1 Què és UPS
El SAI, també conegut com a font d'alimentació ininterrompuda, és una font d'alimentació ininterrompuda de tensió constant i freqüència constant que conté dispositius d'emmagatzematge d'energia i un inversor com a component principal. Proporciona principalment una font d'alimentació ininterrompuda per a un sol ordinador, sistema de xarxa informàtica o altres equips electrònics de potència.
La font d'alimentació ininterrompuda UPS és un dispositiu d'alimentació d'emergència que pot continuar subministrant energia a la càrrega i garantir la qualitat de la font d'alimentació quan la font d'alimentació principal falla o perd energia, de manera que el funcionament de la càrrega no es vegi afectat. Té les funcions principals de commutació ininterrompuda entre fonts d'alimentació duals, conversió de freqüència, conversió de tensió, interferències d'aïllament i còpia de seguretat, i s'utilitza àmpliament en camps com ara equips d'informació de grans dades, fonts d'alimentació de seguretat industrials, centres comercials, sistemes bancaris, ferrocarrils. sistemes i equips mèdics.
SAI ha passat per un procés de desenvolupament des d'un SAI dinàmic (tipus rotatiu) fins a un SAI estàtic (tipus estacionari). Els primers SAI dinàmics utilitzaven l'emmagatzematge d'energia del volant, utilitzant l'energia mecànica i el motor per aconseguir la conversió d'energia. Amb el desenvolupament de l'electrònica de potència i la tecnologia dels materials semiconductors, el SAI estàtic amb tiristor com a nucli està substituint gradualment el SAI dinàmic. Després, es van desenvolupar dispositius SAI estàtics que utilitzaven transistors de potència gegants d'apagat automàtic, transistors d'efecte de camp de potència i transistors bipolars de porta aïllada com a dispositius de commutació. El desenvolupament de la tecnologia electrònica i el control digital també va promoure la transformació dels circuits de control dels SAI de circuits analògics a circuits digitals, millorant molt el seu rendiment.
El SAI consta principalment de rectificadors, paquets de bateries, inversors i interruptors de transferència estàtica. Quan l'alimentació de la xarxa és normal, el SAI estabilitza l'alimentació de la xarxa i la subministra a la càrrega, mentre es carrega la bateria interna; Quan s'interromp l'alimentació de la xarxa, el SAI converteix l'energia elèctrica del paquet de bateries en energia de CA a través d'un inversor i continua subministrant energia a la càrrega, aconseguint així una alimentació ininterrompuda.
Segons diferents estàndards i característiques, el SAI es pot classificar en funció de la forma d'ona de sortida, la capacitat de potència, el mode d'entrada-sortida, el principi de funcionament, l'estructura i els escenaris d'aplicació. Els mètodes de classificació comuns inclouen SAI dinàmics i SAI estàtics segons els seus principis de funcionament. El SAI estàtic inclou còpia de seguretat, interactiu, en línia, etc; Segons el sistema d'alimentació, es divideix en una sola entrada i una única sortida, tres entrades i una única sortida, tres entrades i tres sortides, etc. Segons la potència de sortida, es divideix en micro, petit, mitjà, gran, etc.
2 tipus de SAI
SAI interactiu en línia
El SAI interactiu en línia combina l'alta eficiència del SAI de còpia de seguretat amb els avantatges de la font d'alimentació d'alta qualitat del SAI en línia. Quan l'alimentació de la xarxa és normal, subministra directament energia a la càrrega des de la xarxa sense passar per un procés complex de conversió d'energia, de manera que l'eficiència del treball és extremadament alta, arribant al 98%. Al mateix temps, també té una funció d'estabilització de tensió automàtica, que pot estabilitzar aproximadament la tensió i absorbir algunes interferències de la xarxa elèctrica. El seu mètode d'estabilització de tensió és aproximadament el mateix que el tipus de còpia de seguretat, principalment utilitzant relés per canviar el mètode d'aixeta del transformador. Quan la tensió d'entrada és alta, el transformador baixa, i quan la tensió d'entrada és baixa, el transformador augmenta, amb una precisió d'estabilització de la tensió de sortida del 5% -10%.
