1 Čo je UPS
UPS, tiež známy ako neprerušiteľný zdroj napájania, je neprerušiteľný zdroj napájania s konštantným napätím a konštantnou frekvenciou, ktorý obsahuje zariadenia na ukladanie energie a menič ako hlavnú súčasť. Zabezpečuje hlavne nepretržité napájanie jedného počítača, systému počítačovej siete alebo iného napájacieho elektronického zariadenia.
Záložný zdroj UPS je núdzové napájacie zariadenie, ktoré môže pokračovať v napájaní záťaže a zabezpečiť kvalitu napájania pri výpadku hlavného zdroja alebo výpadku napájania tak, aby nebola ovplyvnená prevádzka záťaže. Má hlavné funkcie neprerušovaného prepínania medzi duálnymi zdrojmi energie, konverzie frekvencie, konverzie napätia, izolačného rušenia a zálohovania a je široko používaný v oblastiach, ako sú informačné zariadenia s veľkými údajmi, priemyselné záložné napájanie, nákupné centrá, bankové systémy, železnice. systémov a zdravotníckych zariadení.
UPS prešla procesom vývoja od dynamického UPS (rotačný typ) až po statický UPS (stacionárny typ). Včasné dynamické UPS využívalo ukladanie energie zotrvačníka, pričom na dosiahnutie premeny energie využívalo mechanickú energiu a motor. S rozvojom výkonovej elektroniky a technológie polovodičových materiálov, statické UPS s tyristorom ako jadrom postupne nahrádzajú dynamické UPS. Potom boli vyvinuté statické UPS zariadenia využívajúce samovypínacie obrovské výkonové tranzistory, výkonové tranzistory s efektom poľa a bipolárne tranzistory s izolovaným hradlom ako spínacie zariadenia. Vývoj elektronickej technológie a digitálneho riadenia tiež podporil transformáciu riadiacich obvodov UPS z analógových obvodov na digitálne obvody, čím sa výrazne zlepšil ich výkon.
UPS pozostáva hlavne z usmerňovačov, batérií, meničov a statických prepínačov. Keď je sieťové napájanie normálne, UPS stabilizuje sieťové napájanie a dodáva ho do záťaže, pričom nabíja internú batériu; Keď sa preruší napájanie zo siete, UPS premení elektrickú energiu batérie na striedavý prúd cez invertor a pokračuje v napájaní záťaže, čím sa dosiahne neprerušené napájanie.
Podľa rôznych noriem a charakteristík možno UPS klasifikovať na základe výstupného tvaru vlny, výkonovej kapacity, vstupno-výstupného režimu, pracovného princípu, štruktúry a aplikačných scenárov. Bežné klasifikačné metódy zahŕňajú dynamické UPS a statické UPS podľa ich princípov fungovania. Statické UPS zahŕňa zálohovanie, interaktívne, online atď.; Podľa systému napájania je rozdelený na jeden vstup a jeden výstup, tri vstupy a jeden výstup, tri vstupy a tri výstupy atď. Podľa výstupného výkonu sa delí na mikro, malé, stredné, veľké atď.
2 typy UPS
Online interaktívna UPS
Online interaktívny UPS kombinuje vysokú účinnosť záložného UPS s výhodami vysokokvalitného napájania online UPS. Keď je sieťový výkon normálny, priamo dodáva energiu do záťaže zo sieťového napájania bez toho, aby prešiel zložitým procesom premeny energie, takže efektivita práce je extrémne vysoká a dosahuje viac ako 98 %. Zároveň disponuje aj funkciou automatickej stabilizácie napätia, ktorá dokáže zhruba stabilizovať napätie a absorbovať určité rušenie elektrickej siete. Jeho metóda stabilizácie napätia je približne rovnaká ako záložný typ, väčšinou používa relé na zmenu metódy odbočenia transformátora. Keď je vstupné napätie vysoké, transformátor sa zníži a keď je vstupné napätie nízke, transformátor sa zvýši s presnosťou stabilizácie výstupného napätia 5 % -10 %.
