1 Hvad er UPS
UPS, også kendt som uafbrydelig strømforsyning, er en konstant spænding og konstant frekvens uafbrydelig strømforsyning, der indeholder energilagringsenheder og en inverter som hovedkomponenten. Det giver hovedsageligt uafbrudt strømforsyning til en enkelt computer, computernetværk eller andet strømelektronisk udstyr.
UPS uninterruptible power supply er en nødstrømsforsyningsenhed, der kan fortsætte med at levere strøm til belastningen og sikre kvaliteten af strømforsyningen, når hovedstrømforsyningen svigter eller mister strøm, så belastningens drift ikke påvirkes. Det har hovedfunktionerne uafbrudt skift mellem dobbelte strømkilder, frekvenskonvertering, spændingskonvertering, isolationsinterferens og backup, og er meget udbredt inden for områder som big data informationsudstyr, industriel backup strømforsyning, indkøbscentre, banksystemer, jernbaner. systemer og medicinsk udstyr.
UPS har gennemgået en udviklingsproces fra dynamisk UPS (roterende type) til statisk UPS (stationær type). Tidlig dynamisk UPS brugte svinghjulsenergilagring, der udnyttede mekanisk energi og motor til at opnå energiomdannelse. Med udviklingen af kraftelektronik og halvledermaterialeteknologi erstatter statisk UPS med tyristor som kernen gradvist dynamisk UPS. Bagefter blev statiske UPS-enheder, der anvender selvslukkende gigantiske effekttransistorer, effektfelteffekttransistorer og isolerede gate bipolære transistorer udviklet som koblingsenheder. Udviklingen af elektronisk teknologi og digital kontrol fremmede også transformationen af UPS-kontrolkredsløb fra analoge kredsløb til digitale kredsløb, hvilket i høj grad forbedrede deres ydeevne.
UPS består hovedsageligt af ensrettere, batteripakker, invertere og statiske overføringsafbrydere. Når strømforsyningen er normal, stabiliserer UPS strømforsyningen og leverer den til belastningen, mens den interne batteripakke oplades; Når strømforsyningen afbrydes, konverterer UPS batteripakkens elektriske energi til vekselstrøm gennem en inverter og fortsætter med at levere strøm til belastningen, hvorved der opnås uafbrudt strømforsyning.
I henhold til forskellige standarder og karakteristika kan UPS klassificeres baseret på output-bølgeform, effektkapacitet, input-output-tilstand, arbejdsprincip, struktur og anvendelsesscenarier. De almindelige klassificeringsmetoder omfatter dynamisk UPS og statisk UPS i henhold til deres arbejdsprincipper. Statisk UPS inkluderer backup, interaktiv, online osv.; Ifølge strømforsyningssystemet er det opdelt i enkelt input og enkelt output, tre input og enkelt output, tre input og tre output osv.; I henhold til udgangseffekt er den opdelt i mikro, lille, medium, stor osv.
2 typer UPS
Online interaktiv UPS
Den online interaktive UPS kombinerer den høje effektivitet af backup UPS med de højkvalitets strømforsyningsfordele ved online UPS. Når netstrømmen er normal, leverer den direkte strøm til belastningen fra lysnettet uden at gå igennem en kompleks strømkonverteringsproces, så arbejdseffektiviteten er ekstrem høj og når over 98 %. Samtidig har den også en automatisk spændingsstabiliseringsfunktion, som nogenlunde kan stabilisere spændingen og absorbere en del strømnetinterferens. Dens spændingsstabiliseringsmetode er nogenlunde den samme som backup-typen, for det meste bruger relæer til at ændre transformatorhanemetoden. Når indgangsspændingen er høj, trapper transformeren ned, og når indgangsspændingen er lav, øges transformeren med en udgangsspændingsstabiliseringsnøjagtighed på 5 % -10%.
