Bộ lưu điện – UPS ( Uninterruptible Power Supply ) là một thiết bị tàng trữ điện năng dự trữ, cấp nguồn liên tục cho những thiết bị điện trong trường hợp nguồn điện lưới xảy ra sự cố mất điện, chập chờn hay tăng giảm điện áp bất ngờ đột ngột … UPS sẽ bảo vệ duy trì nguồn điện trong một khoảng chừng thời hạn tương ứng với hiệu suất phong cách thiết kế để thiết bị liên tục quản lý và vận hành không thay đổi cho đến khi được tắt đúng cách, hoặc máy phát điện hoạt động giải trí. Điều này, giúp người sử dụng tránh được thực trạng hư hỏng của thiết bị và tàng trữ kịp thời những thông tin dữ liệu quan trọng .
Hiện nay, trên thị trường có 3 dòng UPS được tích hợp những công nghệ tiên tiến văn minh : UPS Offline, UPS Offline với công nghệ Line-interactive và UPS Online .
UPS Offline được rất nhiều người lựa chọn sử dụng, là bộ lưu trữ điện thông dụng nhất hiện nay. UPS Offline giúp bảo vệ thiết bị và hệ thống điện khỏi 3 sự cố: mất điện, tăng và giảm áp tức thời trong khoảng thời gian ngắn.
UPS Offline Line-Interactive tích hợp thêm bộ tự biến áp AVR, điện áp đầu vào được kiểm soát và điều chỉnh không thay đổi trước khi đến thiết bị. UPS Offline Line-Interactive xử lý 5 sự cố điện gồm : mất điện, tăng áp tức thời, giảm áp tức thời, giảm và tăng áp trong thời hạn dài .
UPS Online là dòng mẫu sản phẩm UPS tiên tiến và phát triển nhất, giúp giải quyết và xử lý hầu hết mọi sự cố về nguồn điện, được ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến tiên tiến và phát triển, tương thích cho mạng lưới hệ thống lớn và quan trọng như : mạng lưới hệ thống tinh chỉnh và điều khiển, server, ATM, thiết bị y khoa …
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của UPS
Cấu tạo chung của UPS
Xét về cấu trúc chung một bộ UPS được hình thành từ 2 bộ phận chính : bộ main và ắc quy. Trong đó, bộ main chính của UPS sẽ gồm những 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 chung
Ắc quy sẽ tàng trữ điện để tạo thành nguồn điện dự trữ khi nguồn điện lưới gặp sự cố, giúp duy trì nguồn điện liên tục .
Nguồn điện của ắc quy trong bộ lưu điện là dòng điện một chiều. Trong khi đó, dòng điện lưới thường thì là nguồn điện xoay chiều. Bo mạch Rectifier được tích hợp trong UPS có tính năng quy đổi dòng điện một chiều từ ắc quy sang dòng điện xoay chiều có cùng điện áp và tần số thích hợp với dòng điện sử dụng thường thì 220V / 380V và 50/60 Hz. Tùy thuộc vào hiệu suất mạng lưới hệ thống, nhu yếu và thời hạn back-up, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể lựa chọn được bộ tàng trữ điện UPS tương thích .
Nguyên lý hoạt động giải trí chung của toàn bộ những loại UPS sẽ tùy thuộc vào từng chính sách hoạt động giải trí .
a ) UPS hoạt động giải trí ở chính sách inverter
Ở chính sách này, bộ lưu điện sẽ lấy nguồn trực tiếp từ lưới điện, trải qua bộ lọc, chỉnh lưu và được đưa vào bo mạch hiệu suất IGBT ( inverter ) để nghịch lưu dòng DC thành AC xoay chiều cấp điện cho tải .
b ) UPS hoạt động giải trí ở chính sách ắc quy
Khi nguồn lưới có sự cố, bộ lưu điện sẽ chuyển qua chính sách hoạt động giải trí với ắc quy. Thời gian chuyển mạch xê dịch bằng 0 ms. Lúc này, hệ ắc quy sẽ đóng vai trò là nguồn điện cấp cho bộ lưu điện, nguồn DC từ ắc quy được quy đổi thành nguồn AC xoay chiều cấp cho tải trải qua bộ IGBT .
