1 Kas ir UPS
UPS, kas pazīstams arī kā nepārtrauktās barošanas avots, ir pastāvīga sprieguma un nemainīgas frekvences nepārtrauktās barošanas avots, kura galvenā sastāvdaļa ir enerģijas uzglabāšanas ierīces un invertors. Tas galvenokārt nodrošina nepārtrauktu barošanu vienam datoram, datortīkla sistēmai vai citai jaudas elektroniskai iekārtai.
UPS nepārtrauktās barošanas avots ir avārijas barošanas avota ierīce, kas var turpināt piegādāt slodzei strāvu un nodrošināt barošanas kvalitāti, ja galvenais barošanas bloks atteicās vai pazūd strāva, lai netiktu ietekmēta slodzes darbība. Tam ir galvenās funkcijas: nepārtraukta pārslēgšanās starp diviem strāvas avotiem, frekvences pārveidošana, sprieguma pārveidošana, izolācijas traucējumi un dublēšana, un to plaši izmanto tādās jomās kā lielo datu informācijas aprīkojums, rūpnieciskās rezerves barošanas avots, iepirkšanās centri, banku sistēmas, dzelzceļš. sistēmas un medicīnas iekārtas.
UPS ir izgājis cauri izstrādes procesam no dinamiska UPS (rotējoša tipa) līdz statiskam UPS (stacionāram tipam). Agrīnā dinamiskā UPS izmantoja spararata enerģijas uzglabāšanu, izmantojot mehānisko enerģiju un dzinēju, lai panāktu enerģijas pārveidi. Attīstoties jaudas elektronikai un pusvadītāju materiālu tehnoloģijai, statiskais UPS ar tiristoru kā kodolu pakāpeniski aizstāj dinamisko UPS. Pēc tam tika izstrādātas statiskās UPS ierīces, kas kā komutācijas ierīces izmanto pašizslēdzošus milzu jaudas tranzistorus, jaudas lauka efekta tranzistorus un izolētus vārtu bipolāros tranzistorus. Elektronisko tehnoloģiju un digitālās vadības attīstība veicināja arī UPS vadības shēmu pārveidi no analogajām shēmām uz digitālajām shēmām, ievērojami uzlabojot to veiktspēju.
UPS galvenokārt sastāv no taisngriežiem, akumulatoriem, invertoriem un statiskiem pārvades slēdžiem. Kad strāvas padeve ir normāla, UPS stabilizē tīkla strāvu un piegādā to slodzei, vienlaikus uzlādējot iekšējo akumulatoru; Kad strāvas padeve tiek pārtraukta, UPS pārveido akumulatora elektrisko enerģiju maiņstrāvā, izmantojot invertoru, un turpina piegādāt slodzei strāvu, tādējādi nodrošinot nepārtrauktu barošanu.
Saskaņā ar dažādiem standartiem un raksturlielumiem UPS var klasificēt, pamatojoties uz izejas viļņu formu, jaudas ietilpību, ieejas-izejas režīmu, darbības principu, struktūru un lietojuma scenārijiem. Kopējās klasifikācijas metodes ietver dinamisko UPS un statisko UPS atbilstoši to darbības principiem. Statiskā UPS ietver rezerves, interaktīvo, tiešsaistes utt. Saskaņā ar barošanas sistēmu tas ir sadalīts vienā ieejā un vienā izvadē, trīs ieejās un vienā izvadē, trīs ieejas un trīs izvades utt.; Pēc izejas jaudas tas ir sadalīts mikro, mazā, vidējā, lielā utt.
2 UPS veidi
Tiešsaistes interaktīvais UPS
Tiešsaistes interaktīvais UPS apvieno augstu rezerves UPS efektivitāti ar tiešsaistes UPS augstas kvalitātes barošanas avota priekšrocībām. Kad elektrotīkla jauda ir normāla, tā tieši piegādā strāvu slodzei no tīkla strāvas, neveicot sarežģītu jaudas pārveidošanas procesu, tāpēc darba efektivitāte ir ārkārtīgi augsta, sasniedzot virs 98%. Tajā pašā laikā tai ir arī automātiska sprieguma stabilizācijas funkcija, kas var aptuveni stabilizēt spriegumu un absorbēt dažus elektrotīkla traucējumus. Tās sprieguma stabilizācijas metode ir aptuveni tāda pati kā rezerves tipam, galvenokārt izmantojot relejus, lai mainītu transformatora pieskārienu metodi. Kad ieejas spriegums ir augsts, transformators pazeminās, un, ja ieejas spriegums ir zems, transformators paaugstinās ar izejas sprieguma stabilizācijas precizitāti 5% -10%.
