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UPSUnidades de Alimentação Ininterrupta
Unidades de Alimentação Ininterrupta
Uma UPS é um dispositivo que, quando em funcionamento correcto, ajuda a garantir que a alimentação dos equipamentos que estão a ela ligados, não sejam perturbados, fornecendo energia, através de uma bateria ou várias baterias.
Os equipamentos que podemos ligar a uma UPS são computadores, servidores, equipamentos de áudio e vídeo, ou, até mesmo periféricos.
A principal vantagem da utilização de uma UPS, é que esta, por exemplo, fornece energia a um computador o tempo suficiente, para que se possa salvaguardar os dados que estão no momento a ser processados, e de forma segura, encerrar o computador, evitando assim posteriores fa-lhas nos equipamentos que podem ocorrer na sequência de perda súbita de alimentação.
Para além disto, as UPS podem também funcionar como condicionadores de energia, filtrando as perturbações que ocorram na rede eléctrica, corrigindo as quedas de tensão ou os picos de energia, protegendo assim os equipamentos aos quais estão associadas.
Em termos gerais, uma UPS é composta pelos seguintes elementos:
Carregador de bateriaO carregador de bateria é composto por: ● rectificador:converteacorrentealternada(CA)emcorrentecontínua(CC).● controlador:regulaatensãodecargadasbaterias,impedindoqueas mesmassejamcarregadasportensõessuperioresàspermitidas.
InversorConverteacorrentecontínua(CC)provenientedabateria,emcorrentealternada(CA),queéfornecidaàscargas.
BateriaArmazenaacorrentecontínua(CC)etemumadeterminadacapacidade,queémedidaemampères-hora(Ah).
Comutador ou bypassPermitequeaalimentaçãodascargassejaefectuadaatravésdoinversorou,atravésdaredeeléctrica.ObypassénormalmenteutilizadoemoperaçõesdemanutençãonaUPS,evitandoqueascargasfiquemsemalimentaçãoou,quandoocorremfalhasnaUPS(avariasnorectificadorounoinversor).
Unidades de Alimentação Ininterrupta
AsUPSexistentesnomercado,sãogeralmenteclassificadasemtrêstiposdiferentes.Aformacomosãoclassificadas,descrevemotipodetecnologiautilizadaparaprotecçãodoequipamento,bemcomo,aformautilizadaparacomutaçãoaumafontedeenergiaexterna(normalmenteumaoumaisbaterias).
UPS Standby/Off-lineEsteéosistemamaisbásicodeUPS.NestetipodeUPSéutilizadoumcomutador quenapresençadeenergiaeléctricaderede,escolheaentradadecorrentealternadacomoalimentaçãoprimária.Quandoocorreumafalhaderede,umaquedadeenergiaouumasobretensão,ocomutadorredireccionaasaídadeenergiaparaafontedealimentaçãodereserva(bateria),garantindoassimofornecimentodeenergiaaosequipamentosassociados.Estesistematemcomoprincipaisvantagens,aelevadaeficiência,ofactodeseremsistemasdedimensãoreduzidaeobaixocusto.Quandomunidosdeumcircuitocontrapicosdetensãoecomafiltragemcorrecta,estessistemasproporcionamumafiltragemadequadaderuídosedesupressãodepicosdetensão.
Funcionamento de uma UPS do tipo Standby/Off-line
Unidades de Alimentação Ininterrupta
Tipos de
UPS
na presença de energia eléctrica de rede
na ausência de energia eléctrica de rede, quedas ou picos de tensão
Unidades de Alimentação Ininterrupta
Line-interactive UPSEstetipodeUPSémuitosemelhanteaosistemaStandby/Off-line.Tal como uma UPS Standby/Off-line,aalimentaçãoéefectuadaatravésdecircuitosquecontrolamefiltramacorrenteeléctricacontraruídosepicos/quedasdetensão.Noentanto,aLine-interactiveUPStemumauto-transformador/AVR(ReguladorAutomáticodeTensão)que,automaticamenteajustaeregulaatensão,dentrodeumintervalodetensões.UmadasgrandesvantagensnautilizaçãodestetipodeUPS,équenamaiorpartedoscasos,duranteumaquedadeenergiaoupicosdesobretensão,abateriadereservanãonecessitadeserutilizada,paracompensaravariaçãodatensão.
TalcomonumaUPSStandby/Off-line,umcarregadorasseguraqueabateriainternaémantidatotalmentecarregadaeprontaaserutilizadaemcasode necessidade.ComestetipodeUPS,quandoocorreumaquebraouumpicodetensão,aUPSvaiatravésdoauto-transformador/AVR,seleccionaratensãomaisajustadaparacorrigiratensãodesaída(seleccionaumatensãomaisbaixacasoocorraumasobretensãoouumatensãosuperior,casohajaumaquedade tensão).Seporventura,aquedaouopicodetensão,nãoocorredentrodafaixadetensõesparaoqualoauto-transformador/AVRpode-seajustarautomatica-mente,aUPSentraemmododeespera,ouutilizaabateriaparafornecerenergia.
Éestacomutaçãoentretensõesefectuadapeloauto-transformador/AVR,que originaqueasUPSdotipoLine-interactive,tenhamumsomcaracterístico,dadoquesemprequecomutamdetensãoocorreum“click”.AmaioriadossistemasdeUPSdestinadosaoconsumidorgeral,têmestetipo detecnologia,dadoqueéumsistemacomcustosreduzidosdeimplementação.
Tipos de
UPS
Funcionamento de uma UPS do tipo Line-interactive
funcionamento em condições de tensão normal
Unidades de Alimentação Ininterrupta
Unidades de Alimentação Ininterrupta
funcionamento quando ocorre uma falha de corrente ou uma subtensão / sobretensão excessiva
funcionamento quando ocorre uma sobretensão
funcionamento quando ocorre uma subtensão
Unidades de Alimentação Ininterrupta
UPS On-line ou Dupla Conversão Apesardeserutilizadaessencialmenteeminstalaçõescomelevados requisitosdepotência(maisde5-10kW),asUPSOn-lineouDupla Conversãoestãotambém,hojeemdia,disponíveiscomoprodutosdeconsumo(noentantoapreçoselevados).Emtermosdeutilização,éaquegaranteomaisaltoníveldeprotecçãodaenergiadisponível.AocontráriodeumaUPSdotipoStandby/Off-line,oinversornumaUPSOn-lineestásempreacoplado.Apotênciaentranosistemae,emseguida,édecompos-ta,sendoqueoinversorreproduz-aperfeitamentenaoutraextremidade.Devidoaesteprocesso,éeliminadoqualquerruídodalinhaeassubten-sõesousobretensõessãoautomaticamentecompensadas.Comoabateriaeoinversorestãosempreligados,quasequenãosãonecessáriosinterruptores,umrequisitoqueéfundamentalparadispositivosmuitosensíveisequenãopodemlidarcominterrupçõesdemicrossegundos,comoporexemplo,sistemasdesuportedevida.TodosossistemasdeUPSOn-lineouDuplaConversãoproduzemàsaída,umaverdadeiraondasinusoidal,sendoemtermosdefuncionamento,muitosemelhantesaodeumaUPSLine-interactive.
