¿Qué es un UPS en ingeniería eléctrica? Sistema de alimentación ininterrumpida: finalidad y características específicas del funcionamiento de un UPS doméstico

El aumento de las exigencias en materia de calidad de la electricidad en la actualidad es un proceso completamente natural. Los requisitos de las normas mencionadas están determinados por dos componentes. El primero incluye el deseo de los consumidores de protegerse lo más posible de las consecuencias de situaciones de emergencia en el sistema energético. El segundo componente está relacionado con las condiciones de operación de la carga. Esto debe incluir los requisitos para el funcionamiento estable y continuo de equipos eléctricos inteligentes y de potencia, la reducción de pérdidas en la red de suministro de energía, etc. Una de las opciones efectivas para soluciones técnicas al problema de la calidad de la energía son las fuentes. fuente de poder ininterrumpible(UPS, UPS en inglés).

La principal tarea del SAI es proporcionar electricidad al consumidor en el momento en que los parámetros de calidad quedan fuera de los estándares regulados (caída, aumento de tensión, distorsión significativa de la forma...). Al realizar esta tarea, el UPS puede:

• desconéctese de la fuente de alimentación y transfiera energía a la carga utilizando su propia fuente;
• suministrar a la carga la tensión de red ajustada.

En los SAI más caros se puede implementar una función para mejorar la calidad de la electricidad consumida (se integra un corrector del factor de potencia).

Tipos de "fuente de alimentación ininterrumpida"

Hay tres tipos básicos de UPS.

1. UPS de respaldo(en espera, fuera de línea, copias de seguridad). La solución técnica más sencilla y económica (por ejemplo, el popular APC Back-UPS CS 500). Si el voltaje aumenta o disminuye significativamente, el UPS se desconecta de la red de 220 V y cambia al modo de batería. Los elementos principales de un UPS fuera de línea: baterías (batería), Cargador, inversor, transformador elevador, sistema de control, filtro (Fig. 1).
   
   
   A)
   
   
   b)
   Arroz. 1 Modo de funcionamiento normal (a) y modo de funcionamiento de batería (b) La ventaja de un UPS fuera de línea es su bajo costo y alta eficiencia cuando funciona desde la red. Defectos: nivel alto distorsión del voltaje de salida (alta distorsión armónica, ≈30% en el caso de una señal rectangular), incapacidad para ajustar los parámetros del voltaje de entrada. Las características del voltaje de salida se analizarán con más detalle a continuación).
2. UPS interactivo(línea inglesa - interactivo). Es un tipo intermedio entre un UPS fuera de línea simple y económico y un UPS en línea multifuncional y costoso (por ejemplo, ippon back office 600). A diferencia de un UPS fuera de línea, la fuente interactiva tiene un autotransformador que le permite mantener el nivel de voltaje de salida dentro de 220 V (+-10%) durante caídas/aumentos en el voltaje de la red (Fig. 2). Como regla general, el número de niveles de voltaje de un autotransformador varía de dos a tres.
   
   
   (A)
   
   
   (b)
   
   
   (V)
   
   
   (GRAMO)
   Arroz. 2 Funcionamiento de un SAI interactivo con tensión de red normal (a), durante una caída de tensión de red (b), con tensión de red aumentada (c), durante la desaparición de la tensión de red o un aumento significativo (d) Se ajusta la tensión de salida cambiando a la toma apropiada del devanado del transformador. En caso de una caída profunda o un aumento significativo o desaparición total de la tensión de la red, esta clase de UPS funciona de manera similar a la clase fuera de línea: se desconecta de la red y genera tensión de salida utilizando la energía de las baterías. En cuanto a la forma de la señal de salida, puede ser sinusoidal o rectangular (o trapezoidal).
   Ventajas de la línea interactiva en comparación con un UPS de respaldo: menor tiempo de conmutación a funcionamiento autónomo de baterías, estabilización del nivel de tensión de salida. Desventajas: menor eficiencia cuando se opera desde la red, precio más alto (en comparación con el tipo fuera de línea), filtrado deficiente de sobretensiones (sobretensión de pulso).
3. UPS de doble conversión(Inglés: UPS de doble conversión, en línea). El tipo de UPS más funcional y costoso. El sistema de alimentación ininterrumpida siempre está conectado a la red. La corriente sinusal de entrada pasa a través del rectificador, se filtra y luego se invierte nuevamente a CA. en el enlace corriente continua Se puede instalar un convertidor CC/CC independiente. Dado que el inversor está siempre en funcionamiento, el retraso para cambiar al modo de batería es prácticamente nulo. La estabilización de la tensión de salida durante caídas o caídas de tensión de la red es de mejor calidad, a diferencia de la estabilización del SAI interactivo de línea. La eficiencia puede estar en el rango del 85%÷95%. La tensión de salida suele tener forma de onda sinusoidal (distorsión armónica<5%).
   
