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Sistemas de Energia

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Alimentador

Equipamento destinado normalmente a alimentar cargas em Corrente Contínua, nomeadamente centrais telefónicas, e que simultaneamente mantêm baterias carregadas, em tampão.
Quando falta a rede eléctrica, as baterias mantêm o equipamento alimentado.
A tensão de saída deve ter um tremor de acordo com as normas CCITT.

Ver Carregador; Rectificador.

Autonomia

 Tempo durante o qual uma UPS ou um Alimentador conseguem manter em funcionamento, após falha da rede eléctrica, uma carga com a potência máxima especificada (ou uma dada percentagem desta, por exemplo 80%).
Este tempo aumenta quando a carga diminui, e depende da capacidade (em Ah) das baterias instaladas.

B

Baterias

Dispositivos capazes de, à custa de reacções químicas, armazenar energia eléctrica.
Ao contrário das pilhas, podem sobrecarregadas diversas vezes. Nas UPS, usam-se correntemente baterias de chumbo ácido (outras tecnologias são mais caras), seladas (não derramam o electrólito, nem precisam de manutenção), para aplicações estacionárias (as baterias de automóvel, não são adequadas). Estas baterias têm um tempo de vida médio de 3 a 5 anos, conforme a temperatura ambiente e o número de ciclos de carga-descarga (de 100 descargas totais a 1000 descargas parciais).

By-pass

 Dispositivo que assegura um caminho alternativo para a alimentação eléctrica.

By-Pass Estático: 

By-Pass que utiliza, para a transferência de energia eléctrica, dispositivos de estado sólido (Thyristors, Triacs, Transístores). Numa UPS são usados para aumentar fiabilidade global do equipamento, assegurando a alimentação da carga pelo sector, em caso de falha do Ondulador, ou de sobrecarga violenta. Dependendo da construção, a transferência entre Ondulador e rede eléctrica é feita sem interrupção.

By-Pass Manual:

By-pass que é normalmente usado para fins de manutenção. permitindo que a carga seja alimentada directamente pela rede eléctrica, com a UPS desligada (e.g., substituição de baterias, limpeza).
Pode existir em unidades com ou sem By-pass Estático.

C

Carregador:

Equipamento destinado a carregar baterias. Existem vários tipos: carregadores simples domésticos para carregar baterias de automóvel; carregadores de tracção, para carregar baterias de empilhadores eléctricos; Carregadores / Alimentadores para telecomunicações.

Ver Alimentador, Rectificador.

Corrente Alterna:

Corrente que tem, alternadamente, um valor positivo, e negativo. Normalmente (rede eléctrica pública) tem a forma sinusoidal.

Corrente Contínua:

Corrente com um só sentido, caso da corrente de carga e de descarga das Baterias.

Corrente de Entrada: 

No caso das UPS, valor máximo eficaz (RMS) da corrente consumida ao sector. Interessa para a selecção de dispositivos técnicos de protecção, como fusíveis e disjuntores rnagnetotérmicos, e dimensionamento do quadro eléctrico.

Corrente de Saída: 

No caso das UPS, valor máximo eficaz (RMS) da corrente que pode ser fornecida à carga. Este valor não é normalmente especificado, mas sim, em seu lugar a potência em W ou em VA.

COS Ø

Ver Factor de Potência. 

D

Distorção:

Relação entre o valor eficaz (RMS) do conteúdo em harmónicas e o valor total eficaz da função periódica não sinusoidal.
No caso das UPS, traduz o afastamento da forma da tensão de saída, em relação à sinusóide perfeita. Os valores típicos, para cargas resistivas, variam entre 1 e 5%.

E

Estabilizador

Equipamento electrónico ou electromecânico (com variação motorizado), destinado a corrigir os desvios, sobretensões e subtensões, da tensão da rede, em relação ao valor nominal.

EMI: 

Iniciais de Interferência  Electromagnética (em inglês -ElectroMagnetic Interference).
Refere-se às perturbações de alta frequência que os equipamentos geram, quando funcionam.