L'inversor d'aquest tipus de SAI té funció de conversió bidireccional i, quan es subministra amb la xarxa elèctrica, serveix com a rectificador AC/DC per carregar la bateria; Quan hi ha un tall de corrent, es converteix en un inversor DC/AC, alimentat per bateries, i el SAI continua subministrant energia a la càrrega. La forma d'ona de la tensió de sortida també pot ser una ona quasi sinusoïdal, però a causa de l'alta potència de sortida, pot haver-hi dispositius que requereixin que la tensió d'entrada sigui una ona sinusoïdal a la càrrega, de manera que la tensió de sortida de l'inversor del SAI interactiu de línia és principalment una ona sinusoïdal. També està equipat amb filtres d'alta freqüència d'entrada i sortida, que poden resistir la interferència d'alta freqüència (mode diferencial i comú) de la tensió de la xarxa.
El SAI de línia interactiu és adequat per a equips de xarxa domèstica i d'oficina de mida petita i mitjana. Per a aquests escenaris, no només compleix certs requisits de protecció d'energia, sinó que també té els avantatges de baix cost, circuit senzill i alta fiabilitat. I el convertidor també té funció de càrrega i la seva capacitat de càrrega és més forta que la del tipus de còpia de seguretat. Tot i que la sortida de l'UPS encara té temps de conversió, és més curta que el tipus de còpia de seguretat, normalment 4-6ms. Si es connecta un inductor en sèrie entre l'interruptor d'entrada i el regulador de tensió automàtic, l'inversor pot subministrar immediatament energia a la càrrega quan es talla l'alimentació de la xarxa, cosa que pot escurçar el temps de conversió interactiva de la línia a zero i augmentar la capacitat anti-interferències. .
SAI de doble conversió
El SAI de doble conversió garanteix l'estabilitat i la continuïtat de la tensió de sortida mitjançant dues conversions d'energia i s'utilitza àmpliament en escenaris d'aplicació clau com ara centres de dades, instal·lacions mèdiques i institucions financeres.
L'estructura del circuit del SAI de conversió dual consta d'un rectificador/carregador, inversor, carregador de bateries (opcional), interruptor de bateria, etc. El rectificador/carregador converteix la potència d'entrada de CA en potència de CC, la subministra a l'inversor i carrega la bateria al mateix temps. Quan s'interromp l'alimentació de la xarxa, l'inversor converteix la potència de CC de la bateria en energia de CA i la subministra a la càrrega.
L'estructura del circuit d'un SAI de conversió dual sense bypass consta d'un rectificador/carregador, inversor, carregador de bateries (opcional), interruptor de bateries, etc. Els sistemes SAI moderns solen estar equipats amb carregadors de bateries independents, que tenen l'avantatge que la tensió de càrrega flotant. de la bateria no canviarà amb la càrrega, cosa que és beneficiós per allargar la vida útil de la bateria. L'interruptor de la bateria s'utilitza per connectar o desconnectar la bateria del rectificador o inversor, i pot utilitzar tiristors, díodes o interruptors mecànics.
El SAI de doble conversió amb bypass afegeix un mòdul de commutació SAI perquè el SAI passi del mode normal al mode d'emmagatzematge d'energia o viceversa.
El principi de funcionament d'un SAI de conversió dual és que la potència d'entrada de CA de la xarxa es converteix primer en potència de CC mitjançant un rectificador i després es converteix en energia de CA mitjançant un inversor. Al mateix temps, el rectificador/carregador o el carregador de bateries independent carrega la bateria. En circumstàncies normals, la càrrega és alimentada per una combinació de rectificador/inversor. Quan els indicadors de la font d'alimentació d'entrada de CA de la xarxa elèctrica superen el límit de capacitat predeterminat, el SAI passa al mode d'emmagatzematge d'energia, és a dir, la combinació de bateria/inversor subministra energia a la càrrega i l'interval de temps d'alimentació és l'emmagatzematge d'energia. temps de la bateria, o fins que la font d'alimentació d'entrada de la xarxa torni al límit de capacitat de disseny del SAI i després canvia al mode normal. Quan el rectificador/inversor falla, o quan el SAI experimenta una sobrecàrrega instantània o contínua, el SAI canviarà al mode de funcionament de derivació, on la càrrega s'alimenta temporalment per la font d'alimentació de derivació (entrada de CA 3). Per garantir una conversió ininterrompuda, la sortida de l'inversor i l'entrada de CA 3 s'han de sincronitzar. A més, si les tensions d'entrada i de sortida són diferents, s'ha d'instal·lar un transformador al circuit de bypass (entrada de CA 3).
