1 Co je UPS
UPS, také známý jako nepřerušitelný zdroj napájení, je nepřerušitelný zdroj napájení s konstantním napětím a konstantní frekvencí, který obsahuje zařízení pro ukládání energie a střídač jako hlavní součást. Poskytuje především nepřetržité napájení jednoho počítače, systému počítačové sítě nebo jiného výkonového elektronického zařízení.
Záložní zdroj UPS je zařízení nouzového napájení, které může pokračovat v napájení zátěže a zajistit kvalitu napájení při výpadku nebo ztrátě napájení hlavního zdroje tak, aby nebyl ovlivněn provoz zátěže. Má hlavní funkce nepřetržitého přepínání mezi duálními zdroji energie, frekvenční konverzi, konverzi napětí, izolační rušení a zálohování a je široce používán v oblastech, jako jsou informační zařízení pro velká data, průmyslové záložní zdroje energie, nákupní centra, bankovní systémy, železnice. systémy a lékařské vybavení.
UPS prošla vývojovým procesem od dynamické UPS (rotační typ) po statickou UPS (stacionární typ). Rané dynamické UPS využívalo ukládání energie setrvačníku, využívající mechanickou energii a motor k dosažení přeměny energie. S rozvojem výkonové elektroniky a technologie polovodičových materiálů, statické UPS s tyristorem jako jádrem postupně nahrazují dynamické UPS. Poté byla vyvinuta statická UPS zařízení využívající jako spínací zařízení samovypínatelné obří výkonové tranzistory, výkonové tranzistory s efektem pole a bipolární tranzistory s izolovaným hradlem. Rozvoj elektronických technologií a digitálního řízení také podpořil transformaci řídicích obvodů UPS z analogových obvodů na digitální obvody, což výrazně zlepšilo jejich výkon.
UPS sestává hlavně z usměrňovačů, bateriových sad, invertorů a statických přepínačů. Když je napájení ze sítě normální, UPS stabilizuje napájení ze sítě a dodává jej do zátěže, přičemž nabíjí interní baterii; Když je přerušeno napájení ze sítě, UPS přemění elektrickou energii bateriové sady na střídavý proud přes střídač a pokračuje v dodávání energie do zátěže, čímž se dosáhne nepřerušeného napájení.
Podle různých standardů a charakteristik lze UPS klasifikovat na základě výstupního tvaru vlny, výkonové kapacity, vstupního a výstupního režimu, pracovního principu, struktury a aplikačních scénářů. Mezi běžné metody klasifikace patří dynamické UPS a statické UPS podle jejich pracovních principů. Statické UPS zahrnuje záložní, interaktivní, online atd.; Podle systému napájení se dělí na jeden vstup a jeden výstup, tři vstupy a jeden výstup, tři vstupy a tři výstupy atd.; Podle výstupního výkonu se dělí na mikro, malé, střední, velké atd.
2 typy UPS
Online interaktivní UPS
Online interaktivní UPS kombinuje vysokou účinnost záložních UPS s výhodami vysoce kvalitního napájení online UPS. Když je napájení ze sítě normální, dodává energii přímo do zátěže ze síťového napájení, aniž by procházel složitým procesem přeměny energie, takže efektivita práce je extrémně vysoká a dosahuje více než 98 %. Zároveň má také funkci automatické stabilizace napětí, která dokáže zhruba stabilizovat napětí a pohltit některé rušení elektrické sítě. Jeho metoda stabilizace napětí je zhruba stejná jako u záložního typu, většinou využívá relé ke změně metody odbočování transformátoru. Když je vstupní napětí vysoké, transformátor se sníží, a když je vstupní napětí nízké, zvýší se transformátor s přesností stabilizace výstupního napětí 5 % -10 %.
