Gruppi di continuità: principi di funzionamento dei diversi tipi di UPS

I gruppi di continuità stanno diventando molto popolari. Non importa dove vive una persona moderna: in un appartamento di città, in una casa di campagna, vari elettrodomestici, apparecchiature informatiche digitali e sistemi di supporto vitale sono entrati saldamente nella sua vita.

Scopo e categorie di UPS

I requisiti per la qualità dell'alimentazione di tutti questi dispositivi sono in aumento. La qualità della fornitura di reti elettriche esterne non sempre soddisfa la popolazione. Ci sono bruschi cambiamenti di tensione, sia nella direzione di abbassamento che di aumento del suo valore. Ciò ha un effetto molto negativo sul funzionamento delle apparecchiature domestiche e talvolta porta al suo fallimento. Proteggiti da questi problemi l'installazione di gruppi di continuità aiutadispositivi più sensibili a tali cambiamenti improvvisi.

A seconda delle soluzioni circuitali che determinano le principali caratteristiche dei gruppi di continuità, possono essere suddivisi in diverse categorie. Ciascuno di essi garantisce il buon funzionamento di un determinato gruppo di consumatori.

UPS di backup

Possono proteggere solo elettrodomestici e desktop di base.

Se la tensione di rete è corretta, i consumatori sono collegati direttamente ad essa. In caso di fluttuazioni di tensione nella rete, l'apparecchiatura passa all'alimentazione dalla batteria, che è parte integrante dell'UPS. I rumori e gli impulsi ad alta frequenza vengono parzialmente soppressi, la tensione viene mantenuta a un determinato livello e la batteria viene ricaricata. La stabilizzazione della tensione di rete che alimenta l'apparecchiatura collegata alla sua uscita non viene eseguita per gruppi di continuità di questa categoria.

La necessità di passare al funzionamento a batteria in ciascun modello di un gruppo di continuità è determinata a modo suo. I limiti di funzionamento dalla rete sono determinati dallo sviluppatore del dato modello. Sono impostati in base alle condizioni per il normale funzionamento dell'apparecchiatura del consumatore.

Il funzionamento della batteria continuerà fino a quando la tensione di rete non tornerà alla normalità. Successivamente, si verifica il passaggio nella direzione opposta. La batteria della sorgente deve fornire una riserva di tempo di almeno cinque minuti quando è in funzione. Questo è sufficiente per salvare i dati su un computer e spegnere le apparecchiature di consumo senza un'emergenza.

Gli svantaggi dei gruppi di continuità in questa categoria includono quanto segue:

1. Mancanza di stabilizzatore di tensione di rete.
2. Tempo di commutazione lungo (~ 20 ms).
3. Tensione di uscita a gradini.
4. Interferenza ad alta frequenza.

Il passaggio alla modalità di alimentazione autonoma avviene con qualsiasi leggera deviazione dei parametri della tensione di rete dalla norma. Ciò porta a un rapido deterioramento della batteria.

Sorgenti line-interattive

I modelli di questa categoria sono dotati di stabilizzatori di tensione di rete, realizzati secondo il circuito dell'autotrasformatore. La commutazione dei suoi avvolgimenti, in funzione del valore della tensione di rete in ingresso, avviene per gradi secondo i comandi del microprocessore integrato nel circuito dell'UPS. Pertanto, è possibile mantenere la tensione all'uscita dell'unità vicino alla norma (220-230) V. Inoltre, il circuito ha un filtro che protegge il consumatore dalle interferenze di rete.

Il collegamento della batteria e la disconnessione dalla rete avvengono quando i parametri di tensione all'ingresso dell'unità superano le soglie di stabilizzazione. Il numero di terminali dell'autotrasformatore non è sufficiente per mantenere la tensione nominale in uscita. Ci sono anche tolleranze per la forma del segnale di ingresso. Con grandi distorsioni, viene eseguita anche la transizione alla modalità batteria di alimentazione delle apparecchiature di consumo.

Il processo di passaggio all'alimentazione a batteria è abbastanza fluido per la maggior parte dei consumatori e non richiede più di 4 ms.

Così, confrontando le sorgenti di questa categoria con gli UPS ridondanti, si possono notare i loro vantaggi:

1. La stabilizzazione della tensione di rete ha natura graduale.
2. La forma d'onda della tensione di uscita è vicina a una sinusoide.
3. Filtraggio delle interferenze di rete.
4. Risparmiare la durata della batteria a causa di un minor numero di accensioni su di esso.

