چهارشنبه ۳۱ شهریور ۱۴۰۰

خلاصه شده عبارت "Uninterruptible Power Supplies" به معنی منبع تغذیه بدون وقفه است. منبع تغذیه بدون وقفه دستگاهی متشکل از قطعات جامد است که بین منبع برق ورودی و مصرف‌کننده وصل شده و از بروز اختلالات برق ورودی از جمله قطع کامل آن جلوگیری می‌کند. در واقع ترکیبی از مبدل‌ها، کلیدها و ذخیره‌کننده انرژی (باتری) است که سیستم قدرتی را برای حفظ، نگهداری و پیوستگی توان بار در حالتی ‌که نقصی در توان ورودی پیش آید، تشکیل می‌دهد. درحقیقت استفاده از یک انرژی پشتیبان مانند سیستم تأمین انرژی بدون وقفه (UPS) شما را قادر می‌سازد که بر بیشتر مشکلات برق شهر فائق آئید و همچنین محافظت در برابر قطع کلی برق را نیز بدست آورید. شما می‌توانید سطوح مختلفی از حفاظت را در مقابل مشکلات برق برای سیستم خود جهت جلوگیری از تخریب و یا از دست دادن اطلاعات به کار گیرید. با توجه به اینکه روش‌های نسبتاً کم هزینه بسیاری را جهت تأمین سطوحی از حفاظت در مقابل مشکلات برق شهری برای تجهیزات می‌توانید به کار گیرید، هیچ یک از آنها نمی‌توانند به خوبی یک دستگاه تأمین برق بدون وقفه (یوپی‌اس)، سیستم شما را در قبال مشکلات برق شهر حفاظت کند. زمانی یوپی‌اس‌ها به عنوان یک سیستم گران ارزیابی می‌شدند اما امروزه با توجه به گران قیمت بودن تجهیزات از نظر سخت‌افزاری و یا ارزشمند بودن اطلاعات و داده‌ها، هزینه تهیه و تأمین یک دستگاه یوپی‌اس کاملاً ارزان و مقرون به صرفه می‌باشد.

این نوع یوپی‌اس شامل دستگاه‌هایی می‌شود که در آنها سعی شده با اضافه کردن سیستم تنظیم ولتاژ در مسیر Bypass عملکرد بهتری نسبت به سری Offline ارائه شود. دو نوع از متداول‌ترین سیستم‌های این رده، یوپی‌اس مجهز به ترانس Buck/Boost و ترانس ferroresonant می‌باشد. مشابه مدل‌های Offline یوپی‌اس مدل Line-interactive بار خود را از طریق مسیر Bypass تغذیه می‌کند و بر اثر هر حادثه‌ای که سبب قطع برق شهر شود آن را به اینورتر انتقال می‌دهد. در بخش‌های باتری، شارژر و مدار اینورتر نیز با سیستم Offline مشابه است اما به خاطر اضافه شدن مدار تنظیم ولتاژ در مسیر Bypass، بار کمتری به اینورتر انتقال می‌یابد. چنین سیستمی تأثیر بیشتری در کاهش هزینه‌ها داشته و عمر مفید باتری در مقایسه با سری Offline بیشتر می‌شود.

این نوع یوپی‌اس شامل دستگاه‌هایی می‌شود که در آنها سعی شده با اضافه کردن سیستم تنظیم ولتاژ در مسیر Bypass عملکرد بهتری نسبت به سری Offline ارائه شود. دو نوع از متداول‌ترین سیستم‌های این رده، یوپی‌اس مجهز به ترانس Buck/Boost و ترانس ferroresonant می‌باشد. مشابه مدل‌های Offline یوپی‌اس مدل Line-interactive بار خود را از طریق مسیر Bypass تغذیه می‌کند و بر اثر هر حادثه‌ای که سبب قطع برق شهر شود آن را به اینورتر انتقال می‌دهد. در بخش‌های باتری، شارژر و مدار اینورتر نیز با سیستم Offline مشابه است اما به خاطر اضافه شدن مدار تنظیم ولتاژ در مسیر Bypass، بار کمتری به اینورتر انتقال می‌یابد. چنین سیستمی تأثیر بیشتری در کاهش هزینه‌ها داشته و عمر مفید باتری در مقایسه با سری Offline بیشتر می‌شود.