Invertor v tomto typu UPS má funkci obousměrné konverze, a když je napájen ze sítě, slouží jako AC/DC usměrňovač pro nabíjení baterie; Když dojde k výpadku proudu, přemění se na DC/AC střídač napájený bateriemi a UPS nadále dodává energii do zátěže. Průběh výstupního napětí může být také kvazi sinusová vlna, ale vzhledem k vysokému výstupnímu výkonu mohou existovat zařízení, která vyžadují, aby vstupní napětí bylo sinusové v zátěži, takže výstupní napětí invertoru lineárního interaktivního UPS je většinou sinusovka. Je také vybaven vstupními a výstupními vysokofrekvenčními filtry, které dokážou odolat vysokofrekvenčnímu (diferenčnímu i společnému) rušení síťovým napětím.
Linkový interaktivní UPS je vhodný pro malá a středně velká kancelářská a domácí síťová zařízení. Pro tyto scénáře splňuje nejen určité požadavky na ochranu napájení, ale má také výhody nízké ceny, jednoduchého obvodu a vysoké spolehlivosti. A převodník má také nabíjecí funkci a jeho nabíjecí kapacita je silnější než u záložního typu. Přestože výstup UPS má stále dobu konverze, je kratší než typ zálohy, obvykle 4-6 ms. Pokud je induktor zapojen do série mezi vstupní spínač a automatický regulátor napětí, střídač může okamžitě dodávat energii do zátěže, když je odpojeno napájení ze sítě, což může zkrátit dobu interaktivního převodu linky na nulu a zvýšit schopnost proti rušení .
UPS s duální konverzí
UPS s duální konverzí zajišťuje stabilitu a kontinuitu výstupního napětí prostřednictvím dvou konverzí napájení a je široce používána v klíčových aplikačních scénářích, jako jsou datová centra, zdravotnická zařízení a finanční instituce.
Struktura obvodu UPS s duální konverzí se skládá z usměrňovače/nabíječky, invertoru, nabíječky baterií (volitelně), přepínače baterií atd. Usměrňovač/nabíječ převádí vstupní střídavý výkon na stejnosměrný, dodává jej do střídače a nabíjí baterii na stejnou dobu. Když je přerušeno napájení ze sítě, střídač přemění stejnosměrný proud baterie na střídavé napájení a dodává jej do zátěže.
Struktura obvodu UPS s duální konverzí bez bypassu se skládá z usměrňovače/nabíječky, invertoru, nabíječky baterií (volitelně), přepínače baterií atd. Moderní systémy UPS jsou často vybaveny nezávislými nabíječkami baterií, které mají tu výhodu, že napětí nabíjecího napětí udrží baterie se nebude měnit se zátěží, což je výhodné pro prodloužení životnosti baterie. Spínač baterie slouží k připojení nebo odpojení baterie od usměrňovače nebo měniče a může používat tyristory, diody nebo mechanické spínače.
UPS s dvojitou konverzí a bypassem přidává modul UPS pro přepínání UPS z normálního režimu do režimu akumulace energie nebo naopak.
Pracovní princip UPS s duální konverzí spočívá v tom, že vstupní střídavý výkon ze sítě je nejprve přeměněn na stejnosměrný výkon pomocí usměrňovače a poté přeměněn na střídavý výkon pomocí invertoru. Současně usměrňovač/nabíječ nebo nezávislá nabíječka akumulátorů nabíjí akumulátor. Za normálních okolností je zátěž napájena kombinací usměrňovač/střídač. Když indikátory napájecího zdroje střídavého proudu ze sítě překročí předem stanovený limit kapacity, UPS se přepne do režimu akumulace energie, tj. kombinace baterie/střídač dodává energii do zátěže a časový interval napájení je akumulací energie. doba baterie, nebo dokud se napájecí síť nevrátí na limitní kapacitu UPS a poté se přepne do normálního režimu. Když selže usměrňovač/střídač nebo když UPS zaznamená okamžité nebo trvalé přetížení, UPS se přepne do provozního režimu bypassu, kde je zátěž dočasně napájena z bypassového zdroje (AC vstup 3). Pro zajištění nepřetržité konverze musí být výstup měniče a AC vstup 3 synchronizovány. Kromě toho, pokud se vstupní a výstupní napětí liší, musí být v obvodu bypassu nainstalován transformátor (AC vstup 3).