Invertor v tomto type UPS má funkciu obojsmernej konverzie a pri napájaní zo siete slúži ako AC/DC usmerňovač na nabíjanie batérie; Keď dôjde k výpadku prúdu, premení sa na DC/AC invertor napájaný batériami a UPS naďalej dodáva energiu do záťaže. Priebeh výstupného napätia môže byť tiež kvázi sínusová vlna, ale kvôli vysokému výstupnému výkonu môžu existovať zariadenia, ktoré vyžadujú, aby vstupné napätie bolo sínusové v záťaži, takže výstupné napätie meniča lineárneho interakčného UPS je väčšinou sínusoida. Je tiež vybavený vstupnými a výstupnými vysokofrekvenčnými filtrami, ktoré dokážu odolávať vysokofrekvenčnému (diferenciálnemu a spoločnému režimu) rušeniu sieťovým napätím.
Linkový interaktívny UPS je vhodný pre malé a stredne veľké kancelárske a domáce sieťové zariadenia. Pre tieto scenáre nielenže spĺňa určité požiadavky na ochranu napájania, ale má aj výhody nízkej ceny, jednoduchého obvodu a vysokej spoľahlivosti. A konvertor má tiež funkciu nabíjania a jeho nabíjacia kapacita je silnejšia ako kapacita záložného typu. Hoci výstup UPS má stále čas konverzie, je kratší ako typ zálohy, zvyčajne 4-6 ms. Ak je tlmivka zapojená do série medzi vstupný spínač a automatický regulátor napätia, invertor môže okamžite dodávať energiu do záťaže, keď sa preruší sieťové napájanie, čo môže skrátiť čas interaktívnej konverzie na nulu a zvýšiť schopnosť rušenia. .
UPS s duálnou konverziou
UPS s duálnou konverziou zaisťuje stabilitu a kontinuitu výstupného napätia prostredníctvom dvoch konverzií napájania a je široko používaný v kľúčových aplikačných scenároch, ako sú dátové centrá, zdravotnícke zariadenia a finančné inštitúcie.
Štruktúra obvodu UPS s duálnou konverziou pozostáva z usmerňovača/nabíjačky, meniča, nabíjačky batérií (voliteľné), prepínača batérií atď. Usmerňovač/nabíjačka premieňa vstupný striedavý prúd na jednosmerný prúd, dodáva ho do meniča a nabíja batériu rovnaký čas. Keď sa preruší napájanie zo siete, menič premení jednosmerný prúd batérie na striedavý prúd a dodá ho do záťaže.
Obvodová štruktúra UPS s duálnou konverziou bez bypassu pozostáva z usmerňovača/nabíjačky, meniča, nabíjačky batérií (voliteľné), prepínača batérií atď. Moderné systémy UPS sú často vybavené nezávislými nabíjačkami batérií, ktoré majú tú výhodu, že napätie pri udržiavaní nabíjania batérie sa nebude meniť so záťažou, čo je výhodné pre predĺženie životnosti batérie. Spínač batérie slúži na pripojenie alebo odpojenie batérie od usmerňovača alebo meniča a môže používať tyristory, diódy alebo mechanické spínače.
UPS s duálnou konverziou s bypassom pridáva modul prepínača UPS pre prepnutie UPS z normálneho režimu do režimu skladovania energie alebo naopak.
Princíp fungovania UPS s dvojitou konverziou spočíva v tom, že sieťový vstupný výkon striedavého prúdu sa najprv premení na jednosmerný prúd pomocou usmerňovača a potom sa prevedie na striedavý výkon pomocou meniča. Zároveň usmerňovač/nabíjačka alebo nezávislá nabíjačka batérie nabíja batériu. Za normálnych okolností je záťaž napájaná kombináciou usmerňovač/invertor. Keď indikátory napájacieho zdroja striedavého prúdu zo siete prekročia vopred stanovený limit kapacity, UPS sa prepne do režimu skladovania energie, to znamená, že kombinácia batéria/invertor dodáva energiu do záťaže a časový interval napájania je skladom energie. čas batérie, alebo kým sa sieťový vstupný zdroj nevráti na limit projektovanej kapacity UPS a potom sa prepne do normálneho režimu. Keď usmerňovač/invertor zlyhá, alebo keď UPS zaznamená okamžité alebo trvalé preťaženie, UPS sa prepne do prevádzkového režimu bypassu, kde je záťaž dočasne napájaná z bypassového zdroja (AC vstup 3). Aby sa zabezpečila neprerušovaná konverzia, výstup meniča a AC vstup 3 musia byť synchronizované. Okrem toho, ak sú vstupné a výstupné napätia rozdielne, musí byť v obtokovom obvode nainštalovaný transformátor (AC vstup 3).
