1 Šta je UPS
UPS, također poznat kao neprekidno napajanje, je neprekidno napajanje konstantnog napona i konstantne frekvencije koje sadrži uređaje za skladištenje energije i inverter kao glavnu komponentu. Uglavnom obezbeđuje neprekidno napajanje jednog računara, računarskog mrežnog sistema ili druge energetske elektronske opreme.
UPS besprekidno napajanje je uređaj za napajanje u nuždi koji može nastaviti s napajanjem opterećenja i osigurati kvalitet napajanja kada glavno napajanje nestane ili nestane, tako da to ne utiče na rad opterećenja. Ima glavne funkcije neprekidnog prebacivanja između dvostrukih izvora napajanja, pretvaranja frekvencije, konverzije napona, interferencije izolacije i sigurnosnog kopiranja, i široko se koristi u poljima kao što su oprema za velike podatke, industrijsko rezervno napajanje, trgovački centri, bankarski sistemi, željeznica sistema i medicinske opreme.
UPS je prošao kroz proces razvoja od dinamičkog UPS-a (rotirajući tip) do statičkog UPS-a (stacionarnog tipa). Rani dinamički UPS koristio je skladište energije zamašnjaka, koristeći mehaničku energiju i motor za postizanje konverzije energije. Sa razvojem energetske elektronike i tehnologije poluvodičkih materijala, statički UPS sa tiristorom kao jezgrom postepeno zamjenjuje dinamički UPS. Nakon toga su razvijeni statički UPS uređaji koji koriste velike tranzistore za samoisključivanje, tranzistore sa efektom polja snage i bipolarne tranzistore sa izolovanim vratima kao sklopne uređaje. Razvoj elektronske tehnologije i digitalnog upravljanja također je promovirao transformaciju upravljačkih kola UPS-a iz analognih u digitalna kola, uvelike poboljšavajući njihove performanse.
UPS se uglavnom sastoji od ispravljača, baterija, pretvarača i statičkih prekidača za prijenos. Kada je napajanje iz mreže normalno, UPS stabilizira napajanje iz mreže i opskrbljuje ga opterećenjem, dok puni internu bateriju; Kada se strujno napajanje prekine, UPS pretvara električnu energiju baterijskog paketa u AC napajanje preko pretvarača i nastavlja opskrbljivati opterećenjem, čime se postiže neprekidno napajanje.
Prema različitim standardima i karakteristikama, UPS se može klasifikovati na osnovu izlaznog talasnog oblika, kapaciteta snage, ulazno-izlaznog režima, principa rada, strukture i scenarija primene. Uobičajene metode klasifikacije uključuju dinamički UPS i statički UPS prema njihovim principima rada. Statički UPS uključuje backup, interaktivni, online itd.; Prema sistemu napajanja, dijeli se na jedan ulaz i jedan izlaz, tri ulaza i jedan izlaz, tri ulaza i tri izlaza, itd; Prema izlaznoj snazi dijeli se na mikro, male, srednje, velike itd.
2 vrste UPS-a
Online interaktivni UPS
Interaktivni UPS na mreži kombinuje visoku efikasnost rezervnog UPS-a sa prednostima visokokvalitetnog napajanja UPS-a na mreži. Kada je napajanje iz mreže normalno, direktno napaja opterećenje iz mreže bez prolaska kroz složen proces konverzije energije, tako da je radna efikasnost izuzetno visoka, dostižući preko 98%. Istovremeno, ima i funkciju automatske stabilizacije napona, koja može grubo stabilizirati napon i apsorbirati neke smetnje električne mreže. Njegova metoda stabilizacije napona je otprilike ista kao i rezervni tip, uglavnom koristeći releje za promjenu metode odvoda transformatora. Kada je ulazni napon visok, transformator se spušta, a kada je ulazni napon nizak, transformator se povećava, sa preciznošću stabilizacije izlaznog napona od 5% -10%.
