Uninterruptible power supply UPS

O sursă de alimentare neîntreruptibilă , de asemenea, sursă de alimentare neîntreruptibilă , UPS sau baterie / volant de rezervă , este un aparat electric care furnizează puterea de urgență pentru o sarcină atunci când sursa de putere de intrare, de obicei,de alimentare , nu. Un UPS diferă de la un auxiliar sau sistem de putere de urgență sau generator de rezervă în care se va asigura o protecție aproape instantanee de întreruperi de energie de intrare, prin furnizarea de energie stocată în baterii sau un volant. Runtime de pe baterie de cele mai multe surse de alimentare neîntreruptibilă este relativ scurt (numai câteva minute), dar suficient pentru a începe o sursă de energie în modul standby sau închis în mod corespunzător pe echipamentul protejat.

Un UPS este de obicei folosit pentru a proteja calculatoare , centre de date , telecomunicații echipamente sau alte echipamente electrice atunci când o întrerupere de putere neasteptata ar putea provoca leziuni, decese, perturbări grave de afaceri sau pierderea de date. Unitățile UPS variază de la unități proiectate pentru a proteja un singur calculator fără un monitor video (în jur de 200 de rating VA) la unități mari alimentarea centrelor de date sau clădiri întregi. Cele mai mari UPS lume, sistemul de 46 de megawați, baterie electrică de stocare (BESS), în Fairbanks, AK , puteri întregul oraș și comunitățile rurale din jur în timpul căderilor. [ 1 ]

probleme comune de energie

Rolul principal al oricăror UPS este de a furniza energie pe termen scurt, atunci când sursa de putere de intrare nu reușește. Cu toate acestea, cele mai multe unități UPS sunt, de asemenea, capabile de grade de corectarea problemelor de alimentare de utilitate comune diferite:

1. Tensiune vârf sau susținute de supratensiune

2. Moment sau susținută reducerea tensiunii de intrare .

3. Zgomot, definit ca o frecvență mare tranzitorii sau oscilație , de obicei, injectate în linie cu echipamentul în apropiere.

4. Instabilitatea frecvența rețelei de alimentare .

5. Distorsiuni armonice : definit ca o abatere de la idealul sinusoidal undă așteptat pe linie.

Unitățile UPS sunt împărțite în categorii, în funcție de care dintre problemele de mai sus li se adresează [ dubios - discuta ] ., iar unii producători clasifica produsele lor, în conformitate cu numărul de probleme legate de alimentare cărora li se adresează [ 2 ]

Technologies

Categoriile generale de sisteme UPS moderne sunt on-line , line-interactive sau standby . [ 3 ] un UPS on-line utilizează o "dubla conversie" metoda de a accepta intrare AC, rectificat la DC pentru a trece prin baterie reîncărcabilă (sau baterie siruri de caractere), apoi inversarea înapoi la 120 V/230 V ca pentru alimentarea echipamentului de protejat. Un UPS line-interactive menține invertor în linie și redirecționează DC calea de curent a bateriei de la modul normal de încărcare pentru furnizarea de curent atunci când puterea este pierdut. Într-un sistem de standby ("off-line"), sarcina este alimentat direct de puterea de intrare și circuitele de alimentare de rezervă este invocată numai atunci când puterea de utilitate nu reușește. Cele mai multe UPS sub 1 kVA sunt din soiul line-interactive sau standby, care sunt de obicei mai puțin costisitoare.

Pentru unitățile de mare putere, sunt uneori folosite dinamice surse de alimentare neîntreruptibilă. Un motor sincron / alternator este conectat la rețeaua de alimentare prin intermediul unui șoc .Energia este stocată într-un volant . Când rețeaua electrică nu reușește, un regulament Eddy-curent menține puterea pe sarcină, atâta timp cât energia volantului nu este epuizat. Dups sunt uneori combinate sau integrat cu un generator diesel, care este pornit după o scurtă întârziere, formând un rotativ de alimentare diesel de alimentare neîntreruptibilă (DRUPS).

A celule de combustibil UPS a fost dezvoltat în ultimii ani, folosind hidrogen și o celulă de combustibil ca o sursă de energie, ar putea oferi ori termen lung, într-un spațiu mic.

