Surse de alimentare Quint care folosesc tehnologia IQ
Dipl .Ing. Anja Moldehn, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont, Germania
Tehnologia IQ dezvoltată de Phoenix Contact face ca sursele neîntreruptibile (UPS) să devină surse neîntreruptibile inteligente. Datorită acestei tehnologii, dacă alimentarea cade, utilizatorul se poate baza 100 % pe bateria, care va prelua toți consumatorii conectați.
Iregularitatea tensiunii de alimentare sau absența ei pe perioade scurte de timp pot întrerupe dispozitivele alimentate sau, în unele cazuri, pot provoca întreruperea întregului proces tehnologic. Pentru a preveni aceste evenimente și pentru a minimiza timpii morți, utilizatorii din toate sectoarele de activitate folosesc sursele neîntreruptibile (UPS) ca un concept standard.
O astfel de soluție înglobează trei unități distincte: unitatea de alimentare, comutatorul electronic și dispozitivul de stocare a energiei.
Unitatea de alimentare – sursa, alimentează consumatorii atâta timp cât tensiunea de alimentare de la rețea este prezentă. Dacă aceasta nu mai este disponibilă, comutatorul electronic intervine și așa cum îi sugerează și numele, face trecerea ușoară către dispozitivul de stocare al energiei (bateria) care va prelua toți consumatorii fără ca alimentarea cu tensiune să fie pusă în pericol în nici un moment cât tensiunea de la rețea este absentă.
Bateria – componentă principală
În rândurile următoare este prezentată o scurtă aplicație în care se arată modul de funcționare al unei surse neîntreruptibile (UPS).
Un PC industrial al unei fabrici de îmbuteliere trebuie alimentat la o tensiune constantă de 24 Vdc chiar și în cazul fluctuațiilor semnificative de tensiune. Doar în aceste condiții linia de îmbuteliere poate funcționa în condiții optime sau poate fi oprită în siguranță, atunci când tensiunea de alimentare lipsește pentru o perioada îndelungată de timp. Pentru a îndeplini aceste condiții utilizatorul își selectează o baterie corespunzătoare ce îi va asigura curentul necesar tuturor consumatorilor cât și timpul minim de funcționare impus. În acest caz particular se folosește o baterie de 3.4 Ah ce poate furniza în sarcină maximă un curent de 5 A pentru o perioadă de 20 de minute. Chiar și scurtele întreruperi de alimentare pot cauza pierderi însemnate, de aceea o mare parte din utilizatori schimbă bateriile o dată la doi ani. Din păcate experiența ne arată că acest lucru nu este necesar pentru a înlătura problemele legate de tensiunea de alimentare. Pentru a găsi soluția care ne permite să scăpam de acesta problemă trebuie mai întâi să găsim răspunsul la următoarele întrebări: cât timp poate susține bateria toți consumatorii atunci când lipsește alimentarea de la rețea? Este bateria prea îmbătrânită sau poate a îmbătrânit prea repede datorită temperaturii ambiante de functionare? Poate furniza suficientă energie?
Se poate ca, datorită procesului de îmbătrânire, bateria să nu mai poată furniza 5 A pentru o periadă de 20 de minute ci doar pentru o perioadă de 5 minute. Lucru care face ca în cele mai rele cazuri datele relevante procesului de îmbuteliere să nu poată fi memorate.
La toate aceste întrebări nu se poate găsi un răspuns folosind o sursă neîntreruptibilă (UPS) convențională.
Tehnologia IQ oferă informații despre starea de încărcare și durată de viață
De aceea cu sursele inteligente Quint UPS-IQ se pot determina parametrii cei mai importanți ai unei baterii. Prin determinarea acestor parametri se poate găsi un echilibru ce poate asigura o funcționare stabilă în orice condiții. Datorită managementului inteligent se cunoaște cu exactitate starea de încărcare a bateriei și timpul de funcționare al acesteia. Prin această caracteristică se pot evita întreruperile nedorite cât și îmbătrânirea prematură a PC-urilor industriale cauzate de lipsa tensiunii de alimentare. Prin folosirea surselor Quint UPS-IQ în exemplul de mai sus utilizatorul primește informații legate de timpul de funcționare al bateriei în cazul în care sunt probleme cu tensiunea de alimentare. Aceste surse Quint UPS-IQ ne pot preciza dacă bateria va funcționa timp de 20 de minute sau în anumite condiții doar 15 minute, atunci când valoarea de prag stabilită în prealabil este atinsă, un mesaj de alarmă poate fi transmis utilizatorului. Acest mesaj poate fi transmis printr-un contact pe releu sau prin soft, prin semnalizarea acestor evenimente utilizatorul are destul timp la dispoziție pentru a interveni fără ca instalația care utilizează acest sistem UPS să fie nevoită să se oprească necontrolat în cazul în care tensiunea de alimentare de la rețea nu este disponibilă.
Durata de viață a bateriei este de asemenea cunoscută ceea ce face ca partea de service a instalației să fie programată și controlată cu mult timp înainte. Dacă bateria este înlocuită la timp, atunci pierderile rezultate din întreruperea neprogramată a instalației pot fi evitate. Este foarte important de știut dacă o baterie trebuie schimbată la doi ani sau la două luni, în special în aplicațiile care se desfășoară pe suprafețe mari, extinse.
