1 Wat is UPS
UPS, ook bekend als ononderbroken stroomvoorziening, is een ononderbroken stroomvoorziening met constante spanning en constante frequentie, die energieopslagapparaten en een omvormer als hoofdcomponent bevat. Het biedt voornamelijk een ononderbroken stroomvoorziening voor een enkele computer, computernetwerksysteem of andere elektronische apparatuur.
De UPS-ononderbroken stroomvoorziening is een noodstroomvoorzieningsapparaat dat stroom aan de belasting kan blijven leveren en de kwaliteit van de stroomvoorziening kan garanderen wanneer de hoofdstroomvoorziening uitvalt of stroom verliest, zodat de werking van de belasting niet wordt beïnvloed. Het heeft de belangrijkste functies van ononderbroken schakelen tussen dubbele stroombronnen, frequentieomzetting, spanningsomzetting, isolatie-interferentie en back-up, en wordt veel gebruikt op gebieden zoals big data-informatieapparatuur, industriële back-upstroomvoorziening, winkelcentra, banksystemen, spoorwegen systemen en medische apparatuur.
UPS heeft een ontwikkelingsproces doorlopen van dynamische UPS (roterend type) naar statische UPS (stationair type). Vroege dynamische UPS maakte gebruik van vliegwiel-energieopslag, waarbij gebruik werd gemaakt van mechanische energie en motor om energieconversie te bereiken. Met de ontwikkeling van vermogenselektronica en halfgeleidermateriaaltechnologie vervangt statische UPS met thyristor als kern geleidelijk de dynamische UPS. Daarna werden statische UPS-apparaten ontwikkeld die gebruik maakten van zelfuitschakelende gigantische vermogenstransistors, vermogensveldeffecttransistors en bipolaire transistors met geïsoleerde poort als schakelapparaten. De ontwikkeling van elektronische technologie en digitale besturing bevorderde ook de transformatie van UPS-besturingscircuits van analoge circuits naar digitale circuits, waardoor hun prestaties aanzienlijk verbeterden.
UPS bestaat voornamelijk uit gelijkrichters, batterijpakketten, omvormers en statische overdrachtsschakelaars. Wanneer de netvoeding normaal is, stabiliseert de UPS de netvoeding en levert deze aan de belasting, terwijl de interne batterij wordt opgeladen; Wanneer de netstroom wordt onderbroken, zet de UPS de elektrische energie van het batterijpakket via een omvormer om in wisselstroom en blijft hij stroom leveren aan de belasting, waardoor een ononderbroken stroomvoorziening wordt bereikt.
Volgens verschillende normen en kenmerken kan UPS worden geclassificeerd op basis van uitgangsgolfvorm, vermogenscapaciteit, input-outputmodus, werkingsprincipe, structuur en toepassingsscenario's. De gebruikelijke classificatiemethoden omvatten dynamische UPS en statische UPS op basis van hun werkingsprincipes. Statische UPS omvat back-up, interactief, online, enz.; Volgens het voedingssysteem is het verdeeld in enkele invoer en enkele uitvoer, drie invoer en enkele uitvoer, drie invoer en drie uitvoer, enz.; Afhankelijk van het uitgangsvermogen is het verdeeld in micro, klein, middelgroot, groot, enz.
2 soorten UPS
Online interactieve UPS
De online interactieve UPS combineert het hoge rendement van een backup-UPS met de hoogwaardige stroomvoorzieningsvoordelen van een online UPS. Wanneer de netstroom normaal is, levert deze rechtstreeks stroom aan de belasting vanuit de netstroom zonder een complex stroomconversieproces te doorlopen. De werkefficiëntie is dus extreem hoog en bereikt meer dan 98%. Tegelijkertijd heeft het ook een automatische spanningsstabilisatiefunctie, die de spanning grofweg kan stabiliseren en enige interferentie van het elektriciteitsnet kan absorberen. De spanningsstabilisatiemethode is ongeveer hetzelfde als die van het back-uptype, waarbij meestal relais worden gebruikt om de transformatoraftakkingsmethode te wijzigen. Wanneer de ingangsspanning hoog is, gaat de transformator omlaag, en wanneer de ingangsspanning laag is, gaat de transformator omhoog, met een stabilisatienauwkeurigheid van de uitgangsspanning van 5% -10%.