Online / dublă conversie

UPS online este ideal pentru mediile unde este necesară sau pentru echipamente, care este foarte sensibilă la fluctuațiile de putere izolare electrică. Deși o dată rezervate anterior pentru instalațiile mari de 10 kW sau mai mult, progresele tehnologice au permis acum să fie disponibil ca un dispozitiv comun de consum, furnizarea de 500 W sau mai puțin. Costul initial al UPS on-line poate fi ușor mai ridicată, dar costul total de proprietate este în general mai mică din cauza viata mai lunga a bateriei. UPS on-line poate fi necesară atunci când mediul de putere este "zgomotos", atunci când căderi de tensiune de alimentare de utilitate, pene și alte anomalii sunt frecvente, atunci când este necesară protecția sensibile se încarcă de echipamente, sau atunci când este necesară funcționarea la un generator de rezervă extins-run.

Tehnologia de bază a UPS online este la fel ca într-un UPS standby sau line-interactive. Cu toate acestea, de obicei, costă mult mai mult, din cauza aceasta având o mult mai mare curent AC-DC battery-charger/rectifier, și cu redresor și invertor proiectat pentru a rula în mod continuu cu sisteme de răcire îmbunătățite. Este numit un dublu-conversie UPS datorită redresor de conducere direct invertorul, chiar și atunci când alimentat de la normal de curent alternativ.

Într-un UPS on-line, bateriile sunt mereu conectat la invertor, astfel încât să nu switch-uri de transfer de putere sunt necesare. Când pierderea de putere are loc, redresor pur și simplu iese din circuit și bateriile păstreze puterea constant și neschimbat. La revenirea energiei, redresor reia transportă cea mai mare parte de sarcină și începe încărcarea bateriilor, deși curentul de încărcare poate fi limitat pentru a preveni redresor de mare putere de la supraîncălzirea bateriilor și fierberea off electrolit.

Principalul avantaj la UPS on-line este capacitatea sa de a oferi un firewall electrică între puterea de utilitate de intrare și de echipamente electronice sensibile.

Alte modele

Hybrid topologie / dublă conversie la cerere

Aceste modele hibride nu au o denumire oficială, deși un nume folosit de către HP și Eaton este dubla conversie la cerere. [ 5 ] Acest stil de UPS este orientată spre aplicații de înaltă eficiență păstrând în același timp caracteristicile și nivelul de protecție oferite de dubla conversie.

Un hibrid (dubla conversie la cerere), UPS-ul funcționează ca un UPS off-line/standby atunci când condițiile de putere sunt într-o fereastră anumit prestabilit. Acest lucru permite UPS-ului pentru a atinge rating foarte mare eficiență. În cazul în care condițiile de putere fluctua in afara de ferestrele predefinite, UPS comută pe funcționare conversie on-line / dubla. [ 5 ] În modul de conversie dublu UPS-ul poate ajusta pentru variatii de tensiune, fără a fi nevoie să utilizați alimentarea cu baterii, poate filtra zgomotul de linie și frecvența de control . Exemple de acest conversie hibrid / dublu la cerere UPS design sunt HP R8000, HP R12000, HP RP12000 / 3 și Eaton BladeUPS .

fero-rezonanță

Unități fero-rezonanță funcționează în același mod ca o unitate UPS veghe, cu toate acestea, ele sunt on-line, cu excepția faptului că un transformator fero-rezonant este folosit pentru a filtra de ieșire. Acest transformator este proiectat să dețină energie suficient de lung pentru a acoperi de timp între trecerea de la putere linie de la baterie și elimină în mod eficient timpul de transfer.Multe UPS-uri fero-rezonant sunt 82-88% eficiente (AC / DC-AC) și oferă izolare excelenta.

Transformator are trei înfășurări, una pentru ordinare de alimentare, a doua pentru baterie rectificat, iar al treilea de ieșire de alimentare la sarcină.

Acest lucru a fost dată de tipul dominant de UPS și este limitată la aproximativ 150 kVA gama. Aceste unități sunt încă utilizate în principal în unele setări industriale (piețele industriei grele de petrol și gaze, petrochimie, produse chimice, utilitate, și) datorită naturii robuste a UPS-ului. Multe UPS-uri fero-rezonanță care utilizează tehnologia Ferro controlată nu poate interacționa cu factor de putere corectare echipament. [ explicații suplimentare necesare ]

DC

Un UPS concepute pentru alimentarea echipamentelor DC este foarte similar cu un UPS on-line, cu excepția faptului că nu are nevoie de un invertor de ieșire. De asemenea, în cazul în care tensiunea bateriei UPS-ul este corelat cu tensiunea nevoile dispozitiv, sursa de alimentare a dispozitivului nu va fi nevoie de nici. Deoarece sunt eliminate una sau mai multe etape de conversie de putere, această eficiență și centrare timp crește.

