Bộ Lưu điện UPS Là Gì? Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt động Của UPS

Mục lục nội dung

Toggle

• Bộ lưu điện UPS là gì?
• Ba phiên bản của UPS
• Cấu tạo của UPS có gì bên trong?
• Nguyên lý hoạt động của bộ lưu điện UPS
• Quy trình làm việc của UPS
• Các loại UPS và các tính năng cốt lõi của chúng
  • UPS không phụ thuộc vào điện áp và tần số (VFI)
  • UPS không phụ thuộc vào điện áp (VI)
  • Phụ thuộc điện áp và tần số (VFD)
• Ưu nhược điểm của UPS

5/5 - (6 bình chọn)

Bộ lưu điện UPS là gì? Cách thức hoạt động của UPS

Bộ lưu điện UPS là gì?

Bộ lưu điện UPS viết tắt của Uninterruptible Power Supply, đây là một thiết bị cung cấp pin dự phòng khi nguồn điện bị hỏng hoặc giảm xuống mức điện áp không thể chấp nhận được. Hệ thống UPS nhỏ cung cấp điện trong vài phút; đủ để tắt máy vi tính một cách có tuần tự, trong khi các hệ thống lớn hơn có đủ pin trong vài giờ. Trong các trung tâm dữ liệu quan trọng, hệ thống UPS được sử dụng chỉ trong vài phút cho đến khi máy phát điện hoạt động.

Ba phiên bản của UPS

1. UPS dự phòng (ngoại tuyến)
2. UPS trực tuyến
3. UPS tương tác đường dây (line interactive)

Với bộ lưu điện dự phòng (bộ lưu điện ngoại tuyến ), bộ lưu điện sẽ chuyển sang nguồn ắc quy khi sự cố nguồn xảy ra. Với bộ lưu điện trực tuyến, bộ lưu điện luôn cung cấp điện từ ắc quy và mặc dù chúng cung cấp khả năng bảo vệ tốt hơn nhưng lại đắt hơn. Đối với hầu hết người dùng gia đình và doanh nghiệp nhỏ, một bộ lưu điện dự phòng sẽ đáp ứng tất cả các nhu cầu của họ.

Cấu tạo của UPS có gì bên trong?

Cả UPS Offline và UPS Online đều được cấu thành từ 2 bộ phận chính: Bộ Main và Ắc Quy.

Trong bộ Main chính của bộ lưu điện sẽ gồm các thành phần sau:

• Bộ chỉnh lưu, chuyển mạch
• Công tắc chuyển đổi
• Công tắc bảo vệ
• Mạch biến áp (Biến áp cơ)
• Bộ biến đổi
• Bộ sạc

Nguyên lý hoạt động của bộ lưu điện UPS

Nguyên lý hoạt động của UPS là cho phép máy tính tiếp tục chạy trong ít nhất một thời gian ngắn khi nguồn điện chính bị mất. Các thiết bị UPS cũng cung cấp khả năng bảo vệ khỏi sự cố điện áp.

Bên trong UPS có ắc quy để tích điện, do đó nguyên lý hoạt động của bộ lưu điện dựa trên sự chuyển điện từ của ắc quy sang thành điện cung cấp cho tải khi nguồn điện cấp cho cổng vào UPS bị mất.

Bên trong UPS có thể có 1 hoặc nhiều ắc quy dùng để tích trữ nguồn năng lượng điện. Sử dụng 1 bo mạch có chức năng biến đổi dòng điện một chiều của ắc quy thành dòng điện xoay chiều, và dòng điện xoay chiều này có tần số và điện áp dao động phù hợp với yêu cầu sử dụng.

Hệ thống UPS có thể được thiết lập để cảnh báo các máy chủ tập tin ngừng hoạt động một cách có trật tự khi xảy ra sự cố mất điện và sắp hết pin.

