Neprekinuta napajanja (UPS): Blok dijagram i objašnjenje

Što je UPS (Neprekidni izvor napajanja)?

Neprekidni izvor napajanja (UPS) definira se kao električna oprema koja može poslužiti kao odmah dostupan izvor energije za povezanu opterećenje kada dođe do propusta u glavnom ulaznom izvoru napajanja.

U UPS-u, energija je obično pohranjena u letvičnim akumulatorima, baterijama ili super kapacitorima. U usporedbi s drugim sustavima odmah dostupnog napajanja, UPS ima prednost odmahšte protiv prekida ulaznog napajanja.

Ima vrlo kratko vrijeme rada na bateriji, ali to je dovoljno da se sigurno isključi povezana oprema (računalima, telekomunikacijska oprema itd.) ili da se upali rezervni izvor napajanja.

UPS može se koristiti kao zaštitni uređaj za neku hardversku opremu koja može uzrokovati ozbiljne štete ili gubitke uz nagli prekid struje.

Neprekidni izvor napajanja, rezervni izvor napajanja i letvični rezervni izvor su druge nazive koje često koriste za UPS. Dostupne veličine UPS jedinica raspon su od 200 VA koji se koristi za pojedinačni računalo do nekoliko velikih jedinica do 46 MVA.

Glavne uloge UPS-a

Kada dođe do propusta u glavnom izvoru napajanja, UPS će pružiti napajanje na kratko vrijeme. To je primarna uloga UPS-a. Osim toga, može također ispraviti neke opće probleme s napajanjem vezane uz usluge javnih poduzeća u različitim stupnjevima.

Problemi koji se mogu ispraviti su napon (trajni previsoki napon), buka, brzi pad ulaznog napona, harmonijska distorzija i nestabilnost frekvencije u mreži.

Vrste UPS-a

Općenito, UPS sustav se klasificira u On-line UPS, Off-line UPS i Line interactive UPS. Ostali dizajni uključuju Standby on-line hibrid, Standby-Ferro, Delta konverzija On-Line.

Off-line UPS

Ovaj UPS također se zove Standby UPS sustav koji može pružiti samo najosnovnije značajke. Ovdje, primarni izvor je filtrirani AC mrežni napon (prikazan crvenom linijom na slici 1).

Kada dođe do prekida napajanja, preklopni prekidač odabere rezervni izvor (prikazan crtkanom linijom na slici 1).

Tako vidimo da će stajalni sustav početi raditi tek kada dođe do propusta u mreži. U ovom sustavu, AC napon se prvo pretvara i pohranjuje u bateriju spojenu na rektifikator.

Kada dođe do prekida napajanja, ovaj DC napon pretvara se u AC napon putem pretvarača snage, i prenosi se na povezano opterećenje.

To je najjeftiniji UPS sustav i osigurava zaštitu od prekostrujenja uz rezervnu napajajuću funkciju. Vrijeme prenosa može biti oko 25 milisekundi što se može povezati s vremenom potrebnim UPS sustavu za otkrivanje gubitka napona u mreži. Shema blokova prikazana je ispod.

On-line UPS

U ovom tipu UPS-a, koristi se metoda dvostruke konverzije. Ovdje, prvo se AC ulaz pretvara u DC procesom rektifikacije za pohranjivanje u punjive baterije.

Ovaj DC pretvara se u AC procesom inverzije i daje se opterećenju ili opremi na kojoj je povezan (slika 2).

Ovaj tip UPS-a koristi se tamo gdje je nužna električna izolacija. Ovaj sustav je malo skuplji zbog dizajna stalno pokrenutih pretvarača i sustava hlađenja.

Ovdje, rektifikator koji se napaja normalnim AC strujom direktno vođi inverzor. Stoga se isto zove i Dvostruka konverzija UPS. Shema blokova prikazana je ispod.

Kada dođe do propusta napajanja, rektifikator nema ulogu u krugu, a stabilna snaga pohranjena u baterijama koje su spojene na inverzor prenosi se na opterećenje putem preklopne prekidače.

Kada se ponovno povrati napajanje, rektifikator počinje punjenje baterija. Da bi se spriječilo pregrejavanje baterija zbog visokog snaga rektifikatora, ograničen je punići. Tijekom propusta glavnog napajanja, ovaj UPS sustav radi s nultim vremenom prenosa.

Razlog je taj što rezervni izvor djeluje kao primarni izvor, a ne glavni AC ulaz. No prisustvo pritiska struje i velike struje koraka opterećenja može rezultirati vremenom prenosa od oko 4-6 milisekundi u ovom sustavu.

Line Interactive UPS

Za male poslovne i odjelne poslužitelje i web stranice, koristi se line interaktivni UPS. Ovo je više manje isto kao off-line UPS.

Razlika je dodavanjem promjenjive transformator. Regulacija napona obavlja se tim promjenjivim transformatorom mijenjanjem tapa ovisno o ulaznom naponu. Dodatna filtracija u ovom UPS-u rezultira nižim privremenim gubitcima. Shema blokova prikazana je ispod.