מה ההבדל בין UPS למהפך?
מערכת אל-פסק של UPS
I. הגדרה ותפקוד
UPS Uninterruptible Power Supply, השם המלא Uninterruptible Power Supply, הוא התקן הגנה מפני חשמל המכיל התקן אחסון אנרגיה ומשתמש במהפך כיחידה ראשית לייצוב המתח והתדר. זה יכול לספק אספקת חשמל יציבה וללא הפרעות לציוד כאשר החשמל אינו תקין או מופרע, ולהגן על הציוד מפני הפסקת חשמל.
II. עקרון עבודה
עקרון העבודה של UPS כולל בעיקר ארבעה קישורים: תיקון, אחסון אנרגיה, המרה ובקרת מתגים. כאשר מתח החשמל תקין, מתח AC מומר למתח DC על ידי מיישר ומאוחסן בסוללה. במקביל, זרם DC מסופק למהפך, הממיר אותו להספק AC יציב ומוציא אותו לעומס. כאשר מתח החשמל אינו תקין או הפסקת חשמל, המתג הסטטי עובר במהירות לאספקת הסוללה כדי להבטיח את יציבות המתח בקצה העומס.
III. רכיבים
מערכת ה-UPS מורכבת בעיקר מחבילת סוללות, מיישר ומהפך, מתג סטטי וחלקים נוספים. ערכת הסוללות משמשת לאחסון אנרגיה חשמלית; המיישר ממיר מתח AC למתח DC; המהפך ממיר מתח DC לפלט מתח AC; המתג הסטטי מממש מיתוג מהיר כאשר מתח החשמל אינו תקין.
IV. מִיוּן
בהתבסס על מצב אספקת החשמל (מצב עבודה) של העומס, UPS מחולקת לשלושה סוגים: סוג גיבוי מקוון וסוג אינטראקטיבי מקוון. עבור UPS מקוון, המהפך תמיד במצב עבודה ללא קשר לשאלה אם מתח החשמל תקין, והפלט יציב. זה מתאים למקומות עם דרישות גבוהות לאיכות חשמל. UPS הגיבוי מספק חשמל ישירות לעומס כאשר מתח החשמל תקין, והמהפך מספק חשמל כאשר החשמל אינו תקין. זה מתאים למקומות עם דרישות נמוכות לאספקת חשמל. UPS האינטראקטיבי המקוון משלב את היתרונות של יעילות גבוהה של סוג הגיבוי ואיכות חשמל גבוהה מהסוג המקוון.
V. תרחישי יישום
UPS נמצא בשימוש נרחב באבטחת מחשבים, תחבורה, תעופה וחלל, רפואי, בקרה תעשייתית ותחומים אחרים. לדוגמה, במרכזי נתונים וחדרי שרתים, UPS יכולה להבטיח את הפעולה הרגילה של שרתים והתקני אחסון ולהגן על שלמות הנתונים; במתקנים רפואיים, UPS יכולה להבטיח את אספקת החשמל של אזורי מפתח כגון חדרי ניתוח ויחידות טיפול נמרץ כדי להבטיח את בטיחות המטופל.
VI. יתרונות וחסרונות
היתרונות כוללים הגנה על ציוד, אספקת כוח גיבוי ואופטימיזציה של איכות החשמל. עם זאת, ל-UPS יש גם חסרונות כמו עלות גבוהה, טביעת רגל גדולה והצורך בבדיקה ותחזוקה שוטפת. לכן, בעת בחירה ושימוש ב-UPS, יש צורך לשקול באופן מקיף את הצרכים בפועל ואת עלויות התחזוקה.
מערכת אינוורטר
I. קונספט של מהפך
בדרך כלל, תהליך המרת הספק AC למתח DC נקרא תיקון, המעגל שמסיים את פונקציית התיקון נקרא מעגל תיקון, והמכשיר שמממש את תהליך התיקון נקרא התקן תיקון או מיישר. בהתאם, תהליך המרת הספק DC למתח AC נקרא היפוך, המעגל שמסיים את פונקציית ההיפוך נקרא מעגל מהפך, והמכשיר שמממש את תהליך ההיפוך נקרא התקן מהפך או מהפך. טכנולוגיית אינוורטר מודרנית היא מדע וטכנולוגיה החוקרים את התיאוריה והיישום של מעגלי אינוורטר. זוהי טכנולוגיה מעשית המבוססת על טכנולוגיה אלקטרונית תעשייתית, טכנולוגיית התקן מוליכים למחצה, טכנולוגיית בקרה מודרנית, טכנולוגיית אלקטרוניקת כוח מודרנית, טכנולוגיית המרת מוליכים למחצה, טכנולוגיית אפנון רוחב פעימה (PWM) ודיסציפלינות נוספות. הוא כולל בעיקר שלושה חלקים: התקנים משולבים בהספק מוליכים למחצה ויישומים שלהם, מעגלי מהפך וטכנולוגיית בקרת מהפך.