Tất cả các hệ thống UPS đều chuyển sang ắc quy khi mất điện. Sự khác biệt là cách họ xử lý sức mạnh trong các trường hợp bình thường. Các thiết bị dự phòng cung cấp sự suy giảm hạn chế trong khi các hệ thống tương tác đường dây sẽ điều chỉnh điện áp và làm dịu các sóng hài không tốt.

Quy trình làm việc của UPS

Quy trình hoạt động của nó như sau:

Nguồn điện lưới đầu vào đi qua một switch đến đường đầu ra, đồng thời nguồn điện vào sử dụng để nạp cho ắc quy qua bộ Charger. Khi mất điện lưới, hệ thống ắc quy sẽ cung cấp dòng điện một chiều cho bộ Inverter để chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều cung cấp cho thiết bị tiêu thụ.

UPS offline với công nghệ Line interactive

Để khắc phục nhược điểm của UPS offline, loại UPS offline công nghệ Line interactive được tích hợp hơn trong nguyên lý hoạt động nên chúng có giá thành cao hơn so với loại UPS offline.

Trong trường hợp điện áp cấp vào UPS bình thường, nghĩa là mức điện áp xấp xỉ thông số đầu ra 220V thì UPS sẽ hoạt động như khung hình phía trên-bên trái. Do đó không có sự can thiệp vào điện áp đầu ra – và UPS hoạt động giống như loại UPS offline.

Trong trường hợp điện áp ngõ vào thấp hơn điện áp chuẩn, biến áp tự ngẫu sẽ tự động chuyển mạch sang một nấc khác, làm sao cho điện áp đầu ra đảm bảo được đúng thông số yêu cầu.

Trong trường hợp mất điện ngõ vào UPS offline công nghệ Line interactive sẽ được chuyển sang quy trình hoạt động giống như loại UPS Offline: nghĩa là chúng ngắt nhánh đi qua biến áp tự ngẫu, rồi chuyển sang sử dụng nhánh ắc quy với inverter.

UPS online

UPS online là sản phẩm tối ưu nhất, khắc phục hoàn toàn nhược điểm của 2 dòng trên. Chính vì vậy mà loại UPS online thường có giá thành cao nhất so với các loại trên.

Nguồn điện ngõ vào không được cung cấp điện trực tiếp cho tải, mà từ đây được biến đổi thành dòng điện một chiều tương ứng với điện áp của ắc quy. Ở đây bộ charger+ Rectifier cung cấp điện từ ắc quy và lưới điện đến bộ inverter mục đích để biến đổi thành điện áp đầu ra phù hợp với tải sử dụng.

Các loại UPS và các tính năng cốt lõi của chúng

UPS không phụ thuộc vào điện áp và tần số (VFI)

Hệ thống UPS không phụ thuộc vào điện áp và tần số (VFI) được gọi là chuyển đổi kép hoặc kép bởi vì AC đến được chỉnh lưu thành DC để giữ cho pin được sạc và điều khiển biến tần. Biến tần tạo lại nguồn AC ổn định để chạy thiết bị CNTT.

Khi mất điện, pin sẽ điều khiển biến tần, bộ biến tần này sẽ tiếp tục chạy tải CNTT. Khi có điện trở lại, từ tiện ích hoặc máy phát điện, bộ chỉnh lưu cung cấp dòng điện một chiều (DC) đến biến tần và đồng thời sạc lại pin. Biến tần chạy toàn thời gian. Đầu vào của tiện ích được cách ly hoàn toàn với đầu ra và bỏ qua chỉ được sử dụng để bảo trì an toàn hoặc nếu có sự cố điện tử bên trong. Vì không có sự cố ngắt nguồn điện được cung cấp cho thiết bị CNTT, bộ ngắt sự cố chân không (VFI) thường được coi là dạng UPS mạnh mẽ nhất. Hầu hết các hệ thống đồng bộ hóa tần số đầu ra với đầu vào, nhưng điều đó là không cần thiết, vì vậy nó vẫn đủ điều kiện là độc lập với tần số.