La càrrega del SAI de doble conversió sempre és alimentada contínuament per l'inversor, tant si l'inversor està alimentat per un rectificador com per una bateria. La tensió i freqüència de sortida del SAI no depenen de la tensió d'entrada i la freqüència de la xarxa elèctrica. La forma d'ona de sortida és una ona sinusoïdal tant en els modes d'emmagatzematge normal com d'energia. A causa de l'aïllament de la càrrega de la font d'alimentació de la xarxa mitjançant rectificadors i inversors, es suprimeixen diverses interferències de la font d'alimentació de la xarxa, que poden protegir contra sobretensions / pics, soroll de línia, subtensió, sobretensió, llamps, canvis de freqüència, distorsió de tensió, harmònics de tensió, interrupcions d'alimentació i altres pertorbacions de la xarxa elèctrica. El rang de tensió permès per a la font d'alimentació d'entrada d'un SAI de conversió dual és ampli i la precisió estàtica i transitòria de la tensió de sortida és alta. Quan falla la potència d'entrada de CA, pot canviar instantàniament del mode normal al mode d'emmagatzematge d'energia sense interrupció de la potència de sortida durant el procés de conversió, o en altres paraules, el temps de conversió és zero. Tanmateix, quan el SAI falla, el temps de transició del mode normal al mode bypass és de 1-4ms.
UPS en línia
El SAI en línia converteix l'alimentació de CA d'entrada en potència de CC i torna a potència de CA quan cal, amb el nivell més alt de capacitat de protecció d'energia, àmpliament utilitzat en sistemes d'alimentació, centres de dades informàtics i altres camps.
UPS en línia manté sempre el seu inversor en condicions de funcionament. Primer converteix l'energia de CA externa en potència de CC a través del circuit, i després converteix l'energia de CC en energia de CA d'ona sinusoïdal d'alta qualitat mitjançant un inversor d'alta qualitat per sortir a l'ordinador. En condicions de subministrament d'energia, la funció principal és estabilitzar la tensió i evitar interferències d'ones de ràdio; Durant un tall d'alimentació, utilitzeu una font d'alimentació de CC de reserva (paquet de bateries) per subministrar energia a l'inversor. A causa del funcionament continu de l'inversor, no hi ha cap problema de temps de commutació, el que el fa adequat per a situacions amb requisits estrictes per a l'alimentació.
El SAI en línia es divideix en dos tipus: bypass lliure i conversió dual. L'estructura del circuitEl SAI de conversió dual sense bypass és relativament senzill, que consta d'un rectificador, inversor, bateria, etc. El SAI de doble conversió amb bypass afegeix un mòdul de commutació SAI perquè el SAI passi del mode normal al mode d'emmagatzematge d'energia o viceversa. millorar la flexibilitat i fiabilitat del sistema.
El mode de treball del SAI en línia és el següent: quan l'alimentació de la xarxa és normal, l'alimentació de la xarxa passa pel circuit del filtre d'absorció de sobretensions → circuit de CA a CC → circuit de CC a CA → i després converteix la sortida d'alimentació CA per subministrar la càrrega, mentre que carregant la bateria al mateix temps; Una vegada que el circuit de control del microprocessador detecta una interrupció de l'alimentació, descarrega immediatament la bateria → converteix l'energia de CC en un circuit d'alimentació de CA → i converteix la sortida d'alimentació CA per subministrar la càrrega. Si el circuit de control del microprocessador detecta una fallada del SAI, el SAI utilitzarà un relé (RELAY) per activar el bypass (BYPASS), subministrar energia a la càrrega des de la xarxa elèctrica i emetre un avís sonor a l'usuari.