   
   Arroz. 3 Diagrama funcional de una de las opciones de UPS en línea en la Fig. La Figura 3 muestra un diagrama de bloques de la opción UPS en línea. La tensión de red se rectifica aquí mediante un rectificador semicontrolado. El voltaje del pulso se filtra y luego se invierte. Los esquemas de UPS en línea pueden contener uno o más de los llamados bypass (interruptores de derivación). La función de dicho interruptor es similar a la de un relé: conmutar la carga para obtener energía de la batería o directamente de la red.
   Sobre la base de la estructura en línea, se crean no solo UPS monofásicos de baja potencia, sino también trifásicos industriales. La continuidad del suministro de energía a grandes servidores de archivos, equipos médicos y telecomunicaciones se realiza exclusivamente sobre la base de la estructura UPS en línea.
4. Tipos especiales de UPS. También se utilizan otros tipos específicos de UPS. Por ejemplo, un sistema de alimentación ininterrumpida ferroresonante. En este UPS, un transformador especial acumula una carga de energía, que debería ser suficiente para transferir la energía de la red a las baterías. Además, algunos UPS utilizan la energía mecánica de un supervolante como fuente de energía.

Principales características del SAI.

1. Fuerza. Unidades de potencia: voltiamperio (VA), vatio (W), voltiamperio reactivo (VAr). Recuerde que hay potencia S total, P activa y Q reactiva. Potencias de relación de ecuaciones
   S2=P2+Q2
   Poder activo(W) se gasta en trabajo útil, reactivo (VAr): no realiza trabajo útil. En consecuencia, la potencia total, por definición, es la potencia máxima que debe tener la fuente para proporcionar a la carga la energía necesaria. La relación entre la potencia activa y la potencia total muestra la calidad del uso de la electricidad y se denomina factor de potencia (PF):
   (lámparas incandescentes, calentadores) tiene PF=1, la potencia total es igual a la activa. PC, hornos microondas, aires acondicionados tienen un ejemplo de cálculo.
   Calcule un sistema de alimentación ininterrumpida para una computadora (dos PC + dos monitores). Es fácil estimar la potencia de una PC si sabes para qué potencia está diseñada la fuente de alimentación. Deja que el PC tenga fuentes de alimentación de 450 W (potencia activa). Si se desconoce el PF para una PC con fuente de alimentación sin PFC (Corrector del factor de potencia), se puede tomar PF igual a 0,65. De manera similar, tomamos el PF del monitor igual a 0,65. La potencia activa del monitor es de 50 W. Como resultado, la potencia activa total del consumidor (dos lugares de trabajo)
   Р=450+50+450+50=1000 W
   Potencia total (de la fórmula 2):
   S= Р/PF=1000/0,65=1538 (VA).
   Si se instala un corrector de factor de potencia (PF=1) en las fuentes de alimentación (PSU) de la PC y el monitor, entonces la potencia total S es igual a la activa.
   S=P=1000 (VA)
   Para una carga de PC, puede calcular un UPS sin reserva de energía basándose en los siguientes hechos:

• Las fuentes de alimentación de las computadoras tienen protección contra sobrecargas. En otras palabras, la PC no podrá consumir más energía que la potencia declarada de la fuente de alimentación.
• Potencia de la fuente de alimentación – potencia máxima. De hecho, en modo descargado (inmediatamente después del inicio), las PC consumen alrededor del 50% de su energía.

