Neprekinjana napajalna enota (UPS): Bločni diagram in razlaga

Kaj je UPS (Neprekinjena oskrba s strmo)?

Neprekinjena oskrba s strmo (UPS) je definirana kot električno opremo, ki se lahko uporablja kot takojšnji vir energije za povezano breme, kadar pride do odpovedi glavnega vhodnega vira energije.

V UPS-ju je energija običajno shranjena v letne kolesa, baterije ali super kapacitorji. V primerjavi z drugimi sistemi neposredne oskrbe s strmo ima UPS prednost takojšnje zaščite pred prekinitvami vhodne energije.

Ima zelo kratko čas delovanja na bateriji; a ta čas je dovolj dolg, da se varno izklopi povezana oprema (računalniki, telekomunikacijska oprema itd.) ali da se vklopi rezervni vir energije.

UPS se lahko uporablja kot zaščitna naprava za neko strojno opremo, ki bi lahko povzročila resne škode ali izgube zaradi nenadnega prekinitve energije.

Neprekinjena oskrba s strmo, baterijska rezerva in rezerva z letnim kolesom so druge pogosto uporabljane imena za UPS. Velikost UPS enot sega od 200 VA, ki se uporablja za posamezen računalnik, do večjih enot do 46 MVA.

Glavne vloge UPS

Ko pride do odpovedi glavnega vira energije, bo UPS za kratko čas oskrboval z energijo. To je glavna vloga UPS. Poleg tega lahko UPS popravlja tudi nekatere splošne težave z energijo, povezane z javnimi uslugami, v različnih merah.

Težave, ki jih je mogoče popraviti, so napetostni pik (trajna previsoka napetost), šum, hitro zmanjšanje vhodne napetosti, harmonski pomikanje in nestabilnost frekvence v omrežju.

Vrste UPS

Splošno je UPS sistem razdeljen na On-line UPS, Off-line UPS in Line interactive UPS. Druge vrste dizajnov vključujejo Standby on-line hibrid, Standby-Ferro in Delta conversion On-Line.

Off-line UPS

Ta UPS se tudi imenuje Standby UPS sistem, ki zagotavlja le najosnovnejše značilnosti. Tu je primarni vir filtriran AC prtok (prikazan z trdo črto na sliki 1).

Ko pride do prekinitve energije, bo preklopni preklop izbral rezervni vir (prikazan s črtkano črto na sliki 1).

Tako lahko jasno vidimo, da bo stojna naprava začela delovati le, ko pride do odpovedi glavnega vira. V tem sistemu je AC napetost najprej rektificirana in shranjena v shrambeno baterijo, povezano s rektorjem.

Ko pride do prekinitve energije, je ta DC napetost pretvorjena v AC napetost z uporabo mocnega inverzorja, in prenesena na povezano breme.

To je najcenejši UPS sistem, ki zagotavlja zaščito pred preobremenitvijo poleg rezerve. Čas prenosa je lahko približno 25 milisekund, kar je povezan s časom, ki ga UPS potrebuje za zaznavo izgube napetosti v omrežju. Blokovna shema je prikazana spodaj.

On-line UPS

V tem tipu UPS-a se uporablja metoda dvojnega pretvorjenja. Tu je najprej AC vhod pretvorjen v DC z rektifikacijo za shranjevanje v ponovno polnivo baterijo.

Ta DC je pretvorjen v AC s procesom inverzije in podan na povezano opremo (slika 2).

Ta vrsta UPS-a se uporablja tam, kjer je nujen električni odvod. Ta sistem je malce dražji zaradi konstantno delujočih pretvornikov in hladilnih sistemov.

Tu rektor, ki je napajan z normalnim AC tokom, neposredno pogaja inverzor. Zato se tudi imenuje Double conversion UPS. Blokovna shema je prikazana spodaj.

Ko pride do odpovedi energije, rektor ni več vključen v vez, in stalna energija, shranjena v baterijah, povezanih s inverzorjem, je podana na breme s pomočjo preklopne ključnice.

Ko je energija obnovljena, rektor začne polniti baterije. Da se prepreči preseganje baterij zaradi visoke moči rektorja, je polnilni tok omejen. Med prekinitvijo glavne energije deluje ta UPS sistem z ničelnim časom prenosa.

Razlog je, ker rezervni vir deluje kot primarni vir in ne glavni AC vhod. Vendar lahko prisotnost impulznega toka in velikega koraka bremena v tej sistemu povzročita čas prenosa okoli 4-6 milisekund.

Line Interactive UPS

Za majhne podjetja in oddelke uporabljajo line interaktivne UPS-e. To je skoraj isto kot off-line UPS.

Razlika je v dodatku tap changing transformatorja. Regulacija napetosti se izvaja s tem tap-changing transformatorjem, ki spreminja tap glede na vhodno napetost. Dodatno filtriranje v tem UPS-u prinaša manjšo transiente izgubo. Blokovna shema je prikazana spodaj.