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Quali sono i diversi tipi di sistemi UPS?

Tecnologie differenti progettate per soddisfare un’ampia gamma di esigenze differenti

Le tre tecnologie base dei gruppi di continuità (UPS) hanno un ruolo importante nella protezione dell’odierna infrastruttura IT distribuita, in particolare sulla rete edge. Ogni tecnologia offre diversi vantaggi e conoscerli può tornare utile al fine di configurare un sistema di protezione dell’alimentazione economicamente vantaggioso, specialmente nell’ambito di sistemi complessi. La selezione di un UPS per la tua particolare applicazione richiede l’analisi di una serie di fattori. Tra i fattori chiave da prendere in considerazione quando si sceglie un UPS vi sono la posizione e la criticità delle apparecchiature da proteggere e le dimensioni del carico, oltre alle considerazioni riguardanti il budget.

I tre principali tipi di configurazioni dei sistemi UPS sono: online a doppia conversione, line-interactive e offline (chiamato anche standby). Questi sistemi UPS vengono definiti in base al modo in cui l’alimentazione passa attraverso l’unità.

Online a doppia conversione

L’alimentazione è pulita e stabile al momento della generazione. Tuttavia, durante la trasmissione e la distribuzione, è soggetta ad abbassamenti, picchi di tensione e interruzioni totali che possono bloccare il funzionamento dei computer, determinare la perdita di dati e danneggiare le apparecchiature. Quando è necessario salvaguardare carichi IT critici, solo la tecnologia online a doppia conversione può fornire una protezione completa contro tutti questi problemi di alimentazione, garantendo così i massimi livelli di sicurezza per le reti.

I sistemi UPS online vengono solitamente chiamati anche a doppia conversione, perché l’energia in ingresso viene convertita in corrente continua (DC) e quindi riconvertita in corrente alternata (AC). Il design AC-DC/DC-AC garantisce un maggiore grado di isolamento del carico dalle irregolarità dell’alimentazione di rete.

Gli UPS online prendono l’alimentazione elettrica AC in ingresso e la convertono in DC utilizzando un raddrizzatore per alimentare la batteria e il carico collegato tramite l’inverter, in modo che non siano necessari commutatori di trasferimento dell’alimentazione. Se l’alimentazione AC di rete viene a mancare, il raddrizzatore si disconnette dal circuito e le batterie assicurano l’alimentazione del dispositivo collegato all’UPS. Quando viene ripristinata l’alimentazione AC in ingresso, il raddrizzatore riprende a sostenere la maggior parte del carico e inizia a caricare le batterie.

Poiché l’alimentazione passa ininterrottamente attraverso l’UPS online, l’uscita è un’onda sinusoidale perfetta. Questo tipo di UPS protegge i carichi critici da pressoché qualsiasi tipo di disturbo dell’alimentazione, comprese eventuali leggere distorsioni armoniche e della forma d’onda.

Ciò significa che la qualità dell’alimentazione degli UPS online è sensibilmente migliore rispetto a quella offerta dalle altre tecnologie. Le tecnologie offline e line-interactive riducono l’impatto di picchi, sovratensioni e abbassamenti tagliando le oscillazioni, incrementando la potenza o passando all’alimentazione ausiliaria a batteria. Tuttavia, nell’ambito della normale traccia di un’onda sinusoidale elettrica, la maggior parte delle fluttuazioni dell’energia viene ignorata. L’UPS online rigenera l’onda sinusoidale e non si limita al condizionamento dell’alimentazione di rete grezza.

L’UPS online fornisce alle apparecchiature un’alimentazione AC continua e di alta qualità, senza interruzioni durante il passaggio alla batteria, e protegge le apparecchiature da pressoché ogni disturbo dell’alimentazione causato da blackout, brownout, abbassamenti di tensione, sovratensioni o interferenze. Rispetto alle unità line-interactive, un vero UPS online a doppia conversione fornisce il 100% di condizionamento della corrente elettrica, tempi di trasferimento nulli per il passaggio alla batteria, nessuna variazione della tensione in uscita e una migliore soppressione dei transitori.

Per la sua capacità di fornire sempre il massimo livello di qualità dell’alimentazione al carico, la doppia conversione online è la modalità di funzionamento degli UPS più comunemente utilizzata per proteggere data center di grandi dimensioni. I sistemi online assicurano anche la regolazione della frequenza, essenziale in caso di impiego di sistemi di generazione di backup per proteggere dalle frequenti variazioni che si verificano all’avvio del generatore.

Line-interactive

I sistemi UPS line-interactive forniscono sia il condizionamento dell’alimentazione, sia l’alimentazione ausiliaria a batteria. Questa tecnologia è particolarmente efficace nelle zone in cui le interruzioni sono rare mentre sono comuni le fluttuazioni dell’energia elettrica. I sistemi UPS line-interactive supportano un ampio range di fluttuazioni della tensione in ingresso prima di passare all’alimentazione ausiliaria a batteria.

