Skip to content

Riešenia neprerušovaného napájania.

Transformátorové a beztransformátorové zdroje UPS

Typy UPS v závislosti od použitia transformátora, základné rozdiely technológií a porovnanie.

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.

Zhrnutie hlavných technických rozdielov medzi oboma topológiami

PopisTransformátorové UPS
Beztransformátorové UPS
Účinnosť v režime dvojitej konverzie90 - 92 %95 - 96 %
Účinnosť v režime Line interactive99 %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 napätiaPribližne 5 %,
pri IGBT usmerňovači 0,2 %
0,2 %
Povolený počet batériových blokov v sérií (12V)Zvyčajne 32 - 36Približne 40
Výstupná impedanciaVysoká (horšia)Nízka (lepšia)
Prúdové obmedzenie pri prevádzke zo striedačaZvyčajne 2,3 x InZvyčajne 1,5 x In
Hmotnosť (jedna jednotka 60kVA)600 kg200 kg