Afhankelijk van het type UPS kan het systeem energie leveren voor de belastingen in geval van een onderbreking in de stroomvoorziening of ook onderspanning, overspanning, frequentiewijzigingen en oscillatie compenseren. Hier zijn de technische grondbeginselen.
De UPS-classificatie volgens EN62040-3 maakt een onderscheid tussen UPS-apparaten op basis van hun bedrijfsgedrag. In principe kunnen drie UPS-technologieën worden onderscheiden.
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Met VFD UPS’en (Voltage en Frequency Dependent) wordt de stroom tijdens normaal bedrijf rechtstreeks van de ingang naar de uitgang geleid. Spanning en frequentie aan de uitgang hangen rechtstreeks af van de overeenkomstige waarde aan de ingang. In geval van stroomuitval of spanningsschommelingen schakelt de UPS direct over op batterijvoeding. Ze worden gebruikt om PC’s, werkstations, randapparatuur en kleine telefoonsystemen te beschermen.
Vorteile:
- hoher Wirkungsgrad
- günstiger Preis
- kein Lüfter
- hohe Batterielebensdauer
Nachteile:
- Ausgangsspannung lastabhängig
- Ausgangsspannung trapezförmig, nicht geeignet für empfindliche Verbraucher
- lange Umschaltzeiten bis zu 10 ms
Line-Interaktiv
Bei den line-interaktiven USVs oder „VI-Systemen“ (Voltage Independent) ist die Frequenz am Ausgang ebenfalls abhängig von derjenigen am Eingang. Eine Kontrolleinheit, die AVR (Automatic Voltage Regulation), sorgt dafür, dass die Ausgangsspannung konstant ist, unabhängig von der Eingangsspannung. Bei Spannungsschwankungen oder Stromausfällen regelt die Kontrolleinheit bei zu großer Differenz von Ein- zu Ausgangsspannung mit Hilfe der Batterie die Ausgangsspannung. VI-Systeme dienen unter anderem der Absicherung von Einstiegsservern und der Netzwerkperipherie.
Vorteile:
- hoher Wirkungsgrad
- kurze Umschaltzeiten
- gutes Preis-Leistungsverhältnis
- gute Filterleistung durch Kontrolleinheit
- Sinus-Ausgangsspannung
Nachteile:
- Relative Netzabhängigkeit (Nicht gefiltert werden Spannungsstöße, -verzerrungen, -oberschwingungen und Frequenzschwankungen.)
- Bei Spannungskorrektur: entweder stufenweise oder durch Gegenregelung (hohe Batteriebelastung)
- Begrenzte Kapazität
Doppelwandler
VFI-Systeme (Voltage and Frequency Independent) – auch Online, Double Conversion oder Dauerwandler genannt – liefern unabhängig von Frequenz und Spannung am Eingang konstante Werte am Ausgang. Dies wird mit einem Gleichrichter erreicht, der die Spannung am Eingang zu Gleichstrom umwandelt, aus dem die Batterien gespeist werden können. Eine intelligente Ladeeinheit lädt im Bedarfsfall die Batterien nach.
Ein Wechselrichter bezieht die Energie bei Normalbetrieb über den Gleichrichter und bei Stromausfall aus den Akkus und wandelt diese in Wechselspannung am Ausgang um. Die ständige Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom hat eine hohe Filterwirkung. Meist verfügt ein Dauerwandler zusätzlich über einen internen Bypass, der etwa bei Überlast die Eingangsspannung direkt an den Verbraucher weitergibt, so dass eine unterbrechungsfreie Stromversorgung gewährleistet ist.
VFI-Systeme sichern Server oder Netzwerke ab und kommen in der Steuerungstechnik und bei unternehmenskritischen Anwendungen vor.
Vorteile:
- konstante Ausgangsspannung und -frequenz
- keine Umschaltzeit
- reine Sinuskurve
- lange Autonomiezeit
Nachteile:
- höherer Preis
- Wirkungsgrad, etwa 91 Prozent
- Kühlung erforderlich