El SAI en línia té molts avantatges, com ara la sortida d'ona sinusoïdal. Ja sigui en mode de xarxa o en mode de bateria, pot produir una font d'alimentació d'ona sinusoïdal de baixa distorsió, proporcionant la millor garantia d'energia per als dispositius de càrrega dels usuaris; Temps de conversió zero, quan es talla o restableix l'alimentació de la xarxa, no hi ha temps de conversió perquè l'UPS canviï entre el mode de xarxa i el mode de bateria, garantint eficaçment la fiabilitat del funcionament de la càrrega; Funció de detecció de cable zero d'entrada, per evitar la connexió inversa de cable zero d'entrada d'alimentació de la xarxa UPS, té una funció de detecció de connexió inversa de fil zero; Sortida de bypass humanitzada, entrada d'alimentació de xarxa normal, predeterminada sense sortida de bypass, s'ha d'activar per tenir una sortida normal d'inversor, però es pot canviar a "l'alimentació de la xarxa té sortida de bypass" mitjançant la configuració del programari; La funció TVSS, també coneguda com a funció de protecció de sobretensió transitòria SUPPRESS, s'utilitza per a faxos TELÈFONS, MÒDEM, Xarxa i altres funcions de protecció de conversió; Còpia de seguretat en calent de la màquina dual, quan l'equip de càrrega més important de l'usuari està absolutament prohibit d'apagar-se, els models amb una capacitat de 6KVA o més poden suportar totalment la funció de còpia de seguretat en calent de la màquina dual. Els usuaris poden utilitzar dos SAI per a l'ús principal i de seguretat. Quan un d'ells falla, l'altre s'encarrega de subministrar energia; Correcció del factor de potència d'entrada, amb funció de correcció del factor de potència d'entrada. En condicions de càrrega completa, el factor de potència d'entrada pot arribar a 0,95 o més, de manera que l'entorn de la xarxa elèctrica de l'usuari no es contamini; Engegada DC. En cas d'un tall d'energia, si es necessita un SAI per iniciar un ordinador o un altre equip de càrrega, la bateria es pot utilitzar directament per a l'inici de CC, fent que l'ús del SAI sigui més còmode i fiable; La protecció de bypass i la funció d'alimentació de bypass milloren considerablement la capacitat de resposta d'emergència del SAI. Al mateix temps, quan l'equip de càrrega de l'usuari té requisits especials per a la font d'alimentació, com ara que la tensió no sigui massa alta, es proporciona una protecció contra la tensió de l'alimentació de derivació per protegir l'equip de càrrega de l'usuari dels perills d'alta tensió; Funció d'arrencada automàtica. Quan l'alimentació de la xarxa és anormal i entra en mode de bateria per a l'alimentació fins que es talla, el SAI s'apagarà. Quan l'alimentació de la xarxa torni a la normalitat, el SAI s'engegarà automàticament i proporcionarà una potència normal sense que els usuaris hagin d'encendre cadascun; El disseny de la font d'alimentació a llarg termini, que ofereix opcions completes de màquina a llarg termini per als usuaris, equipats amb paquets de bateries adequats, pot permetre als usuaris descarregar durant unes 8 hores per satisfer els requisits dels diferents entorns de la xarxa elèctrica; Les màquines de llarga durada tenen una gran capacitat de càrrega. A més d'allargar el temps de descàrrega, la bateria també té una forta capacitat de recàrrega, proporcionant un corrent de càrrega inicial d'aproximadament 5-10A; La funció de verificació automàtica pot simular una situació de tall d'alimentació i entrar en mode de bateria per a l'alimentació. Aquesta funció es pot executar en qualsevol moment mitjançant el botó de comprovació automàtica del panell o conjuntament amb el programari de monitorització; Una forta antiinterferència, dissenyada d'acord amb els estàndards internacionals EN50091-2 i els estàndards de la sèrie IEC{61000-4, millora eficaçment la seguretat i la fiabilitat de l'ús del SAI; Es pot utilitzar juntament amb un generador, amb una àmplia gamma de tensió i freqüència d'entrada, el que permet utilitzar-lo juntament amb les principals marques de generadors durant un període de temps més llarg. Al mateix temps, elimina eficaçment la mala potència generada pel generador, proporcionant una font d'energia pura, segura i estable per a la càrrega; Pot manejar càrregues inductives; Descarregar programari. Per tal que la gestió de l'UPS sigui més còmoda i eficaç per als usuaris, el programari de monitorització es pot descarregar gratuïtament al lloc web per aconseguir una gestió intel·ligent; Slot, equipat amb una ranura intel·ligent. Els usuaris poden triar una targeta AS400 per proporcionar senyals de comunicació estàndard IBM AS400. Els usuaris poden utilitzar la interfície AS400 per a la pantalla remota, incloses les alarmes sonores i les pantalles de llum. Alternativament, podeu comprar una targeta WinPower CMC (targeta de supervisió centralitzada) i utilitzar un programari de monitorització per permetre que un ordinador controli simultàniament l'estat operatiu de diversos sistemes UPS locals en línia.
