یو پی اس چیست؟
معمولاً در تابستانها و به علت پیک مصرف برق، شاهد خاموشیهای گسترده و طولانیمدت هستیم. پیامدهای قطعی برق ، فقط ازکارافتادن بانکها وادارات نیست، بلکه صنایعی که حتی چند دقیقه قطعی برق برای آنها، ممکن است زیانبار باشد. پارازیتها و اختلالات الکترومغناطیسی ، اضافه ولتاژهای گذرا ، افت ولتاژ لحظهای و درنهایت قطعی برق، ازجمله مشکلات شبکه برق شهری هستند. بدون شک مدیران هیچ کسبوکاری حاضر نیستند تجهیزات و وسایل برقی گرانقیمت خود را به خاطر نوسانات جریان برق شهری و بهراحتی از دست بدهند. ازاینرو نیاز به دستگاه یو پی اس UPS، در اغلب کسبوکارها اجتنابناپذیر است.
اگر اطلاعات مهمی را در دستگاههای خود ذخیره کرده باشید ، در صورت نوسانات و یا قطعی برق ، امکان از دست رفتن آنها بسیار زیاد است. ازاینرو، استفاده کردن از یو پی اس، بسیار مقرونبهصرفه از خریدن و یا تعویض دستگاههای برقی ، به علت نوسانات برق است. بهطورکلی میتوان گفت همه دستگاههای برق نیاز به یو پی اس دارند. اما بیمارستانها و درمانگاهها ، بانکها ، سازمانهای بزرگ، سرورها، کامپیوترها و آسانسورها ، دستگاههای جراحی و دندانپزشکی و POS و ATM و حتی وسایل خانگی بیش از همه نیاز به دستگاه یو پی اس دارند.
برد کنترلر
برد کنترلر، اینورتر را از عدم وجود برق مطلع میکند. این برد در واقع مدیریت اجزای داخل دستگاه یو پی اس را برعهده دارد. به شارژر، دستور قطع و وصل شارژ باتری ها را می دهد.کنترل دمای دستگاه و میزان بار یا اضافه بار را نیز بر عهده دارد
باتری(ها)
باتری یو پی اس برق لازم را در زمان قطعی برق تامین می کند و عمدتاً باتریهای سیلد اسید 12 ولت هستند.
اینورتر
درصورتیکه برق شهر یا AC قطع شود، اینورتر با تبدیل کردن ولتاژ باتری (DC) به برق AC، بدون وقفه، برق موردنیاز دستگاهها را تأمین میکند.
شارژر
در حالت عادی، بار از طریق برق شهری وارد شده و شارژر، با تبدیل برق متناوب شهر به مستقیم (DC)، باتری یو پی اس UPS را شارژ میکند.
انواع یو پی اس
یو پی اس آفلاین
یو پی اس آفلاین صرفاً در هنگام قطعی برق، برق موردنیاز دستگاه را تأمین میکنند. این دسته از یو پی اسها، که با علامت اختصاری (VFD) معروفند، در شرایط نرمال، اینورتر آنها، خاموش است. کیفیت و کارایی این مدل از یو پی اس ها، قابلقبول نبوده و به همین دلیل از چرخه تولید خارج شده است. علاوه بر آن، محدودیتهای حراراتی این نوع از یو پی اسها، باعث میشود تا در بلند مدت، احتمال بروز مشکل برای دستگاههای و وسایل برقی، به وجود بیاید. از این رو، عمدتا از یو پی اس آفلاین، برای توانهای پایین استفاده میکنند.
در محیط های تجاری و صنعتی بزرگ که دستگاهها و تجهیزات با توانهای بسیار زیادی وجود دارد، استفاده از دستگاه یو پی اس افلاین، اصلا مناسب نیست. در محیط های بزرگ، عمدتا یو پی اس های آنلاین و یا یو پی اس های لاین اینتراکتیو استفاده میکنند. از یو پی اس آفلاین برای دستگاههایی با کیفیت پایین و ارزش کم، بسیار مناسب است. یو پی اس آفلاین توانایی شارژ باتری تا 40 آمپر را دارند. این یو پی اسها، موج برق خروجی شبه سینوسی دارند و همین مسئله، باعث آسیبزدن به دستگاهها میشود.
