یو پی اس چیست ؟ - امروزه یو پی اس بعنوان یک تامین کننده برق اضطراری که از هر نظر ایمن و تثبیت شده است در بخش های مختلف صنعتی ، پزشکی ، دیتا سنترها ، بخش های اداری و موارد بسیار دیگر نقشی تعیین کننده دارد و می توان گفت عملا غیر قابل حذف شدن می باشد . در اینجا قصد داریم نحوه کار انواع یو پی اس ها به همراه توپولوژی هریک از آنها را به اختصار توضیح دهیم .
یو پی اس آفلاین (Offline)
با دقت به بلوک دیاگرام یو پی اس آفلاین می توان دریافت مادامی که برق شهر وصل می باشد این یو پی اس عملا برق شهر را از مسیر بای پس خود در اختیار بارهای مصرفی می گذارد و طبیعی است که در این حالت بارهای مصرفی محافظتی با دقت پایینتر نسبت به یو پی اس های آنلاین خواهند داشت .
در این نوع یو پی اس چنانچه برق شهر از محدوده مجاز خارج شود بارهای مصرفی از طریق سوئیچ استاتیک روی باطری و اینورتر قرار میگیرند .
این سوئیچ معمولا تاخیری بین 2 تا 10 میلی ثانیه خواهد داشت . راندمان بالا ، اندازه کوچک ، قیمت ،حجم و وزن کم از مزایای اصلی این نوع یو پی اس می باشد .
عدم حفاظت کامل الکتریکی از بارهای متصل به یو پی اس ، عدم هماهنگی با ژنراتور و موتور برق و ولتاژ خروجی غیر سینوسی (مربعی) که برای تغذیه موتور و تجهیزات پزشکی نامناسب است از معایب این نوع می باشد .
در پایان می توان نتیجه گرفت این نوع یو پی اس چندان برای مصارف حساس مانند دیتا سنترها و تجهیزات آزمایشگاهی و پزشکی کاربرد ندارد .
بلوک دیاگرام یو پی اس آفلاین
یو پی اس لاین اینتراکتیو (Line Interactive)
یو پی اس های لاین اینتراکتیو تقریبا ساختاری شبیه به یو پی اس های آفلاین دارند با این تفاوت که قادر هستند تا حد قابل قبولی ولتاژ خروجی را در حالتی که یو پی اس روی برق شهری کار میکند اصلاح نمایند و همچنین زمان تاخیر در حالت سوئیچ از برق شهر به باتری را کاهش دهند . از مزایای دیگر این نوع یو پی اس نسبت به آفلاین افزایش راندمان و طول عمر باطری می باشد .
یو پی اس های لاین اینتراکتیو عموما با ترانس های افزاینده/کاهنده و در مدل های قدیمی تر با ترانس های فرورزونانس تولید می شوند . ترانس های افزاینده/ کاهنده ولتاژ خروجی را در بازه ای حدود 30- تا 20+ درصد ولتاژ نامی ورودی تنظیم می کنند که این تثبیت ولتاژ بصورت پله ای توسط رله های دستگاه از سرهای خروجی ترانس صورت می پذیرد . خارج از این محدوده یو پی اس روی مد باطری به کار خود ادامه می دهد .
در یو پی اس های لاین اینتراکتیو با ترانس فرورزونانس ولتاژ خروجی در بازه ای بین 40- تا 20+ درصد تغییرات ولتاژ نامی ورودی تنظیم می شود و خارج از این محدوده یو پی اس روی مد باطری به کار خود ادامه می دهد .این نوع یو پی اس همچنین امکان فیلتراسیون نویزهای الکتریکی شبکه را دارا می باشد .
اندازه عموما کوچکتر نسبت به یو پی اس آنلاین و بزرگتر نسبت به یو پی اس آفلاین ، قیمت کمتر نسبت به یو پی اس آنلاین و بیشتر نسبت به یو پی اس آفلاین و قابلیت تنظیم ولتاژ ورودی از مزایای این نوع یو پی اس می باشد .
با توجه به اینکه این نوع یو پی اس فقط قابلیت تنظیم دامنه ی ولتاژ ورودی را دارد و امکان تنظیم فرکانس و شکل موج خروجی وجود ندارد استفاده از آن برای بارهای خیلی حساس مناسب به نظر نمی رسد .
