Балансировка что это
В действительности последствия дисбаланса вращающегося тела можно увидеть и дома. Попробуйте бросить в стиральную машинку кроссовки и запустить ее на отжим. Появившийся в барабане дисбаланс вызовет его биение, а с увеличением скорости стиралка будет грохотать и сотрясаться. Нечто похожее происходит и с автомобилем, колеса которого неотбалансированы.
Подвеска и ступичные подшипники, элементы рулевого управления даже при дисбалансе в 10-15 г получают тысячи ударов в минуту с амплитудой 0,1-0,3 мм. Они могут быть неощутимы для водителя, но действуют как перфоратор на бетон. Неумолимо разрушающе. Кроме того, нарушенный баланс увеличивает износ шин и делает его неравномерным.
Если учесть, что на каждом из колес дисбаланс будет разный, то при движении на высоких скоростях автомобиль становится менее устойчивым. Управлять им тяжелее, а на скользкой или мокрой дороге ситуация может и вовсе выйти из-под контроля.
Итак, дисбаланс появляется при несовпадении центра масс колеса с осью вращения. Казалось бы, на абсолютно новых шинах или дисках такого быть не может, ведь они сделаны с соблюдением всех технологических требований.
Да, это так, но в любом случае в процессе производства шина не выходит идеальной. Какая-то ее часть может быть чуть толще и тяжелее, какая-то – тоньше и легче. Речь идет о миллиметрах и граммах, которые просто так не определить. После монтажа на диск, который также неидеален в силу тех же технологических причин, получается единая конструкция, имеющая общий центр масс. Именно поэтому колесо балансируется в сборе.
Если бы оно представляло собой условный тонкий диск, то балансировка была бы только статической. В этом случае достаточно уравновесить противоположные центры масс: минимальный и максимальный. Но автомобильное колесо широкое, и потому ему требуется динамическая балансировка, по внешней и по внутренней стороне.
Делается это при помощи специальных свинцовых или цинковых балансировочных грузов массой 5-60 г. На штампованных дисках они крепятся стальными клипсами-защелками, на легкосплавных – самоклеющимися полосками. Устранить дисбаланс самостоятельно невозможно. Для этого применяются специальные балансировочные станки.
По конструкции они разные – от самых простых до тех, что снабжены лазерными датчиками. Последние позволяют определить не только дисбаланс, но и кривизну диска или нарушение его геометрии. В этом случае владельцу предложат отремонтировать диск или могут отказать в балансировке в силу ее невозможности.
Но даже наличие в шиномонтаже такого станка не даст никакой гарантии того, что колеса вашего автомобиля будут отбалансированы правильно. Во-первых, станок должен быть закреплен на прочном, лучше бетонном основании и стоять строго горизонтально.
Во-вторых, в его электронный блок нужно ввести корректные данные по типоразмеру шины и диска, а сам станок не должен иметь износа во вращающихся элементах и быть откалиброван. Наконец, мастер должен иметь соответствующую квалификацию и опыт – как показывает практика, 90% успеха зависит именно от этого фактора.
Например, если колесо требует значительного количества грузов, он должен знать, что поворот шины относительно диска может снизить дисбаланс, и грузов потребуется меньше. Правда, этому правилу следуют далеко не все, и вот почему.
Изменение положения шины относительно диска с целью уменьшить массу требуемых для балансировки грузиков далеко не всегда приводит к желаемому результату (результат заранее неизвестен!).
При этом значительно увеличиваются трудозатраты на балансировку и, как следствие, ее стоимость. В то же время очень большое количество грузов на колесе может говорить о низкой квалификации работника. С другой стороны, автопроизводители не указывают максимальную массу используемых при балансировке грузиков.
При прочих равных условиях, масса грузиков, требующаяся для компенсации дисбаланса, будет минимальной, если они устанавливаются на максимальном расстоянии от центра масс системы «диск-шина», т. е. на бортовых закраинах.
Установка же грузиков ближе к центру масс системы «диск-шина» (например, чтобы не портить внешний вид диска, клеящийся грузик размещают на внутренней поверхности обода) неизбежно приведет к необходимости увеличить их массу.
Также мастер должен очистить шину от мельчайших камней в протекторе, а диск – от налипшей грязи. В случае его деформации обязательно проинформировать владельца.
Один из важнейших моментов – крепление колеса на станке. В большинстве случаев оно крепится через центральное отверстие диска. С задней стороны колесо садится на конус, а спереди фиксируется фланцевым адаптером и зажимной гайкой. Такой способ увеличивает скорость процесса балансировки, но не всегда обеспечивает идеальную центровку.
Улучшить ее помогают специальные адаптеры Haweka. Суть их в том, что колесо зажимается на станке через отверстия для колесных шпилек. При этом вероятность повредить лакокрасочное покрытие колесного диска минимальна. К тому же адаптер имитирует практически точную посадку колеса на ступицу и даже необходимый момент затяжки. Точность балансировки в этом случае будет выше. Фланцевые адаптеры выпускаются под различную разболтовку и могут использоваться на любом балансировочном станке.
После установки грузиков нужной массы в указанных станком местах процедура проверки проводится еще раз. В случае необходимости грузики или добавляются, или снимаются, но их масса не должна быть более 5 граммов. Колесо считается отбалансированным, если показания на табло прибора будут нулевыми.