Zátěž UPS s duální konverzí je vždy nepřetržitě napájena střídačem, ať už je střídač napájen z usměrňovače nebo z baterie. Výstupní napětí a frekvence UPS nejsou závislé na vstupním napětí a frekvenci síťového napájení. Výstupní průběh je sinusový v normálním režimu i v režimu akumulace energie. Díky izolaci zátěže od síťového napájení pomocí usměrňovačů a střídačů jsou potlačeny různé rušení ze síťového napájení, které může chránit před přepětím/špičkami, šumem ve vedení, podpětím, přepětím, bleskem, změnami frekvence, zkreslením napětí, harmonické napětí, přerušení napájení a další poruchy ze síťového napájení. Rozsah napětí povolený pro vstupní napájení UPS s duální konverzí je široký a statická a přechodná přesnost výstupního napětí je vysoká. Když selže vstupní střídavý proud, může se okamžitě přepnout z normálního režimu do režimu akumulace energie bez přerušení výstupního výkonu během procesu konverze, nebo jinými slovy, doba konverze je nulová. Pokud však UPS selže, doba přechodu z normálního režimu do režimu bypassu je 1-4 ms.
Online UPS
Online UPS převádí vstupní střídavý proud na stejnosměrný a zpět na střídavý proud, když je to potřeba, s nejvyšší úrovní schopnosti ochrany napájení, široce používané v energetických systémech, počítačových datových centrech a dalších oblastech.
Online UPS vždy udržuje svůj střídač v provozuschopném stavu. Nejprve převádí externí střídavý proud na stejnosměrný proud prostřednictvím obvodu a poté převádí stejnosměrný proud na vysoce kvalitní sinusový střídavý proud prostřednictvím vysoce kvalitního měniče na výstup do počítače. Za podmínek napájení je hlavní funkcí stabilizace napětí a zabránění rušení rádiových vln; Při výpadku proudu použijte k napájení měniče záložní zdroj stejnosměrného proudu (baterii). Díky nepřetržitému provozu střídače nevzniká žádný problém s dobou sepnutí, takže je vhodný pro situace s přísnými požadavky na napájení.
Online UPS se dělí na dva typy: bypass free a duální konverze. Struktura obvoduduální konverze UPS bez bypassu je relativně jednoduchá, sestává z usměrňovače, invertoru, baterie atd. UPS s duální konverzí s bypassem přidává modul UPS pro přepínání UPS z normálního režimu do režimu skladování energie nebo naopak, zlepšení flexibility a spolehlivosti systému.
Pracovní režim online UPS je následující: když je síťové napájení normální, síťové napájení prochází obvodem filtru přepětí → obvod střídavého proudu na obvod stejnosměrného proudu → obvod stejnosměrného proudu na střídavý proud → a poté převádí výstupní střídavý výkon na napájení zátěže, zatímco současně nabíjet baterii; Jakmile řídicí obvod mikroprocesoru detekuje přerušení napájení, okamžitě vybije baterii → převede stejnosměrný proud na obvod střídavého napájení → a převede výstup střídavého proudu na napájení zátěže. Pokud řídicí obvod mikroprocesoru detekuje poruchu UPS, UPS použije relé (RELAY) k vypnutí přemostění (BYPASS), napájí zátěž ze sítě a vydá zvukové varování pro uživatele.
