Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Zasilanie urządzeń komputerowych

Prąd pobierany z sieci przez urządzenie komputerowe
Prąd pobierany z sieci przez urządzenie komputerowe
P. Biczel

Oglądając wiadomości w telewizji i czytając prasę można zauważyć, że świat energetyki zmienia się błyskawicznie. Z przekazów mediów dowiadujemy się jednak zaledwie tyle, że trzeba stosować źródła odnawialne, że należy redukować emisję CO2, że konieczna jest dywersyfikacja źródeł energii. To wszystko związane jest z wytwarzaniem energii, jej przesyłem i dystrybucją. Znacznie mniej słyszy się o jej odbiorach. A jeżeli już, to głównie, że trzeba oszczędzać energię, bo (znów) trzeba chronić klimat itd. Jednak w dziedzinie odbiorów energii w ostatnich dwudziestu latach zmieniło się bardzo dużo i wiele osób, nawet zawodowo zajmujących się projektowaniem instalacji elektrycznych, przeoczyło niektóre zmiany.

Zmiana w charakterze odbiorów energii ma szczególne znaczenie w systemach gwarantowanego zasilania (SGZ). Wpływa na konstrukcję SGZ, dobór urządzeń, szczególnie zespołu prądotwórczego i zasilacza UPS, doboru zabezpieczeń, itp.

W artykule spróbujemy przedstawić inne podejście do zasilania wybranej grupy urządzeń, w celu dalszej poprawy niezawodności zasilania. Poprzedzimy je analizą sposobu pracy wybranego odbioru i na podstawie tej analizy wprowadzimy nowe rozwiązanie. Posłużymy się przykładem zasilania sprzętu komputerowego – serwerowni, macierzy dyskowych, serwerów itp., który staje się jednym z głównych typów odbiorów zasilanych z systemów gwarantowanego zasilania.

odbiór – komputer

Właściwie należałoby powiedzieć – urządzenie elektroniczne, ponieważ nasze rozważania dotyczą również wszelkich innych urządzeń elektronicznych. Gdyby wziąć oscyloskop i zmierzyć prąd pobierany przez dowolny komputer (urządzenie komputerowe), zobaczymy na ekranie przebieg jak na rysunku 1., świadczący o tym, że:

  • odbiór jest zasilany jednofazowo,
  • odbiornikiem jest prostownik o strukturze jak na rysunku 3. [1, 7],
  • w układzie nie ma transformatora 50 Hz.

Gdyby odbiornikiem był transformator, to prąd miałyby wyraźny ślad magnesowania rdzenia (rys. 2.), zwłaszcza przy pracy bez obciążenia – urządzenie jest włączone do gniazda, ale nie pracuje. Widzimy zatem, że mamy do czynienia ze strukturą jak na rysunku 3. Łatwo to potwierdzić rozbierając zasilacz komputerowy. Odbiornikiem, który pobiera energię, jest odbiornik prądu stałego. Prostownik stanowi zaś tylko przekształtnik napięcia przemiennego na napięcie stałe.

Taką strukturę ma wiele urządzeń. Wszystkie komputerowe, ale również lampy energooszczędne [9], w szczególności napędy. Do niedawna napędy, zwłaszcza te większej mocy, były łączone bezpośrednio do sieci. Dzisiaj nawet urządzenia o mocy setek kilowatów są zasilane poprzez falowniki napędowe. W wyniku tego sieć jest obciążona przez prostownik wejściowy urządzenia popularnie zwanego falownikiem napędowym. W konsekwencji np. niektóre klimatyzatory pobierają prąd podobny do komputerów.

