انواع يو پي اس
فرق يو پي اس هاي آفلاين,لاين اينتراكتيو ,آنلاين در چيست؟
فرق يو پي اس هاي Off Line,Line Interactive,On Line
منبع تغذيه بدون وقفه ( يو پي اس ) دستگاهي است در برگيرنده قطعات حالت جامد (SOLID – STATE) كه بين منبع برق ورودي و بار وصل شده واز بروزاختلافات برق ورودي ( برق شهر ) از جمله قطع كامل آن ممانعت مي كند :
به طور كلي ، مدل يو پي اس ها از لحاظ ساختار طراحي در گرد از سه حالت , Line interactive ,Off-line On-line پيمان مي گيرند . صرفنظر از طراحي خاص هر يك ، چند ويژگي مهم در تمامي يو پي اس ها مشترك است . همه آنها داراي باتري يو پي اس هستند و الي زماني كه برق شهر قابل استفاده است انرژي را در باتري يو پي اسها اندوخته مي كنند و بعد از قطع برق شهر انرژي باتري يو پي اس را به جريان متناوب ((AC تبديل مي كنند . بنابراين تمام سيستمها بايد حائز شارژ باتري يو پي اس و مدار اينورتر باشند . وانگهي تمام يو پي اس ها حائز يك سيستم Bypass هستند كه به اتفاق با يك سوئيچ در خروجي وسيله وابستگي با Load را جهت تغذيه مستقيم از برق شهر فراهم مي كنند . در بسياري از موارد مدار سوئيچ خروجي با به كاربردن سوئيچهاي استاتيك تكميل مي شود . البته در يوپي اس هاي قدرت زير اين كار به وسيله رله انجام مي گيرد .
يو پي اس آفلاين (Off – Line)
در يو پي اس مدل Off-line بارهاي حساس از مسير By pass انرژي دريــافت مي كنند و اگـر تغذيـه راه By pass قطع شود يا ولتاژ آن بيرون از محدوده قابل قبول و مجاز قرارگيرد ، گذرگاه اينورتر جايگزين آن مي شود . در طي عملكرد عادي دستگاه ، هراختلالي كه در محدوده پذيرفتني ولتاژ Bypass باشد به بار منتقل مي شود . اگر چه در بسياري از مدلهاي اين يو پي اس در مسير Bypass خود تا حدودي از افزايش شديد و ناگهاني ولتاژ (spike ) جلوگيري مي كنند و كونوانسيون هاي RF (فركانس راديويي ) در گذرگاه Bypass آنها هستي دارد .
در شرايط عادي شارژر باتري يو پي اس به طور مداوم پيشه مي كند لغايت باتري يو پي اسها را كاملا حاضر نگهدارد . در برخي از يو پي اس ها ممكن است اينورتر خاموش باشد لغايت راندمان كلي دستگاه افزايش يابد ، اگر چه قسمتهاي مهار الكترونيكي آن به منظور عملكرد تند اينورتر همواره فعال مي باشند.
اگر ولتاژ Bypass از دست كم مجاز زير تر رود ، اينورتر بي درنگ آغاز به پيشه كرده و بار به وسيله سوئيچ استاتيك ( يا رله خروجي ) به اينورتر منتقل مي شود با توجه به اين كه مراحل انتقال پس از قطع ولتاژ Bypassآغاز مي شود وقفه اجتناب ناپذير در تامين انرژي بار روي مي دهد ، اگرچه اين وقفه كوتاهي به اندازه ۱۰~۲ميلي ثانيه است
لازم به ذكراست كه اكثربارها به نحو مطلوب و بي آنكــه متحمل اثـرات مضـري شـوند اين سررسيد را پشت راز مي گذارند و با عادي شدن وضع برق شهر بار مجددا به گذرگاه Bypass منتقل مي شود.
يو پي اس Line – Interactive
اين گونه يو پي اس دربرگيرنده دستگاههايي مي شود كه در آنها كوشش شده با اضافه كردن سيستم تنظيم ولتاژ در مسيرBy pass عملكرد بهتري نسبت به سري Off-line ارائه شود . دو گونه از متـداولترين سيستمهاي اين رده يو پي اس مجهز به ترانس Buck/Boost وترانس ferrorvesonat مي باشد.مشابه مدلهاي Off-Line يو پي اس مدل Line-Interactive بار خــود را از طـريق مسيرBypass تغذيه مي كند وبراثر هر حادثه اي كه سبب قطع برق شهر شود آن رابه اينورتر انتقال مي دهد. در بخشهاي باتري يو پي اس، شارژر و مدار اينورتر نيز با سيستم Off-Line همانند است اما به خاطر اضـافه شدن مدار تنظيم ولتاژ در راه By pass بار كمتر به اينورتر انتقال مي يابد. چنين سيستمي تاثير اكثريت دركاهش هزينه ها داشته و عمر سودمند باتري يو پي اس در سنجش با Off-Line اغلب مي شود.
