Como escolher a UPS correta: Alta frequência ou frequência industrial?

DICAS: No domínio das operações industriais e infra-estruturas críticas, a seleção de uma Fonte de Alimentação Ininterrupta (UPS) é uma decisão de extrema importância. Entre as opções disponíveis, os sistemas UPS de Alta Frequência e Frequência Industrial são duas escolhas proeminentes, cada uma com caraterísticas distintas em termos de princípios de funcionamento, atributos de desempenho e cenários de aplicação ideais. Para as empresas e utilizadores, uma compreensão abrangente destas diferenças é crucial para fazer uma escolha informada que se alinhe com os seus requisitos específicos de energia, garantindo um fornecimento de energia contínuo e fiável. A BKPOWER, uma entidade líder na indústria de UPS, tira partido dos seus profundos conhecimentos técnicos e da sua vasta experiência para desenvolver UPS de alta frequência e de elevado desempenho. UPS de frequência industrial que satisfazem uma vasta gama de necessidades de proteção de energia. Este artigo analisa em pormenor as caraterísticas de ambos tipos de UPS e, em conjunto com as vantagens das ofertas da BKPOWER, fornecem um guia completo para os utilizadores fazerem a seleção certa.

I. Comparação do princípio de funcionamento da UPS de alta frequência e da UPS de frequência industrial

1.Princípio de funcionamento da UPS de alta frequência

Os sistemas UPS de alta frequência utilizam tecnologia de comutação de alta frequência. Quando a energia da rede é estável, a corrente alternada (CA) é primeiro convertida em corrente contínua (CC) de alta frequência através de um retificador de alta frequência. Subsequentemente, a corrente contínua de alta frequência é transformada novamente em corrente alternada por um inversor para fornecer energia à carga, carregando simultaneamente a bateria. A frequência de funcionamento é normalmente superior a 20kHz. A utilização de tecnologias de retificação e inversão de alta frequência permite que estes sistemas sejam mais compactos em tamanho e mais leves em peso. No caso de uma falha de energia da rede eléctrica, a bateria descarrega-se e o inversor continua a alimentar a carga.

2.Princípio de funcionamento da UPS de frequência industrial

Sistemas UPS de frequência industrial dependem de transformadores de frequência industriais tradicionais. Quando a energia da rede é normal, o retificador converte a energia CA em CC. Esta energia CC é depois invertida de novo em CA pelo inversor para alimentar a carga. O transformador de frequência industrial, que funciona a 50Hz ou 60Hz, desempenha um papel crucial na regulação da tensão, no isolamento elétrico e no aumento da capacidade de carga da UPS. Também carrega a bateria. Quando a rede eléctrica falha, a bateria, através do inversor e do transformador de frequência industrial, continua a fornecer energia à carga, assegurando um funcionamento ininterrupto.

II. Comparação das caraterísticas de desempenho das UPS de alta frequência e de frequência industrial

1.Eficiência e consumo de energia

(1).UPS de alta frequência

Graças à tecnologia de comutação de alta frequência, os sistemas UPS de alta frequência reduzem as perdas electromagnéticas, resultando numa eficiência relativamente elevada, normalmente entre 92% e 96%. Durante o funcionamento a longo prazo, o menor consumo de energia ajuda as empresas a reduzir os custos operacionais, tornando-os uma escolha ideal para cenários em que os utilizadores são sensíveis às despesas de eletricidade e dão prioridade à eficiência energética. Por exemplo, em centros de dados com necessidades contínuas de energia, a caraterística de poupança de energia da UPS de alta frequência pode levar a poupanças substanciais ao longo do tempo.

(2).UPS de frequência industrial

A presença do transformador de frequência industrial nos sistemas UPS de frequência industrial contribui para perdas internas mais elevadas. A sua eficiência situa-se geralmente entre 85% e 90%. Embora os avanços tecnológicos tenham melhorado este valor, em comparação com as UPS de alta frequência, continuam a consumir mais energia. Em aplicações de grande escala, este consumo de energia mais elevado pode aumentar significativamente as contas de eletricidade de uma empresa.