Mọi chuyển đổi điện năng đều phải chịu một tổn thất, vì vậy năng lượng lãng phí trước đây được coi là cái giá phải trả của độ tin cậy cuối cùng.

UPS không phụ thuộc vào điện áp (VI)

UPS không phụ thuộc vào điện áp (VI), hoặc UPS tương tác dòng thực có điện áp đầu ra được kiểm soát , nhưng cùng tần số đầu ra với đầu vào. Quyền độc lập về tần số hiếm khi là mối quan tâm đối với quyền lực ở các nước phát triển. Nguồn điện của tiện ích cấp trực tiếp đến đầu ra và thiết bị CNTT, đồng thời bộ chỉnh lưu giữ cho pin được sạc. Biến tần được mắc song song với đầu ra, bù cho các sụt áp và hoạt động như một bộ lọc tích cực cho các xung điện áp và sóng hài. Tổn hao chỉnh lưu và biến tần chỉ xảy ra khi nguồn điện vào dao động. Bánh đà và bộ động cơ / máy phát điện cũng đủ tiêu chuẩn là VI.

Khi nguồn điện đến bị lỗi hoặc điện áp vượt ra ngoài phạm vi, đường vòng nhanh chóng ngắt kết nối khỏi đầu vào và pin sẽ điều khiển biến tần. Khi nguồn điện đầu vào được khôi phục, đường vòng nối lại đầu vào, sạc lại pin và giữ điện áp đầu ra không đổi. Các nhà cung cấp UPS sử dụng nguồn điện song song khẳng định không mất độ tin cậy. Kết quả là hiệu suất năng lượng khoảng 98%.

Phụ thuộc điện áp và tần số (VFD)

Phụ thuộc điện áp và tần số (VFD), hoặc UPS dự phòng, hoạt động tương tự như VI và đôi khi bị gọi nhầm là tương tác dòng. Trong các hệ thống VFD thông thường, biến tần bị tắt, vì vậy có thể mất khoảng 10 đến 12 mili giây (mili giây) để bắt đầu tạo ra điện. Sự cố đó có thể làm hỏng các máy chủ, khiến các UPS VFD cũ trở nên không phù hợp với các trung tâm dữ liệu.

Các khái niệm VFD mới có bộ biến tần tạo ra công suất trong vòng 2 ms sau khi được kích hoạt. Đường tránh thường được tham gia, giống như với VI, vì vậy thiết bị hoạt động trực tiếp từ tiện ích hoặc máy phát điện. Vì biến tần không hoạt động cho đến khi mất điện, không có điều khiển điện áp hoặc điện năng tiêu thụ, cho phép hiệu suất cao tới 99%. Mất điện hoặc điện áp nằm ngoài phạm vi mở công tắc rẽ nhánh, ngắt đầu vào khỏi đầu ra; biến tần bắt đầu hoạt động từ pin. Bộ chỉnh lưu chỉ đủ lớn để sạc pin.

Ưu nhược điểm của UPS

Ưu điểm của việc sử dụng UPS bao gồm:

• Không có độ trễ giữa việc chuyển đổi từ nguồn điện sơ cấp sang UPS.
• Có thể hỗ trợ tốt hơn các thiết bị quan trọng so với máy phát điện.
• Người dùng có thể chọn loại và kích thước của UPS, tùy thuộc vào lượng điện họ cần cung cấp cho thiết bị.
• Bảo trì hệ thống UPS rẻ hơn so với máy phát điện.

Nhược điểm của việc sử dụng UPS bao gồm:

• Không thể vận hành các thiết bị nặng – vì UPS đã hết pin.
• Nếu sử dụng pin kém chất lượng, người dùng có thể phải thay pin thường xuyên.
• UPS có thể cần lắp đặt chuyên nghiệp.

Nguồn: Bộ lưu điện UPS là gì? Cách thức hoạt động của UPS

Bài viết này có hữu ích với bạn không?CóKhông