Multe sisteme folosite în telecomunicații utilizează 48 VDC, deoarece are reglementările de siguranță mai puțin restrictive, cum ar fi fiind instalate în conducte și Cutii de joncțiune. DC a fost de obicei sursa de energie dominantă pentru telecomunicații, și AC a fost de obicei sursa dominantă pentru calculatoare și servere.

Nu a fost mult experimentarea cu 48 VDC putere pentru servere, în speranța de a reduce probabilitatea de eșec și a costurilor echipamentelor. Cu toate acestea, pentru a furniza aceeași cantitate de energie, curentul va fi mai mare decât un echivalent 115 V sau 230 V circuitului; curent mai mare necesită conductoare mai mari, sau mai mult de energie sub formă de căldură pierdut.

Cele mai multe PC-uri poate fi alimentat cu 325 VDC. Acest lucru se datorează faptului că majoritatea ATX alimentare cu comutare converti curentul alternativ de intrare la aproximativ 325 Vcc (230 x √ 2 ). Pe unități cu un selector de tensiune, setarea 115 V, permite o dublare de tensiune care pune jumătatea de sus a valului de curent alternativ într-un condensator, iar jumătatea de jos în celălalt condensator. Acest mod folosește jumătate din punte redresoare și se execută de două ori mai mult curent prin ea. 230 Setarea V rectifică pur și simplu ca folosind redresor pod, și pune-l în ambele condensatoare. Aceste două condensatoare sunt cablate în serie. [ 6 ] Aceste surse de energie pot fi aproape întotdeauna rula în condiții de siguranță la 280-340 VDC timp cat selectorul este în poziția 230 V. Ei nu va funcționa deloc cu putere DC în poziția 115 V, cu 162 VDC aplicate, nimic nu se va întâmpla, deoarece numai un condensator este încărcat, dacă este aplicată 325 V, va sufla fitil și o supresie sau condensator. Surse de alimentare cu Active-PFC sunt de obicei auto largă și nu au nici selector de tensiune. Ei au, de obicei, un condensator de intrare, aceasta se plătește la 320-400 VDC cu o sursă de alimentare impuls-mode, care este parte a circuitului PFC. Este incert modul în care diferite surse de alimentare auto-cuprinzătoare și Active-PFC va răspunde cu curent continuu aplicat atunci când se așteaptă ca 50-60 Hz Putere. [ necesită citare ] Un laptop este un exemplu clasic de un PC cu un UPS DC construit inch

De înaltă tensiune DC (380 V) este găsirea utilizarea în unele aplicații de centru de date, și permite pentru conductoare electrice mici, dar face obiectul unor norme mai complexe de codificare electrică pentru izolarea în condiții de siguranță de înaltă tensiune. [ 7 ]

Rotary

Un UPS rotative folosește inerția o filare de mare masa volant ( volanta de stocare a energiei ) pentru a oferi pe termen scurt plimbare-prin intermediul în caz de pierderea de putere. Volant, de asemenea, acționează ca un tampon împotriva șocurilor electrice și căderi de tensiune, deoarece astfel de evenimente de putere pe termen scurt nu sunt în măsură să afecteze considerabil viteza de rotație a volantului cu masă mare. De asemenea, este una dintre cele mai vechi modele, anterioară tuburi vidate și circuite integrate.

Acesta poate fi considerat a fi pe linia , deoarece se rotește continuu în condiții normale. Cu toate acestea, spre deosebire de o baterie pe bază de UPS, sisteme UPS volant bazate pe oferă de obicei 10 la 20 de secunde de protecție înainte de volant a încetinit și puterea de ieșire se oprește. Acesta este utilizat în mod tradițional în combinație cu generatoare diesel de așteptare, furnizarea de energie de rezervă numai pentru scurtă perioadă de timp, motorul trebuie să fie difuzate și de a stabiliza producția sa.

UPS-ul rotativ este în general rezervată pentru aplicații care au nevoie de mai mult de 10.000 de wați de protecție, pentru a justifica cheltuielile și de a beneficia de avantajele sistemelor rotative UPS aduce. Un volant mai mare sau volanți multiple care funcționează în paralel va crește rezerva de timp sau capacitatea de funcționare.

Deoarece volant sunt o sursă de energie mecanică, nu este necesar să se utilizeze un motor electric sau generatorul ca intermediar între acesta și un motor diesel conceput pentru a furniza energie de urgență. Prin folosirea unei viteze de transmisie, inerția de rotație a volantului poate fi utilizată pentru a porni direct un motor diesel, și o dată rulează, motorul diesel poate fi utilizat pentru a se rotească direct volant. Volant multiple pot fi, de asemenea, conectate în paralel, prin mecanice countershafts , fără a fi nevoie pentru motoare și generatoare separate pentru fiecare volant.