Так в каких случаях и как часто необходима балансировка колес? Как правило, в руководствах по эксплуатации автомобилей балансировка рекомендуется раз в 10-15 тысяч километров пробега. Но это при условии, что не производилось разбортирование колес.
То есть если при сезонной смене шин используются одни и те же диски – балансировка обязательна. Также она необходима, если автомобиль проехал несколько тысяч километров по плохим дорогам или были случаи попадания колеса в яму. Но в этом случае балансируется не одно колесо, а пара, стоящая на одной оси.
Комментарий специалиста «ШИНСЕРВИС»
Александр Голубев
Многие водители при появлении вибраций в автомобиле совершают ошибку, начиная с переборки подвески или замены подушек силового агрегата. Первое, на что следует обращать внимание, – чистота дисков и шин. Неравномерно распределенная налипшая грязь, снег, лед, гудрон, прилипший к протектору шины после проезда по участку дороги, подготавливаемому к ремонту – всё это может быть причиной дисбаланса.
Вторым важным моментом является крепление колёс. Каждое из них должно быть затянуто моментом в соответствии с рекомендациями автопроизводителя.
Если в этом плане все в порядке, то далее следует проверять балансировку колес. Делать ее советуем только в проверенных специализированных сервисах, на сертифицированном оборудовании. И только если предпринятые меры не дали результата, рекомендуем переходить к проверке установки углов передних колес и проверки состояния подвески.
В любом случае, правильно отбалансированные колеса позволят избежать в дальнейшем многих проблем.
Номинальная литиевая батарея рассчитана только на напряжение около 4,2 В, но в ее применениях, таких как электромобиль, портативная электроника, ноутбуки, аккумуляторы и т. Д., Нам требуется намного более высокое напряжение, чем его номинальное напряжение. , По этой причине разработчики объединяют более одной ячейки в ряд, чтобы сформировать аккумуляторную батарею с более высокими значениями напряжения. Как мы знаем из нашей предыдущей статьи об аккумуляторах для электромобилей, когда батареи объединяются последовательно, значение напряжения складывается.Например, если последовательно подключены четыре литиевых элемента по 4,2 В, эффективное выходное напряжение результирующего аккумулятора будет составлять 16,8 В.
Но вы можете вообразить, что последовательное соединение множества ячеек - это все равно, что устанавливать на колесницу множество лошадей. Только если все лошади бегут с одинаковой скоростью, колесница будет двигаться с максимальной эффективностью. Из четырех лошадей, если одна лошадь бежит медленно, то другим трем также приходится снижать их скорость, тем самым снижая эффективность, и если одна лошадь бежит быстрее, это в конечном итоге повредит самому себе, потянув груз остальных трех лошадей.Точно так же, , когда четыре элемента соединены последовательно, значения напряжения всех четырех элементов должны быть равны, чтобы получить аккумулятор с максимальной эффективностью. Метод поддержания всех напряжений элемента равным называется балансировкой элемента. В этой статье мы узнаем больше о балансировке ячеек, а также кратко о том, как использовать их на аппаратном и программном уровне.
Зачем нам нужна балансировка клеток?
Балансировка элементов - это метод, при котором уровни напряжения каждого отдельного элемента, соединенного последовательно для формирования батарейного блока , поддерживаются равными для достижения максимальной эффективности батарейного блока.Когда разные элементы объединяются в батарейный блок, всегда необходимо, чтобы они имели одинаковую химию и значение напряжения. Но как только блок установлен и подвергнут зарядке и разрядке, значения напряжения отдельных элементов имеют тенденцию изменяться из-за некоторых причин, которые мы обсудим позже. Это изменение в уровнях напряжения вызывает разбалансирование ячейки, что приведет к одной из следующих проблем
Термальный побег
Худшее, что может случиться, - это тепловое убегание.Как мы знаем, литиевые элементы очень чувствительны к перезарядке и чрезмерной разрядке. В пакете из четырех элементов, если один элемент равен 3,5 В, а другой - 3,2 В, заряд будет заряжать все элементы вместе, так как они соединены последовательно, и он будет заряжать 3,5 В до значения, превышающего рекомендованное, так как другие батареи все еще работают. требует зарядки.
Деградация клеток
Когда литиевый элемент перегружен даже немного выше его рекомендуемого значения, эффективность и жизненный цикл элемента уменьшаются.Например, небольшое увеличение зарядного напряжения с 4,2 до 4,25 В приведет к более быстрому разложению батареи на 30%. Поэтому, если балансировка элементов не является точной, даже небольшая перезарядка сократит время работы от батареи.
Неполная зарядка пакета
По мере старения батарей в упаковке несколько элементов могут быть слабее, чем соседние элементы. Эти недели клетки будут огромной проблемой, так как они будут заряжаться и разряжаться быстрее, чем нормальные здоровые клетки. Во время зарядки батарейного блока с последовательными элементами процесс зарядки должен быть остановлен, даже если один элемент достигает максимального напряжения.Таким образом, если две батареи в батарейном блоке будут работать неделю, они будут заряжаться быстрее, и, таким образом, оставшиеся батареи не будут заряжаться до максимума, как показано ниже.
Неполное использование энергии пакета
Аналогичным образом, в том же случае, когда аккумуляторная батарея разряжается, более слабые элементы разряжаются быстрее, чем здоровые элементы, и они достигают минимального напряжения быстрее, чем другие элементы. Как мы узнали из нашей статьи о BMS, блок будет отключен от нагрузки, даже если один элемент достигнет минимального напряжения.Это приводит к неиспользованной емкости энергии пакета, как показано ниже.