Oltre all’alimentazione ausiliaria a batteria, gli UPS line-interactive assicurano un controllo migliore delle fluttuazioni dell’energia elettrica rispetto ai sistemi offline. Il vantaggio critico degli UPS line-interactive è la circuiteria di innalzamento della tensione e il range di tensione in ingresso accettata dall’UPS. Più ampio è il range, più completa sarà la protezione di cui potrai disporre.

La tecnologia UPS line-interactive assicura il condizionamento dell’alimentazione, con un’interruzione dell’energia di 4-6 millisecondi durante il trasferimento all’alimentazione ausiliaria a batteria, e protegge dai problemi di alimentazione più comuni cui sono soggette le reti. In questo caso l’UPS monitora anche il livello di tensione e bilancia le sovra/sottotensioni. Questa tecnologia rappresenta un buon compromesso tra un livello di protezione ragionevole e costi operativi moderati.

Negli UPS line-interactive, l’inverter diventa parte dell’uscita ed è sempre in funzione. L’inverter può funzionare in modalità inversa per caricare la batteria mentre l’alimentazione AC in ingresso è normale, quindi passare all’alimentazione a batteria quando l’energia in ingresso viene a mancare, garantendo filtraggio e regolazione della tensione. I sistemi UPS line-interactive utilizzano la batteria per condizionare l’alimentazione, quindi questo tipo di sistema tende a scaricare la batteria più frequentemente rispetto ai sistemi UPS online che condizionano l’alimentazione tramite il processo di doppia conversione.

In caso di interruzione dell’alimentazione AC in ingresso, il commutatore di trasferimento dell’unità si apre e l’alimentazione passa dalla batteria all’uscita dell’UPS. Con l’inverter sempre acceso e connesso all’uscita, gli UPS line-interactive forniscono un filtraggio aggiuntivo e riducono i transitori di commutazione rispetto agli UPS in standby. In genere i sistemi UPS line-interactive sono utilizzati in applicazioni con montaggio a rack inferiori a 5.000 VA.

Offline/Standby/Alimentazione ausiliaria a batteria

L’UPS offline, chiamato anche UPS in standby o con alimentazione ausiliaria a batteria, è una scelta economicamente vantaggiosa. I migliori sistemi UPS offline passano alla batteria in modo sufficientemente rapido da prevenire anomalie nell’alimentazione e brevi interruzioni di corrente. Gli UPS offline proteggono dalla maggior parte dei picchi, ma non sono in grado di garantire un’alimentazione perfetta durante abbassamenti e sbalzi di minore entità.

La chiave della qualità degli UPS offline è il range di potenza che l’unità accetterà prima di passare all’alimentazione ausiliaria a batteria. Più ampio è questo range, minore sarà il consumo della batteria e maggiore sarà l’autonomia disponibile quando verrà a mancare l’alimentazione. Un maggior numero di passaggi all’alimentazione ausiliaria a batteria comporta una riduzione della durata della batteria dell’UPS.

La tecnologia degli UPS offline proteggerà dalla maggior parte dei picchi di potenza limitando la tensione in eccesso e contribuendo a superare oltre il 90% delle interruzioni. Un sistema UPS offline fa passare l’alimentazione AC di rete direttamente attraverso l’unità, quindi oltre un commutatore di trasferimento fino al punto di uscita a cui è connesso il carico protetto.

Quando si verifica un’interruzione dell’alimentazione in ingresso, la batteria integrata e l’inverter che converte l’alimentazione DC della batteria in AC vengono attivati e connessi all’uscita dal commutatore di trasferimento. Quando si passa all’alimentazione ausiliaria a batteria, in genere si verifica un’interruzione della potenza della durata di circa 6-8 millisecondi.

Questa tecnologia è particolarmente adatta per dispositivi che richiedono meno di 1.500 VA come piccoli uffici, personal computer di casa e altre applicazioni meno critiche. Gli UPS offline sono una buona opzione per coloro che richiedono una capacità di potenza e un costo inferiori. La tecnologia degli UPS offline assicura la protezione dell’alimentazione ausiliaria per apparecchiature desktop, console per gaming, workstation, reti wireless e altri dispositivi elettronici. Durante le interruzioni dell’alimentazione, l’UPS garantisce un tempo di funzionamento sufficiente per salvare il lavoro in corso ed eseguire un corretto spegnimento delle apparecchiature. Oltre all’alimentazione ausiliaria, la maggior parte dei sistemi UPS offline offre anche una protezione base dalle sovratensioni.

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