c ) UPS hoạt động giải trí ở chính sách ECO ( chính sách tiết kiệm chi phí nguồn năng lượng )
UPS sẽ sử dụng nguồn lưới, sạc cho ắc quy, đồng thời bật đường dẫn bypass và inverter hoạt động giải trí cùng lúc để cấp điện cho tải. Trong chính sách hoạt động giải trí ECO, bộ lưu điện cho hiệu suất cao nhất .
d ) UPS hoạt động giải trí ở chính sách bypass
Khi nguồn lưới vẫn còn, bộ inverter bị quá tải hoặc có sự cố bất thường mà không hoạt động được, UPS sẽ chuyển qua chế độ này. Nguồn lưới sẽ được lấy trực tiếp để cấp cho tải, nó có thể được cấp qua bộ static bypass hoặc thao tác bằng tay. Trong hệ thống bình thường, static bypass sẽ được ưu tiên sử dụng để đảm bảo hệ thống không bị gián đoạn, thời gian chuyển mạch của nó cũng xấp xỉ bằng 0 ms.
Nguyên lý làm việc của từng loại UPS
Bộ lưu điện Offline
– Điện lưới được đấu với bộ switch ở đầu ra. Đồng thời nguồn điện dùng để nạp nguồn năng lượng cho ắc quy được đưa qua bộ Charger ( bộ nạp điện vào ắc quy của UPS ) .
– Khi nguồn điện lưới bị cắt thì mạng lưới hệ thống ắc quy sẽ cung ứng nguồn điện một chiều, nhưng nguồn này không cung ứng trực tiếp cho tải. Nguồn một chiều này phải đi qua thiết bị Inverter để quy đổi thành dòng xoay chiều để liên tục phân phối nguồn điện cho nguồn tải .
Bộ lưu điện sử dụng công nghệ Line-Interactive
Nhằm khắc phục điểm yếu kém của UPS Offline, loại UPS Offline công nghệ Line-interactive được tích hợp nhiều tính năng hơn trong nguyên tắc hoạt động giải trí nên chúng có giá tiền cao hơn so với loại UPS offline .
UPS Offline phân phối điện cho thiết bị tiêu thụ được trải qua một biến áp tự ngẫu .
Trong trường hợp điện áp cấp vào UPS thông thường xê dịch thông số kỹ thuật đầu ra 220V thì UPS sẽ hoạt động giải trí như khung hình phía trên – bên trái. Do đó không có sự can thiệp vào điện áp đầu ra – và UPS hoạt động giải trí giống như loại UPS Offline .
Trong trường hợp điện áp ngõ vào hơi thấp / cao hơn điện áp chuẩn, biến áp tự ngẫu sẽ tự động hóa chuyển mạch sang một nấc khác giúp cho điện áp đầu ra bảo vệ được đúng thông số kỹ thuật nhu yếu .
Trong trường hợp điện áp quá cao / thấp hơn chuẩn hoặc mất điện ngõ vào UPS Offline công nghệ Line-interactive sẽ được chuyển sang quy trình tiến độ hoạt động giải trí 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 .
Bộ lưu điện Online
UPS Online là mẫu sản phẩm tối ưu nhất khi hoàn toàn có thể khắc phục trọn vẹn điểm yếu kém của 2 dòng trên. Chính vì thế mà loại UPS Online thường có giá tiền cao nhất so với những loại trên .
– Nguồn điện ngõ vào không phân phối trực tiếp cho tải ( thiết bị ) mà chúng được biến hóa thành nguồn một chiều tương ứng với điện áp ắc quy .
– Bộ Charger + Rectifier cung cấp nguồn điện từ ắc quy và điện lưới cho bộ chuyển đổi Inverter biến đổi nguồn một chiều thành xoay chiều, phù hợp với tải sử dụng.
Mỗi nhóm bộ lưu điện UPS có nguyên tắc hoạt động giải trí riêng, được phong cách thiết kế với hiệu suất tương thích, thích hợp sử dụng cho từng loại thiết bị tải. Do vậy, tùy vào mục tiêu sử dụng, tùy vào quy mô, hiệu suất mà tất cả chúng ta nên chọn cho mình mẫu sản phẩm mưu trí nhất .
Hy vọng với bài viết về cấu trúc và nguyên tắc hoạt động giải trí của UPS, bạn sẽ lựa chọn được loại UPS tương thích với nhu yếu và mục tiêu sử dụng, giúp duy trì nguồn điện liên tục cho những thiết bị và hệ thông điện hiệu suất cao hơn .
