Algumas coisas que se deve saber para comprar um no break

Algumas coisas que se deve saber para comprar um no break

Este artigo surgiu por causa de uma consulta que um cliente de áudio me fez dia destes sobre a compra de um no break para situação pouco comum: – alimentar um concentrador de oxigênio!

A dúvida que ele tinha e quase todo mundo tem, era como escolher a potência do no break uma vez que eles são especificados em “VA” (volt-ampères) e o equipamento em questão indicava 310W.

Em outras palavras, ele queria saber a “fórmula mágica” que transformasse watt em VA.

Essa fórmula até existe se o fabricante nos informar mais um dado importante além da potência em watts que é o fator de potência, coisa que raramente ocorre e este caso não era uma exceção como se pode ver na fig.1 que mostra uma parte da etiqueta do tal concentrador de oxigênio.

Fig.1 - Concentrador de Oxigênio

Fig.1 – Concentrador de Oxigênio

Não vou caminhar por este “atalho” porque meu objetivo aqui é tratar de mais algumas coisas que se precisa saber para comprar um nobreak, mas se você estiver interessado no assunto sugiro o meu artigo Watt e VA é a mesma coisa?”.

É claro que não mandei meu cliente ler o artigo e respondi-lhe que a potência não era a única especificação importante e que havia outras coisas relevantes a se considerar e que eu lhe daria mais detalhes por e-mail.

Enquanto falava com ele pelo celular o que me veio logo à cabeça é que o tal concentrador de oxigênio deveria ter algum tipo de motor o que requeria alguns “cuidados especiais” na escolha de um no break.

Em linhas gerais um concentrador de oxigênio se assemelha, grosso modo, a um ar condicionado de janela que capta o ar do ambiente e após purificá-lo através de filtros que retiram partículas indesejáveis devolve o oxigênio “puro” para o usuário.

A “semelhança” a um aparelho de ar condicionado nos leva a concluir que o aparelho precisa de um compressor o qual deve ser ligado a uma tomada que forneça uma onda senoidal pura para trabalhar adequadamente.

E o que isto tem a ver com o nobreak?

Lembrei-me dos tempos em que trabalhei como técnico de manutenção de eletrônica numa empresa pública cujos nobreaks utilizados nos computadores entregavam na saída uma onda quase quadrada que é o que ocorre com a maioria dos modelos vendidos por ai.

Como aqueles nobreaks eram usados para suprir energia a PCs em caso de falta de energia comercia e, portanto alimentar as fontes chaveadas dos mesmos como uma onda não senoidal até podia ser “aceitável” considerando-se ainda o fato que as fontes da época não usavam PFC ativo (sobre isso falarei mais a frente).

Voltando a pergunta que me foi feita, e que gerou este artigo, seria muito fácil eu apenas responder: – multiplica os 310W por 2,5 “joga” mais 20% em cima e compra um nobreak com o valor mais próximo em VA que você encontrar no mercado (esse número mágico de 2,5 foi encontrado chutando um fator de potência igual a 0,8) .

Entretanto esta, a meu ver, não seria uma resposta responsável, em se tratando do equipamento em questão e sua utilização, vejamos porque.

Por que você precisa de um nobreak?

A função mais comum de um no break ou UPS, termo usado em inglês que significa Uninterruptible Power Supply (Fonte de energia ininterrupta) é assegurar a presença da alimentação ao equipamento na ausência da energia comercial (black out).

Mas será que está é única função de um no break?

Para o leigo e principalmente para quem busca um nobreak para usar com o PC, afim de não perder o trabalho que está realizando caso ocorra uma interrupção de energia, é isso que interessa e estamos conversados.

Entretanto, talvez valha a pena listar mais meia dúzia de “mazelas” da rede elétrica e que são “invisíveis” para o usuário.

  • Sub tensão
  • Sobre tensão
  • Surto de tensão
  • Variação da frequência
  • Ruídos

Dependendo do equipamento que você está usando alguns dos itens listados podem ser irrelevantes e a preocupação maior passa a ser mesmo a falta de energia e aí, o que se deseja é “uma coisa” que não deixe o seu PC desligar exatamente no momento em que você está há horas trabalhando numa planilha ou seja lá o que for e acaba a luz.

Neste caso um nobreak simplesinho, para uso doméstico, pode até quebrar o galho, entretanto dependendo do grau de proteção e do tipo de equipamento, os outros fatores precisam ser considerados.

Os “tipos” de no break que existem por aí

Em linhas gerais a primeira função de um no break consiste em gerar uma tensão alternada senoidal (ou não) a partir de uma tensão DC fornecida por baterias.

Não irei entrar na discussão de como se realiza esta “façanha” e sim, apenas apresentar os diversos “tipos” ou topologias usados, bem o funcionamento básico de cada uma. São elas:

  • Standby (off line)
  • Linha interativa
  • Standby ferro ressonante
  • On line dupla conversão
  • On line conversão delta.

O mais popular de todos é o stand by também conhecido como off line cujo funcionamento será analisado brevemente com auxilio do diagrama em blocos da fig.2.

