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Erklärung der USV-Topologien
von Thiele KG
Die USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) spielt eine entscheidende Rolle beim Schutz von Elektroniksystemen. Sie variiert je nach Typ in Aspekten wie Schaltzeiten, Anschaffungs- und Betriebskosten sowie der Fähigkeit, Netzspitzen zu filtern. In unserer Übersicht stellen wir die drei Hauptkategorien vor: Offline-USV, Line Interactive-USV und Online-USV. Die spezifischen Funktionen und Arten der USV werden im Anschluss genauer erörtert.
Was sind die Unterschiede der USV Arten
Einen kompakten Überblick über die Vorzüge und möglichen Einschränkungen sowie die typischen Einsatzgebiete der unterschiedlichen USV-Systeme bietet die folgende Zusammenfassung. Laut der EN62040-3 Norm werden USV-Geräte nach ihrem Betriebsverhalten kategorisiert. Im Allgemeinen lassen sich drei Technologien unterscheiden, die in der Lage sind, Spannungsunterbrechungen zu überbrücken oder Spannungsabweichungen, Frequenzschwankungen und Oszillationen zu regulieren. Mit der aktuellen USV-Norm kann ein Nutzer präzise festlegen, gegen welche Art von Stromausfall oder -schwankung seine Anlage schützen soll.
Online USV-Systeme - VFI
Maximalen Schutz durch eine Online-USV (VFI) garantiert die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV). Diese USV-Systeme gleichen effektiv Schwankungen in Netzspannung und Netzfrequenz aus, indem sie die Verbraucher kontinuierlich über den Akku versorgen. Im Gegensatz zu anderen USV-Typen entfallen Schaltzeiten komplett, da kein Umschalten bei einem Netzausfall erforderlich ist.
Die USV mit Dauerwandlerprinzip konvertiert permanent zwischen Wechsel- und Gleichspannung. Dies ermöglicht eine zuverlässige Energieversorgung, kann jedoch elektrische Verluste und Wärmeentwicklung zur Folge haben. VFI-Systeme (Voltage and Frequency Independent) stellen konstante Ausgangswerte sicher, unabhängig von den Eingangsbedingungen. Sie nutzen einen Gleichrichter, der Eingangsspannung in Gleichstrom umwandelt und somit die Batterien versorgt.
Ein weiteres herausragendes Merkmal dieser USV-Modelle ist der elektronische Bypass, der bei Überlastungen greift, indem er die Eingangsspannung direkt an die Verbraucher weiterleitet. VFI-Systeme bieten sicheren Betrieb für Server, Netzwerktechnologie und sind essentiell für die Steuerungstechnik sowie unternehmenskritische Prozesse.
Charakteristika der Online-USV (VFI):
- Stabile Stromqualität am Ausgang
- Entfall von Umschaltzeiten
- Erweiterte Autonomiezeit
- Garantierte reine Sinuskurve
- Kein spezieller Service-by-pass nötig unter 10 kVA
- Hoher Wirkungsgrad von etwa 97%
- Erforderliche Kühlung
Line Interactive USV-Systeme - VI
Die Line Interactive USV (Voltage Independent) spielt eine wesentliche Rolle in der Absicherung von kritischen Systemen durch eine zuverlässige unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV). Mit ihrer fortgeschrittenen AVR-Technologie (Automatic Voltage Regulation) wird eine konstante Ausgangsspannung gewährleistet, auch wenn die Eingangsspannung Schwankungen unterliegt. Diese USV-Systeme sind unverzichtbar, da sie bei Spannungseinbrüchen oder vollständigem Ausfall sofort mit einer Batterie-unterstützten AVR reagieren, um eine stetige USV-Leistung zu sichern.
Die Schutzwirkung der Line Interactive USV für wichtige Geräte wie Einsteigerserver und Netzwerkhardware ist unerlässlich. In Gegenden, die anfällig für Stromschwankungen sind, erweist sich die Investition in ein solches VI-System gegenüber einer Offline-Lösung als besonders vorteilhaft. Unsere Line Interactive USV-Modelle begeistern durch hohe Effizienz mit Wirkungsgraden zwischen 95% und 98%.
