1 Шта је УПС
УПС, такође познат као непрекидно напајање, је непрекидни извор напајања константног напона и константне фреквенције који садржи уређаје за складиштење енергије и претварач као главну компоненту. Углавном обезбеђује непрекидно напајање за један рачунар, систем рачунарске мреже или другу електронску опрему.
УПС беспрекидно напајање је уређај за хитно напајање који може да настави да напаја оптерећење и обезбеди квалитет напајања када главно напајање нестане или изгуби напајање, тако да то не утиче на рад оптерећења. Има главне функције непрекидног пребацивања између двоструких извора напајања, конверзије фреквенције, конверзије напона, интерференције изолације и резервне копије, и широко се користи у областима као што су опрема за велике податке, индустријско резервно напајање, тржни центри, банкарски системи, железница системи и медицинска опрема.
УПС је прошао кроз процес развоја од динамичког УПС-а (ротирајући тип) до статичког УПС-а (стационарног типа). Рани динамички УПС користио је складиште енергије замајца, користећи механичку енергију и мотор за постизање конверзије енергије. Са развојем енергетске електронике и технологије полупроводничких материјала, статички УПС са тиристором као језгром постепено замењује динамички УПС. Након тога, развијени су статички УПС уређаји који користе џиновске транзисторе снаге који се самоискључују, транзисторе са ефектом поља снаге и биполарне транзисторе са изолованим вратима као прекидачке уређаје. Развој електронске технологије и дигиталне контроле такође је промовисао трансформацију управљачких кола УПС-а из аналогних у дигитална кола, увелико побољшавајући њихове перформансе.
УПС се углавном састоји од исправљача, батерија, претварача и статичких прекидача за пренос. Када је напајање из мреже нормално, УПС стабилизује напајање из мреже и снабдева га оптерећењем, док пуни интерну батерију; Када се струјно напајање прекине, УПС претвара електричну енергију батерије у наизменичну струју преко претварача и наставља да снабдева напајање оптерећењем, чиме се постиже непрекидно напајање.
Према различитим стандардима и карактеристикама, УПС се може класификовати на основу излазног таласног облика, капацитета снаге, улазно-излазног режима, принципа рада, структуре и сценарија примене. Уобичајене методе класификације укључују динамички УПС и статички УПС према њиховим принципима рада. Статички УПС укључује резервне, интерактивне, онлајн итд; Према систему напајања, подељен је на један улаз и један излаз, три улаза и један излаз, три улаза и три излаза итд; Према излазној снази, дели се на микро, мале, средње, велике итд.
2 врсте УПС-а
Интерактивни УПС на мрежи
Интерактивни УПС на мрежи комбинује високу ефикасност резервног УПС-а са предностима висококвалитетног напајања УПС-а на мрежи. Када је напајање из мреже нормално, директно напаја оптерећење из мреже без проласка кроз сложен процес конверзије енергије, тако да је радна ефикасност изузетно висока и достиже преко 98%. Истовремено, има и функцију аутоматске стабилизације напона, која може грубо стабилизовати напон и апсорбовати неке сметње у електричној мрежи. Његов метод стабилизације напона је отприлике исти као и резервни тип, углавном користећи релеје за промену методе одвајања трансформатора. Када је улазни напон висок, трансформатор се смањује, а када је улазни напон низак, трансформатор се повећава, са тачношћу стабилизације излазног напона од 5% -10%.
Инвертер у овом типу УПС-а има функцију двосмерне конверзије, и када се напаја из мреже, служи као АЦ/ДЦ исправљач за пуњење батерије; Када дође до нестанка струје, претвара се у ДЦ/АЦ инвертер, који се напаја из батерија, а УПС наставља да снабдева напајање оптерећењем. Таласни облик излазног напона такође може бити квази синусни талас, али због велике излазне снаге, могу постојати уређаји који захтевају да улазни напон буде синусни талас у оптерећењу, тако да је излазни напон претварача мрежног интерактивног УПС-а углавном синусни талас. Такође је опремљен улазним и излазним високофреквентним филтерима, који могу да се одупру високофреквентним (диференцијалним и заједничким модовима) сметњама напона мреже.
Линијски интерактивни УПС је погодан за малу и средњу канцеларијску и кућну мрежну опрему. За ове сценарије, не само да испуњава одређене захтеве заштите напајања, већ има и предности ниске цене, једноставног кола и високе поузданости. А претварач такође има функцију пуњења, а његов капацитет пуњења је јачи од резервног типа. Иако УПС излаз и даље има време конверзије, оно је краће од резервног типа, обично 4-6мс. Ако је индуктор повезан серијски између улазног прекидача и аутоматског регулатора напона, инвертер може одмах да напаја оптерећење када се напајање из мреже прекине, што може скратити време интерактивне конверзије линије на нулу и повећати способност против сметњи. .