Šāda veida UPS invertoram ir divvirzienu pārveidošanas funkcija, un, ja tiek piegādāta elektrotīkla strāva, tas kalpo kā maiņstrāvas/līdzstrāvas taisngriezis, lai uzlādētu akumulatoru; Kad notiek strāvas padeves pārtraukums, tas tiek pārveidots par līdzstrāvas/maiņstrāvas invertoru, ko darbina akumulatori, un UPS turpina piegādāt slodzei strāvu. Izejas sprieguma viļņa forma var būt arī gandrīz sinusoidāls vilnis, taču lielās izejas jaudas dēļ var būt ierīces, kuru ieejas spriegumam ir jābūt sinusoidālam slodzei, tāpēc līnijas interaktīvā UPS invertora izejas spriegums lielākoties ir sinusoidālais vilnis. Tas ir aprīkots arī ar ieejas un izejas augstfrekvences filtriem, kas spēj izturēt augstfrekvences (diferenciālā un kopējā režīma) traucējumus no tīkla sprieguma.
Līnijas interaktīvais UPS ir piemērots maza un vidēja izmēra biroja un mājas tīkla iekārtām. Šajos scenārijos tas ne tikai atbilst noteiktām jaudas aizsardzības prasībām, bet tam ir arī zemas izmaksas, vienkārša shēma un augsta uzticamība. Un pārveidotājam ir arī uzlādes funkcija, un tā uzlādes jauda ir spēcīgāka nekā rezerves tipam. Lai gan UPS izvadei joprojām ir konversijas laiks, tas ir īsāks nekā rezerves veids, parasti 4-6 ms. Ja starp ievades slēdzi un automātisko sprieguma regulatoru ir virknē savienots induktors, invertors var nekavējoties piegādāt slodzei strāvu pēc strāvas padeves pārtraukuma, kas var saīsināt līnijas interaktīvās pārveidošanas laiku līdz nullei un palielināt prettraucējumu spēju. .
Divkāršās konversijas UPS
Divkāršās pārveidošanas UPS nodrošina izejas sprieguma stabilitāti un nepārtrauktību, izmantojot divus strāvas pārveidojumus, un to plaši izmanto galvenajos lietojumu scenārijos, piemēram, datu centros, medicīnas iestādēs un finanšu iestādēs.
Dubultās pārveidošanas UPS ķēdes struktūra sastāv no taisngrieža/lādētāja, invertora, akumulatora lādētāja (pēc izvēles), akumulatora slēdža utt. Taisngriezis/lādētājs pārveido maiņstrāvas ieejas strāvu līdzstrāvā, piegādā to invertoram un uzlādē akumulatoru tajā pašā laikā. Kad strāvas padeve tiek pārtraukta, invertors pārvērš akumulatora līdzstrāvu maiņstrāvas strāvā un piegādā to slodzei.
Divkāršās pārveidošanas UPS bez apvedceļa ķēdes struktūra sastāv no taisngrieža/lādētāja, invertora, akumulatora lādētāja (pēc izvēles), akumulatora slēdža u.c. Mūsdienu UPS sistēmas bieži vien ir aprīkotas ar neatkarīgiem akumulatoru lādētājiem, kuru priekšrocība ir peldošā uzlādes sprieguma trūkums. akumulatora stāvoklis nemainīsies līdz ar slodzi, kas ir izdevīgi, lai pagarinātu akumulatora darbības laiku. Akumulatora slēdzi izmanto, lai savienotu vai atvienotu akumulatoru no taisngrieža vai invertora, un tajā var izmantot tiristorus, diodes vai mehāniskos slēdžus.