Ele sunt în mod normal, concepute pentru a oferi comparativ cu un UPS pur electronice curent de ieșire foarte mare, și sunt mai capabile să furnizeze curentul de pornire pentru sarcini inductive, cum ar fi pornirea motorului sau loturile de compresoare, precum și RMN medicală și Cath Lab echipamente. De asemenea, este capabil de a tolera condiții de scurt-circuite de până la 17 ori mai mare decât un UPS electronice, permite un dispozitiv să arunce în aer o siguranță și nu în timp ce alte dispozitive continua să fie alimentat de la UPS rotative.

Ciclului său de viață este de obicei mult mai mare decât un UPS pur electronice, până la 30 de ani sau mai mult. Dar ei au nevoie de downtime periodică de întreținere mecanice, cum ar fi rulment de înlocuire. În sistemele mai mari redundanței sistemului asigură disponibilitatea proceselor perioada întreținerii. Modele de baterie pe baza de nu necesita un timp în cazul în care bateriile pot ficald-au schimbat , care este de obicei cazul pentru unități mai mari. Unități rotative noi folosesc tehnologii, cum ar fi lagăre magnetice și carcase de aer evacuat pentru a crește eficiența de așteptare și reduce întreținerea la niveluri foarte scăzute.

De obicei, volant cu masă mare este utilizat în combinație cu un motor-generator sistem. Aceste unități pot fi configurate ca: [ 8 ]

1. Un motor care acționează un generator conectat mecanic,

2. Un combinat motor sincron și generator de înfășurat în sloturi ale unui singur rotor și stator alternativ,

3. Un UPS hibride rotative, proiectate similare pentru un UPS on-line, cu excepția faptului că se folosește volantul, în loc de baterii. Redresor conduce un motor să se rotească volant, în timp ce un generator folosește volantul la putere invertor.

În caz nr 3 generatorul de motor poate fi sincron / sincron sau inducție / sincron. Partea motorului a unității în cazul nr 2 și 3 poate fi condus în mod direct de către o sursă de curent alternativ (de obicei, când în invertor by-pass), un 6-pas dublu-conversie de acționare, sau un invertor 6-puls. Nu. Cazul 1 folosește un volant integrat ca o sursă de energie pe termen scurt, în loc de baterii, pentru a permite timp pentru generatoare externe, cuplate electric pentru a începe și de a fi adus on-line. Cazul nr 2 și 3 pot folosi baterii sau un liber-în picioare cuplate electric volant ca sursă de energie pe termen scurt.

Aplicații

N +1

În mediile de afaceri mari, unde fiabilitatea este de mare importanță, un singur UPS imens poate fi, de asemenea, un singur punct de eșec, care pot perturba multe alte sisteme. Pentru a oferi o mai mare fiabilitate, mai multe module mai mici UPS și bateriile pot fi integrate împreună pentru a oferi redundante protecție putere echivalentă la un UPS foarte mari. "N +1" înseamnă că, dacă sarcina poate fi furnizat de module N, instalarea va conține N +1 module. În acest fel, defectarea unuia modulul nu va afecta funcționarea sistemului. [ 9 ]

redundanta multipla

Multe servere oferă opțiunea de surse de alimentare redundante, astfel încât, în caz de o alimentare în lipsa, unul sau mai multe alte surse de alimentare sunt în măsură să puterea de sarcină.Acesta este un punct critic - fiecare alimentare trebuie să fie capabil să putere întregul server de la sine.

Redundanța este sporită prin conectarea fiecare sursa de alimentare într-un circuit diferit (de exemplu, la un întrerupător de circuit diferit).

Protecție redundantă poate fi prelungit încă prin conectarea fiecare sursă de alimentare pentru propriile sale UPS. Aceasta oferă protecție dublă atât din punct de pană de curent și un eșec UPS, astfel încât funcționarea continuă este asigurată. Această configurație este, de asemenea, menționată ca 1 +1 sau 2N redundanță. În cazul în care bugetul nu permite pentru două unități UPS identice, atunci este o practică comună de a conecta o sursă de alimentare în priză și celălalt în UPS. [ 10 ]

Utilizarea în aer liber

Atunci când un sistem de UPS este amplasat în aer liber, acesta ar trebui să aibă anumite caracteristici specifice, care să garanteze că se poate tolera vreme cu nici un efect asupra performanțelor. Factori cum ar fi temperatura, umiditate , ploaie și zăpadă, printre altele ar trebui să fie luate în considerare de către producător în proiectarea unui sistem UPS exterior.Temperatura de operare variază de sisteme de UPS în aer liber ar putea fi în jurul valorii de -40 ° C până la +55  ° C .

