1 Kas yra UPS
UPS, taip pat žinomas kaip nepertraukiamo maitinimo šaltinis, yra nuolatinės įtampos ir pastovaus dažnio nepertraukiamo maitinimo šaltinis, kurio pagrindinis komponentas yra energijos kaupimo įrenginiai ir keitiklis. Jis daugiausia teikia nepertraukiamą maitinimą vienam kompiuteriui, kompiuterių tinklo sistemai ar kitai galios elektroninei įrangai.
UPS nepertraukiamo maitinimo blokas – tai avarinio maitinimo įtaisas, galintis toliau tiekti maitinimą apkrovai ir užtikrinti maitinimo kokybę, kai nutrūksta pagrindinis maitinimo šaltinis arba nutrūksta maitinimas, kad apkrovos veikimas nenukentėtų. Jis atlieka pagrindines nepertraukiamo dviejų maitinimo šaltinių perjungimo, dažnio konvertavimo, įtampos konvertavimo, izoliacijos trukdžių ir atsarginės kopijos funkcijas ir yra plačiai naudojamas tokiose srityse kaip didelių duomenų informacijos įranga, pramoninis atsarginis maitinimo šaltinis, prekybos centrai, bankų sistemos, geležinkelis. sistemos ir medicininė įranga.
UPS išgyveno kūrimo procesą nuo dinaminio UPS (sukamojo tipo) iki statinio UPS (stacionaraus tipo). Ankstyvasis dinaminis UPS naudojo smagračio energijos kaupimą, naudodamas mechaninę energiją ir variklį, kad pasiektų energijos konvertavimą. Tobulėjant galios elektronikai ir puslaidininkinių medžiagų technologijoms, statinis UPS, kurio branduolys yra tiristorius, palaipsniui pakeičia dinaminį UPS. Vėliau buvo sukurti statiniai UPS įrenginiai, naudojantys savaime išsijungiančius milžiniškus galios tranzistorius, galios lauko tranzistorius ir izoliuotus dvipolius tranzistorius kaip perjungimo įtaisus. Elektroninių technologijų ir skaitmeninio valdymo plėtra taip pat paskatino UPS valdymo grandinių transformaciją iš analoginių į skaitmenines grandines, o tai labai pagerino jų veikimą.
UPS daugiausia susideda iš lygintuvų, akumuliatorių blokų, keitiklių ir statinių perdavimo jungiklių. Kai maitinimo maitinimas yra normalus, UPS stabilizuoja tinklo maitinimą ir tiekia jį į apkrovą, kartu įkraunant vidinį akumuliatorių bloką; Kai nutrūksta maitinimas iš tinklo, UPS paverčia akumuliatoriaus elektros energiją į kintamosios srovės energiją per keitiklį ir toliau tiekia maitinimą apkrovai, taip užtikrindamas nepertraukiamą maitinimo šaltinį.
Pagal skirtingus standartus ir charakteristikas UPS galima klasifikuoti pagal išėjimo bangos formą, galios pajėgumą, įvesties-išvesties režimą, veikimo principą, struktūrą ir taikymo scenarijus. Įprasti klasifikavimo metodai apima dinaminį UPS ir statinį UPS pagal jų veikimo principus. Statinis UPS apima atsarginį, interaktyvų, internetinį ir kt.; Pagal maitinimo sistemą jis yra padalintas į vieną įvestį ir vieną išvestį, tris įvestis ir vieną išvestį, tris įvestis ir tris išvestis ir tt; Pagal išėjimo galią ji skirstoma į mikro, mažą, vidutinę, didelę ir kt.