Resultado.
Entonces, los parámetros mínimos requeridos del UPS son:

• para PC con fuentes de alimentación sin PFC – 1 kW / 1540 VA.
• para PC con fuentes de alimentación con PFC – 1kW/1kVA.

Para la primera opción, es adecuada una fuente de alimentación ininterrumpida apc Smart-UPS C 2000VA (UPS lineal interactivo 2 kVA / 1,3 kW). Para el segundo: UPS Ippon Smart Winner 1500 (1,35 kW) o Eaton 5SC 1500 VA (1,05 kW).
Al calcular, es importante tener en cuenta los aumentos de potencia a corto plazo para cargas como los motores eléctricos. En el momento del arranque, el Istart actual es cinco, siete veces superior al nominal In:
Iinicio=(5÷7)*Iн

Características de la aplicación.

Los sistemas de alimentación ininterrumpida para calderas de calefacción, así como los sistemas de alimentación ininterrumpida para calderas de gas, tienen una característica asociada a los modos de funcionamiento del conductor neutro. A menudo, la automatización de calderas requiere conectar la red neutral. El hecho es que el circuito de control de llama del quemador está conectado a tierra y en una red de cuatro hilos de 220 V, el conductor neutro y la tierra de la caldera están finalmente cerrados a través de la tierra física. Sin embargo, si se rompe el neutro o el cero del consumidor se desconecta mecánicamente del cero de la red de alimentación (funcionamiento fuera de línea del UPS), el circuito de control de llama se rompe. Las siguientes soluciones son posibles para resolver este problema:

conclusiones

El punto de partida para elegir un sistema de alimentación ininterrumpida es determinar la naturaleza de la carga (UPS para un ordenador, para calderas de calefacción...). Para consumidores críticos y dispositivos que contienen motores de CA, debe elegir un UPS en línea costoso y funcional. Para PC y equipos de oficina, son adecuados los UPS de respaldo o interactivos de línea más económicos. La siguiente opción es calcular la potencia y la duración de la batería del UPS. También debería preverse la posibilidad de utilizar un cero “pasante”. A la hora de tomar la decisión final hay que tener en cuenta la popularidad de las marcas en el mercado: el líder APC posee alrededor del 50% de todas las ventas, seguido por Ippon, Eaton Powerware y Powercom con un margen significativo.

Los requisitos para la calidad de la electricidad están prescritos legalmente por normas estatales y regulaciones bastante estrictas. Las organizaciones proveedoras de electricidad hacen muchos esfuerzos para cumplirlos, pero no siempre los implementan.

En nuestros apartamentos, y en producción, periódicamente surge lo siguiente:

cortes completos de energía por tiempo indefinido;

pulsos de voltaje aperiódicos de corta duración (10÷100 ms) de alto voltaje (hasta 6 kV);

sobretensiones y caídas de tensión con duraciones variables;

superposiciones de ruido de alta frecuencia;

derivas de frecuencia.

Todos estos problemas afectan negativamente el trabajo de los consumidores de electricidad domésticos y de oficina. Los microprocesadores y los dispositivos informáticos se ven especialmente afectados por la calidad del suministro de energía; no solo fallan, sino que también pueden perder por completo su funcionalidad.

Propósito y tipos de fuentes de alimentación ininterrumpida.

Para reducir el riesgo de mal funcionamiento en la red de suministro eléctrico se utilizan dispositivos de respaldo, que comúnmente se denominan sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) o UPS (derivado de la abreviatura de la frase inglesa “Uninterruptible Power Supply”).

Se fabrican con diferentes diseños para solucionar problemas específicos de los consumidores. Por ejemplo, los potentes UPS con baterías de gel pueden mantener el suministro de energía a toda una cabaña durante varias horas.

Sus baterías reciben una carga de la línea eléctrica, un generador eólico u otros portadores de electricidad a través de un dispositivo rectificador inversor. También alimentan a los consumidores eléctricos de la cabaña.