Sistemele UPS în aer liber poate fi pol, sol (piedestal), sau gazda montat. Mediul exterior ar putea însemna frig extrem, în cazul în care sistemul de UPS în aer liber ar trebui să includă o saltea baterie de încălzire, sau a căldurii extreme, în cazul în care sistemul de UPS în aer liber ar trebui să includă un sistem de ventilator sau de un sistem de aer condiționat.

sisteme interne

Sistemele UPS pot fi proiectate pentru a fi plasate în interiorul un șasiu calculator. Există două tipuri de UPS interne. Primul tip este un UPS regulat miniaturizate care se face suficient de mici pentru a se potrivi într-un 5.25-inch bay slot pentru CD-ROM-ul de un șasiu calculator obișnuit. Celălalt tip sunt re-proiectate surse de alimentare de comutare, care folosesc surse duble alimentare AC sau DC în calitate de intrări și-au construit în comutație unități de control.

standarde Masini

eficiența de măsurare

Modul în care eficiența este măsurată variază masiv în piața de UPS, și există o serie de motive pentru acest lucru. Mulți producători UPS susțin că au cel mai înalt nivel de eficiență, de multe ori folosind diferite seturi de criterii, în scopul de a ajunge la aceste cifre. Normele aplicate de industrie poate fi susținut pentru a fi nimic între 93% -96% în cazul unui UPS este în modul de operare complet, și pentru a ajunge la aceste companii cifre pus de multe ori UPS lor într-un scenariu ideal. Cifrele eficiență de pe site-ul sunt de multe ori mult mai aproape de a marca 90%, ca urmare a diverse condiții de putere. Scenariul perfect nu se va întâmpla în realitate, ca urmare a căderilor de tensiune în curs de desfășurare de la rețea și eficiența în scădere de baterii UPS. [ necesită citare ]

Garanție

Garanție pe surse de alimentare neîntreruptibilă a variat în ultimii doi ani, de multe ori în funcție în cazul în care o mașină este o singură fază sau trei faze. Putine companii concurează pe garanție, cu accent în principal pe contractele de eficiență și de întreținere. Standardul producătorilor de garanție este nimic între 1-2 ani și poate fi chiar limitat la anumite aspecte ale mașinii, cu excepția de multe ori mai scumpe, cum ar fi înlocuirea bateriei. Concentrându-se pe o piață, companiile furnizoare de trei faze cu toate acestea ofera acum garanții mai lungi, cu normă aproape la 2 ani, mai degrabă decât un singur an.

Dificultățile cu care se confruntă cu utilizarea generatorului

Frecventa variații

Tensiunea și frecvența de puterea produsă de un generator depinde de viteza de rotație. Viteza este reglementată de un dispozitiv numit un guvernator . Unele guvernatori sunt mecanice, iar unele sunt electronice. De locuri de muncă de guvernator este de a menține tensiunea și frecvență constantă, în timp ce sarcina cu privire la modificările generatorului. Cu toate acestea, guvernatorul nu răspunde instantaneu pentru a încărca modificările. Acest lucru poate constitui o problemă atunci când, de exemplu, creșterea de pornire a unui lift determină frecvența generatorului de a deriva temporar ca guvernatorul este de adaptare la noua sarcină, afectând astfel toate celelalte dispozitive alimentate cu generatorul. Multe site-uri de transmisie radio au generatoare-diesel de backup în caz de modularea amplitudinii (AM) emițătoare radio, sarcina prezentat de schimbările transmițător continuu si instantaneu cu nivelul de semnal. Acest lucru duce la scenariul în care guvernatorul încearcă în mod constant pentru a corecta tensiunea de ieșire și frecvență ca schimbările de sarcină.

Este posibil ca o unitate UPS pentru a fi incompatibilă cu un generator sau o proasta alimentare alimentare, în cazul în care designerii săi au scris codul de microprocesor de a solicita exact de 50.0 Hz sau 60,0 Hz frecvența de alimentare, în scopul de a funcționa, UPS ar putea rămâne pe baterie, fiind dispuși să se reconecteze la intrare fluctuante.