Учитывая все вышеперечисленные возможные недостатки, мы можем сделать вывод, что балансировка ячеек была бы обязательной для использования батарейного блока до его максимальной эффективности . Тем не менее, есть несколько приложений, где первоначальная стоимость должна быть очень низкой, и замена батарей не является проблемой, в таких приложениях можно избежать балансировки ячеек. Но в большинстве применений, включая электромобили, балансировка ячеек является обязательной, чтобы получить максимальный сок из аккумуляторной батареи.
Что вызывает разбалансировка ячеек в аккумуляторных батареях?
Теперь мы знаем, почему важно сохранять баланс всех элементов в батарейном блоке. Но для правильного решения проблемы мы должны знать, почему клетки разбалансированы из первых рук. Как было сказано ранее, когда аккумуляторная батарея формируется путем последовательного размещения элементов, необходимо убедиться, что все элементы имеют одинаковые уровни напряжения. Таким образом, новый аккумулятор всегда будет иметь сбалансированные элементы. Но когда пакет используется, ячеек теряют равновесие по следующим причинам: .
SOC Дисбаланс
Измерение SOC ячейки является сложным; следовательно, очень сложно измерить SOC отдельных элементов в батарее. Идеальная методика балансировки ячеек должна соответствовать ячейкам одного и того же SOC вместо одинаковых уровней напряжения (OCV). Но так как при изготовлении упаковки ячейки практически не соответствуют друг другу, то изменение SOC может со временем привести к изменению OCV.
Изменение внутреннего сопротивления
Очень трудно найти элементы с одинаковым внутренним сопротивлением (ИК), и с возрастом батареи ИК ячейки также меняется, и поэтому в батарейном блоке не все элементы будут иметь одинаковый ИК.Как мы знаем, ИК вносит вклад во внутренний импеданс ячейки, который определяет ток, протекающий через ячейку. Поскольку ИК изменяется, ток через ячейку и его напряжение также изменяются.
Температура
Зарядная и разрядная емкость элемента также зависит от температуры вокруг него. В огромном батарейном блоке, подобном электромобилям или солнечным батареям, элементы распределены по областям отходов, и может быть разность температур в самом блоке, в результате чего один элемент заряжается или разряжается быстрее, чем остальные элементы, вызывая дисбаланс.
Из приведенных выше причин ясно, что мы не можем предотвратить дисбаланс ячейки во время операции. Итак, единственное решение - это использовать внешнюю систему, которая заставляет клетки снова балансировать после того, как они становятся неуравновешенными. Эта система называется системой балансировки батареи . Существует много различных типов аппаратных и программных технологий, используемых для балансировки элементов батареи. Давайте обсудим типы и широко используемые методы.
Типы аккумуляторных батарей Балансировка
Методы балансировки ячеек можно в целом разделить на следующие четыре категории, которые перечислены ниже.Мы обсудим каждую категорию.
- Балансировка пассивной ячейки
- Активная балансировка ячеек
- Балансировка ячеек без потерь
- Redox Shuttle
1. Балансировка пассивной ячейки
Метод пассивной балансировки ячеек - самый простой из всех. Он может использоваться в местах, где стоимость и размер являются основными ограничениями. Ниже приведены два типа пассивной балансировки клеток.
Шунтирование заряда
В этом методе фиктивная нагрузка, такая как резистор, используется для разрядки избыточного напряжения и выравнивания его с другими элементами. Эти резисторы называются байпасными резисторами или резисторами . Каждая ячейка, соединенная последовательно в упаковке, будет иметь свой собственный резистор байпаса, подключенный через переключатель, как показано ниже.
Пример схемы выше показывает четыре ячейки, каждая из которых подключена к двум шунтирующим резисторам через переключатель типа MOSFET. Контроллеры измеряют напряжение всех четырех ячеек и включают mosfet для ячейки, напряжение которой выше, чем у других ячеек .Когда Mosfet включен, эта конкретная ячейка начинает разряжаться через резисторы. Так как мы знаем значение резисторов, мы можем предсказать, сколько заряда рассеивается ячейкой. Конденсатор, подключенный параллельно элементу, используется для фильтрации скачков напряжения во время переключения.
Этот метод не очень эффективен, потому что электрическая энергия рассеивается в виде тепла в резисторах, и цепь также учитывает потери на переключение. Другой недостаток состоит в том, что весь ток разряда протекает через полевой генератор , который в основном встроен в ИС контроллера, и, следовательно, ток разряда должен быть ограничен низкими значениями, что увеличивает время разряда.Одним из способов преодоления этого недостатка является использование внешнего переключателя для увеличения тока разряда , как показано ниже
.
Контроллер запускает внутренний МОП-транзистор с P-каналом, который вызывает разрядку ячейки (I-смещение) через резисторы R1 и R2. Значение R2 выбирается таким образом, чтобы падение напряжения, возникающее на нем из-за протекания тока разряда (I-смещение), было достаточным для запуска второго N-канального МОП-транзистора. Это напряжение называется напряжением источника затвора (Vgs), а ток, необходимый для смещения MOSFET, называется током смещения (I-смещение).