Cuando se apaga la fuente externa, las baterías se descargan a la carga conectada a su red. Cuanto mayor sea la capacidad de la batería y menor su corriente de descarga, más tiempo funcionarán.

Las fuentes de alimentación ininterrumpida de potencia media pueden respaldar los sistemas de control de clima interior y equipos similares.

Al mismo tiempo, los modelos de UPS más simples solo son capaces de completar el programa de apagado de emergencia de la computadora. Al mismo tiempo, la duración de todo el proceso de su trabajo no excederá los 9÷15 minutos.

Las fuentes de alimentación ininterrumpida para computadoras son:

integrado en el cuerpo del dispositivo;

externo.

Los primeros diseños son comunes en computadoras portátiles, netbooks, tabletas y dispositivos móviles similares que funcionan con una batería incorporada, que está equipada con un circuito de conmutación de carga y alimentación.

Bateria de laptop con un controlador incorporado es una fuente de alimentación ininterrumpida. Su circuito protege automáticamente el equipo en funcionamiento de fallas eléctricas.

Diseños de UPS externos, destinados a la ejecución normal de programas informáticos de escritorio, se fabrican como una unidad separada.

Se conectan mediante un adaptador de corriente a una toma de corriente. Alimentan únicamente aquellos dispositivos que son responsables de ejecutar programas:

unidad del sistema con un teclado conectado;

un monitor que muestra los procesos en curso.

Otros dispositivos periféricos: escáneres, impresoras, parlantes y otros equipos no funcionan con UPS. De lo contrario, en caso de interrupción de emergencia de los programas, estos absorberán parte de la energía acumulada en las baterías.

Opciones para construir diagramas operativos de UPS.

Los UPS informáticos e industriales se fabrican en tres opciones principales:

respaldo de energía;

diagrama interactivo;

Doble conversión de electricidad.

Con el primer método esquema de respaldo, denotado por los términos en inglés "Standby" o "Off-Line", el voltaje se suministra desde la red a la computadora a través de un UPS, en el que las interferencias electromagnéticas se eliminan mediante filtros incorporados. Aquí también se instala, cuya capacidad se mantiene mediante la corriente de carga regulada por el controlador.

Cuando la fuente de alimentación externa desaparece o va más allá de los estándares establecidos, el controlador dirige la energía de la batería a los consumidores de energía. Se conecta un inversor simple para convertir la corriente continua en corriente alterna.

Beneficios del UPS en espera

Las fuentes de alimentación ininterrumpida fuera de línea tienen una alta eficiencia cuando se les aplica voltaje, funcionan de manera silenciosa, emiten poco calor y son relativamente baratas.

Defectos

El UPS Standby se destaca:

transición larga a la energía de la batería 4÷13 ms;

forma distorsionada de la señal de salida producida por el inversor en forma de meandro en lugar de sinusoide armónica;

Falta de ajuste de voltaje y frecuencia.

Estos dispositivos son más comunes en las computadoras personales.

Circuito interactivo UPS

Se designan con el término inglés “Line-Interactive”. Se realizan según el esquema anterior, pero más complicado, incluyendo un estabilizador de tensión mediante un autotransformador con regulación por pasos.

Esto proporciona ajustes al voltaje de salida, pero no pueden controlar la frecuencia de la señal.

El filtrado de interferencias en modo normal y el cambio a la fuente de alimentación del inversor en caso de emergencia se realiza de acuerdo con los algoritmos de UPS Standby.

La adición de estabilizadores de voltaje de varios modelos con técnicas de control permitió crear inversores con una forma de señal no solo de onda cuadrada, sino también de forma sinusoide. Sin embargo, un pequeño número de etapas de control basadas en la conmutación de relés no permite la implementación de funciones de estabilización completas.

Esto es especialmente cierto para los modelos baratos que, al cambiar a batería, no solo aumentan la frecuencia por encima de la nominal, sino que también distorsionan la forma de la onda sinusoidal. Las interferencias las introduce un transformador incorporado, en cuyo núcleo se producen procesos de histéresis.

