Несмотря на цену, стоит признать, что этот прибор является довольно сложным в изготовлении. Поэтому пытаться создать его самостоятельно следует только в том случае, если у вас имеется достаточный опыт. Вам понадобятся уверенные знания в области схемотехники, а также умения и опыт в пайке, монтажных работах, использовании измерительных приборов и настройке элементов микросхемы.
Чистый синус или модифицированный меандр
Что такое чистый синус в контексте электропитания, и какова его важность? Давайте это выясним.
Качество электроэнергии, поступающей в наши дома, должно соответствовать определенным стандартам. Одним из ключевых показателей качества является форма графика напряжения. Правильная синусоидальная форма графика — это то, что обычно называют чистым синусом.
При отключении от сетевого электропитания используют источники бесперебойного питания (ИБП). Однако не все ИБП способны предоставить электроэнергию с правильной синусоидальной формой.
График напряжения выходного сигнала источника бесперебойного питания варьируется в зависимости от типа и конструкции этого устройства.
Большинство стандартных компьютерных ИБП формируют на выходе сигнал, известный как модифицированный синус или меандр, что не всегда идеально подходит для чувствительной техники.
На следующем изображении представлены различные типы графиков выходного сигнала, полученные с помощью осциллографа.
Методы аппроксимации графика чистого синуса
В данном разделе мы рассмотрим разнообразные методы аппроксимации графика чистого синуса, которые применяются на практике.
График напряжения в идеальной синусоидальной форме обозначен красным цветом на следующих иллюстрациях. Графики, приближенные к синусоиде, будут представлены в других цветах.
Самым простым вариантом аппроксимации служит график меандра. Меандр представляет собой простую ломаную линию, в данном контексте она выглядит как прямоугольник в каждом полупериоде графика синуса. График простого меандра показан на рисунке 1. На практике преобразователи такого типа не находят применения из-за резких колебаний напряжения в точках, когда оно достигает нуля. Электрический сигнал в такой форме создает значительные электрические помехи и способен повредить подключенное оборудование.
С целью снижения негативных последствий используется преобразование типа меандр с добавлением пауз в точках смены полярности сигнала. График такого модифицированного меандра можно увидеть на рисунке 2.
Более продвинутые методы аппроксимации графика синусоиды напряжения позволяют создавать графики с большим количеством ступенек. Такой подход помогает снизить амплитуду перехода на следующую ступень и более близко приближаться к графику чистого синуса. Этот график называется модифицированным синусом, и он изображен на рисунке 3.
О синусоиде
Давайте разберемся, какие отличия есть между чистой синусоидой и ее аппроксимированной версией. Посмотрите на изображение выше. На нем видно, что у чистого синуса линия ровная, без перекосов. Это критически важно, так как большинство электродвигателей, индукционных катушек, дросселей и т. п. способны функционировать только если форма выходного напряжения является чистым, гладким синусом. Хотя идеально ровный синус в реальности невозможен, коэффициент гармонии должен оставаться ниже 8%, о чем будет сказано позже.
Если вы встречаете на каком-либо ИБП или генераторе английский текст «Total Harmonic Distortion» (Общее гармоническое искажение) с последующим процентным числом, значит, у вас дело с надежным производителем. Поскольку приборы с аппроксимированной синусоидой зачастую продаются без упоминания этого факта, такое устройство проще продать неподготовленному покупателю. Напротив, на устройствах или в их документации с чистой синусоидой обязательно будет подтверждение того, что данная характеристика действительно присуща этому устройству.
Видео описание
Обман от производителей инверторов.
Вот какие могут быть коэффициенты отклонений (обозначаются в процентах):
На маркировке или в документации резервных ИБП (1) можно увидеть обозначение Back. Но если оно двойное и выглядит как Back-UPS, то о наличии гладкой синусоиды лучше забыть. Технические параметры полностью зависят от инвертора, и в экономичных моделях встроенного преобразователя просто нет. Если он все же присутствует, цена устройства значительно возрастет.
При выборе линейно-активного источника бесперебойного питания, также известного как line-interactive (2), вероятность приобретения прибора с преобразователем на чистый синус существенно возрастает. Внешне наличие такого инвертора может быть оцениваемо, если в документах или на корпусе можно увидеть обозначение Smart, однако это лишь предположение, так как такие обозначения иногда используют и для Back-UPS. Более точные данные можно получить, уточнив у продавца или внимательно изучив техничесские характеристики от заводского изготовителя.
И, в заключение, модели on-line (3), в которых наличие двойного инвертора для чистой синусоиды является обязательным. Неоспоримое преимущество такого устройства заключается в том, что оно способно выравнивать аппроксимированную синусоиду как во время отключения электрического питания (от аккумуляторов), так и в стандартном рабочем режиме. Главным недостатком on-line моделей является их высокая цена.