2.Estabilidade da tensão de saída

(1).UPS de alta frequência

Os sistemas UPS de alta frequência oferecem uma boa estabilidade da tensão de saída, mantendo normalmente as flutuações de tensão no intervalo de ±1% - ±2%. No entanto, quando confrontados com cargas de impacto, como o arranque súbito de motores, a tensão pode registar flutuações momentâneas significativas e o tempo de recuperação pode ser relativamente longo. Este facto pode colocar desafios ao equipamento que é altamente sensível a variações de tensão.

(2).UPS de frequência industrial

Com as propriedades de regulação de tensão e de isolamento do transformador de frequência industrial, Sistemas UPS de frequência industrial são excelentes na estabilidade da tensão de saída. Conseguem manter as flutuações de tensão dentro de ±1%. Ao lidar com cargas de impacto, respondem prontamente, garantindo uma tensão de saída estável. Isto torna-os particularmente adequados para alimentar equipamento que exija uma fonte de alimentação altamente estável, como máquinas de fabrico de precisão.

3.Resistência à interferência electromagnética

(1).UPS de alta frequência

Os dispositivos de comutação de alta frequência nos sistemas UPS de alta frequência geram um certo grau de interferência electromagnética durante o funcionamento. Apesar de estarem equipados com circuitos de filtragem, a sua capacidade de resistir às interferências é relativamente fraca em ambientes electromagnéticos complexos. Em ambientes onde funcionam simultaneamente numerosos dispositivos electrónicos, as UPS de alta frequência podem ser afectadas por interferências, o que pode perturbar o seu funcionamento normal.

(2).UPS de frequência industrial

O transformador de frequência industrial em Sistemas UPS de frequência industrial proporciona um isolamento eletromagnético natural. Bloqueia eficazmente harmónicas, picos e outras interferências presentes na rede eléctrica, dotando estes sistemas de fortes capacidades anti-interferência. Mesmo em ambientes com intensa interferência electromagnética, a UPS de frequência industrial pode funcionar de forma estável, protegendo o equipamento de carga ligado de efeitos adversos.

4.Capacidade de sobrecarga

(1).UPS de alta frequência

Os sistemas UPS de alta frequência têm geralmente uma capacidade de sobrecarga moderada. Normalmente, podem suportar 125% - 150% da carga nominal durante 1 a 10 minutos. Quando a carga aumenta repentinamente ou sofre uma sobrecarga instantânea, existe o risco de a UPS de alta frequência não conseguir manter o fornecimento de energia durante um período prolongado, podendo levar a paragens do sistema.

(2).UPS de frequência industrial

Sistemas UPS de frequência industrial apresentam uma maior capacidade de sobrecarga. Podem suportar 150% da carga nominal durante 1 minuto e, nalguns casos, múltiplos de sobrecarga ainda mais elevados. Esta robusta tolerância à sobrecarga torna-os adequados para ambientes de produção industrial onde as variações de carga são frequentes. Podem lidar eficazmente com picos súbitos de carga, assegurando o funcionamento contínuo de equipamento crítico.

5.Tamanho e peso

(1).UPS de alta frequência

Sem a necessidade de um grande transformador de frequência industrial, os sistemas UPS de alta frequência apresentam uma estrutura interna compacta. Como resultado, são mais pequenos em tamanho e mais leves em peso. Por exemplo, uma UPS de alta frequência de 10kVA pode ter apenas metade do tamanho e do peso da sua contraparte de frequência industrial. Isto torna-os muito convenientes para instalação e transporte, especialmente em espaços com espaço limitado.

(2).UPS de frequência industrial

O transformador de frequência industrial de grandes dimensões e peso elevado contribui para o volume e peso relativamente grandes dos sistemas UPS de frequência industrial. Durante a instalação e o transporte, isto requer mais mão de obra e recursos de espaço. Também têm requisitos mais elevados para o ambiente de instalação, o que pode limitar a sua utilização em determinados cenários.

III. Vantagens dos produtos UPS de alta frequência e frequência industrial da BKPOWER

1.Produtos UPS de alta frequência BKPOWER

(1).Eficiência energética e poupança de custos

Os produtos UPS de alta frequência da BKPOWER utilizam dispositivos avançados de comutação de alta frequência e algoritmos de controlo optimizados, alcançando uma eficiência impressionante de até 96%, que está na vanguarda da indústria. Em cenários de grande escala de consumo de energia, como centros de dados, podem ajudar as empresas a poupar uma quantidade significativa de custos de eletricidade anualmente. Por exemplo, depois de implementar a UPS de Alta Frequência da BKPOWER, uma empresa de Internet de grande escala testemunhou uma redução de 15% nas suas contas anuais de eletricidade.