یوپی‌اس‌های "Offline" که در استاندارد با علامت اختصاری (VFD) از آنها یاد می‌شود، یوپی‌اس‌هایی هستند که در شرایط نرمال و حضور برق شهر اینورترشان خاموش و یا به صورت روشن ولی بی‌بار و آماده خدمت است و تغذیه مصرف‌کننده متصل به دستگاه از طریق مسیر Bypass تأمین می‌شود. تنها وقتی برق شهر قطع شده و یا از محدوده مقادیر مجاز خارج شود اینورتر در مدار قرار می‌گیرد. کاهش قیمت مبدل، سبکی و افزایش راندمان دستگاه در زمان حضور برق شهر از اصلی‌ترین مزیت‌های سیستم آفلاین محسوب شده ولی انتقال مشکلات کیفی برق شهر از طریق Bypass به مصرف‌کننده و محدودیت حرارتی اینورتر این نوع سیستم‌ها در کار طولانی مدت و احتمال آسیب‌دیدگی دستگاه در زمان جابجایی بین برق شهر و اینورتر از نقاط ضعف این نوع سیستم‌هاست. به همین دلیل این سیستم‌ها عمدتاً برای توان‌های پائین (کمتر از 10 کیلو ولت آمپر) ساخته و ارائه می‌شوند. در محیط‌‌های صنعتی و در شبکه‌هایی که از کیفیت توان پائینی برخوردارند امکان استفاده از یوپی‌اس‌های آفلاین وجود ندارد. یوپی‌اس‌های "Online" که در استاندارد با علامت اختصاری (VFI) از آنها یاد می‌شود. یوپی‌اس‌هایی هستند که حتی در شرایط نرمال و حضور برق شهر هم مصرف‌کننده آنها صرفاً از طریق اینورتر تأمین و تغذیه می‌شود و تنها در شرایط خرابی و خطا در هریک از مبدل‌های دستگاه، مسیر Bypass برای مدت محدودی (رفع عیب و برگشت دستگاه به سرویس) عهده دار تأمین تغذیه بار می‌شود. به علت تبدیل ولتاژ AC به DC و تبدیل مجدد آن از DC به AC از این دستگاه با عنوان مبدل دوبل "Double conversion" هم یاد می‌شود. در واقع با این نوع تبدیل عملاً امکان تغییر فرکانس خروجی نسبت به ورودی و همچنین ایجاد ولتاژی متفاوت با ورودی و مستقل از آن وجود دارد (VFI). این قابلیت می‌تواند برای تولید تغذیه با کیفیت بهتر و بالاتر از برق شهر را برای مصرف‌کننده فراهم سازد.

نکات بسیار زیادی در انتخاب نوع تک‌فاز و یا سه‌فاز یوپی‌اس اثرگذار است. برای مصرف‌کنندگان سه‌فاز چاره‌ای جز انتخاب دستگاهی با خروجی سه فاز نیست؛ ولی برای سایر مصرف‌کنندگان که جملگی بارهای تک‌فاز محسوب می‌شوند گزینه مطلوب کدام است؟ در بازار یوپی‌اس برای توان‌های پائین (کمتر از 10 کیلو ولت آمپر) شما می‌توانید یوپی‌اس‌های تک‌فاز به تک‌فاز داشته باشید و در برخی موارد قیمت تمام شده آنها در مقایسه با یوپی‌اس‌های سه‌فاز به تک‌فاز و سه‌فاز به سه‌فاز هم مطلوب‌تر است و برای کاربران که شبکه برق آنها تک‌فاز است گزینه اجباری محسوب می‌شود؛ ولی برای توان‌های بالاتر، یوپی‌اس به دو صورت سه‌فاز به تک‌فاز و سه‌فاز به سه‌فاز ساخته می‌شوند. مدل‌های سه‌فاز به تک‌فاز (که بعضاً تا توان‌های بیش از 100 کیلو ولت آمپر هم ساخته می‌شوند) تسهیلات خوبی را برای بعد از دستگاه فراهم می‌سازند و شبکه الکتریکی بعد از دستگاه آسان‌تر و ارزان‌تر خواهد شد. ولی وقتی دستگاه Bypass می‌شود، بار به صورت کامل تنها روی یکی از فازها تحمیل خواهد شد که برای شبکه نا‌مطلوب است؛ بدین منظور یوپی‌اس‌های سه‌فاز به سه‌فاز گزینه به مراتب عاقلانه‌تری است.