F

Factor de Potência:

Se a corrente de uma carga for sinusoidal, e não houver desfasamento entre a tensão e a corrente (caso de uma
lâmpada de incandescência), a potência consumida é dada pelo produto (V e I em valor eficaz): 

Se a corrente de uma carga for sinusoidal, e houver desfasamento entre a tensão e a corrente (caso de uma lâmpada fluorescente), a potência consumida é dada pelo produto da tensão pela Corrente Aparente (a corrente que se mediria se se intercalasse um amperímetro), vezes o coseno do ângulo de desfasamento Ø:

Por exemplo, se a corrente medida for de 1A, e o ângulo de desfasamento for de 45°, a que corresponde um cos (45°) = 0.707, então temos:

Potência Aparente: 

P.A. = 230V x  1A = 230 VA

No entanto, a Potência Activa, ou seja, o consumo real em Watt, será: 

P = 230V x 1A x 0.707 = 162.6 W 

No caso da carga ser a fonte de alimentação de um computador, por exemplo, a corrente não é consumida sinusoidalmente, mas sim de modo pulsante, na crista, na sinusóide. Neste caso não é correcto falar-se em cos Ø, mas sim em Factor de Potência, ficando então:

Quer o cos Ø, quer o FP, são iguais ou inferiores à unidade. Quer isto dizer que, quanto mais pequeno for este valor, mais
corrente tem de ser fornecida, para a mesma potência consumida.

No caso das UPS, é típico considerar-se um FP de 0.7, pelo facto de os computadores apresentarem consumos com um FP de 0,7, chegando mesmo a 0.6.

Falha de Rede: 

São diversos os tipos de perturbações que a rede eléctrica pode ter.
Vamos definir as principais.

• Impulsos (ou Picos) - alteração momentânea da tensão (menos de 1 milisegundo).
• Ruído - impulsos de carácter oscilatório, de alta frequência.
• Microcortes - perda total de tensão entre 1 ms e 1 s (designam-se por Dropouts em inglês).
• Cortes - perda total da tensão com duração superior a 1 s (Outages).
• Sobretensões - tensão superior à nominal (duração entre 10 ms e 2,5 s Surges; superior a 2.5 s -Overvoltage)
• Subtensões - tensão inferior à nominal (duração entre 10 ms e 2.5 s -Sags; superior a 2.5 s -Undervoltage; se for de longa duração, por excesso de carga ou planeada, por Brownouts).

Frequência de Entrada: 

Número de vezes, por segundo, que a tensão da rede evolui ao longo do seu ciclo de repetição.
Chama-se ciclo ao menor intervalo de tempo onde se observam todos os valores instantâneos da tensão atrás referida. A unidade de medida é o Hz -Hertz - que corresponde ao número de ciclos por segundo. A frequência da rede é mantida com tolerância apertada em torno dos 50 Hz {no Continente).

Frequência de Saída:

Número de vezes, por segundo, que a tensão da rede evolui ao longo do seu ciclo de repetição. A frequência de saída nominal é normalmente igual à da rede eléctrica da entrada. A tolerância da frequência de saída depende dos equipamentos, sendo normalmente igual ou maior que 50 Hz ±1%.

Em casos especiais, em que o equipamento a alimentar necessite de uma frequência diferente da da rede local, pode-se usar uma UPS para gerar essa frequência na saída, e permitir a utilização desse equipamento.

I

Impulsos:

Ver Falha de Rede.

IP

Ver Protecção Mecânica. 

Isolamento:

 Ver Segurança.

Isolamento Galvânico

A rede eléctrica não fornece uma tensão perfeita, isenta de problemas (ver Falha de Rede).
Para se evitar os efeitos do Ruído Eléctrico, bem como de diferenças de tensão que aparecem entre pontos distantes da mesma instalação, devido ao consumo dos equipamentos a ela conectados, recorre-se ao Isolamento Galvânico.
Consiste na transferência de energia eléctrica entre dois pontos, mas sem ligação por fios. O dispositivo eléctrico simples capaz de assegurar o Isolamento Galvânico é o transformador. Algumas UPS também asseguram o Isolamento Galvânico entre a entrada da rede, e a saída para a carga.

