Модуларни системи за напојување во индустриски апликации - БЕНИНГ
Принципот на модуларност нуди важни технички и економски предности во дизајнот и работењето на UPS-системите.
ИТ-серија на трифазен UPS-систем ENERTRONIC модуларен SE
Технологиите на модуларна моќност и конверзија веќе долго време се користат успешно во различни индустрии, како што се: Б. во ИТ, во технологија за податоци и телекомуникација - или во медицината, каде што достапноста на опрема во операционата сала или во одделот за интензивна нега може да направи разлика помеѓу животот и смртта. Застојот не е толерантен овде. Се повеќе и повеќе болници се потпираат на модуларни UPS-системи во кои индивидуалните модули можат да се разменуваат брзо и лесно дури и за време на работата.
Секогаш кога се дискутира за предностите на модуларниот принцип, поимите како што се "Достапност", "Сигурност", "Приспособливост", "Флексибилност", "Модуларност" и " Одржливост. Својства што се познати во англискиот јазик, особено во ИТ индустријата, под назнаката „способности“. Но, која специфична содржина и барања ги опишува? И, зошто модуларната архитектура само полека добива прифаќање во областа на индустриските апликации до денес? Оваа статија е прва во низата од пет написи во кои Дејвид Бонд, управен директор на BENNING Power Electronics (UK) Ltd, ја објаснува позадината на оваа терминологија и ги сумира во однос на современите, модуларни системи за напојување од БЕННИНГ.
Основана во податоци/ИТ со децении.
Модуларните системи за напојување и конверзија беа составен дел од деловните области како што се канцелариски системи, банкарство, податоци/ИТ или телекомуникации со децении. Во овие сегменти на пазарот, одговорните инженери ги препознаа предностите што ги нудат овие модуларни системи за напојување во рана фаза и ја туркаа нивната употреба напред. Предности како што се висока достапност, сигурност, приспособливост, флексибилност, лесно одржување и други позитивни карактеристики што ги исполнуваат условите за профили на многу индивидуални деловни процеси кои се критични за деловно работење. Од овие причини, трифазниот, модуларен системски UPS-систем е моментално најбрзо растечки сектор на пазарот на комерцијални UPS-и.
Водени од успешната употреба на овие системи во други гранки на економијата, поконзервативните инженери во индустрискиот сектор сега бараат начини да ги искористат овие системи.
Сепак, терминологијата што се користи за да се опишат соодветните предности на системот, остава многу простор за индивидуални здруженија и технички толкувања. Овој технички напис има за цел да го дефинира изразот „модуларност“ од гледна точка на електроинженер и, врз основа на тоа, да ги објасни централните предности за дизајнирање на индустриско напојување.
Модуларност во индустријата
Трифазни UPS-системи, што може да се опишат како „вистински“ модуларни што е можно повеќе, се користат во секторот за комерцијални UPS-от од приближно 2001 година. Благодарение на бројните оперативни предности, тие исто така постепено добиваат прифаќање во индустриските апликации. Овој развој произлегува во голема мера од различните приоритети, оптоварувања и добиените барања што опремата мора да ги исполни за соодветната намена.
Различни циклуси на инвестиции
Работата на центарот за податоци, на пример, е многу динамична деловна област која секогаш бара поголема густина на моќност и побрзи ИТ перформанси. За да остане конкурентен, центарот за податоци сега е принуден целосно да го обновува својот ИТ хардвер на секои три до четири години.
Спротивно на тоа, има поголем континуитет во околината на централата. Откако ќе се инсталираат системите за контрола, управување и телеметрија, периодот на употреба до 20 или 25 години е скоро стандарден. Барањата што произлегуваат од овие големи разлики неизбежно мора да доведат до различни перспективи од одговорните инженери - особено кога ќе се донесе одлука за воведување на нова технологија за напојување. Но, што точно се подразбира под поимот „модуларност“?
Модули - делови од целина
Модуларноста е дефинирана како поделба на целина на делови наречени градежни блокови или модули. Според тоа, сега се поставува прашањето за конкретна дефиниција на поимот „модул“.
Иако не постои општо прифатена дефиниција за овој поим, повеќето инженери ширум светот го разбираат како независна единица што извршува одредена функција. Затоа, сакаме да ја искористиме оваа дефиниција како основа во овој напис.
Ако погледнете подетално, одделите за маркетинг на производствените компании за жал се обидуваат да ги замаглат разликите помеѓу системите од различни причини. Затоа, јазично фино нагодените маркетинг текстови обично не помагаат детално да се разјаснат техничките разлики. Напротив: тие често доведуваат до недоразбирања. Уште поважно е да се разбере што точно значат детално технологиите и системските архитектури.