انواع يو پي اس لاين اينتر اكتيو(Line – Interactive)
۱- ترانس
Buck/Boost جهت تنظيم ولتاژ در راه Bypass اضافه مي شود اين ترانس با سيم پيچ ثانويه چند سر به همراه چندين رله طوري تنظيم مي شود كه هر دو سطح ذيل و بالاي ولتاژ گذرگاه Bypass را به طور پسنديده پوشش داده و بدين روش ولتاژ خروجي يوپي اس را به اندازه ولتاژ مورد نياز محدود مي كند. اين بدين معناست كه محدوده ولتاژ پذيرفتني ورودي (بدون دربايستن به عملكرد اينورتر) افزايش مي يابد.يك يو پي اس در اين دسته بندي مي تواند با دامنه ولتاژ ورودي بين +%۲۰ لغايت – %۳۰ فراتر از محدوده ولتاژ مشهور و با استفاده از مسير Bypass ، ولتاژ بار خود را تامين كند.
۲- عملكرد ترانس فرورزنانس نيز شبيه ترانس Buck/Boost مي باشد، در اين باره ترانس فرورزنانس جايگزين ترانس Buck/Boost شده است. اين ترانس تنظيم و رگولاسيون ولتاژ را در مساوي اختلالهايي همانند نويز خط الكتريكي سپريدن مي دهد و به ازاي تغيير در ولتاژ ورودي از -%۴۰ لغايت +%۲۰ خروجي فقط ۳%+ مقدار سرشناس تغيير خواهد كرد. در ضمن اين ترانس با ذخيره انرژي، برق باره نياز كامپيوترها را در زمان قطع كامل برق براي مدت كوتاه تامين مي كند الي اينورتر آغاز به پيشه كند. بنابريان بدون برپايي وقفه در جريان برق؛ بار بين مسيرBypass به اينورتر منتقل شده و يوپي اس عملاً به يك سيستم راستين On-Line تبديل مي شود كه در خروجي آن وقفه اي مشاهده نمي شود.
۳- در Bi- directional power converter فقط يك بلوك جايگزيني يكسو كننده (شارژر) و مدار اينورتر مي شود، خيلي تند تغيير حالت داده و به عنوان يك مدار اينورتر عمل مي كند. وانگهي از اين گونه طراحي مي قدرت در مدار Buck/Boost يا در هر كدام از سيستم هاي مختلف Line-interactive استفاده كرد.
يو پي اس آنلاين (On-Line)
اولين تفاوت بين اين طرح و آنچه كه قبلا در سيستم off-line روشنگري داده شد اين است كه شارژ باتري يو پي اس با بخش”يكسو كننده/شارژر”تعويض شده است.بخش “يكسو كننده /شارژر” ممكن است از دو قسمت جداگانه يا يك بلوك نيرو كامل تشكيل شده باشد.زمانيكه برق شهر در جريان است اين تقسيم باطري را شارژ و انرزي اينورتر را توسط يك ولتاژ dc ثابت تامين مي كند.در صورتي كه برق ورودي (برق شهر)قطع شود شارژ خاموش شده و انرژي DCاينورتر توسط باتري يو پي اس تامين مي شود و از اين سررسيد باتري يو پي اس رفته رفته خالي مي شود.اين گونه يو پي اس كه اصطلاحا يو پي اس Double Conversion نيز ناميده مي شود بالاترين ميزان نگهداري را ارائه مي كند زيرا بار همواره با يك ولتاژ تنظيم شده تغذيه مي شود.به عبارت ديگر حتي زماني كه برق شهر هستي دارد يكسو كننده شارژر و بخش هاي اينورتر فعال هست در حالت عادي هنگامي كه بار انرژي خود را دريافت مي كند به نكوداشتن در برابر اختلالات برق شهر محافظت مي شود.چون يكسو كننده و اينورتر همانند يك سد در مساوي نويز موجود در خطوط انتقال برق و نوسانات زودگذر ولتاژ عمل كرده و در پايان يك ولتاژ خروجي كاملآ تثبيت شده را تامين مي كنند.اگـر ولتــاژ ورودي از محدوده مجاز(مثل۱۰%+ لغايت ۲۰%-) دست درازي كند يا اين كه كاملآ قطع شود .اينورتر با استفاده از انرزي باتري يو پي اس به شغل خود پيوستگي مي دهد سپريدن اين مراحل به نحوي چهره مي پذيرد كه هيچ وقفه اي به بار منتقل نشود زماني كه انرژي باتري يو پي اس استفاده مي شود اينورتر همانند موعد به كارگيري برق شهر همان ميزان رگولاسيون ولتاز را ارائه مي كند و بار از طريق سوئيچ استاتيك به خروجي اينورتر متصل است.