Zu den charakteristischen Merkmalen der Line Interactive USV (VI) zählen:
- Ein hoher Wirkungsgrad, der Energieeffizienz verspricht
- Kurze Umschaltzeiten für eine schnelle Reaktion bei Stromausfällen
- Ein ausgewogenes Preis-Leistungsverhältnis
- Effektive Filterleistung dank der integrierten Kontrolleinheit
- Die Gewährleistung einer Sinus-Ausgangsspannung
- Relative Netzabhängigkeit, die eine stetige Versorgung sichert
- Stufenweise Spannungskorrektur oder Gegenregelung für exakte Spannungsstabilität
Offline USV-Systeme - VFD
Entdecken Sie die Offline-Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV), die grundlegenden Schutz gegen vollständigen Stromausfall bietet. Unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme dieser Art sind darauf ausgelegt, während eines Netzausfalls zuverlässig Energie zu liefern, können jedoch Spannungsschwankungen oder Frequenzprobleme nicht korrigieren. Die Akkus werden im Normalzustand über einen Ladegleichrichter aufgeladen.
Als Voltage and Frequency Dependent USV gemäß IEC 62040-3 bieten Offline-USV-Systeme Schutz gegen eine Vielzahl an Netzproblemen. Sie überbrücken Netzausfälle und puffern Spannungseinbrüche sowie Spitzen, indem sie schnell von Netz- auf Batteriebetrieb umschalten.
Charakteristika der Offline-Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) (VFD):
- Effizienter Betrieb mit hohem Wirkungsgrad
- Kostengünstig in der Anschaffung
- Überzeugendes Preis-Leistungsverhältnis
- Lüfterloses Design
- Lange Lebensdauer der Batterien
- Lastabhängige Ausgangsspannung
- Trapezförmige Ausgangsspannung für Stabilität
Modulare USV-Systeme
Die modulare USV-Technologie repräsentiert eine innovative Lösung für die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV). Diese Systeme zeichnen sich durch ihre Konfiguration aus mehreren unabhängigen, parallel geschalteten Modulen aus, die jeweils mit eigenen Batterien und Leistungselektronik ausgestattet sind. Die modulare Bauweise ermöglicht bedeutende Vorteile wie Skalierbarkeit, Redundanz und Wartungsfreundlichkeit.
Im Falle eines Modulausfalls übernehmen die übrigen Module nahtlos die Versorgung, um eine durchgängige USV zu gewährleisten. Die Anpassungsfähigkeit der Leistung durch das Zu- und Abführen von Modulen macht die modularen USV-Anlagen zu einer flexiblen und effizienten Lösung für Betriebe, die auf eine zuverlässige Stromversorgung angewiesen sind.
Merkmale von modularen USV-Systemen beinhalten:
- Skalierbarkeit: Die Kapazität kann durch Hinzufügen oder Entfernen von Modulen den spezifischen Bedürfnissen entsprechend angepasst werden, was die USV-Systeme besonders anpassungsfähig macht.
- Redundanz: Durch die Parallelschaltung der Module wird eine überlegene Redundanz erreicht, die bei einem Modulausfall die kontinuierliche unterbrechungsfreie Stromversorgung sichert.
- Hohe Verfügbarkeit: Redundanz und die Möglichkeit der Hot-Swap-Wartung garantieren eine durchgehende Verfügbarkeit der Stromversorgung, auch ohne Unterbrechung des laufenden Betriebs.
- Einfache Wartung: Die modulare Konstruktion erleichtert die Instandhaltung, da Module unabhängig voneinander gewartet oder ersetzt werden können.
- Effizienz: Die Anpassung an den aktuellen Strombedarf ermöglicht es modularen USV-Anlagen, Energieverluste zu minimieren und somit Energieeffizienz zu maximieren.
- Zukunftssicherheit: Modulare Systeme können durch Erweiterungen oder Aktualisierungen den zukünftigen Anforderungen angepasst werden, ohne das gesamte System ersetzen zu müssen.