Záťaž UPS s duálnou konverziou je vždy nepretržite napájaná z meniča, či už je menič napájaný z usmerňovača alebo z batérie. Výstupné napätie a frekvencia UPS nie sú závislé od vstupného napätia a frekvencie sieťového napájania. Výstupná vlna je sínusová vlna v normálnom režime aj v režime akumulácie energie. Vďaka izolácii záťaže od sieťového napájania usmerňovačmi a meničmi sú potlačené rôzne rušenia zo sieťového napájania, ktoré môžu chrániť pred prepätiami/špičkami, šumom vo vedení, podpätím, prepätím, bleskom, zmenami frekvencie, skreslením napätia, harmonické napätie, prerušenia napájania a iné poruchy zo sieťového napájania. Rozsah napätia povolený pre vstupné napájanie UPS s duálnou konverziou je široký a statická a prechodná presnosť výstupného napätia je vysoká. Keď zlyhá vstupné striedavé napájanie, môže sa okamžite prepnúť z normálneho režimu do režimu skladovania energie bez prerušenia výstupného výkonu počas procesu konverzie, alebo inými slovami, čas konverzie je nulový. Keď však UPS zlyhá, čas prechodu z normálneho režimu do režimu bypass je 1-4 ms.
Online UPS
Online UPS premieňa vstupný striedavý prúd na jednosmerný prúd a späť na striedavý prúd, keď je to potrebné, s najvyššou úrovňou ochrany napájania, široko používaný v energetických systémoch, počítačových dátových centrách a iných oblastiach.
Online UPS vždy udržiava svoj menič v prevádzkovom stave. Najprv premení externý striedavý prúd na jednosmerný prúd cez obvod a potom premení jednosmerný prúd na kvalitný sínusový striedavý prúd cez vysokokvalitný menič na výstup do počítača. V podmienkach napájania je hlavnou funkciou stabilizácia napätia a zabránenie rušeniu rádiovými vlnami; Počas výpadku prúdu použite na napájanie meniča záložný zdroj jednosmerného prúdu (batériu). Vďaka nepretržitej prevádzke meniča nevzniká problém s časom spínania, takže je vhodný pre situácie s prísnymi požiadavkami na napájanie.
Online UPS je rozdelená do dvoch typov: bypass free a duálna konverzia. Štruktúra obvoduUPS s duálnou konverziou bez bypassu je relatívne jednoduchý, pozostáva z usmerňovača, meniča, batérie atď. UPS s duálnou konverziou s bypassom pridáva modul prepínača UPS pre prepnutie z normálneho režimu do režimu akumulácie energie alebo naopak, zlepšenie flexibility a spoľahlivosti systému.
Pracovný režim online UPS je nasledovný: keď je sieťové napájanie normálne, sieťové napájanie prechádza cez filtračný obvod prepätia → obvod striedavého prúdu na jednosmerný → obvod jednosmerného prúdu na striedavý → a potom konvertuje výstup striedavého prúdu na napájanie záťaže, zatiaľ čo nabíjanie batérie súčasne; Keď riadiaci obvod mikroprocesora zistí prerušenie napájania, okamžite vybije batériu → premení jednosmerný prúd na obvod striedavého prúdu → a skonvertuje výstup striedavého prúdu na napájanie záťaže. Ak riadiaci obvod mikroprocesora zistí poruchu UPS, UPS použije relé (RELAY) na vypnutie premostenia (BYPASS), napájanie záťaže zo siete a akustické varovanie pre používateľa.