یو پی اس آنلاین
امروزه بیشتر از یو پی اس UPS های آنلاین استفاده میشوند. یو پی اس آنلاین ، سطح ولتاژ و نویزها و اختلالات را تصحیح میکند. بهعبارتدیگر، در یو پی اس آنلاین، برق ورودی بعد از تبدیل به ولتاژ مستقیم و تصحیح آن (یعنی برطرف کردن نویزها و اختلالات و سطح ولتاژ ورودی) برای شارژ کردن باتری استفاده میشود.
در این مدل از یو پی اس ، زمان بین قطعی برق شهر و وصل شدن یو پی اس بین 0.9 الی 1 است یعنی یا 1صدم ثانیه تاخیر دارد و یا بدون وقفه است. بهترین استابلایزرها در یو پی اس آنلاین تعبیه شده است. شارژر باتری با جریان دهی بالاتر هم از دیگر مزایای یو پی اس آنلاین است. یو پی اس آنلاین، شارژر قوی تری دارند و میتوانند باتری تا 200 آمپر را شارژ کنند. دستگاه یو پی اس آنلاین بر پایه تکنولوژی DOUBLE CONVERSION یا تبدیل دوگانه عمل میکند. به این صورت که دو مرتبه کار تبدیل ولتاژ AC به DC انجام میدهد. باتریها با ولتاژ DC شارژ میشود و دوباره، ولتاژ DC باتری به ولتاژ AC تبدیل میشود تا خروجی فرکانس و شکل موج مطلوب داشته باشد.اصلاح ضریب توان ورودی و استقلال توان خروجی از ولتاژ و نوسانان فرکانس ورودی، از مزایای DOUBLE CONVERSION است.
یو پی اس آنلاین برای تجهیزات حساس و گرانقیمت، مانند کاربردهای پزشکی، دیتاسنترها و … بسیار مناسب است.
تکنولوژی لاین اینتر اکتیو
در این مدل از یو پی اس UPS ، که عمدتاً در تجهیزات شبکه مورداستفاده قرار میگیرد، اینورتر همواره روشن است و مادامیکه ولتاژ ورودی در بازه معمولی قرار دارد، باتری را شارژ میکند اما اگر ولتاژ ورودی دچار تغییراتی شد، توان خروجی را برای دستگاهها و وسایل برقی متصل به یو پی اس تأمین میکند. موج برق خروجی سینوسی دارند. دستگاه یو پی اس لاین، توانایی شارژ باتری تا 120 آمپر را دارند. این مدل مناسب برای تجهیزات گرانقیمت و دادههای حساس است.
یو پی اس آسانسور، معمولاً از این مدل است و دارای باتری خارجی است. توپولوژی لاین در مقایسه با آفلاینها، از تجهیزات فیلترینگ بیشتری برخوردار است و هرگونه نویزهای سوییچینگ و ناپایداری خروجی را کاهش میدهد. کم سروصدا بودن و اصلاح ولتاژهای نامناسب ورودی ، قیمت کمتر نسبت به مدل آنلاین از مزیتهای این توپولوژی است.
تفاوت دیگر لاین اینتراکتیو با یو پی اس آنلاین در این است که پاورفکتور آنها نهایتا 0.8 است، تکنولوژی دابل کانورشن ندارند، از برق سه فاز پشتیبانی نمیکنند براساس شرکت سارنده، توان آنها نهایتا 6KVA و یا 7KVA است.
یو پی اس ترانس لس
یو پی اس ترانس لس یا یو پی اس بدون ترانس، از مدارهای الکترونیکی بهجای ترانس بزرگ بهره میگیرد. به همین دلیل پایداری کمتری نسبت به یو پی اس ترانس بیس دارد. از مزایای آن میتوان به ابعاد کوچکتر ، سادگی و وزن کمتر نام برد. یو پی اس ترانس لس، عمل ایزوله کردن خروجی نسبت به ورودی را با استفاده از سوییچینگ انجام میدهد. لذا هزینه و وزن کمی دارد. ترانس لس عمدتا در مصارف پزشکی کاربرد دارند.
