1 Hva er UPS
UPS, også kjent som avbruddsfri strømforsyning, er en konstant spenning og konstant frekvens avbruddsfri strømforsyning som inneholder energilagringsenheter og en omformer som hovedkomponent. Den gir hovedsakelig uavbrutt strømforsyning for en enkelt datamaskin, datanettverkssystem eller annet kraftelektronisk utstyr.
UPS avbruddsfri strømforsyning er en nødstrømforsyningsenhet som kan fortsette å levere strøm til lasten og sikre kvaliteten på strømforsyningen når hovedstrømforsyningen svikter eller mister strøm, slik at driften av lasten ikke påvirkes. Den har hovedfunksjonene for uavbrutt veksling mellom doble strømkilder, frekvenskonvertering, spenningskonvertering, isolasjonsforstyrrelser og backup, og er mye brukt i felt som informasjonsutstyr for store data, industriell backup-strømforsyning, kjøpesentre, banksystemer, jernbane. systemer og medisinsk utstyr.
UPS har gått gjennom en utviklingsprosess fra dynamisk UPS (roterende type) til statisk UPS (stasjonær type). Tidlig dynamisk UPS brukte svinghjulsenergilagring, og utnyttet mekanisk energi og motor for å oppnå energikonvertering. Med utviklingen av kraftelektronikk og halvledermaterialteknologi, erstatter statisk UPS med tyristor som kjerne gradvis dynamisk UPS. Etterpå ble statiske UPS-enheter som bruker selvslående gigantiske krafttransistorer, kraftfelteffekttransistorer og isolerte gate bipolare transistorer utviklet som bytteenheter. Utviklingen av elektronisk teknologi og digital kontroll fremmet også transformasjonen av UPS-kontrollkretser fra analoge kretser til digitale kretser, noe som i stor grad forbedret ytelsen deres.
UPS består hovedsakelig av likerettere, batteripakker, invertere og statiske overføringsbrytere. Når strømnettet er normalt, stabiliserer UPS strømnettet og leverer det til lasten, mens den interne batteripakken lades; Når strømforsyningen avbrytes, konverterer UPS den elektriske energien til batteripakken til vekselstrøm gjennom en omformer og fortsetter å levere strøm til lasten, og oppnår dermed uavbrutt strømforsyning.
I henhold til forskjellige standarder og egenskaper kan UPS klassifiseres basert på utgangsbølgeform, effektkapasitet, input-output-modus, arbeidsprinsipp, struktur og applikasjonsscenarier. De vanlige klassifiseringsmetodene inkluderer dynamisk UPS og statisk UPS i henhold til deres arbeidsprinsipper. Statisk UPS inkluderer backup, interaktiv, online, etc; I henhold til strømforsyningssystemet er det delt inn i enkelt inngang og enkelt utgang, tre inngang og enkelt utgang, tre inngang og tre utgang, etc; I henhold til utgangseffekt er den delt inn i mikro, liten, medium, stor, etc.
2 typer UPS
Online interaktiv UPS
Den elektroniske interaktive UPS-en kombinerer den høye effektiviteten til backup-UPS med de høykvalitets strømforsyningsfordelene til online UPS. Når nettstrømmen er normal, leverer den direkte strøm til lasten fra nettstrømmen uten å gå gjennom en kompleks strømkonverteringsprosess, så arbeidseffektiviteten er ekstremt høy og når over 98 %. Samtidig har den også en automatisk spenningsstabiliseringsfunksjon, som grovt sett kan stabilisere spenningen og absorbere noe forstyrrelse i strømnettet. Spenningsstabiliseringsmetoden er omtrent den samme som backup-typen, for det meste bruker releer for å endre transformatorkranmetoden. Når inngangsspenningen er høy, trapper transformatoren ned, og når inngangsspenningen er lav, trapper transformatoren opp, med en utgangsspenningsstabiliseringsnøyaktighet på 5 % -10%.