После включения N-канального МОП-транзистора ток проходит через балансировочный резистор R-Bal . Значение этого резистора может быть низким, что позволяет пропускать больший ток через него и тем самым быстрее разряжать аккумулятор. Этот ток называется током стока (I-сток). В этой цепи общий ток разряда является суммой тока стока и тока смещения. Когда P-канальный MOSFET выключен контроллером, ток смещения равен нулю, и, таким образом, напряжение Vgs также становится равным нулю.Это отключает N-канальный МОП-транзистор, оставляя батарею снова идеальной.
ИС для балансировки пассивных ячеек
Несмотря на то, что метод пассивной балансировки неэффективен, он чаще используется из-за этой простоты и низкой стоимости. Вместо проектирования аппаратного обеспечения вы также можете использовать несколько легко доступных микросхем, таких как LTC6804 и BQ77PL900 от известных производителей, таких как линейные и техасские инструменты соответственно. Эти микросхемы могут быть каскадными для мониторинга нескольких ячеек и экономят время и стоимость разработки.
Ограничение заряда
Метод ограничения заряда является самым неэффективным методом из всех. Здесь только безопасность и срок службы батареи учитываются при снижении эффективности. В этом методе напряжение отдельных элементов постоянно контролируется.
Во время процесса зарядки, даже если один элемент достигает полного зарядного напряжения, зарядка прекращается, оставляя другие элементы на полпути. Аналогичным образом, во время разрядки, даже если один элемент достигает минимального напряжения отключения, аккумуляторный блок отсоединяется от нагрузки до тех пор, пока аккумулятор не зарядится снова.
Хотя этот метод неэффективен, он снижает требования к стоимости и размеру. Следовательно, он используется в приложениях, где батареи могут часто заряжаться.
2. Активная балансировка ячеек
При пассивной балансировке ячеек избыточный заряд не использовался, поэтому он считается неэффективным. Принимая во внимание, что при активной балансировке избыточного заряда из одной ячейки переносится в другую ячейку с низким зарядом, чтобы уравнять их . Это достигается за счет использования элементов накопления заряда, таких как конденсаторы и индукторы.Есть много методов для выполнения активной балансировки ячеек, давайте обсудим наиболее часто используемые.
Charge Shuttle (Летающие конденсаторы)
Этот метод использует конденсаторы для передачи заряда от высоковольтного элемента к низковольтному элементу. Конденсатор подключается через SPDT-переключатели. Первоначально переключатель подключает конденсатор к высоковольтной ячейке, а когда конденсатор заряжен, переключатель подключает его к низковольтной ячейке, где заряд от конденсатора поступает в ячейку.Поскольку заряд проходит между ячейками, этот метод называется зарядом. Приведенный ниже рисунок должен помочь вам лучше понять.
Эти конденсаторы называются летающими конденсаторами , поскольку они находятся между низковольтными и высоковольтными элементами, несущими зарядные устройства. Недостаток этого метода заключается в том, что заряд может передаваться только между соседними ячейками. Также требуется больше времени, так как конденсатор должен заряжаться, а затем разряжаться для переноса зарядов.Это также очень менее эффективно, поскольку при зарядке и разрядке конденсатора будут происходить потери энергии, и потери при переключении также должны учитываться. На рисунке ниже показано, как летающий конденсатор будет подключен в батарейном блоке.
Индуктивный преобразователь (метод Buck Boost)
Другой метод активной балансировки ячеек - использование индукторов и коммутационных цепей. В этом способе схема переключения состоит из понижающего повышающего преобразователя .Заряд от высоковольтного элемента накачивается в катушку индуктивности и затем разряжается в элемент низкого напряжения с помощью понижающего повышающего преобразователя . На приведенном ниже рисунке представлен индуктивный преобразователь с двумя ячейками и одним повышающим преобразователем.
В вышеупомянутой цепи заряд может быть передан от ячейки 1 к ячейке 2 путем переключения MOSFETS sw1 и sw2 следующим образом. Сначала переключатель SW1 замыкается, и заряд ячейки 1 поступает в индуктор с током I-заряда.Когда индуктор полностью заряжен, выключатель SW1 размыкается, а выключатель sw2 замыкается.
Теперь полностью заряженный индуктор изменит свою полярность и начнет разряжаться. На этот раз заряд от индуктора протекает в ячейку2 с током I-разряда. Как только индуктор полностью разряжен, переключатель sw2 размыкается, а переключатель sw1 замыкается, чтобы повторить процесс. Приведенные ниже формы сигналов помогут вам получить четкую картину.
В течение времени t0 переключатель sw1 замыкается (включается), что приводит к увеличению тока I заряда и увеличению напряжения на индуктивности (VL).Затем, когда индуктор полностью заряжен в момент времени t1, переключатель sw1 размыкается (выключается), что заставляет индуктор разрядить заряд, накопленный на предыдущем шаге. Когда индуктор разряжается, он меняет свою полярность, следовательно, напряжение VL показано отрицательным. При разряде разрядный ток (I разряд) уменьшается от своего максимального значения. Весь этот ток поступает в ячейку 2, чтобы зарядить его. Небольшой интервал допускается от времени t2 до t3, а затем в момент времени t3 весь цикл повторяется снова.
Этот метод также страдает от существенного недостатка, заключающегося в том, что заряд может передаваться только от более высокого элемента к более низкому элементу. Также следует учитывать потери при переключении и падение напряжения на диоде. Но это быстрее и эффективнее, чем конденсаторный метод.
