Обзор онлайнового источника бесперебойного питания Импульс Фристайл 11-1 (1 кВ·А)

Компания Импульс — российский разработчик систем защиты электропитания, имеющий собственные подразделения проектирования, производства и сервисной поддержки. На сегодняшний день в спектре продуктов компании представлены модели ИБП с мощностью от 600 В·А до 2080 кВ·А — резервные, линейно-интерактивные и с двойным преобразованием (в том числе модульные, которые на официальном сайте выделены в отдельную категорию).

В линейке источников бесперебойного питания с двойным преобразованием (On-line UPS) в настоящее время имеется 14 различных серий, в том числе Фристайл 11 — в нее входят две группы ИБП с мощностью 1—3 кВ·А и 6—10 кВ·А.

Мы рассмотрим младшую модель, источник бесперебойного питания Фристайл 11-1 с номинальной мощностью 1 кВ·А / 0,9 кВт.

Параметры, комплектация, опции

Вот список заявленных характеристик:

Устройство поставляется в коробке из обычного картона, вес брутто 16,3 кг.

Комплектация:

• ИБП
• Сетевой кабель
• Кабель для подключения нагрузки с разъемами IEC320 C13/С14, 2 шт.
• USB-кабель
• Диск с ПО
• Опоры для напольной установки, 2 шт.
• Фронтальные крепления для установки в 19″ стойку, 2 шт.
• Инструкция
• Гарантийный талон

Возможные опции:

• Плата SNMP для удаленного управления и контроля ИБП
• Релейная плата (плата «сухих контактов», сигналы которых могут отображать текущее состояние ИБП)
• Модуль внешнего байпаса

Внешний вид

Внешний вид вполне обычный для ИБП, имеющих два способа установки — настольный/напольный и в 19-дюймовую стойку (размер 2U).

Как сказано выше, в комплекте есть приспособления для обоих вариантов: металлические фронтальные крепления для стойки и пластиковые опоры для установки на полу или на столе.

Спереди находятся панель управления и съемная решетка, закрывающая разъемы для подключения встроенной батареи и внешнего батарейного модуля.

На задней панели различных органов гораздо больше: коммуникационные порты USB и RS232, порт аварийного отключения EPO, входной и выходной разъемы RJ45 для защиты слаботочных линий, а также восемь розеток IEC320 C13 для подключения нагрузок. Эти розетки разделены на две группы по четыре, обе подключены к инвертору, но имеют разный приоритет (об этом ниже).

Кроме этого, сзади находятся розетка для подключения к внешней сети переменного тока, шток автоматического предохранителя, вентилятор с решеткой, винт для подключения провода заземления, а также закрытый заглушкой слот для опциональной платы SNMP или Relay.

Панель управления

Панель управления состоит из ЖК-экрана, трех управляющих кнопок и четырех светодиодных индикаторов, отображающих текущий режим — работа от батареи, от внешней сети в обычном режиме (с инвертором) или в режиме байпаса, а также наличие какой-либо ошибки. Цифровой код ошибки отображается на экране, расшифровка некоторых кодов есть в инструкции.

Предусмотрен поворот изображения на экране в соответствии с выбранным вариантом установки ИБП, вертикальным или горизонтальным.

Нажатие кнопок, по отдельности или в различных комбинациях, управляет функциями источника, в том числе его включением и выключением, позволяет менять отображаемую на экране информацию, а также войти в меню настроек и изменить установки.

Есть и оповещение звуковыми сигналами. В режиме работы от батарей такие сигналы можно отключить, но незадолго до отключения по исчерпанию заряда они возобновятся.

Как и у большинства ИБП, исключая лишь самые простенькие резервные (offline), полное отключение не предусмотрено: если источник подключен к внешней сети переменного тока, то, как минимум, работают цепи заряда батареи и охлаждающий вентилятор. Кнопками (двумя одновременно, а не одной — это снижает риск случайного отключения) можно лишь обесточить выходные розетки.

