قطع ناگهانی برق باعث اختلال در اکثر فعالیتهای تجاری ، صنعتی ، پزشکی و … شده و در برخی موارد امکان ادامه آن را کاملا” ازبین می برد . بسیاری از دستگاه های الکتریکی (برای مثال سیستمهای کامپیوتری) نسبت به نارسائی هایی مانند : افت لحظه ای ولتاژ ، افت طولانی ولتاژ ، قطع برق ، ولتاژهای لحظه ایی بالا ، نویز و تاثیرات فرکانس رادیویی و تغییرات فرکانس در منبع تغذیه خود حساس هستند .
به اینگونه بارها اغلب بارها ی حساس گفته میشود : زیرا عملکرد مداوم آنها برای یک سازمان حائز اهمیت است .
UPS کامل :
مجموعه شامل یکی از هر واحد کاری زیر می باشد :
اینورتر Invertor ، یکسو ساز و باتری یا سایر منابع انرژی که ممکن است با واحدهای دیگر به شکل یک مجموعهء موازی یا کمک – جایگزین عمل نماید . در واقع ترکیبی از مبدلها ، کلیدها و ذخیره کننده انرژی (باتری) است که سیستم قدرتی را برای حفظ و نگهداری پیوستگی توان بار در حالتی که نقصی در توان ورودی پیش آید ، تشکیل می دهد .
UPS – UnInterruptable Power Supply چیست ؟
|
Off-Line InterActive-Line On-Line
|
UnInterruptable Power Supply منبع تغذیه بدون وقفه دستگاهی متشکل از قطعات حالت جامد که بین منبع برق ورودی و بار وصل شده و از بروز اختلالات برق ورودی از جمله قطع کامل آن جلوگیری می کند .
انواع UPS :
Off-Line
UPS با موج مربعی ( شبه سینوسی – سینوسی )
این سری دستگاهها تا زمانیکه برق شهر برقرار باشد : بارمصرفی را از برق شبکه اصلی ( تغذیه ) AC به DC ( ذخیره در باتری ) میکنند و در همین زمان اینورتر یا مبدل خاموش میباشد و زمانی که برق شبکه قطع شود جهت جایگزین نمودن و تامین برق مصرفی بالا ، توسط سوئیچ ، برق مصرفی ازاینورتر تامین خواهد شد . در حقیقت این سری دستگاهها دارای زمان سوئیچ 4 تا 8 میلی ثانیه میباشد . که بستگی به بار مصرفی و رله سوئیچ دارد .
و جهت فیلتر کردن اغتشاشات از AVR البته در این مدل جهت تثبیت ولتاژ برق شهری از ایزولاتورها یا فیلترها ی ویژه استفاده میشود .
LINE INTERACTIVE
UPS با موج ( شبه سینوسی یا سینوسی کامل )
این سریUPS ها ، اصلاح شده سری OFF-LINE میباشند و در حالت عادی برق مصرفی را از طریق یک فیلتر الکترونیکی ورودی و یک اتو ترانس در خروجی تامین میکند . از آنجا که منابع تغذیه کامپیوترها و همچنین بسیاری از دستگاهها ، تغییرات بالاتر از 15% را نمیتوانند تحمل کنند، این دستگاهها در چنین حالتی به کمک اتو ترانس روی سطح ولتاژ مورد نیاز بالاتر یا پایین تر؛ جهت جبران ولتاژ با دو مد سوئیچ می کنند :
( BOOST & BUCK)
یعنی اگر ولتاژ خیلی کم شود ترانس به مدBOOST سوئیچ میکند ولی اگر ولتاژ زیاد شود به مدBUCK سوئیچ میکند .
ON-LINE
UPS با موج ( موج سینوسی کامل )
جدیدترین تکنولوژی در این سری دستگاهها Double-Conversion می باشد ، این سری بصورتی طراحی شده است که برق شبکه شهری را بصورت DC به AC مستقیم به بار مصرفی هدایت نمی کند ، بلکه ابتدا برق شهر را ازحالت AC به DC ( یکسوساز ) تبدیل می کند و سپس ورودی یکسو شده را به 220 ولت ( برق شهر ) تبدیل میکند . با این عملکرد در حقیقت هچگونه اغتشاش موجود در شبکه شهری به سمت بار منتقل نــمی گردد . هنگام قطع برق توسط اینورتر برق مصرفی از باتریها تامین میشود و مدت زمان سوئیچ در این سری دستگاهها صفر ثانیه میباشد .