Индуктивный преобразователь (на основе обратного хода)
Как мы уже говорили, метод понижающего повышающего преобразователя может передавать только заряды из более высокого элемента в нижний элемент. Этой проблемы можно избежать, используя обратный преобразователь и трансформатор.В преобразователе с обратной связью первичная сторона обмотки соединена с батарейным блоком, а вторичная сторона соединена с каждым отдельным элементом батарейного блока, как показано ниже
Как мы знаем, батарея работает от постоянного тока, и трансформатор не будет работать, пока напряжение не будет переключено. Таким образом, чтобы начать процесс зарядки, включается переключатель на стороне первичной катушки Sp. Это преобразует постоянный ток в импульсный постоянный ток, и активируется первичная сторона трансформатора.
Теперь на вторичной стороне каждая ячейка имеет свой собственный переключатель и вторичную катушку. Путем переключения Mosfet низковольтной ячейки мы можем сделать эту катушку в качестве вторичной обмотки для трансформатора. Таким образом, заряд от первичной катушки передается на вторичную катушку. Это приводит к тому, что общее напряжение аккумуляторной батареи разряжается в слабый элемент.
Самое большое преимущество этого метода состоит в том, что любой слабый элемент в блоке может быть легко заряжен от напряжения блока , и не конкретный элемент разряжается.Но поскольку в нем используется трансформатор, он занимает большое пространство и сложность схемы высока.
3. Балансировка без потерь
Балансировка без потерь - это недавно разработанный метод, который уменьшает потери за счет сокращения аппаратных компонентов и обеспечения большего контроля программного обеспечения. Это также делает систему проще и проще в разработке. В этом методе используется матричная коммутационная схема, которая дает возможность добавлять или извлекать элемент из батареи во время зарядки и разрядки.Простая схема переключения матрицы для восьми ячеек показана ниже.
Во время процесса зарядки элемент, который находится под высоким напряжением, будет извлечен из блока с помощью переключателей. На приведенном выше рисунке ячейка 5 извлекается из упаковки с помощью переключателей. Считайте, что красные кружочки - это открытые переключатели, а синяя линия - как замкнутые переключатели. Таким образом, время отдыха более слабых элементов увеличивается во время процесса зарядки, чтобы сбалансировать их во время зарядки.Но зарядное напряжение должно быть соответственно отрегулировано. Та же самая техника может быть использована во время разряда.
4. Редокс Шаттл
Последний метод предназначен не для разработчиков оборудования, а для инженеров-химиков. В свинцово-кислотных батареях у нас нет проблемы балансировки элементов, потому что, когда свинцово-кислотная батарея перегружена, это вызывает выделение газа, что предотвращает его перезарядку. Идея Redox-шаттла состоит в том, чтобы попытаться добиться того же эффекта на литиевые элементы, изменив химический состав электролита литиевого элемента.Этот модифицированный электролит должен предотвращать перезарядку элемента.
Алгоритмы балансировки ячеек
Эффективная техника балансировки ячеек должна сочетать аппаратное обеспечение с правильным алгоритмом. Есть много алгоритмов для балансировки ячеек, и это зависит от аппаратного дизайна. Но типы могут быть сведены к двум различным разделам.
Измерение напряжения холостого хода (OCV)
Это простой и наиболее часто используемый метод.Здесь напряжения открытых ячеек измеряются для каждой ячейки, и схема балансировки ячеек работает для выравнивания значений напряжения всех ячеек, соединенных последовательно. Измерить OCV (напряжение разомкнутой цепи) просто, и, следовательно, сложность этого алгоритма меньше.
Измерение состояния заряда (SOC)
В этом методе SOC клеток сбалансированы. Как мы уже знаем, измерение SOC ячейки является сложной задачей, поскольку нам необходимо учитывать значение напряжения и тока ячейки в течение определенного периода времени, чтобы вычислить значение SOC.Этот алгоритм сложен и используется в местах, где требуется высокая эффективность и безопасность, например в аэрокосмической и космической промышленности.
На этом статья заканчивается. Надеюсь, теперь вы получили краткое представление о том, что такое балансировка ячеек, как она реализована на аппаратном и программном уровне. Если у вас есть какие-либо идеи или методы, поделитесь ими в разделе комментариев или используйте форумы для получения технической помощи.
,Независимо от того, аппаратное или программное обеспечение или какой алгоритм (ы) он использует, балансировщик нагрузки распределяет трафик между различными веб-серверами в пуле ресурсов, чтобы гарантировать, что ни один сервер не будет перегружен и впоследствии ненадежен. Балансировщики нагрузки эффективно минимизируют время отклика сервера и максимизируют пропускную способность.
Действительно, роль балансировщика нагрузки иногда сравнивают с ролью гаишника, поскольку он предназначен для систематической маршрутизации запросов в нужные места в любой данный момент, тем самым предотвращая дорогостоящие узкие места и непредвиденные инциденты.Балансировщики нагрузки должны в конечном итоге обеспечивать производительность и безопасность, необходимые для поддержки сложных ИТ-сред, а также сложные рабочие процессы, происходящие в них.