Inverter u ovom tipu UPS-a ima funkciju dvosmjerne konverzije, a kada se napaja iz mreže, služi kao AC/DC ispravljač za punjenje baterije; Kada dođe do nestanka struje, pretvara se u DC/AC inverter, koji se napaja iz baterija, a UPS nastavlja opskrbljivati strujom opterećenje. Valni oblik izlaznog napona također može biti kvazi sinusni val, ali zbog velike izlazne snage, mogu postojati uređaji koji zahtijevaju da ulazni napon bude sinusni u opterećenju, tako da je izlazni napon pretvarača mrežnog interaktivnog UPS-a uglavnom sinusni talas. Također je opremljen ulaznim i izlaznim visokofrekventnim filterima, koji mogu odoljeti visokofrekventnim (diferencijalnim i zajedničkim modovima) smetnjama napona mreže.
Linijski interaktivni UPS je pogodan za male i srednje uredske i kućne mrežne opreme. Za ove scenarije, ne samo da ispunjava određene zahtjeve za zaštitu napajanja, već ima i prednosti niske cijene, jednostavnog kola i visoke pouzdanosti. A pretvarač također ima funkciju punjenja, a kapacitet punjenja je jači od rezervnog tipa. Iako UPS izlaz još uvijek ima vrijeme konverzije, ono je kraće od rezervnog tipa, obično 4-6 ms. Ako je induktor spojen serijski između ulaznog prekidača i automatskog regulatora napona, inverter može odmah opskrbljivati strujom opterećenje kada se mrežno napajanje prekine, što može skratiti vrijeme interaktivne konverzije linije na nulu i povećati sposobnost zaštite od smetnji. .
UPS sa dvostrukom konverzijom
UPS s dvostrukom konverzijom osigurava stabilnost i kontinuitet izlaznog napona kroz dvije konverzije napajanja i široko se koristi u ključnim scenarijima aplikacija kao što su centri podataka, medicinske ustanove i finansijske institucije.
Struktura strujnog kruga UPS-a sa dvostrukom konverzijom sastoji se od ispravljača/punjača, pretvarača, punjača baterija (opciono), prekidača baterije, itd. Ispravljač/punjač pretvara ulaznu snagu izmjenične struje u istosmjernu struju, napaja je inverter i puni bateriju na isto vrijeme. Kada se strujno napajanje prekine, pretvarač pretvara DC napajanje baterije u AC napajanje i opskrbljuje ga opterećenjem.
Struktura strujnog kruga UPS-a sa dvostrukom konverzijom bez premosnice sastoji se od ispravljača/punjača, pretvarača, punjača baterija (opciono), prekidača za baterije, itd. Moderni UPS sistemi su često opremljeni nezavisnim punjačima baterija, koji imaju prednost u tome što je napon punjenja plivajući. baterije se neće mijenjati s opterećenjem, što je korisno za produženje vijeka trajanja baterije. Prekidač baterije se koristi za spajanje ili odvajanje baterije od ispravljača ili pretvarača, a može koristiti tiristore, diode ili mehaničke prekidače.
UPS sa dvostrukom konverzijom sa bajpasom dodaje UPS prekidački modul za UPS da se prebaci iz normalnog režima u režim skladištenja energije ili obrnuto.
Princip rada UPS-a s dvostrukom konverzijom je da se mrežna ulazna snaga naizmjenične struje prvo pretvara u istosmjernu struju pomoću ispravljača, a zatim pretvara u AC napajanje pomoću invertera. Istovremeno, ispravljač/punjač ili nezavisni punjač baterije puni bateriju. U normalnim okolnostima, opterećenje se napaja kombinacijom ispravljača/invertera. Kada indikatori mrežnog napajanja naizmeničnom strujom pređu unapred određeno ograničenje kapaciteta, UPS se prebacuje u režim skladištenja energije, odnosno kombinacija baterija/inverter napaja opterećenje, a vremenski interval napajanja je skladište energije. vrijeme trajanja baterije, ili dok se mrežno napajanje ne vrati na ograničenje projektnog kapaciteta UPS-a, a zatim se prebaci u normalan način rada. Kada ispravljač/inverter pokvari, ili kada UPS doživi trenutno ili kontinuirano preopterećenje, UPS će se prebaciti u režim rada premosnice, pri čemu se opterećenje privremeno napaja putem napajanja bajpasa (AC ulaz 3). Da bi se osigurala neprekidna konverzija, izlaz pretvarača i AC ulaz 3 moraju biti sinkronizirani. Osim toga, ako su ulazni i izlazni naponi različiti, transformator se mora ugraditi u premosni krug (AC ulaz 3).
