Когда появились первые ИБП
Если у кого-то есть компьютер, то наверняка ему приходилось в той или иной форме применять источник бесперебойного питания (ИБП). Это очень важное устройство. И потому его можно увидеть практически в каждом офисе, как и в центрах обработки данных, в высших учебных заведениях. Портативные ИБП нашли применение и в домашних условиях.
ВАЖНО! Предназначение этого устройства в том, чтобы поддерживать стабильное электроснабжение. Даже тогда, когда питание от инженерных сетей резко увеличивается или колеблется.
В результате все устройства, подключенные к ИБП, имеют надежную защиту от нестабильного питания. Как и любое другое устройство, ИБП имеет свою историю. И далее мы о ней расскажем.
С чего все начиналось
Разговор об истории создания ИБП необходимо начать с того, что существуют аккумуляторные батареи. И они-то составляют основу таких девайсов.Когда итальянский ученый Алессандро Вольта открыл гальваническое электричество, то сразу же появился вопрос о том, чтобы каким-то образом аккумулировать или накапливать электрическую энергию.
В 1801 году французский физик Готеро, когда пропускал через воду ток, используя электроды из платины, обнаружил следующее: после того, как ток через воду прерван, то путем соединения между собой электродов можно получить кратковременный электрический ток.
ВАЖНО! Были и другие ученые, которые проводили подобный опыт. Но они использовали при этом электроды из разных материалов. Например, серебро или золото.
Чтобы привести аккумуляторные батареи к тому виду, который мы применяем сейчас, их постоянно совершенствовали. Многочисленные эксперименты показали, что после того, как было изобретено электричество, появляется необходимость в том, чтобы создать такие приборы, которые даже тогда, когда основной источник питания отключен, поставляли бы энергию. Хотя бы ненадолго.
Кто были первыми
К удивлению некоторых скажем, что никто точно не знает, кем был создан первый ИБП, когда и где. На данный вопрос вы не найдете окончательного ответа. Как считают эксперты в отрасли электроники, никто сегодня не сможет претендовать на то, что именно он изобрел такое устройство, как ИБП.Многие ученые проводили исследования по данному вопросу. У них были свои теории. В научном сообществе идея существовала очень давно. И она обрела свою форму лишь спустя некоторое время.
И все-таки принято считать, что первый ИБП, который очень похож на современное устройством, запатентовал ученый по имени Джон Хэнли. Тогда он еще не назывался источником бесперебойного питания. И на правах изобретателя Хэнли дал устройству неординарное название «Аппарат для обеспечения неизменного и бесперебойного снабжения электроэнергией» (Apparatus for Maintaining an Unfailing and Uninterrupted Supply of Electrical Energy).
Наверное, можно согласиться с тем, что для устройства было дано вполне подходящее определение ИБП, но оно оказалось бы довольно громоздкое. Хотя в результате можно было получить дерзкую и веселую аббревиатуру. Ведь в этом случае важное устройство получило такое название: UPS AMUUSEE.
ВАЖНО! Как родилась эта идея? Джон Хэнли как-то заинтересовался железнодорожными поездами. Данные системы работали на электричестве. И он беспокоился о безопасности пассажиров. Хэнли думал о том, что будет, если электрические системы в железнодорожных пассажирских поездах каким-либо образом выйдут из строя? И как пассажирский поезд будет двигаться далее, когда не контроля со стороны оператора поезда?
Принцип действия ИБП
В 1934 году Джон Хэнли запатентовал свое устройство, функция которого заключалась в том, чтобы иметь возможность автоматически переключаться на батарею, если вдруг произошел сбой питания. Одновременно внешний источник питания будет подавать питание на батарею в устройстве, когда оно работает в обычном режиме. Позже длинное название изменят, и устройство будут называть источником бесперебойного питания.ВАЖНО! Нынешние ИБП лишь отдаленно напоминают устройства, которые существовали в те времена. Если взять первые системы ИБП, то в них применялись вращающиеся маховики. И они могли обеспечить резервное питание лишь на протяжении 20-90 секунд.
При вращении высокоскоростной маховик накапливал кинетическую энергию. Если питание колеблется или прекращается, то кинетическая энергия маховика обеспечивала подключенное устройство постоянным током.
Надо признать, что данная поворотная система считалась неэффективной. Она не могла бы осуществлять поддержу современных серверов и банков данных. В конце концов, поворотный ИБП способен был обеспечить лишь резервное копирование. Он не мог предложить какую-либо эффективную защиту от перенапряжения.
ВАЖНО! Но ИБП, у которого вращается маховик, считается экологически чистой технологией. Они и поныне применяются для маленьких функций резервного копирования. Ведь они могут работать долгих 20 лет.
Как далее развивалась технология
В 30-х годах 20-го столетия для того, чтобы выпрямлять ток, преимущественно применяли ртутные выпрямители. А для того, чтобы преобразовывать постоянный ток в ток переменный, применяли умформеры и вибропреобразователи.Всю эту технику нельзя было считать слишком надежной. И она постоянно требовала затратного обслуживания. Системы бесперебойного питания, которые базировались на аккумуляторах, разрабатывали по уникальным проектам. Специально для какого-либо конкретного объекта.
ВАЖНО! Серийный выпуск первых достаточно эффективных устройств начался в 40-х годах. Однако из-за того, что электрическая система была нестабильна, то массового применения они не нашли.
ИБП стали все чаще применяться только в 50-х годах минувшего столетия. Они имели внушительные размеры. Их применяли только для защиты различных предприятий от перепадов напряжения. Они были способны сохранять энергию не больше часа. И этого времени обычно хватало только для того, чтобы прекратить работу оборудования.
Но ИБП постоянно усовершенствовались. В итоге они должны были стать именно тем устройством, которое мы применяем теперь.
1962 год стал переломным в развитии ИБП. Это означает, что тогда создали первый мощный инвертор на полупроводниковых элементах. Эта схема смогла постепенно заменить умформеры и вибропреобразователи. Ведь она была надежной, намного более компактной. А еще она могла обеспечить высокую мощность.
После 1963 года стали активно производить устройства с резервированием мощности до 500 кВА. В первых из них применяли маховики для того, чтобы обеспечить короткие интервалы резервного питания, а еще электродвигатели, дизельные двигатели и генераторы. Появилось и само название «источник бесперебойного питания» (Uninterrupted power supply, UPS).
ВАЖНО! В 70-е годы 20-го столетия, после того, как были изобретены тиристоры, начали выпускать устройства с аккумуляторными батареями и преобразователями напряжения. Позже тиристоры стали менять на биполярные транзисторы с изолированным затвором (БТИЗ или IGBT).
Мощность современных ИБП составляет 100-1000 кВт. Они имеют разные величины входного напряжения. Их используют, когда подключают цифровую технику (ПК, серверные, ЦОДы), сложное технологическое промышленное оборудование, медицинские и энергетические установки.
|