Tipos de UPS y cómo funcionan: una descripción general completa

Estructura esquemática de un SAI independiente del voltaje (USV VI)

“En línea”, “Doble conversión”, “Operación continua” o “Doble conversión”

Clase 1: VFI (VOltaje y Ffrecuencia Iindependiente de la red eléctrica, tensión y frecuencia independientes de la red eléctrica)

En un SAI de esta categoría, la entrada se conduce directamente a un rectificador (GR) que alimenta las baterías. La salida es alimentada exclusivamente por un inversor (WR), que en funcionamiento normal, es decir cuando hay tensión de red en la entrada del SAI, toma la energía necesaria del rectificador y la alimenta a través del sistema de baterías (acumuladores) en caso de fallo de red.

En cualquier caso, independientemente de la calidad de la tensión de entrada, la tensión alterna en la salida se genera a partir de la tensión continua del llamado circuito intermedio a través de un inversor posterior. Para aumentar la seguridad del suministro, un UPS VFI tiene un llamado circuito de bypass, que está conectado en paralelo a la combinación rectificador/inversor. En caso de sobrecarga en la salida del SAI o de fallo interno en la rama rectificador/inversor, el consumidor conectado se conmuta a esta rama de bypass “sin interrupción” y continúa así recibiendo suministro. Dado que los rectificadores e inversores están constantemente cargados con toda la corriente de funcionamiento, deben ser de una calidad especialmente alta, lo que hace que este tipo de construcción sea el más caro. Además, se producen pérdidas tanto en la dirección de corriente continua como en la alterna, lo que reduce la eficiencia.

Las descripciones de los productos de los sistemas UPS generalmente indican la eficiencia a plena carga. Sin embargo, como la mayoría de los SAI no se utilizan a plena capacidad, las eficiencias generalmente más bajas con carga parcial son cruciales para el cálculo correcto del consumo de energía y los costos. Una eficiencia de más del 95% a plena carga ahora puede considerarse estándar para un UPS VFI.

Además de proteger contra las consecuencias de un corte de energía, subtensión y sobretensión, un UPS VFI también protege contra fluctuaciones de frecuencia y armónicos. También proporcionan protección esporádica contra rayos y distorsiones de tensión (ráfagas). Los UPS VFI se utilizan preferentemente en aplicaciones que tienen criterios elevados de tiempo de inactividad tolerable, como: B. en el suministro de energía de un centro de datos.

Cabe señalar que los UPS VFI tienen el mayor autoconsumo en comparación con los UPS VFD o VI. Mientras que por ejemplo Por ejemplo, mientras que un UPS VFD de 650 VA requiere alrededor de 5 W cuando está inactivo (sin cargas conectadas), y un UPS VI de 850 VA requiere alrededor de 15 W, un UPS VFI requiere considerablemente más energía incluso cuando está inactivo (una regla general es que requiere alrededor del 10% de su potencia nominal, es decir, un UPS VFI de 850 VA requiere alrededor de 85 W de su propia energía cuando está inactivo).

Estructura esquemática de un SAI independiente del voltaje (USV VI)

“Interactivo en línea”, “interactivo en red”, “conversión simple”, “conversión delta” u “operación de seguimiento activo”

Clase 2: VI (Voltaje Iindependiente de la red eléctrica, tensión independiente de la red eléctrica)

En un SAI de esta categoría se utiliza un inversor bidireccional como componente central. Dependiendo de los requisitos, genera la tensión continua para cargar las baterías a partir de la tensión alterna en la entrada o la tensión alterna en la salida a partir de la tensión continua de las baterías.

Dado que el convertidor también limita continuamente el nivel de voltaje en la salida, esto es en gran medida independiente del nivel de voltaje en la entrada. Sin embargo, si se aplica un voltaje a la entrada, su frecuencia determina la frecuencia del voltaje en la salida. El tiempo de conmutación en caso de corte de energía es más corto que con un UPS VFD y es de aproximadamente 2 a 4 ms. El cambio al funcionamiento con red eléctrica después de la recuperación se produce sin ningún retraso de tiempo. El voltaje de entrada es sincrónico con el voltaje de salida.

VI-UPS no sólo protege contra las consecuencias de un corte de energía, sino también contra subtensión y sobretensión.

Estructura esquemática de un SAI dependiente de voltaje y frecuencia (VFD)

"Fuera de línea", "En espera" o "Pasivo"

Clase 3: VFD (VOltaje y Ffrecuencia Ddependiente de la red eléctrica, tensión y frecuencia dependientes de la red eléctrica)

Un UPS de esta clase transfiere la energía directamente de la entrada a la salida durante el funcionamiento normal. Además, la entrada alimenta un rectificador que carga las baterías. Si falla el suministro eléctrico, la salida se conmuta a un inversor que se alimenta de las baterías.

Dependiendo del modelo, el cambio se produce con un retraso de hasta 10 milisegundos (ms). Además, según EN 62040-3, se compensan las fluctuaciones de tensión por debajo de 16 ms y los picos de tensión entre 4 y 16 ms. Para algunos dispositivos muy sensibles, este tiempo puede resultar demasiado largo. En funcionamiento normal, el nivel y la frecuencia del voltaje de salida dependen directamente del voltaje de entrada.