Divkāršās konversijas UPS ar apvedceļu pievieno UPS slēdža moduli, lai UPS pārslēgtos no parastā režīma uz enerģijas uzglabāšanas režīmu vai otrādi.
Divkāršās pārveidošanas UPS darbības princips ir tāds, ka tīkla maiņstrāvas ievades jauda vispirms tiek pārveidota par līdzstrāvu ar taisngriezi un pēc tam pārveidota par maiņstrāvu ar invertora palīdzību. Tajā pašā laikā taisngriezis/lādētājs vai neatkarīgs akumulatora lādētājs uzlādē akumulatoru. Normālos apstākļos slodzi darbina taisngrieža/invertora kombinācija. Kad elektrotīkla maiņstrāvas ievades barošanas avota indikatori pārsniedz iepriekš noteikto jaudas ierobežojumu, UPS pārslēdzas uz enerģijas uzkrāšanas režīmu, tas ir, akumulatora/invertora kombinācija piegādā strāvu slodzei, un strāvas padeves laika intervāls ir enerģijas uzkrāšana. akumulatora darbības laiku vai līdz tīkla ievades strāvas padeve atgriežas līdz UPS projektētajai jaudas robežai un pēc tam pārslēdzas normālā režīmā. Ja taisngrieža/invertora kļūme vai UPS piedzīvo tūlītēju vai nepārtrauktu pārslodzi, UPS pārslēgsies uz apvada darbības režīmu, kur slodzi īslaicīgi darbina apvada barošanas avots (3. maiņstrāvas ieeja). Lai nodrošinātu nepārtrauktu pārveidošanu, invertora izeja un maiņstrāvas ieeja 3 ir jāsinhronizē. Turklāt, ja ieejas un izejas spriegumi atšķiras, apvada ķēdē (3. maiņstrāvas ieeja) ir jāuzstāda transformators.
Divkāršās pārveidošanas UPS slodzi vienmēr nepārtraukti darbina invertors neatkarīgi no tā, vai invertoru darbina taisngriezis vai akumulators. UPS izejas spriegums un frekvence nav atkarīgi no tīkla strāvas ieejas sprieguma un frekvences. Izejas viļņu forma ir sinusoidāls vilnis gan parastajā, gan enerģijas uzglabāšanas režīmā. Sakarā ar slodzes izolāciju no tīkla barošanas avota ar taisngriežiem un invertoriem, tiek novērsti dažādi traucējumi no tīkla barošanas avota, kas var aizsargāt pret pārspriegumiem/spieķiem, līnijas trokšņiem, zemsprieguma, pārsprieguma, zibens, frekvences izmaiņām, sprieguma kropļojumiem, sprieguma harmonikas, strāvas padeves pārtraukumi un citi traucējumi no tīkla barošanas avota. Divkāršās konversijas UPS ievades barošanas avotam atļautais sprieguma diapazons ir plašs, un izejas sprieguma statiskā un pārejošā precizitāte ir augsta. Ja maiņstrāvas ievades jauda neizdodas, tā var uzreiz pārslēgties no parastā režīma uz enerģijas uzkrāšanas režīmu, nepārtraucot izejas jaudu konversijas procesa laikā, jeb, citiem vārdiem sakot, konversijas laiks ir nulle. Tomēr, ja UPS neizdodas, pārejas laiks no parastā režīma uz apiešanas režīmu ir 1-4 ms.
Tiešsaistes UPS
Tiešsaistes UPS pārveido ieejas maiņstrāvu līdzstrāvā un vajadzības gadījumā atpakaļ maiņstrāvā, nodrošinot visaugstākā līmeņa jaudas aizsardzības iespējas, ko plaši izmanto energosistēmās, datoru datu centros un citās jomās.