Ver Segurança. 

L

Limitação Contra Curto-Circuito

A UPS pode ser submetida a um curto-circuito na saída, sem que fique danificada. , nem fundam quaisquer fusíveis.
Normalmente, após a remoção do curto-circuito e passados poucos segundos, a UPS inicia o seu funcionamento normal. 

Limitação de Corrente Instantânea

Quando as Cargas consomem correntes elevadas durante o instante em que são ligadas, e/ou no pico da sinusóide, como é o caso dos computadores, é necessário fornecer durante um curto espaço de tempo toda a energia que será consumida até ao próximo pico de tensão.
Devido a este facto, a corrente instantânea poderia atingir valores destrutivos para a UPS. Existe pois uma protecção electrónica que limita a corrente máxima instantânea, corrente esta que é varias vezes superior à corrente que seria consumida por uma carga linear , como uma lâmpada.

Ver Limitação de Potência Activa, Potência de Pico Repetitiva.

Limitação de Potência Activa

Como as cargas típicas têm um Factor de potência inferior à unidade, a limitação da corrente de saída não é suficiente.
Existe em algumas unidades mais sofisticadas uma limitação electrónica da Potência Activa máxima. Na maior parte das UPS, essa limitação é feita por fusíveis ou por disjuntores.
Ver Limitação da Corrente Instantânea.

M

Microcortes

Ver Falha de Rede.

O

Onda Pseudosinusoidal

O mesmo que Onda Quadrada.

Onda Quadrada:

É a forma de onda mais usada e tipica nas unidades off-line. Como a figura mostra, tem três patamares de tensão (tensão positiva; 0 Volts e tensão negativa). É uma onda mais fácil tecnologicamente e mais económica de gerar que a onda sinusoidal.
Esta forma de onda gera frequências elevadas (harmónicos), que aquecem os motores eléctricos e os transformadores, e não mantêm, normalmente, a mesma relação entre o valor eficaz - RMS -que deveria , ser de 230 VAC e o valor de pico, que deveria ser 325 V.
Esta forma de onda, no sentido de confundir o consumidor , recebe, de alguns fabricantes, uma série de designações abusivas: 

• Onda Sinusoidal Modificada;
• Onda Trapezoidal;
• Onda Pseudosinusoidal;
• Onda Pseudosinusoidal modulada em PWM, etc..

Onda Sinusoidal

Onda cuja forma é a de um seno (ver figura). A tensão eficaz - RMS - da rede eléctrica pública é de 230 V AC e o valor de pico (tensão na crista da onda) de 325 VAC.

Ondulador

Equipamento que gera tensão alterna a partir de uma tensão contínua.
Utiliza-se para alimentar equipamentos que funcionam com 230 V AC em instalações fixas, em que a tensão geral de alimentação é contínua, seja para garantir a permanência de alimentação em aplicações criticas, como telecomunicações, centrais telefónicas, etc., seja porque a fonte de energia gera Tensão Continua, como nas aplicações de energias alternativas, como a eólica e a solar. Em aplicações móveis, utiliza-se para, a partir de uma Bateria de 12 V, por exemplo, a Bateria do automóvel, alimentar equipamento de medida, ou a bordo de barcos, camionetas, etc., equipamentos diversos como vídeos e balanças electrónicas.

P

Picos

Ver Falha de Rede. 

Potência Activa: 

Ver Factor de Potência. 

Potência Aparente:

Ver Factor de Potência.