УПС са двоструком конверзијом
УПС са двоструком конверзијом обезбеђује стабилност и континуитет излазног напона кроз две конверзије енергије и широко се користи у кључним сценаријима примене као што су центри података, медицинске установе и финансијске институције.
Структура кола УПС-а са двоструком конверзијом састоји се од исправљача/пуњача, претварача, пуњача батерија (опционо), прекидача батерије, итд. Исправљач/пуњач претвара улазну снагу наизменичне струје у једносмерну струју, напаја је претварачу и пуни батерију на исто време. Када се струјно напајање прекине, претварач претвара једносмерну снагу батерије у наизменичну струју и напаја је оптерећењу.
Структура кола УПС-а са двоструком конверзијом без бајпаса састоји се од исправљача/пуњача, претварача, пуњача батерија (опционо), прекидача за батерије, итд. Савремени УПС системи су често опремљени независним пуњачима батерија, који имају предност у томе што напон пуњења плута. батерије се неће променити са оптерећењем, што је корисно за продужење века трајања батерије. Прекидач батерије се користи за повезивање или искључивање батерије из исправљача или претварача, а може користити тиристоре, диоде или механичке прекидаче.
УПС са двоструком конверзијом са бајпасом додаје УПС прекидачки модул за УПС да се пребаци из нормалног режима у режим складиштења енергије или обрнуто.
Принцип рада УПС-а са двоструком конверзијом је да се мрежна улазна снага наизменичне струје прво конвертује у једносмерну струју помоћу исправљача, а затим претвара у наизменичну струју помоћу инвертера. Истовремено, исправљач/пуњач или независни пуњач батерије пуни батерију. У нормалним околностима, оптерећење се напаја комбинацијом исправљача/инвертера. Када индикатори улазног напајања наизменичном струјом из мреже пређу унапред одређено ограничење капацитета, УПС се пребацује у режим складиштења енергије, то јест, комбинација батерија/инвертер напаја оптерећење, а временски интервал напајања је складиште енергије. време трајања батерије, или док се мрежно напајање не врати на ограничење пројектованог капацитета УПС-а, а затим се пређе у нормалан режим. Када исправљач/инвертор поквари, или када УПС доживи тренутно или континуирано преоптерећење, УПС ће се пребацити у режим рада бајпаса, где се оптерећење привремено напаја путем бајпас напајања (АЦ улаз 3). Да би се обезбедила непрекидна конверзија, излаз претварача и АЦ улаз 3 морају бити синхронизовани. Поред тога, ако су улазни и излазни напони различити, трансформатор се мора уградити у обилазни круг (АЦ улаз 3).
Оптерећење УПС-а са двоструком конверзијом се увек непрекидно напаја из претварача, било да се инвертер напаја из исправљача или батерије. Излазни напон и фреквенција УПС-а не зависе од улазног напона и фреквенције мрежног напајања. Излазни таласни облик је синусни талас иу нормалном иу режиму складиштења енергије. Због изолације оптерећења од мрежног напајања исправљачима и инвертерима, потискују се различите сметње из мрежног напајања, које могу заштитити од пренапона/спикова, буке у линији, поднапона, пренапона, муње, промене фреквенције, изобличења напона, хармонике напона, прекиде напајања и друге сметње из мрежног напајања. Опсег напона дозвољен за улазно напајање УПС-а са двоструком конверзијом је широк, а статичка и пролазна тачност излазног напона је висока. Када нестане улазног напајања наизменичном струјом, може се тренутно пребацити из нормалног режима у режим складиштења енергије без прекида излазне снаге током процеса конверзије, или другим речима, време конверзије је нула. Међутим, када УПС поквари, време преласка из нормалног режима у режим бајпаса је 1-4 мс.
Онлине УПС
Онлине УПС претвара улазну наизменичну струју у једносмерну и назад у наизменичну струју када је то потребно, са највишим нивоом могућности заштите напајања, који се широко користи у системима напајања, рачунарским центрима података и другим пољима.
Онлине УПС увек одржава свој претварач у радном стању. Прво конвертује екстерно напајање наизменичном струјом у једносмерно напајање кроз коло, а затим конвертује једносмерну струју у висококвалитетни синусни талас наизменичне струје преко висококвалитетног претварача за излаз на рачунар. У условима напајања, главна функција је стабилизација напона и спречавање сметњи радио таласа; Током нестанка струје, користите резервни извор једносмерне струје (батерија) за напајање претварача. Због непрекидног рада претварача, нема проблема са временом укључивања, што га чини погодним за ситуације са строгим захтевима за напајање.