Opterećenje UPS-a s dvostrukom konverzijom uvijek se neprekidno napaja iz pretvarača, bilo da se pretvarač napaja ispravljačem ili baterijom. Izlazni napon i frekvencija UPS-a ne zavise od ulaznog napona i frekvencije mrežnog napajanja. Izlazni valni oblik je sinusni val iu normalnom iu načinu skladištenja energije. Zbog izolacije opterećenja od mrežnog napajanja ispravljačima i inverterima, potiskuju se razne smetnje iz mrežnog napajanja, što može zaštititi od prenapona/spikova, buke u liniji, podnapona, prenapona, munje, promjena frekvencije, izobličenja napona, harmonike napona, prekide napajanja i druge smetnje iz mrežnog napajanja. Opseg napona dozvoljen za ulazno napajanje UPS-a sa dvostrukom konverzijom je širok, a statička i prolazna tačnost izlaznog napona je visoka. Kada nestane ulaznog napajanja naizmeničnom strujom, može se trenutno prebaciti iz normalnog režima u režim skladištenja energije bez prekida izlazne snage tokom procesa konverzije, ili drugim rečima, vreme konverzije je nula. Međutim, kada UPS pokvari, vrijeme prijelaza iz normalnog načina rada u bajpas način je 1-4 ms.
Online UPS
Online UPS pretvara ulazno napajanje naizmjeničnom strujom u istosmjernu i nazad u naizmjeničnu struju kada je to potrebno, uz najviši nivo mogućnosti zaštite napajanja, široko se koristi u energetskim sistemima, kompjuterskim podatkovnim centrima i drugim poljima.
Online UPS uvijek održava svoj inverter u radnom stanju. Prvo konvertuje eksterno napajanje naizmeničnom strujom u jednosmerno napajanje kroz kolo, a zatim konvertuje jednosmernu struju u visokokvalitetni sinusni talas naizmenične struje preko visokokvalitetnog pretvarača za izlaz na računar. U uslovima napajanja, glavna funkcija je stabilizacija napona i sprečavanje smetnji radio talasa; Za vrijeme nestanka struje, koristite rezervni izvor istosmjerne struje (baterija) za napajanje pretvarača. Zbog neprekidnog rada pretvarača, nema problema s vremenom uključivanja, što ga čini pogodnim za situacije sa strogim zahtjevima za napajanje.
Online UPS je podijeljen u dvije vrste: bez premosnice i dvostruku konverziju. Struktura kolaUPS sa dvostrukom konverzijom bez premosnice je relativno jednostavan, sastoji se od ispravljača, invertera, baterije, itd. UPS sa dvostrukom konverzijom sa premosnikom dodaje modul UPS prekidača za UPS da se prebaci iz normalnog režima u režim skladištenja energije ili obrnuto, poboljšanje fleksibilnosti i pouzdanosti sistema.
Način rada mrežnog UPS-a je sljedeći: kada je napajanje iz mreže normalno, struja iz mreže prolazi kroz krug filtera za apsorpciju prenapona → AC na DC kolo → DC na AC kolo → i zatim pretvara izlaznu snagu naizmjenične struje za napajanje opterećenja, dok punjenje baterije u isto vrijeme; Jednom kada upravljački krug mikroprocesora otkrije prekid napajanja, on odmah prazni bateriju → pretvara jednosmjernu struju u AC strujni krug → i pretvara izlaznu snagu naizmjenične struje za napajanje opterećenja. Ako upravljački krug mikroprocesora detektuje kvar UPS-a, UPS će koristiti relej (RELEJ) da bi aktivirao premosnicu (BYPASS), opskrbio opterećenje iz mreže i emitovalo zvučno upozorenje korisniku.
