Welche Arten von USV-Anlagen werden nach ihrem Funktionsprinzip klassifiziert? Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) werden in drei Kategorien unterteilt: Backup-USV, Online-USV und interaktive Online-USV. Die Leistungsfähigkeit der USV-Anlagen ist in absteigender Reihenfolge: Online-Doppeltransformations-USV, interaktive Online-USV und Backup-USV. Der Preis ist in der Regel proportional zur Leistungsfähigkeit. Das Verständnis der Funktionsweise der USV-Anlage trägt zu einem besseren Schutz der Anlage bei der täglichen Wartung bei.
Welche Arten von USV-Stromversorgungen werden nach ihrem Funktionsprinzip klassifiziert?
Die USV-Stromversorgung wird oft als unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) bezeichnet. Die USV-Stromversorgung arbeitet in folgenden drei Modi:
1. Die USV-Anlage versorgt die angeschlossenen Verbraucher direkt mit Strom, solange die Netzspannung normal ist. Bei Überschreitung des zulässigen Betriebsspannungsbereichs oder Stromausfall schaltet die Anlage über einen Umschalter auf Batteriebetrieb um. Sie zeichnet sich durch einfache Bauweise, geringe Größe und niedrige Kosten aus, hat jedoch einen engen Eingangsspannungsbereich, eine relativ stabile, aber ungenaue Ausgangsspannung, eine gewisse Schaltzeit und erzeugt üblicherweise eine Rechteckwelle.
USV-Notstromversorgung mit Sinuswellenausgang: Die Ausgangsleistung des Geräts beträgt 0,25 kW bis 2 kW. Bei einer Netzspannung zwischen 170 V und 264 V deckt die USV einen Bereich von 170 V bis 264 V ab.
2. Die interaktive Online-USV versorgt die Last bei normaler Netzspannung direkt mit Strom. Bei Unter- oder Überspannung wird der interne Spannungsregler der USV aktiviert. Bei Störungen oder Stromausfall schaltet die USV über einen Umschalter auf Batteriebetrieb um. Sie zeichnet sich durch einen großen Eingangsspannungsbereich, geringes Rauschen und kompakte Bauweise aus, weist jedoch eine gewisse Umschaltzeit auf.
Das interaktive Online-USV-Netzteil verfügt über eine Filterfunktion, eine hohe Störfestigkeit gegenüber Stadtnetzstörungen, eine Umwandlungszeit von weniger als 4 ms und einen Wechselrichterausgang mit analoger Sinuswelle. Daher eignet es sich für den Einsatz mit Servern, Routern und anderen Netzwerkgeräten sowie in Gebieten mit rauen Stromumgebungen.
3. Online-USV-Anlagen: Bei normaler Netzversorgung liefert das Netz die Gleichspannung an den Wechselrichter und versorgt die Last mit Gleichspannung. Bei Netzausfall wird der Wechselrichter von der Batterie gespeist und arbeitet permanent, um eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu gewährleisten. Sie zeichnen sich durch einen sehr weiten Eingangsspannungsbereich, praktisch keine Schaltzeiten, hohe Ausgangsspannungsstabilität und Genauigkeit aus und eignen sich besonders für Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf, sind jedoch vergleichsweise teuer. Heutzutage sind USV-Anlagen mit einer Leistung von über 3 kVA fast ausschließlich Online-USV-Anlagen.
Die Stromversorgungsstruktur von Online-USV-Anlagen ist komplex, bietet aber eine perfekte Leistung und kann alle Stromversorgungsprobleme lösen. Beispielsweise liefert die Vierwege-PS-Serie kontinuierlich reinen Sinus-Wechselstrom ohne Unterbrechung und kann alle Stromversorgungsprobleme wie Spannungsspitzen, Überspannungen und Frequenzdrift beheben. Da sie hohe Investitionen erfordert, wird sie üblicherweise in anspruchsvollen Stromversorgungsumgebungen kritischer Geräte und Netzwerkzentren eingesetzt.
Vier Betriebsarten der USV
Je nach Einsatzsituation kann die USV-Unterbrechungsfreie Stromversorgung in vier verschiedene Betriebsmodi geschaltet werden: Normalbetriebsmodus, Batteriebetriebsmodus, Bypass-Betriebsmodus und Bypass-Wartungsmodus.
1. Normalbetrieb
Unter normalen Umständen besteht das Stromversorgungsprinzip eines USV-Systems (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) darin, den Wechselstrom bei normaler Netzversorgung in Gleichstrom umzuwandeln und anschließend die Batterie für den Einsatz bei Stromausfall aufzuladen. Es ist wichtig zu betonen, dass das USV-System bei einem Stromausfall nicht funktioniert. Sollte die Spannung zu niedrig oder zu hoch sein und kurzzeitige Spannungsspitzen die Stromqualität für den normalen Betrieb der Geräte beeinträchtigen, schaltet sich das USV-System ein, um eine stabile und saubere Stromversorgung für die angeschlossenen Geräte zu gewährleisten.
2. Bypass-Betrieb
Bei normalem Netzbetrieb und bei Überlastung der USV-Anlage, Bypass-Befehl (manuell oder automatisch), Überhitzung des Wechselrichters oder Geräteausfall schaltet die USV in der Regel auf Bypass-Betrieb um und versorgt den Wechselrichter direkt mit Strom aus dem Netz. Da die Phasenlage der USV-Ausgangsfrequenz im Bypass-Betrieb mit der Netzfrequenz übereinstimmen muss, wird eine Phasenverriegelungstechnologie eingesetzt, um die Synchronisierung der USV-Ausgangsleistung mit der Netzfrequenz zu gewährleisten.
3. Bypass-Wartung
Nach der Reparatur der USV-Notstromversorgung gewährleistet die manuelle Bypass-Schaltung die normale Stromversorgung der angeschlossenen Geräte. Nach Abschluss der Wartungsarbeiten wird die USV-Stromversorgung neu gestartet und nimmt den Normalbetrieb auf.
4. Ersatzbatterie
Bei einer Netzstörung wandelt die USV den im Akku gespeicherten Gleichstrom in Wechselstrom um. In diesem Fall wird der Eingang des Wechselrichters vom Akku versorgt, sodass dieser weiterhin Strom liefert und die angeschlossenen Geräte versorgt, um eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu gewährleisten.
Oben sehen Sie die Klassifizierung der unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV). Eine USV ist ein spezielles Stromversorgungsgerät, das die Sicherheit elektronischer Geräte gewährleistet. Bei normalem Netzbetrieb stabilisiert sie die Spannung und sorgt so für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung. Bei einem Netzausfall wandelt sie die vorhandene elektrische Energie in die normale Netzspannung um und stellt so Notstrom bereit.
Veröffentlichungsdatum: 10. Juli 2023