Inverteren i denne type UPS har tovejs konverteringsfunktion, og når den forsynes med netstrøm, fungerer den som en AC/DC ensretter til at oplade batteriet; Når der er strømafbrydelse, omdannes den til en DC/AC-inverter, der drives af batterier, og UPS fortsætter med at levere strøm til belastningen. Udgangsspændingsbølgeformen kan også være en kvasi-sinusbølge, men på grund af den høje udgangseffekt kan der være enheder, der kræver, at indgangsspændingen er en sinusbølge i belastningen, så inverterens udgangsspænding på linjeinteraktiv UPS er for det meste en sinusbølge. Den er også udstyret med højfrekvente input- og outputfiltre, som kan modstå højfrekvent (differentiel og common mode) interferens fra netspænding.
Line interaktiv UPS er velegnet til små og mellemstore kontor- og hjemmenetværksudstyr. For disse scenarier opfylder den ikke kun visse strømbeskyttelseskrav, men har også fordelene ved lave omkostninger, enkle kredsløb og høj pålidelighed. Og konverteren har også opladningsfunktion, og dens opladningskapacitet er stærkere end backup-typen. Selvom UPS-output stadig har konverteringstid, er den kortere end backup-typen, normalt 4-6ms. Hvis en induktor er forbundet i serie mellem indgangskontakten og den automatiske spændingsregulator, kan vekselretteren straks levere strøm til belastningen, når strømmen afbrydes, hvilket kan forkorte den interaktive linjekonverteringstid til nul og øge anti-interferensevnen .
Dobbelt konvertering UPS
Dobbelt konvertering UPS sikrer stabiliteten og kontinuiteten af udgangsspændingen gennem to strømkonverteringer og bruges i vid udstrækning i nøgleapplikationsscenarier såsom datacentre, medicinske faciliteter og finansielle institutioner.
Kredsløbsstrukturen for dobbeltkonvertering UPS består af ensretter/oplader, inverter, batterioplader (valgfrit), batteriafbryder osv. Ensretteren/opladeren konverterer AC-indgangseffekt til jævnstrøm, forsyner den til inverteren og oplader batteriet ved samme tid. Når strømmen afbrydes, omdanner inverteren batteriets jævnstrøm til vekselstrøm og leverer det til belastningen.
Kredsløbsstrukturen i en dobbeltkonverterings-UPS uden bypass består af en ensretter/oplader, inverter, batterioplader (ekstraudstyr), batteriafbryder osv. Moderne UPS-systemer er ofte udstyret med selvstændige batteriladere, som har den fordel, at float-ladespændingen af batteriet vil ikke ændre sig med belastningen, hvilket er en fordel for at forlænge batteriets levetid. Batterikontakten bruges til at tilslutte eller afbryde batteriet fra ensretteren eller inverteren og kan bruge tyristorer, dioder eller mekaniske kontakter.
Den dobbeltkonverterede UPS med bypass tilføjer et UPS-switchmodul, så UPS'en kan skifte fra normal tilstand til energilagringstilstand eller omvendt.
Arbejdsprincippet for en dobbeltkonvertering UPS er, at vekselstrømsindgangseffekten først konverteres til jævnstrøm af en ensretter og derefter omdannes til vekselstrøm af en inverter. Samtidig oplader ensretteren/opladeren eller den uafhængige batterioplader batteriet. Under normale omstændigheder drives belastningen af en kombination af ensretter/inverter. Når indikatorerne for lysnettets AC-indgangsstrømforsyning overskrider den forudbestemte kapacitetsgrænse, skifter UPS'en til energilagringstilstand, dvs. batteri/inverter-kombinationen leverer strøm til belastningen, og strømforsyningens tidsinterval er energilagringen batteriets tid, eller indtil netstrømforsyningen vender tilbage til UPS'ens designkapacitetsgrænse og derefter skifter til normal tilstand. Når ensretteren/inverteren svigter, eller når UPS'en oplever øjeblikkelig eller kontinuerlig overbelastning, skifter UPS'en til bypass-driftstilstand, hvor belastningen midlertidigt forsynes af bypass-strømforsyningen (AC-indgang 3). For at sikre uafbrudt konvertering skal vekselretterens udgang og AC-indgangen 3 synkroniseres. Hvis indgangs- og udgangsspændingerne er forskellige, skal der desuden installeres en transformer i bypass-kredsløbet (AC-indgang 3).
