Typy UPS i sposób ich działania: kompleksowy przegląd

Schematyczna struktura UPS-a niezależnego od napięcia (USV VI)

„Online”, „Podwójna konwersja”, „Ciągła praca” lub „Podwójna konwersja”

Klasa 1: VFI (Voltaża i Fwymaganie Iniezależny od zasilania sieciowego, napięcie i częstotliwość niezależne od sieci)

W UPS-ie tej kategorii, wejście jest prowadzone bezpośrednio do prostownika (GR), który zasila baterie. Wyjście zasilane jest wyłącznie przez falownik (WR), który podczas normalnej pracy, tzn. gdy na wejściu UPS-a występuje napięcie sieciowe, pobiera niezbędną energię z prostownika i jest zasilany poprzez system baterii (akumulatory) w przypadku zaniku napięcia sieciowego.

W każdym przypadku – bez względu na jakość napięcia wejściowego – napięcie przemienne na wyjściu powstaje ze stałego napięcia tzw. obwodu pośredniczącego poprzez umieszczony niżej falownik. Aby zwiększyć bezpieczeństwo zasilania, UPS VFI posiada tzw. obwód obejściowy, który jest podłączony równolegle do układu prostownika/falownika. W przypadku przeciążenia na wyjściu UPS-a lub wewnętrznej usterki w gałęzi prostownika/falownika, podłączony odbiornik jest przełączany na tę gałąź obejściową „bez przerwy” i w ten sposób jest nadal zasilany. Ponieważ prostowniki i falowniki są stale obciążane pełnym prądem roboczym, muszą być szczególnie wysokiej jakości, co sprawia, że ​​tego typu konstrukcje są najdroższe. Ponadto straty występują zarówno w kierunku prądu stałego, jak i przemiennego, co powoduje zmniejszenie sprawności.

Opisy produktów systemów UPS zwykle podają wydajność przy pełnym obciążeniu. Ponieważ jednak większość zasilaczy UPS nie wykorzystuje pełnej mocy, niższa sprawność przy częściowym obciążeniu ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego obliczenia zużycia energii i kosztów. Sprawność powyżej 95% przy pełnym obciążeniu można obecnie uznać za standard w przypadku UPS-ów VFI.

Oprócz ochrony przed skutkami zaników napięcia, niedoborem napięcia i przepięć, UPS VFI chroni również przed wahaniami częstotliwości i harmonicznymi. Zapewniają również sporadyczną ochronę przed uderzeniami piorunów i zniekształceniami napięcia (wybuchy napięcia). Zasilacze UPS VFI są preferowane w zastosowaniach, w których wymagane są wysokie kryteria tolerowanego czasu przestoju, takich jak: B. w zasilaniu centrum danych.

Należy zauważyć, że UPS-y VFI charakteryzują się najwyższym zużyciem własnym w porównaniu do UPS-ów VFD lub VI. Podczas gdy np. Na przykład, podczas gdy UPS VFD o mocy 650 VA wymaga około 5 W w stanie bezczynności (bez podłączonych obciążeń), a UPS VI o mocy 850 VA wymaga około 15 W, UPS VFI wymaga znacznie więcej mocy, nawet w stanie bezczynności (ogólnie przyjmuje się, że wymaga on około 10% swojej mocy znamionowej, tj. UPS VFI o mocy 850 VA wymaga około 85 W własnej mocy w stanie bezczynności).

Schematyczna struktura UPS-a niezależnego od napięcia (USV VI)

„Interaktywność liniowa”, „interaktywność sieciowa”, „pojedyncza konwersja”, „konwersja delta” lub „aktywna operacja follow-through”

Klasa 2: VI (Voltage I(niezależny od zasilania sieciowego, napięcie niezależne od sieci)

W UPS-ie tej kategorii, centralnym elementem jest falownik dwukierunkowy. W zależności od potrzeb generuje napięcie stałe do ładowania akumulatorów z napięcia przemiennego na wejściu lub napięcie przemienne na wyjściu z napięcia stałego akumulatorów.

Ponieważ przetwornik stale ogranicza poziom napięcia na wyjściu, jest to w dużym stopniu niezależne od poziomu napięcia na wejściu. Jednakże, jeżeli do wejścia zostanie przyłożone napięcie, jego częstotliwość określa częstotliwość napięcia na wyjściu. Czas przełączania w przypadku zaniku zasilania jest krótszy niż w przypadku UPS-ów VFD i wynosi około 2 do 4 ms. Przełączenie na zasilanie sieciowe po powrocie zasilania następuje bez żadnej zwłoki czasowej. Napięcie wejściowe jest synchroniczne z napięciem wyjściowym.

Zasilacze UPS VI-UPS chronią nie tylko przed skutkami przerw w dostawie prądu, ale także przed niedoborem napięcia i przepięciem.

Schematyczna struktura UPS-a zależnego od napięcia i częstotliwości – VFD

„Offline”, „Czuwanie” lub „pasywny”

Klasa 3: VFD (Voltaża i Fwymaganie Dzależne od zasilania sieciowego, napięcie i częstotliwość zależne od sieci)

UPS tej klasy podczas normalnej pracy przesyła moc bezpośrednio z wejścia do wyjścia. Dodatkowo wejście zasila prostownik, który ładuje akumulatory. W przypadku zaniku zasilania sieciowego, wyjście przełączane jest na inwerter zasilany z akumulatorów.

W zależności od modelu, przełączanie następuje z opóźnieniem wynoszącym nawet 10 milisekund (ms). Ponadto, zgodnie z normą EN 62040-3, kompensowane są wahania napięcia poniżej 16 ms i piki napięcia pomiędzy 4 i 16 ms. W przypadku niektórych bardzo wrażliwych urządzeń może to być już za długo. Podczas normalnej pracy poziom i częstotliwość napięcia wyjściowego zależą bezpośrednio od napięcia wejściowego.