Tiešsaistes UPS vienmēr uztur savu invertoru darba stāvoklī. Vispirms tas, izmantojot ķēdi, pārveido ārējo maiņstrāvu par līdzstrāvu un pēc tam pārveido līdzstrāvu augstas kvalitātes sinusoidālā viļņa maiņstrāvā, izmantojot augstas kvalitātes invertoru, lai izvadītu to datoram. Strāvas padeves apstākļos galvenā funkcija ir stabilizēt spriegumu un novērst radioviļņu traucējumus; Strāvas padeves pārtraukuma laikā izmantojiet rezerves līdzstrāvas avotu (akumulatoru), lai nodrošinātu strāvas padevi pārveidotājam. Pateicoties nepārtrauktai invertora darbībai, nav pārslēgšanās laika problēmu, tāpēc tas ir piemērots situācijām, kad ir stingras prasības barošanas avotam.
Tiešsaistes UPS ir sadalīta divos veidos: bezapvada un dubultā konvertēšana. Ķēdes struktūraUPS bez apvedceļa divkāršās pārveidošanas ir salīdzinoši vienkārša, sastāv no taisngrieža, invertora, akumulatora utt. Dubultās konversijas UPS ar apvedceļu pievieno UPS slēdža moduli, lai UPS pārslēgtos no parastā režīma uz enerģijas uzglabāšanas režīmu vai otrādi, sistēmas elastības un uzticamības uzlabošana.
Tiešsaistes UPS darba režīms ir šāds: ja tīkla jauda ir normāla, tīkla jauda iet caur pārsprieguma absorbcijas filtra ķēdi → maiņstrāvas uz līdzstrāvas ķēdi → līdzstrāvas uz maiņstrāvas ķēdi → un pēc tam pārveido maiņstrāvas izvadi, lai nodrošinātu slodzi. vienlaikus uzlādējot akumulatoru; Tiklīdz mikroprocesora vadības ķēde konstatē strāvas padeves pārtraukumu, tā nekavējoties izlādē akumulatoru → pārvērš līdzstrāvu maiņstrāvas ķēdē → un pārveido maiņstrāvas izvadi, lai nodrošinātu slodzi. Ja mikroprocesora vadības ķēde konstatē UPS kļūdu, UPS izmantos releju (RELAY), lai atslēgtos uz apvedceļu (BYPASS), piegādās slodzei strāvu no tīkla un izstaro skaņas brīdinājumu lietotājam.
Tiešsaistes UPS ir daudz priekšrocību, piemēram, sinusoidālā viļņa izvade. Neatkarīgi no tā, vai darbojas tīkla vai akumulatora režīmā, tas var izvadīt zemu kropļojumu sinusoidālo viļņu barošanas avotu, nodrošinot vislabāko jaudas garantiju lietotāju slodzes ierīcēm; Nulles pārveidošanas laiks, kad tiek pārtraukta vai atjaunota strāvas padeve, UPS nav pārejas laika, lai pārslēgtos starp tīkla un akumulatora režīmu, efektīvi nodrošinot slodzes darbības uzticamību; Ievades nulles vadu noteikšanas funkcija, lai izvairītos no UPS tīkla strāvas ievades nulles vadu apgrieztā savienojuma, tai ir nulles vadu apgrieztā savienojuma noteikšanas funkcija; Humanizēta apvada izeja, ievade parastā tīkla jauda, pēc noklusējuma nav apvada izvades, ir jāieslēdz, lai būtu normāla invertora izeja, bet to var mainīt uz "tīkla strāvai ir apvada izeja", izmantojot programmatūras konfigurāciju; TVSS funkcija, kas pazīstama arī kā TRANSIENT VOLTAGE SURGE SUPPRESS pārsprieguma aizsardzības funkcija, tiek izmantota faksa TELEFONA, MODEMA, tīkla un citām pārveidošanas aizsardzības funkcijām; Divkāršās mašīnas karstā dublēšana, kad lietotāja vissvarīgākās slodzes iekārtas ir pilnībā aizliegtas izslēgt, modeļi ar jaudu 6KVA vai vairāk var pilnībā atbalstīt divu mašīnu karstās dublēšanas funkciju. Lietotāji var izmantot divus UPS primārajai un rezerves lietošanai. Ja viens no tiem neizdodas, otrs ir atbildīgs par strāvas padevi; Ieejas jaudas koeficienta korekcija, ar ieejas jaudas koeficienta korekcijas