Problema de frecvență de intrare nu ar trebui să fie o problemă la o conversie dublă / UPS on-line. Un UPS de această topologie ar trebui să poată să se adapteze la orice frecvență de intrare, folosind propria sursă de ceasul intern pentru a genera necesare 50 sau 60 Hz frecvența de alimentare.

Factor de putere

Articol principal: Factor de putere

O problemă în combinație cu o "dublă conversie", UPS și un generator este distorsiunii creat de către UPS. Intrare de o dubla UPS conversie este în esență un redresor mare. Curentul absorbit de UPS este non-sinusoidal. Acest lucru poate provoca tensiune de la rețeaua de alimentare AC sau un generator pentru a deveni, de asemenea, non-sinusoidal. Distorsiunii atunci poate cauza probleme în toate echipamentele electrice conectate la sursa de alimentare, inclusiv însuși UPS-ului. Aceasta va determina, de asemenea, mai multă putere de a fi pierdut în alimentarea cu energie electrică la UPS din cauza piroane în fluxul de curent. Acest nivel de "zgomot" este măsurată ca procent de " distorsiune armonică totală a curentului "(THD (i)). Classic UPS redresoare are un THD (i) nivelul de aproximativ 25-30%. Pentru a reduce distorsiunea de tensiune, acest lucru necesită mai greu cabluri de alimentare sau generatoare de mai mult decât de două ori la fel de mare ca și UPS.

Există mai multe soluții pentru a reduce THD (I) intr-un dublu UPS de conversie:

Pasiv de corecție factor de putere :

Articol principal: Passive PFC

Soluții clasice, cum ar fi filtre pasive reduce THD (I) la 5-10% la sarcină maximă. Ele sunt de lucru de încredere, dar mare, și numai la sarcină maximă, și să prezinte propriile probleme atunci când este utilizat în tandem cu generatoare.

Corecție factor de putere activă :

Articol principal: PFC activ

O soluție alternativă este un filtru activ. Prin utilizarea unui astfel de dispozitiv, THD (i) poate scădea până la 5% pentru ansamblul de alimentare. Cea mai noua tehnologie in unitati dublă conversie UPS este un redresor care nu utilizează componente redresoare clasice (tiristoare și diode), dar componente de înaltă frecvență. Un dublu UPS de conversie cu un IGBT redresor și inductor poate avea un THD (i), la fel de mici ca 2%. Acest lucru elimină complet necesitatea de a supradimensiona generatorul (și transformatoare), fără filtre suplimentare, costurile de investiție, pierderi, sau spațiu.

Comunicare

Power management (AM) necesită

1. UPS pentru a raporta starea sa la calculator se competențe printr-un link de comunicații, cum ar fi un port serial , Ethernet , GSM / GPRS sau USB

2. Un subsistem în sistemul de operare care procesează rapoarte și generează notificări, generează evenimente sau comenzi de ordonat închide PM. [ 11 ] Unii producători UPS publica protocoale de comunicare, dar alți producători (cum ar fi APC ) utilizează protocoale proprietare .

De bază de calculator-la-up-uri metode de control sunt destinate unu-la-unu de semnalizare de la o singură sursă pentru o singură țintă. De exemplu, un singur UPS poate conecta la un singur calculator pentru a furniza informații despre starea UPS-ului, și permite computerului să controleze UPS. Similar, protocolul universal Serial Bus este destinat pentru conectarea unui singur calculator pentru mai multe dispozitive periferice.

În unele situații, este util pentru un singur UPS mare pentru a fi capabil să comunice cu mai multe dispozitive protejate. Pentru un control serial sau USB tradițional, un semnal de replicaredispozitiv poate fi folosit, de exemplu, care permite unui UPS să se conecteze la cinci calculatoare care folosesc conexiuni seriale sau USB. [ 12 ] Cu toate acestea, este de obicei de despicare singură direcție de la UPS la dispozitivele pentru furniza informații de stare. Returnează semnalelor de control poate fi permisă numai de la unul dintre sistemele protejate la UPS. [ 13 ]

Așa cum Ethernet a crescut în uz comun din 1990, semnalele de control sunt acum de obicei trimise între un singur UPS și mai multe calculatoare folosind metode standard Ethernet de comunicații de date, cum ar fi TCP / IP . [ 14 ] Statutul de control și informații este de obicei criptate, astfel încât pentru exemplu un hacker din afara nu se poate obține controlul UPS-ului și comanda-l să se închidă. [ 15 ]

Distribuția de starea UPS-ului și a datelor de control prevede ca toate dispozitivele intermediare, cum ar fi switch-uri Ethernet sau multiplexoare seriale fi alimentat de unul sau mai multe sisteme UPS, pentru ca alertele UPS pentru a ajunge la sistemele țintă în timpul unei pene de curent. Pentru a evita dependența de infrastructura Ethernet, de UPS-uri pot fi conectate direct la serverul principal de control cu ​​ajutorul GSM / GPRS canal, de asemenea. Pachetele de date prin SMS sau GPRS trimis de la software-ul de declanșare UPS-uri pentru oprirea PC-uri pentru a reduce sarcina.