Распределение нагрузки - это наиболее масштабируемая методология для обработки множества запросов от современных многозадачных рабочих процессов с несколькими устройствами. В сочетании с платформами, которые обеспечивают беспрепятственный доступ к многочисленным различным приложениям, файлам и рабочим столам в современных цифровых рабочих пространствах, балансировка нагрузки обеспечивает более согласованное и надежное взаимодействие с конечными пользователями для сотрудников.
Аппаратные средства - против программных балансировщиков нагрузки
Аппаратные балансировщики нагрузки работают следующим образом:
- Как правило, это высокопроизводительные устройства, способные безопасно обрабатывать несколько гигабит трафика из различных типов приложений.
- Эти устройства могут также содержать встроенные возможности виртуализации, которые объединяют многочисленные экземпляры виртуального балансировщика нагрузки на одном и том же оборудовании.
- Это обеспечивает более гибкую многопользовательскую архитектуру и полную изоляцию арендаторов, помимо прочих преимуществ.
В отличие от программных балансировщиков нагрузки:
- Может полностью заменить оборудование для балансировки нагрузки, обеспечивая аналогичную функциональность и превосходную гибкость.
- Может работать на обычных гипервизорах, в контейнерах или в процессах Linux с минимальными накладными расходами на серверах без ПО и может быть легко настраиваемым в зависимости от вариантов использования и технических требований.
- Может сэкономить место и сократить расходы на оборудование.
Балансировщики нагрузки L4, L7 и GSLB, объясненные
Повседневный опыт работника в цифровом рабочем пространстве может сильно варьироваться.Их производительность может колебаться в зависимости от всего: от мер безопасности для их учетных записей до различной производительности многих приложений, которые они используют. Например, более 70% торгового персонала регулярно пытаются соединить данные из нескольких разнородных приложений - задача, которая может ухудшиться из-за плохого отклика из-за неадекватной балансировки нагрузки.
Другими словами, цифровые рабочие пространства сильно зависят от приложений. Поскольку одновременный спрос на приложения типа «программное обеспечение как услуга» (SaaS), в частности, продолжает расти, надежная доставка их конечным пользователям может стать проблемой, если не будет обеспечена надлежащая балансировка нагрузки.Сотрудники, которые уже испытывают трудности при навигации по нескольким системам, интерфейсам и требованиям безопасности, будут нести дополнительное бремя снижения производительности и простоев.
Для обеспечения большей согласованности и удовлетворения постоянно меняющихся потребностей пользователей серверные ресурсы должны быть легко доступны и сбалансированы по нагрузке на уровнях 4 и / или 7 модели взаимодействия открытых систем (OSI):
- Балансировщики нагрузки уровня 4 (L4) работают на транспортном уровне. Это означает, что они могут принимать решения о маршрутизации на основе портов TCP или UDP, которые используются пакетами, вместе с их IP-адресами источника и назначения.Балансировщики нагрузки L4 выполняют трансляцию сетевых адресов, но не проверяют фактическое содержимое каждого пакета.
Балансировщики нагрузки уровня 7 (L7) - действуют на уровне приложения, самого высокого уровня в модели OSI. Они могут оценивать более широкий диапазон данных, чем аналоги L4, включая заголовки HTTP и идентификаторы сеанса SSL, при принятии решения о том, как распределять запросы по ферме серверов.
Балансировка нагрузки на уровне L7 требует больших вычислительных ресурсов, чем на уровне L4, но она также может быть более эффективной на уровне L7 из-за дополнительного контекста в понимании и обработке запросов клиентов к серверам.
В дополнение к базовой балансировке нагрузки L4 и L7, глобальная балансировка нагрузки на сервер (GSLB) может расширить возможности любого типа по нескольким центрам обработки данных, чтобы эффективно распределять большие объемы трафика и чтобы не было снижения качества обслуживания для конечный пользователь.
Поскольку приложения все чаще размещаются в облачных дата-центрах, расположенных в разных регионах, GSLB позволяет ИТ-организациям доставлять приложения с большей надежностью и меньшей задержкой на любое устройство или местоположение.Это обеспечивает более согласованную работу конечных пользователей при навигации по нескольким приложениям и службам в цифровом рабочем пространстве.
Каковы некоторые из распространенных алгоритмов балансировки нагрузки?
Балансировщик нагрузки или АЦП, который его включает, будет следовать алгоритму, чтобы определить, как запросы распределяются по ферме серверов. Есть много вариантов в этом отношении, начиная от очень простых до очень сложных.
Круглый Робин
Round Robin- это простая техника, позволяющая убедиться, что виртуальный сервер перенаправляет каждый клиентский запрос на другой сервер на основе чередующегося списка.Балансировщики нагрузки легко внедрить, но они не учитывают нагрузку на сервер. Существует опасность, что сервер может получить много ресурсоемких запросов и стать перегруженным.
Метод наименьшего подключения
Принимая во внимание, что циклический перебор не учитывает текущую нагрузку на сервер (только его место в ротации), этот метод оценивается наименьшим способом подключения и, как результат, обычно обеспечивает превосходную производительность. Виртуальные серверы, использующие метод наименьшего количества соединений, будут пытаться отправлять запросы на сервер с наименьшим количеством активных соединений.
Метод наименьшего времени отклика
Более сложный, чем метод наименьшего соединения, метод наименьшего времени отклика основан на времени, затрачиваемом сервером на ответ на запрос мониторинга работоспособности. Скорость ответа является показателем того, насколько загружен сервер, и общего ожидаемого опыта пользователя. Некоторые балансировщики нагрузки также учитывают количество активных соединений на каждом сервере.
