QUE ES UNA UPS
(Uninterruptible Power Supply). Dispositivo que, gracias a su batería de (6 – 12 VA), puede proporcionar energía eléctrica tras un apagón a todos los dispositivos existentes en la red eléctrica. Otra de las funciones de las UPS es la de mejorar la calidad de la energía eléctrica que llega a las cargas, filtrando subidas y bajadas de tensión y eliminando armónicos de la red en el caso de Corriente Alterna. Las UPS dan energía eléctrica a equipos llamados cargas críticas, que pueden ser aparatos médicos, industriales o informáticos, que, como se ha dicho antes, requieren tener siempre alimentación y que ésta sea de calidad debido a la necesidad de estar en todo momento operando y sin fallos.
CARÁCTERISTICAS TÉCNICAS DE UNA U.P.S.
MEDIDAS
La unidad de potencia para configurar una UPS es el Voltí Amperios (VA). Para calcular cuanta energía requiere su equipo, busque el consumo en la parte trasera del aparato o en el manual del usuario. Si está en Watts, multiplique la cantidad de Watts por 1.4, por ejemplo: 200 Watts x 1.4 = 280 VA. Si está en Amps. multiplique la cantidad de Amps. por voltaje, por ejemplo: 3 Amps. X 220 Volts = 660 VA.
Como calcular el tipo de ups:
Fórmulas necesarias para Calcular:
V = Voltios (normalmente es 230 V.) | V x A = W |
A = Amperios | W / 0.75 ( cos Phi ) = VA |
VA = VoltAmperios | VA x 0.75 ( cos Phi ) = W |
W = Watios | VA x 1.6 = VAi ó Vapc |
PARTES DE UNA U.P.S.
Cargador: Recibe Corriente alterna (AC) de la red y la convierte en corriente directa (DC).
Conexión: Conducir la corriente desde el cargador hacia las baterías y el inversor simultáneamente, y conducir la corriente hacia el inversor desde el cargador y las baterías.
Respaldo en baterías: Cargado con corriente directa del cargador, suministra corriente directa al inversor cuando hay un corte de Energía.
Inversor: Recibe corriente directa del cargador o las baterías y la convierte en corriente alterna de una calidad estable que se convierte en la salida a las cargas.
TIPOS DE U.P.S.
UPS Standby
El UPS Standby es el tipo más utilizado para Computadoras Personales. En el diagrama de bloques ilustrado en la Figura 1, el interruptor (switch) de transferencia está regulado para elegir entre la entrada AC (Alternating Current/Corriente Alterna) filtrada, la cual es la fuente de energía primaria (dibujo en línea sólida) y alternar con la batería/conversor(inversor), siempre que la fuente de energía primaria falle.
Cuando eso ocurre, el interruptor de transferencia debe operar para cambiar la carga de los equipos a la fuente de energía de respaldo de la batería/conversor (paso fracasado). El conversor solo se enciende cuando la energía falla, por eso el nombre “Standby”.
Los principales beneficios de este diseño son: alta eficiencia, pequeño tamaño y bajo costo. Con un filtro apropiado y un circuito eléctrico de sobretensión de corriente, estos sistemas también pueden proveer una filtración de ruido adecuada y supresión de sobretensión.
UPS de Línea Interactiva
El UPS de Línea Interactiva, ilustrado en la figura 2, es el diseño más comúnmente utilizado para pequeños negocios, Web y servidores departamentales. En este diseño, el conversor (invertidor) de la batería a energía AC (the battery-to-AC power) siempre está conectado a la salida del UPS. Si se mantiene el conversor operando al revés de tanto en tanto, cuando la entrada de energía AC es normal provee carga de batería.
Cuando la entrada de energía falla, el interruptor de transferencia se abre y la energía fluye desde la batería a la salida de la UPS. Con el conversor siempre prendido y conectado a la salida, este diseño provee filtro adicional y produce alternaciones provisorias reducidas cuando se lo compara con la topología UPS Standby.
Además, el diseño de Línea Interactiva usualmente incorpora un transformador “tap-changing”. Esto agrega regulación de voltaje, ajustando las tomas de corriente de salida a medida que el voltaje de entrada varía. La regulación del voltaje es una característica importante cuando existen condiciones de bajo voltaje.
Este uso de la batería más frecuente puede causar fallas prematuras en la batería. De todos modos, el conversor también puede ser diseñado de manera tal que su falla, permita el flujo de energía de una entrada AC a la salida, lo cual elimina el potencial de falla de un único punto.
Alta eficiencia, pequeño tamaño, bajo costo y alta confiabilidad junto con la habilidad de corregir condiciones de voltaje de líneas bajas o altas, hacen de este el tipo dominante de UPS en rangos de energía de 0,5-5kVA.
UPS Standby-Ferro UPS
En determinado momento, este tipo de UPS fue el dominante para el rango de 3-15kVA. Este diseño depende de un transformador de saturación especial que tiene tres bobinados (conexiones de energía).
El paso de energía primario va desde la entrada AC hasta la salida, pasando a través del interruptor de transferencia y del transformador. En el caso de una falla de energía, el interruptor de transferencia se abre y el conversor toma la carga de salida.
En el diseño Standby-Ferro, el conversor está en modo standby y es energizado cuando la entrada de energía falla y el interruptor de transferencia es abierto. El transformador tiene una capacidad especial “Ferro-resonant”, la cual provee regulación de voltaje limitado y una salida “shaping” en forma de ola.
La energía AC aislada provista por el transformador Ferro es tan bueno o mejor que cualquier otro filtro disponible. Pero el transformador Ferro en sí mismo crea serias distorsiones del voltaje de salida, lo cual puede ser peor que una conexión AC pobre.
Aunque es un UPS Standby por diseño, el Standby-Ferro genera una gran distribución de calor, porque el transformador Ferro-resonant es inherentemente ineficiente. Estos transformadores son también bastante grandes y pesados.
Los sistemas Standby-Ferro UPS son frecuentemente representados como unidades On-Line, incluso cuando tienen un interruptor de transferencia, el conversor opera en el modo standby y exhibe características de transferencia durante la falla de energía AC. La figura 3 ilustra esta topología Standby-Ferro.
UPS de Doble Conversión On-Line
Este es la UPS más usualmente utilizado sobre 10kVA. El diagrama de bloques de este tipo, ilustrado en la Figura 4, es el mismo que el de standby, excepto que el paso de la energía primaria es a través del conversor.
En un diseño de Doble Conversión On-Line, la falla de entrada AC no activa el interruptor de transferencia debido a que la entrada AC está cargando la fuente de batería, la cual provee energía al conversor de salida. Por lo tanto, durante una falla de la energía AC de entrada, la operación on-line no tiene tiempo de transferencia.
El cargador de batería y el conversor convierten la carga total del flujo de energía, reduciendo la eficiencia y aumentando la generación de calor asociada.
El constante funcionamiento de todos los componentes de energía reduce la confiabilidad sobre otros diseños y la energía consumida por la ineficiencia de la energía eléctrica es una parte significante del costo del ciclo de vida del UPS.
Usos de los tipos de UPS en la industria
La oferta de la industria de UPS actual evolucionan a través del tiempo para incluir muchos de estos diseños.
Los diferentes tipos de UPS tienen atributos que lo hace más o menos adecuados para diferentes aplicaciones y la línea de productos APC refleja esta diversidad, tal como se muestra en la tabla que sigue:
