Transformatorgebaseerde en transformatorloze ononderbroken voedingen vergelijken

Die Wahl zwischen transformatorbasierten oder transformatorlosen unterbrechungsfreien Stromversorgungen ist möglicherweise keine einfache „Entweder-oder“-Entscheidung, insbesondere über 10 kVA. Beide Technologien haben ihren Platz in aktuellen Stromversorgungsszenarien, aber die aHauptunterschiede zwischen ihnen sind: physische Größe, Effizienz, Rauschausgabe und die von ihnen erzeugten harmonischen Eingangsverzerrungspegel.

Beide Entwürfe für unterbrechungsfreie Stromversorgungen erzeugen eine streng regulierte Quelle für unterbrechungsfreie Stromversorgung, unterscheiden sich jedoch in der Art und Weise, wie sie die von ihren Wechselrichtern und ihren Ausgangsstufen benötigte Gleichspannung erzeugen.

Trafobasierte unterbrechungsfreie Stromversorgungen: Bis in die frühen Jahre war das einzige Design von online unterbrechungsfreien dc-netzteile transformatorbasiert. Das Design ist auch heute noch erhältlich, aber normalerweise in größeren Größen für USVs von acht bis 800 kVA. Die häufigsten Anwendungen dafür sind große Industriegebiete.

Dieser USV-Typ verfügt über einen robusten transformatorisolierten Wechselrichterausgang, wodurch er sich besser für Anwendungen eignet, bei denen ein Potenzial für elektrisches Rauschen besteht. Spannungsspitzen, Transienten und möglicherweise hohe Kurzschlussströme.

Der Wechselrichter erzeugt aus seiner Gleichstromquelle eine Wechselstromversorgung, die in einen Aufwärtstransformator eingespeist wird. Die Hauptfunktion des Transformators besteht darin, die Wechselspannung des Wechselrichters auf die erforderliche Last hochzutransformieren. Der Transformator schützt den Antrieb auch vor Lastunterbrechungen und bietet gleichzeitig eine galvanische Trennung (eine Methode zur Trennung von Eingang und Ausgang).

Moderne Wechselrichterdesigns verwenden IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) anstelle von traditionelleren Schaltkomponenten (wie Leistungstransistoren und Thyristoren). IGBTs kombinieren die schnelle Reaktion und hohe Leistung des Bipolartransistors mit den Spannungsregelungsfähigkeiten eines MOSFET-Gatters, um ein vielseitiges Hochfrequenzschaltgerät zu bilden. Dies wiederum hat zu leistungsfähigeren, effizienteren und zuverlässigeren Wechselrichtern geführt.

Transformatorbasierte USVs sind außerdem standardmäßig mit einer Doppeleingangsoption ausgestattet, die bei der Installation ausgewählt werden kann, indem einfach ein Spleißverbinder von der Eingangsklemme entfernt wird. Dadurch kann es von zwei separaten Wechselstromquellen gespeist werden, was eine größere Ausfallsicherheit bietet. Eine transformatorlose USV kann mit der doppelten Eingangsleistung installiert werden, wobei der Strom aus derselben Quelle kommt, aber dies ist normalerweise eine Werksoption.

Transformatorlose unterbrechungsfreie Stromversorgung: Transformatorlose USV ist ein neueres Design, das allgemein von 700 VA bis 120 kVA erhältlich ist. Das primäre Ziel der Einführung von transformatorlosen Einheiten bestand darin, die Gesamtgröße und das Gewicht zu reduzieren, wodurch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung besser für kleinere Installationen und/oder Computerraum-/Büroumgebungen geeignet ist, in denen der Platz begrenzt sein kann. Es erzeugt auch viel weniger Lärm und Wärme als sein Cousin auf Transformatorbasis und hat viel geringere harmonische Verzerrungspegel, wodurch es mit Umgebungen kompatibel ist, in denen elektronische Geräte (wie Computer) anfälliger für diese Art von Verzerrung sind.

Anstelle des Aufwärtstransformators verwendet eine transformatorlose USV einen gestuften Prozess der Spannungswandlung. Die erste Stufe kombiniert einen Gleichrichter und einen Aufwärtswandler, um eine Gleichstromversorgung für den Wechselrichter zu erzeugen. Ein ungesteuerter Drehstrom-Brückengleichrichter wandelt die Wechselspannung in Gleichspannung um. Dieser wird durch eine Mittenerhöhungsschaltung geleitet, um die Gleichspannung auf typischerweise 700-800 VDC zu erhöhen, von wo aus ein Batterieladegerät und ein Wechselrichter gespeist werden. In der zweiten Stufe nimmt der Wechselrichter die Stromversorgung vom Aufwärtswandler und wandelt sie zurück in eine Wechselspannung, um die Last zu versorgen.

Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass der Gleichrichter mit einer dreiphasigen oder einphasigen Eingangsversorgung betrieben werden kann. Dies kann bei der Installation für Systeme bis zu 20 kVA konfiguriert werden. Ein Steuerungssystem stellt sicher, dass der Wechselrichter jederzeit mit einer stabilen, geregelten Gleichspannung versorgt wird und dass der Wechselrichter unabhängig von Schwankungen der USV-Ausgangslast oder Schwankungen oder Störungen im öffentlichen Stromnetz betrieben werden kann.

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