Метод с наименьшей пропускной способностью
Относительно простой алгоритм, метод наименьшей полосы пропускания ищет сервер, обслуживающий в настоящее время наименьший объем трафика, измеряемый в мегабитах в секунду (Мбит / с).
Метод наименьших пакетов
Метод наименьших пакетов выбирает услугу, которая получила наименьшее количество пакетов за данный период времени.
Методы хеширования
Методы в этой категории принимают решения на основе хэша различных данных из входящего пакета. Это включает информацию о соединении или заголовке, такую как IP-адрес источника / назначения, номер порта, URL или имя домена, из входящего пакета.
Пользовательский метод загрузки
Пользовательский метод загрузки позволяет балансировщику нагрузки запрашивать нагрузку на отдельных серверах через SNMP.Администратор может определить нагрузку на сервер, представляющую интерес для запроса - использование процессора, память и время отклика, а затем объединить их в соответствии с их запросами.
Зачем нужна балансировка нагрузки?
АЦП с возможностями балансировки нагрузки помогает ИТ-отделам обеспечивать масштабируемость и доступность услуг. Его расширенные функции управления трафиком могут помочь бизнесу более эффективно направлять запросы к нужным ресурсам для каждого конечного пользователя. АЦП предлагает множество других функций (например, шифрование, аутентификация и межсетевой экран веб-приложений), которые могут обеспечить единую точку контроля для защиты, управления и мониторинга множества приложений и служб в различных средах и обеспечения наилучшего взаимодействия с конечным пользователем.
Подробнее о распределителях нагрузки:
,Что это и как этого добиться
Сбалансированная диета дает вашему организму питательные вещества, необходимые ему для правильного функционирования. Чтобы получить необходимое вам питание, большая часть ваших ежедневных калорий должна быть получена из:
Рекомендации по питанию для американцев объясняют, сколько из каждого питательного вещества вы должны потреблять ежедневно.
Количество калорий в пище относится к количеству энергии, запасенной в этой пище. Ваше тело использует калории из пищи для ходьбы, мышления, дыхания и других важных функций.
Обычному человеку необходимо около 2000 калорий в день для поддержания своего веса, но его количество будет зависеть от его возраста, пола и уровня физической активности.
Мужчины, как правило, нуждаются в большем количестве калорий, чем женщины, а людям, которые занимаются спортом, нужно больше калорий, чем людям, которые этого не делают.
В действующих руководствах перечислены следующие уровни потребления калорий для мужчин и женщин разного возраста:
Источник ваших ежедневных калорий также важен. Продукты, которые обеспечивают в основном калории и очень мало пищи, известны как «пустые калории».”
Примеры продуктов, которые обеспечивают пустые калории, включают:
- тортов, печенья и пончиков
- обработанного мяса
- энергетических напитков и газированных напитков
- фруктовых напитков с добавлением сахара
- мороженого
- чипсов и картофеля фри
- пиццы
- sodas
Однако, это не только тип пищи, но и ингредиенты, которые делают ее питательной.
Домашняя пицца с цельнозерновой основой и большим количеством свежих овощей на вершине может быть здоровым выбором.Напротив, готовые пиццы и другие продукты с высокой степенью переработки часто содержат пустые калории.
Для поддержания хорошего здоровья ограничьте потребление пустых калорий и вместо этого старайтесь получать калории из продуктов, богатых другими питательными веществами.
Получите несколько советов по преодолению тяги к менее питательным продуктам.
РезюмеКалории - это мера энергии, которую поставляют продукты. Количество необходимых вам калорий зависит от вашего пола, возраста и уровня активности.
Сбалансированная диета обеспечивает организм питательными веществами, необходимыми для эффективной работы. Без сбалансированного питания ваш организм более подвержен болезням, инфекциям, усталости и низкой работоспособности.
Дети, которые не получают достаточно здоровой пищи, могут столкнуться с проблемами роста и развития, плохой успеваемостью и частыми инфекциями.
У них также могут развиться нездоровые привычки питания, которые могут сохраниться во взрослой жизни.
Без упражнений у них также будет более высокий риск ожирения и различных заболеваний, которые составляют метаболический синдром, таких как диабет 2 типа и высокое кровяное давление.
По данным Центра науки в общественных интересах, 4 из 10 ведущих причин смерти в Соединенных Штатах напрямую связаны с диетой.
Это:
Узнайте больше о планах здорового питания для детей.
РезюмеВаше тело нуждается в питательных веществах, чтобы оставаться здоровым, и пища поставляет необходимые питательные вещества, которые мешают нам заболеть.
Здоровая сбалансированная диета обычно будет включать следующие питательные вещества:
Сбалансированная диета будет включать в себя разнообразные продукты из следующих групп:
- фруктов
- овощей
- зерен
- молочных продуктов
- белковых продуктов
Примеры белковых продуктов включают мясо, яйца, рыбу, бобы, орехи и бобовые.
Люди, которые придерживаются веганской диеты, будут полностью сосредоточены на растительной пище. Они не будут есть мясо, рыбу или молочные продукты, но их диета будет включать в себя другие продукты, которые обеспечивают аналогичные питательные вещества.
Тофу и бобы, например, являются растительными источниками белка. Некоторые люди не переносят молочные продукты, но все же могут построить сбалансированную диету, выбирая разнообразные богатые питательными веществами замены.