Omformeren i denne typen UPS har toveis konverteringsfunksjon, og når den forsynes med nettstrøm, fungerer den som en AC/DC likeretter for å lade batteriet; Når det er strømbrudd, konverteres den til en DC/AC-omformer, drevet av batterier, og UPS fortsetter å levere strøm til lasten. Utgangsspenningsbølgeformen kan også være en kvasi-sinusbølge, men på grunn av den høye utgangseffekten kan det være enheter som krever at inngangsspenningen er en sinusbølge i lasten, så omformerens utgangsspenning til linjeinteraktiv UPS er stort sett en sinusbølge. Den er også utstyrt med høyfrekvente inngangs- og utgangsfiltre, som kan motstå høyfrekvente (differensial- og fellesmodus) forstyrrelser fra nettspenning.
Line interaktiv UPS er egnet for små og mellomstore kontor- og hjemmenettverksutstyr. For disse scenariene oppfyller den ikke bare visse strømbeskyttelseskrav, men har også fordelene med lav pris, enkel krets og høy pålitelighet. Og omformeren har også ladefunksjon, og ladekapasiteten er sterkere enn reservetypen. Selv om UPS-utdata fortsatt har konverteringstid, er den kortere enn backup-typen, vanligvis 4-6ms. Hvis en induktor er koblet i serie mellom inngangsbryteren og den automatiske spenningsregulatoren, kan omformeren umiddelbart levere strøm til lasten når nettstrømmen brytes, noe som kan forkorte den interaktive linjens konverteringstid til null og øke antiinterferensevnen .
Dobbel konvertering UPS
Dobbel konvertering UPS sikrer stabiliteten og kontinuiteten til utgangsspenningen gjennom to strømkonverteringer, og er mye brukt i viktige applikasjonsscenarier som datasentre, medisinske fasiliteter og finansinstitusjoner.
Kretsstrukturen til dobbeltkonvertering UPS består av likeretter/lader, inverter, batterilader (valgfritt), batteribryter osv. Likeretteren/laderen konverterer AC-inngangseffekt til likestrøm, leverer den til omformeren og lader batteriet ved samme tid. Når strømforsyningen avbrytes, konverterer omformeren DC-strømmen til batteriet til vekselstrøm og leverer den til lasten.
Kretsstrukturen til en dobbeltkonverterende UPS uten bypass består av en likeretter/lader, inverter, batterilader (valgfritt), batteribryter osv. Moderne UPS-systemer er ofte utstyrt med uavhengige batteriladere, som har den fordelen at flytende ladespenning av batteriet vil ikke endre seg med belastningen, noe som er gunstig for å forlenge levetiden til batteriet. Batteribryteren brukes til å koble til eller fra batteriet fra likeretteren eller omformeren, og kan bruke tyristorer, dioder eller mekaniske brytere.
Den doble konverterings-UPSen med bypass legger til en UPS-brytermodul slik at UPS-en kan bytte fra normalmodus til energilagringsmodus eller omvendt.
Arbeidsprinsippet for en UPS med dobbel konvertering er at strømnettets vekselstrøm først konverteres til likestrøm av en likeretter, og deretter konverteres til vekselstrøm av en omformer. Samtidig lader likeretteren/laderen eller uavhengig batterilader batteriet. Under normale omstendigheter drives lasten av en kombinasjon av likeretter/omformer. Når indikatorene for AC-inngangsstrømforsyningen til strømnettet overskrider den forhåndsbestemte kapasitetsgrensen, bytter UPS-en til energilagringsmodus, det vil si at batteri/omformer-kombinasjonen leverer strøm til lasten, og strømforsyningens tidsintervall er energilagringen tiden til batteriet, eller til strømforsyningen går tilbake til designkapasitetsgrensen for UPS-en, og deretter bytter til normal modus. Når likeretteren/inverteren svikter, eller når UPS-en opplever øyeblikkelig eller kontinuerlig overbelastning, vil UPS-en bytte til bypass-driftsmodus, hvor lasten midlertidig drives av bypass-strømforsyningen (AC-inngang 3). For å sikre uavbrutt konvertering, må utgangen fra omformeren og AC-inngangen 3 være synkronisert. I tillegg, hvis inngangs- og utgangsspenningene er forskjellige, må en transformator installeres i bypass-kretsen (AC-inngang 3).