ولتاژ خروجی این نوع یو پی اس در برخی مدل ها سینوسی و در برخی دیگر مربعی است .
بر خلاف یو پی اس آفلاین ، امکان کار هماهنگ با دیزل ژنراتور و موتور برق در بعضی مدل های یو پی اس لاین اینتراکتیو وجود دارد .
بلوک دیاگرام یو پی اس لاین اینتراکتیو
یو پی اس آنلاین (Online)
بطور کلی میتوان گفت تمامی یو پی اس ها بر پایه تبدیل ولتاژ DC باطری به AC و قرار دادن آن در خروجی عمل میکنند اما در یو پی اس های آنلاین این فرآیند با بلوک های بیشتری نسبت به سایر یو پی اس ها انجام می گیرد .
همانطور که در شکل مشخص است ابتدا ولتاژ AC از تغذیه اصلی به یک فیلتر منتقل میشود تا نویزهای الکترومغناطیسی را حذف کند و در ادامه وارد رکتیفایر/شارژر شده و این ولتاژ پس از انجام عمل یکسوسازی تبدیل به ولتاژ DC شده و با عبور از فیلتر DC یک ولتاژ کاملا صاف و عاری از ناخالصی را تحویل می دهد و در نهایت به باطری ها منتقل می شود و این عمل تا زمانی که برق شهر وصل باشد ادامه خواهد داشت .
این بلوک همچنین یک ولتاژ تثبیت شده را برای بلوک دوم یعنی اینورتر که به بارهای مصرفی وصل می شود تامین میکند . زمانی که برق شهر قطع می شود باطری ها وظیفه تامین ولتاژ DC اینورتر را به عهده میگیرند و چون این عمل بدون هیچ وقفه ای اتفاق می افتد بارهای متصل به خروجی یو پی اس تا زمان تخلیه باطری ها هیچ قطعی ای را حس نمیکنند و به کار خود ادامه می دهند .
این ساختار در یو پی اس های آنلاین باعث می شود بارهای حساس بدون حس کردن کوچکترین تاخیری همواره عملکرد عادی خود را حفظ نمایند .
در یو پی اس آنلاین بای پس در مواردی که یو پی اس خطایی داده یا دچار خرابی میگردد بصورت دستی یا اتوماتیک فعال می شود .
در این نوع به دلیل همزمانی شارژ باطری و تامین تغذیه DC ورودی اینورتر ، معمولا توان یکسوساز بیشتر از اینورتر و مصرف کننده است . این ویژگی باعث کاهش راندمان کلی دستگاه و افزایش تلفات و گرم شدن یو پی اس می شود . همچنین توان جذب شده توسط یکسوساز اغلب غیر خطی و هارمونیکی است و منجر به اشغال ظرفیت خطوط انتقال و تداخل الکترومغناطیسی در تاسیسات برق می شود .
لازم به ذکر است این مشکلات در تمامی یو پی اس های آنلاین به کمک فیلترهای اکتیو و ادوات تصیح ضریب توان (PCF) برای نیل به ضریب توان 1 برطرف میشود .
بلوک دیاگرام یو پی اس آنلاین
نتیجه گیری
با توجه به توضیحات فوق میتوان نتیجه گرفت یو پی اس آنلاین برای تجهیزاتی که حساسیت بالاتری دارند و ممکن است زمان تاخیر یو پی اس آفلاین در عملکرد آنها تاثیر منفی بگذارد از قبیل تجهیزات دیتا سنتر و لوازم آزمایشگاهی مناسب ترند.
همچنین یو پی اس های لاین اینتراکتیو با ترانس افزاینده/کاهنده در مقایسه با لاین اینتراکتیوهای با ترانس فرورزونانس که ساختار قدیمی تری دارند و بدلیل قرار دادن ترانس در حالت اشباع پر مصرف تر میباشند ارجحیت دارند . از طرفی یو پی اس های لاین اینتراکتیو بدلیل وجود ترانس در ساختار خود بازدهی بهتری در مقابل بارهای ضربه ای از قبیل بارهای موتوری از خود نشان میدهند .