Los modelos caros utilizan inversores basados ​​​​en interruptores semiconductores. Los UPS Line-Interactive tienen un rendimiento más rápido cuando se cambia a energía de batería que los UPS fuera de línea. Está garantizado por el funcionamiento de algoritmos de sincronización entre la tensión entrante y las señales de salida. Pero al mismo tiempo hay cierta subestimación de la eficiencia.

El UPS Line-Interactive no se puede utilizar para alimentar motores asíncronos, que se instalan ampliamente en todos los electrodomésticos, incluidos los sistemas de calefacción. Se utilizan para operar dispositivos con energía donde la energía se filtra y rectifica al mismo tiempo: computadoras y electrónica de consumo.

UPS de doble conversión

Este esquema de UPS lleva el nombre de la frase en inglés "On-line" y funciona en equipos que requieren energía de alta calidad. Produce una doble conversión de electricidad, cuando el rectificador convierte constantemente los armónicos sinusoidales de la corriente alterna en un valor constante, que se pasa a través del inversor para crear una sinusoide repetida en la salida.

Aquí la batería está conectada permanentemente al circuito, lo que elimina la necesidad de cambiarla. Este método prácticamente elimina el período de preparación del sistema de alimentación ininterrumpida para la conmutación.

El funcionamiento de un SAI On-line en función del estado de la batería se puede dividir en tres etapas:

etapa de carga;

estado de espera;

descarga para el funcionamiento de la computadora.

Periodo de carga

Los circuitos de entrada y salida de onda sinusoidal son interrumpidos por el interruptor interno del UPS.

La batería conectada al rectificador recibe energía de carga hasta que su capacidad recupera sus valores óptimos.

Período de preparación

Una vez cargada la batería, el sistema de alimentación ininterrumpida automática cierra el interruptor interno.

La batería se mantiene lista para funcionar en modo buffer.

Período de alta

La batería se transfiere automáticamente para alimentar la estación de computadora.

Las fuentes de alimentación ininterrumpida que funcionan con el método de doble conversión tienen una eficiencia más baja en el modo de alimentación de línea que otros modelos debido al consumo de energía por calor y ruido. Pero en estructuras complejas, se utilizan técnicas para aumentar la eficiencia.

UPS On-line es capaz de corregir no solo el valor de la tensión, sino también su frecuencia de oscilación. Esto los diferencia de los modelos anteriores y permite utilizarlos para alimentar varios dispositivos complejos con motores asíncronos. Sin embargo, el coste de estos dispositivos es mucho mayor que el de los modelos anteriores.

Composición de UPS

Dependiendo del tipo de circuito operativo, el kit de sistema de alimentación ininterrumpida incluye:

baterías para almacenar electricidad;

Garantizar el mantenimiento del rendimiento de la batería;

inversor para generar una onda sinusoidal,

diagrama de control de procesos;

software.

Se puede utilizar una red local para el acceso remoto al dispositivo y se puede aumentar la confiabilidad del circuito mediante su redundancia.

Algunas fuentes de alimentación ininterrumpida utilizan el modo "Bypass", cuando la carga se alimenta con voltaje de red filtrado sin operar el circuito principal del dispositivo.

La parte del SAI dispone de un regulador de tensión escalonado “Booster”, controlado automáticamente.

Dependiendo de la necesidad de implementar soluciones técnicas complejas, las fuentes de alimentación ininterrumpida pueden equiparse con funciones especiales adicionales.

Al comprar una computadora, muchas personas olvidan que, además de la unidad del sistema, el monitor y el mouse con teclado, es muy importante comprar un componente como un UPS (es decir, una fuente de alimentación ininterrumpida). Este dispositivo adicional le permite proporcionar energía autónoma temporal para el funcionamiento de la computadora, debido a la presencia de una batería en el UPS.

Quizás se pregunte por qué necesita un UPS. La respuesta es realmente sencilla. Existe la opinión de que solo se necesita un UPS en caso de cortes de energía frecuentes. Sin embargo, es recomendable contar con un sistema de alimentación ininterrumpida, aunque sea solo por reaseguro, en los casos en que se produzca repentinamente un cortocircuito en la red o se corte la energía debido a una sobretensión.