2 UPS tipai
Internetinis interaktyvus UPS
Internetinis interaktyvus UPS sujungia aukštą atsarginio UPS efektyvumą su aukštos kokybės internetinio UPS maitinimo pranašumais. Kai tinklo maitinimas yra normalus, jis tiesiogiai tiekia maitinimą į apkrovą iš tinklo maitinimo, neatlikdamas sudėtingo galios konvertavimo proceso, todėl darbo efektyvumas yra itin aukštas ir siekia virš 98%. Tuo pačiu metu ji taip pat turi automatinę įtampos stabilizavimo funkciją, kuri gali apytiksliai stabilizuoti įtampą ir sugerti kai kuriuos elektros tinklo trikdžius. Jo įtampos stabilizavimo metodas yra maždaug toks pat kaip ir atsarginio tipo, dažniausiai naudojant reles transformatoriaus čiaupo metodui pakeisti. Kai įvesties įtampa aukšta, transformatorius mažėja, o kai įvesties įtampa žema, transformatorius didina, o išėjimo įtampos stabilizavimo tikslumas yra 5 % -10 %.
Šio tipo UPS keitiklis turi dvikrypčio konvertavimo funkciją, o kai tiekiamas iš tinklo, jis tarnauja kaip AC/DC lygintuvas akumuliatoriui įkrauti; Nutrūkus maitinimui, jis paverčiamas DC/AC keitikliu, maitinamu baterijomis, o UPS toliau tiekia maitinimą apkrovai. Išėjimo įtampos bangos forma taip pat gali būti beveik sinusinė banga, tačiau dėl didelės išėjimo galios gali būti įrenginių, kurių įėjimo įtampa apkrovoje turi būti sinusinė, todėl interaktyvaus UPS keitiklio išėjimo įtampa dažniausiai yra sinusinė banga. Jame taip pat yra įvesties ir išvesties aukšto dažnio filtrai, kurie gali atsispirti aukšto dažnio (diferencialiniams ir bendrojo režimo) trikdžiams iš tinklo įtampos.
Line interaktyvus UPS tinka mažo ir vidutinio dydžio biuro ir namų tinklo įrangai. Pagal šiuos scenarijus jis ne tik atitinka tam tikrus galios apsaugos reikalavimus, bet ir turi mažos kainos, paprastos grandinės ir didelio patikimumo privalumus. Konverteris taip pat turi įkrovimo funkciją, o jo įkrovimo pajėgumas yra stipresnis nei atsarginio tipo. Nors UPS išvestis vis dar turi konversijos laiką, ji yra trumpesnė nei atsarginio tipo, paprastai 4-6 ms. Jei tarp įvesties jungiklio ir automatinio įtampos reguliatoriaus yra nuosekliai prijungtas induktorius, keitiklis gali iš karto tiekti maitinimą apkrovai, kai nutrūksta maitinimo maitinimas, o tai gali sutrumpinti linijos interaktyvios konversijos laiką iki nulio ir padidinti atsparumą trukdžiams. .
Dvigubos konversijos UPS
Dvigubos konversijos UPS užtikrina išėjimo įtampos stabilumą ir tęstinumą per du galios konvertavimus ir yra plačiai naudojamas pagrindinėse programose, tokiose kaip duomenų centrai, medicinos įstaigos ir finansinės institucijos.
Dvigubos konversijos UPS grandinės struktūrą sudaro lygintuvas / įkroviklis, keitiklis, akumuliatoriaus įkroviklis (pasirinktinai), akumuliatoriaus jungiklis ir kt. Lygintuvas / įkroviklis konvertuoja kintamosios srovės įvesties maitinimą į nuolatinę srovę, tiekia ją keitikliui ir įkrauna akumuliatorių tuo pačiu metu. Nutrūkus maitinimo šaltiniui, keitiklis akumuliatoriaus nuolatinę srovę paverčia kintamosios srovės maitinimu ir tiekia jį apkrovai.
Dvigubos konversijos UPS be apėjimo grandinės struktūrą sudaro lygintuvas/įkroviklis, keitiklis, akumuliatoriaus įkroviklis (pasirinktinai), akumuliatoriaus jungiklis ir kt. Šiuolaikinėse UPS sistemose dažnai yra įrengti nepriklausomi akumuliatorių įkrovikliai, kurių pranašumas yra tas, kad įkrovimo įtampa yra plūduriuojanti. akumuliatoriaus talpa nesikeis su apkrova, o tai naudinga prailginant akumuliatoriaus tarnavimo laiką. Akumuliatoriaus jungiklis naudojamas akumuliatoriui prijungti arba atjungti nuo lygintuvo arba keitiklio, jame galima naudoti tiristorius, diodus arba mechaninius jungiklius.