Online UPS má mnoho výhod, ako napríklad sínusový výstup. Či už v režime siete alebo v režime batérie, môže poskytovať sínusové napájanie s nízkym skreslením, čo poskytuje najlepšiu záruku napájania pre záťažové zariadenia používateľov; Nulový čas konverzie, keď sa preruší alebo obnoví napájanie zo siete, pre UPS nie je čas na prepnutie medzi sieťovým režimom a režimom batérie, čím sa efektívne zabezpečí spoľahlivosť prevádzky záťaže; Funkcia detekcie nulového vodiča na vstupe, aby sa predišlo spätnému pripojeniu nulového vodiča na vstupe UPS, má funkciu detekcie nulového vodiča; Humanizovaný obtokový výstup, normálne napájanie zo siete, štandardne bez obtokového výstupu, musí byť zapnutý, aby mal normálny výstup meniča, ale môže byť zmenený na „napájanie zo siete má bypassový výstup“ pomocou softvérovej konfigurácie; Funkcia TVSS, známa aj ako funkcia ochrany proti prepätiu TRANSIENT VOLTAGE SURGE SUPPRESS, sa používa pre funkcie ochrany faxového TELEFÓNU, MODEMU, siete a iných funkcií konverzie; Horúca záloha duálneho stroja, keď je absolútne zakázané vypínať najdôležitejšie záťažové zariadenie používateľa, modely s kapacitou 6KVA alebo viac môžu plne podporovať funkciu horúceho zálohovania duálneho stroja. Používatelia môžu použiť dve UPS na primárne a záložné použitie. Keď jeden z nich zlyhá, druhý je zodpovedný za dodávku energie; Korekcia vstupného účinníka s funkciou korekcie vstupného účinníka. V podmienkach plného zaťaženia môže vstupný účinník dosiahnuť 0,95 alebo viac, takže prostredie elektrickej siete používateľa nebude znečistené; DC štartovanie. V prípade výpadku prúdu, ak je UPS potrebný na spustenie počítača alebo iného záťažového zariadenia, možno batériu priamo použiť na spustenie jednosmerného prúdu, vďaka čomu je používanie UPS pohodlnejšie a spoľahlivejšie; Ochrana bypassu a funkcia bypassového napájania výrazne zvyšujú schopnosť UPS reagovať na núdzové situácie. Súčasne, keď má záťažové zariadenie užívateľa špeciálne požiadavky na napájanie, ako napríklad napätie nie je príliš vysoké, je zabezpečená ochrana proti napätiu napájacieho zdroja, aby sa užívateľské záťažové zariadenie chránilo pred nebezpečenstvom vysokého napätia; Funkcia automatického štartu. Keď je sieťové napájanie abnormálne a prejde do režimu batérie pre napájanie, kým sa neodpojí, UPS sa vypne. Keď sa sieťové napájanie vráti do normálu, UPS sa automaticky spustí a poskytne normálne napájanie bez toho, aby používatelia museli zapínať každý z nich; Návrh dlhodobého napájacieho zdroja, ktorý používateľom poskytuje komplexné dlhodobé možnosti stroja, vybavený vhodnými batériami, môže používateľom umožniť vybíjanie na približne 8 hodín, aby splnili požiadavky rôznych prostredí elektrickej siete; Stroje s dlhou životnosťou majú silné nabíjacie schopnosti. Okrem predĺženia doby vybíjania má batéria tiež silnú schopnosť nabíjania, ktorá poskytuje počiatočný nabíjací prúd približne 5-10A; Funkcia samokontroly môže simulovať situáciu výpadku prúdu a vstúpiť do režimu batérie pre napájanie. Táto funkcia môže byť vykonaná kedykoľvek pomocou tlačidla samokontroly na paneli alebo v spojení s monitorovacím softvérom; Silná ochrana proti rušeniu, navrhnutá v súlade s medzinárodnými normami série EN{7}} a IEC{8}}, účinne zlepšuje bezpečnosť a spoľahlivosť používania UPS; Môže byť použitý v spojení s generátorom, so širokým rozsahom vstupného napätia a frekvencie, čo umožňuje jeho použitie v spojení s hlavnými značkami generátorov počas dlhšieho časového obdobia. Súčasne účinne odstraňuje slabú energiu generovanú generátorom a poskytuje čistý, bezpečný a stabilný zdroj energie pre záťaž; Zvládne indukčné zaťaženie; Stiahnite si softvér. Aby bola správa UPS pre používateľov pohodlnejšia a efektívnejšia, monitorovací softvér je možné bezplatne stiahnuť z webovej stránky na dosiahnutie inteligentného riadenia; Slot, vybavený inteligentným slotom. Používatelia si môžu vybrať kartu AS400 na poskytovanie štandardných komunikačných signálov IBM AS400. Používatelia môžu použiť rozhranie AS400 na vzdialené zobrazenie, vrátane zvukových alarmov a svetelných displejov. Prípadne si môžete zakúpiť kartu WinPower CMC (centralizovaná monitorovacia karta) a použiť monitorovací softvér, ktorý umožní počítaču súčasne monitorovať prevádzkový stav viacerých lokálnych online systémov UPS.