Gracias al UPS, durante un corte de energía repentino, puede apagar su computadora sin perder datos y sin varias fallas que a menudo ocurren durante un corte de energía repentino. Gracias a la batería integrada en el UPS, su computadora puede funcionar de forma autónoma durante algún tiempo, todo depende de la capacidad de la batería y de la potencia del UPS.

¿Cómo funciona el dispositivo? El UPS debe estar conectado a la red y luego la unidad del sistema y el monitor deben conectarse al UPS. Si hay una gran necesidad, también puede conectar una impresora, parlantes y otros equipos, pero es mejor no hacerlo, porque esto es una carga adicional para el UPS, todo esto reducirá en gran medida la duración de la batería. Después de apagar las luces, se le darán entre 5 y 10 minutos para que pueda guardar todo, cerrar los documentos y aplicaciones necesarios y apagar la computadora.

Uno de los puntos más importantes a la hora de elegir este dispositivo es la elección correcta del principio de funcionamiento. Es en este punto donde nos detendremos con más detalle.

UPS de respaldo. El principio de funcionamiento de este tipo de SAI se basa en recargar la batería mientras el voltaje es estable, mientras el equipo funciona con la red eléctrica habitual. Durante los períodos en los que no hay red eléctrica, la alimentación de la computadora pasa a la batería del UPS cargada. El tiempo medio de funcionamiento normal de un SAI en modo fuera de línea es de unos 10 minutos. Este es un principio clásico bastante simple de funcionamiento de un sistema de alimentación ininterrumpida, por lo que no tiene un precio muy alto. Todo esto determina la popularidad de comprar un UPS de este tipo para uso doméstico. Al mismo tiempo, también existe una desventaja de operar un UPS de respaldo: durante las sobretensiones, el UPS no ayudará, porque no tiene las funciones de un estabilizador de voltaje.

Hay SAI con un principio de funcionamiento interactivo en línea. Estos sistemas de alimentación ininterrumpida tienen un sistema mucho más complejo, pero estos UPS incluyen entre sus funciones la necesidad de estabilizar el voltaje en caso de sobretensiones. Dicho UPS tiene transformadores que, si es necesario, igualan el voltaje sin cambiar el modo de funcionamiento al modo autónomo, es decir, la computadora continúa alimentada desde la red.

Por lo tanto, es necesario elegir un sistema de alimentación ininterrumpida para un uso constante en función de sus necesidades, teniendo en cuenta también el rango de precios de los mismos. Todo lo mejor y el mejor funcionamiento de su computadora.

1. Principio de funcionamiento
2. Copia de seguridad (UPS)
3. Interactivo (UPS)
4. En línea (UPS)

1. Principio de funcionamiento

Un sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) es un dispositivo automático cuya función principal es alimentar la carga utilizando la energía de las baterías cuando falla la tensión de la red o sus parámetros (tensión, frecuencia) superan los límites aceptables. Además, dependiendo del esquema de construcción, el UPS ajusta los parámetros de suministro de energía.

Hay tres esquemas de construcción de UPS:

2. UPS de respaldo (fuera de línea)

El principio de funcionamiento de una fuente de alimentación ininterrumpida de respaldo es suministrar la carga con voltaje de red cuando esté disponible y cambiar rápidamente a un circuito de energía de respaldo (batería e inversor) cuando falla o sus parámetros (voltaje y frecuencia) exceden los límites aceptables. La batería se recarga automáticamente cuando el SAI está funcionando desde la red eléctrica.

Una característica distintiva de este esquema es la presencia de un interruptor automático de alimentación de carga (red/batería).

Un UPS de respaldo se utiliza para alimentar computadoras personales o estaciones de trabajo de redes de área local. Casi todos los UPS económicos de bajo consumo que se ofrecen en el mercado nacional se construyen utilizando un circuito de respaldo.

Ventajas:

• Compacidad
• Económico
• Facilidad
• baratura relativa

3. UPS interactivo (línea interactiva)

El principio de funcionamiento de una fuente de alimentación ininterrumpida interactiva es completamente idéntico a uno de respaldo, con la excepción de la estabilización gradual del voltaje de salida mediante la conmutación de los devanados del autotransformador.

El UPS interactivo se utiliza para alimentar computadoras personales, estaciones de trabajo y servidores de archivos de redes de área local, equipos de oficina y otros equipos críticos en caso de fallas de energía.

Ventajas:

• compacidad
• eficiencia
• Estabilización de voltaje de salida paso a paso.

voltaje de salida sinusoidal

4. UPS en línea (en línea)

El principio de funcionamiento de un sistema de alimentación ininterrumpible en línea se basa en la conversión de doble voltaje: el voltaje de entrada se transforma en CC mediante un rectificador y luego vuelve a CA mediante un convertidor inverso (inversor).

El UPS en línea se utiliza para alimentar servidores de archivos y estaciones de trabajo de redes de área local, así como cualquier otro equipo que imponga mayores exigencias a la calidad del suministro de energía de la red.

Se cree que el circuito en línea es la solución más avanzada hoy en día, que permite proteger completamente la carga de todos los problemas existentes en el suministro de energía.

• filtrado completo de la tensión de red contra interferencias y sobretensiones; las interferencias generadas por la carga no se devuelven a la red
• suministrar a la carga una tensión sinusoidal “pura” que es estable en magnitud y forma, tanto cuando funciona con la red eléctrica como cuando funciona con baterías
• el cambio a baterías se produce instantáneamente, sin transitorios

En comparación con otros tipos de UPS, las fuentes en línea tienen una serie de ventajas importantes, la principal de las cuales es la ausencia de un intervalo de tiempo entre la pérdida de energía externa y el inicio de la alimentación de la carga con baterías. Al caracterizar este tipo de SAI, se utiliza con mucha frecuencia la expresión "Tiempo de conmutación 0" o "Tiempo de conmutación cero", que en realidad no es del todo correcta, pero describe plenamente la esencia de esta ventaja.

Otra ventaja de un UPS de doble conversión es la capacidad de ajustar no solo el voltaje, sino también la frecuencia en la salida de la fuente. De hecho, los sistemas de alimentación ininterrumpida en línea son los mejores estabilizadores de voltaje. La tensión de salida de este tipo de SAI siempre tiene la forma de una onda sinusoidal pura.

Junto con las ventajas del UPS en línea, también existen algunas desventajas, que incluyen el alto costo (dos o tres veces más caro que el UPS interactivo en línea), baja eficiencia (85% - 94%), mayor generación de calor y alto nivel de ruido.

A pesar de algunas deficiencias, son los UPS en línea los que brindan el mayor nivel de protección para el suministro de energía a cargas críticas. Por lo tanto, para garantizar un suministro de energía ininterrumpida a dispositivos tan importantes y costosos como servidores de archivos, equipos industriales, sistemas de telecomunicaciones, etc., solo se utilizan fuentes de alimentación ininterrumpida con un circuito en línea.

Los frecuentes cortes de energía no dejan otra opción que comprar un UPS para una computadora, una caldera de calefacción, un servidor de oficina u otro equipo crítico. La necesidad de proteger los equipos de averías debidas a un suministro eléctrico inestable en la red justifica plenamente gastos como la compra de un sistema de alimentación ininterrumpida. La experiencia demuestra que es mucho más rentable adquirir un sistema de alimentación ininterrumpida que esperar suerte y encontrarse en una situación en la que es necesario reparar o comprar nuevos equipos en poco tiempo.

Los tipos de UPS existentes incluyen modelos de diferentes potencias, dimensiones, opciones y costos adicionales, por lo que cada comprador tiene un sistema de alimentación ininterrumpida adecuado y de alta calidad.

Pero para tomar la decisión correcta que será una inversión inteligente y protegerá el sistema de dispositivos técnicos de su hogar, oficina, negocio, centro médico o centro de datos, debe considerar los tipos de sistemas de alimentación ininterrumpida.