De omvormer in dit type UPS heeft een bidirectionele conversiefunctie en dient, indien voorzien van netstroom, als AC/DC-gelijkrichter om de batterij op te laden; Wanneer er een stroomstoring is, wordt deze omgezet in een DC/AC-omvormer, gevoed door batterijen, en blijft de UPS stroom leveren aan de belasting. De golfvorm van de uitgangsspanning kan ook een quasi-sinusgolf zijn, maar vanwege het hoge uitgangsvermogen kunnen er apparaten zijn die vereisen dat de ingangsspanning een sinusgolf in de belasting is, zodat de uitgangsspanning van de omvormer van een lijninteractieve UPS meestal een sinusgolf is. sinusgolf. Het is ook uitgerust met hoogfrequente ingangs- en uitgangsfilters, die bestand zijn tegen hoogfrequente (differentiële en gemeenschappelijke modus) interferentie door netspanning.
Line interactieve UPS is geschikt voor kleine en middelgrote kantoor- en thuisnetwerkapparatuur. Voor deze scenario's voldoet het niet alleen aan bepaalde vereisten voor stroombeveiliging, maar heeft het ook de voordelen van lage kosten, eenvoudige schakeling en hoge betrouwbaarheid. En de converter heeft ook een oplaadfunctie en de laadcapaciteit is sterker dan die van het back-uptype. Hoewel de UPS-uitvoer nog steeds een conversietijd heeft, is deze korter dan het back-uptype, meestal 4-6ms. Als een inductor in serie is aangesloten tussen de ingangsschakelaar en de automatische spanningsregelaar, kan de omvormer onmiddellijk stroom leveren aan de belasting wanneer de netvoeding wordt uitgeschakeld, waardoor de interactieve lijnconversietijd tot nul kan worden verkort en het anti-interferentievermogen kan worden vergroot. .
Dubbele conversie-UPS
UPS met dubbele conversie garandeert de stabiliteit en continuïteit van de uitgangsspanning via twee stroomconversies en wordt veel gebruikt in belangrijke toepassingsscenario's zoals datacenters, medische faciliteiten en financiële instellingen.
De circuitstructuur van de UPS met dubbele conversie bestaat uit een gelijkrichter/lader, omvormer, batterijlader (optioneel), batterijschakelaar, enz. De gelijkrichter/lader zet AC-ingangsvermogen om in gelijkstroom, levert dit aan de omvormer en laadt de batterij op aan de dezelfde tijd. Wanneer de netstroom wordt onderbroken, zet de omvormer de gelijkstroom van de accu om in wisselstroom en levert deze aan de belasting.
De circuitstructuur van een dual conversie UPS zonder bypass bestaat uit een gelijkrichter/lader, omvormer, acculader (optioneel), accuschakelaar, etc. Moderne UPS-systemen zijn vaak uitgerust met onafhankelijke acculaders, die als voordeel hebben dat de float-laadspanning van de accu verandert niet met de belasting, wat gunstig is voor het verlengen van de levensduur van de accu. De batterijschakelaar wordt gebruikt om de batterij aan te sluiten of los te koppelen van de gelijkrichter of omvormer, en kan thyristors, diodes of mechanische schakelaars gebruiken.
De dubbele conversie-UPS met bypass voegt een UPS-schakelmodule toe waarmee de UPS kan overschakelen van de normale modus naar de energieopslagmodus of omgekeerd.
Het werkingsprincipe van een UPS met dubbele conversie is dat het wisselstroomingangsvermogen eerst door een gelijkrichter wordt omgezet in gelijkstroom en vervolgens door een omvormer wordt omgezet in wisselstroom. Tegelijkertijd laadt de gelijkrichter/lader of onafhankelijke acculader de accu op. Onder normale omstandigheden wordt de belasting gevoed door een combinatie van gelijkrichter/omvormer. Wanneer de indicatoren van de AC-ingangsvoeding van het elektriciteitsnet de vooraf bepaalde capaciteitslimiet overschrijden, schakelt de UPS over naar de energieopslagmodus, dat wil zeggen dat de combinatie van batterij en omvormer stroom levert aan de belasting, en het tijdsinterval van de stroomvoorziening is de energieopslag van de batterij, of totdat de netvoeding terugkeert naar de ontwerpcapaciteitslimiet van de UPS en vervolgens overschakelt naar de normale modus. Wanneer de gelijkrichter/omvormer uitvalt, of wanneer de UPS onmiddellijk of continu overbelast raakt, schakelt de UPS over naar de bypass-bedrijfsmodus, waarbij de belasting tijdelijk wordt gevoed door de bypass-voeding (AC-ingang 3). Om een ononderbroken conversie te garanderen, moeten de uitgang van de omvormer en de AC-ingang 3 worden gesynchroniseerd. Als de ingangs- en uitgangsspanning verschillend zijn, moet er bovendien een transformator in het bypasscircuit (AC-ingang 3) worden geïnstalleerd.