Lasten til den doble konverterings-UPSen drives alltid kontinuerlig av omformeren, enten omformeren drives av en likeretter eller et batteri. Utgangsspenningen og frekvensen til UPS er ikke avhengig av inngangsspenningen og frekvensen til strømnettet. Utgangsbølgeformen er en sinusbølge i både normal og energilagringsmodus. På grunn av isolering av belastningen fra nettstrømforsyningen av likerettere og vekselrettere, undertrykkes ulike forstyrrelser fra nettstrømforsyningen, noe som kan beskytte mot overspenninger/støy, linjestøy, underspenning, overspenning, lynnedslag, frekvensendringer, spenningsforvrengning, spenningsharmoniske, strømbrudd og andre forstyrrelser fra strømforsyningen. Spenningsområdet som er tillatt for inngangsstrømforsyningen til en UPS med dobbel konvertering er bredt, og den statiske og transiente nøyaktigheten til utgangsspenningen er høy. Når AC-inngangsstrømmen svikter, kan den øyeblikkelig bytte fra normal modus til energilagringsmodus uten avbrudd i utgangseffekten under konverteringsprosessen, eller med andre ord, konverteringstiden er null. Men når UPS-en svikter, er overgangstiden fra normal modus til bypass-modus 1-4ms.
Online UPS
Online UPS konverterer inngangsvekselstrøm til likestrøm og tilbake til vekselstrøm når det er nødvendig, med det høyeste nivået av strømbeskyttelsesevne, mye brukt i kraftsystemer, datasentre og andre felt.
Online UPS holder alltid omformeren i fungerende stand. Den konverterer først ekstern vekselstrøm til likestrøm gjennom kretsen, og konverterer deretter likestrøm til høykvalitets sinusbølge-vekselstrøm gjennom en høykvalitets omformer for å sende ut til datamaskinen. Under strømforsyningsforhold er hovedfunksjonen å stabilisere spenning og forhindre radiobølgeinterferens; Under et strømbrudd, bruk en reserve likestrømkilde (batteripakke) for å gi strøm til omformeren. På grunn av den kontinuerlige driften av omformeren er det ingen koblingstidsproblemer, noe som gjør den egnet for situasjoner med strenge krav til strømforsyningen.
Online UPS er delt inn i to typer: bypass gratis og dobbel konvertering. Kretsstrukturenre av en bypass-fri dobbelkonvertering UPS er relativt enkel, bestående av en likeretter, inverter, batteri, etc. Dualkonverterings-UPSen med bypass legger til en UPS-brytermodul for UPS-en for å bytte fra normalmodus til energilagringsmodus eller omvendt, forbedre fleksibiliteten og påliteligheten til systemet.
Arbeidsmodusen til online UPS er som følger: når nettstrømmen er normal, går nettstrømmen gjennom overspenningsabsorpsjonsfilterkretsen → AC til DC-krets → DC til AC-krets → og konverterer deretter AC-effekten for å forsyne lasten, mens lade batteriet samtidig; Så snart mikroprosessorens kontrollkrets oppdager et strømbrudd, lader den umiddelbart ut batteriet → konverterer likestrøm til vekselstrømkrets → og konverterer vekselstrømutgang for å forsyne lasten. Hvis mikroprosessorens kontrollkrets oppdager en UPS-feil, vil UPS-en bruke et relé (RELEY) for å utløse omløpet (BYPASS), gi strøm til lasten fra strømnettet og avgi en hørbar advarsel til brukeren.