موارد استفاده این دستگاه در جائی است که اختلال برق شبکه سراسری بیش از حد کنترل ، جهت فیلتر نمودن و یا زمان سوئیچ برای بار مصرفی حساسیت ایجاد می نماید .
مقایسه انواع سیستم های UPS :
نوع OFF-LINE:
معایب:
– اشکالات برق شهر به خروجی منتقل میشود .
– بین ورودی وخروجی ایزولاسیون وجود ندارد .
– بالا بودن زمان انتقال سوئیچینگ ( 4 تا 8 میلی ثانیه )
– در این سیستم در هنگام اتصال دستگاه به منبع تغذیه سوئیچینگ مانند کامپیوتر ؛CREST FACTOR وجود دارد واین به خاطرغیرخطی بودن بارهای مانند منبع تغذیه سوئیچینگ میباشد .
محاسن:
- قیمت پایین از محاسن این دستگاهها میباشد .
نوع LINE-INTERACTIVE :
معایب:
– زمان سوئیچینگ چند میلی ثانیه است ( این زمان به صفر کاهش نیافته است ) .
– اختلالات فرکانسی فقط در حالت استفاده از باتری حذف میگردند .
– قیمت آنها نسبت به دستگاههایOFF-LINE گرانتر میباشد .
محاسن:
- با توجه به اینکه در شرایط یکسان در این مدل تعداد دفعات استفاده از باتری کمتر از مدل قبل میباشد ، عمر مفید باتری افزایش می یابد .
نوع ONLINE :
معایب:
– قیمت به علت پیچیدگی و بالا بودن تکنولوژی گرانتر از دو سری قبل میباشد .
محاسن:
- تثبیت ولتاژ و فرکانس در خروجی
- حفاظت دائمی از ولتاژ به علت عملکرد دائمی
- زمان سوئیچ صفر ثانیه که درمورد بارهای حساس در شبکه های ارتباطی بسیار مثبت می باشد .
- ضریب اطمینان بالا در تغذیه بارهای شبکه.
ساختارهای مختلف UPS:
A – سیستمهای موازی :
این سیستم شامل دو UPS یا بیشتر است که به صورت موازی انرژی الکتریکی یک گروه بار را تامین می کند و عموماً جهت سیستمهای ON-LINE که محدوده توان متوسط یا بالایی دارند ، استفاده می شود .
دو دلیل عمده جهت بهره گیری از این سیستم وجود دارد :
1- توان وظرفیت موثر بالا رود تا سیستم توانایی تامین بارهای توان بالا را داشته باشد .
2- سیستمهای موازی را میتوان در یکی از دو گروه زیر طبقه بندی کرد :
CAPACITY
REDUNDANCY
– سیستم Capacity
یک سیستم موازی با استفاده ازتعداد مشخصی UPS با توانهای یکسان راه اندازی می شود .
برای نمونه سه دستگاه 80 کیلو ولت-آمپر ممکن است برای تغذیه 200 کیلو ولت آمپر به کار رود . در شرایط معمولی هر دستگاه حداکثر 67 کیلو ولت آمپر را تامین میکند اما اگر به هر دلیلی یکی از دستگاهها دچار مشکل شود دو دستگاه دیگر باید هر کدام 100 کیلو ولت آمپر را تا مین نمایید بنا براین قطعا” اضافه بار به وجود میآید ، در این زمان بار بلا فاصله با عملکرد همزمان سوئیچ استاتیک در هر دستگاه به مسیرBYPASS منتقل می شود . اگر دستگاهی که دچار ایراد شده است نتواند سوئیچ استاتیک مسیر خود را به راه اندازد ، سیستم قادر است به وسیلهء سوئیچ سایر دستگاهها تمام جریان را تامین میکند .
