Vrste UPS in kako delujejo: obsežen pregled

Shematska struktura napetostno neodvisnega UPS-a (USV VI)

»Na spletu«, »Dvojna pretvorba«, »Neprekinjeno delovanje« ali »Dvojna pretvorba«

Razred 1: VFI (Vstarost in Fzahteva Ineodvisno od električnega omrežja, napetost in frekvenca neodvisna od električnega omrežja)

V UPS-u te kategorije je vhod speljan neposredno v usmernik (GR), ki napaja baterije. Izhod napaja izključno inverter (WR), ki v normalnem delovanju, to je, ko je na vhodu UPS omrežna napetost, črpa potrebno energijo iz usmernika in se v primeru izpada omrežja napaja preko baterijskega sistema (akumulatorjev).

V vsakem primeru – ne glede na kakovost vhodne napetosti – se izmenična napetost na izhodu generira iz enosmerne napetosti tako imenovanega vmesnega tokokroga preko spodnjega inverterja. Za večjo zanesljivost napajanja ima VFI UPS tako imenovano obvodno vezje, ki je priključeno vzporedno na kombinacijo usmernik/pretvornik. V primeru preobremenitev na izhodu UPS ali notranje okvare v veji usmernika/inverterja se priključeni porabnik »nemoteno« preklopi na to vejo obvoda in tako nadaljuje z napajanjem. Ker so usmerniki in razsmerniki stalno obremenjeni s polnim obratovalnim tokom, morajo biti posebej kakovostni, zato je tovrstna konstrukcija najdražja. Poleg tega prihaja do izgub tako v smeri enosmernega kot v izmeničnem toku, kar zmanjšuje učinkovitost.

Opisi izdelkov UPS sistemov običajno navajajo učinkovitost pri polni obremenitvi. Ker pa se večina UPS-ov ne uporablja s polno zmogljivostjo, so na splošno nižji izkoristki pri delni obremenitvi ključni za pravilen izračun porabe energije in stroškov. Učinkovitost več kot 95 % pri polni obremenitvi se zdaj lahko šteje za standardno za VFI UPS.

Poleg zaščite pred posledicami izpada električne energije, prenizke in prenapetosti, VFI UPS ščiti tudi pred nihanjem frekvence in harmoniki. Zagotavljajo tudi občasno zaščito pred udari strele in napetostnimi izkrivljanji (izbruhi). UPS-ji VFI se prednostno uporabljajo v aplikacijah, ki imajo visoka merila za sprejemljiv čas izpada, kot so: B. pri napajanju podatkovnega centra.

Upoštevati je treba, da imajo VFI UPS največjo lastno porabo v primerjavi z VFD ali VI UPS-i. Medtem ko npr. Na primer, medtem ko 650 VA VFD UPS potrebuje približno 5 W, ko je v mirovanju (brez priključenih bremen), in 850 VA VI UPS potrebuje približno 15 W, VFI UPS potrebuje precej več energije, tudi ko je v mirovanju (pravilo je, da potrebuje približno 10 % svoje nazivne moči, tj. 850 VA VFI UPS potrebuje približno 85 W lastne moči, ko je v mirovanju).

Shematska struktura napetostno neodvisnega UPS-a (USV VI)

»Line-Interactive«, »network-interactive«, »enojna pretvorba«, »delta-pretvorba« ali »aktivno sledenje skozi delovanje«

2. razred: VI (Voltage Ineodvisno od električnega omrežja, napetost neodvisna od električnega omrežja)

V UPS-u te kategorije se kot osrednja komponenta uporablja dvosmerni pretvornik. Odvisno od zahtev ustvarja enosmerno napetost za polnjenje baterij iz izmenične napetosti na vhodu ali izmenično napetost na izhodu iz enosmerne napetosti baterij.

Ker pretvornik stalno omejuje tudi nivo napetosti na izhodu, je ta v veliki meri neodvisen od nivoja napetosti na vhodu. Če pa je na vhodu napetost, njena frekvenca določa frekvenco napetosti na izhodu. Preklopni čas v primeru izpada električne energije je krajši kot pri VFD UPS in znaša približno 2 do 4 ms. Preklop na omrežno delovanje po obnovitvi se zgodi brez časovnega zamika. Vhodna napetost je sinhrona z izhodno napetostjo.

VI-UPS ne ščiti le pred posledicami izpada električne energije, temveč tudi pred prenizko in prenapetostjo.

Shematska struktura UPS-a, odvisnega od napetosti in frekvence – VFD

»Brez povezave«, »V pripravljenosti« ali »Pasivno«

Razred 3: VFD (Vstarost in Fzahteva Dodvisno od električnega omrežja, napetost in frekvenca sta odvisni od električnega omrežja)

UPS tega razreda med normalnim delovanjem prenaša moč neposredno od vhoda do izhoda. Poleg tega vhod napaja usmernik, ki polni baterije. Če izpade omrežno napajanje, se izhod preklopi na pretvornik, ki se napaja iz baterij.

Odvisno od modela pride do preklopa z zamikom do 10 milisekund (ms). Poleg tega so v skladu z EN 62040-3 kompenzirana nihanja napetosti pod 16 ms in napetostni vrhovi med 4 in 16 ms. Za nekatere zelo občutljive naprave je to morda že predolgo. Pri normalnem delovanju sta raven in frekvenca izhodne napetosti neposredno odvisni od vhodne napetosti.