zapotrzebowanych zasobników energii dokonywany jest ze względu na czas
niezbędny do bezpiecznego zakończenia procesów realizowanych przez
odbiorniki i przeprowadzenia kontrolowanego wyłączenia urządzeń odbior-
czych; przepływ energii w tym trybie zobrazowano na rys. 11;
• oczekiwania – UPS przechodzi do niego z pracy rezerwowej (gdy zosta-
nie wyczerpana energia zgromadzona w akumulatorach); zasilacz pozostaje
w tym trybie, jeżeli jest on logicznie włączony, a napięcie sieciowe nie speł-
nia żądanych wymagań; po pojawieniu się napięcia o prawidłowych parame-
trach zasilacz samoczynnie przełącza się do trybu sieciowego (po osiągnię-
ciu przez akumulatory niezbędnego ładunku minimalnego – jego wartość
może być deklarowana w ustawieniach UPS);
• czuwania – napięcie sieci jest poprawne, a zasilacz awaryjny logicznie
wyłączony (stand-by); odbiorniki zasilane są w tym przypadku poprzez
by-pass statyczny, funkcjonują mechanizmy konserwacji (doładowywania)
baterii, a UPS pozostaje gotowy do uruchomienia ochrony odbiorników (uak-
tywnienia trybu sieciowego);
• by-pass (obejściowy) – do odbiorników dostarczana jest energia z linii
by-pass, z pominięciem bloków przetwarzania zasilacza awaryjnego; tryb
ten jest włączany w przypadku wymuszenia go przez użytkownika lub
z powodu przeciążenia UPS-a;
• awaryjny – jego włączenie może być spowodowane zwarciemw obwodzie
wyjściowym zasilacza, przeciążeniem, wystąpieniem błędów wewnętrznych,
przekroczeniem dozwolonej temperatury lub wyzwoleniem awaryjnego
wyłącznika zasilania EPO (z ang.
Emergency Power Off
); UPS zostaje logicz-
nie wyłączony, bloki przetwarzania nie pracują, a linie by-pass są załączone
(z wyjątkiem przypadku aktywności EPO);
• stop – zasilacz jest logicznie wyłączony (z poziomu interfejsu użytkow-
nika) i brak jest napięcia sieciowego (lub jego parametry są niepoprawne);
odbiorniki energii nie są zasilane;
• hybrydowy – dostępny tylko w niektórych UPS-ach, traktowany jako dodat-
kowa funkcjonalność [2, 4]; przy nieprawidłowych wartościach napięcia sie-
ciowego (dla określonego przedziału jego niepoprawności – przy bardzo
szerokimwejściowym zakresie tolerancji napięcia) energia do falownika
dostarczana jest jednocześnie z akumulatorów oraz z sieci o niewłaściwych
parametrach, dzięki czemu osiąga się wydłużenie czasu pracy autonomicz-
nej (możliwości podtrzymania zasilania odbiorników w trybie rezerwowym);
przepływy energii w trybie pracy hybrydowej przedstawiono na rys. 12.
na wejściu zasilacza zostaje przekazane poprzez magistralę stałonapię-
ciową do falownika, gdzie przetwarzane jest na napięcie przemienne o wyso-
kiej jakości parametrach. Podczas normalnej pracy zasila ono zabezpieczane
odbiorniki. Jednocześnie napięciem z magistrali stałonapięciowej dołado-
wywane są baterie, co pozwala utrzymać je w stanie pełnego naładowania.
Gdy pojawi się nieprawidłowość napięcia sieciowego, odbiorniki zasilane są
z UPS-a dzięki energii zgromadzonej w akumulatorach. Przełączenie z pracy
normalnej do trybu rezerwowego następuje zupełnie bezprzerwowo, ponie-
waż podczas pracy sieciowej na magistrali stałonapięciowej aktywne są dwa
źródła energii – wyprostowane napięcie sieciowe oraz bateria akumulatorów.
Zanik (lub odcięcie przez UPS po przekroczeniu poprawnego zakresu) napię-
cia sieciowego powoduje odłączenie tylko jednego źródła zasilania falow-
nika, a drugie (akumulatory) nadal pozostaje aktywne. Korzyścią rozwiązania
VFI jest występowanie separacji energetycznej toru wyjściowego od wejścio-
wego, co znacząco wpływa na ograniczenie możliwości oddziaływań zabu-
rzeń elektromagnetycznych (należy jednak zaznaczyć, że nie ma separacji
elektrycznej). W tej topologii odbiorniki zasilane są zawsze napięciem prze-
twarzanym (z falownika) o bardzo wysokich parametrach jakościowych
(sinusoidalnym, o małymwspółczynniku odkształceń, stabilnej wartości sku-
tecznej oraz częstotliwości) [2, 3].
Z uwagi na własności funkcjonalne zasilaczy bezprzerwowych istotna jest
znajomość trybów pracy, w jakich zasilacz awaryjny może się znajdować.
Wyjaśniają one warunki funkcjonowania UPS-a i sposób zasilania zabez-
pieczanych odbiorników ze względu na warunki pracy sieci, stany zasilacza
UPS oraz zamierzone działania użytkownika systemu (stosowanie określo-
nych wymuszeń stanów pracy). Wyróżnić można następujące podstawowe
tryby pracy UPS-ów [2]:
• pracy sieciowej (normalny) – realizowany, gdy napięcie sieciowe jest
poprawne, a zasilacz załączony; wykorzystując napięcie sieciowe, UPS
zasila odbiorniki oraz doładowuje akumulatory (zasobniki energii i ewentual-
nie dodatkowe moduły bateryjne); przepływy energii w tym trybie przedsta-
wione są na rys. 10;
• pracy rezerwowej (nazywany też bateryjnym, buforowym lub awaryjnym) –
uaktywniany jest w pracującym zasilaczu UPS w przypadku zaniku bądź
nieprawidłowej wartości i/lub częstotliwości napięcia sieciowego; zabez-
pieczane odbiorniki zasilane są energią zgromadzoną w akumulatorach,
która przetwarzana jest przez falownik aż do wyczerpania baterii; dobór
Schemat blokowy UPS VI (źródło: [2])
8
Schemat blokowy UPS VFI (źródło: [2])
9
Schemat przepływu energii podczas pracy
rezerwowej (źródło: [4])
11
Schemat przepływów energii podczas pracy
sieciowej (źródło: [4])
10
Schemat przepływu energii podczas pracy
hybrydowej (źródło: [4])
12
Schemat blokowy UPS VFD (źródło: [2])
7
Zobacz serwis dla profesjonalistów:
98
zasilacze ups i agregaty prądotwórcze
