Was ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)?
Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) sind Geräte, die im Falle eines Stromausfalls aufgrund einer Störung der Stromversorgung die Lastgeräte für eine bestimmte Zeit mit Strom versorgen.
USV steht für Uninterruptible Power Supply und wird mit unterbrechungsfreier Stromversorgung übersetzt. Da Stromausfälle im Allgemeinen einige Sekunden bis wenige Minuten dauern, kann durch den Einsatz einer unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) häufig ein Abschalten der Geräte vermieden werden.
Außerdem besteht bei Computern und anderen elektronischen Geräten die Gefahr, dass bei einem plötzlichen Stromausfall Fehlfunktionen auftreten oder interne Daten verloren gehen; durch den Anschluss einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) wird die Stromversorgung lange genug aufrechterhalten, um die elektronischen Geräte im Falle von Stromproblemen sicher herunterzufahren.
Anwendungen von unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV)
Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) werden eingesetzt, wenn Sie über kritische Computer- und Kommunikationsgeräte verfügen. Im Folgenden sind Beispiele für den Einsatz von unterbrechungsfreien Stromversorgungen aufgeführt:
- Computer und Büroautomationsgeräte
- Netzwerkausrüstung
- POS-Terminals und Kundeninformationsterminals in Geschäften
- Sicherheits- und Katastrophenschutzgeräte
- ATM-Terminals und Online-Terminals
- Rundfunkgeräte und elektrische Geräte
Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) können in Kombination mit Energieverwaltungssoftware eingesetzt werden. Diese Software kann auch dazu verwendet werden, um Geräte bei einem Stromausfall automatisch und sicher abzuschalten oder in Betrieb zu nehmen.
Funktionsweise der unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV)
Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) besteht in der Regel aus den folgenden Schaltkreisen:
1. Wandler
Ein Konverter ist ein Gerät, das Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt. Der vom Elektrizitätswerk gelieferte Strom ist in der Regel Wechselstrom, während der Batteriestrom Gleichstrom ist. Um den Batteriestrom mit der kommerziellen Stromversorgung zu verbinden, wird er einmal durch einen Konverter in Gleichstrom umgewandelt. Eine Diodenbrücke oder ein ähnliches Gerät wird verwendet, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, der dann durch einen Kondensator geglättet wird.
2. Wechselrichter
Ein Wechselrichter ist ein Gerät, das Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Da viele Computer über einen Wechselstromeingang verfügen, wandeln Wechselrichter Gleichstrom in Wechselstrom um, wobei sie in der Regel vier bis sechs IGBTs oder Thyristoren verwenden und diese zur Umwandlung in Wechselstrom umschalten.
3. Bypass-Schaltungen
Bypass-Schaltungen versorgen die Verbraucher direkt mit Strom, ohne dass ein Wechselrichter oder Konverter erforderlich ist. Bei einem Stromausfall aufgrund eines fehlerhaften Wechselrichters oder Konverters ist der Strom im Grunde genommen verloren, in diesem Fall wird die Bypass-Schaltung zur Weiterleitung des kommerziellen Stroms verwendet. Es sind auch USVs erhältlich, die normalerweise über den Bypass-Stromkreis Strom liefern und nur bei einem Stromausfall Strom aus der Batterie liefern.
4. Batterien
Die Batterie ist die Komponente, die den Strom der unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) speichert. Batterien für unterbrechungsfreie Stromversorgungen gibt es in zwei Ausführungen: MSE und USV-spezifisch. USV-spezifische Typen können auf kleinerem Raum installiert werden. Der MSE-Typ hat im Allgemeinen eine größere Versorgungskapazität.
Die Batterien verlieren mit der Zeit an Ladekapazität, und ein Austausch wird empfohlen, wenn die Kapazität unter 80 % sinkt. Die meisten Produkte können ohne Fachkenntnisse ausgetauscht werden. Viele Modelle sind mit LED-Lampen ausgestattet, die eine Verschlechterung der Batteriekapazität anzeigen.
Arten von USV-unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV)
Je nach Art der Stromversorgung gibt es die folgenden Arten von unterbrechungsfreien Stromversorgungen:
1. Konstantes Wechselrichter-Stromversorgungssystem
Bei dieser Methode erfolgt die Stromversorgung über einen Wechselrichter, unabhängig vom Zustand der Netzstromversorgung. Die Stromversorgung durch den Wechselrichter erfolgt sowohl unter normalen als auch unter Blackout-Bedingungen. Störungen und plötzliche Überspannungen aus dem Stromnetz können vermieden werden, so dass eine stabile Stromversorgung jederzeit gewährleistet ist.
2. Line-interactive System
Dieses System liefert in normalen Zeiten Strom aus dem Stromnetz und lädt gleichzeitig die Batterie über einen Wechselrichter auf. Da der Wechselrichter auch im Normalbetrieb mit Strom versorgt wird, ist die Umschaltzeit kürzer als beim System mit konstanter Netzeinspeisung.
3. Konstantes kommerzielles Stromversorgungssystem
Dieses System versorgt sich im Normalbetrieb direkt aus dem Netz und schaltet bei einem Stromausfall auf Wechselrichterstrom aus der Batterie um. Dieses System spart Strom, da der Wechselrichter in normalen Zeiten abgeschaltet wird und hat den Vorteil, dass es kompakt und kostengünstig ist. Andererseits ist es nicht für den Anschluss von Geräten geeignet, die Stabilität erfordern, da beim Umschalten der Stromversorgung ein kurzzeitiger Leistungsverlust von einigen ms auftreten kann.
Weitere Informationen zu unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV)
Lebensdauer von unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV)
Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) haben eine Lebensdauer und müssen im Allgemeinen nach 5-7 Jahren ausgetauscht werden. Das liegt daran, dass die eingebauten Elektrolytkondensatoren eine Lebensdauer von etwa acht Jahren haben. Regelmäßige Inspektionen sind ebenfalls unerlässlich, da sich die Lebensdauer verkürzt, wenn das Gerät in einer Umgebung mit hohen Temperaturen eingesetzt wird.