De belasting van de dubbele conversie-UPS wordt altijd continu gevoed door de omvormer, ongeacht of de omvormer wordt gevoed door een gelijkrichter of een batterij. De uitgangsspanning en frequentie van de UPS zijn niet afhankelijk van de ingangsspanning en frequentie van de netstroom. De uitgangsgolfvorm is een sinusgolf in zowel de normale modus als de energieopslagmodus. Door de isolatie van de belasting van de netvoeding door gelijkrichters en omvormers worden diverse interferenties van de netvoeding onderdrukt, wat bescherming kan bieden tegen pieken/pieken, lijnruis, onderspanning, overspanning, bliksem, frequentieveranderingen, spanningsvervorming, spanningsharmonischen, stroomonderbrekingen en andere storingen van de netvoeding. Het toegestane spanningsbereik voor de ingangsvoeding van een UPS met dubbele conversie is breed, en de statische en transiënte nauwkeurigheid van de uitgangsspanning is hoog. Wanneer de AC-ingangsstroom uitvalt, kan deze onmiddellijk overschakelen van de normale modus naar de energieopslagmodus zonder onderbreking van het uitgangsvermogen tijdens het conversieproces, met andere woorden: de conversietijd is nul. Wanneer de UPS echter uitvalt, bedraagt de overgangstijd van de normale modus naar de bypass-modus 1-4ms.
Online-UPS
Online UPS zet ingangswisselstroom om in gelijkstroom en weer terug naar wisselstroom wanneer dat nodig is, met het hoogste niveau van stroombeschermingsmogelijkheden, dat veel wordt gebruikt in energiesystemen, computerdatacenters en andere gebieden.
Online UPS houdt zijn omvormer altijd in werkende staat. Het zet eerst externe wisselstroom om in gelijkstroom via het circuit en zet vervolgens gelijkstroom om in hoogwaardige sinusvormige wisselstroom via een hoogwaardige omvormer voor uitvoer naar de computer. Onder stroomvoorzieningsomstandigheden is de belangrijkste functie het stabiliseren van de spanning en het voorkomen van radiogolfinterferentie; Gebruik tijdens een stroomstoring een reserve-gelijkstroomvoedingsbron (batterijpakket) om de omvormer van stroom te voorzien. Door de continue werking van de omvormer is er geen schakeltijdprobleem, waardoor deze geschikt is voor situaties met strenge eisen aan de stroomvoorziening.
Online UPS is onderverdeeld in twee typen: bypass-vrij en dubbele conversie. De circuitstructuurHet maken van een bypass-vrije dual-conversion-UPS is relatief eenvoudig, bestaande uit een gelijkrichter, omvormer, batterij, enz. De dual-conversie-UPS met bypass voegt een UPS-schakelmodule toe waarmee de UPS kan overschakelen van de normale modus naar de energieopslagmodus of omgekeerd. verbetering van de flexibiliteit en betrouwbaarheid van het systeem.
De werkmodus van de online UPS is als volgt: wanneer de netstroom normaal is, gaat de netstroom door het stroomstootabsorptiefiltercircuit → AC naar DC-circuit → DC naar AC-circuit → en converteert vervolgens de wisselstroomuitgang om de belasting te voeden, terwijl tegelijkertijd de batterij opladen; Zodra het besturingscircuit van de microprocessor een stroomonderbreking detecteert, ontlaadt het onmiddellijk de batterij → zet gelijkstroom om in wisselstroomcircuit → en zet wisselstroom om om de belasting te voeden. Als het besturingscircuit van de microprocessor een UPS-fout detecteert, zal de UPS een relais (RELAY) gebruiken om naar de bypass (BYPASS) te schakelen, stroom aan de belasting te leveren via het lichtnet en een hoorbare waarschuwing naar de gebruiker te sturen.