حمل و جابه‌جایی دستگاه را با رعایت نکات توصیه شده در دفترچه راهنمای کاربر انجام دهید. شرایط محیطی محل نصب به لحاظ تراز بودن زمین، ظرفیت تحمل وزن مجموع باتری‌ها و دستگاه توسط کف، دما، رطوبت، رعایت فاصله جانبی یا فوقانی (بسته به مدل دستگاه) و... را در نظر داشته باشید. شرایط جوی نامناسب بر کارکرد صحیح دستگاه و باتری‌ها تأثیرگذار است؛ دستگاه را نزدیک پنجره‌هایی که امکان بازشدن دارند، قرار ندهید. دقت کنید که اتصال زمین مناسب در محل نصب موجود باشد. دقت کنید که ولتاژ و فرکانس برق ورودی دستگاه با مشخصات مندرج در دفترچه راهنمای کاربر مطابقت داشته باشد. از جنس، نوع و سطح مقطع مناسب تمامی کابل‌های ورودی و خروجی و رابط باتری، اتصالات و فیوزهای حفاظتی اطمینان حاصل نمائید. در نظر داشته باشید که خروجی یک یوپی‌اس در هر یک از حالت‌های برق شهر یا باتری، می‌تواند دارای ولتاژ خطرناک باشد. باتری‌ها می‌توانند جهت افزایش زمان پشتیبانی به صورت موازی بسته شوند؛ استفاده نادرست از کابل‌ها، تعداد و جهت باتری‌ها در هر محفظه باتری، می‌تواند باعث بروز شوک الکتریکی و ایجاد جریان‌های زیاد اتصال کوتاه شود. مصرف‌کننده‌ها (فاز و نول مصرف‌کننده‌ها) بایستی مستقیماً به یوپی‌اس و تابلوی مخصوص وصل شده و توزیع بار بین فازها در صورت سه‌فاز بودن رعایت شود. عملیات نصب و راه‌اندازی تماماً بایستی توسط تکنیسین آموزش‌دیده صورت پذیرد.

از فازهایی استفاده کنید که مصرف‌کننده‌های با جریان لحظه‌ای بالا بر روی آنها قرار نداشته باشد؛ ورود این نوع مصرف‌کننده‌ها باعث افت غیرمتعارف ولتاژ می‌شود. فیوز جداگانه‌ای را برای ولتاژ ورودی یوپی‌اس بر روی تابلوی برق شهر در نظر بگیرید. فیوز ورودی یوپی‌اس را با توجه به بیشترین جریان ورودی با ضریب 2 انتخاب نمائید. ترتیب فازها (S، R و T) را در یوپی‌اس‌های سه‌فاز رعایت کنید. ولتاژ و فرکانس ورودی یوپی‌اس را با مشخصات مندرج در دفترچه راهنمای کاربر مطابقت دهید.

مشخصات خروجی هر یوپی‌اس با توجه به جدول مشخصات فنی آن بوده و شامل موارد زیر است: - توان: با توجه به مقدار مصرف‌کننده تعیین شده و بر حسب کیلو ولت آمپر (kVA) یا کیلو وات (kW) می‌باشد. - ضریب توان: نسبت توان واقعی به توان ظاهری بوده و مقداری بین صفر و یک دارد. - ولتاژ و فرکانس: محدوده ولتاژ و فرکانس خروجی (Tolerance) در مشخصات فنی درج می‌شود.

ترانس ایزوله (=ترانسفورماتور ایزوله)، قطعه‌ای الکتریکی است که به واسطه یک میدان مغناطیسی، دو مدار الکتریکی را از هم ایزوله می‌نماید؛ بدین معنی که مابین دو مسیر انرژی، هیچ اتصال اهمی وجود ندارد و در نتیجه در خروجی ترانس، شرایط الکتریکی ورودی برقرار نمی‌باشد (ارتباط نول با زمین وجود ندارد). این عمل ترانس ایزوله موجب می‌شود که در خروجی دستگاه، ولتاژ مورد لزوم موجود باشد ولی به علت عدم اتصال زمین در مواقع اتصال، اختلاف پتانسیل بالا با زمین، صفر منظور شده و جریانی از اتصال عبور نمی‌کند. از ترانس ایزوله به منظور جلوگیری از عبور جریان‌های DC در صورت بروز صاعقه یا جریان‌های زیاد در مدار مصرف‌کننده‌های حساس استفاده می‌شود. ترانس ایزوله در مدار، نقش حفاظت‌ اشخاص در مقابل برق گرفتگی را ایفا می‌کند زیرا این ترانس‌ها، شبکه را از زمین ایزوله، جدا می‌کنند و در نتیجه تماس با سیم برق باعث برق‌گرفتگی نمی‌شود. در این نوع حفاظت از ترانس با دو سیم‌پیچ مجزای یک به یک و یا کاهنده استفاده می‌شود که ولتاژ خروجی آن بیش از 42 ولت است. در ترانسفورماتور یک به یک ولتاژ ثانویه برابر ولتاژ شبکه می‌باشد. ترانسفورماتور، ولتاژ تغذیه مصرف‌کننده را از نظر الکتریکی از شبکه جدا می‌کند. جریانی که یوپی‌اس‌های دارای ترانس ایزوله (Transformer-base) در لحظه اول استارت مصرف‌کننده می‌توانند تحمل کنند بیشتر از یوپی‌اس‌های بدون ترانس (Transformer-less) است؛ طول عمر یوپی‌اس‌های دارای ترانس ایزوله بیشتر از یوپی‌اس‌های بدون ترانس است ولی تلفات گرمایی ترانس‌دارها بیشتر است. در کل انتخاب یوپی‌اس نسبت به نوع مصرف‌کننده بهترین حالت ممکن است که اکثر یوپی‌اس‌های ترانس‌دار برای مصارف بیمارستانی و تجهیزات موتوردار و هیتردار مناسب‌تر است و یوپی‌اس‌های بدون ترانس برای تجهیزات کامپیوتری و اداری مناسب‌تر می‌باشد.