Dvigubos konversijos UPS su aplinkkeliu prideda UPS jungiklio modulį, kad UPS persijungtų iš įprasto režimo į energijos kaupimo režimą arba atvirkščiai.
Dvigubos konversijos UPS veikimo principas yra tas, kad tinklo kintamosios srovės įvesties galia pirmiausia paverčiama nuolatine srove lygintuvu, o po to keitikliu paverčiama kintamosios srovės galia. Tuo pačiu metu lygintuvas / įkroviklis arba nepriklausomas akumuliatoriaus įkroviklis įkrauna akumuliatorių. Įprastomis aplinkybėmis apkrova maitinama lygintuvo / keitiklio deriniu. Kai tinklo kintamosios srovės įvesties maitinimo indikatoriai viršija iš anksto nustatytą galios ribą, UPS persijungia į energijos kaupimo režimą, ty baterijos / keitiklio derinys tiekia maitinimą apkrovai, o maitinimo laiko intervalas yra energijos kaupimas. akumuliatoriaus veikimo laiką arba tol, kol tinklo įvesties maitinimas grįš iki projektinės UPS talpos ribos, o tada persijungia į įprastą režimą. Sugedus lygintuvui / keitikliui arba kai UPS patiria momentinę ar nuolatinę perkrovą, UPS persijungs į apėjimo veikimo režimą, kai apkrova laikinai maitinama iš aplinkkelio maitinimo šaltinio (3 kintamosios srovės įvestis). Norint užtikrinti nenutrūkstamą konversiją, keitiklio išėjimas ir kintamosios srovės įėjimas 3 turi būti sinchronizuoti. Be to, jei įėjimo ir išėjimo įtampos skiriasi, apėjimo grandinėje (3 kintamosios srovės įėjimas) turi būti sumontuotas transformatorius.
Dvigubos konversijos UPS apkrova visada yra nuolat maitinama keitiklio, nesvarbu, ar keitiklis maitinamas iš lygintuvo, ar iš akumuliatoriaus. UPS išėjimo įtampa ir dažnis nepriklauso nuo įvesties įtampos ir tinklo maitinimo dažnio. Išvesties bangos forma yra sinusinė banga tiek įprastu, tiek energijos kaupimo režimu. Dėl apkrovos atskyrimo nuo maitinimo šaltinio lygintuvais ir inverteriais, slopinami įvairūs tinklo maitinimo šaltinio trikdžiai, kurie gali apsaugoti nuo viršįtampių/šuolių, linijos triukšmo, žemos įtampos, viršįtampių, žaibo, dažnio pokyčių, įtampos iškraipymo, įtampos harmonikos, maitinimo pertrūkiai ir kiti maitinimo tinklo trikdžiai. Dvigubos konversijos UPS įvesties maitinimo šaltinio leistinas įtampos diapazonas yra platus, o išėjimo įtampos statinis ir trumpalaikis tikslumas yra didelis. Kai kintamosios srovės įvesties maitinimas nutrūksta, jis gali akimirksniu persijungti iš įprasto režimo į energijos kaupimo režimą, nenutraukiant išėjimo galios konversijos proceso metu, arba kitaip tariant, konversijos laikas yra lygus nuliui. Tačiau, kai UPS sugenda, perėjimo iš įprasto režimo į apėjimo režimą laikas yra 1-4 ms.
Internetinis UPS
Internetinis UPS konvertuoja įvestą kintamosios srovės maitinimą į nuolatinę srovę ir, kai reikia, atgal į kintamosios srovės maitinimą, su aukščiausio lygio galios apsauga, plačiai naudojama maitinimo sistemose, kompiuterių duomenų centruose ir kitose srityse.