Online UPS heeft veel voordelen, zoals sinusuitgang. Of het nu in de netmodus of in de batterijmodus is, het kan sinusgolfvoeding met lage vervorming leveren, wat de beste stroomgarantie biedt voor de belastingsapparaten van gebruikers; Geen conversietijd: wanneer de netvoeding wordt uitgeschakeld of hersteld, is er geen conversietijd voor de UPS om te schakelen tussen de netmodus en de batterijmodus, waardoor de betrouwbaarheid van de werking van de belasting effectief wordt gegarandeerd; Invoer nuldraaddetectiefunctie, om te voorkomen dat de UPS-netvoeding nuldraad-omgekeerde verbinding heeft, heeft het een nuldraad-omgekeerde verbindingsdetectiefunctie; Gehumaniseerde bypass-uitgang, normale netstroomingang, standaard geen bypass-uitgang, moet worden ingeschakeld om een normale omvormeruitgang te hebben, maar kan worden gewijzigd in "netvoeding heeft bypass-uitgang" via softwareconfiguratie; De TVSS-functie, ook bekend als de TRANSIENT VOLTAGE SURGE SUPPRESS-functie voor overspanningsbeveiliging, wordt gebruikt voor fax-TELEFOON, MODEM, netwerk en andere conversiebeveiligingsfuncties; Dual machine hot backup, wanneer het absoluut verboden is om de belangrijkste laadapparatuur van de gebruiker uit te schakelen, kunnen modellen met een capaciteit van 6KVA of meer de dual machine hot backup-functie volledig ondersteunen. Gebruikers kunnen twee UPS gebruiken voor primair en back-upgebruik. Als een van hen uitvalt, is de ander verantwoordelijk voor de stroomvoorziening; Ingangsvermogensfactorcorrectie, met ingangsvermogensfactorcorrectiefunctie. Bij volledige belasting kan de ingangsvermogensfactor 0.95 of hoger bereiken, zodat de elektriciteitsnetomgeving van de gebruiker niet vervuild raakt; DC-opstarten. Als er bij een stroomstoring een UPS nodig is om een computer of andere laadapparatuur op te starten, kan de batterij direct worden gebruikt voor het opstarten van gelijkstroom, waardoor het gebruik van de UPS handiger en betrouwbaarder wordt; Bypass-beveiliging en bypass-voedingsfunctie vergroten de noodresponsmogelijkheden van de UPS aanzienlijk. Tegelijkertijd, wanneer de belastingsapparatuur van de gebruiker speciale eisen stelt aan de stroomvoorziening, zoals een niet te hoge spanning, wordt er een bypass-voedingsspanningsbeveiliging geboden om de belastingsapparatuur van de gebruiker te beschermen tegen hoogspanningsgevaren; Automatische startfunctie. Wanneer de netvoeding abnormaal is en naar de batterijmodus gaat voor de stroomvoorziening totdat deze wordt uitgeschakeld, wordt de UPS uitgeschakeld. Wanneer de netstroom weer normaal is, zal de UPS automatisch opstarten en normale stroom leveren zonder dat gebruikers ze allemaal hoeven in te schakelen; Het ontwerp van de voeding op lange termijn, dat uitgebreide machine-opties voor de lange termijn voor gebruikers biedt, uitgerust met geschikte batterijpakketten, kan gebruikers in staat stellen ongeveer 8 uur te ontladen om te voldoen aan de eisen van verschillende elektriciteitsnetomgevingen; Machines met een lange levensduur hebben sterke oplaadmogelijkheden. Naast een langere ontladingstijd heeft de batterij ook een sterk oplaadvermogen, waardoor een initiële laadstroom wordt geleverd van ongeveer 5-10A; De zelfcontrolefunctie kan een stroomstoring simuleren en naar de batterijmodus gaan voor stroomvoorziening. Deze functie kan op elk moment worden uitgevoerd via de zelfcontroleknop op het paneel of in combinatie met bewakingssoftware; Sterke anti-interferentie, ontworpen in overeenstemming met de internationale normen EN50091-2 en IEC61000-4 serienormen, verbetert effectief de veiligheid en betrouwbaarheid van UPS-gebruik; Kan worden gebruikt in combinatie met een generator, met een breed bereik aan ingangsspanning en frequentie, waardoor deze voor langere tijd kan worden gebruikt in combinatie met generatoren van grote merken. Tegelijkertijd verwijdert het effectief de slechte stroom die door de generator wordt gegenereerd, waardoor een zuivere, veilige en stabiele stroombron voor de belasting ontstaat; Kan inductieve belastingen aan; Software downloaden. Om het UPS-beheer handiger en effectiever te maken voor gebruikers, kan monitoringsoftware gratis worden gedownload op de website om intelligent beheer te realiseren; Slot, uitgerust met een Intelligent Slot. Gebruikers kunnen een AS400-kaart kiezen om standaard IBM AS400-communicatiesignalen te leveren. Gebruikers kunnen de AS400-interface gebruiken voor externe weergave, inclusief geluidsalarmen en lichtdisplays. Als alternatief kunt u een WinPower CMC-kaart (gecentraliseerde bewakingskaart) aanschaffen en bewakingssoftware gebruiken om een computer in staat te stellen gelijktijdig de operationele status van meerdere lokale online UPS-systemen te bewaken.