ЖК-экран числовыми значениями отображает:

• напряжение и частоту на входе,
• напряжение и частоту на выходе,
• активную (в ваттах) и полную (в вольт-амперах) мощность подключенной нагрузки,
• температуру инвертора,
• напряжение на клеммах батареи в вольтах и оценку уровня ее заряда в процентах,
• оставшееся время (в минутах) работы от батареи при имеющейся нагрузке,
• версию прошивки.

Смена отображаемых параметров осуществляется кнопками со стрелками.

Помимо этого, уровень нагрузки и степень заряда батареи показываются линейками, состоящими из клеток-квадратиков. Есть и еще одно необычное поле, на этот раз анимированное: квадрат побольше со сменяющимися внутренними делениями, которые отражают нормальную работу вентилятора, а при возникновении проблем с ним все эти деления образуют мигающую звездочку.

Также имеется линейка из шести полосок, отображающая процесс заряда или разряда батареи; при проблемах с зарядом полоски начинают мигать.

Надо сказать, что ЖК-экран не графический, «нарисовать» на нем произвольную фигуру или букву зачастую можно лишь приблизительно, да и количество символов сильно ограничено. Поэтому многие надписи разработчикам пришлось сокращать, а образующие их буквы передавать условно, что без привычки воспринимается с трудом, и пользователю поначалу часто приходится листать инструкцию. Однако к подобному быстро привыкаешь.

Внутреннее устройство

Электронные компоненты ИБП смонтированы на одной большой и нескольких маленьких платах.

Как видите, монтаж вполне аккуратный.

Силовые элементы закреплены на большом общем радиаторе, а для поддержания теплового режима предусмотрены два вентилятора 80×80×25 мм с напряжением питания 12 В. Один из них, передний, включен как нагнетающий (приток воздуха идет через отверстия в передней стенке шасси и прорези в лицевой панели), задний — как вытяжной.

Скорость вращения вентиляторов не постоянная, она в некоторых пределах меняется при изменениях температуры внутри корпуса.

Части, связанные с высокими напряжениями, закрыты пластиной из прозрачного пластика (на фото она удалена), крепящейся к радиатору тремя пистонами. Эта пластина имеет сложную форму, которая дополнительно образует П-образный короб для формирования должным образом воздушного потока, создаваемого вентиляторами.

По понятным причинам большого и тяжелого низкочастотного трансформатора в данном ИБП нет, поэтому вес в значительной степени определяется батареями.

На одной из небольших плат можно заметить реле, через которое включена одна из двух групп выходных розеток, каждая из которых образует отдельный сегмент. Первый из них (он так и обозначен на задней стенке: Segment1) является низкоприоритетным, для него можно задать отключение при достижении некоторого порогового значения остатка заряда батареи, чтобы обеспечить бо́льшую продолжительность работы для более важных нагрузок, подключенных к высокоприоритетной группе Segment2, которая отключится лишь при полном разряде АКБ, значение для которого также задается в настройках.

Заявленная защита от импульсных помех и перенапряжений реализована на LC-фильтре и варисторах.

Батареи, встроенная и внешние

Замена встроенной батареи относится к операциям, которые владелец может производить самостоятельно.

Для этого нужно выключить ИБП кнопками панели управления, снять фронтальную пластиковую решетку и отсоединить идущий от встроенной батареи разъём. Затем, открутив крепежные винты, снять перегородку батарейного отсека и вытянуть наружу батарейный блок за предусмотренную для этого ручку.

После установки новых батарей инструкция рекомендует заряжать их в течение 48 часов и лишь потом включать ИБП. Необходимость каких-либо калибровок не упоминается, достаточно запустить проверку батареи соответствующей комбинацией кнопок.