چگونه يوپي اس مناسب خود را انتخاب كنيم؟
پارامترهاي اصلي جهت خريد يك دستگاه يوپي اس
۱٫ THD(Total Harmonic Distortion) : بارهايي كه از منابع تغذيه سوئيچينگ كاربرد مي كنند ، به انگيزه ايجادهارمونيك در شبكه باعث داغ شدن سيم نول و به تبعه آن مايه بروز گرما در سيستم برق مي شوند . فلذا در جاهايي كه شمار منابع تغذيه سوئيچينگ زياد دارند بهتراست از يوپي اس كاربرد گردد كه THD جريان ورودي پايين مثلا ۱۰% داشته باشد البته اين را نيز نبايد فراموش نمود كه در جايي كه ژنراتور نيز هستي دارد به كارگيري يوپي اس با THD پايين بايسته مي باشد.
۲٫ موعد سوئيچ : فاصله زماني بين سوئيچ از برق شهربه باتري يو پي اس و بالعكس ، هرچه اين موعد بيشتر باشداحتمال ريست شدن كامپيوتر در لحظه سوئيج بيشتر مي گردد . ( فقط
۳٫ On line / يوپي اس سررسيد سوئيچ صفر دارد ) موعد حمايت : مدت سررسيد مورد احتياج براي حمايت از باتري يو پي اس در موعد قطع برق شهر ، اين سررسيد پيوستگي به آمپر ساعت باطري داشته و با كم و بسيار شدن آمپر ساعت باتري يو پي اس كم و بسيار مي گردد تنها يو پي اس بايد قابليت شارژ باتري يو پي اس را دركمترين زمان ممكن (حدودا بين۴ الي ۸ ساعت) را داشته باشد در بعضي يو پي اس ها محدوديت جريان شارژ دارد.
۴٫ نويز شنيداري : زماني كه دستگاه روشن است ،صداي ناشي از فن يا ترانس دستگاه ميزان نويزي را ايجاد ميكند ،استفاده از يو پي اس با كمترين نويز در ادارات و بيمارستانها و مكانهايي كه نيازمند كمترين صدا مي باشند بايسته مي باشد.
۵٫ سايز و وزن : سايز و حجم دستگاه ميتواند بر پاي بست، مكان كاربرد متفاوت باشد.
۶٫ استحكام و قابليت اطمينان : استحكام و قابليت اطمينان بسيار در برابر شرايط آب و هوايي و شرايط به سختي و بحراني (اضافه بارهاي لحظه اي)از مهمترين پارامترهاي گزينش يو پي اس مي باشد.
۷٫ فناوري ساخت و شكل موج خروجي : در صورتي كه منابع تغذيه دستگاه هاي مورد كاربرد زياد دلنازك بوده و هيچگونه نويز يا اعوجايي نبايد به آن وارد شود و شكل موج خروجي به چهره سينوسي كامل و بدون قطعي و بدون گزين كردن به ولتاز ورودي لازم باشد ،پيشنهاد ميگردد از يو پي اس آنلاين كاربرد شود و چنانجه ورود نويز يا تغيير شكل موج خروجي سيستم از درجه اهميت اقليت برخوردار است ،يو پي اس ها Line Interactive رهنمود مي شود.
البته در گزينش تكنولوزي بايد به نوسانات برق شهري در منطقه نيز دقت شود (وجود افت ولتازهاي شديد ،قطعي هاي مداوم و غيره …..)
توان نامدار : از دو مسير مي قدرت قدرت نامدار را براي يوپي اس را محاسبه نمود
روش اول : قدرت مصرفي تك تك دستگاهها را برحسب وات محاسبه نموده و با هم جمع نموده و بر ضريب نيرو خروجي يو پي اس تقسيم نموده قدرت دستگاه يو پي اس بر حسب ولت-آمپر توسط مي آيد.
روش دوم : جريان مصرفي كل دستگاهها را اندازه گرفته در ۲۲۰ ضرب مي نما ييم توان يو پي اس بر حسب ولت-آمپر بدست مي آيد.