Alimentatori ferrorisonanti

In sostanza, sono sorgenti attive lineari. Lo stabilizzatore della tensione di rete in essi è un trasformatore ferrorisonante. Può immagazzinare l'energia del campo magnetico, che mantiene la tensione nell'avvolgimento secondario del trasformatore nei momenti di commutazione. Il processo transitorio non dura più di (8-16) ms. Questo è accettabile per la maggior parte dei consumatori. La forma d'onda della tensione alla sua uscita è sinusoidale, protetta dai disturbi di rete. La sorgente svolge le sue funzioni tramite i comandi della propria unità di analisi e controllo della rete.

Gruppi di continuità lineari

Questa categoria include UPS a doppia conversione. Includono un convertitore da CA a CC (raddrizzatore) e un convertitore da CC a CA (inverter). La tensione di uscita dell'inverter viene utilizzata per alimentare le apparecchiature collegate come carico. La tensione del raddrizzatore viene utilizzata per ricaricare la batteria interna. È incluso nel circuito raddrizzatore ed è costantemente in modalità attiva, che dipende dalla qualità della tensione CA in ingresso.

Le qualità positive di un UPS in questa categoria includono:

1. Stabilità della tensione di uscita.
2. La possibilità di sostituire la batteria senza spegnere l'UPS.

Gli svantaggi includono:

1. Basso coefficiente di prestazione (COP).
2. La durata della batteria è ridotta a causa del suo funzionamento continuo.

I dispositivi di questa categoria sono utilizzati per il funzionamento di apparecchiature di grandi organizzazioni, sui cui server sono archiviati dati importanti. Devono essere salvati in caso di eventuali interruzioni della rete e di eventuali interruzioni nel suo lavoro.

Caratteristiche principali

Quando si acquista un UPS, è necessario comprenderne attentamente i requisiti. È necessario scegliere il modello che più soddisfa il criterio "prezzo - qualità".

Quando si sceglie un gruppo di continuità, è necessario prestare molta attenzione al confronto delle caratteristiche dei diversi modelli. Questi includono quanto segue:

• Alimentazione dell'UPS.
• durata della batteria.
• tempo per passare al funzionamento a batteria e viceversa.
• intervallo di tensione di ingresso.
• i limiti della variazione di frequenza della tensione di rete.

La potenza è calcolata dal carico totale della sorgente. Il suo valore dovrebbe essere almeno una volta e mezza maggiore del potere dei consumatori. La potenza ottimale dell'unità installata nell'appartamento è considerata di 1000 VA (1000 volt-ampere).

Il tempo di commutazione dipende direttamente dalle dimensioni del carico attualmente collegato all'uscita della sorgente. Più corrente assorbe, più breve è la durata della batteria. La capacità della batteria installata determina anche il tempo di funzionamento.

Tutti i modelli di UPS sono dotati di elementi di segnalazione visiva. Queste possono essere lampadine di diversi colori, indicatori LED che determinano lo stato dell'UPS al momento.

Gli indicatori verdi fissi accesi indicano il normale funzionamento dell'unità. Se il LED funziona in modalità pulsata (il suo bagliore intermittente), sono possibili problemi o si sono già verificati. Questo è un segnale di avvertimento che attira l'attenzione.

Il bagliore costante dell'indicatore rosso segnala il verificarsi di un'emergenza. La sua comparsa è accompagnata da segnali acustici di avviso sotto forma di segnali acustici intermittenti.

Regole operative

Il corretto funzionamento dell'apparecchiatura è la chiave del suo funzionamento lungo e affidabile. Le regole di base che devono essere seguite quando si utilizza un gruppo di continuità includono:

• La necessità di un monitoraggio costante dell'indicazione luminosa e della segnalazione acustica dell'unità.
• Collegamento di consumatori che richiedono davvero un gruppo di continuità.
• Mettere a terra l'UPS utilizzando una presa a tre poli per la spina dell'unità.

Se si verifica un'interruzione di corrente, è necessario spegnere tutte le apparecchiature attualmente accese. Si consiglia di lasciare l'UPS collegato alla presa per l'eventuale ricarica della batteria una volta eliminata la mancanza di rete. Il funzionamento dell'unità con una batteria scarica porta al suo rapido guasto. La durata della batteria è limitata e non supera i 5 anni.

Il rispetto di queste regole semplici ma necessarie prolungherà la vita di tutte le apparecchiature, per il cui funzionamento è necessaria un'alimentazione ininterrotta e, soprattutto, consentirà salvare importanti informazioni sui dischi rigidi dei computer, che potrebbero essere irrimediabilmente perse in caso di improvvisi malfunzionamenti dell'impianto elettrico reti.