Online UPS har mange fordeler, for eksempel sinusbølgeutgang. Enten den er i nettmodus eller batterimodus, kan den gi sinusbølgestrømforsyning med lav forvrengning, og gir den beste strømgarantien for brukernes belastningsenheter; Null konverteringstid, når strømforsyningen kuttes eller gjenopprettes, er det ingen konverteringstid for UPS å bytte mellom nettmodus og batterimodus, noe som effektivt sikrer påliteligheten til belastningsdriften; Input null wire deteksjonsfunksjon, for å unngå UPS nettstrøm inngang null wire revers tilkobling, den har null wire revers tilkobling deteksjonsfunksjon; Humanisert bypass-utgang, inngang normal nettstrøm, standard ingen bypass-utgang, må slås på for å ha normal omformerutgang, men kan endres til "nettstrøm har bypass-utgang" gjennom programvarekonfigurasjon; TVSS-funksjon, også kjent som TRANSIENT VOLTAGE SURGE SUPPRESS overspenningsbeskyttelsesfunksjon, brukes for faks TELEFON, MODEM, nettverk og andre konverteringsbeskyttelsesfunksjoner; Dobbel maskin varm backup, når det er absolutt forbudt å slå av det viktigste lasteutstyret til brukeren, kan modeller med en kapasitet på 6KVA eller mer fullt ut støtte dobbel maskin varm backup-funksjon. Brukere kan bruke to UPSer for primær- og backupbruk. Når en av dem svikter, er den andre ansvarlig for å levere strøm; Korreksjon av inngangseffektfaktor, med funksjon for korreksjon av inngangseffektfaktor. Under full belastningsforhold kan inngangseffektfaktoren nå 0.95 eller høyere, slik at brukerens strømnettmiljø ikke blir forurenset; DC oppstart. I tilfelle strømbrudd, hvis en UPS er nødvendig for å starte en datamaskin eller annet lasteutstyr, kan batteriet brukes direkte til DC-oppstart, noe som gjør bruken av UPS-en mer praktisk og pålitelig; Bypass-beskyttelse og bypass-strømforsyningsfunksjon forbedrer beredskapsevnen til UPS betydelig. Samtidig, når brukerens belastningsutstyr har spesielle krav til strømforsyningen, slik som at spenningen ikke er for høy, gis bypass strømforsyningsspenningsbeskyttelse for å beskytte brukerens belastningsutstyr mot høyspenningsfarer; Automatisk startfunksjon. Når nettstrømmen er unormal og går inn i batterimodus for strømforsyning til den blir slått av, vil UPS-en slå seg av. Når nettstrømmen går tilbake til det normale, vil UPS-en automatisk starte opp og gi normal strøm uten at brukerne trenger å slå på hver enkelt; Langsiktig strømforsyningsdesign, som gir omfattende langsiktige maskinalternativer for brukere, utstyrt med passende batteripakker, kan gjøre det mulig for brukere å lade ut i omtrent 8 timer for å møte kravene til forskjellige strømnettmiljøer; Maskiner med lang levetid har sterke lademuligheter. I tillegg til å forlenge utladingstiden, har batteriet også sterk ladeevne, og gir en initial ladestrøm på omtrent 5-10A; Selvsjekkfunksjonen kan simulere en strømbruddssituasjon og gå inn i batterimodus for strømforsyning. Denne funksjonen kan utføres når som helst gjennom selvkontrollknappen på panelet eller i forbindelse med overvåkingsprogramvare; Sterk anti-interferens, utformet i samsvar med internasjonale standarder EN50091-2 og IEC61000-4 seriestandarder, forbedrer effektivt sikkerheten og påliteligheten til UPS-bruk; Kan brukes sammen med en generator, med et bredt spekter av inngangsspenning og frekvens, slik at den kan brukes sammen med store merker av generatorer over lengre tid. Samtidig fjerner den effektivt den dårlige strømmen som genereres av generatoren, og gir en ren, sikker og stabil strømkilde for lasten; Kan håndtere induktive belastninger; Last ned programvare. For å gjøre UPS-administrasjon mer praktisk og effektiv for brukere, kan overvåkingsprogramvare lastes ned gratis på nettstedet for å oppnå intelligent administrasjon; Spor, utstyrt med en intelligent spor. Brukere kan velge et AS400-kort for å gi IBM AS400 standard kommunikasjonssignaler. Brukere kan bruke AS400-grensesnittet for ekstern skjerm, inkludert lydalarmer og lysskjermer. Alternativt kan du kjøpe et WinPower CMC-kort (sentralisert overvåkingskort) og bruke overvåkingsprogramvare for å gjøre det mulig for en datamaskin å overvåke driftsstatusen til flere lokale online UPS-systemer samtidig.