(2).Monitorização e gestão inteligentes

Equipados com sistemas de monitorização inteligentes, os produtos UPS de alta frequência da BKPOWER suportam monitorização remota através de múltiplas interfaces de comunicação, incluindo RS232, USB e SNMP. Os utilizadores podem monitorizar em tempo real o estado de funcionamento da UPS, as condições de carga, os níveis da bateria e outras informações vitais. Além disso, podem controlar e gerir remotamente a UPS através de aplicações móveis ou software informático, permitindo uma operação e manutenção inteligentes.

(3).Capacidade de expansão flexível

Estes produtos suportam uma conceção modular, permitindo aos utilizadores adicionar módulos de potência de forma flexível, de acordo com as suas necessidades reais de carga. Isto permite actualizações contínuas da capacidade do sistema. Além disso, os bateria pode ser expandido com base na duração desejada do fornecimento de energia, satisfazendo as necessidades de energia em evolução das empresas em diferentes fases.

2.Produtos UPS de frequência industrial BKPOWER

(1).Estabilidade e fiabilidade superiores

Os produtos UPS de frequência industrial da BKPOWER são concebidos com transformadores de frequência industrial de alta qualidade e arquitecturas de circuito maduras, assegurando uma tensão de saída estável e fortes capacidades anti-interferência. Têm sido utilizados com sucesso em indústrias com requisitos rigorosos de estabilidade de energia, como a indústria transformadora e a área médica, e têm recebido grandes elogios dos utilizadores. Por exemplo, num projeto de fornecimento de energia a equipamentos médicos de um hospital, a UPS de frequência industrial da BKPOWER garantiu o funcionamento estável de dispositivos críticos como scanners CT e máquinas de ressonância magnética.

(2).Tolerância excecional a sobrecargas e falhas

Com uma notável capacidade de sobrecarga e tolerância a falhas, as UPS de frequência industrial da BKPOWER podem funcionar de forma estável mesmo em ambientes de rede eléctrica adversos. Rigorosamente testados e verificados, estes produtos têm um tempo médio entre falhas (MTBF) superior a 200.000 horas, proporcionando uma proteção de energia fiável para cargas críticas.

(3).Serviço pós-venda abrangente

A BKPOWER estabeleceu uma extensa rede global de serviços pós-venda. Para os seus produtos UPS de frequência industrial, oferece apoio técnico 7×24 horas, inspecções regulares do equipamento e serviços de manutenção. A equipa técnica profissional pode responder prontamente aos pedidos de informação dos clientes e resolver rapidamente quaisquer problemas que surjam durante o funcionamento do equipamento, garantindo tranquilidade aos utilizadores.

IV. Análise dos cenários aplicáveis às UPS de alta frequência e de frequência industrial

1.Cenários aplicáveis à UPS de alta frequência

(1).Centros de dados

Os centros de dados têm elevadas exigências em termos de eficiência e utilização do espaço. A eficiência energética e o tamanho compacto dos sistemas UPS de alta frequência satisfazem perfeitamente estes requisitos. As suas funções de monitorização inteligente também facilitam a gestão e manutenção centralizadas nos centros de dados, assegurando o funcionamento estável dos servidores e de outros equipamentos críticos.

(2).Espaços para escritórios comerciais

Em ambientes de escritórios comerciais, onde a carga é relativamente estável e a procura de capacidade de sobrecarga não é extremamente elevada, os sistemas UPS de alta frequência são uma excelente escolha. As suas caraterísticas de poupança de energia, compactas e inteligentes podem fornecer um suporte de energia fiável para equipamento de escritório, como computadores e impressoras, reduzindo simultaneamente os custos de eletricidade para as empresas.

(3).Estações de base de telecomunicações

As estações de base de telecomunicações estão amplamente distribuídas e, muitas vezes, existem limitações rigorosas quanto ao tamanho e peso do equipamento. O design pequeno e leve das UPS de alta frequência torna-as fáceis de instalar e transportar. O seu funcionamento energeticamente eficiente também ajuda a reduzir os custos operacionais das estações de base e melhora a eficiência da utilização de energia.