Potência de Pico Repetitiva

As cargas que tem fontes de alimentação comutadas, consomem a corrente de modo pulsado, apenas no pico da Onda Sinusoidal.
A UPS ou o Ondulador têm de conseguir durante esse curto espaço de tempo, fornecer toda a energia que é consumida ao longo de todo o meio ciclo. Essa corrente de pico é muito superior (cerca de três vezes) à corrente que corresponderia à mesma potência se fosse consumida de modo sinusoidal, como no caso de uma lâmpada.
Ao produto da tensão de pico pela corrente de pico, chama-se Potência de Pico Repetitivo (uma vez que se repete todos os meios ciclos).
Se a UPS não tiver a capacidade de fornecer uma Potência de Pico Repetitivo elevada, a tensão da sinusóide é muito truncada na crista, não alimentando adequadamente a carga.
Ver Limitação de Corrente Instantânea.

Protecções Electrónicas

Ver: Limitação Potência Activa, Limitação Corrente Instantânea, Limitação Contra Curto-Circuitos

Protecção Mecânica

O Índice de Protecção IP,  define a protecção da caixa do equipamento.
O primeiro número define a dimensão máxima do corpo que pode penetrar na caixa, o segundo define o comportamento em relação a líquidos, e o terceiro número (raras vezes usado), a energia de impacto.
Primeiro digito protecção contra contactos directos e entrada de corpos externos: 

• 0 - sem protecção 
• 1 - contra corpos superiores a 50 mm (ex. contacto involuntário da mão);
• 2 - contra corpos superiores a 12 mm (ex. dedo da mão);
• 3 - contra corpos superiores a 2.5 mm (ex. ferramentas, «clips», ganchos de cabelo);
• 4 - contra corpos superiores a 1 mm (ex. fios pequenos) 
• 5 - contra depósito de poeiras  nocivas; 
• 6 - protecção total contra depósitos de poeira. 

Segundo dígito protecção contra a penetração de líquidos: . 

• 0 - não tem . 
• 1 - contra a queda vertical de gotas de água (condensação); 
• 2 - contra a queda de gotas até 15° em relação à vertical; 
• 3 - contra a queda de gotas até 60° em relação à vertical (chuva); 
• 4 - contra as projecções de água em todas as direcções;
• 5 - contra as projecções de água a alta pressão em todas as direcções;
• 6 - contra as projecções de água equivalentes a uma vaga;
• 7 - contra a imersão;
• 8 - equipamento submersível, em condições acordadas. 

Terceiro dígito energia de impacto de um corpo:

Assim, IP20 significa que não penetram corpos (esféricos) com dimensão superior a 12 mm (caso dos dedos da mão) de diâmetro, e não pode haver projecção de água.

Protecção Térmica

Dispositivo electrónico ou mecânico (termostato) destinado a proteger um equipamento em caso de excesso de temperatura (ventilador avariado ou ranhuras de ventilação obstruídas, temperatura ambiente elevada, etc.).
Normalmente a protecção actua desligando o equipamento.

PWM

Iniciais de Pulse Width Modulation - Modulação por Largura de Impulso.
Técnica usada, no âmbito da electrónica de potência, para gerar uma Onda Sinusoidal, usando-se vários impulsos por cada meio ciclo, de largura variável (mais pequeno no início da sinusóide, sucessivamente mais largos até ao pico da sinusóide, e depois cada vez mais curtos).
Em algumas UPS's, por cada meio ciclo, são usados 256 impulsos, que após serem filtrados, geram uma sinusóide com Distorção inferior a 1%.

R

Rectificador

Equipamento que rectifica a tensão da rede eléctrica, ou seja, transforma a tensão alterna em tensão continua. Embora os termos Rectificador, Alimentador e Carregador sejam, por vezes, usados indiscriminadamente, já que todos estes equipamentos rectificam a tensão da rede, os equipamentos são muito diferentes. O termo Rectificador aplica-se mais correctamente aos dispositivos usados, por exemplo, em galvanoplastia, para correntes que atingem milhares de amperes, mas sem grande exigência na filtragem (pureza) da tensão fornecida.
Ver Alimentador, Carregador.

Rendimento

Relação entre a energia que o equipamento fornece à carga, e a energia que consome da rede. Por exemplo, se uma dada UPS alimenta uma carga de 400W, e tem um rendimento de 80%, consome da rede 400 / 0.8 = 500W.
Isto significa que a UPS dissipa, ela própria, 100W para o ambiente.