Продукты, которых следует избегать
Продукты, которых следует избегать или ограничить в правильном питании, включают:
- продуктов питания высокой степени очистки
- очищенных зерен
- добавленных сахара и соли
- красного и обработанного мяса
- спирта
- транс-жиров
Что полезно для одного человека, может не подходить для другого.
Цельнозерновая мука может быть полезной для многих людей, но не подходит, например, для людей с непереносимостью глютена.
Узнайте о 50 супер здоровых продуктов.
Фрукты
Фрукты питательны, они делают вкусную закуску или десерт и могут удовлетворить сладкоежек.
Местные фрукты, которые находятся в сезон, более свежие и обеспечивают больше питательных веществ, чем импортные фрукты.
Плоды с высоким содержанием сахара, но этот сахар натуральный. В отличие от конфет и многих сладких десертов, фрукты также содержат клетчатку и другие питательные вещества.Это означает, что они с меньшей вероятностью могут вызвать всплеск сахара и увеличат запасы необходимых для организма витаминов, минералов и антиоксидантов.
Если у вас диабет, ваш врач или диетолог могут посоветовать вам, какие фрукты выбирать, сколько есть и когда.
Узнайте об 11 фруктах с низким содержанием сахара.
Овощи
Овощи являются основным источником необходимых витаминов, минералов и антиоксидантов. Ешьте разнообразные овощи разных цветов для полного ассортимента питательных веществ.
Темная листовая зелень является отличным источником многих питательных веществ. Они включают в себя:
Местные, сезонные овощи часто разумны в цене и просты в приготовлении. Используйте их следующими способами:
- в качестве гарнира
- , запеченные в лотке с брызгами оливкового масла
- в качестве основы для супов, рагу и блюд из макарон
- в качестве салата
- в пюре
- в соках и смузи
Зерна
Рафинированная белая мука содержится во многих хлебобулочных и хлебобулочных изделиях, но имеет ограниченную пищевую ценность.Это связано с тем, что большая часть добра находится в оболочке зерна или внешней оболочке, которую производители удаляют во время обработки.
Цельные зерновые продукты включают в себя все зерно, включая оболочку. Они обеспечивают дополнительные витамины, минералы и клетчатку. Многие люди также находят, что цельные зерна добавляют вкус и текстуру к блюду.
Попробуйте перейти с белого хлеба, макаронных изделий и риса на варианты из цельного зерна.
Белки
Мясо и бобы являются основными источниками белка, который необходим для заживления ран, а также для поддержания и развития мышц.
Животный белок
Варианты здорового животного происхождения включают:
- красное мясо, такое как говядина и баранина
- , например, курица и индейка,
- рыба, включая лосося, сардины и другие жирные рыбы
Обработанные Согласно некоторым исследованиям, мясо и красное мясо могут увеличить риск развития рака и других заболеваний.
Некоторые обработанные мясные продукты также содержат много консервантов и соли. Свежее, необработанное мясо - лучший вариант.
Растительный белок
Орехи, бобы и соевые продукты являются хорошими источниками белка, клетчатки и других питательных веществ.
Примеры включают в себя:
Тофу, темпе и другие продукты на основе сои являются отличными источниками белка и являются здоровой альтернативой мясу.
Магазин для тофу и темпе.
Молочные продукты
Молочные продукты содержат необходимые питательные вещества, в том числе:
Они также содержат жир. Если вы хотите ограничить потребление жиров, лучше всего использовать варианты с пониженным содержанием жира.Ваш доктор может помочь вам решить.
Для тех, кто соблюдает вегетарианскую диету, теперь доступно много безмолочных молочных продуктов и других альтернатив молочных продуктов:
- семя льна
- миндаль и кешью
- соя
- овес
- кокос
Часто это обогащены кальцием и другими питательными веществами, что делает их отличной альтернативой молочным продуктам от коров. Некоторые добавили сахар, поэтому внимательно читайте этикетку при выборе.
Магазин миндаля и соевого молока.
Жиры и масла
Жиры необходимы для энергии и здоровья клеток, но слишком много жира может увеличить количество калорий, превышающее потребности организма, и может привести к увеличению веса.
В прошлом руководящие принципы рекомендовали избегать насыщенных жиров из-за опасений, что они повысят уровень холестерина.
Более поздние исследования показывают, что частичная замена ненасыщенными жирами снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний и что в рационе должно оставаться некоторое количество насыщенных жиров - около 10 процентов или меньше калорий.
Транс-жиров, однако, все же следует избегать.
Рекомендации по жирам иногда бывает трудно выполнить, но один ученый предложил следующее руководство:
- Любить жиры: растительных масел и рыбьего жира
- Жиры для ограничения: сливочное масло, сыр и жирные сливки
- Жиры, которые нужно терять: транс-жиров, используемых во многих обработанных и готовых продуктах, таких как пончики
Большинство экспертов считают, что оливковое масло - это полезный жир, и особенно оливковое масло экстра-класса, которое является наименее обработанным типом.
Жареные во фритюре продукты часто с высоким содержанием калорий, но низкой питательной ценностью, поэтому вы должны есть их экономно.
Магазин оливкового масла.
Резюме.Сбалансированная диета содержит продукты из следующих групп: фрукты, овощи, молочные продукты, зерновые и белки.