Online UPS má mnoho výhod, jako je sinusový výstup. Ať už v síťovém režimu nebo v režimu baterie, může poskytovat sinusové napájení s nízkým zkreslením, což poskytuje nejlepší záruku napájení pro zátěžová zařízení uživatelů; Nulový čas přeměny, když je napájení ze sítě přerušeno nebo obnoveno, není čas na přeměnu UPS pro přepnutí mezi síťovým režimem a režimem baterie, což účinně zajišťuje spolehlivost provozu zátěže; funkce detekce nulového vodiče na vstupu, aby se zabránilo připojení nulového vodiče napájení ze sítě UPS, má funkci detekce zpětného připojení nulového vodiče; Humanizovaný bypass výstup, vstupní normální síťové napájení, výchozí žádný bypass výstup, musí být zapnutý, aby měl normální výstup měniče, ale lze jej změnit na "síťové napájení má bypass výstup" pomocí softwarové konfigurace; Funkce TVSS, také známá jako funkce ochrany před přepětím TRANSIENT VOLTAGE SURGE SUPPRESS, se používá pro funkce ochrany faxu TELEFON, MODEM, síť a další funkce ochrany před přepětím; Horká záloha se dvěma stroji, kdy je absolutně zakázáno vypínat nejdůležitější zátěžové zařízení uživatele, modely s kapacitou 6KVA nebo více mohou plně podporovat funkci horké zálohy se dvěma stroji. Uživatelé mohou používat dvě UPS pro primární a záložní použití. Když jeden z nich selže, druhý je zodpovědný za dodávku energie; Korekce vstupního účiníku s funkcí korekce vstupního účiníku. Za podmínek plného zatížení může vstupní účiník dosáhnout 0,95 nebo vyšší, takže prostředí elektrické sítě uživatele nebude znečištěno; DC spuštění. V případě výpadku napájení, pokud je pro spuštění počítače nebo jiného zátěžového zařízení potřeba UPS, lze baterii přímo použít pro spouštění stejnosměrným proudem, díky čemuž je použití UPS pohodlnější a spolehlivější; Ochrana bypassu a funkce bypassu napájení výrazně zvyšují schopnost UPS reagovat na nouzové situace. Současně, když má uživatelská zátěžová zařízení speciální požadavky na napájecí zdroj, jako je napětí, které není příliš vysoké, je zajištěna ochrana proti přemostění napájecího napětí, aby byla uživatelská zátěžová zařízení chráněna před riziky vysokého napětí; Funkce automatického startu. Když je napájení ze sítě abnormální a přejde do režimu napájení z baterie, dokud se nepřeruší, UPS se vypne. Když se napájení ze sítě vrátí do normálu, UPS se automaticky spustí a poskytne normální napájení, aniž by uživatelé museli zapínat každou z nich; Návrh dlouhodobého napájecího zdroje, který uživatelům poskytuje komplexní dlouhodobé možnosti stroje, vybavený vhodnými bateriemi, může uživatelům umožnit vybíjení po dobu asi 8 hodin, aby byly splněny požadavky různých prostředí elektrické sítě; Stroje s dlouhou životností mají silné nabíjecí schopnosti. Kromě prodloužení doby vybíjení má baterie také silnou schopnost nabíjení a poskytuje počáteční nabíjecí proud přibližně 5-10A; Funkce samokontroly může simulovat situaci výpadku napájení a přejít do režimu baterie pro napájení. Tuto funkci lze provést kdykoli pomocí tlačítka samokontroly na panelu nebo ve spojení s monitorovacím softwarem; Silná ochrana proti rušení, navržená v souladu s mezinárodními standardy řady EN50091-2 a IEC{8}}, účinně zlepšuje bezpečnost a spolehlivost používání UPS; Může být použit ve spojení s generátorem, se širokým rozsahem vstupního napětí a frekvence, což umožňuje jeho použití ve spojení s hlavními značkami generátorů po delší dobu. Současně účinně odstraňuje špatnou energii generovanou generátorem a poskytuje čistý, bezpečný a stabilní zdroj energie pro zátěž; Zvládne indukční zátěž; Stáhněte si software. Aby byla správa UPS pro uživatele pohodlnější a efektivnější, lze si z webové stránky zdarma stáhnout monitorovací software, abyste dosáhli inteligentní správy; Slot, vybavený inteligentním slotem. Uživatelé si mohou vybrat kartu AS400 pro poskytování standardních komunikačních signálů IBM AS400. Uživatelé mohou používat rozhraní AS400 pro vzdálené zobrazení, včetně zvukových alarmů a světelných displejů. Alternativně si můžete zakoupit kartu WinPower CMC (centralizovaná monitorovací karta) a použít monitorovací software, který umožní počítači současně sledovat provozní stav více místních online systémů UPS.