De exemplu, în aplicațiile cu centrale eoliene, sistemul de semnalizare este alimentat în permanența de la baterii, prin folosirea acestor surse inteligente service-ul necesar poate fi programat din timp, evitându-se astfel intervențiile inutile și, în aceste condiții, costurile de întreținere scad foarte mult.
Comunicarea permanentă accelerează procesul de încărcare
Comunicarea permanentă dintre sursa neîntreruptibilă Quint UPS-IQ și baterie reprezintă o condiție prealabilă pentru asigurarea monitorizării continue și a managementului inteligent. De aceea, în afară de borna plus și minus, o nouă bornă este disponibilă, ea permițând schimbul de date dintre baterie și sursa Quint UPS-IQ. În momentul în care se realizează conexiunea dintre cele două echipamente, sursa Quint UPS-IQ identifică bateria cu care este conectată, în acest moment bateria transmite către sursă numărul de serie cât și capacitatea ei. În funcție de tipul bateriei și condițiile de temperatură, UPS-ul selectează automat caracteristicile de încărcare ce se vor aplica bateriei, acest lucru va crește semnificativ durata de viață a bateriei. Pentru a determina starea de încărcare a bateriei, aceasta transmite către UPS valorile tensiunii, curentului și a temperaturii interne.
Pentru a calcula curentul de încărcare, sursa Quint UPS-IQ comunică atât cu bateria ce trebuie încărcată cât și cu sursa din amonte, ca și consecință bateria este disponibilă în jumatăte din timpul necesar sistemelor convenționale cu UPS.
Curentul furnizat de sursă este controlat în așa fel încât tot timpul se poate asigura energia necesară consumatorilor cât și posibilitatea ca bateria să se încarce în cel mai scurt timp posibil.
Sursele neîntreruptibile Quint UPS-IQ ce furnizează la ieșire curenți de 5, 10, 20 și 40 A sunt ideale pentru aplicațiile în care se folosește o tensiune de 24 Vdc.
Modulele cu o putere de ieșire de 400 W/500 VA și o tensiune de 85 până la 264 Vac sunt folosite pentru aplicații care necesită tensiuni de alimentare alternative.
Toate variantele de UPS-uri IQ pot fi combinate atât cu baterii de la 1.3 până la 38 Ah ce folosesc tehnologie VRLA, cât și cu baterii performante Li-Ion, ce se folosesc în aplicațiile în care temperatura ambiantă este ridicată. Cu această tehnologie se pot obține timpi de până la 8 ore pentru un consumator de 5 A sau de 30 de minute pentru un consumator de 40 A.
Creșterea flexibilității cu ajutorul parametrizării
Monitorizarea soluțiilor UPS poate fi realizată acum cu software-ul UPS-CONF. Cu ajutorul lui se poate vizualiza starea bateriei. Cu scopul de a îmbunătăți calitatea monitorizării, toți parametrii importanți sunt afișați grafic.
Utilizatorii pot configura sursele Quint UPS-IQ conform dorințelor dacă sistemul plug&play nu le oferă destulă flexibilitate. Mesajele de alarmă, valorile de prag, timpul de operare pot fi schimbate și configurate individual cu ajutorul unui PC, acest lucru face ca fiecare sistem să fie unic și conform cerințelor aplicației. Curentul maxim de încărcare cât și tensiunea bateriei sunt parametrizabile și ele pot fi setate în funcție de aplicația în care este folosit sistemul. Evenimentele cât și informațiile care arată când s-a produs întreruperea alimentării cu tensiune de la rețea pot fi stocate și memorate. Software-ul este disponibil fără costuri suplimentare, poate fi descărcat de pe internet de la zona de descărcare a portalului Phoenix Contact E-Shop.
Concluzii
Iregularitatea tensiunii de alimentare sau absența ei pe perioade scurte de timp pot întrerupe dispozitivele alimentate sau, în unele cazuri, pot provoca întreruperea întregului proces tehnologic. În consecință, utilizatorii sistemelor UPS au un avantaj major în cazul în care apar astfel de evenimente. Pentru a veni în întâmpinarea acestor probleme Phoenix Contact a realizat prin tehnologia IQ o nouă generație de surse neîntreruptibile (UPS) care cresc eficiența și disponibilitatea sistemelor.
Tehnologie SFB pentru eficiența costului și protectie selectivă
Dacă utilizatorii combină sursa neîntreruptibilă Quint UPS-IQ cu sursele Quint Power, aceștia pot beneficia de avantajele oferite de sursele Quint Power. Avantajul major al acestor surse este reprezentat de puterea suplimentară pe care o pot oferi. Acest lucru se traduce prin faptul că, în cazul în care este necesară o energie mult mai mare la pornire, sursa poate furniza un curent de până la 150 % din valoarea nominală, fără ca tensiunea să fie afectată. Un alt avantaj major oferit de aceste surse este reprezentat de tehnologia SFB (Selectiv Fuse Breaking Technology), care permite declanșarea siguranțelor termomagnetice atunci când acestea nu au declanșat la timp. Mai bine zis, dacă un consumator al sursei folosește mai mult curent decât în cazul normal, sursa detectează acest fenomen și, pentru o perioadă de 12 ms, va furniza un curent de până la șase ori curentul nominal. Acest lucru face ca siguranța automată să declanșeze și astfel sursa nu mai intră în protecție, oferind celorlalți consumatori alimentarea de care au nevoie.
