Qu'est-ce qu'un onduleur en électrotechnique ? Alimentation sans interruption : objectif et spécificités de fonctionnement d'un onduleur domestique

Les exigences croissantes en matière de qualité de l’électricité à l’heure actuelle sont un processus tout à fait naturel. Les exigences des normes mentionnées sont déterminées par deux éléments. Le premier inclut le désir des consommateurs de se protéger autant que possible des conséquences des situations d'urgence dans le système énergétique. La deuxième composante est liée aux conditions de fonctionnement de la charge. Cela devrait inclure les exigences relatives au fonctionnement stable et continu des équipements électriques intelligents et de puissance, à la réduction des pertes dans le réseau d'alimentation électrique, etc. L'alimentation sans interruption (UPS) constitue l'une des options efficaces pour résoudre techniquement le problème de la qualité de l'énergie.

La tâche principale de l'onduleur est de fournir de l'électricité au consommateur au moment où les paramètres de qualité sortent des normes réglementées (affaissement, augmentation de tension, déformation importante de la forme...). En effectuant cette tâche, l'onduleur peut :

• déconnectez-vous de l'alimentation électrique et transférez l'alimentation à la charge en utilisant votre propre source ;
• alimenter la charge avec la tension secteur réglée.

Dans les onduleurs plus chers, une fonction d'amélioration de la qualité de l'électricité consommée peut être mise en œuvre (un correcteur de facteur de puissance est intégré).

Types d'"alimentation sans coupure"

Il existe trois types principaux d'onduleurs.

1. UPS de sauvegarde(veille, hors ligne, sauvegardes). La solution technique la plus simple et la moins chère (par exemple, le populaire APC Back-UPS CS 500). Si la tension augmente ou diminue de manière significative, l'onduleur est déconnecté du réseau 220 V et passe en mode batterie. Les principaux éléments d'un UPS hors ligne : batteries (batterie), Chargeur, onduleur, transformateur élévateur, système de contrôle, filtre (Fig. 1).
   
   
   UN)
   
   
   b)
   Riz. 1 Mode de fonctionnement normal (a) et mode de fonctionnement sur batterie (b) L'avantage d'un onduleur hors ligne est son faible coût et son rendement élevé lorsqu'il fonctionne à partir du réseau. Défauts: haut niveau distorsion de la tension de sortie (distorsion harmonique élevée, ≈30 % dans le cas d'un signal rectangulaire), impossibilité d'ajuster les paramètres de tension d'entrée. Les caractéristiques de la tension de sortie seront discutées plus en détail ci-dessous.).
2. Onduleur interactif(ligne anglaise - interactive). Il s'agit d'un type intermédiaire entre un UPS hors ligne simple et bon marché et un UPS en ligne multifonctionnel coûteux (par exemple, ippon back office 600). Contrairement à un UPS hors ligne, la source interactive dispose d'un autotransformateur qui vous permet de maintenir le niveau de tension de sortie à moins de 220 V (+-10 %) lors des baisses/augmentations de la tension secteur (Fig. 2). En règle générale, le nombre de niveaux de tension d'un autotransformateur varie de deux à trois.
   
   
   (UN)
   
   
   (b)
   
   
   (V)
   
   
   (G)
   Riz. 2 Fonctionnement d'un onduleur interactif à tension secteur normale (a), lors d'une chute de tension secteur (b), à tension secteur augmentée (c), lors d'une disparition de tension secteur ou d'une augmentation significative (d) La tension de sortie est ajusté en passant à la prise appropriée de l’enroulement du transformateur. En cas d'affaissement profond ou d'augmentation significative ou de disparition complète de la tension secteur, cette classe d'onduleurs fonctionne de la même manière que la classe hors ligne : elle est déconnectée du secteur et génère une tension de sortie en utilisant l'énergie des batteries. Concernant la forme du signal de sortie, il peut être soit sinusoïdal, soit rectangulaire (ou trapézoïdal).
   Avantages de la ligne - interactive par rapport à un onduleur de secours : temps de commutation plus court vers fonctionnement autonome des batteries, stabilisation du niveau de tension de sortie. Inconvénients : rendement moindre en fonctionnement depuis le réseau, prix plus élevé (par rapport au type hors ligne), mauvais filtrage des surtensions (surtension d'impulsion).
3. Onduleur double conversion(Anglais : UPS double conversion, en ligne). Le type d'onduleur le plus fonctionnel et le plus coûteux. L'alimentation électrique sans interruption est toujours connectée au réseau. Le courant sinusoïdal d'entrée traverse le redresseur, est filtré, puis inversé en courant alternatif. Dans le lien courant continu un convertisseur DC/DC séparé peut être installé. Comme l’onduleur fonctionne toujours, le délai de passage en mode batterie est pratiquement nul. La stabilisation de la tension de sortie lors des creux ou creux de la tension secteur est de meilleure qualité, contrairement à la stabilisation de l'onduleur ligne-interactif. L'efficacité peut être de l'ordre de 85 % à 95 %. La tension de sortie a souvent une forme d'onde sinusoïdale (distorsion harmonique<5%).
   
   
   Riz. 3 Schéma fonctionnel de l'une des options UPS en ligne de la Fig. La figure 3 montre un schéma fonctionnel de l'option UPS en ligne. La tension du secteur est ici redressée par un redresseur semi-contrôlé. La tension d'impulsion est filtrée puis inversée. Les systèmes UPS en ligne peuvent contenir un ou plusieurs contournements (commutateurs de contournement). La fonction d'un tel interrupteur est similaire à celle d'un relais : commuter la charge pour l'alimentation depuis la batterie ou directement depuis le réseau.
   Sur la base de la structure en ligne, non seulement des UPS monophasés de faible puissance, mais également des UPS industriels triphasés sont créés. La continuité de l'alimentation électrique des gros serveurs de fichiers, des équipements médicaux et des télécommunications s'effectue exclusivement sur la base de la structure UPS en ligne.
4. Types spéciaux d'UPS. D'autres types spécifiques d'onduleurs sont également utilisés. Par exemple, une alimentation sans coupure ferrorésonante. Dans cet UPS, un transformateur spécial accumule une charge d'énergie, qui devrait suffire à faire passer l'alimentation du secteur aux batteries. De plus, certains onduleurs utilisent l'énergie mécanique d'un super volant comme source d'énergie.

Principales caractéristiques de l'onduleur.

1. Pouvoir. Unités de puissance : voltampère (VA), watt (W), voltampère réactif (VAr). Rappelons qu’il existe une puissance totale S, une puissance P active et une puissance réactive Q. Pouvoirs relatifs aux équations
   S2=P2+Q2
   Puissance active(W) est consacré à un travail utile, réactif (VAr) - n'effectue pas de travail utile. En conséquence, la puissance totale, par définition, est la puissance maximale que doit avoir la source pour fournir à la charge l'énergie nécessaire. Le rapport entre la puissance active et la puissance totale indique la qualité de la consommation électrique et est appelé facteur de puissance (PF) :
   (lampes à incandescence, radiateurs) a PF=1, la puissance totale est égale à la puissance active. Les PC, fours à micro-ondes, climatiseurs ont un exemple de calcul.
   Calculez une alimentation sans interruption pour un ordinateur (deux PC + deux moniteurs). Il est facile d’estimer la puissance d’un PC si vous connaissez la puissance pour laquelle l’alimentation est conçue. Laissez le PC disposer d'alimentations de 450 W (puissance active). Si PF est inconnu pour un PC avec une alimentation sans PFC (Power Factor Corrector), PF peut être pris égal à 0,65. De même, on prend le PF du moniteur égal à 0,65. La puissance active du moniteur est de 50 W. En conséquence, la puissance active totale du consommateur (deux postes de travail)
   Р=450+50+450+50=1000 W
   Puissance totale (de la formule 2) :
   S= Р/PF=1000/0,65=1538 (VA).
   Si un correcteur de facteur de puissance (PF=1) est installé dans les alimentations (PSU) du PC et du moniteur, alors la puissance totale S est égale à la puissance active.
   S=P=1000 (VA)
   Pour une charge PC, vous pouvez calculer un onduleur sans réserve de marche en fonction des faits suivants :

• Les alimentations des ordinateurs sont protégées contre les surcharges. En d’autres termes, le PC ne pourra pas consommer plus d’énergie que la puissance déclarée de l’alimentation.
• Puissance d'alimentation – puissance maximale. En effet, en mode déchargé (immédiatement après le démarrage), les PC consomment environ 50 % de leur énergie.

Résultat.
Ainsi, les paramètres UPS minimum requis sont :

• pour PC avec alimentations sans PFC – 1 kW / 1540 VA.
• pour PC équipés d'alimentations avec PFC – 1kW/1kVA.

Pour la première option, une alimentation sans interruption apc Smart-UPS C 2000VA (onduleur interactif linéaire 2 kVA / 1,3 kW) convient. Pour le second - UPS Ippon Smart Winner 1500 (1,35 kW) ou Eaton 5SC 1500 VA (1,05 kW).
Lors du calcul, il est important de prendre en compte les augmentations de puissance à court terme pour des charges telles que les moteurs électriques. Au moment du démarrage, l'Istart actuel est cinq, sept fois supérieur à l'In nominal :
Istart=(5÷7)*IN

Caractéristiques d'application.

Les alimentations sans interruption pour chaudières de chauffage, ainsi que les alimentations sans interruption pour chaudières à gaz, ont une caractéristique associée aux modes de fonctionnement du conducteur neutre. Souvent, l'automatisation des chaudières nécessite de connecter le réseau au neutre. Le fait est que le circuit de contrôle de la flamme du brûleur est connecté à la terre et dans un réseau à quatre fils 220 V, le conducteur neutre et la terre de la chaudière sont finalement fermés via la terre physique. Cependant, si le neutre est cassé ou si le zéro consommateur est mécaniquement déconnecté du zéro du réseau d'alimentation (fonctionnement UPS hors ligne), le circuit de contrôle de la flamme est cassé. Les solutions suivantes sont possibles pour résoudre ce problème :

conclusions

Le point de départ pour choisir une alimentation sans coupure est de déterminer la nature de la charge (UPS pour un ordinateur, pour des chaudières de chauffage...). Pour les consommateurs critiques et les appareils contenant des moteurs à courant alternatif, vous devez choisir un UPS en ligne coûteux et fonctionnel. Pour les PC et les équipements de bureau, des UPS line-interactifs ou de secours moins chers conviennent. Le choix suivant consiste à calculer la puissance et la durée de vie de la batterie de l'onduleur. Il convient également de prévoir la possibilité d'utiliser un zéro « passant ». Lors de la prise de décision finale, il convient de prendre en compte la popularité des marques sur le marché : le leader APC détient environ 50 % de toutes les ventes, suivi par Ippon, Eaton Powerware et Powercom avec une marge importante.

Les exigences relatives à la qualité de l'électricité sont légalement prescrites par les normes de l'État et des réglementations assez strictes. Les organismes de distribution d'électricité font de nombreux efforts pour s'y conformer, mais ils ne sont pas toujours mis en œuvre.

Dans nos appartements et en production, les éléments suivants surviennent périodiquement :

des pannes de courant complètes pour une durée indéterminée ;

impulsions de tension apériodiques à court terme (10÷100 ms) haute tension (jusqu'à 6 kV) ;

surtensions et chutes de tension de durées variables ;

superpositions de bruit haute fréquence ;

dérives de fréquence.

Tous ces problèmes affectent négativement le travail des consommateurs d'électricité domestiques et professionnels. Les microprocesseurs et les ordinateurs sont particulièrement affectés par la qualité de l'alimentation électrique ; non seulement ils tombent en panne, mais peuvent également perdre complètement leur fonctionnalité.

Objectif et types d'alimentations sans interruption

Pour réduire le risque de dysfonctionnement du réseau d'alimentation électrique, on utilise des dispositifs de secours, communément appelés alimentations sans interruption (UPS) ou UPS (dérivé de l'abréviation de l'expression anglaise « Uninterruptible Power Supply »).

Ils sont fabriqués avec différentes conceptions pour résoudre des problèmes spécifiques des consommateurs. Par exemple, de puissants onduleurs équipés de batteries au gel peuvent maintenir l'alimentation électrique d'un chalet entier pendant plusieurs heures.

Leurs batteries reçoivent une charge d'une ligne électrique, d'une éolienne ou d'autres transporteurs d'électricité via le dispositif redresseur onduleur. Ils alimentent également les consommateurs électriques du chalet.

Lorsque la source externe est éteinte, les batteries se déchargent vers la charge connectée à leur réseau. Plus la capacité des batteries est grande et plus leur courant de décharge est faible, plus elles fonctionnent longtemps.

Les alimentations sans coupure de puissance moyenne peuvent sauvegarder les systèmes de climatisation intérieure et les équipements similaires.

Dans le même temps, les modèles d'onduleurs les plus simples ne sont capables que d'exécuter le programme d'arrêt d'urgence de l'ordinateur. Dans le même temps, la durée de l'ensemble du processus de travail ne dépassera pas 9÷15 minutes.

Les alimentations sans interruption pour ordinateurs sont :

intégré au corps de l'appareil ;

externe.

Les premières conceptions sont courantes dans les ordinateurs portables, les netbooks, les tablettes et les appareils mobiles similaires alimentés par une batterie intégrée, équipée d'un circuit de commutation d'alimentation et de charge.

Batterie d'ordinateur portable avec un contrôleur intégré est une alimentation sans coupure. Son circuit protège automatiquement les équipements en fonctionnement contre les défauts électriques.

Conceptions d'onduleurs externes, destinés à l'exécution normale de programmes informatiques de bureau, sont fabriqués en tant qu'unité distincte.

Ils sont connectés via un adaptateur secteur à une prise électrique. Ils alimentent uniquement les appareils responsables de l'exécution des programmes :

unité centrale avec un clavier connecté ;

un moniteur affichant les processus en cours.

Autres périphériques : scanners, imprimantes, haut-parleurs et autres équipements ne sont pas alimentés par UPS. Sinon, en cas d'arrêt d'urgence des programmes, ils reprendront une partie de l'énergie accumulée dans les batteries.

Options pour construire des schémas de fonctionnement UPS

Les onduleurs informatiques et industriels sont fabriqués en trois options principales :

alimentation de secours ;

diagramme interactif;

double conversion d'électricité.

Avec la première méthode schéma de sauvegarde, désigné par les termes anglais « Standby » ou « Off-Line », la tension est fournie du réseau à l'ordinateur via un UPS, dans lequel les interférences électromagnétiques sont éliminées par des filtres intégrés. Il est également installé ici, dont la capacité est maintenue par le courant de charge régulé par le contrôleur.

Lorsque l'alimentation externe disparaît ou dépasse les normes établies, le contrôleur dirige l'énergie de la batterie vers les consommateurs d'énergie. Un simple onduleur est connecté pour convertir le courant continu en courant alternatif.

Avantages d'UPS Standby

Les alimentations sans interruption hors ligne ont un rendement élevé lorsqu'une tension leur est appliquée, fonctionnent silencieusement, émettent peu de chaleur et sont relativement bon marché.

Défauts

UPS Standby se démarque :

longue transition vers l'alimentation par batterie 4÷13 ms ;

forme déformée du signal de sortie produit par l'onduleur sous la forme d'un méandre plutôt que d'une sinusoïde harmonique ;

manque de réglage de la tension et de la fréquence.

Ces appareils sont plus courants sur les ordinateurs personnels.

Onduleur à circuit interactif

Ils sont désignés par le terme anglais « Line-Interactive ». Ils sont réalisés selon le schéma précédent, mais plus compliqué, en incluant un stabilisateur de tension utilisant un autotransformateur à régulation échelonnée.

Cela permet d'ajuster la tension de sortie, mais ils ne sont pas en mesure de contrôler la fréquence du signal.

Le filtrage des interférences en mode normal et la commutation sur l'alimentation de l'onduleur en cas d'urgence s'effectuent selon les algorithmes UPS Standby.

L'ajout d'un stabilisateur de tension de différents modèles avec des techniques de contrôle a permis de créer des onduleurs avec une forme de signal non seulement d'onde carrée, mais également de sinusoïde. Cependant, un petit nombre d'étages de commande basés sur une commutation de relais ne permet pas la mise en œuvre de fonctions de stabilisation complètes.

Cela est particulièrement vrai pour les modèles bon marché qui, lors du passage à l'alimentation par batterie, non seulement augmentent la fréquence au-dessus de la fréquence nominale, mais déforment également la forme de l'onde sinusoïdale. Les interférences sont introduites par un transformateur intégré, au cœur duquel se produisent des processus d'hystérésis.

Les modèles coûteux utilisent des onduleurs basés sur des commutateurs à semi-conducteurs. Les UPS Line-Interactive ont des performances plus rapides lors du passage à l'alimentation par batterie que les UPS hors ligne. Elle est assurée par le fonctionnement d'algorithmes de synchronisation entre la tension entrante et les signaux de sortie. Mais en même temps, l’efficacité est quelque peu sous-estimée.

L'onduleur Line-Interactive ne peut pas être utilisé pour alimenter des moteurs asynchrones, qui sont largement installés sur tous les appareils électroménagers, y compris les systèmes de chauffage. Ils sont utilisés pour faire fonctionner des appareils alimentés où l’alimentation est à la fois filtrée et redressée : ordinateurs et appareils électroniques grand public.

Onduleur double conversion

Ce système UPS doit son nom à l'expression anglaise « On-line » et fonctionne sur des équipements nécessitant une alimentation de haute qualité. Il produit une double conversion de l'électricité, lorsque les harmoniques sinusoïdales du courant alternatif sont constamment converties par le redresseur en une valeur constante, transmise à travers l'onduleur pour créer une sinusoïde répétée à la sortie.

Ici, la batterie est connectée en permanence au circuit, ce qui élimine le besoin de sa commutation. Cette méthode élimine pratiquement la période de préparation de l'alimentation sans interruption pour la commutation.

Le fonctionnement d'un onduleur en ligne en fonction de l'état de la batterie peut être divisé en trois étapes :

étape de charge ;

état d'attente ;

décharge pour le fonctionnement de l'ordinateur.

Période de recharge

Les circuits d'entrée et de sortie d'onde sinusoïdale sont interrompus par le commutateur interne de l'UPS.

La batterie connectée au redresseur reçoit de l'énergie de charge jusqu'à ce que sa capacité soit rétablie à des valeurs optimales.

Période de préparation

Une fois la batterie chargée, l'alimentation automatique sans interruption ferme l'interrupteur interne.

La batterie reste prête à fonctionner en mode tampon.

Période de décharge

La batterie est automatiquement transférée pour alimenter la station informatique.

Les alimentations sans coupure fonctionnant selon la méthode de double conversion ont un rendement en mode secteur inférieur à celui des autres modèles en raison de la consommation d'énergie pour la chaleur et le bruit. Mais dans les structures complexes, des techniques sont utilisées pour accroître l’efficacité.

UPS On-line est capable de corriger non seulement la valeur de la tension, mais également sa fréquence d'oscillation. Cela les distingue des modèles précédents et leur permet d'être utilisés pour alimenter divers appareils complexes dotés de moteurs asynchrones. Cependant, le coût de ces appareils est nettement plus élevé que celui des modèles précédents.

Composition de l'onduleur

Selon le type de circuit de fonctionnement, le kit d'alimentation sans interruption comprend :

batteries pour stocker l'électricité;

Assurer le maintien des performances de la batterie ;

onduleur pour générer une onde sinusoïdale,

diagramme de contrôle de processus ;

logiciel.

Un réseau local peut être utilisé pour accéder à distance à l'appareil et la fiabilité du circuit peut être augmentée grâce à sa redondance.

Certaines alimentations sans interruption utilisent le mode « Bypass », lorsque la charge est alimentée par la tension secteur filtrée sans faire fonctionner le circuit principal de l'appareil.

La partie UPS dispose d'un régulateur de tension pas à pas « Booster », contrôlé automatiquement.

En fonction de la nécessité de mettre en œuvre des solutions techniques complexes, les alimentations sans coupure peuvent être équipées de fonctions spéciales supplémentaires.

Lors de l'achat d'un ordinateur, beaucoup oublient souvent qu'en plus de l'unité centrale, du moniteur et de la souris avec clavier, il est très important d'acheter un composant tel qu'un UPS (c'est-à-dire une alimentation sans coupure). Ce dispositif supplémentaire permet de fournir une alimentation autonome temporaire pour le fonctionnement de l'ordinateur, grâce à la présence d'une batterie dans l'onduleur.

Vous vous demandez peut-être pourquoi avez-vous besoin d’un UPS ? La réponse est en fait simple. Il existe une opinion selon laquelle un UPS n'est nécessaire qu'en cas de pannes de courant fréquentes. Cependant, il est conseillé de disposer d'une alimentation électrique sans interruption, même uniquement à des fins de réassurance, dans les cas où un court-circuit se produit soudainement dans le réseau ou si l'alimentation est coupée en raison d'une surtension.

Grâce à l'onduleur, lors d'une panne de courant soudaine, vous pouvez éteindre votre ordinateur sans perdre de données ni diverses pannes qui surviennent souvent lors d'une panne de courant soudaine. Grâce à la batterie intégrée à l'onduleur, votre ordinateur peut fonctionner de manière autonome pendant un certain temps, tout dépend de la capacité de la batterie et de la puissance de l'onduleur lui-même.

Comment fonctionne l'appareil ? L'onduleur doit être connecté au réseau, puis l'unité centrale et le moniteur doivent être connectés à l'onduleur. S'il y a un grand besoin, vous pouvez également connecter une imprimante, des haut-parleurs et d'autres équipements, mais il vaut mieux ne pas le faire, car il s'agit d'une charge supplémentaire sur l'onduleur, tout cela réduira considérablement la durée de vie de sa batterie. Après avoir éteint les lumières, vous disposerez de 5 à 10 minutes pour pouvoir tout sauvegarder, fermer les documents et applications nécessaires et éteindre l'ordinateur.

L'un des points les plus importants lors du choix de cet appareil est le choix correct du principe de son fonctionnement. C'est sur ce point que nous nous attarderons plus en détail.

UPS de sauvegarde. Le principe de fonctionnement de ces UPS est basé sur la recharge de la batterie lorsque la tension est stable, tandis que l'équipement fonctionne sur secteur. Pendant les périodes où il n'y a pas d'électricité secteur, l'alimentation de l'ordinateur est commutée sur la batterie UPS chargée. La durée moyenne de fonctionnement normal d'un UPS en mode hors ligne est d'environ 10 minutes. Il s'agit d'un principe de fonctionnement classique assez simple d'une alimentation sans coupure, de sorte que son prix n'est pas très élevé. Tout cela détermine la popularité de l'achat d'un tel UPS pour un usage domestique. Dans le même temps, le fonctionnement d'un UPS de secours présente également un inconvénient : lors des surtensions, l'UPS n'aidera pas, car il n'a pas les fonctions de stabilisateur de tension.

Il existe des onduleurs dotés d'un principe de fonctionnement line-interactive. De telles alimentations sans coupure ont un système beaucoup plus complexe, mais ces UPS incluent dans leurs fonctions la nécessité de stabiliser la tension en cas de surtension. Un tel UPS dispose de transformateurs qui, si nécessaire, égalisent la tension sans passer du mode de fonctionnement en mode autonome, c'est-à-dire que l'ordinateur continue d'être alimenté par le réseau.

Ainsi, il est nécessaire de choisir une alimentation sans coupure à usage constant en fonction de vos besoins, en tenant également compte de la fourchette de prix de celles-ci. Tout le meilleur et le bon fonctionnement de votre ordinateur.

1. Principe d'opération
2. Sauvegarde (UPS)
3. Interactif (UPS)
4. En ligne (UPS)

1. Principe de fonctionnement

Une alimentation sans coupure (UPS) est un dispositif automatique dont la fonction principale est d'alimenter la charge en utilisant l'énergie des batteries lorsque la tension secteur tombe en panne ou que ses paramètres (tension, fréquence) dépassent les limites acceptables. De plus, en fonction du schéma de construction, l'onduleur ajuste les paramètres d'alimentation.

Il existe trois schémas de construction UPS :

2. UPS de sauvegarde (hors ligne)

Le principe de fonctionnement d'une alimentation sans coupure de secours est d'alimenter la charge en tension secteur lorsqu'elle est disponible et de passer rapidement à un circuit d'alimentation de secours (batterie et onduleur) en cas de panne ou de paramètres (tension et fréquence) dépassant les limites acceptables. La batterie est automatiquement rechargée lorsque l'onduleur fonctionne sur secteur.

Une particularité de ce système est la présence d'un interrupteur automatique d'alimentation de charge (secteur/batterie).

Un UPS de secours est utilisé pour alimenter les ordinateurs personnels ou les postes de travail du réseau local. Presque tous les onduleurs basse consommation bon marché proposés sur le marché intérieur sont construits à l'aide d'un circuit de secours.

Avantages :

• Compacité
• Économique
• Facilité
• bon marché relatif

3. UPS interactif (ligne-interactive)

Le principe de fonctionnement d'une alimentation sans coupure interactive est totalement identique à celui d'une alimentation de secours, à l'exception de la stabilisation progressive de la tension de sortie par commutation des enroulements de l'autotransformateur.

L'onduleur interactif est utilisé pour alimenter les ordinateurs personnels, les postes de travail et les serveurs de fichiers des réseaux locaux, les équipements de bureau et autres équipements essentiels aux pannes de courant.

Avantages:

• compacité
• efficacité
• stabilisation de la tension de sortie étape par étape

tension de sortie sinusoïdale

4. UPS en ligne (en ligne)

Le principe de fonctionnement d'une alimentation sans coupure en ligne repose sur une double conversion de tension : la tension d'entrée est transformée en DC à l'aide d'un redresseur, puis de nouveau en AC à l'aide d'un convertisseur inverse (onduleur).

L'onduleur en ligne est utilisé pour alimenter les serveurs de fichiers et les postes de travail des réseaux locaux, ainsi que tout autre équipement imposant des exigences accrues en matière de qualité de l'alimentation électrique du réseau.

On pense que le circuit en ligne est la solution la plus avancée à ce jour, vous permettant de protéger complètement la charge de tous les problèmes d'alimentation existants.

• filtrage complet de la tension secteur contre les interférences et les surtensions générées par la charge ne sont pas renvoyées dans le réseau ;
• fournir à la charge une tension sinusoïdale « pure », stable en amplitude et en forme, aussi bien en fonctionnement sur secteur qu'en fonctionnement sur batteries
• le passage aux piles se produit instantanément, sans transitoires

Par rapport à d'autres types d'onduleurs, les sources en ligne présentent un certain nombre d'avantages importants, dont le principal est l'absence d'intervalle de temps entre la perte d'alimentation externe et le début de l'alimentation de la charge à partir des batteries. Pour caractériser ce type d'onduleur, l'expression « Temps de commutation 0 » ou « Temps de commutation nul » est très souvent utilisée, ce qui en réalité n'est pas tout à fait correct, mais décrit pleinement l'essence de cet avantage.

Un autre avantage d'un UPS à double conversion est la possibilité d'ajuster non seulement la tension, mais également la fréquence à la sortie de la source. En fait, les alimentations sans interruption en ligne sont les meilleurs stabilisateurs de tension. La tension de sortie de ce type d'onduleur a toujours la forme d'une onde sinusoïdale pure.

Outre les avantages de l'UPS en ligne, il existe également certains inconvénients, notamment un coût élevé (deux à trois fois plus cher que l'UPS interactif en ligne), un faible rendement (85 % - 94 %), une génération de chaleur accrue et un niveau de bruit élevé.

Malgré quelques défauts, ce sont les onduleurs en ligne qui offrent le plus haut niveau de protection pour l'alimentation électrique des charges critiques. Par conséquent, pour garantir une alimentation électrique ininterrompue à des appareils aussi importants et coûteux que les serveurs de fichiers, les équipements industriels, les systèmes de télécommunication, etc., seules des alimentations sans interruption avec un circuit en ligne sont utilisées.

Les pannes de courant fréquentes ne laissent d'autre choix que d'acheter un onduleur pour un ordinateur, une chaudière, un serveur de bureau ou tout autre équipement critique. La nécessité de protéger les équipements des pannes dues à une alimentation électrique instable du réseau justifie pleinement des dépenses telles que l'achat d'une alimentation sans interruption. L'expérience montre qu'il est beaucoup plus rentable d'acheter une alimentation sans coupure que d'espérer de la chance et de se retrouver dans une situation où il faut réparer ou acheter un nouvel équipement en peu de temps.

Les types d'onduleurs existants incluent des modèles de puissance, de dimensions, d'options et de coûts supplémentaires, de sorte que pour chaque acheteur, il existe une alimentation sans interruption de haute qualité adaptée.

Mais pour faire le bon choix qui constituera un investissement judicieux et protégera le système d'appareils techniques de votre maison, bureau, entreprise, établissement médical ou centre de données, vous devez considérer les types d'alimentations sans interruption.

UPS par puissance

Vous avez probablement vous-même deviné intuitivement que l'alimentation sans coupure doit nécessairement répondre aux besoins électriques du système protégé. Cela ne sert à rien d’acheter un appareil trop puissant : pour protéger un simple ordinateur, c’est une option redondante. Une telle source ne fonctionnera jamais avec une efficacité maximale dans de telles conditions et deviendra plutôt un appareil redondant consommant de l’électricité. Dans le même temps, il est peu probable qu'il convienne à un serveur de bureau doté d'un système de périphériques connectés, ce qui constituera la solution optimale pour protéger un PC domestique. Si l'appareil a moins de puissance que la charge totale connectée, l'alimentation sans coupure s'éteindra en raison d'une surcharge. Suite à cela, tous les équipements qui y sont connectés s'éteindront.

En fonction de la puissance de l'appareil, le poids de l'alimentation de secours, le niveau sonore qu'elle produit et ses dimensions varient. Assurez-vous que le modèle que vous choisissez n'interférera pas indûment avec votre temps libre et votre travail, et que vous disposez d'un endroit où placer une telle unité.

Il existe de nombreuses catégories d'alimentations sans coupure et vous devez sélectionner un appareil en fonction des besoins de votre équipement. Tout d’abord, calculez la charge maximale totale. Il est conseillé de choisir un onduleur avec une petite réserve de marche - environ 20 à 30 %. Ceci garantit la sécurité des équipements, crée des conditions favorables au fonctionnement de l'alimentation sans interruption elle-même et permet de modifier légèrement la configuration du système protégé en ajoutant ou en remplaçant certains de ses éléments.

UPS par topologie

La classification principale des alimentations sans interruption affecte la topologie de leur fonctionnement, ou la conception de l'appareil :

(hors ligne, back-UPS, veille) - les alimentations sans interruption les plus simples qui, à l'aide de filtres passifs, éliminent les interférences électromagnétiques et les impulsions haute tension. Si la tension disparaît ou dépasse les valeurs normalisées, la charge alimentée par le secteur passe automatiquement à l'alimentation de la batterie de l'onduleur.

(line-interactive) - modèles d'alimentation sans interruption avec un stabilisateur de tension qui vous permet de réguler le niveau de tension d'entrée. Les fabricants modernes ont tellement amélioré l'onduleur line-interactive que cet appareil, en raison de sa combinaison de prix et de fiabilité, est devenu la solution optimale pour un usage domestique. En cas d'instabilité importante du réseau (fluctuations de tension fréquentes dans la plage de 15 à 20 V), l'alimentation sans coupure de secours fera constamment basculer la charge sur une alimentation autonome, ce qui affectera négativement la durée de vie de la batterie. Les UPS linéaires sont plus adaptés aux réseaux à tension instable. Le temps de commutation vers le fonctionnement sur batterie est inférieur à celui du premier type d'alimentation sans interruption. Ils peuvent différer par la forme de la tension de sortie : l'onduleur est sinusoïdal ou avec une tension rectangulaire (trapézoïdale).

(en ligne, double conversation) - UPS professionnel de haute puissance avec le plus haut niveau de fiabilité. Les onduleurs à double conversion sont utilisés pour protéger les serveurs, les centres de données, les postes de travail, les centres de communication, les équipements médicaux et les applications critiques.

Le principe de fonctionnement d'un onduleur en ligne est le suivant :

• le courant alternatif à l'entrée est converti en courant continu ;
• L'onduleur convertit le courant continu en courant alternatif et le fournit à la charge.

Ainsi, l'alimentation sans interruption parvient à fournir en permanence à la charge une tension propre et stable (fluctuations de pas plus de 1 %). La durée de vie de la batterie de certains modèles peut être étendue à plusieurs dizaines d'heures lors de la connexion de modules de batterie supplémentaires.

UPS en ligne dans un système de centre de données

Comment choisir une alimentation sans interruption ?

Différents types d'onduleurs présentent leurs propres avantages et inconvénients, et le choix doit être basé uniquement sur vos capacités et les besoins individuels de votre système. Calculez les performances de votre équipement, examinez en détail les types d'onduleurs, familiarisez-vous avec la gamme de modèles de différents fabricants - et vous trouverez un appareil approprié qui offrira une protection fiable à votre équipement.