Por José Joaquim
Santos Silva
(Técnico em eletrônica )
Curso completo de nobreaks e dicas de
defeitos encontrados, e como foram
resolvidos através do zap
71 986177897 e pix.
Apostilas com mais de 100 paginas.
tudo sobre nobreaks.
Salvador, 21/03/2023
NOBREAKS EM BLOCOS
Na figura é mostrado o diagrama em blocos desta topologia, muito similar ao
nobreak do tipo Standby, exceto pela existência de estabilizador de tensão na saída. Em
função da tensão da rede de alimentação, existem duas condições de operação:
Os nobreaks line interactive possuem as características descritas
abaixo:
·
Com a rede elétrica variando ao redor do valor nominal, a tensão de saída é controlada e protegida contra interferências
(EMI e EFI) e surtos de tensão através de circuitos
eletrônicos especialmente dimensionados;
·
Em falha
de rede, a tensão de saída é interrompida por um tempo inferior a 4 milésimos de segundo, que é o tempo suficiente para o acionamento do inversor que trabalha em paralelo. Esse procedimento
é muito mais rápido que o utilizado em
equipamentos com chave de transferência (nobreaks STAND BY ou como são conhecidos no Brasil, Shortbreak);
·
Os nobreaks
com Tecnologia
LINE INTERACTIVE, como possuem estabilizador interno, corrigem
o nível de tensão fornecido as cargas a um valor adequado sem a necessidade
de entrar freqüentemente em
operação
bateria, não descarregando
as baterias desnecessariamente;
·
Formas de onda quase-senoidal (PWM) com controle de amplitude
(Família µSB) e senoidal
(Família µSP).
Rede Presente: a chave CH é mantida fechada. Através do estabilizador, a carga é alimentada pela rede elétrica, onde a tensão é estabilizada, porém
a frequência de saída
é totalmente dependente da
entrada (frequência
de saída = frequência de entrada!!);
Falha na Rede: a
chave CH é aberta e a carga passa a ser alimentada pelo conjunto inversor /
banco de baterias.
De modo similar ao
Stand-by, na ocorrência de falta e retorno da rede de alimentação,
normalmente irá ocorrer interrupção durante a transferência da caga da rede/estabilizador => inversor e
vice-versa. De acordo com a NBR 15014,
a topologia
dita como
“convencional”, é apresentada acima na figura 3,
pode
ter algumas variações, onde as principais são apresentadas a seguir: Interativo
Ferroressonante:
Esta configuração tem o mesmo
descritivo funcional apresentado no item anterior, porém é
caracterizada pelo emprego de
um transformador do tipo
ferrorressonante como estabilizador.
Em função disto, são relativamente pesados, a
regulação estática de saída é ruim, e existe normalmente
elevada distorção harmônica na tensão de saída (em alguns casos é necessário o
uso de filtros
para harmônicos de terceira e quinta ordem
em paralelo com a
saída deste trafo). Ao longo do tempo, normalmente passam a apresentar elevado ruído sonoro,
pois devido ao seu projeto /
função, próximos à região de saturação do núcleo, operam com temperatura elevada.
3.2.3- Interativo
de Simples
Conversão: Nesta configuração um único conversor desempenha as funções de carregador de baterias, condicionador de tensão
e inversor (figura 4). Por esta razão, são
também denominados como Bidirecionais ou Tri-Port. Enquanto a rede de alimentação
está presente, esta é condicionada pelo conversor,
que também mantém as baterias
carregadas. A frequência de entrada e
saída são iguais. Durante uma falta de rede, a chave CH é aberta, este conversor inverte o sentido de
potência, e passa operar como inversor,
alimentando a carga com a energia das baterias.
No-Break On-Line
O termo On Line indica que a tensão de
saída não é interrompida quando há falta de energia elétrica, ou seja, a tensão
que alimenta as cargas é fornecida ora pelo conjunto banco de baterias-inversor
ora pelo conjunto rede elétrica-inversor, ou ambos os conjuntos dependendo do
tipo de on line.
O diagrama em blocos desta
configuração é apresentado na figura
5. Nos
equipamentos desta topologia sempre existe dupla conversão de energia: no primeiro estágio o retificador opera como conversor de tensão alternada (rede) em contínua e no segundo estágio
o inversor converte tensão contínua em alternada (saída), deste modo
gerando tensão de saída com
amplitude/frequência/forma totalmente independentes
da entrada.
Atualmente, na maior parte dos casos,
existe circuito independente para a carga do banco de baterias (carregador de
baterias), o qual propicia gerenciamento totalmente voltado para as
necessidades desta, bem como redundância neste ponto (aumento da confiabilidade
do sistema).