Belastningen af den dobbeltkonverterede UPS forsynes altid kontinuerligt af inverteren, uanset om inverteren er drevet af en ensretter eller et batteri. UPS'ens udgangsspænding og frekvens er ikke afhængig af netspændingens indgangsspænding og frekvens. Udgangsbølgeformen er en sinusbølge i både normal og energilagringstilstand. På grund af isoleringen af belastningen fra netstrømforsyningen af ensrettere og invertere, undertrykkes forskellige interferenser fra netstrømforsyningen, som kan beskytte mod overspændinger/spidser, linjestøj, underspænding, overspænding, lynnedslag, frekvensændringer, spændingsforvrængning, spændingsharmoniske, strømafbrydelser og andre forstyrrelser fra lysnettet. Spændingsområdet, der er tilladt for indgangsstrømforsyningen til en dobbeltkonvertering UPS, er bredt, og den statiske og transiente nøjagtighed af udgangsspændingen er høj. Når AC-indgangsstrømmen svigter, kan den øjeblikkeligt skifte fra normal tilstand til energilagringstilstand uden afbrydelse af udgangseffekten under konverteringsprocessen, eller med andre ord, konverteringstiden er nul. Men når UPS'en svigter, er overgangstiden fra normal tilstand til bypass-tilstand 1-4ms.
Online UPS
Online UPS konverterer input vekselstrøm til jævnstrøm og tilbage til vekselstrøm, når det er nødvendigt, med det højeste niveau af strømbeskyttelsesevne, som er meget udbredt i strømsystemer, computerdatacentre og andre områder.
Online UPS holder altid sin inverter i funktionsdygtig stand. Den konverterer først ekstern vekselstrøm til jævnstrøm gennem kredsløbet, og konverterer derefter jævnstrøm til højkvalitets sinusbølge vekselstrøm gennem en højkvalitets inverter til udgang til computeren. Under strømforsyningsforhold er hovedfunktionen at stabilisere spændingen og forhindre radiobølgeinterferens; Under en strømafbrydelse skal du bruge en backup jævnstrømskilde (batteripakke) til at levere strøm til inverteren. På grund af vekselretterens kontinuerlige drift er der ingen problemer med koblingstid, hvilket gør den velegnet til situationer med strenge krav til strømforsyningen.
Online UPS er opdelt i to typer: bypass gratis og dobbelt konvertering. Kredsløbsstrukturenre af en bypass-fri dobbeltkonverterings-UPS er relativt enkel, bestående af en ensretter, inverter, batteri osv. Den dobbelte konverterings-UPS med bypass tilføjer et UPS-switchmodul, så UPS'en kan skifte fra normaltilstand til energilagringstilstand eller omvendt, forbedring af systemets fleksibilitet og pålidelighed.
Arbejdstilstanden for online UPS er som følger: når netspændingen er normal, passerer netstrømmen gennem overspændingsabsorptionsfilterkredsløbet → AC til DC-kredsløb → DC til AC-kredsløb → og konverterer derefter AC-effekten til at forsyne belastningen, mens opladning af batteriet på samme tid; Når mikroprocessorens styrekredsløb registrerer en strømafbrydelse, aflader den straks batteriet → konverterer jævnstrøm til vekselstrømskredsløb → og konverterer vekselstrømsoutput til at forsyne belastningen. Hvis mikroprocessorens styrekredsløb registrerer en UPS-fejl, vil UPS'en bruge et relæ (RELAY) til at udløse omløbet (BYPASS), levere strøm til belastningen fra lysnettet og udsende en hørbar advarsel til brugeren.