Примечание: ИБП с двойным преобразователем любую источник питания способен подключать, что значительно увеличивает их автономный ресурс.
Аккумуляторы для ИБП
ИБП различаются также по типам используемых аккумуляторов:
Встроенные аккумуляторы способны обеспечить работу подключенной аппаратуры в течение примерно 10 минут. Данное время достаточно для завершения работы компьютера или для запуска портативного генератора.
Внешние аккумуляторы могут обеспечивать питание электроприборов на протяжении нескольких часов (в зависимости от их ёмкости). Они могут быть заменены при выходе из строя или добавлены, если текущей ёмкости оказалось недостаточно. Их напряжение может варьироваться — 12, 24, 36V или любое другое, кратное 12.
Смешанные аккумуляторы сочетают в себе внутренние и внешние элементы одного напряжения. В некоторых случаях возможен вариант использования автомобильного аккумулятора в качестве внешнего, хотя производители не гарантируют его нормальной работы с устройством.
Тем не менее, ИБП гораздо надежнее работают в связке с портативными генераторами. О том, как выбрать такой генератор, речь пойдет в статье по теме «Генератор для дома и дачи».
Принцип работы:
Такой подход обеспечивает качественное электропитание благодаря системе двойного преобразования. Входной сигнал преобразуется в постоянный ток, фильтруется от помех и затем генерируется переменный сигнал наивысшего качества. Переход к работе от батарей происходит мгновенно.
Форма выходного сигнала – чистый синус
Область применения
Данное устройство находит применение в таких областях как:
- серверы, коммутаторы и другое оборудование центров обработки данных;
- устройства, чувствительные к помехам в сети, такие как научная, лабораторная и медицинская техника.
Использование устройств On-Line оправдано в случаях, когда потеря информации обходится дороже самой покупки ИБП.
При выборе ИБП для оборудования ЦОДов обязательно проверьте, что в паспорте устройства обозначен тип выходного сигнала как чистая синусоида. Возможны варианты обозначений: чистый, правильный, гладкий синус или синусоидальная форма. Устройства с обозначениями — аппроксимированная, модифицированная, ступенчатая, моделированная синусоида или квази-синус не подойдут.
Аппроксимация в Excel статистических данных аналитической функцией
Предположим, производственный участок занимается изготовлением строительных металлоконструкций из листового и профильного металлопроката. Участок функционирует стабильно, заказы повторяются, а численность рабочего персонала незначительно колеблется. Мы располагаем данными о выпуске продукции за последние 12 месяцев и о количестве переработанного металлопроката в эти периоды по группам: листы, двутавры, швеллеры, уголки, трубы круглые, профили прямоугольного сечения, круглый прокат. После первичного анализа данных у нас возникло предположение, что общий месячный выпуск металлоконструкций существенно зависит от количества уголков в заказах. Проверим это предположение.
Сначала формулируем задачу:
пускай у нас есть неизвестная функция y=f(x), заданная табличными значениями (например, полученными в результате измерений, проведенных на практике).
Наша цель состоит в том, чтобы найти функцию заданного типа (линейную, квадратичную и т. д.) y=F(x), которая в определенных точках выдает значения, максимально близкие к табличным.
На практике вид функции чаще всего определяется путем сопоставления расположения точек с графиками известных функций.
Полученная формула y=F(x), известная как эмпирическая формула или уравнение регрессии y на x, позволяет находить значения f(x) для нетабличных x, что помогает сгладить результаты измерений величины y.
Чтобы определить параметры функции F, применяется метод наименьших квадратов. В этом методе в качестве критерия близости приближающей функции к набору точек используется сумма квадратов разностей между табличными значениями y и их теоретическими значениями, рассчитанными по уравнению регрессии.
Таким образом, нам необходимо найти функцию F, чтобы сумма квадратов S была наименьшей:
Рассмотрим решение этой задачи на примере получения линейной регрессии F=ax+b.
S является функцией двух переменных, a и b. Для нахождения ее минимума применяем условие экстремума, а именно — равенство нулю частных производных.
Используя формулу производной сложной функции, мы получаем систему уравнений:
Для функции вида частные производные равны:,
Подставив производные, получим:
Отсюда, выразив a и b, можно вывести формулы для коэффициентов линейной регрессии, представленные выше.
Аналогичным образом можно получить формулы для остальных типов регрессий.
- stroymasterok.com
- prog-cpp.ru
- studbooks.net
- altenergiya.ru
- planetcalc.ru
- all-audio.pro
- al-vo.ru