Andere typen UPS
Inclusief toren-UPS en modulaire UPS. Tower UPS heeft een onafhankelijke driefasige structuur, met een lage kans op uitval van interne componenten en een korte onderhoudstijd, waardoor het geschikt is voor datacenters op hoog niveau. Modulaire UPS bereikt redundantie van voedingsmodules door parallelle werking, wat de voordelen heeft van lagere kosten voor één machine en een iets hogere efficiëntie, maar een hoger uitvalpercentage heeft.
Hoogfrequente machines en modulaire UPS-voedingen hebben een aantal unieke voor- en nadelen. Hoogfrequente machine-UPS-voeding, ook bekend als modulaire hoogfrequente UPS, heeft een hoog intelligent modulair ontwerp in ladestijl. Het kan voldoen aan de vereisten voor uitgangsvermogen en betrouwbaarheid door UPS-modules in de kast toe te voegen of te verwijderen, met grote flexibiliteit en met de beste kosteneffectiviteit. Het heeft een eenvoudig aan te sluiten en los te koppelen functionaliteit, die niet alleen voldoet aan de vereisten voor vermogen en betrouwbaarheid door modules in de kast toe te voegen of te verwijderen, maar ook online onderhoud mogelijk maakt zolang de redundantie dit toelaat, waardoor reparatietijd nul is. De toepassing van volledige besturingstechnologie, die geavanceerde technologische prestaties op het gebied van vermogenselektronica en automatische besturing combineert, is een mijlpaal in de technologische revolutie van de UPS-industrie. Hoogfrequente UPS-voeding heeft een klein formaat en een laag gewicht; Sterk aanpassingsvermogen aan schommelingen in de netspanning; De ingangsvermogensfactor van de netvoeding kan 0.99 of hoger bereiken, waardoor de harmonische inhoud van de netingangsstroom wordt teruggebracht tot minder dan 5%, de vervuiling van het elektriciteitsnet tot een minimum wordt beperkt en hoorbare ruis (inclusief elektrische en mechanisch geluid). Maar hoogfrequente machines moeten hoogfrequente IGBT's gebruiken die kunnen werken in een UPS van 20 kHz. Deze IGBT's zijn duur, hebben een beperkt aanbod, strikte spannings- en stroomwerkgebieden, slechte slagvastheid, lage betrouwbaarheid en hoge uitvalpercentages.
Modulaire UPS is een systeem dat de voedingscomponenten van hoogfrequente UPS scheidt in individuele voedingsmodules, die vervolgens parallel worden uitgevoerd. Bovendien zijn de bypass-schakelmodule en de besturingseenheid modulair opgebouwd, zodat de gehele UPS uit gestapelde modules bestaat. Het grootste kenmerk van modulaire UPS is dat het voedingsgedeelte gemakkelijk een redundantiefunctie kan bereiken. Zolang het overtollige vermogen van de UPS-draagcapaciteit groter is dan het vermogen van een enkele module, kan het voedingsgedeelte van de UPS "N+1"-redundantie bereiken, waardoor de betrouwbaarheid van de UPS-voeding wordt verbeterd. Een ander voordeel van modulaire UPS is de hoge beschikbaarheid. Wanneer een module defect raakt, kan deze direct worden vervangen, met een zeer korte reparatietijd en gemakkelijk onderhoud. Bovendien maakt modulaire UPS vaak melding van het 'groei terwijl je investeert'-model, wat betekent dat gebruikers tijdens de initiële constructie minder voedingsmodules kunnen aanschaffen en vervolgens voedingsmodules kunnen aanschaffen voor UPS-uitbreiding nadat het aantal gebruikersapparaten tijdens de bedrijfsgroei is toegenomen. De systeemstructuur van modulaire UPS is zeer flexibel, en het ontwerpconcept van voedingsmodules is dat ze gemakkelijk kunnen worden verwijderd en geïnstalleerd tijdens de werking van het systeem, zonder de werking en output van het systeem te beïnvloeden, waardoor investeringsplanning mogelijk wordt om "on-demand uitbreiding" te bereiken en gebruikers om "dynamische groei" te bereiken met bedrijfsontwikkeling. Dit komt niet alleen tegemoet aan de on-demand uitbreiding van apparatuur in een later stadium, maar verlaagt ook de initiële aanschafkosten.