Internetinis UPS visada palaiko savo keitiklį, kad jis veiktų. Pirmiausia jis paverčia išorinę kintamosios srovės maitinimą į nuolatinės srovės maitinimą per grandinę, o tada konvertuoja nuolatinę srovę į aukštos kokybės sinusinės bangos kintamosios srovės maitinimą per aukštos kokybės keitiklį, kad išvestų į kompiuterį. Maitinimo sąlygomis pagrindinė funkcija yra stabilizuoti įtampą ir užkirsti kelią radijo bangų trukdžiams; Nutrūkus maitinimui, keitikliui tiekti maitinimą naudokite atsarginį nuolatinės srovės maitinimo šaltinį (akumuliatorių). Dėl nuolatinio keitiklio veikimo nekyla perjungimo laiko problemos, todėl jis tinka situacijoms, kai maitinimo šaltiniui keliami griežti reikalavimai.
Internetinis UPS skirstomas į du tipus: be apėjimo ir dvigubą konversiją. Grandinės struktūraDvigubos konversijos UPS be apėjimo yra gana paprastas, susidedantis iš lygintuvo, keitiklio, akumuliatoriaus ir kt. Dvigubos konversijos UPS su aplinkkeliu prideda UPS jungiklio modulį, kad UPS persijungtų iš įprasto režimo į energijos kaupimo režimą arba atvirkščiai, sistemos lankstumo ir patikimumo gerinimas.
Internetinio UPS darbo režimas yra toks: kai tinklo maitinimas yra normalus, tinklo maitinimas praeina per viršįtampio sugerties filtro grandinę → kintamosios srovės į nuolatinės srovės grandinę → nuolatinės srovės į kintamosios srovės grandinę → ir tada konvertuoja kintamosios srovės išėjimą, kad būtų tiekiama apkrova. vienu metu įkraunama baterija; Kai mikroprocesoriaus valdymo grandinė aptinka maitinimo pertrūkį, ji iš karto iškrauna akumuliatorių → paverčia nuolatinę srovę į kintamosios srovės maitinimo grandinę → ir konvertuoja kintamosios srovės išvestį, kad būtų tiekiama apkrova. Jei mikroprocesoriaus valdymo grandinė aptiks UPS gedimą, UPS naudos relę (RELAY), kad sujungtų aplinkkelį (BYPASS), tiektų maitinimą apkrovai iš tinklo ir vartotojui išduos garsinį įspėjimą.
Internetinis UPS turi daug privalumų, pavyzdžiui, sinusinės bangos išvestis. Nepriklausomai nuo to, ar veikia maitinimo tinklo, ar akumuliatoriaus režimas, jis gali tiekti mažo iškraipymo sinusinės bangos maitinimo šaltinį, suteikdamas geriausią galios garantiją vartotojų apkrovos įrenginiams; Nulinis konversijos laikas, kai atjungiamas arba atstatomas maitinimo maitinimas, UPS perjungimo tarp maitinimo režimo ir akumuliatoriaus režimo nėra konvertavimo laiko, efektyviai užtikrinant apkrovos veikimo patikimumą; Įvesties nulinio laido aptikimo funkcija, siekiant išvengti UPS tinklo maitinimo įvesties nulinio laido atvirkštinio prijungimo, ji turi nulinio laido atvirkštinio ryšio aptikimo funkciją; Humanizuotas apėjimo išėjimas, įvesties įprasta tinklo galia, numatytasis be apėjimo išvesties, turi būti įjungtas, kad būtų įprasta keitiklio išvestis, tačiau ją galima pakeisti į "tinklo maitinimas turi apėjimo išvestį" per programinės įrangos konfigūraciją; TVSS funkcija, dar žinoma kaip TRANSIENT VOLTAGE SURGE SUPPRESS apsaugos nuo viršįtampio funkcija, naudojama fakso TELEFONUI, MODEMUI, Tinklui ir kitoms apsaugos nuo konvertavimo funkcijoms; Dviejų mašinų karštoji atsarginė kopija, kai kategoriškai draudžiama išjungti svarbiausią vartotojo apkrovos įrangą, modeliai, kurių talpa yra 6KVA ar daugiau, gali