Онлине УПС је подељен на два типа: без премоснице и двострука конверзија. Структура колаУПС са двоструком конверзијом без бајпаса је релативно једноставан, састоји се од исправљача, претварача, батерије, итд. УПС са двоструком конверзијом са бајпасом додаје УПС прекидачски модул за УПС да се пребаци из нормалног режима у режим складиштења енергије или обрнуто, побољшање флексибилности и поузданости система.
Режим рада УПС-а на мрежи је следећи: када је напајање из мреже нормално, струја из мреже пролази кроз коло филтера за апсорпцију пренапона → АЦ на једносмерни круг → ДЦ на АЦ коло → и затим претвара излазну снагу наизменичне струје да напаја оптерећење, док пуњење батерије у исто време; Једном када контролно коло микропроцесора детектује прекид напајања, оно одмах празни батерију → претвара једносмерну струју у струјни круг наизменичне струје → и претвара излазну снагу наизменичне струје за напајање оптерећења. Ако контролно коло микропроцесора детектује грешку УПС-а, УПС ће користити релеј (РЕЛЕ) да би се укључио у премосницу (БИПАСС), напајао оптерећење из мреже и емитовао звучно упозорење кориснику.
Онлине УПС има много предности, као што је излаз синусног таласа. Било да је у мрежном режиму или у режиму батерије, може да емитује напајање синусног таласа ниске дисторзије, пружајући најбољу гаранцију напајања за уређаје за оптерећење корисника; Нулто време конверзије, када се напајање из мреже искључи или поново успостави, нема времена конверзије за УПС да се пребаци између мрежног режима и режима батерије, чиме се ефикасно обезбеђује поузданост рада оптерећења; Функција откривања нулте жице на улазу, како би се избегао обрнута веза са нултом жицом на улазу струје УПС-а, има функцију откривања обрнуте везе са нултом жицом; Хуманизовани излаз за бајпас, улазно нормално напајање из мреже, подразумевано без излаза бајпаса, мора бити укључен да би имао нормалан излаз инвертера, али се може променити на „мрежно напајање има излаз бајпаса“ кроз софтверску конфигурацију; ТВСС функција, позната и као ТРАНСИЕНТ ВОЛТАГЕ СУРГЕ СУППРЕСС функција заштите од пренапона, користи се за факс ТЕЛЕФОН, МОДЕМ, мрежу и друге функције заштите конверзије; Врућа резервна копија са две машине, када је најважнија опрема корисника апсолутно забрањена за искључивање, модели са капацитетом од 6КВА или више могу у потпуности да подрже функцију вруће резервне копије са две машине. Корисници могу да користе два УПС-а за примарну и резервну употребу. Када један од њих поквари, други је одговоран за снабдевање струјом; Корекција улазног фактора снаге, са функцијом корекције улазног фактора снаге. У условима пуног оптерећења, фактор улазне снаге може да достигне 0.95 или више, тако да окружење корисника електричне мреже неће бити загађено; ДЦ стартуп. У случају нестанка струје, ако је УПС потребан за покретање рачунара или друге опреме за оптерећење, батерија се може директно користити за ДЦ покретање, чинећи коришћење УПС-а практичнијим и поузданијим; Заштита бајпаса и функција премошћивања напајања значајно побољшавају способност УПС-а за реаговање у хитним случајевима. У исто време, када опрема за оптерећење корисника има посебне захтеве за напајање, као што је напон који није превисок, обезбеђена је заштита од напона напајања бајпасом да би се заштитила опрема за оптерећење корисника од опасности високог напона; Функција аутоматског покретања. Када је напајање из мреже ненормално и уђе у режим батерије за напајање све док се не искључи, УПС ће се искључити. Када се напајање из мреже врати у нормалу, УПС ће се аутоматски покренути и обезбедити нормално напајање без потребе да корисници сваки од њих укључују; Дугорочни дизајн напајања, пружајући свеобухватне дугорочне опције машина за кориснике, опремљен одговарајућим батеријским пакетима, може омогућити корисницима да се испразне око 8 сати како би испунили захтеве различитих окружења електричне мреже; Дуготрајне машине имају снажне могућности пуњења. Поред продужења времена пражњења, батерија такође има снажну способност пуњења, обезбеђујући почетну струју пуњења од око 5-10А; Функција самопровере може симулирати ситуацију нестанка струје и ући у режим батерије за напајање. Ова функција може да се изврши у било ком тренутку преко дугмета за самопроверу на панелу или у комбинацији са софтвером за надзор; Јака заштита од сметњи, дизајнирана у складу са међународним стандардима ЕН50091-2 и стандардима ИЕЦ61000-4 серије, ефективно побољшава безбедност и поузданост употребе УПС-а; Може се користити у комбинацији са генератором, са широким опсегом улазног напона и фреквенције, што му омогућава да се користи у комбинацији са главним маркама генератора током дужег временског периода. У исто време, ефикасно уклања слабу снагу коју генерише генератор, обезбеђујући чист, сигуран и стабилан извор напајања за оптерећење; Може да поднесе индуктивна оптерећења; Преузмите софтвер. Како би управљање УПС-ом било практичнијим и ефикаснијим за кориснике, софтвер за праћење се може бесплатно преузети на веб локацији како би се постигло интелигентно управљање; Слот, опремљен интелигентним утором. Корисници могу да изаберу АС400 картицу за обезбеђивање стандардних комуникационих сигнала ИБМ АС400. Корисници могу да користе АС400 интерфејс за даљински приказ, укључујући звучне аларме и светлосне дисплеје. Алтернативно, можете купити ВинПовер ЦМЦ картицу (централизовану картицу за надзор) и користити софтвер за надгледање да бисте омогућили рачунару да истовремено надгледа оперативни статус више локалних УПС система на мрежи.