یو پی اس ترانس ایزوله
اگر در یو پی اس، برای افزایش ظرفیت تحمل کوتاهمدت بار جریان مدار، از یک ترانس استفاده شود، به این یو پی اس UPS ، اصطلاحاً یو پی اس ترانس بیس و یا یو پی اس ترانس ایزوله گفته میشود. از لحاظ عملکردی مانند یو پی اس معمولی هستند، اما بیشتر برای زمانی که جریان زیادی بهطور ناگهان به مدار وارد شود، کاربرد دارند. مثلاً هنگامیکه چند دستگاه بیمارستانی روشن شود ، جریان زیادی وارد مدار خواهد شد و استفاده از یو پی اس UPS ترانس بیس توصیه میشود.
یو پی اس UPS ترانس بیس یا دارای ترانس ایزوله خروجی، برای کاهش خطرات ناشی از رعدوبرق و صاعقه و حفاظت از افراد در هنگام برخورد با سیمها و یا اتصال کوتاه داخلی بین یکی از سیمها و بدنه دستگاهها ، ناشی از رطوبت یا عوامل فیزیکی مورداستفاده قرار میگیرد.
یو پی اس ترانس بیس با دستگاههای مختلف با انواع بارهای مصرفی سازگار است. به دلیل استفاده از مدار اینورتر فول بریج (تمام پل)، به تعداد باتری کمتری نیاز دارد و نویز فرکانس بالا ناشی از سوییچینگ اینورتر را حذف میکند.
علت نامگذاری آن به ترانس ایزوله، این است که ارتباط الکتریکی با زمین در آن قطع شده و در صورت اتصال فرد به آن، از افراد در مقابل برقگرفتگی و در کل، از سیستم در مقابل اتصالات مختلف جلوگیری میکند.
لازم به ذکر است که استفاده از دستگاه یو پی اس ترانس بیس، گرمای بسیار زیادی را تولید میکند. لذا به تهویه قویتری نیاز دارند و آلودگی صوتی آنها هم اجتنابناپذیر است.
ازاینرو برای موارد کوچک و خانگی و محیطهای کوچک ، مناسب نیست.
دستگاه یو پی اس ترانس بیس راندمان بالاتر و طول عمر بیشتر دارد و ازآنجاییکه دریو پی اس UPS ترانس لس ولتاژ DC وجود دارد، ترانس بیس این ولتاژ را حذف کرده و باعث افزایش امپدانس خروجی یو پی اس میشود.
در ترانس بیس و با وجود ترانس و سوییچینگ اینورتر، نویزهای فرکانس بالا تولید میشود. ترانس این نویزها را حذف میکند. درحالیکه در ترانس لس این نویزها وارد مدار میشود. از نظر ساختاری و پیچیده بودن و حساستر بودن قطعات ، این دو با یکدیگر فرق دارند. ترانس بیس سنگینتر است و تولید گرمای بیشتری دارد و آلودگی صوتی و قیمت بیشتری دارد. پاور فاکتور آنها حدود 0.8 است.
در مقابل ترانس لس وزن کمتر، قیمت کمتر، آلودگی صوتی کمتر و کارایی بیشتری دارد و موارد استفاده بیشتری دارد.
در مقابل، ترانس بیس سنگینتر است. توانایی تحمل جریان بیشتری دارند، اما اتلاف گرمایی بیشتری هم دارند و برای تجهیزات موتوردار و بیمارستانی مناسب هستند.
بهطور خلاصه ویژگیهای ترانس ایزوله عبارتند از:
- ایزولاسیون بالا
- اتصال بسیار مطمئن به زمین
- عدم تداخل فرکانسهای رادیویی و نویز بسیار پایین
- پالایش تداخلهای ناشی از بارهای غیرخطی
- بهبود قدرت سیستم
- و ….