Iné typy UPS
Vrátane vežových UPS a modulárnych UPS. Tower UPS má nezávislú trojfázovú štruktúru s nízkou pravdepodobnosťou zlyhania vnútorných komponentov a krátkym časom údržby, vďaka čomu je vhodný pre dátové centrá na vysokej úrovni. Modulárny UPS dosahuje redundanciu výkonových modulov prostredníctvom paralelnej prevádzky, čo má výhody nižších nákladov na jeden stroj a mierne vyššej účinnosti, ale má vyššiu poruchovosť.
Vysokofrekvenčné stroje a modulárne zdroje UPS majú jedinečné výhody a nevýhody. Vysokofrekvenčný strojový napájací zdroj UPS, známy tiež ako modulárny vysokofrekvenčný UPS, využíva modulárny dizajn s vysokou inteligenciou v štýle zásuvky. Môže splniť požiadavky na výstupný výkon a spoľahlivosť pridaním alebo odstránením modulov UPS v skrini s veľkou flexibilitou a dosiahnutím najlepšej nákladovej efektívnosti. Má funkciu jednoduchého zapojenia a odpojenia, ktorá nielenže spĺňa požiadavky na výkon a spoľahlivosť pridaním alebo odstránením modulov vo vnútri skrine, ale umožňuje aj online údržbu, pokiaľ to umožňuje redundancia, čím sa dosiahne nulový čas opravy. Prijatie technológie úplného riadenia, ktorá zhromažďuje pokročilé technologické úspechy v oblasti výkonovej elektroniky a automatického riadenia, je míľnikom v technologickej revolúcii v priemysle UPS. Vysokofrekvenčný zdroj UPS má malú veľkosť a nízku hmotnosť; Silná adaptabilita na kolísanie sieťového napätia; Vstupný účinník sieťového napájania môže dosiahnuť 0,99 alebo viac, čím sa zníži harmonický obsah sieťového vstupného prúdu na menej ako 5 %, minimalizuje sa znečistenie elektrickej siete a odstráni sa počuteľný šum (vrátane elektrického a mechanický hluk). Ale vysokofrekvenčné stroje musia používať vysokofrekvenčné IGBT, ktoré môžu pracovať v 20 kHz UPS. Tieto IGBT sú drahé, majú obmedzenú dodávku, prísne pracovné oblasti s napätím a prúdom, slabú odolnosť proti nárazu, nízku spoľahlivosť a vysokú poruchovosť.
Modulárny UPS je systém, ktorý oddeľuje výkonové komponenty vysokofrekvenčného UPS do jednotlivých výkonových modulov, ktoré sú potom na výstupe paralelne. Okrem toho sú prepínací modul obtoku a riadiaca jednotka tiež vyrobené do modulárnych jednotiek, takže celý UPS je zložený z modulov na seba. Najväčšou vlastnosťou modulárneho UPS je, že výkonová časť môže ľahko dosiahnuť funkciu redundancie. Pokiaľ je nadbytočný výkon nosnej kapacity UPS väčší ako výkon jedného modulu, výkonová časť UPS môže dosiahnuť redundanciu "N+1", čím sa zlepší spoľahlivosť napájania UPS. Ďalšou výhodou modulárnych UPS je ich vysoká dostupnosť. Keď modul zlyhá, je možné ho priamo vymeniť s veľmi krátkym časom opravy a pohodlnou údržbou. Okrem toho modulárne UPS často spomínajú model „rast pri investovaní“, čo znamená, že používatelia si môžu zakúpiť menej napájacích modulov počas počiatočnej výstavby a potom si môžu zakúpiť napájacie moduly na rozšírenie UPS po zvýšení počtu používateľských zariadení počas obchodného rastu. Štruktúra systému modulárnych UPS je vysoko flexibilná a koncepcia napájacích modulov spočíva v tom, že sa dajú ľahko odstrániť a nainštalovať počas prevádzky systému bez ovplyvnenia prevádzky a výkonu systému, čo umožňuje plánovanie investícií dosiahnuť „rozšírenie na požiadanie“ a umožňuje používateľov na dosiahnutie „dynamického rastu“ s rozvojom podnikania. To nielenže vyhovuje rozširovaniu vybavenia na požiadanie v neskoršej fáze, ale tiež znižuje počiatočné obstarávacie náklady.