Online UPS ima mnoge prednosti, kao što je izlaz sinusnog talasa. Bilo da je u mrežnom ili baterijskom načinu rada, može proizvesti napajanje sinusnog talasa niske distorzije, pružajući najbolju garanciju snage za uređaje za opterećenje korisnika; Nulto vreme konverzije, kada se napajanje iz mreže prekine ili ponovo uspostavi, nema vremena konverzije za UPS za prebacivanje između mrežnog režima i režima baterije, efikasno osiguravajući pouzdanost rada opterećenja; Funkcija otkrivanja nulte žice na ulazu, kako bi se izbjeglo obrnutu vezu sa nultom žicom ulaznog napajanja UPS-a, ima funkciju otkrivanja obrnute veze bez žice; Humanizirani izlaz za premosnicu, ulaz normalno mrežno napajanje, zadano bez izlaza premosnice, mora biti uključen da bi imao normalan izlaz invertera, ali se može promijeniti u "mrežno napajanje ima izlaz za bajpas" kroz softversku konfiguraciju; TVSS funkcija, poznata i kao TRANSIENT VOLTAGE SURGE SUPPRESS funkcija zaštite od prenapona, koristi se za faks TELEFON, MODEM, mrežu i druge funkcije zaštite konverzije; Hot backup za dvije mašine, kada je najvažnija oprema korisnika apsolutno zabranjena za isključivanje, modeli sa kapacitetom od 6KVA ili više mogu u potpunosti podržati funkciju vruće sigurnosne kopije s dvije mašine. Korisnici mogu koristiti dva UPS-a za primarnu i rezervnu upotrebu. Kada jedan od njih pokvari, drugi je odgovoran za napajanje; Korekcija ulaznog faktora snage, sa funkcijom korekcije ulaznog faktora snage. U uslovima punog opterećenja, faktor ulazne snage može dostići 0.95 ili više, tako da okruženje korisnika električne mreže neće biti zagađeno; DC startup. U slučaju nestanka struje, ako je UPS potreban za pokretanje računara ili druge opreme za opterećenje, baterija se može direktno koristiti za DC pokretanje, čineći upotrebu UPS-a praktičnijom i pouzdanijom; Zaštita premosnice i funkcija premosnice napajanja uvelike poboljšavaju sposobnost UPS-a za hitno reagovanje. U isto vrijeme, kada oprema za opterećenje korisnika ima posebne zahtjeve za napajanje, kao što je napon koji nije previsok, obezbjeđena je zaštita od napona napajanja bajpasom kako bi se zaštitila oprema korisnika od opasnosti visokog napona; Funkcija automatskog pokretanja. Kada je napajanje iz mreže nenormalno i uđe u režim rada baterije za napajanje sve dok se ne isključi, UPS će se isključiti. Kada se napajanje iz mreže vrati u normalu, UPS će se automatski pokrenuti i obezbijediti normalno napajanje bez potrebe da korisnici svaki od njih uključuju; Dugoročni dizajn napajanja, pružajući sveobuhvatne dugoročne opcije mašina za korisnike, opremljen odgovarajućim baterijama, može omogućiti korisnicima da se isprazne oko 8 sati kako bi se ispunili zahtjevi različitih okruženja električne mreže; Dugotrajne mašine imaju snažne mogućnosti punjenja. Osim što produžava vrijeme pražnjenja, baterija također ima snažnu sposobnost punjenja, pružajući početnu struju punjenja od oko 5-10A; Funkcija samoprovjere može simulirati situaciju nestanka struje i ući u način rada baterije za napajanje. Ova funkcija može da se izvrši u bilo kom trenutku preko dugmeta za samoproveru na panelu ili u kombinaciji sa softverom za nadzor; Jaka zaštita od smetnji, dizajnirana u skladu sa međunarodnim standardima EN50091-2 i IEC61000-4 serije standarda, efektivno poboljšava sigurnost i pouzdanost upotrebe UPS-a; Može se koristiti u kombinaciji sa generatorom, sa širokim rasponom ulaznog napona i frekvencije, što mu omogućava da se koristi u kombinaciji sa glavnim markama generatora tokom dužeg vremenskog perioda. Istovremeno, efikasno uklanja slabu snagu koju generiše generator, obezbeđujući čist, siguran i stabilan izvor energije za opterećenje; Može podnijeti induktivna opterećenja; Preuzmite softver. Kako bi upravljanje UPS-om bilo praktičnijim i efikasnijim za korisnike, softver za praćenje se može besplatno preuzeti na web stranici kako bi se postiglo inteligentno upravljanje; Slot, opremljen inteligentnim utorom. Korisnici mogu odabrati AS400 karticu za pružanje standardnih komunikacijskih signala IBM AS400. Korisnici mogu koristiti sučelje AS400 za daljinski prikaz, uključujući zvučne alarme i svjetlosne displeje. Alternativno, možete kupiti WinPower CMC karticu (centralizovanu karticu za nadzor) i koristiti softver za praćenje kako biste omogućili računaru da istovremeno prati operativni status više lokalnih onlajn UPS sistema.
