a
ttualità
e
lettrotecnica - gennaio/febbraio
2018
- numero
1
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ne. Questo concetto è illustrato graficamen-
te in figura 1, che mostra due distribuzioni
gaussiane con diversi
σ
. Per ridurre il ri-
schio di guasto, è necessario predisporre il
programma di manutenzione considerando
lo scenario del caso peggiore in termini di
usura. Sia il tempo di usura medio sia la de-
viazione standard della distribuzione gaus-
siana dipendono dalle caratteristiche dei
componenti in combinazione con il proprio
ambiente e le specifiche condizioni di fun-
zionamento, tutti fattori non necessariamen-
te noti né prevedibili. In pratica, per la ma-
nutenzione preventiva, viene utilizzato un
margine di sicurezza, stabilito dal tempo
medio di usura stimato.
Da questa analisi si evince che per permet-
tere all’UPS di operare con il miglior livello
di efficienza ed evitare il fermo impianto
(downtime) con possibili rischi e danni al
carico, è importante affidarsi alla compe-
tenza ed esperienza del produttore per ese-
guire un piano programmato di manutenzio-
ne preventiva.
Come garantire la massima
affidabilità del sistema UPS
Nel settore degli UPS, l’esigenza principale
da soddisfare per il cliente è di garantire
l’affidabilità del sistema, perché la continui-
tà dell’alimentazione costituisce un aspetto
fondamentale per tutte le applicazioni criti-
che. È ben noto che per avere la massima
protezione del carico, l’UPS deve funziona-
re in modalità a doppia conversione, con il
trasferimento in modalità di bypass solo nel
caso di condizioni anomale temporanee o
nel caso di guasto dei blocchi che realizza-
no la modalità a doppia conversione.
In condizioni di funzionamento normale, un
UPS a doppia conversione converte conti-
nuamente l’alimentazione due volte. Se l’ali-
mentazione d’ingresso AC scende al di sot-
to dei limiti predefiniti, il raddrizzatore d’in-
gresso si spegne e l’inverter di uscita inizia
ad essere alimentato dalla batteria. Solo nel
caso di un grave sovraccarico dell’inverter
o di un guasto interno del raddrizzatore o
dell’inverter, si attiva immediatamente l’in-
terruttore di bypass statico, per mantenere
alimentati i carichi in uscita. In modalità di
bypass (detta anche “modalità di emergen-
za”), l’uscita è collegata direttamente all’in-
gresso, con un filtro che consente di elimi-
nare solo lievi disturbi: qualsiasi potenziale
difetto presente nell’alimentazione di rete
viene trasferito al carico. Il livello di prote-
zione dell’applicazione è così drasticamen-
te ridotto. Questo può costituire un grosso
problema a meno che la situazione non sia
solo temporanea. Di conseguenza, si defini-
sce “guasto dell’UPS” un qualsiasi evento
che determina la fine definitiva della capa-
cità dell’UPS di alimentare le applicazioni in
modalità a doppia conversione, anche se le
applicazioni vengono ancora alimentate in
modalità di bypass. Di solito, l’evento che
determina la fine della capacità dell’UPS di
alimentare il carico in modalità a doppia
conversione è un evento distruttivo (per
esempio un arresto del ventilatore) che in-
fluisce su un componente critico interno. A
partire dalla loro messa in servizio, tutti i pro-
dotti e i loro componenti attraversano un
processo naturale di invecchiamento conti-
nuo e deterioramento che porta al degrado
delle loro prestazioni e/o dei loro parametri
intrinseci (per esempio, in un ventilatore la
velocità di rotazione è collegata alla capaci-
tà di raffreddamento: ne deriva il degrado di
entrambi i parametri). Alla fine, non sono più
in grado di svolgere la propria funzione de-
siderata (per es. il ventilatore con velocità di
rotazione insufficiente), causando un “gua-
sto” dell’UPS, come sopra definito. È chiaro
che entrambi i fenomeni devono essere esa-
minati per comprendere come garantire l’af-
fidabilità del sistema UPS. Nel caso di dete-
rioramento, è importante definire per ogni
componente critico il livello di deterioramen-
to massimo che è possibile tollerare prima
della sua perdita di funzionalità, consideran-
do che i fenomeni di deterioramento in elet-
tronica tendono in genere ad accelerare ra-
pidamente al di sopra di una certa soglia e
diventano incontrollabili. Così, il componen-
te può essere sostituito prima che diventi un
“guasto” a livello del sistema UPS.
Conclusioni
Non appena installato un nuovo UPS, inizia
un processo di deterioramento e invecchia-
mento naturale. Alcuni componenti sono
soggetti a un tasso di deterioramento nel
tempo più elevato. Qualora non vengano
controllati, questi componenti possono cau-
sare malfunzionamenti o guasti elettrici con
conseguente interruzione dell’alimentazio-
ne del carico. La continuità dell’alimentazio-
ne costituisce un aspetto fondamentale per
le applicazioni critiche.
Utenti e persone responsabili della gestione
di risorse e servizi sono sempre più interes-
sati a mantenere in funzione le proprie ap-
parecchiature senza degrado delle presta-
zioni per evitare guasti imprevisti. Di conse-
guenza si trovano a dover affrontare il com-
pito di comprendere come estendere il ciclo
di vita degli UPS, identificare quali sono i
componenti che hanno la durata di vita più
limitata, gestire le loro esigenze di manuten-
zione preventiva e diminuire i periodi di fuo-
ri servizio non programmati, riducendo con-
temporaneamente i costi globali tramite mi-
nimizzazione di costose interruzioni e arre-
sti delle applicazioni.
Figura 1