Esta configuração apresenta extrema confiabilidade, operando normalmente pelo inversor e em caso de sobrecarga (ou até mesmo curto-circuito na saída), sobre temperatura,
falha interna, ou outro fator que
prejudique o fornecimento, a chave estática transfere a carga para a rede. Após
a normalização da situação, a chave estática retorna a carga para o
inversor, sem interrupção.
Na figura 6 é mostrado o fluxo de potência com rede
presente. O circuito retificador alimenta inversor, enquanto o banco de
baterias é mantido carregado pelo circuito carregador de baterias. A carga é
continuamente alimentada pelo inversor. Deste modo, a saída tem frequência e
tensão controladas, e independentes da entrada. O banco de baterias é isolado
do barramento CC através de um diodo, o qual não é polarizado com rede
presente. Também pode ser empregado tiristor nesta função, permitindo maior
gerenciamento deste ponto.
Durante uma falha na rede comercial, a
energia armazenada no banco de baterias é utilizada pelo inversor para
alimentar a carga, sem interrupção ou transferência, sendo representado na
figura 7.
A
forma de onda da tensão de saída permanece inalterada.
Os sistemas On-Line operam normalmente com tensão mais elevada no barramento de tensão contínua (utilizam maior
número de baterias). Este fator faz com que o rendimento do circuito
inversor seja normalmente superior nos sistemas On-Line.
O inversor é projetado para operação contínua, sendo neste caso totalmente
compatível para aplicação em
autonomias elevadas, de várias horas se for o caso, bastando
apenas o uso / dimensionamento do banco
de baterias conforme a necessidade. Neste
sentido, é também importante
que o
nobreak permita ampliação da capacidade do carregador
de baterias (normalmente associação
em paralelo
de mais conversores), ou então o uso de retificador externo com esta finalidade. Com esta topologia, associada ao rigoroso processo
de desenvolvimento e produção das unidades da CP Eletrônica, são
obtidos níveis de MTBF acima
de 500.000 horas (visto
pela carga), e nas famílias mais recentes se aproximando de
1.00.00
de horas!!!
**Atenção: No caso de bancos de baterias em
paralelo, é recomendado proteção via disjuntor adequado junto à cada banco de
baterias, facilitando também sua desconexão para manutenção preventiva /
corretiva.
Com o intuito de informar as diferenças básicas entre as
tecnologias empregadas nos nobreaks, adotaremos como base a nomenclatura
utilizada pelos líderes mundiais do
setor de condicionamento de energia, já
que no Brasil não há uma uniformidade de linguagem entre os fabricantes. A
seguir, serão descritas as tecnologias mais utilizadas pelos fabricantes de
nobreaks.
On-line série e paralelo
Os nobreaks
da família ON-LINE possuem duas concepções básicas: SÉRIE E PARALELO.
On-line série
Os nobreaks ON-LINE SÉRIE (família µSW) são formados pelas
seguintes características:
·
A
energia percorre um
"caminho" único (série), onde a
tensão da rede elétrica passa por
um retificador que transforma tensão Alterada (AC) em Contínua (DC) para as
baterias e para o inversor, que fornece tensão
as cargas continuamente através da transformação da Tensão Contínua (DC) em Alterada
(AC).
·
Dupla conversão, ou seja, a tensão é transformada duas
vezes, uma através do retificador
e a outra através do inversor.
·
Inversor fornecendo 100% da
potência durante todo o tempo de operação.
·
Fornece energia
com excelente condicionamento
(energia regulada e filtrada) já que a tensão fornecida à carga é continuamente "reconstituída"pelo nobreak,
utilizando a energia da rede elétrica
e das baterias.
·
Não
faz uso da chave de transferência.
·
Alguns
possuem sistema de By Pass
(automático e/ou manual).
·
Estabiliza
a freqüência de saída.
·
Forma de onda
de tensão de saída senoidal igual a fornecida
pela rede elétrica).
On-line
paralelo
Os nobreaks on-line
paralelo apresentam as seguintes características:
·
O nobreak é chamado paralelo porque a energia elétrica é fornecida
a carga simultaneamente
(paralelo) pela rede elétrica e pelo inversor;
·
Inversor paralelo bidirecional que funciona
simultaneamente como retificador e como inversor;
·
Única conversão, ou seja, a Tensão Alternada (AC) não é transformada em Tensão Contínua (DC);
·
Menor estabilização de freqüência
em relação ao ON-LINE SÉRIE (depende da variação da freqüência da rede elétrica);
·
Não
faz uso da chave de transferência;
·
Alguns
possuem sistema de By Pass
(automático e/ou manual);
·
Forma de onda
da tensão de saída senoidal (igual a fornecida pela rede elétrica).
temos apostilas praticas e teóricas para iniciantes e avançados.
