USV nach Maß

Die USV-Spielarten

Bei den Systemen gibt es große Unterschiede. In der Vergangenheit wurden Unterbrechungsfreie Stromversorgungen als Online- oder Offline-Systeme bezeichnet sowie einer ganzen Palette von Hybridkonzepten zugeordnet, die sich an eins der beiden Hauptverfahren anlehnten. Seit 2003 macht die IEC-Norm 62040-3 Schluss mit dem Begriffs-Wirrwarr. Ein Code nach dem Muster XXX-YY-123 gibt detailliert Auskunft über Art und Eigenschaften der USV: Die erste Buchstabengruppe legt die Betriebsweise fest und erläutert den Grad der Abhängigkeit von Netzspannungs- und Frequenzänderungen. Die zweite Buchstabengruppe beschreibt die Kurvenform der Ausgangsspannung, wobei der erste Buchstabe für Netzbetrieb und der zweite bei Batteriebetrieb gilt. Das Verhalten am Ausgang ist in drei Stufen eingeteilt: Ein „S“ steht für sinusförmig, der Buchstabe „X“ für nicht-sinusförmig mit einem Verzerrungsfaktor D > 0,08 und mit einem „Y“ wird angezeigt, dass die Ausgangsspannung auch die Grenzwerte nach IEC 61000-2-2 überschreiten kann. Der Ziffernblock schließlich geht ins Detail und legt Grenzwerte für die Abweichung der Ausgangsspannung bei verschiedenen Störungsarten fest.

Die Klasse VFI (laut erster Buchstabengruppe) stellt die höchste Anforderung dar: Sie verlangt, dass die Ausgangsspannung unabhängig von Schwankungen der Eingangsspannung und Frequenz bleibt. Dies entspricht in etwa dem, was früher als Doppelwandler- oder Online-USV bezeichnet wurde. Eine Stufe tiefer ist die Klasse VI angesiedelt: Geräte dieser Klasse erfüllen die Anforderung, den Ausgang frei von Änderungen der Eingangsspannung zu halten, während der Ausgang synchron zur Netzfrequenz läuft. Offline-Geräte tragen heute das Kürzel VFD; sie schützen lediglich vor drei von zehn in der IEC-Norm definierten Störungen. Der USV-Ausgang ist von Netzspannung und Frequenz abhängig und die Schutzwirkung im Vergleich der drei Verfahren am geringsten. Mittlerweile sind VFI-Anlagen bei hochwertigen Geräten die Regel, unabhängig davon, ob es sich um die Absicherung eines „typischen“ Computers oder Servers im Rechenzentrum oder einer Steuerung und eines Antriebs im Anlagenbau handelt.

Variabel einsetzbar

Die Notwendigkeit einer VFI-USV im Maschinenbau erklärt sich schon aus den Bedingungen, unter denen eine USV hier eingesetzt wird: Auf der Netzleitung schwingen oft hohe Störspannungen mit und das Schalten großer elektrischer Verbraucher wie Schütze, Pumpen oder Motoren sorgt für Lastspitzen und Spannungseinbrüche. Eine USV, die nicht zu jeder Zeit die Kontrolle über die erzeugte Spannung am Ausgang hat, würde solche Unreinheiten an die angeschlossenen Verbraucher weitergeben.

Je schneller die Elektronik einer USV also auf hohe Anlaufströme oder Überspannungen reagiert, desto besser. Generell haben bei der Reaktionsgeschwindigkeit USV-Systeme ohne ausgangsseitigen Transformator die Nase vorn. Da sie nicht gegen die Trägheit der massiven induktiven Last ankommen müssen, können sie Laständerungen mit sehr geringer Verzögerung ausregulieren. Stellt die Umgebung zudem hohe Ansprüche an die Festigkeit gegen Überspannungen, ist es wichtig, dass der USV-Hersteller optional eine zusätzliche Überspannungsableitung einbauen kann.

1. USV nach Maß
2. USV nach Maß
3. Der modulare Ansatz
4. Die USV-Spielarten