Pidev toitevoog (UPS): blokkdiagramm ja selgitus

Mis on UPS (katkestamatu võimsusvarustus)?

Katkestamatu võimsusvarustus (UPS) on elektriseadme, mis kasutatakse otseseks võimsusallikana ühendatud laadi jaoks, kui peamine sisendvõimsusallikas väljub tööst.

UPS-is on energia tavaliselt säilitatud lennukividest, akkudest või super kapasitoritest. Teiste otsese võimsusvarustuse süsteemidega võrreldes on UPS-l eelis, et see pakkub otsese kaitset sisendvõimsuse katkestuste eest.

Selle akulausa tööaja on väga lühike; siiski on see piisav, et turvaliselt sulgeda ühendatud seadmed (arvutid, telekommunikatsiooniseadmed jne) või panna tööle varuvõimsusallikas.

UPS-i saab kasutada kaitsevahendina mõnele riistale, mis võib järsu võimsuse katkestuse korral tekitada tõsiseid kahju või kadu.

Katkestamatu võimsusallikas, akuleivitus ja lennukivi leivitus on mõned muud nimed, mida UPS-i kohta kasutatakse. Saadaval olevate UPS-ühikute suurus ulatub 200 VA-st, mis kasutatakse ühe arvuti jaoks, kuni mitmete suurte ühikute, kuni 46 MVA-ni.

UPS-i peamised rollid

Kui peamine võimsusallikas väljub, toodab UPS väiksena võimsust. See on UPS-i peamine roll. Lisaks sellele saab ta ka parandada mõnda üldist võimsuseprobleemi, mis on seotud tarbimisvõimsusega erinevas ulatuses.

Parandatavad probleemid hõlmavad pingevärava (püsiv ülepinge), müra, kiire pingevähendus, harmonilisi väärtusi ja pinge sageduse ebastabiilsust.

UPS-i tüübid

Üldiselt on UPS-süsteemid jagatud viieks tüübiks: On-line UPS, Off-line UPS, Line interactive UPS, Standby on-line hybrid, Standby-Ferro ja Delta conversion On-Line.

Off-line UPS

See UPS on ka teada kui Standby UPS-süsteem, mis pakub ainult kõige põhilineid omadusi. Siin on põhiline allikas filtriteeritud AC-mains (näha solidaarses joonisel 1).

Kui toimetuse katke minek aset leiab, valib ülekandekontakt varuvõimsusallikat (näha katkeneratas 1).

Nii näeme selgelt, et stand-by süsteem alustab tööd ainult siis, kui mains väljub. Selles süsteemis on AC-vool esmalt rektimeeritud ja säilitatud akus, mis on ühendatud rektimeerijaga.

Kui toimetuse katke minek aset leiab, muudetakse see DC-vool tagasi AC-vooliks tõstmise abil ja edastatakse seda seadmel, mis on sellele ühendatud.

See on kõige odavam UPS-süsteem, mis pakub lisaks varuvõimsusele ka ülepinge kaitset. Ülekandeaeg võib olla umbes 25 millisekundit, mis seostatakse aega, mille UPS-süsteem kulutab selleks, et tuvastada võimsuse pinge, mis on kadunud. Blokkdiagramm on näidatud allpool.

On-line UPS

Selles tüüpi UPS-is kasutatakse topeltkonversiooni meetodit. Siin esmalt rektimeeritakse AC-sisendi DC-vooliks, et säilitada see taaskasutatavas akus.

See DC-vool muudetakse AC-vooliks inverteerimise protsessi abil ja antakse laadi või seadmele, millega see on ühendatud (joonis 2).

Selle tüübi UPS-i kasutatakse, kus elektriline isoleerimine on kohustuslik. See süsteem on veidi kallisum, kuna sellel on pidevalt töötavad konverteerijad ja jahutussüsteemid.

Siin rektimeerija, mis on võetud normaalsetest AC-vooludest, juhib otse inverteerijat. Seetõttu tuntakse seda ka kui Topeltkonversiooni UPS. Blokkdiagramm on näidatud allpool.

Kui toimetuse katke minek aset leiab, ei mängi rektimeerija selles ringis rohkem rolli ja stabiilne võimsus, mis on säilitatud akkudes, mis on ühendatud inverteerijaga, edastatakse laadile ülekandekontakti abil.

Kui võimsus taastatakse, alustab rektimeerija akude laadimist. Akude ülekuumenemise vältimiseks piiratakse laadimisvoolu. Põhivõimsuse katke ajal töötab see UPS-süsteem nullise ülekandeaegadega.

Põhjus on, et varuvõimsusallikas toimib kui põhiallikas, mitte peamine AC-sisend. Kuid sissemõõgu ja suure laadimiskorra tõttu võib selle süsteemiga tekkinud ülekandeaeg olla umbes 4-6 millisekundit.

Line Interactive UPS

Väikeste ettevõtete, osakondlike serverite ja veebide jaoks kasutatakse lineaarse interaktiivse UPS-i. See on enam-vähem sama, nagu off-line UPS.

Erinevus seisneb tap-changing transformaatori lisamises. Pingeregulatsioon tehakse selle tap-changing transformaatori poolt, muutes tabi vastavalt sisend-pingele. Lisafiltrimine selles UPS-is annab tulemuseks madalamate transiente kahjude. Blokkdiagramm on näidatud allpool.