visiškai palaikyti dviejų mašinų karšto atsarginio kopijavimo funkciją. Vartotojai gali naudoti du UPS pagrindiniam ir atsarginiam naudojimui. Kai vienas iš jų sugenda, kitas yra atsakingas už energijos tiekimą; Įėjimo galios koeficiento korekcija, su įėjimo galios koeficiento korekcijos funkcija. Esant pilnos apkrovos sąlygoms, įvesties galios koeficientas gali siekti 0,95 arba daugiau, kad nebūtų užteršta vartotojo elektros tinklo aplinka; DC paleidimas. Nutrūkus elektrai, jei UPS reikalingas kompiuteriui ar kitai apkrovimo įrangai paleisti, baterija gali būti tiesiogiai naudojama nuolatinės srovės paleidimui, todėl UPS naudojimas tampa patogesnis ir patikimesnis; Apsauga nuo aplinkkelio ir maitinimo šaltinio apėjimo funkcija labai padidina UPS reagavimo į avarines galimybes. Tuo pačiu metu, kai vartotojo apkrovos įrangai keliami specialūs reikalavimai maitinimo šaltiniui, pvz., įtampa neturi būti per aukšta, suteikiama apėjimo maitinimo įtampos apsauga, apsauganti vartotojo apkrovos įrangą nuo aukštos įtampos pavojų; Automatinio paleidimo funkcija. Kai maitinimo maitinimas yra neįprastas ir pereina į akumuliatoriaus režimą, kad būtų tiekiamas maitinimas, kol jis bus nutrauktas, UPS išsijungs. Kai tinklo maitinimas normalizuosis, UPS automatiškai įsijungs ir tieks įprastą maitinimą, naudotojams nereikės įjungti kiekvieno; Ilgalaikis maitinimo šaltinio dizainas, suteikiantis išsamias ilgalaikes mašinų parinktis vartotojams, aprūpintas tinkamais akumuliatorių paketais, gali leisti vartotojams išsikrauti maždaug 8 valandas, kad atitiktų skirtingų elektros tinklo aplinkos reikalavimus; Ilgai veikiančios mašinos turi stiprias įkrovimo galimybes. Akumuliatorius ne tik prailgina išsikrovimo laiką, bet ir turi stiprią įkrovimo galimybę, todėl pradinė įkrovimo srovė yra maždaug 5-10A; Savitikros funkcija gali imituoti elektros energijos tiekimo nutraukimo situaciją ir įjungti maitinimo šaltinio režimą. Šią funkciją galima atlikti bet kuriuo metu naudojant savitikros mygtuką skydelyje arba kartu su stebėjimo programine įranga; Stipri apsauga nuo trukdžių, sukurta pagal tarptautinius standartus EN50091-2 ir IEC61000-4 serijos standartus, efektyviai pagerina UPS naudojimo saugumą ir patikimumą; Gali būti naudojamas kartu su generatoriumi, turintis platų įėjimo įtampos ir dažnio diapazoną, todėl jį galima naudoti kartu su pagrindinių gamintojų generatoriais ilgesnį laiką. Tuo pačiu metu jis efektyviai pašalina prastą generatoriaus generuojamą galią, suteikdamas gryną, saugų ir stabilų apkrovos energijos šaltinį; Gali atlaikyti indukcines apkrovas; Atsisiųsti programinę įrangą. Kad UPS valdymas būtų patogesnis ir efektyvesnis vartotojams, svetainėje galima nemokamai atsisiųsti stebėjimo programinę įrangą, kad būtų pasiektas protingas valdymas; Lizdas, aprūpintas išmaniuoju lizdu. Vartotojai gali pasirinkti AS400 kortelę, kad teiktų IBM AS400 standartinius ryšio signalus. Vartotojai gali naudoti AS400 sąsają nuotoliniam ekranui, įskaitant garso signalus ir šviesos ekranus. Arba galite įsigyti WinPower CMC kortelę (centralizuotą stebėjimo kortelę) ir naudoti stebėjimo programinę įrangą, kad kompiuteris galėtų vienu metu stebėti kelių vietinių internetinių UPS sistemų veikimo būseną.