Druge vrste UPS-a
Uključujući tower UPS i modularni UPS. Tower UPS ima nezavisnu trofaznu strukturu, sa malom verovatnoćom kvara unutrašnjih komponenti i kratkim vremenom održavanja, što ga čini pogodnim za data centre visokog nivoa. Modularni UPS postiže redundantnost modula napajanja kroz paralelni rad, što ima prednosti niže cijene jedne mašine i nešto veće efikasnosti, ali ima veću stopu kvarova.
Strojevi visoke frekvencije i modularni UPS izvori napajanja imaju neke jedinstvene prednosti i nedostatke. Visokofrekventni UPS izvor napajanja, također poznat kao modularni visokofrekventni UPS, usvaja modularni dizajn visoke inteligencije u stilu ladice. Može ispuniti zahtjeve za ulaznu snagu i pouzdanost dodavanjem ili uklanjanjem UPS modula u ormariću, uz veliku fleksibilnost i postizanje najbolje isplativosti. Ima funkciju lakog uključivanja i isključivanja, koja ne samo da zadovoljava zahtjeve za izlaznom snagom i pouzdanošću dodavanjem ili uklanjanjem modula unutar ormarića, već omogućava i održavanje na mreži sve dok redundantnost dozvoljava, postižući nulto vrijeme popravke. Usvajanje tehnologije pune kontrole, koja okuplja napredna tehnološka dostignuća u oblasti energetske elektronike i automatskog upravljanja, predstavlja prekretnicu u tehnološkoj revoluciji UPS industrije. Visokofrekventno UPS napajanje je male veličine i male težine; Snažna prilagodljivost fluktuacijama mrežnog napona; Faktor ulazne snage mrežnog napajanja može doseći 0.99 ili više, smanjujući sadržaj harmonika ulazne struje mreže na manje od 5%, minimizirajući zagađenje mrežne mreže i eliminirajući zvučnu buku (uključujući električnu i mehanička buka). Ali visokofrekventne mašine moraju koristiti visokofrekventne IGBT-ove koji mogu raditi u 20kHz UPS-u. Ovi IGBT-ovi su skupi, imaju ograničenu opskrbu, stroge radne površine napona i struje, slabu otpornost na udar, nisku pouzdanost i visoke stope kvarova.
Modularni UPS je sistem koji razdvaja energetske komponente visokofrekventnog UPS-a u pojedinačne module napajanja, koji se potom izlaze paralelno. Dodatno, premosni sklopni modul i upravljačka jedinica su također napravljeni u modularne jedinice, tako da je cijeli UPS sastavljen od naslaganih modula. Najveća karakteristika modularnog UPS-a je to što se energetskim dijelom lako može postići redundantna funkcija. Sve dok je višak snage nosivog kapaciteta UPS-a veći od snage jednog modula, energetski dio UPS-a može postići redundantnost "N+1", čime se poboljšava pouzdanost napajanja UPS-a. Još jedna prednost modularnog UPS-a je njegova visoka dostupnost. Kada modul pokvari, može se direktno zamijeniti, uz vrlo kratko vrijeme popravke i praktično održavanje. Osim toga, modularni UPS često spominje model "rastu dok investirate", što znači da korisnici mogu kupiti manje energetskih modula tokom početne izgradnje, a zatim kupiti module napajanja za proširenje UPS-a nakon što se broj korisničkih uređaja poveća tokom poslovnog rasta. Struktura sistema modularnog UPS-a je veoma fleksibilna, a koncept dizajna energetskih modula je da se oni mogu lako ukloniti i instalirati tokom rada sistema bez uticaja na rad i izlaz sistema, omogućavajući planiranje investicija da se postigne "proširivanje na zahtev" i omogućava korisnicima da ostvare "dinamičan rast" razvojem poslovanja. Ovo ne samo da zadovoljava proširenje opreme na zahtjev u kasnijoj fazi, već i smanjuje početne troškove kupovine.