Należy pamiętać, że przemysłowe urządzenia komputerowe dawno przestały być odbiorami małej mocy. Serwerownie bankowe albo macierze dyskowe to zespoły różnych urządzeń komputerowych o mocach rzędu dziesiątek kilowatów. Podobnym odbiorem są popularne żarówki energooszczędne. Jakie to ma konsekwencje dla urządzeń zasilających?

konsekwencje dla układów zasilania

Najważniejszą konsekwencją jest zmiana współczynnika mocy. Obecnie wielu projektantów wciąż zakłada, że odbiornik typu biurowiec to odbiór o charakterze indukcyjnym o cosϕ≈0,8. Dlaczego? Bo jest tam wiele pomp, wentylatorów, wind, lamp itp. Większość z nich pobiera prąd jak na rysunku 1. lub podobny (w wypadku zasilania trójfazowego),  ponieważ zasilane są poprzez urządzenia przekształtnikowe zawierające w stopniu wejściowym prostownik diodowy. Jaki jest współczynnik mocy takiego odbioru? Współczynnik mocy, przy założeniu zasilania napięciem sinusoidalnym, jest zdefiniowany następująco (1) [10]:

(1)

 

gdzie:
I – wartość skuteczna prądu,
Ii – wartość skuteczna harmonicznej podstawowej prądu,
ϕ1 – przesunięcie fazowe pomiędzy napięciem a harmoniczną podstawową prądu.

Widmo prądu pobieranego z sieci i przedstawionego na rysunku 1. jest pokazane na rysunku 4. Zakładamy, że napięcie zasilające jest sinusoidalne, zawiera więc tylko składową podstawową. Wartość skuteczna napięcia wynosi (2):

(2)

Wartości skuteczne prądu i pierwszej harmonicznej prądu wynoszą odpowiednio (3) i (4).

(3)

(4)

Zmierzone przesunięcie fazowe pomiędzy prądem a napięciem wynosi (5).

(5)

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 9/2009

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Zakręć kołem i wygraj! »

Zakręć kołem i wygraj Każdego dnia możesz odebrać zniżkę (...) chcę zakręcić »


Zasilanie awaryjne - ups, agregaty, akumulatory...»

Czy znasz, ekologiczną alternatywę dla agregatów »

drukarka etykiet systemy zasilania
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » W połączeniu z elektroniką prezentuje ona szczyt nowoczesnej technologii agregatów prądotwórczych (...) czytam dalej »

 


Szukasz producenta komponentów przemysłowych? Sprawdź ich »

Kamery termowizyjne Dzięki wykorzystaniu innowacyjnych rozwiązań stosowanych w sektorze opieki zdrowotnej, zastosowaniach konsumenckich i przemysłowych, te podstawowe (...) czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Jak zmniejszyć swój rachunek za energię »

automatyka przemysłowa zmniejsz rachunki za prąd
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Oszczędzaj na rachunkach za prąd w domu lub firmie. Wystarczy Po Prostu Energia (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Potrzebujesz pomocy w wyborze UPS-a? Sprawdź ten przewodnik »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

UPS zasilacze bezpanelowa energia słoneczna
Urządzenia elektroniczne, których używasz do codziennej komunikacji, rozrywki i zapewnienia rodzinie bezpieczeństwa, są narażone na uszkodzenia spowodowane nieoczekiwanymi przerwami w dostawach energii elektrycznej, (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

system wizyjny Dziś trudno sobie wyobrazić nowoczesną, elastyczną produkcję bez przemysłowego przetwarzania obrazu. A to dlatego, że systemy wizyjne zapewniają jakość produktów i wspierają efektywne ... czytam dalej »


Automatyka przemysłowa - zobacz najlepsze rozwiązania »

Kontenerowa stacja transformatorowa Minibox »

Czujniki i automatyka Rozdzielnice kontenerowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Zasilane są najczęściej z sieci SN o napięciu znamionowym od 6 do 36 kV. Ze względu na budowę stacje mogą być wnętrzowe lub napowietrzne. Funkcją stacji transformatorowej SN/nn jest transformacja ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Osprzęt elektroinstalacyjny dla elektryka »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Zobacz jaki osprzęt wybrać i porównaj parametry... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


Liczniki energii elektrycznej - poznaj nowe »

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
7-8/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Obciążalność prądowa ciągła przewodów szynowych wielkoprądowych SN
  • - Instalacje elektryczne w osiedlowych budynkach wielorodzinnych
Zobacz szczegóły
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl