в сеть;
— Скачкообразное изменение напряжения, частоты и формы выходного напряжения при переходе на питание от батареи (время переключения >5 мс);
— Прямоугольная форма выходного напряжения вместо синусоидальной.

ИБП резервного типа: нормальный режим работы (rectifier — выпрямитель, inverter — инвертор, SPD — фильтр питания, bypass — байпас).ИБП резервного типа: аварийный режим работыЛинейно-интерактивный ИБП: нормальная работа.Линейно-интерактивный ИБП: аварийный режим.Линейно-интерактивные ИБП:

Достоинства Недостатки
— Компактность, экономичность;
— Ступенчатая стабилизация входного напряжения;
— Почти синусоидальная форма выходного напряжения;
— Невысокая стоимость.
— Они дороже, чем резервные;
— Отсутствие реальной изоляции нагрузки от сети распределения питания;
— Отсутствие регулировки и стабилизации входной частоты;
— Сравнительно слабая стабилизация выходного напряжения, особенно при переходных процессах или в случае пошагового изменения нагрузки;
— Низкая эффективность при питании нелинейных нагрузок.

ИБП с дельта-преобразованием в штатном и автономном режимах.ИБП с дельта-преобразованием:

Достоинства Недостатки
— Высокий КПД (при идеальных параметрах входного напряжения);
— Высокий коэффициент мощности по входу (не требуется применение корректирующих фильтров).
— Повышенная сложность из-за применения двунаправленных инверторов и, соответственно, меньшая надежность;
— Меньшая степень защиты нагрузки в нормальном режиме работы от резких изменений входного напряжения вследствие инерционности схемы обратной связи;
— Отсутствие защиты нагрузки в нормальном режиме работы от отклонений частоты входного напряжения;
— Отсутствие встроенной гальванической развязки между входом и выходом.

Линейно-интерактивный ИБП APC BR1000G дает на выходе не совсем чистую синусоиду, но такой аппроксимации достаточно для большинства устройств.системы с двойным преобразованиемИБП с двойным преобразованием отличает надежная защита нагрузки по электропитанию. ИБП с двойным преобразованием: аварийный режим, питание от батареи.ИБП с двойным преобразованием:

Достоинства Недостатки
— Максимальная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов; помехи, генерируемые нагрузкой, не пропускаются обратно в сеть;
— Питание нагрузки «чистым» синусоидальным электропитанием, стабилизированным по величине, частоте и форме напряжения, при работе от сети и от батарей;
— Переключение на батареи происходит мгновенно, при этом любые переходные процессы отсутствуют.
— Относительная сложность и более высокая стоимость;
— Дополнительные энергозатраты на двойное преобразование напряжения, снижающие КПД;
— Невысокий коэффициент мощности по входу (для его повышения требуется дополнительный элемент — THD-фильтр).

Краткое сравнение ИБП разных классов

  Резервные Линейно-интерактивные С двойным преобразованием
Мощность ИБП менее 1,5 кВА менее 4 кВА не ограничена
Режим работы от сети
Стабилизация напряжения нет ступенчатая полная
Стабилизация частоты нет Нет есть
Фильтрация помех слабая средняя максимальная
Батарейный режим
Частота переходов частая средняя редкая
Время перехода на батареи 5-15 мс 2-6 мс нет
Форма синусоиды часто трапецеидальная синусоидальная синусоидальная
режим «байпас» нет нет есть
гальваническая развязка Нет нет возможна
  • Класс VFI (Voltage & Frequency Independent) — выходные напряжение и частота ИБП не зависят от входных параметров.
  • Класс VI (Voltage Independent) — выходная частота совпадает с входной, напряжение на выходе регулируется в заданных пределах.
  • Класс VFD (Voltage & Frequency Dependent) — выходное напряжение и частота совпадают с входными.
Топология ИБП Спецификация Типовая мощность Типовое применение
Резервный Voltage & Frequency Dependent (VFD) 1500 ВА Малый офис, домашние ПК и другие не критичные среды
Линейно-интерактивный Voltage Independent (VI) 5000 ВА Малый бизнес, веб-сайты, серверы подразделений
С двойным преобразованием Voltage and Frequency Independent (VFI) 1000 кВА Дата-центры
  • S соответствует синусоидальному выходному напряжению с коэффициентом нелинейных искажений (КНИ) менее 8% как при линейной, так и при нелинейной нагрузке.
  • X соответствует несинусоидальному сигналу с КНИ более 8% при нелинейной нагрузке.
  • Y соответствует несинусоидальному сигналу при любой нагрузке, КНИ превышает установленные в IEC 61000-2-4 пределы.