UPS por potencia

Probablemente usted mismo haya adivinado intuitivamente que el sistema de alimentación ininterrumpida debe satisfacer necesariamente las necesidades de energía del sistema protegido. No tiene sentido comprar una unidad demasiado potente: para proteger un ordenador sencillo, es una opción redundante. Una fuente de este tipo nunca funcionará con la máxima eficiencia en tales condiciones y, en cambio, se convertirá en un dispositivo redundante que consume electricidad. Al mismo tiempo, es poco probable que sea adecuado para un servidor de oficina con un sistema conectado de dispositivos periféricos, lo que representará la solución óptima para proteger una PC doméstica. Si el dispositivo tiene menos energía que la carga total conectada, el sistema de alimentación ininterrumpida se apagará debido a una sobrecarga. Después de esto, todos los equipos conectados a él se apagarán.

Dependiendo de la potencia del dispositivo varía el peso del sistema de alimentación ininterrumpida, el nivel de ruido que produce y sus dimensiones. Asegúrese de que el modelo que elija no interfiera indebidamente con su tiempo libre y su trabajo, y que tenga un lugar donde colocar dicha unidad.

Existen muchas categorías de fuentes de alimentación ininterrumpida y usted debe seleccionar un dispositivo según las necesidades de su equipo. En primer lugar, calcule la carga máxima total. Es recomendable elegir un UPS con una reserva de energía pequeña, alrededor del 20-30%. Esto garantiza la seguridad del equipo, crea condiciones favorables para el funcionamiento del propio sistema de alimentación ininterrumpida y permite modificar ligeramente la configuración del sistema protegido añadiendo o reemplazando algunos de sus elementos.

UPS por topología

La clasificación principal de sistemas de alimentación ininterrumpida está influenciada por la topología de su funcionamiento o el diseño del dispositivo:

(fuera de línea, back-UPS, en espera): las fuentes de alimentación ininterrumpida más simples que, utilizando filtros pasivos, eliminan las interferencias electromagnéticas y los pulsos de alto voltaje. Si el voltaje desaparece o supera los valores normalizados, la carga alimentada por la red eléctrica cambia automáticamente a energía de la batería del UPS.

(línea interactiva): modelos de sistema de alimentación ininterrumpida con un estabilizador de voltaje que le permite regular el nivel de voltaje de entrada. Los fabricantes modernos han mejorado tanto el UPS interactivo en línea que este dispositivo, debido a su combinación de precio y confiabilidad, se ha convertido en la solución óptima para uso doméstico. Si hay una inestabilidad significativa en la red (fluctuaciones frecuentes de voltaje en el rango de 15-20 V), el sistema de alimentación ininterrumpida de respaldo cambiará constantemente la carga a una fuente de alimentación autónoma, lo que afectará negativamente la vida útil de las baterías. Los UPS lineales son más adecuados para redes con voltaje inestable. El tiempo de conmutación al funcionamiento con batería es menor que el del primer tipo de sistema de alimentación ininterrumpida. Pueden diferir en la forma del voltaje de salida: el UPS es sinusoidal o con voltaje rectangular (trapezoidal).

(en línea, doble conversación): UPS profesional de alta potencia con el más alto nivel de confiabilidad. Los UPS de doble conversión se utilizan para proteger servidores, centros de datos, estaciones de trabajo, centros de comunicaciones, equipos médicos y aplicaciones críticas.

El principio de funcionamiento de un UPS en línea es el siguiente:

• la corriente alterna en la entrada se convierte en corriente continua;
• El inversor convierte la corriente continua en corriente alterna y la suministra a la carga.

Así, el sistema de alimentación ininterrumpida logra dotar constantemente a la carga de una tensión limpia y estable (fluctuaciones no superiores al 1%). La duración de la batería de algunos modelos se puede ampliar a varias decenas de horas si se conectan módulos de batería adicionales.

UPS en línea en un sistema de centro de datos

¿Cómo elegir una fuente de alimentación ininterrumpida?

Los diferentes tipos de UPS presentan sus propias ventajas y desventajas, y la elección debe basarse únicamente en sus capacidades y las necesidades individuales de su sistema. Calcule el rendimiento de su equipo, considere en detalle los tipos de UPS, familiarícese con la gama de modelos de varios fabricantes y encontrará el dispositivo adecuado que brindará una protección confiable para su equipo.