Модуларна архитектура
Модуларните структури на UPS-от се развија во три различни фази - водени од напредокот во развојот на електрични и електронски компоненти, особено во склопувањето на плочи со печатени кола со SMD компоненти, воведување на полупроводници на моќност (Изолиран двополен транзистор на портата, IGBT) и пронајдокот Системи „без трансформатор“. Во исто време, традиционалните моноблок UPS-системи беа создадени во 1980-тите и модуларните блок-UPS-системи во 90-тите години на минатиот век. Последните сега се заменуваат со модуларните UPS-системи во лизгачка технологија, како што ги познаваме денес.
Моноблок UPS-систем со индивидуално инсталирани картички и компоненти на колото
Традиционални моноблок системи
Архитектура на модуларен блок
Технолошкиот напредок доведе до понатамошен развој на дизајнот на UPS-от и појава на модуларни блок-UPS-системи. И во овие системи, секој кабинет на UPS-от ги содржи сите компоненти потребни за работа на системот. Но, сега најважните системски единици како што се B. Исправувачи, инвертори и статички бајпас комбинирани во склопови што може да се наречат градежни блокови или модули. Овие склопови се самостојни, независни и можат индивидуално да се отстранат или да се додадат во системот.
Основните вредности на топологијата на модуларниот блок се зголемената достапност на системот и подобрените опции за поправка. Бидејќи е многу полесно и побрзо да се замени неисправен модул за исправувач отколку да се поправи исправувач на лице место.
Меѓутоа, во однос на нивната приспособливост, модуларните блок-UPS-системи исто така ги имаат истите недостатоци како и моноблок системите опишани погоре. Бидејќи иако тие веќе содржат значително поголема модуларност од традиционалните моноблок системи, тие не можат да се опишат како вистински модуларни UPS-системи. Сепак, ова не го менува фактот дека тие сè уште се одлично решение за специјални апликации.
Модуларен блок UPS-систем со посебни делови за напојување на исправувачот и инверторот
Блок дијаграм на модуларен блок UPS-систем со посебни единици за напојување и инвертер
UPS-систем во модуларна технологија за влечење со независни и независни UPS-модули
Модуларна технологија за слајд
Во оваа системска архитектура, секој системски кабинет на UPS-от содржи неколку независни UPS-модули поврзани паралелно. Секој модул е целосно независна единица UPS-от. Може да се земе или да се додаде во целокупниот систем без да се прекине врската со критичните оптоварувања. Можноста за замена или додавање на модули многу брзо при нормално функционирање на целокупниот систем се нарекува „hot swap“ или „safe swap“. Тоа е карактеристика што може да се искористи за идентификување на оваа топологија на UPS-от.
Непречена и лесна размена на модули благодарение на технологијата за топол приклучок
Hot Swap = Безбедна размена
Бидејќи UPS-модулите можат многу брзо и безбедно да се отстранат, разменуваат или дополнуваат од системот што работи UPS-от, овој систем води од една страна до максимална достапност и од друга страна до максимална флексибилност поради едноставната приспособливост на моќноста. Како што понатаму ќе опишеме во написот „Достапност наспроти сигурност“ на оваа серија, особено краткото време за поправка на овие UPS-системи помага да се зголеми достапноста. Написите за прилагодливост и флексибилност исто така ќе покажат како оваа архитектура на системот може да доведе и до помали почетни инвестиции и до пониски оперативни трошоци.
КПД наспроти ДПА
Заклучок: користете безбедносна предност
Техничките и економските предности на „реалниот“ модуларен UPS-систем веќе не можат да се игнорираат при планирање на системи за напојување за индустрискиот сектор.
Сепак, многу е важно да се разликува точно што значи производителот кога зборува за „модуларност“, „модуларен“ или „модул“. Бидејќи, како што е прикажано во овој напис, не сите модули се всушност модуларни. Со цел да се искористи безбедносната предност преку сите предности на „реалната“ модуларност, одговорните инженери треба да бидат сигурни дека избраниот систем е способен за „hot swap“ и има децентрализирана топологија (DPA).
Во следната статија од оваа серија, ќе разговараме за разликите помеѓу „достапноста“ и „сигурноста“.
Станува збор и за влијанието што „реалните“ модуларни UPS-системи врз основа на паралелно n + 1 вишок го имаат врз времето на поправка, а со тоа и вкупната достапност на системот.
Дизајн на системот на UPS-от како CPA (Централна паралелна архитектура) - постои можност за единствена точка на дефект, бидејќи нема целосен вишок.
Дизајн на системот на UPS-от како ДПА (децентрализирана паралелна архитектура) - единствена точка на дефект не постои поради целосниот вишок.