– سیستم Redundancy
در یک سیستم موازی Redundant تعداد UPS های تشکیل دهنده سیستم حداقل یک دستگاه بیشتر از ظرفیت مورد نیاز اصلی سیستم میباشد . بنابراین اگر یکی از دستگاهها دچار مشکل شود ؛ همچنان انرژی بار را توسط انرژی اینورتر تامین و در نتیجه ضریب اطمینان سیستم افزایش می یابد .
در مثال هر چهار سیستم موجود به روش Redundantعمل کرده و اگر یکی از سیستمها دچار مشکل شود بارهمچنان از انرژی تولید شده توسط اینورتر استفاده میکند و تنها پس از خراب شدن دستگاه دوم بطور خودکار به مسیر Bypass منتقل میشود و در صورت نیاز به منبع انرژی مطمئن تر تعداد دستگاههای سیستمRedundant تا دو برابر قابل افزایش است . از این رو به این سیستم N+1 یا N+2گفته میشود که N نشان دهنده حداقل دستگاههای مورد نیاز برای تغذیه و بار است و اعداد 1 یا 2 و … که تعداد سیستمهای رزرو را مشخص می کنند .
UPS – B تکی با یکسو ساز مشترک ( برای اینورتر و باتری ) :
اینورتر همیشه توان بار را تامین نموده و توان خود را ازورودی AC ازطریق یکسوساز یا باتری بدست می آورد . یکسوسازها باید بگونه ای کنترل شوند که نتوانند دوباره باتری را شارژ نموده و آن را در شرایط شارژ شده حفظ و نگهداری نمایند . در صورت بروز نقص در توان ورودی ، باتری تا زمان کاهش ولتاژ آن ، ولتاژ خروجی اینورتر را در محدوده مجاز نگه داشته و توان بار را تامین مینماید . نوع و ظرفیت باتری ؛ مدت زمانی را که سیستم میتواند بدون تغذیه ورودی کار کند معین می کند . فرکانس ، تعداد فازها و سطوح ولتاژ ورودی و خروجی ممکن است متفاوت باشد .
انواع آن :
• UPS تکی با شارژ کننده مجزا برای باتری :
یکسوساز جهت تامین توان ورودی اینورتر ممکن است با شارژر باتری سازگار نباشد. به همین دلیل UPS ممکن است ، با شارژ کننده مجزا برای باتری طراحی شود .
•UPS تکی با خروجی های AC و : DC
در برخی کاربردها ،که به منبع DC هم نیاز است از این ترکیب استفاده می شود .
•UPS تکی با بای پس :
با اضافه نمودن یک مسیر Bypass، پیوستگی توان بار را میتوان ، با فعال نمودن مسیرBypass توسط یک کلید انتقال در حالات زیربهبود بخشید :
الف – خرابی UPS
ب – حالتهای گذرای جریان ( جریانهای هجومی یا خطا )
پ – اضافه بار
برخی از محدودیتها که با اضافه نمودن مسیر Bypass به وجود میآیند عبارتند از :
ولتاژهای ورودی وخروجی معمولا” بایستی یکسان باشند و اگر سطوح ولتاژ متفاوت باشند ، وجود ترانسفورماتور Bypass ضروری است . برای بعضی از بارها ، هم فازیUPS با ورودی AC بای پس شده جهت ، حفظ و نگهداری پیوستگی توان بار ضروری است .
با اثر متقابل روی خط :
دراین UPSبار از طریق مسیرBypass توسط ورودی AC تغذیه میشود . و به محض اینکه خرابی در ولتاژ ورودی روی دهد ، اینورتر و باتری پیوستگی توان بار را تامین می کنند .
•مجموعهء UPS موازی :
– مجموعهء UPS موازی بدون : Bypass
اگر از مجموعهUPS موازی یا مجموعه UPS های پاره موازی استفاده میشود ، سیستم باید بصورت یک UPS رفتار نماید .
مجموعهUPS آماده کمک :
اگر در واحدهای عمل کننده UPS خرابی رخ دهد ، بلا فاصله UPS آماده جایگزینی ، وصل شده و تامین توان بار را بر عهده میگیرد و UPS خراب از مدار قطع میشود .
برای مشاهده کتاب منابع تغذیه بدون وقفه (UPS)، اینجا کلیک کنید.