Online UPS har mange fordele, såsom sinusbølgeoutput. Uanset om den er i net- eller batteritilstand, kan den udsende sinusbølgestrømforsyning med lav forvrængning, hvilket giver den bedste strømgaranti for brugernes belastningsenheder; Nul konverteringstid, når lysnettet afbrydes eller genoprettes, er der ingen konverteringstid for UPS'en til at skifte mellem nettilstand og batteritilstand, hvilket effektivt sikrer pålideligheden af belastningsdriften; Input nul wire detektionsfunktion, for at undgå UPS netstrøm input nul wire omvendt forbindelse, har den nul wire omvendt forbindelse detektionsfunktion; Humaniseret bypass-output, input normal netstrøm, standard ingen bypass-output, skal være tændt for at have normal inverter-output, men kan ændres til "netstrøm har bypass output" gennem softwarekonfiguration; TVSS-funktion, også kendt som TRANSIENT VOLTAGE SURGE SUPPRESS overspændingsbeskyttelsesfunktion, bruges til fax TELEFON, MODEM, netværk og andre konverteringsbeskyttelsesfunktioner; Dobbelt maskine varm backup, når brugerens vigtigste belastningsudstyr er absolut forbudt at blive slukket, kan modeller med en kapacitet på 6KVA eller mere fuldt ud understøtte dobbelt maskine hot backup funktion. Brugere kan bruge to UPS til primær og backup brug. Når en af dem fejler, er den anden ansvarlig for at levere strøm; Indgangseffektfaktorkorrektion, med indgangseffektfaktorkorrektionsfunktion. Under fuld belastning kan indgangseffektfaktoren nå 0.95 eller derover, så brugerens elnetmiljø ikke bliver forurenet; DC opstart. I tilfælde af strømafbrydelse, hvis en UPS er nødvendig for at starte en computer eller andet belastningsudstyr, kan batteriet bruges direkte til DC-start, hvilket gør brugen af UPS'en mere bekvem og pålidelig; Bypass-beskyttelse og bypass-strømforsyningsfunktion forbedrer UPS'ens nødberedskab i høj grad. Samtidig, når brugerens belastningsudstyr har særlige krav til strømforsyningen, såsom at spændingen ikke er for høj, er bypass strømforsyningsspændingsbeskyttelse tilvejebragt for at beskytte brugerens belastningsudstyr mod højspændingsfarer; Automatisk startfunktion. Når netstrømmen er unormal og skifter til batteritilstand til strømforsyning, indtil den afbrydes, vil UPS'en slukke. Når strømforsyningen vender tilbage til normal, vil UPS'en automatisk starte op og levere normal strøm uden behov for, at brugerne skal tænde hver enkelt; Langsigtet strømforsyningsdesign, der giver brugerne omfattende langsigtede maskinmuligheder, udstyret med passende batteripakker, kan gøre det muligt for brugere at aflade i omkring 8 timer for at opfylde kravene i forskellige elnetmiljøer; Langtidsholdbare maskiner har stærke opladningsmuligheder. Ud over at forlænge afladningstiden har batteriet også en stærk genopladningsevne, hvilket giver en indledende ladestrøm på ca. 5-10A; Selvtjekfunktionen kan simulere en strømafbrydelsessituation og gå i batteritilstand for strømforsyning. Denne funktion kan udføres til enhver tid via selvkontrolknappen på panelet eller i forbindelse med overvågningssoftware; Stærk anti-interferens, designet i overensstemmelse med internationale standarder EN50091-2- og IEC61000-4-seriens standarder, forbedrer effektivt sikkerheden og pålideligheden af UPS-brug; Kan bruges sammen med en generator, med en bred vifte af indgangsspænding og frekvens, så den kan bruges sammen med store mærker af generatorer i længere tid. Samtidig fjerner den effektivt den dårlige strøm, der genereres af generatoren, hvilket giver en ren, sikker og stabil strømkilde til belastningen; Kan håndtere induktive belastninger; Download software. For at gøre UPS-styring mere bekvem og effektiv for brugerne, kan overvågningssoftware downloades gratis på hjemmesiden for at opnå intelligent styring; Slot, udstyret med en intelligent slot. Brugere kan vælge et AS400-kort til at levere IBM AS400-standardkommunikationssignaler. Brugere kan bruge AS400-grænsefladen til Remote Display, inklusive lydalarmer og lysdisplays. Alternativt kan du købe et WinPower CMC-kort (centraliseret overvågningskort) og bruge overvågningssoftware til at sætte en computer i stand til samtidigt at overvåge driftsstatus for flere lokale online UPS-systemer.