Andre typer UPS
Inkludert tårn UPS og modulær UPS. Tower UPS har en uavhengig trefasestruktur, med lav sannsynlighet for intern komponentfeil og kort vedlikeholdstid, noe som gjør den egnet for datasentre på høyt nivå. Modulær UPS oppnår strømmodulredundans gjennom parallelldrift, som har fordelene med lavere enkeltmaskinkostnad og litt høyere effektivitet, men har en høyere feilfrekvens.
Høyfrekvente maskiner og modulære UPS-strømforsyninger har noen unike fordeler og ulemper. Høyfrekvent maskin UPS-strømforsyning, også kjent som modulær høyfrekvent UPS, tar i bruk en skuffstil med høy intelligens modulær design. Den kan møte kraftutgangsinngang og krav til pålitelighet ved å legge til eller fjerne UPS-moduler i kabinettet, med stor fleksibilitet og oppnå best kostnadseffektivitet. Den har funksjonalitet som er enkel å koble til og fra, som ikke bare oppfyller kravene til kraftutgang og pålitelighet ved å legge til eller fjerne moduler inne i kabinettet, men også tillater online vedlikehold så lenge redundansen tillater det, og oppnår null reparasjonstid. Innføringen av full kontrollteknologi, som samler avanserte teknologiske prestasjoner innen kraftelektronikk og automatisk kontroll, er en milepæl i den teknologiske revolusjonen i UPS-industrien. Høyfrekvent UPS-strømforsyning har liten størrelse og lav vekt; Sterk tilpasningsevne til svingninger i nettspenning; Inngangseffektfaktoren til strømnettet kan nå 0.99 eller høyere, redusere det harmoniske innholdet i strømnettets inngangsstrøm til mindre enn 5 %, minimere forurensning til strømnettet og eliminere hørbar støy (inkludert elektrisk og mekanisk støy). Men høyfrekvente maskiner må bruke høyfrekvente IGBT-er som kan fungere i 20kHz UPS. Disse IGBT-ene er dyre, har begrenset forsyning, strenge spennings- og strømarbeidsområder, dårlig slagmotstand, lav pålitelighet og høy feilfrekvens.
Modulær UPS er et system som skiller strømkomponentene til høyfrekvente UPS i individuelle strømmoduler, som deretter sendes ut parallelt. I tillegg er bypass-koblingsmodulen og kontrollenheten også gjort til modulære enheter, slik at hele UPSen er satt sammen av stablede moduler. Den største egenskapen til modulær UPS er at strømdelen lett kan oppnå redundansfunksjon. Så lenge overskuddseffekten til UPS-ens bærekapasitet er større enn kraften til en enkelt modul, kan strømdelen av UPS-en oppnå "N+1"-redundans, og dermed forbedre påliteligheten til UPS-strømforsyningen. En annen fordel med modulær UPS er dens høye tilgjengelighet. Når en modul svikter, kan den erstattes direkte, med svært kort reparasjonstid og praktisk vedlikehold. I tillegg nevner modulær UPS ofte "voks mens du investerer"-modellen, som betyr at brukere kan kjøpe færre strømmoduler under den første konstruksjonen og deretter kjøpe strømmoduler for UPS-utvidelse etter at antall brukerenheter øker under forretningsveksten. Systemstrukturen til modulær UPS er svært fleksibel, og designkonseptet til strømmoduler er at de enkelt kan fjernes og installeres under systemdrift uten å påvirke systemets drift og utgang, noe som muliggjør investeringsplanlegging for å oppnå "on-demand utvidelse" og tillate brukere for å oppnå "dynamisk vekst" med forretningsutvikling. Dette imøtekommer ikke bare utvidelse av utstyr etter behov på et senere tidspunkt, men reduserer også de første kjøpskostnadene.