funkciju. Pilnas slodzes apstākļos ieejas jaudas koeficients var sasniegt 0,95 vai vairāk, lai lietotāja elektrotīkla vide netiktu piesārņota; DC palaišana. Strāvas padeves pārtraukuma gadījumā, ja ir nepieciešams UPS, lai palaistu datoru vai citu slodzes iekārtu, akumulatoru var tieši izmantot līdzstrāvas palaišanai, padarot UPS lietošanu ērtāku un uzticamāku; Apvedceļa aizsardzība un apvada barošanas avota funkcija ievērojami uzlabo UPS ārkārtas reaģēšanas spēju. Tajā pašā laikā, kad lietotāja slodzes aprīkojumam ir īpašas prasības barošanas avotam, piemēram, spriegums nav pārāk augsts, tiek nodrošināta apvada barošanas avota sprieguma aizsardzība, lai aizsargātu lietotāja slodzes aprīkojumu no augsta sprieguma apdraudējumiem; Automātiskās palaišanas funkcija. Ja strāvas padeve ir nenormāla un pāriet akumulatora režīmā, lai barotu, līdz tā tiek pārtraukta, UPS izslēgsies. Kad strāvas padeve atgriežas normālā stāvoklī, UPS automātiski iedarbināsies un nodrošinās normālu jaudu, lietotājiem neieslēdzot katru no tiem; Ilgtermiņa barošanas avota dizains, kas lietotājiem nodrošina visaptverošas ilgtermiņa mašīnas iespējas, kas aprīkotas ar piemērotiem akumulatoru blokiem, ļauj lietotājiem izlādēties apmēram 8 stundas, lai izpildītu dažādu elektrotīkla vides prasības; Ilgmūžīgām mašīnām ir spēcīgas uzlādes iespējas. Papildus izlādes laika pagarināšanai akumulatoram ir arī spēcīga uzlādes spēja, nodrošinot sākotnējo uzlādes strāvu aptuveni 5-10A; Pašpārbaudes funkcija var simulēt strāvas padeves pārtraukumu un pāriet akumulatora režīmā, lai nodrošinātu barošanu. Šo funkciju var izpildīt jebkurā laikā, izmantojot pašpārbaudes pogu uz paneļa vai kopā ar uzraudzības programmatūru; Spēcīga prettraucējumu sistēma, kas izstrādāta saskaņā ar starptautiskajiem standartiem EN50091-2 un IEC61000-4 sērijas standartiem, efektīvi uzlabo UPS lietošanas drošību un uzticamību; Var izmantot kopā ar ģeneratoru, ar plašu ieejas sprieguma un frekvences diapazonu, kas ļauj to izmantot kopā ar lielāko zīmolu ģeneratoriem ilgāku laiku. Tajā pašā laikā tas efektīvi novērš ģeneratora radīto slikto jaudu, nodrošinot tīru, drošu un stabilu slodzes enerģijas avotu; Var izturēt induktīvās slodzes; Lejupielādēt programmatūru. Lai UPS pārvaldību padarītu lietotājiem ērtāku un efektīvāku, tīmekļa vietnē bez maksas var lejupielādēt uzraudzības programmatūru, lai panāktu inteliģentu pārvaldību; Slots, kas aprīkots ar Intelligent Slot. Lietotāji var izvēlēties AS400 karti, lai nodrošinātu IBM AS400 standarta sakaru signālus. Lietotāji var izmantot AS400 interfeisu attālajam displejam, tostarp skaņas signālus un gaismas displejus. Varat arī iegādāties WinPower CMC karti (centralizēto uzraudzības karti) un izmantot uzraudzības programmatūru, lai dators varētu vienlaikus uzraudzīt vairāku vietējo tiešsaistes UPS sistēmu darbības stāvokli.
Cita veida UPS
Tostarp torņu UPS un moduļu UPS. Torņa UPS ir neatkarīga trīsfāzu struktūra, ar zemu iekšējo komponentu atteices iespējamību un īsu apkopes laiku, padarot to piemērotu augsta līmeņa datu centriem. Moduļu UPS nodrošina jaudas moduļa dublēšanu, izmantojot paralēlu darbību, kuras priekšrocības ir zemākas vienas iekārtas izmaksas un nedaudz augstāka efektivitāte, taču tam ir augstāks atteices līmenis.