В нашем экземпляре источника были установлены две свинцово-кислотные АКБ HR 12-9 производства Yellow Energy, подключенные последовательно. Они входят в серию HighRate, которая производится по технологии AGM (электролит в них абсорбирован в стекловолоконном сепараторе), оснащены системой рекомбинации газов и могут использоваться в режиме интенсивного разряда. Заявленный срок службы 5 лет.

На фото видно, что входящие в блок батареи очень легко можно извлечь из оболочки, чтобы при необходимости заменить аналогичными.

Внешние батарейные модули (ВБМ)

Внешних батарейных модулей может быть до четырех. Конструктивно каждый из них представляет собой два таких же батарейных блока, как и в ИБП, объединенных в общем корпусе. Размеры самого источника и ВБМ одинаковые, поэтому они могут располагаться рядом при любом варианте установки, горизонтальном (в стойке) или вертикальном (на полу или на столе).

Имеющиеся в комплекте ИБП опоры для напольной установки сделаны раздвижными, чтобы их можно было использовать и при наличии ВБМ.

В инструкции есть таблица, которая позволяет оценить увеличение времени автономной работы модели Фристайл 11-1 с нагрузкой в 100% при использовании разного количества ВБМ:

Как видите, добавление всего одного ВБМ дает прирост в пять раз! Последующее наращивание количества модулей уже не столь эффективно в относительных значениях, но «плюс четыре» дадут увеличение времени работы от батарей почти в 17 раз.

ВБМ подключаются шлейфом; первый соединяется с имеющимся под фронтальной решеткой ИБП разъемом с тремя проводами (третий — это заземление), второй аналогичным образом с первым и так далее. Соединительные провода между блоками проходят через предусмотренные для этого прорези, при поставке закрытые заглушками, которые держатся на клею и снимаются очень легко.

Заменять ВБМ можно и при включенном ИБП.

Программное обеспечение UPSilon Power Management

Для управления и мониторинга используется ПО UPSilon 2000, разработанное Mega Systems Technologies. Оно доступно не только для ОС семейства Windows, но и для macOS, Linux, FreeBSD и даже для Novell Netware.

На момент тестирования скачать установочные файлы с сайта компании «Импульс» было нельзя, мы пользовались прилагаемым к ИБП диском, на конверте которого имеется наклейка с серийным номером — его придется вводить при установке.

Мы устанавливали программу на компьютер с Windows 10 (64-битной), процедура не вызвала никаких затруднений. Несмотря на отсутствие запросов по выбору языка, программа «подхватила» системный язык и установила его для своего интерфейса.

Вот только цифры «2000» в названии ПО явно появились не случайно: вероятнее всего, оно и разрабатывалось именно к миллениуму. В принципиальном плане на работоспособность программы в современных ОС это не влияет, но окошко размером 640×480, причем без возможности его увеличения, даже на не самом большом по нынешним временам экране с разрешением 1366×768 делает работу некомфортной: все надписи и даже графические элементы очень мелкие, воспринимать их трудно.

Если теперь подключить ИБП к компьютеру USB-кабелем, то программа его увидит только после смены в меню Settings установки для типа соединения: по умолчанию это MegaTec, нужно выбрать Mega(USB).

После этого в окне отображается состояние источника, которое может отображаться в четырех разных видах: аналоговые шкалы, цифровые значения, блок-схема и график.

Далее можно приступать к настройкам в меню Settings, прежде всего — к сценариям отключения нагрузок после сбоев в электропитании.

Управление можно передать интерфейсу ACPI компьютера, а можно сделать установки в окне программы UPSilon.

Из прочего можно настроить сообщения — всплывающие предупреждения, а также оповещения на электронную почту и в виде SMS.

Меню Tasks позволит запланировать разного рода задачи и назначить их периодичность.

Меню Control в основном сводится к различным вариантам самотестирования ИБП.

Ведется лог событий, который можно посмотреть и сохранить.