Kiti UPS tipai
Įskaitant bokštinį UPS ir modulinį UPS. Bokštinis UPS turi nepriklausomą trijų fazių struktūrą, su maža vidinio komponento gedimo tikimybe ir trumpu priežiūros laiku, todėl jis tinkamas aukšto lygio duomenų centrams. Modulinis UPS pasiekia galios modulio dubliavimą lygiagrečiai veikiant, o tai turi mažesnę vienos mašinos kainą ir šiek tiek didesnį efektyvumą, tačiau turi didesnį gedimų procentą.
Aukšto dažnio mašinos ir moduliniai UPS maitinimo šaltiniai turi keletą unikalių privalumų ir trūkumų. Aukšto dažnio mašinos UPS maitinimo šaltinis, taip pat žinomas kaip modulinis aukšto dažnio UPS, yra stalčiaus stiliaus, didelio intelekto modulinis dizainas. Jis gali patenkinti galios įvesties ir patikimumo reikalavimus, pridedant arba pašalinant UPS modulius spintoje, labai lanksčiai ir pasiekiant geriausią ekonomiškumą. Jis turi lengvo prijungimo ir atjungimo funkcionalumą, kuris ne tik atitinka galios ir patikimumo reikalavimus, pridedant arba pašalinant modulius spintelės viduje, bet ir leidžia atlikti internetinę priežiūrą tol, kol leidžia perteklinis perteklius, todėl remonto laikas nulinis. Visiško valdymo technologijos, apimančios pažangius technologinius pasiekimus galios elektronikos ir automatinio valdymo srityse, pritaikymas yra UPS pramonės technologinės revoliucijos etapas. Aukšto dažnio UPS maitinimo šaltinis yra mažas ir lengvas; Puikus prisitaikymas prie tinklo įtampos svyravimų; Tinklo galios įvesties galios koeficientas gali siekti 0,99 arba daugiau, sumažinant tinklo įvesties srovės harmonikų turinį iki mažiau nei 5%, sumažinant maitinimo tinklo taršą ir pašalinant garsinį triukšmą (įskaitant elektros ir mechaninis triukšmas). Tačiau aukšto dažnio mašinose turi būti naudojami aukšto dažnio IGBT, kurie gali veikti 20 kHz UPS. Šie IGBT yra brangūs, turi ribotą tiekimą, griežtas įtampos ir srovės darbo sritis, prastą atsparumą smūgiams, mažą patikimumą ir didelį gedimų skaičių.
Modulinis UPS yra sistema, kuri atskiria aukšto dažnio UPS galios komponentus į atskirus maitinimo modulius, kurie vėliau išvedami lygiagrečiai. Be to, aplinkkelio perjungimo modulis ir valdymo blokas taip pat yra pagaminti į modulinius blokus, todėl visas UPS yra sudarytas iš sudėtų modulių. Didžiausias modulinio UPS bruožas yra tas, kad maitinimo dalis gali lengvai pasiekti perteklinės funkcijos funkciją. Kol UPS keliamosios galios perteklinė galia yra didesnė už vieno modulio galią, UPS galios dalis gali pasiekti „N+1“ dubliavimą ir taip pagerinti UPS maitinimo patikimumą. Kitas modulinio UPS privalumas yra didelis jo prieinamumas. Sugedus moduliui, jį galima pakeisti tiesiogiai, su labai trumpu remonto laiku ir patogia priežiūra. Be to, moduliniame UPS dažnai minimas modelis „augti investuojant“, o tai reiškia, kad vartotojai gali įsigyti mažiau maitinimo modulių pradinės statybos metu, o vėliau, verslo augimo metu išaugus vartotojų įrenginių skaičiui, įsigyti galios modulių UPS plėtrai. Modulinių UPS sistemos struktūra yra labai lanksti, o maitinimo modulių konstrukcijos koncepcija yra ta, kad juos galima lengvai išimti ir sumontuoti sistemos veikimo metu, nedarant įtakos sistemos veikimui ir išėjimui, o tai leidžia planuoti investicijas, kad būtų galima pasiekti „pagal poreikį plėtrą“ ir vartotojų, siekiant „dinamiško augimo“ plėtojant verslą. Tai ne tik patenkina įrangos išplėtimą pagal poreikį vėlesniame etape, bet ir sumažina pradines pirkimo išlaidas.