C'est déjà l'automne, et dans notre blog technique, les éditeurs et les lecteurs veulent probablement faire une pause dans les termes, schémas et diagrammes complexes pour l'utilisation d'onduleurs (alimentations sans coupure), et parler de quelque chose de plus abstrait, - bien que pas divertissant, mais au moins élargir les horizons. C'est ce que nous allons faire. Tout le monde sait que le lieu principal de la vie d'UPS est sous la table de bureau ou dans la salle des serveurs du centre de données. Mais vous pouvez trouver un onduleur dans d'autres endroits où le fonctionnement de systèmes importants ou même la vie humaine dépend de l'alimentation électrique. Voici quelques exemples intéressants.
Dans le ciel
Il serait surprenant que les avions n'aient pas d'UPS, étant donné que les doublures modernes sont remplies de toutes sortes d'électronique. Bien sûr, l'onduleur installé sur les avions a un certain nombre d'exigences particulières par rapport à ses homologues de bureau (conditions de température, résistance aux vibrations et changements de pression atmosphérique), et ils sont appelés un peu différemment - «Emergency Power Supply», ou EPS ( Alimentation électrique d'urgence). Contrairement aux onduleurs au sol, ils sont alimentés en courant continu du réseau de bord 28 V, mais en sortie, ils émettent toute une gamme de tensions différentes: 24 V et 2,0–6,5 V CC et 115 V / 400 Hz CA.
Source EPS 501-1228-04 pour les avions Bombardier et Embraer. Source: PaulGreasley / Wikimedia Commons
Sur les avions, les sources EPS sont installées dans une étagère avionique existante ou un support de montage en option. Leur tâche est de maintenir l'alimentation électrique de l'avionique vitale en cas de panne complète du réseau de bord, y compris le groupe auxiliaire de puissance (APU) et même la turbine à air de secours (turbine à air Ram), une unité peu connue avec un siècle d'histoire dans l'aviation. Il s'agit d'une petite roue avec une hélice qui, si tous les autres générateurs échouent, se déplace automatiquement et tourne avec le flux d'air entrant. Malgré sa petite taille, la puissance du générateur est d'environ 10 kVA (selon le modèle d'avion).
La turbine de secours sort du boîtier lorsque tous les autres générateurs tombent en panne (illustré ici sur le jet d'affaires Dassault Falcon 7X, mais également utilisé sur les avions de ligne et les avions militaires). Source: YSSYguy / Wikimedia Commons
EPS alimente l' horizon artificiel et d'autres consommateurs critiques de l'avionique. Le circuit d'alimentation pour la commande du gouvernail dispose également de batteries de secours de 28 V - pour les pneus des générateurs de moteurs d'avion standard et pour le bus APU. Mais il y a des batteries, pas UPS ou EPS, c'est-à-dire ils sont chargés en courant continu et fournissent également du courant continu.
Les batteries d'une capacité de 5 à 10 Ah sont utilisées dans l'EPS, et l'EPS a un poids approximativement égal à celui des batteries de bureau avec des batteries de capacité similaire. Par exemple, un EPS avec une batterie de 5 Ah pèse environ 6 kg, c'est-à-dire comme son cousin de bureau. Étonnamment, l'EPS aéronautique utilise toujours des batteries au plomb-acide sans entretien plutôt lourdes que des batteries lithium-ion plus légères. L'explication est simple: la Federal Aviation Agency (FAA) et d'autres organismes de réglementation de l'aviation tentent d'éliminer les équipements dangereux d'incendie à bord. Cependant, avec les progrès de la technologie des batteries au lithium et l'ère à venir des avions tout électriques, cette interdiction sera probablement levée.
Combien coûte une unité d'alimentation sans coupure d'urgence pour une compagnie aérienne? D'après les réponses de Quora, le coût du carburant d'aviation pour un avion moyen-courrier est de 1 cent pour 1 kg de fret transporté par heure. Pendant toute la durée de vie d'un avion de passagers, la source d'alimentation EPS passera environ 120 à 150 000 heures dans les airs, et avec un poids de 6 kg, elle dépensera environ 7 à 9 000 dollars pour ses voyages.
Où des vies sont sauvées
Les mains du chirurgien n'ont pas besoin de courant, mais un bon éclairage du bloc opératoire est important. Source: Pixabay
En parlant du prochain cas d'UPS, nous continuons notre ligne de sauver des vies. Les établissements de santé dépendent de l'alimentation électrique continue nécessaire pour faire fonctionner des équipements très sensibles aux pannes de courant, même momentanées. Par exemple, un analyseur de sang de laboratoire effectue des processus synchronisés qui durent assez longtemps (parfois plusieurs heures). L'arrêt de l'analyseur en raison d'une panne de courant peut entraîner la perte du biomatériau étudié ou des erreurs dans les données de diagnostic, ce qui à son tour sera décisif pour la vie du patient ou affectera considérablement le calendrier de travail de la clinique.
Ou un équipement de transplantation cellulaire en chirurgie de la reproduction, en particulier un cryostat - il est extrêmement important qu'il soit soutenu par un système d'alimentation de secours à partir des batteries de l'onduleur: en cas de panne de courant et que les échantillons restent dans une chambre cryogénique désexcitée, le biomatériau peut être détruit. Cela entraînera la nécessité de répéter la procédure chirurgicale ou la perte de cellules du donneur, ce qui peut devenir un problème grave ou même une tragédie personnelle pour le patient.
Une alimentation électrique sans coupure correctement organisée pour les établissements médicaux devrait avoir trois niveaux de soutien énergétique. Le premier niveau est un groupe électrogène diesel de secours (DGS) desservant l'ensemble de l'hôpital. Le deuxième niveau comprend les kits UPS pour les zones critiques, qui comprennent les salles d'opération, les unités de soins intensifs et les laboratoires de diagnostic. L'UPS est installé ici avec des blocs-batteries supplémentaires pour la protection locale des équipements médicaux. Aux USA, il existe une règle selon laquelle ces kits (UPS + batteries externes) doivent garantir que les équipements médicaux fonctionnent dans une pièce protégée pendant au moins 2 heures. En Russie, selon GOST R 50571.28-2006, le temps d'éclairage autonome des salles d'opération et l'alimentation des autres équipements qui s'y trouvent (seuls les endoscopes sont mentionnés) sont normalisés pendant au moins 3 heures. Le troisième niveau de protection est UPS,intégré directement dans les équipements médicaux tels que la ventilation pulmonaire artificielle (ALV).
Traditionnellement, les onduleurs en ligne sont utilisés pour la technologie médicale, qui ont un temps de transfert nul vers la batterie et une tension sinusoïdale pure en sortie. Une gamme assez large d'équipements (lasers médicaux, systèmes robotiques, etc.) ne peut pas fonctionner avec une forme d'onde de tension sinusoïdale approximative fournie par des onduleurs interactifs en ligne et de secours.
Un onduleur pour les équipes de télémédecine peut alimenter une gamme d'appareils. Source: Eaton
En plus des onduleurs stationnaires, des blocs d'alimentation sans coupure portables dans des boîtiers antichoc sont produits pour une utilisation dans la pratique médicale. Ils peuvent utiliser une large gamme d'appareils pour charger les batteries - générateurs portables, panneaux solaires et éoliennes, batteries de voiture. Les onduleurs portables sont utilisés par les équipes médicales d'urgence, et récemment - même par les thérapeutes qui reçoivent des patients en mode télémédecine (jusqu'à présent, il s'agit d'une pratique étrangère).