Tipos de
UPS
na presença de energia eléctrica de rede
na ausência de energia eléctrica de rede, quedas ou picos de tensão
Funcionamento de uma UPS On-line ou Dupla Conversão
Unidades de Alimentação Ininterrupta
AcargamáximaqueumaUPSpodesuportarémedidaemVA(volt-ampères)ecorrespondeàpotênciaaparente(S).Apotênciaaparente(S),éasomavectorialdasseguintespotências:●potênciaactiva(P):apotênciaquerealmenteocomputadornecessitaparafuncionar.Émedidaemwatt(W).●potênciareactiva(Q):éapotêncianãoutilizadapelocomputador,masquefoigeradapelafontedeenergia,devidoàformaçãodoscamposeléctricoemagnético.Émedidaemvolt-ampèresreactiva(VAR).Comoapotênciaaparenteéumasomavectorialcomplexadecalcular,amesmapodeserefectuadaemfunçãodovalordeeficiênciadafontedealimentação(cosY)edapotêncianominal(W).Emcorrentealternada,porém,ocálculodapotênciaaparenteémuitofácildeefectuar.Bastasaberaintensidadedecorrentequeoequipamentoconsome.Assim,emcorrentealternadatemosque:
S (Potência aparente) = I (Intensidade de corrente) x U (Tensão da rede)
Comocalcular?AoefectuarocálculodapotênciadaUPSparaumcomputador,devemostambémconsiderarqueomesmopodeterperiféricosligados,taiscomo,impressora,discosexternosoumonitor,sendoquedeve-seestimarumamargemdesegurançaparaquetodososequipamentosfuncionem.
Nosexemplosabaixo,vamosincrementarapotênciamáximadaUPS,emcercade30%,comomargemdesegurança. Assim,apotênciadaUPSseráde:
S estimada = S calculada + (S calculada X 30%)
Exemplo 1Cálculo da potência aparente utilizada, por um computador que consome uma potência máxima de 500W
Tensãodarede:230VPotênciamáximadocomputador(P):500WCosφ:0,60(nãosesabendoocosφ,paracálculodapotênciaaparentedeumaUPS,devemosconsiderarumcosφ=0,60,quecorresponde àpiorsituaçãoquesepodeencontrar,oquecorresponderáàumaeficiênciade60%)
Assimtemosque:Assim,apotênciaaparentedaUPSteriadeterumvalormínimode1083VA.Nestecaso,setivéssemosànossadisposição,UPScom700VA,1000VAe1200VA,iríamosescolheraUPSde1200VA.
S calculada = P / cos φS calculada = 500 / 0,60 = 833VA
S estimada = S calculada + (S calculada X 30%)
S estimada = 833 + (833 X 30%) = 1083VA
Exemplo 2Cálculo da potência aparente utilizada, por um computador que consome uma intensidade de corrente máxima de 2,173A
Tensãodarede(U):230VIntensidadedecorrentemáximadocomputador(I):2,173A
Assimtemosque:Assim,apotênciaaparentedaUPSteriadeterumvalormínimode650VA.Nestecaso,setivéssemosànossadisposição,UPScom700VA,1000VAe1200VA,iríamosescolheraUPSde700VA.
S calculada = I x U
S calculada = 2,173 x 230 = 500VA
S estimada = S calculada + (S calculada X 30%)
S estimada = 500 + (500 X 30%) = 650VA
Exemplo 3Cálculo da potência aparente utilizada, por um computador que consume uma potência máxima de 550W e cos φ de 0,89
Tensãodarede:230VPotênciamáximadocomputador(P):550WCosφ:0,89
Assimtemosque:Assim,apotênciaaparentedaUPSteriadeterumvalormínimode803VA.Nestecaso,setivéssemosànossadisposição,UPScom700VA,1000VAe1200VA,iríamosescolheraUPSde1000VA.
S calculada = P / cos φS calculada = 500 / 0,89 = 618VA
S estimada = S calculada + (S calculada X 30%)
S estimada = 618 + (618 X 30%) = 803VA
Como calcular a carga de uma UPS
Indusmelec Material Eléctrico & Automatismos Industriais, Lda.
RuaAntónioSousaBastos,Nº2/2A2620-419RamadaTel.:219318046/7/8-219340400-211571461(6acessos)Fax:219318049CoordenadasGPS:N38º48’7’’W9º11’34’’e-mail:[email protected]
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