Поскольку ПО UPSilon 2000 унифицировано и совместимо с ИБП множества производителей, в программе не предусмотрены настройки, связанные с индивидуальными особенностями модели ИМПУЛЬС ФРИСТАЙЛ: нельзя, например, задать выходное напряжение или определить параметры сегментации нагрузок для двух групп выходных розеток. Всё это осуществляется через меню самого источника и не вызывает сложностей, поскольку такие настройки обычно производятся однократно при первоначальной установке и настройке.

После установки программа включается в автозагрузку — и как задача, и как две службы. Для деинсталляции можно использовать стандартную оснастку «Программы и компоненты» Windows.

Настройка параметров ИБП

Процедуры подробно описаны в инструкции, поэтому мы не будем вдаваться в детали и остановимся лишь на основных моментах. Перечислять будем в том порядке, в каком режимы настройки перечислены в меню, и под теми же номерами.

1. Режим Eco

Если подключенные нагрузки не слишком критичны к качеству электропитания, данный режим поможет повысить эффективность ИБП, превращая его в линейно-интерактивный: если напряжение во внешней сети переменного тока не выходит за определенные рамки, то источник транслирует его в нагрузку — работает в режиме байпас (или в обходном). Если входное напряжение выходит за рамки допустимых значений, выходы ИБП переключаются на инвертор с питанием от батарей. Надо помнить: при этом появится отличное от нулевого время переключения, что может стать негативным фактором для некоторых подключенных устройств.

Доступные настройки: полное отключение режима, а также включение и по четыре варианта значений в процентах для превышения и снижения напряжения на входе относительно номинала.

По умолчанию этот режим включен.

2. Обходной режим (байпас)

Данный режим предназначен не только для повышения энергоэффективности, но и на случай перегрузки инвертора или выхода его из строя: тогда критичные нагрузки будут переведены на питание непосредственно от внешней сети, однако не будут защищены от каких-то неполадок в ней.

Доступные настройки — те же, что и для Eco. По умолчанию режим отключен.

3. Установка выходного напряжения

Можно выбрать одно из пяти значений: 200, 208, 220 (по умолчанию), 230 и 240 вольт.

4. Установка емкости и количества линеек батарей

Емкость батареи у всех ИБП линейки «Фристайл 11» одинаковая — 9 А·ч, именно она и установлена по умолчанию. А количество линеек зависит от наличия внешних батарейных модулей: встроенная в источник батарея — это одна линейка, в каждом ВБМ линеек по две, то есть для ИБП с двумя ВБМ следует поставить значение «5».

В этом пункте меню есть еще одна установка, не упомянутая в инструкции: при входе сначала идет выбор «On — Off»; к заданию емкости и количества линеек можно перейти только для «On», а что означает «Off» — не очень понятно, но точно не отключение батареи: с такой установкой ИБП нормально переходит на работу от нее.

5. Настройка сегментов нагрузки

Относительно разделения нагрузок на два сегмента, низко- и высокоприоритетный, мы говорили выше, теперь о том, что можно настраивать. Оценка уровня заряда батареи производится по напряжению на ее клеммах, соответственно в качестве ключевого параметра для отключения низкоприоритетного Segment1 задается значение напряжения из доступного ряда 10,5 — 11,0 — 11,5 вольт (по умолчанию 10,5 В).

Segment2 с высоким приоритетом будет отключаться уже по уровню, соответствующему полному разряду батареи, это мы рассмотрим в пункте 9. Прямого отключения сегментации нет, для установки «равноправия» обоих сегментов нужно просто установить одинаковые значения в пунктах 5 и 9 меню.

6. Режим автоматической проверки батареи

Здесь доступны только два варианта: Off и On. Если автопроверка выключена, инструкция рекомендует проверять подключение батарей раз в месяц.

7. Отображение кодов предупреждений

Мы уже говорили, что для отражения факта возникновения нештатных ситуаций, прежде всего неполадок и неисправностей внутри самого ИБП, имеется светодиодный индикатор, а уточнить причину можно по коду ошибки. Отображение таких кодов включается или отключается в этом пункте меню.