Jiné typy UPS
Včetně věžových UPS a modulárních UPS. Tower UPS má nezávislou třífázovou strukturu s nízkou pravděpodobností selhání vnitřních komponent a krátkou dobou údržby, díky čemuž je vhodná pro datová centra na vysoké úrovni. Modulární UPS dosahuje redundance napájecího modulu prostřednictvím paralelního provozu, což má výhody nižších nákladů na jeden stroj a mírně vyšší účinnosti, ale má vyšší poruchovost.
Vysokofrekvenční stroje a modulární zdroje UPS mají některé jedinečné výhody a nevýhody. Napájecí zdroj UPS pro vysokofrekvenční stroje, známý také jako modulární vysokofrekvenční UPS, využívá vysoce inteligentní modulární design ve stylu zásuvky. Může splnit požadavky na výstupní výkon a spolehlivost přidáním nebo odebráním modulů UPS ve skříni s velkou flexibilitou a dosažením nejlepší hospodárnosti. Má funkci snadného zapojování a odpojování, která nejen splňuje požadavky na výkon a spolehlivost přidáním nebo odebráním modulů uvnitř skříně, ale také umožňuje online údržbu, pokud to umožňuje redundance, čímž je dosaženo nulové doby opravy. Přijetí technologie úplného řízení, která shromažďuje pokročilé technologické úspěchy v oblasti výkonové elektroniky a automatického řízení, je milníkem v technologické revoluci v průmyslu UPS. Vysokofrekvenční zdroj UPS má malé rozměry a nízkou hmotnost; Silná adaptabilita na kolísání síťového napětí; Vstupní účiník síťového napájení může dosáhnout 0,99 nebo vyšší, čímž se sníží harmonický obsah síťového vstupního proudu na méně než 5 %, minimalizuje se znečištění sítě a eliminuje se slyšitelný hluk (včetně elektrického a mechanický hluk). Ale vysokofrekvenční stroje musí používat vysokofrekvenční IGBT, které mohou pracovat v 20kHz UPS. Tyto IGBT jsou drahé, mají omezenou dodávku, přísné napěťové a proudové pracovní oblasti, špatnou odolnost proti nárazu, nízkou spolehlivost a vysokou poruchovost.
Modulární UPS je systém, který odděluje výkonové komponenty vysokofrekvenčních UPS do jednotlivých výkonových modulů, které jsou pak vyvedeny paralelně. Kromě toho jsou modulární spínací modul a řídicí jednotka také vyrobeny do modulárních jednotek, takže celý UPS je složen z modulů naskládaných na sebe. Největší vlastností modulárních UPS je, že výkonová část může snadno dosáhnout redundantní funkce. Dokud je nadbytečný výkon nosné kapacity UPS větší než výkon jednoho modulu, může výkonová část UPS dosáhnout redundance "N+1", čímž se zlepší spolehlivost napájení UPS. Další výhodou modulárních UPS je jejich vysoká dostupnost. Pokud modul selže, lze jej přímo vyměnit, s velmi krátkou dobou opravy a pohodlnou údržbou. Modulární UPS navíc často zmiňuje model „růst při investování“, což znamená, že uživatelé si mohou zakoupit méně napájecích modulů během počáteční výstavby a poté, co se počet uživatelských zařízení během obchodního růstu zvýší, zakoupit napájecí moduly pro rozšíření UPS. Struktura systému modulárních UPS je vysoce flexibilní a konstrukční koncept výkonových modulů spočívá v tom, že je lze snadno vyjmout a nainstalovat během provozu systému, aniž by to ovlivnilo provoz a výkon systému, což umožňuje plánování investic dosáhnout „rozšíření na vyžádání“ a umožňuje uživatelů k dosažení „dynamického růstu“ s rozvojem podnikání. To nejen splňuje požadavky na rozšíření zařízení v pozdější fázi, ale také snižuje počáteční pořizovací náklady.