Altres tipus de SAI
Inclou SAI torre i SAI modulars. El SAI de torre té una estructura trifàsica independent, amb una baixa probabilitat de fallada dels components interns i un temps de manteniment curt, el que el fa adequat per a centres de dades d'alt nivell. El SAI modular aconsegueix la redundància del mòdul de potència mitjançant el funcionament en paral·lel, que té els avantatges d'un menor cost de màquina individual i una eficiència lleugerament més alta, però té una taxa de fallada més alta.
Les màquines d'alta freqüència i les fonts d'alimentació UPS modulars tenen alguns avantatges i desavantatges únics. La font d'alimentació SAI de màquina d'alta freqüència, també coneguda com SAI modular d'alta freqüència, adopta un disseny modular d'alta intel·ligència d'estil de calaix. Pot complir els requisits d'entrada de potència i fiabilitat afegint o eliminant mòduls SAI a l'armari, amb una gran flexibilitat i aconseguint la millor rendibilitat. Té una funcionalitat fàcil de connectar i desconnectar, que no només compleix els requisits de potència i fiabilitat afegint o eliminant mòduls dins de l'armari, sinó que també permet el manteniment en línia sempre que la redundància ho permeti, aconseguint un temps de reparació zero. L'adopció de la tecnologia de control total, que recull assoliments tecnològics avançats en els camps de l'electrònica de potència i el control automàtic, és una fita en la revolució tecnològica de la indústria dels SAI. La font d'alimentació UPS d'alta freqüència té una mida petita i un pes lleuger; Forta adaptabilitat a les fluctuacions de la tensió de la xarxa; El factor de potència d'entrada de l'alimentació de la xarxa pot arribar a 0,99 o superior, reduint el contingut harmònic del corrent d'entrada de la xarxa a menys del 5%, minimitzant la contaminació de la xarxa elèctrica de la xarxa i eliminant el soroll audible (incloent-hi l'electricitat). i soroll mecànic). Però les màquines d'alta freqüència han d'utilitzar IGBT d'alta freqüència que puguin funcionar en SAI de 20 kHz. Aquests IGBT són cars, tenen un subministrament limitat, zones de treball estrictes de tensió i corrent, poca resistència a l'impacte, baixa fiabilitat i altes taxes de fallada.
El SAI modular és un sistema que separa els components de potència dels SAI d'alta freqüència en mòduls de potència individuals, que després es produeixen en paral·lel. A més, el mòdul de commutació de bypass i la unitat de control també es transformen en unitats modulars, de manera que tot el SAI es compon de mòduls apilats. La característica més important del SAI modular és que la part d'alimentació pot aconseguir fàcilment la funció de redundància. Sempre que la potència excedentària de la capacitat de càrrega del SAI sigui superior a la potència d'un únic mòdul, la part de potència del SAI pot aconseguir una redundància "N+1", millorant així la fiabilitat de la font d'alimentació del SAI. Un altre avantatge del SAI modular és la seva alta disponibilitat. Quan un mòdul falla, es pot substituir directament, amb un temps de reparació molt curt i un manteniment convenient. A més, el SAI modular sovint esmenta el model de "créixer mentre s'inverteix", el que significa que els usuaris poden comprar menys mòduls d'alimentació durant la construcció inicial i després comprar mòduls d'alimentació per a l'expansió del SAI després que el nombre de dispositius d'usuari augmenta durant el creixement del negoci. L'estructura del sistema dels SAI modulars és molt flexible i el concepte de disseny dels mòduls d'alimentació és que es poden treure i instal·lar fàcilment durant el funcionament del sistema sense afectar el funcionament i la sortida del sistema, la qual cosa permet que la planificació de la inversió aconsegueixi una "expansió sota demanda" i permet usuaris per aconseguir un "creixement dinàmic" amb el desenvolupament empresarial. Això no només satisfà l'expansió sota demanda dels equips en l'etapa posterior, sinó que també redueix el cost de compra inicial.