Augstfrekvences iekārtām un modulārajiem UPS barošanas avotiem ir dažas unikālas priekšrocības un trūkumi. Augstas frekvences mašīnu UPS barošanas avots, kas pazīstams arī kā modulārais augstfrekvences UPS, izmanto atvilktņu stila augstas inteliģences modulāro dizainu. Tas var izpildīt jaudas ievades un uzticamības prasības, pievienojot vai noņemot UPS moduļus skapī, nodrošinot lielu elastību un sasniedzot vislabāko izmaksu efektivitāti. Tam ir vienkārša pievienošanas un atvienošanas funkcionalitāte, kas ne tikai atbilst jaudas izvades un uzticamības prasībām, pievienojot vai noņemot moduļus korpusa iekšpusē, bet arī ļauj veikt tiešsaistes apkopi, ja vien to atļauj dublēšana, panākot nulles remonta laiku. Pilnas vadības tehnoloģijas ieviešana, kas apkopo progresīvus tehnoloģiskos sasniegumus jaudas elektronikas un automātiskās vadības jomā, ir UPS nozares tehnoloģiskās revolūcijas pavērsiens. Augstas frekvences UPS barošanas blokam ir mazs izmērs un viegls svars; Spēcīga pielāgošanās spēja tīkla sprieguma svārstībām; Tīkla jaudas ieejas jaudas koeficients var sasniegt 0,99 vai vairāk, samazinot tīkla ievades strāvas harmonisko saturu līdz mazāk nekā 5%, samazinot elektrotīkla piesārņojumu un novēršot dzirdamo troksni (tostarp elektrisko). un mehāniskais troksnis). Bet augstfrekvences iekārtām ir jāizmanto augstas frekvences IGBT, kas var darboties 20 kHz UPS. Šie IGBT ir dārgi, tiem ir ierobežota piegāde, stingras sprieguma un strāvas darba zonas, slikta triecienizturība, zema uzticamība un augsts atteices līmenis.
Modulārais UPS ir sistēma, kas atdala augstfrekvences UPS jaudas komponentus atsevišķos jaudas moduļos, kas pēc tam tiek izvadīti paralēli. Turklāt apvedceļa komutācijas modulis un vadības bloks ir izveidoti arī moduļu blokos, tādējādi viss UPS sastāv no saliktiem moduļiem. Modulārā UPS lielākā iezīme ir tā, ka barošanas daļa var viegli sasniegt dublēšanas funkciju. Kamēr UPS jaudas pārpalikums ir lielāks par viena moduļa jaudu, UPS jaudas daļa var sasniegt "N+1" dublēšanu, tādējādi uzlabojot UPS barošanas avota uzticamību. Vēl viena moduļu UPS priekšrocība ir tā augstā pieejamība. Ja modulis sabojājas, to var tieši nomainīt ar ļoti īsu remonta laiku un ērtu apkopi. Turklāt moduļu UPS bieži piemin modeli "aug, vienlaikus ieguldot", kas nozīmē, ka lietotāji sākotnējās būvniecības laikā var iegādāties mazāk jaudas moduļu un pēc tam iegādāties jaudas moduļus UPS paplašināšanai pēc tam, kad biznesa izaugsmes laikā palielinās lietotāju ierīču skaits. Moduļu UPS sistēmas struktūra ir ļoti elastīga, un jaudas moduļu konstrukcijas koncepcija ir tāda, ka tos var viegli noņemt un uzstādīt sistēmas darbības laikā, neietekmējot sistēmas darbību un izvadi, kas ļauj plānot ieguldījumus, lai panāktu "paplašināšanu pēc pieprasījuma" un ļauj lietotājiem, lai sasniegtu "dinamisku izaugsmi" ar uzņēmējdarbības attīstību. Tas ne tikai atbilst aprīkojuma paplašināšanai pēc pieprasījuma vēlākā posmā, bet arī samazina sākotnējās iegādes izmaksas.