Alimentación ininterrumpida (UPS): Diagrama de bloques e explicación
Que é un SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida)?
Un Sistema de Alimentación Ininterrumpida (SAI) está definido como unha peza de equipo eléctrico que pode usarse como fonte de enerxía inmediata para a carga conectada cando falle a fonte principal de alimentación.
Nun SAI, a enerxía xeralmente almacéñase en volantes, baterías ou super condensadores. En comparación con outros sistemas de alimentación inmediata, os SAI teñen a vantaxe de ofrecer protección inmediata contra as interrupcións da alimentación de entrada.
Teñen un tempo de funcionamento en batería moi curto; no entanto, este tempo é suficiente para apagar de forma segura o equipamento conectado (ordenadores, equipos de telecomunicación, etc.) ou para activar unha fonte de alimentación de reserva.
Os SAI poden usarse como dispositivos protectores para algún hardware que poida sufrir danos graves ou perdas con unha interrupción súbita de enerxía.
Fonte de alimentación ininterrumpida, respaldo de batería e respaldo de volante son outros nomes frecuentemente utilizados para SAI. O tamaño dispoñible dos SAI varía dende 200 VA, que se usa para un só ordenador, ata unidades grandes de varios MVA.
Papeis Principais dun SAI
Cando hai algunha falla na fonte principal de enerxía, o SAI fornecerá enerxía por un tempo curto. Este é o papel principal do SAI. Ademais diso, tamén pode corrixir algúns problemas xerais de enerxía relacionados cos servizos públicos en graos variables.
Os problemas que se poden corrixir son picos de voltaxe (sobretensión sostenida), ruido, redución rápida da voltaxe de entrada, distorsión harmónica e a inestabilidade da frecuencia na rede.
Tipo de SAI
Xeralmente, o sistema SAI clasifícase en SAI en liña, SAI off-line e SAI interactivo en liña. Outros diseños inclúen híbridos on-line de espera, Standby-Ferro, conversión Delta en liña.
SAI Off-line
Este SAI tamén chámase sistema SAI de espera que só pode ofrecer as características máis básicas. Aquí, a fonte primaria é a CA filtrada (mostrada na ruta sólida na figura 1).
Cando ocorre unha interrupción de enerxía, o interruptor de transferencia seleccionará a fonte de respaldo (mostrada na ruta de trazo punteado na figura 1).
Así, podemos ver claramente que o sistema de espera só comezará a funcionar cando haxa algunha falla na rede. Neste sistema, a tensión AC primeiro rectifícase e almacénase na batería de almacenamento conectada ao rectificador.
Cando ocorre unha interrupción de enerxía, esta tensión DC convértese en tensión AC mediante un inversor de potencia, e transfírese á carga conectada.
Este é o sistema SAI menos caro e ofrece protección contra sobretensiones ademais do respaldo. O tempo de transferencia pode ser de aproximadamente 25 milisegundos, que se pode relacionar co tempo que leva o sistema SAI para detectar a voltaxe perdida. O diagrama de bloques amóstrase a continuación.
SAI en liña
Neste tipo de SAI, úsase o método de dobre conversión. Aquí, primeiro a entrada AC convértese en DC mediante o proceso de rectificación para almacenala na batería recargable.
Esta DC convértese en AC polo proceso de inversión e dáse á carga ou equipo ao que está conectado (figura 2).
Este tipo de SAI úsase onde a isolación eléctrica é obrigatoria. Este sistema é un pouco máis caro debido ao deseño de conversores en funcionamento constante e sistemas de refrixeración.
Aquí, o rectificador que se alimenta coa corrente AC normal corrente dirixe directamente o inversor. Polo tanto, tamén se coñece como SAI de dobre conversión. O diagrama de bloques amóstrase a continuación.
Cando ocorre unha fallo de enerxía, o rectificador non ten ningún papel no circuito e a enerxía estable almacenada nas baterías que están conectadas ao inversor dése á carga mediante o interruptor de transferencia.
Unha vez restaurada a enerxía, o rectificador comeza a cargar as baterías. Para evitar que as baterías esquenten debido ao alto poder do rectificador, a corrente de carga limitase. Durante unha interrupción da enerxía principal, este sistema SAI funciona con tempo de transferencia cero.
A razón é que a fonte de respaldo actúa como fonte primaria e non a entrada AC principal. Pero a presenza de corrente de inrush e corrente de paso de carga grande pode resultar nun tempo de transferencia de aproximadamente 4-6 milisegundos neste sistema.
SAI Interactivo en liña
Para pequenas empresas e servidores departamentais e webs, úsase o SAI interactivo en liña. Este é case igual ao SAI off-line.
A diferenza é a adición dun transformador de cambio de tomas transformador. A regulación de voltaxe realiza-se por este transformador de cambio de tomas cambiando a toma dependendo da entrada voltaxe. Este SAI proporciona un filtrado adicional, resultando en unha menor perda transitiva. O diagrama de bloques amóstrase a continuación.