II. עקרון עבודה ומבנה של מהפך
המהפך מורכב בעיקר מכניסת DC, חלק המרת הספק, מסנן וחלק פלט. עקרון העבודה הוא בערך כדלקמן: DC מתהפך דרך חלק המרת ההספק (בדרך כלל מעגל המורכב ממספר התקני מיתוג כוח כגון IGBTS) כדי ליצור AC בתדר גבוה, אשר מסונן לאחר מכן על ידי המסנן כדי להסיר תדר גבוה הרמוניות ולבסוף פלט AC חלק.
III. סיווג ותרחישי יישום של ממירים פוטו-וולטאיים
ניתן לחלק ממירים פוטו-וולטאיים לממירים מרכזיים, ממירי מחרוזת וממירים אחרים (ממירים מבוזרים וממירי מיקרו) לפי הספק שלהם. ההבדל העיקרי בין השלושה הוא שהקיבולת הבודדת של המהפך שונה ושדה היישום שונה. מהפך המיתרים משמש בעיקר בפוטו-וולטאים מבוזרים ביתיים ובפוטו-וולטאים קטנים ובינוניים על גגות תעשייתיים ומסחריים.
ממירים פוטו-וולטאיים מרכזיים:יש לו יתרונות של הספק פלט גדול, טכנולוגיה בוגרת, איכות חשמל גבוהה ועלות נמוכה, אך טווח מתח מעקב ההספק המרבי שלו צר יחסית, גמישות תצורת הרכיבים נמוכה וזמן ייצור החשמל קצר. הוא משמש בעיקר בתחנות כוח פוטו-וולטאיות מרכזיות גדולות.
מחרוזת מהפך פוטו-וולטאי:שיטת המהפך היא לעקוב אחר נקודת הכוח המקסימלית של מחרוזת בודדת או מספר מחרוזות של רכיבים פוטו-וולטאיים בנפרד, ולאחר מכן לחבר אותם לרשת החשמל AC לאחר היפוך. למהפך מחרוזת יכולים להיות מודולי מעקב מרובים של שיא הספק, וקיבולת המכונה הבודדת היא בדרך כלל מתחת ל-200kW. טווח מתח מעקב ההספק המרבי של מהפך הפוטו-וולטאי המחרוזת הוא רחב, תצורת הרכיב גמישה וזמן ייצור החשמל ארוך. יתר על כן, יש לו צפיפות הספק גבוהה והתקנה ותחזוקה פשוטים. זה יכול לעמוד בדרישות של סביבות יישומים שונות כמו פנים וחוץ, והוא נמצא בשימוש נרחב בתחנות כוח קטנות יותר, כגון ייצור חשמל מבוזר ביתי, תחנות כוח תעשייתיות ומסחריות קטנות ובינוניות על הגג וכו'.
מהפך מבוזר:הוא משלב את יתרונות המהפך המרוכז של ממירים פוטו-וולטאיים מרכזיים גדולים ואת יתרונות המעקב המבוזרים של MPPT של ממירי מיתר פוטו-וולטאיים: הוא משיג עלות נמוכה ואמינות גבוהה של ממירים מרכזיים וייצור כוח גבוה של ממירי מיתר.
מיקרו מהפך:מצב המהפך הוא שכל מהפך מיקרו תואם בדרך כלל רק מודולים פוטו-וולטאיים אחד או כמה, וניתן לעקוב אחר כל מודול פוטו-וולטאי בנפרד. נקודת החשמל המקסימלית מחוברת לאחר מכן לרשת החשמל AC לאחר היפוך. הקיבולת הבודדת של מהפך המיקרו היא בדרך כלל מתחת ל-5kW. הוא נמצא בשימוש נרחב במערכות לייצור חשמל פוטו-וולטאיות ביתיות כגון גגות מגורים וחצרות.