Baterii

Run-time pentru un UPS cu baterii depinde de tipul și dimensiunea de baterii și rata de descărcare de gestiune, precum și eficiența convertizorului. Capacitatea totală a unui acumulator plumb-acid este o funcție de rata la care sunt evacuate, care este descris ca legea Peukert .

Producătorii să furnizeze evaluare run-time în minute pentru sisteme ambalate UPS. Sisteme mai mari (cum ar fi pentru centrele de date) necesita calcul detaliat sarcină, eficiența invertor, și caracteristicilor bateriei pentru a asigura rezistența necesară este atinsă. [ 16 ]

Caracteristici de baterii comune și testare de încărcare

Dacă o baterie plumb-acid este încărcată sau descărcată, aceasta afectează inițial la substanțele chimice reacționează, care se află la interfața dintre electrozi și electrolit. Cu timpul, de încărcare stocată în substanțele chimice de la interfață, adesea numit "taxare interfață", se răspândește prin difuzie a acestor substanțe chimice în tot volumul de material activ.

Dacă o baterie a fost complet descărcat (de exemplu, luminile auto au fost lăsate peste noapte) și viitoare este dat o încărcare rapidă doar pentru câteva minute, apoi timpul de încărcare scurt, se dezvoltă doar o taxă aproape de interfață. Tensiunea bateriei poate crește să fie aproape de tensiunea încărcătorului, astfel încât de încărcare scade semnificativ actuale. După câteva ore, această taxă interfață va răspândi la volumul de electrod și electrolit, ceea ce duce la un cost interfață atât de mică încât poate fi insuficient pentru a porni masina. [ 17 ]

Datorită interfeței de încărcare, UPS scurte de auto-testare funcțiile care a durat doar câteva secunde, nu poate reflecta cu exactitate capacitatea adevărat de execuție a unui UPS, și în loc de o extinsă recalibrarea sau trecere in revista test care profund descărcări este nevoie de baterie. [ 18 ]

Testul de descarcare profunda este ea însăși dăunătoare pentru baterii din cauza substanțelor chimice în bateria descărcată de pornire a cristaliza in forme moleculare extrem de stabile, care nu va re-dizolva atunci când bateria este reîncărcată, reducerea permanent capacitatea de încărcare. În baterii plumb-acid acest lucru este cunoscut sub numele de sulfatare , ci afectează, de asemenea, alte tipuri cum ar fi baterii nichel-cadmiu și baterii cu litiu . [ 19 ] Prin urmare, acesta este de obicei recomandat ca testele degradate fi efectuate frecvent, cum ar fi o dată la șase luni la un an. [ 20 ] [ 21 ]

Testarea de șiruri de baterii / celule

Multi- kilowați sisteme UPS comerciale cu băncile mari și ușor accesibile de baterii sunt capabile să izoleze și să testeze celulele individuale dintr-un șir de baterie , care constă din unități, fie combinat baterie de celule (cum ar fi bateriile cu plumb de 12 volți) sau celule chimice individuale cu fir în serie. Izoleze o singură celulă și instalarea unui săritor în loc de aceasta permite o baterie să fie refulate testat, în timp ce restul de șir bateria rămâne încărcată și disponibile pentru a oferi protecție. [ 22 ]

De asemenea, este posibil să se măsoare caracteristicile electrice ale celulelor individuale dintr-un șir baterie, folosind fire intermediare senzori care sunt instalate la fiecare joncțiune celulă la celulă, și monitorizat individual sau colectiv. Siruri baterie pot fi, de asemenea, cu fir ca serie-paralel, de exemplu două seturi de 20 de celule. Într-o astfel de situație, este de asemenea necesar pentru a monitoriza fluxul de curent între siruri paralele, la fel de actuale pot circula între siruri de caractere pentru a echilibra efectele de celule slabe, celulele moarte, cu rezistență ridicată, sau celule scurtcircuitate. De exemplu, siruri de caractere puternice pot descărca prin siruri de caractere slabe până dezechilibre de tensiune sunt egalizate, iar acest lucru trebuie să fie luate în considerare măsurătorile inter-individuale de celule din fiecare șir. [ 23 ]

interacțiuni baterie serie-paralel

Siruri de caractere baterie cu fir în serie-paralel poate dezvolta moduri de eșec neobișnuite, datorită interacțiunilor dintre mai multe șiruri paralele. Defecte bateriile în un șir poate afecta negativ funcționarea și durata de viață a bateriilor bune / noi în alte siruri de caractere. Aceste probleme se aplică, de asemenea, la alte situații în care sunt folosite siruri de serie-paralel, nu doar în sistemele UPS, dar, de asemenea, în aplicații de vehicule electrice. [ 24 ]