Уточним: за расшифровкой некоторых кодов инструкция (стр. 21) отсылает к таблице 24, но в нашем экземпляре инструкции таблицы заканчивались 19-й, именно в ней и были приведены коды.

8. Установка типа контактов аварийного отключения

Контакты аварийного отключения EPO — это колодка с двумя клеммами под винт на задней стенке ИБП, которые при поставке замкнуты кусочком провода. В случае возникновения ситуаций, требующих мгновенного отключения нагрузок и всех силовых преобразователей, цепь попросту размыкается — например, внешним тумблером. Естественно, в цепи EPO нет опасных напряжений.

Иногда этот внешний тумблер может иметь нормально разомкнутые контакты, замыкая их при обнаружении аварии. Поэтому предусмотрена настройка, какие именно внешние контакты будут использованы — нормально разомкнутые или замкнутые.

9. Порог напряжения разряда батареи

Суть этой настройки мы рассмотрели в пункте 5. Здесь также присутствуют три значения, лишь смещенные вниз на полвольта: 10,0 — 10,5 — 11,0 В. Чем ниже выбираемое пороговое напряжение, тем глубже будет разряжаться батарея (и тем больше потом потребуется времени для восполнения энергии в ней), но тем дольше будут работать нагрузки, подключенные к Segment2.

То есть если во внешней сети сбои бывают часто, но длятся недолго, то надо выбирать более высокое значение, и наоборот.

10. Режим преобразования частоты

Здесь доступны три варианта: IPF — частота выходного напряжения равна частоте входного, и OPF, в котором частота на выходе устанавливается по выбору пользователя (50 или 60 Гц). Таким образом, ИБП может работать преобразователем частоты, что бывает важно при подключении некоторых типов критичного к частоте оборудования, предназначенного для стран со стандартом в 60 Гц.

Тестирование

Работа от сети

Топология двойного преобразования подразумевает, что вход и выход источника во всех режимах полностью независимы — нет ни прямой трансляции входной сети в нагрузку (исключая режим байпас), ни трансформаторов системы AVR.

Источник позволяет выбрать один из пяти номиналов выходного напряжения, перечисленных выше; с установленными по умолчанию 220 В наш лабораторный вольтметр в диапазоне резистивных нагрузок от 25 до 900 Вт и с реактивной нагрузкой 400 В·А (PF = 0,7) показывал значения 219,3—220,8 В.

В сети нашей лаборатории суммарный коэффициент гармонических составляющих находился на уровне 1,0%-1,1%, а на выходе инвертора ИБП с теми же нагрузками был даже меньше, не превышая 0,8%-0,85%. Отклонение по частоте — не более 0,2 Гц.

Приводим осциллограммы:

Работа от батарей

Форма выходного сигнала при работе от батарей практически не зависит ни от величины нагрузки, ни от ее типа. При заданном номинале 220 В отклонение не превышало 0,6 В, а суммарный коэффициент гармонических составляющих — 0,9%.

Осциллограммы:

Частота в пределах погрешности наших измерений также не выходила за рамки, указанные в спецификации.

Таким образом, результаты замеров полностью соответствуют не только требованиям действующего ГОСТ 32144-2013, на который мы ориентируемся при оценке ИБП, но и в более жестким рамкам собственной спецификации модели.

Время работы от батарей

Переходим к времени автономной работы с разными нагрузками.

Наши замеры производились после заряда минимум в течение 12 часов (ИБП попросту заряжался с вечера до следующего утра), используемые нами нагрузки были линейными/резистивными и подключались к группе выходов Segment2 с установкой минимально возможного порогового значения разряда батареи 10,0 В. Возможное отклонение от указанного в таблице номинала в пределах ±5%.

Показания для мощности нагрузки на ЖК-экране немного меняются, поэтому в таблице отражен диапазон.

