uninterruptible power supply (UPS)

UPS の種類と主な特長

Voltage and frequency independent (VFI)です。 電圧および周波数に依存しない(VFI)UPSシステムは、入力されたACをDCに整流し、バッテリの充電を維持し、インバータを駆動するので、デュアルまたはダブルコンバージョンと呼ばれます。 インバータは、IT機器を動作させるために安定したAC電力を再作成します。

図1.

停電になると、バッテリはインバータを駆動し、インバータはIT負荷を動かし続ける。 電力会社または発電機から電力が復旧すると、整流器が直流(DC)をインバータに供給し、同時にバッテリを充電します。 インバータはフルタイムで動作する。 ユーティリティ入力は出力から完全に分離されており、バイパスはメンテナンスの安全性、または内部電子機器の故障の場合のみ使用されます。 IT機器に供給される電力に断絶がないため,真空遮断器(VFI)は一般に最も堅牢なUPSの形態と考えられている。 多くのシステムは出力周波数を入力と同期させているが、その必要はないので、やはり周波数独立型と言える。

図2.

すべての電力変換には損失が発生するため、無駄なエネルギーは歴史的に究極の信頼性の代償と考えられてきた。

電圧独立型(VI)。 電圧独立型 (VI) または真のラインインタラクティブ UPS は、出力電圧が制御されますが、出力周波数は入力と同じです。 周波数独立は、先進国の電力ではほとんど気にする必要はありません。 商用電源は出力とIT機器に直接給電し、整流器はバッテリーの充電を維持する。 インバータは出力に並列接続され、電圧ディップを補償し、電圧スパイクと高調波に対してアクティブフィルタとして機能する。 整流器とインバータの損失は、入力電力が変動したときのみ発生する。 フライホイールやモーター/ジェネレーターセットもVI.

Figure 3に該当する。

入力電源が故障したり、電圧が範囲外になると、バイパスは速やかに入力から切り離され、バッテリはインバータを駆動する。 入力電源が回復すると、バイパスは入力を再接続し、バッテリを再充電して出力電圧を一定に保ちます。 並列電源を使用するUPSベンダーは、信頼性を損なわないとしている。 その結果、エネルギー効率は約98%になります。

図4.

電圧および周波数に依存する (VFD)。 電圧・周波数依存型(VFD)、またはスタンバイUPSは、動作的にはVIと似ており、誤ってラインインタラクティブと呼ばれることもある。 従来のVFD方式では、インバータが停止しているため、発電開始までに10~12ミリ秒(ms)程度の時間がかかることがある。 その中断はサーバーをクラッシュさせる可能性があり、レガシーVFD UPSはデータセンターには不向きです。

図5.

新しい VFD のコンセプトでは、起動後 2 ms 以内にインバータが電力を生成します。 バイパスは通常VIと同様に作動しているので、装置はユーティリティまたは発電機から直接作動します。 停電するまでインバータが作動しないため、電圧制御や電力消費がなく、99%という高い効率を実現します。 停電や電圧範囲外ではバイパススイッチが開き、入力と出力が切り離され、インバータはバッテリーから動作するようになります。 整流器はバッテリの充電に十分な大きさしかありません。

図6.

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