Ripple

Ver Tensão de Tremor. 

RMS

Iniciais de Root Mean Square.
Designa o Valor Eficaz de uma grandeza (tensão, corrente, etc.). No caso de uma onda sinusoilal, corresponde ao valor de pico (325 V) a dividir por raiz quadrada de 2 (1.414).
O valor obtido (230 V AC) é o valor que fornece a mesma energia (por exemplo, a uma lâmpada), que se a tensão fosse contínua e não sinusoidal, com o valor constante de 230 V.

Ruído

Ver Falha de Rede.

S

Segurança

Qualquer aparelho eléctrico deve ser inofensivo ao utilizador. Para tal a sua concepção deve garantir padrões de segurança que envolve não só aspectos eléctricos (eliminar perigos de electrocussão) como aspectos técnicos e mecânicos (temperaturas elevadas, estabilidade mecânica, etc.). Todos estes aspectos estão definidos em normas de segurança, destacando-se a IEC950. 

Sobretensão

Ver Falha de Rede. 

Subtensões 

Ver Falha de Rede. 

Switching 

Este termo inglês designa, na linguagem corrente, uma tecnologia utilizada em conversores de energia. .Para se transferir energia eléctrica através de um transformador, este pode funcionar a 50 Hz, frequência da rede, ou a alta frequência, por ex. superior a 20.000 Hz (20 kHz), usando-se componentes electrónicos para obter essa frequência elevada. As vantagens desta tecnologia são o reduzido tamanho e peso, o silêncio (o ruído acústico que gera é inaudível), e o baixo custo.
A desvantagem que tem consiste na complexidade superior do projecto.

T

Tempo de Resposta:

Tempo que a unidade (UPS, Alimentador , Estabilizador), após uma alteração brusca de consumo na saída, leva a corrigir a alteração momentânea da tensão, dentro de certos valores.

Tempo de Transferência:

No caso de unidades off-line, é o tempo que medeia entre a falha da rede, e a reposição de tensão na saída, gerada pelo ondulador . Deve ter em atenção o tempo de detecção da falha da rede, somado ao tempo de comutação do dispositivo utilizado (relé ou outro). O caso inverso, passagem ondulador > rede, é menos crítico. No caso de unidades on-line com by-pass, o tempo de transferência é nulo, pois a comutação entre ondulador > rede, e vice-versa, é assegurada por componentes de estado sólido (thyristors), cuja comutação é, para todos os efeitos práticos, instantânea. Tensão Alterna: Tensão que tem, alternadamente, um valor positivo, e negativo. Normalmente (rede eléctrica pública) tem a forma sinusoidal. A tensão da rede pública varia conforme os países: 100 V AC' Japão; 240 V AC' Inglaterra; 230 V AC para a Europa  e nos EUA é de 110 VAC.
A frequência na Europa é de 50 Hz, e nos EUA de 60 Hz. Em aplicações especiais, e.g., aviões, a frequência é de 400 Hz, e certos computadores necessitam de 415 Hz.

Ver Frequência e Onda Sinusoidal.

Tensão de Entrada:

Ver RMS admitido na entrada (valor nominal, e limites superior e inferior), e que permite que o equipamento funcione sem alterações das performances. 

Tensão de Saída: 

Valor RMS da tensão gerada pelo equipamento (valor nominal e tolerância), em condições diversas de carga (por exemplo entre 0 e 100 %, ou só entre 50 e 100%), tensão da rede, e tensão das baterias. 

Tensão de Tremor: 

Em inglês Ripple. Tensão Alterna normalmente de valor reduzido, que se encontra somada à Tensão Contínua, no caso de Alimentadores e Rectificadores.

U

UAI

Unidades de Alimentação Ininterrupta. Equipamentos destinados a manter cargas críticas (computadores, centrais telefónicas, equipamento de medicina, etc.) permanentemente a funcionar , durante uma falha de rede.

UPS: 

Uninterruptible Power Supply. O mesmo que UAI.

V

Valor Eficaz:

Ver RMS.