Luați în considerare o serie-paralel aranjament baterie cu toate celulele bune, și unul devine scurtcircuit sau mort:

• Celula nu va reduce tensiunea maximă dezvoltată pentru întregul șir serie este în.

• În alte șiruri de serie cu fir în paralel cu șirul degradat va descărca acum prin șirul degradat până la tensiunea lor corespunde cu tensiunea din sir degradate, ar putea supraîncărcarea și duce la electrolitic fierbere și degazarea din celulele rămase bune în șir degradat. Aceste șiruri paralele pot acum fi niciodată complet reîncărcată, ca tensiunea crescută va goliți prin șir care conține bateriei eșuat.

• Sistemele de încărcare poate încerca pentru a evalua capacitatea șir bateriei prin măsurarea tensiunii de ansamblu. Datorită generală epuizarea tensiune șir datorită celulele moarte, sistemul de încărcare poate detecta prezenta ca o stare de descărcare, și va încerca să se încarce continuu șirurile serie-paralel, ceea ce duce la supraîncărcarea și deteriorarea toate celulele continuă șir serie degradat conține acumulator deteriorat.

• Dacă se folosesc acumulatori plumb-acid, toate celulele din anterior bune șiruri paralele vor începe să sulfat datorită incapacității pentru ca acestea să fie reîncărcată complet, rezultând o capacitate de stocare a acestor celule fiind defecta permanent, chiar dacă celula deteriorat în un șir degradat este în cele din urmă a descoperit și înlocuit cu unul nou.

Singura modalitate de a preveni aceste subtile interacțiuni șir serie-paralel este de a nu folosi siruri paralele, la toate și folosind controlere tarif separat și invertoare pentru siruri de caractere din seria individuale.

Seria noi / vechi interacțiuni baterie

Chiar și doar un singur șir de baterii cu fir în serie poate avea interacțiuni medicamentoase în cazul în care bateriile noi sunt amestecate cu baterii vechi. Baterii mai în vârstă tind să aibă capacitatea de depozitare redusă, și așa va fi atât de descărcare mai repede decât noi, bateriile și încărcați, de asemenea, la capacitatea lor maximă mai rapid decât baterii noi.

Ca un șir mixt de baterii noi și vechi este epuizat, tensiunea string va scadea, iar atunci când bateriile vechi sunt epuizate baterii noi încă de încărcare disponibil. Cele mai noi celule pot continua să se descarce prin restul șir, dar datorită joasă tensiune acest flux de energie nu poate fi folositoare, și pot fi uciși în celulele vechi ca încălzire cu rezistență.

Pentru celulele care ar trebui să funcționeze într-o fereastră specific de descărcare de gestiune, noi celule cu o capacitate mai mare pot determina celulele vechi din șirul de serie pentru a continua să-și îndeplinească dincolo de limita de jos în condiții de siguranță a ferestrei de descărcare de gestiune, deteriorarea celulelor vechi.

Când reîncărcat, celulele vechi reîncărcați mai rapid, ceea ce duce la o creștere rapidă a tensiunii la aproape complet încărcat, dar înainte ca noile celule cu o capacitate mai mare au încărcat complet. Controler de încărcare detectează tensiune mare de un șir aproape complet încărcată și reduce fluxul de curent. Noile celule cu mai mult capacitatea de încărcare acum foarte lent, atât de încet, încât substanțele chimice pot începe să se cristalizeze înainte de a ajunge complet încărcat, reducerea capacității de celule noi pe parcursul mai multor cicluri de încărcare / descărcare până la capacitatea lor corespunde mai îndeaproape celulele vechi în șirul de serie .

Din aceste motive, unele sisteme de management industrial UPS recomandă înlocuirea periodică de matrice de baterii întregi potențial ajutorul a sute de baterii scumpe, ca urmare a acestor interacțiuni negative dintre noi baterii si baterii vechi, în cadrul și între serii și siruri paralele. [ 25 ]