Transformátorové a beztransformátorové zdroje UPS
Transformatorové UPS
Transformátorová technológia zdrojov UPS je na trhu od 60tych rokov minulého storočia. Pozostáva z usmerňovača, ktorý napája striedač a zároveň nabíja batérie.
Maximálne napätie, ktoré dokáže vyvinúť trojfázový usmerňovač tejto technológie je cca 550V, čo nepostačuje striedaču na to, aby na svojom výstupe vytvoril kvalitné napätie s efektívnou hodnotou 400V. Preto sa na výstupe striedača používa transformátor, ktorý zvyšuje výstupné napätie striedača.
Najnovšie modely transformátorových UPS používajú IGBT usmerňovače, použitie transformátora nie je v týchto modeloch kvôli zvyšovaniu napätia, ale kvôli zabezpečeniu výhod tejto technológie – oddelenie záťaží od rušenia vo vstupnej napájacej sieti.
Výhody
Výhodou tejto technológie je galvanické oddelenie chránených záťaží od elektrickej siete, získanie relatívne vysokej skratovej odolnosti zdroja UPS pri skratoch na strane záťaže.
Nevýhody
Nevýhodou riešenia je zníženie účinnosti o straty z transformátora.
Beztransformátorové UPS
Rozvojom polovodičových výkonových prvkov a zavedením IGBT tranzistorov, bolo možné vytvoriť usmerňovač vstupného napätia s podporou „rezonančných obvodov“. Rezonančné obvody zvyšujú vstupné napätie elektrickej siete do takej miery, aby mal usmerňovač na jeho výstupe stabilizované napätie približne 800V=. Toto napätie postačuje striedaču na vytvorenie čistého sínusového napätia bez potreby výstupného transformátora. Napätie 800 V je pre niektoré komponenty privysoké, z toho dôvodu je v jednosmernom obvode vyvedený neutrálny bod, ktorý rozdeľuje plné jednosmerné napätie na dve časti s polovičným napätím.
Výhody
Výhodu tejto technológie je zníženie ceny, hmotnosti, možnosti práce záložného zdroja so širokým rozsahom vstupného napätia bez použitia batérie.
Nevýhody
Nevýhodou riešenia je nižšia skratová odolnosť a galvanické neoddelenie chránených záťaží od elektrickej siete.
Stránky podpory
- Typy porúch elektrickej siete
- Technológie záložných zdrojov (UPS)
- Aplikácie záložných zdrojov
- Využitie záložných zdrojov UPS
- Hlavné časti zdrojov UPS On-line
- Prevádzka UPS On-line
- Rozdelenie záložných zdrojov podľa modularity
- Transformátorové a beztransformátorové zdroje UPS
- Stupne ochrany zariadení
- Vyššie harmonické
Zhrnutie hlavných technických rozdielov medzi oboma topológiami
Popis | Transformátorové UPS | Beztransformátorové UPS |
---|---|---|
Účinnosť v režime dvojitej konverzie | 90 - 92 % | 95 - 96 % |
Účinnosť v režime Line interactive | 99 % | 99 % |
Celkové harmonické skreslenie vstupného prúdu (THDi) | 30 % (6-pulzný tyristorový usmerňovač) 12 % (12-pulzný tyristorový usmerňovač) 3 - 4 % (IGBT usmerňovač) | 3 - 4 % |
Vstupný faktor výkonu (PF) | Závisí od záťaže a od vstupného napätia (tyristorový usmerňovač) 0,99 - 0,97 pri plnom a čiastočnom zaťažení (IGBT usmerňovač) | 0,99 - 0,97 pri plnom a čiastočnom zaťažení |
Zvlnenie nabíjacieho napätia | Približne 5 %, pri IGBT usmerňovači 0,2 % | 0,2 % |
Povolený počet batériových blokov v sérií (12V) | Zvyčajne 32 - 36 | Približne 40 |
Výstupná impedancia | Vysoká (horšia) | Nízka (lepšia) |
Prúdové obmedzenie pri prevádzke zo striedača | Zvyčajne 2,3 x In | Zvyčajne 1,5 x In |
Hmotnosť (jedna jednotka 60kVA) | 600 kg | 200 kg |