Andre typer UPS
Inklusiv tårn-UPS og modulær UPS. Tower UPS har en uafhængig trefaset struktur med lav sandsynlighed for intern komponentfejl og kort vedligeholdelsestid, hvilket gør den velegnet til datacentre på højt niveau. Modulær UPS opnår strømmodulredundans gennem parallel drift, hvilket har fordelene ved lavere enkeltmaskineomkostninger og lidt højere effektivitet, men har en højere fejlrate.
Højfrekvente maskiner og modulære UPS-strømforsyninger har nogle unikke fordele og ulemper. Højfrekvent maskine UPS strømforsyning, også kendt som modulær højfrekvent UPS, vedtager et skuffestil højintelligent modulært design. Den kan imødekomme krav til strømudgang og pålidelighed ved at tilføje eller fjerne UPS-moduler i kabinettet, med stor fleksibilitet og opnå den bedste omkostningseffektivitet. Den har funktionalitet, der er nem at tilslutte og frakoble, som ikke kun opfylder kravene til strømudgang og pålidelighed ved at tilføje eller fjerne moduler inde i kabinettet, men også giver mulighed for online vedligeholdelse, så længe redundans tillader det, hvilket opnår nul reparationstid. Indførelsen af fuld kontrolteknologi, som samler avancerede teknologiske resultater inden for kraftelektronik og automatisk kontrol, er en milepæl i den teknologiske revolution i UPS-industrien. Højfrekvent UPS-strømforsyning har lille størrelse og let vægt; Stærk tilpasningsevne til udsving i netspændingen; Indgangseffektfaktoren for netstrømmen kan nå op på 0.99 eller derover, hvilket reducerer det harmoniske indhold af netindgangsstrømmen til mindre end 5 %, minimerer forurening til lysnettet og eliminerer hørbar støj (inklusive elektrisk og mekanisk støj). Men højfrekvente maskiner skal bruge højfrekvente IGBT'er, der kan arbejde i 20kHz UPS. Disse IGBT'er er dyre, har begrænset forsyning, strenge spændings- og strømarbejdsområder, dårlig slagfasthed, lav pålidelighed og høj fejlfrekvens.
Modulær UPS er et system, der adskiller strømkomponenterne i højfrekvent UPS i individuelle strømmoduler, som derefter udsendes parallelt. Derudover er bypass-koblingsmodulet og styreenheden også lavet til modulære enheder, så hele UPS'en er sammensat af stablede moduler. Den største funktion ved modulær UPS er, at strømdelen nemt kan opnå redundansfunktion. Så længe overskudseffekten af UPS'ens bærekapacitet er større end effekten af et enkelt modul, kan strømdelen af UPS'en opnå "N+1"-redundans og derved forbedre pålideligheden af UPS-strømforsyningen. En anden fordel ved modulær UPS er dens høje tilgængelighed. Når et modul svigter, kan det udskiftes direkte med en meget kort reparationstid og bekvem vedligeholdelse. Derudover nævner modulopbygget UPS ofte "voks mens du investerer"-modellen, hvilket betyder, at brugere kan købe færre strømmoduler under den indledende konstruktion og derefter købe strømmoduler til UPS-udvidelse, efter at antallet af brugerenheder stiger i løbet af virksomhedens vækst. Systemstrukturen af modulær UPS er meget fleksibel, og designkonceptet for strømmoduler er, at de nemt kan fjernes og installeres under systemdrift uden at påvirke systemets drift og output, hvilket muliggør investeringsplanlægning for at opnå "on-demand udvidelse" og muliggør brugere til at opnå "dynamisk vækst" med forretningsudvikling. Dette imødekommer ikke kun on-demand-udvidelsen af udstyr i den senere fase, men reducerer også de oprindelige indkøbsomkostninger.