Folyamatos tápegység (UPS): blokkdiagram és magyarázat

Mi a UPS (szakítás nélküli energiaellátás)?

A szakítás nélküli energiaellátás (UPS) olyan elektromos berendezés, amely azonnal fel tudja venni a csatlakoztatott terhelés ellátását, ha a fő bejövő energiaforrásban történik hiba.

A UPS-ben az energia általában forgókerekekben, akkumulátorokban vagy szuperszabályozó kapacitív elemekben tárolódik. Más azonnali energiaellátási rendszerekkel összehasonlítva a UPS-ek előnye, hogy azonnal védelmet nyújtanak a bejövő energiahízás megszakadása ellen.

Rövid az akkumulátoron való működési idője, de ez elegendő ahhoz, hogy biztonságosan leállíthassuk a csatlakoztatott eszközöket (számítógépeket, telekommunikációs berendezéseket stb.) vagy váltani egy tartalék energiaforrást.

A UPS-et használhatják védőeszközként olyan hardverekhez, amelyeknél a hirtelen bekövetkező energiamegszakadás komoly károkat vagy veszteségeket okozhat.

Szakítás nélküli energiaellátást, akkumulátorral támogatott és forgókerék alapú rendszert is gyakran használnak a UPS-ek jelölésére. A UPS egységek elérhető méretei 200 VA-tól kezdve, ami egyetlen számítógép ellátására alkalmas, nagyobb egységek esetén pedig akár 46 MVA-ig terjedhetnek.

A UPS főbb szerepei

Ha a fő energiaforrásban bármilyen hiba történik, a UPS rövid ideig ellátja a terhelést. Ez a UPS fő szerepe. Ezen felül képes korrigálni a különböző mértékben a közüzemi szolgáltatásokkal kapcsolatos néhány általános energia-problémát is.

A problémák, amelyeket korrigálhat, a feszültség-ugrás (tartós túlfeszültség), zaj, gyors feszültség-csökkenés, harmonikus torzítás és a hálózati frekvencia instabilitása.

UPS típusai

Általánosságban a UPS-rendszereket online UPS, offline UPS és vonalinteraktív UPS kategóriákba sorolják. Egyéb tervezési megoldások között említést érdemel a következők: Standby online hybrid, Standby-Ferro, Delta konverziós Online.

Offline UPS

Ezt a UPS-et Standby UPS rendszernek is nevezik, amely csak a legfontosabb alapvető funkciókat biztosítja. Itt a fő forrás a szűrt AC hálózat (lásd a 1. ábrán a szilárd vonalat).

Amikor történik energia-szakadás, a váltókapcsoló a tartalék forrást választja (lásd a 1. ábrán a szaggatott vonalat).

Tehát láthatóan a tartalék rendszer csak akkor indul el, ha a hálózatban bármilyen hiba történik. Ebben a rendszerben az AC feszültséget először rectifikálják, majd tárolják a rectifikálóhoz csatlakoztatott tárolóakkumulátorban.

Amikor történik energia-szakadás, ezt a DC feszültséget egy inverzorral AC feszültséggé alakítják, és továbbítják a csatlakoztatott terhelésre.

Ez a legolcsóbb UPS rendszer, amely tartalék mellett vízszintes védelmet is nyújt. A váltási idő körülbelül 25 millisekundum lehet, ami a UPS rendszer által a hálózati feszültség elvesztésének felismeréséhez szükséges idővel kapcsolatos. A blokkdiagram a következő.

Online UPS

Ebben a UPS típusban dupla konverziós módszert alkalmaznak. Itt először az AC bevitelt DC-ra alakítják a rectifikálási folyamat során, hogy tárolják a feltöltött akkumulátorban.

Ezt a DC-t inverziós folyamattal AC-ra alakítják, majd a csatlakoztatott terhelésre vagy eszközre adák (lásd a 2. ábrát).

Ezt a UPS-t olyan helyzetekben használják, ahol elektrikai izoláció szükséges. Ez a rendszer kissé drágább, mivel állandóan futó konvertálók és hűtőrendszerek tervezését igényli.

Itt a rectifikáló, amely normál AC árammal van ellátva, közvetlenül meghajtja az inverzort. Ezért ismert Double conversion UPS néven is. A blokkdiagram a következő.

Amikor történik energia-szakadás, a rectifikálónak nincs szerepe a körben, és a stabil energia, amit a akkumulátorokban tárolt, amelyeket az inverzorhoz csatlakoztatott, a terhelésre a váltókapcsolóval adák.

Amikor a hatás visszaáll, a rectifikáló újra feltölti az akkumulátort. Az akkumulátorok túlmelegedésének elkerülése érdekében a feltöltőáram korlátozva van. Főenergia-szakadás esetén ez a UPS rendszer nulla váltási idővel működik.

Az oka, hogy a tartalék forrás elsődleges forrásként működik, nem pedig a fő AC beviteli forrás. De a beáramló áram és a nagy terhelési lépés-áram miatt ez a rendszer körülbelül 4-6 millisekundumos váltási idővel működhet.

Vonalinteraktív UPS

Kisvállalkozások, részlegi szerverek és webek esetén használják a vonalinteraktív UPS-t. Ez nagyjából ugyanaz, mint az offline UPS.

A különbség, hogy itt tap-váltó transzformátor hozzáadásával történik. A feszültség szabályozása