البته بهتر است كه مقدار بار متصل به يو پي اس نهايتا ۷۰% از نيرو خروجي يو پي اس باشد لغايت در بارهاي لحظه اي و كليد زني كه جريان لحظه اي دارند خپگي كمتري به يو پي اس وارد شود.
رنج تغيرات ولتاژ و فركانس ورودي:ميزان تغيرات ولتاژ ورودي و فركانس بدان معني است كه بازه ولتاژ ورودي و فركانس( مثلآ
۱۶۰~۲۸۰ vae ولتاژ و فركانس از ۴۵~۶۵ ) اگر در ورودي (برق شهر) تغيير نمايد يو پي اس بدون به كارگيري باتري يو پي اسو با استفاده از كونوانسيون داخلي به پيشه خود پيوسته داده و ولتاژ خروجي مناسبي را ارائه دهد .در صورتي كه يو پي اس بيرون از اين بازه باشد ،يو پي اس به حالت Backup رفته و ورودي را قطع مي نمايد و از باتري يو پي اس استفاده مي كند لغايت مجددا به حالت نرمال برگردد.رنج ولتاژ خروجي و فركانس خروجي و رگولاسيون (بازه ولتاژ و بسامد خروجي يو پي اس) آن بايد با بازه ولتاژ ورودي دستگاههاي مصرفي وصل به يو پي اس هماهنگ باشد ،در يو پي اس ها ي online رگولاسيون ولتاژ كمتر از ۲%+ و بسامد كمتر از۰٫۵%+ در يو پي اس ها ي off_line و line_Interactive رگولاسيون ولتاژ ۱۰%+ لغايت ۳%+ وفركانس بين ۵/۲% تا ۵/۰% مي باشد.
چگونه سررسيد برق دهي(Back Up) را براي باتري يو پي اس ها محاسبه كنيم؟
زمان Back up مدت زماني است كه باتري يو پي اس بايد انرژي و توان مورد نياز بار را تامين نمايد و بيشتر به آن زمان استقلال (Autonomy) يا زمان دشارژ نيز گفته مي شود .
باتري يو پي اسها درانواع متنوع و ميزان آمپرساعت متفاوت عرضه مي شوند ، بنابراين به منظور نصب باتري يو پي اس مناسب و كاربرد ازآن بايد محاسبه دقيقي سپريدن گيرد.
درانتخاب باتري يو پي اس با ظرفيت يا سرويس دهي مناسب كمينه به دو نكته بايد پروا شود .
۱٫ بار باتري يو پي اس
۲٫ سررسيد خودسالاري ياBack up موردنياز
ابتدا جريان كشيده شده از باتري يو پي اس را محاسبه مي كنيم . به عنوان نمونه :
اگر بار متصل به يو پي اس ۵KVA و ضريب نيرو آن ۰٫۸ باشد بار يو پي اس ۴kw است . اگر راندمان اينورتر يو پي اس ۹۰% بــاشد تلفـات اينــورتـر۳۶/ kw0 است . بنــابراين بــراي تغـذيه بار باتري يو پي اس بايد به انــدازه Kw 4.36= 0.36 KW + 4KW نيرو ((dc توليد كند.
حال اگر ولتاژ ثابت باتري يو پي اس ۱۹۲ ولت باشد و زمان Back up ، ۳۰ دقيقه باشد . پيش درآمد جريان dc را محاسبه مي كنيم كه جريان ۲۲٫۷۱خواهد شد .
توجه : محاسبه فوق به شكل ساده در اين جا آمده است زيرا ولتاژ راستين باتري يو پي اس با دشارژشدن آن افت مي كند .
سازندگان باتري يو پي اس دائم جداول يا نمودارهايي را عرضه مي كنند كه با به كارگيري اطلاعات آنها مي قدرت ظرفيت سرويس دهي موردنياز را تعيين كرد.
در باره نمونه فوق باتوجه به اطلاعات ارائه شده از سوي سازندگان باتري يو پي اس ، ۱۶ شماره باتري يو پي اس (۱۹۲ ولت) با ۲۴ آمپر ساعت گنجايش سرويس دهي مي تواند براي ۳۰ دقيقه بار را تغذيه كند.
لينك هاي مرتبط :
يو پي اس apc
باتري يو پي اس
باتري
باتري يو پي اس
يو پي اس apc
يو پي اس
تعمير يو پي اس
باتري يو پي اس چه كاربردي دارد؟
استابلايزر