На официальном сайте есть калькулятор времени автономной работы от батарей. У него имеется существенный недостаток: начиная с некоторой мощности нагрузки (для данной модели это 616 Вт) время он оценивает как «менее 5 мин». А нагрузки свыше заявленного максимума (900 Вт) ввести попросту нельзя. В итоге получается неохваченным весьма интересный диапазон.

Но этот калькулятор выгодно отличается от приводимых другими производителями таблиц тем, что способен выдать значение для любой мощности нагрузки, а не только для отдельных величин, и при этом учитывается наличие внешних батарейных модулей.

Насколько точны эти подсчеты — судите сами: выданные калькулятором расчеты приведены в отдельном столбце.

В первой строчке разница между реальным и вычисленным значениями оказалась столь существенной, что мы повторили тест с нагрузкой 25 Вт дважды, результаты отличались друг от друга всего на несколько процентов (в таблице приведено среднее значение), что вполне объяснимо. То есть для малых нагрузок калькулятор сайта сильно завышает ожидания. Для средних нагрузок завышение тоже есть, но уже не столь значительное.

Можно сделать и еще один вывод, на этот раз позитивный: ИБП не воспринимает малые нагрузки как холостой ход и не отключается «в целях экономии заряда», как это бывает в некоторых других моделях.

В последней строчке отражена работа с небольшой, в пределах 10%, перегрузкой. Никаких сигналов о превышении максимально допустимой нагрузки при этом не было.

Заряд батареи

Об окончании процесса заряда у всех ИБП судить сложно, особенно по штатной индикации. Так, после разряда на нагрузку 1000 Вт (последняя строчка таблицы) ЖК-экран «Фристайл 11-1» показал заряд в 100% менее чем через полчаса, что является крайне маловероятным.

Тем не менее, приведенная в спецификации оценка времени заряда до 90%, равная 5 часам, при заявленном токе заряда 1,4 А представляется близкой к реальности. Надо только учитывать два фактора, первый из них общий: глубина разряда и продолжительность последующего заряда будут зависеть от нагрузки — малые токи глубже разряжают батарею, и восстанавливать энергию придется дольше. Второй фактор уже индивидуальный, он связан с настраиваемым порогом разряда батареи — чем напряжение отключения ниже, тем дольше продлится автономная работа, но и для заряда потребуется больше времени.

Таким образом, для малых нагрузок и при минимальном установленном пороге время полного восстановления энергии в батарее может быть заметно больше.

Шум при работе

Замер делался в помещении с фоновым уровнем менее 30 дБА и с расстояния в 1 м, результаты в таблице.

В отсутствие каких-либо изменений в питающей сети или в нагрузке шум равномерный, причем без высокочастотных призвуков, поэтому субъективно он воспринимается спокойно, особенно когда речь идет об офисном помещении с его рабочим фоном. Конечно, в тихой комнате шум даже при малых нагрузках будет заметным, но подобные ИБП и не предназначены для установки в спальне.

Итоги

Источник бесперебойного питания Импульс Фристайл 11-1 по проверенным нами параметрам соответствует и заявленным значениям, и действующему ГОСТ 32144-2013.

Его можно рекомендовать для использования в любых местах, где качество внешнего питания оставляет желать лучшего, есть частые и существенные повышения или понижения напряжения, но имеются устройства, чувствительные к параметрам питающей сети, в том числе к перебоям, даже исчисляемым миллисекундами.

Прилагаемое ПО обеспечивает возможности мониторинга состояния ИБП и обеспечение возможности безопасного сворачивания программ и завершения работы системы. Заметным недостатком интерфейса программы является крайне малый по нынешним меркам размер окна. Возможно, установка платы SNMP, которая позволит общаться с источником через веб-интерфейс, снимет эту проблему, но исследование этого вопроса выходит за рамки нашего обзора.

В заключение предлагаем посмотреть наш видеообзор ИБП Импульс Фристайл 11-1:

Наш видеообзор ИБП Импульс Фристайл 11-1 можно также посмотреть на iXBT.Video