Fornecimento Ininterrupto de Energia (UPS): Diagrama de Blocos & Explicação

O que é um UPS (Uninterruptible Power Supply)?

Um Sistema de Alimentação Ininterrupta (UPS) é definido como um equipamento elétrico que pode ser usado como uma fonte de energia imediata para a carga conectada quando há uma falha na fonte de alimentação principal.

Em um UPS, a energia geralmente é armazenada em rodas de inércia, baterias, ou super capacitores. Quando comparado a outros sistemas de fornecimento de energia imediata, os UPS têm a vantagem de proteção imediata contra interrupções da alimentação de entrada.

Ele tem um tempo de funcionamento muito curto com bateria; no entanto, esse tempo é suficiente para desligar com segurança o equipamento conectado (computadores, equipamentos de telecomunicações, etc.) ou para ligar uma fonte de energia de reserva.

Os UPS podem ser usados como dispositivos de proteção para alguns hardwares que podem sofrer danos sérios ou perdas com uma interrupção súbita de energia.

Fonte de energia ininterrupta, backup de bateria e backup de roda de inércia são outros nomes frequentemente usados para UPS. O tamanho disponível dos módulos UPS varia de 200 VA, que é usado para um computador individual, até várias unidades grandes de até 46 MVA.

Papéis Principais de um UPS

Quando há qualquer falha na fonte de alimentação principal, o UPS fornecerá energia por um curto período. Este é o papel principal do UPS. Além disso, ele também pode corrigir alguns problemas gerais de energia relacionados aos serviços de utilidade em diferentes graus.

Os problemas que podem ser corrigidos são tensão elevada (sobretensão sustentada), ruído, redução rápida na tensão de entrada, distorção harmônica e instabilidade de frequência na rede.

Tipos de UPS

Geralmente, o sistema UPS é categorizado em UPS On-line, Off-line e Line Interactive. Outros designs incluem Híbrido Standby On-line, Standby-Ferro, Conversão Delta On-line.

UPS Off-line

Este UPS também é chamado de sistema UPS Standby, que pode oferecer apenas as características mais básicas. Aqui, a fonte primária é a CA filtrada (mostrada no caminho sólido na figura 1).

Quando ocorre uma interrupção de energia, o interruptor de transferência selecionará a fonte de backup (mostrada no caminho tracejado na figura 1).

Assim, podemos ver claramente que o sistema de espera começará a funcionar apenas quando houver alguma falha na rede. Neste sistema, a tensão AC é primeiro retificada e armazenada na bateria de armazenamento conectada ao retificador.

Quando ocorre uma interrupção de energia, esta tensão DC é convertida em tensão AC por meio de um inversor de potência, e é transferida para a carga conectada a ele.

Este é o sistema UPS menos caro e fornece proteção contra surtos além do backup. O tempo de transferência pode ser de cerca de 25 milissegundos, que está relacionado ao tempo necessário para o sistema UPS detectar a tensão de utilidade perdida. O diagrama de blocos é mostrado abaixo.

UPS On-line

Neste tipo de UPS, o método de dupla conversão é usado. Aqui, primeiro a entrada de CA é convertida em CC pelo processo de retificação para armazená-la na bateria recarregável.

Este DC é convertido em AC pelo processo de inversão e fornecido à carga ou equipamento ao qual está conectado (figura 2).

Este tipo de UPS é usado onde a isolamento elétrico é obrigatório. Este sistema é um pouco mais caro devido ao design de conversores em constante execução e sistemas de refrigeração.

Aqui, o retificador alimentado com a corrente AC normal corrente está diretamente alimentando o inversor. Portanto, também é conhecido como UPS de dupla conversão. O diagrama de blocos é mostrado abaixo.

Quando há qualquer falha de energia, o retificador não tem papel no circuito e a energia estável armazenada nas baterias conectadas ao inversor é fornecida à carga por meio do interruptor de transferência.

Uma vez que a energia é restaurada, o retificador começa a carregar as baterias. Para evitar que as baterias superaqueçam devido ao alto poder do retificador, a corrente de carga é limitada. Durante uma falha na alimentação principal, este sistema UPS opera com tempo de transferência zero.

A razão é que a fonte de backup atua como fonte principal e não a entrada de CA principal. No entanto, a presença de corrente de pico e grande corrente de passo de carga pode resultar em um tempo de transferência de cerca de 4-6 milissegundos neste sistema.

UPS Interativo de Linha

Para pequenas empresas e servidores departamentais e web, o UPS interativo de linha é usado. Este é mais ou menos o mesmo que o UPS off-line.

A diferença é a adição de transformador de mudança de torres. A regulação de tensão é feita por este transformador de mudança de torres, alterando a torre dependendo da tensão de entrada. Filtração adicional é fornecida neste UPS, resultando em menor perda transitória. O diagrama de blocos é mostrado abaixo.

Aplicações de UPS

As aplicações de um UPS incluem:

• Centros de Dados

• Indústrias

• Telecomunicações