Друге врсте УПС-а
Укључујући торањ УПС и модуларни УПС. Товер УПС има независну трофазну структуру, са малом вероватноћом квара унутрашњих компоненти и кратким временом одржавања, што га чини погодним за центре података високог нивоа. Модуларни УПС постиже редундантност модула напајања кроз паралелни рад, што има предности ниже цене једне машине и нешто веће ефикасности, али има већу стопу отказа.
Машине високе фреквенције и модуларни УПС извори напајања имају неке јединствене предности и недостатке. Високофреквентно машинско УПС напајање, такође познато као модуларни високофреквентни УПС, усваја модуларни дизајн високе интелигенције у стилу фиоке. Може да испуни захтеве за улазну снагу и поузданост додавањем или уклањањем УПС модула у кућишту, уз велику флексибилност и постизање најбоље исплативости. Има функцију лаког укључивања и искључивања, која не само да испуњава захтеве за излазну снагу и поузданост додавањем или уклањањем модула унутар ормарића, већ омогућава и одржавање на мрежи све док редундантност дозвољава, постижући нулто време поправке. Усвајање технологије пуне контроле, која окупља напредна технолошка достигнућа у области енергетске електронике и аутоматског управљања, представља прекретницу у технолошкој револуцији УПС индустрије. Високофреквентно УПС напајање има малу величину и малу тежину; Снажна прилагодљивост флуктуацијама мрежног напона; Фактор улазне снаге мрежног напајања може да достигне 0.99 или више, смањујући садржај хармоника улазне струје мреже на мање од 5%, минимизирајући загађење електричне мреже и елиминишући звучну буку (укључујући електричну и механичка бука). Али машине високе фреквенције морају да користе високофреквентне ИГБТ-ове који могу да раде у УПС-у од 20 кХз. Ови ИГБТ су скупи, имају ограничено снабдевање, строге радне области напона и струје, слабу отпорност на удар, ниску поузданост и високу стопу отказа.
Модуларни УПС је систем који раздваја енергетске компоненте високофреквентног УПС-а у појединачне модуле напајања, који се затим излазе паралелно. Поред тога, бајпас склопни модул и контролна јединица су такође направљени у модуларне јединице, тако да је цео УПС састављен од наслаганих модула. Највећа карактеристика модуларног УПС-а је то што део за напајање може лако постићи редундантну функцију. Све док је вишак снаге носивог капацитета УПС-а већи од снаге једног модула, енергетски део УПС-а може да постигне редундантност „Н+1“, чиме се побољшава поузданост напајања УПС-а. Још једна предност модуларног УПС-а је његова висока доступност. Када модул поквари, може се директно заменити, уз веома кратко време поправке и практично одржавање. Поред тога, модуларни УПС често помиње модел „расте док инвестирате“, што значи да корисници могу купити мање модула напајања током почетне изградње, а затим купити модуле напајања за проширење УПС-а након што се број корисничких уређаја повећа током раста пословања. Структура система модуларних УПС-а је веома флексибилна, а концепт дизајна енергетских модула је да се они могу лако уклонити и инсталирати током рада система без утицаја на рад и излаз система, што омогућава планирање инвестиција да се постигне „проширивање на захтев“ и омогућава корисницима да уз развој пословања остваре „динамичан раст“. Ово не само да задовољава проширење опреме на захтев у каснијој фази, већ и смањује почетне трошкове куповине.