Wie genau funktioniert ein USV-Notstromsystem … und warum brauchen Sie eines?

Die meisten unserer Kunden, die Computerprofis sind oder anderweitig in Rechenzentren arbeiten, wissen, warum sie eine Backup-Stromversorgung für Server benötigen. Wenn Sie jedoch von der Softwareseite darauf eingehen — oder wenn Sie kein Elektroingenieur oder Techniker sind -, was genau Ihr USV-Netzgerät mit Batterie-Backup tut und warum es benötigt wird, könnten Sie überrascht sein.

Umgekehrt, wenn Sie Experte für das Wie & warum Ihres USV-Batterie-Backup-Systems sind, dann können Sie diesen Artikel vielleicht an einen Ihrer Stakeholder weitergeben, der es wissen muss und will.Der Wechselstrom, der von Versorgungsunternehmen in Amerika erzeugt wird, beträgt 60 Hz (Zyklen pro Sekunde), was bedeutet, dass er die Polarität 60 Mal pro Sekunde ändert. Wenn Sie dies tun (im Fall von 120 VAC), geht die Spannung tatsächlich in diesem Bruchteil einer Sekunde von +120 auf -120 Volt auf und ab, ein Bereich von 240 Volt.

Das Gleiche gilt für andere Spannungen, die Sie möglicherweise in Ihrem Computer-Rechenzentrum haben, egal ob einphasig oder dreiphasig. Wenn Sie ein Oszilloskop an diesen Strom anlegen würden, würden Sie sehen, dass diese & Abwärtsausschläge eine klassische sinusförmige Welle bilden. Da die Stromnetztechnologie jedoch hauptsächlich im frühen 20.Jahrhundert entwickelt wurde, ist sie für Computer oder unternehmenskritische Geräte des 21.Jahrhunderts nicht besonders freundlich.

Es gibt Fälle, in denen die Netzspannung größer ist als sie sein sollte, sogenannte Überspannungen und Spitzen; und es gibt Zeiten, in denen es weniger ist, als es sein sollte, genannt Sags. Überspannungen, Spitzen und Durchhänge verzerren die sinusförmige Welle, die Sie auf dem Oszilloskop sehen. (Aus diesem Grund sprechen Techniker und Ingenieure von „sinusförmiger Reinheit“, wenn sie die Schlingen & Pfeile Ihrer Wechselstromversorgung besprechen.)

Ein Toaster, ein Haartrockner, ein Staubsauger oder ein Elektroherd sind sich dieser Verzerrungen nicht bewusst. Kommerzielle und industrielle Computer, hochentwickelte Fertigungsgeräte und eine Reihe medizinischer Geräte sind jedoch nicht so tolerant. Sie schalten sich angesichts von Spannungsschwankungen ab, was bestenfalls unbequem und im schlimmsten Fall tödlich sein kann.Es gibt drei Arten von industriellen USV-Systemen oder kommerziellen USV-Systemen.

• Offline-Standby-USV ist die einfachste. Es ist im Wesentlichen eine Batterie-Backup, und es bietet nur Surge & Spike-Schutz gegen komplette Stromausfälle und Spannungsspitzen und Dips
• Line-Interactive UPS ist ähnlich wie Office-Standby, aber es verwendet einen speziellen Multi-Tap-Transformator, der auf Spannungsänderungen reagiert, indem er sein Magnetfeld und damit die Leistung in den Lastkreis erhöht oder verringert. Dies gibt ihm zwei Vorteile gegenüber dem Office-Standby. Es schützt vor Spannungseinbrüchen und -einbrüchen sowie vor Spannungsspitzen und Spannungsspitzen; und das mit Netzstrom anstelle seines Batteriepacks – kurzfristig erhöht sich die verfügbare Laufzeit der USV bei einem totalen Stromausfall und langfristig verlängert sich die Lebensdauer des Batteriepacks.
• Online-Doppelwandler-USV ist die anspruchsvollste. Um zu verstehen, wie es funktioniert, ist es hilfreich, mit zwei Konzepten vertraut zu sein:
  1. Wechselspannungsgleichrichtung — Batterien können nicht mit Wechselstrom aufgeladen werden.
  2. Gleichspannungsumkehr – Wenn der Akku jedoch bei Durchhängen und Einbrüchen oder einem totalen Stromausfall benötigt wird, kann er nur Gleichstrom liefern. Daher ist ein Wechselrichter erforderlich, um den Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln

Bei dieser Art von USV-Batterie-Backup-System ist der Akku immer mit dem Wechselrichter verbunden, so dass keine Leistungsübertragungsschalter erforderlich sind, die die „sinusförmige Reinheit“ des Wechselstroms verunreinigen könnten.

Während eines vollständigen Stromausfalls fällt der Gleichrichter einfach aus dem Stromkreis und lässt den Akkupack stehen, um die Leistung konstant und unverändert zu halten.

Wenn die Stromversorgung wiederhergestellt ist, nimmt der Gleichrichter den größten Teil der Last wieder auf, während der Akku aufgeladen wird.

Also, was ist das Ergebnis? Da es am besten ist, die „sinusförmige Reinheit“ des Wechselstroms aufrechtzuerhalten, eignet sich ein unterbrechungsfreies Online-Doppelwandler-Stromversorgungssystem am besten für Anwendungen, bei denen eine elektrische Isolierung erforderlich ist, und / oder für Geräte, die sehr empfindlich auf Spannungsabfälle und -einbrüche sowie Spannungsstöße und -spitzen reagieren.

In der Tat bietet es eine „elektrische Firewall“ zwischen dem eingehenden Versorgungsstrom und Ihren empfindlichen elektronischen Geräten.

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