Fig.2 - Diagrama em blocos no-break stand by

Fig.2 – Diagrama em blocos no-break stand by

Observe que neste caso a rede elétrica alimenta a carga e um circuito de carga de baterias as quais alimentam um circuito conversor DC/AC denominado inversor.

A forma de onda entregue pelo inversor é que irá alimentar a carga em caso de falta de energia da rede e na maioria das vezes não é senoidal (é quase uma onda quadrada) o que é completamente inadequado para cargas não lineares como motores e transformadores e ai se inclui o concentrador de oxigênio, portanto este tipo de nobreak não deveria ser utilizado neste caso.

Há controvérsias se estes tipos de nobreaks, que são os mais comumente usados em PCs, são adequados para alimentar as modernas fontes com PFC ativo. Andei pesquisando alguns fóruns para escrever este artigo e percebi que não há consenso sobre o assunto entre os fabricantes de nobreaks nem de fontes. Se alguém tiver mais informações o espaço de comentários está aberto e serão bem vindos, como sempre.

Além disso, note que existe um tempo de chaveamento quando a rede cai e o inversor assume e o mesmo acontece quando a energia comercial retorna. Este tempo deve ser menor que um quarto de ciclo e no caso de 60Hz deverá  ser menor que 5 milissegundos.

Vejamos agora na fig.3 o diagrama em blocos do tipo chamado linha interativa.

Fig.3 - Diagrama em blocos de no-break linha interatica

Fig.3 – Diagrama em blocos de no-break linha interatica

Observe que neste caso a carga será sempre alimentada pelo inversor e não pela rede elétrica.

A chave de transferência deve abrir quando faltar e energia e deixar o inversor “se virar sozinho” até que a bateria se esgote e aí não tem jeito, vai tudo pro brejo.

Uma das vantagens desta topologia é que o tempo de chaveamento não afeta a carga.

A onda de saída pode ser senoidal pura ou não, vai depender do preço!

A seguir vem a topologia ferro ressonante que está praticamente em desuso e por isso não tratarei dela passando direto para o on line dupla conversão cujo diagrama em blocos vemos na fig.4.

Fig.4 - Diagrama em blocos no-break dupla conversão

Fig.4 – Diagrama em blocos no-break dupla conversão

Repare que há uma dupla conversão, ou seja, o primeiro estágio denominado retificador converte a tensão alternada da rede elétrica em tensão continua que alimenta as baterias e um segundo estágio chamado inversor “produz” tensão alternada senoidal pura ou “perfeita” e é ela que irá a alimentar a carga.

Pode-se dizer que este é o nobreak “ideal” onde as seis “mazelas” da rede elétrica podem ser totalmente eliminadas, entretanto já dá pra desconfiar que o preço será bem maior se comparado com as outras topologias.

No caso do concentrador de oxigênio esta seria a melhor opção.

Pela continha básica que apresentei lá atrás a potência deveria ser da ordem de 930VA e eu sugeri um de 1500VA que foi o mais próximo que encontrei (não vou falar da marca para não arrumar confusão com demais fabricantes).

Há ainda uma questão importante a ser tratada que é a autonomia, ou seja, o tempo que o nobreak fornecerá energia à carga em caso de falta de rede.

Este tempo está relacionado diretamente a quantidade de baterias do nobreak ou, em outras palavras, quantos ampère-hora elas podem fornecer.

Quando se precisa de uma autonomia relativamente grande, por questões de segurança, como é o caso de alimentar aparelhos de sustentação à vida uma opção desejável é utilizar um nobreak que permita se colocar um banco de baterias externo.

Finalmente há ainda uma tecnologia mais atual chamada on line conversão delta usada para potências acima de 5kVA, portanto aplicações bastante profissionais sobre o qual você pode ler ser tiver interesse clicando aqui.

Não sou um especialista no tema e meu objetivo com o artigo foi levantar algumas questões sobre nobreaks, em geral, desconhecidas do público e que podem ajudar a fazer uma escolha consciente ou pelo menos levantar dúvidas para uma pesquisa mais profunda.

Recadinhos

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Técnico em eletrônica formado em 1968 pela Escola Técnica de Ciências Eletrônicas, professor de matemática formado pela UFF/CEDERJ com especialização em física. Atualmente aposentado atuando como técnico free lance em restauração de aparelhos antigos, escrevendo e-books e artigos técnicos e dando aula particular de matemática e física.

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Paulo Brites

Técnico em eletrônica formado em 1968 pela Escola Técnica de Ciências Eletrônicas, professor de matemática formado pela UFF/CEDERJ com especialização em física. Atualmente aposentado atuando como técnico free lance em restauração de aparelhos antigos, escrevendo e-books e artigos técnicos e dando aula particular de matemática e física.

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3 Comentários

  1. Lisandro

    Muito interessante mestre Paulo.

    • Paulo Brites

      Obrigado pela participação, Lisandro

Fico muito contente quando alguém coloca um comentário, é sinal que leu