2.Cenários aplicáveis à UPS de frequência industrial

(1).Produção Industrial

Os locais de produção industrial têm normalmente ambientes de rede eléctrica complexos, variações de carga frequentes e um grande número de cargas de impacto. A forte capacidade de sobrecarga, a excelente estabilidade de tensão e a elevada resistência à interferência electromagnética dos Sistemas UPS de frequência industrial tornam-nas ideais para alimentar equipamento industrial, como máquinas-ferramentas CNC e linhas de produção automatizadas, assegurando processos de produção contínuos.

(2).Indústria médica

Indústria médicaO equipamento médico, como as máquinas de ressonância magnética (MRI) e os monitores cardíacos, requer uma fonte de alimentação altamente estável e pura. Mesmo pequenas flutuações de energia podem afetar a precisão do diagnóstico e tratamento médico. Os sistemas UPS de frequência industrial, com as suas caraterísticas de elevada estabilidade e isolamento eletromagnético, podem fornecer uma fonte de energia segura e fiável para dispositivos médicos, salvaguardando a vida e a saúde dos pacientes.

(3).Sectores de infra-estruturas críticas

Sectores como as redes eléctricas e os transportes dependem de equipamento crítico que, se for interrompido, pode causar graves consequências. Estes sectores exigem sistemas UPS com uma fiabilidade e estabilidade excepcionais. A UPS de frequência industrial, com o seu excelente desempenho e elevada fiabilidade, é a escolha preferida para garantir o funcionamento normal de infra-estruturas críticas.

V. Recomendações de seleção para UPS de alta frequência e de frequência industrial

1.Seleção com base nas caraterísticas da carga

Se a carga consistir principalmente em dispositivos electrónicos, tais como computadores e servidores, e se a carga for relativamente estável, a UPS de Alta Frequência é uma opção recomendada. Por outro lado, quando a carga inclui um número significativo de dispositivos do tipo impacto, como motores e soldadores, ou quando existem requisitos rigorosos para a estabilidade da tensão, deve ser dada prioridade à UPS de Frequência Industrial.

2.Selecionar de acordo com o ambiente de utilização

Em ambientes com interferências electromagnéticas complexas e má qualidade da rede eléctrica, a capacidade anti-interferência superior da UPS de frequência industrial confere-lhe uma vantagem. Para cenários com espaço limitado e requisitos rigorosos em termos de tamanho e peso do equipamento, a UPS de alta frequência é mais adequada.

3.Considerar o custo - factores relacionados

A UPS de alta frequência tem geralmente um custo de aquisição inicial mais baixo e um consumo de energia mais baixo a longo prazo, o que a torna adequada para utilizadores preocupados com os custos. Embora a UPS de frequência industrial possa ter um custo inicial mais elevado, a sua fiabilidade pode ajudar a reduzir as perdas potenciais causadas por falhas de equipamento em aplicações críticas, proporcionando valor a longo prazo.

Os sistemas UPS de alta frequência e de frequência industrial têm cada um as suas caraterísticas e vantagens únicas. A seleção do sistema UPS apropriado requer uma consideração abrangente de múltiplos factores, incluindo caraterísticas de carga, ambiente de utilização e custo. A BKPOWER, com o seu extenso portefólio de produtos e serviços técnicos profissionais, é capaz de fornecer soluções UPS personalizadas. Independentemente do cenário de aplicação, a BKPOWER pode satisfazer as suas necessidades de proteção de energia e contribuir para o desenvolvimento estável do seu negócio.

Referências

1. Comissão Eletrotécnica Internacional (CEI)Sítio Web oficial: www.iec.ch
2. Underwriters Laboratories (UL)Sítio Web oficial: www.ul.com
3. Comité Europeu de Normalização (CEN)Sítio Web oficial: www.cen.eu
4. Administração da Normalização da China (SAC)Sítio Web oficial: www.sac.gov.cn
5. Aliança Tecnológica da Indústria de Armazenamento de Energia de Zhongguancun (CNESA)Sítio Web oficial: www.cnESA.org
6. Organização Internacional de Normalização (ISO)Sítio Web oficial: www.iso.org