افزایش توان کلی سیستم در یوپی‌اس ماژولار صرفاً با تهیه ماژول بیشتر و سهولت در نصب امکان‌پذیر بوده و منجر به اشغال کمترین فضای ممکن می‌شود؛ در صورتی که در یوپی‌اس Standalone از طریق پارالل نمودن یوپی‌اس‌های جداگانه همراه با اشغال فضای بیشتر همراه است. سرویس و تعمیر یک یوپی‌اس ماژولار به آسانی و تنها با تعویض ماژول معیوب با ماژول سالم بدون نیاز به دانش فنی خاصی صورت می‌پذیرد؛ در صورتی که سرویس و تعمیر یک یوپی‌اس Standalone، نیاز به متخصص و تکنیسین ماهر دارد. امکان انجام خدمات سرویس و نگهداری یوپی‌اس Modular بدون کوچکترین وقفه‌ای در عملکرد کلی سیستم وجود دارد؛ در صورتی که در یوپی‌اس Standalone ممکن است جهت انجام تعمیر و سرویس دستگاه خاموش گردیده و تغذیه مصرف‌کننده از طریق مسیر Bypass صورت پذیرد. یوپی‌اس‌های ماژولار قطعات یدکی خاصی نداشته و تنها با داشتن یک ماژول اضافی، امکان جایگزینی با ماژول معیوب بدون وقفه وجود دارد؛ در صورتی که یوپی‌اس Standalone دارای قطعات یدکی مختلفی می‌باشد. هزینه تعمیر یک یوپی‌اس ماژولار به جهت استفاده از قطعات SMD گران‌تر بوده و در مواردی غیرقابل تعمیر می‌باشد در صورتی که در یوپی‌اس Standalone ممکن است با تعویض یک قطعه کوچک مشکل رفع شود.

اکثر دستگاه‌های تا توان 3 کیلوولت‌آمپر به صورت Plug & Play بوده و نصب و راه‌اندازی آنها بدون نیاز به مراجعه تکنیسین، توسط کاربر نهایی می‌تواند صورت پذیرد؛ اما در خصوص دستگاه‌های با توان بالاتر و همچنین دستگاه‌هایی که دارای باتری خارجی (External) هستند، این‌گونه نبوده و نیاز است تا عملیات نصب و راه‌اندازی، توسط تکنیسین آموزش دیده صورت پذیرد.

اگر سر و کارتان با یوپی‌اس، اینورتر یا منابع تغذیه متناوب باشد، حتماً یک بار با واژه‌ی بار خطی و یا بار غیرخطی برخورد کرده‌اید. استاندارد IEC62040 بطور کلی بارها را به دو گروه خطی (Linear) و غیرخطی (Non Linear) طبقه‌بندی کرده است. به همین دلیل در مشخصات فنی یو‌پی‌اس‌ها اغلب این کلمات را مشاهده می‌کنیم. به عنوان مثال اغلب THD ولتاژ خروجی را یک بار برای بارهای خطی و یک بار برای بارهای غیرخطی مشخص می‌کنند. بارهای خطی اگر به باری ولتاژ سینوسی بدهیم و جریان بار نیز سینوسی باشد، به آن "بار خطی" می‌گوییم. این یک تعریف ساده شده از بارهای خطی بود. دقت نمایید که حرفی از وجود اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ در میان نیست. اغلب وقتی صحبت از بارهای خطی به میان می‌آید همه به بارهای مقاومتی اشاره می‌کنند و بارهای سلفی یا خازنی را جزء بارهای غیرخطی طبقه بندی می‌نمایند. در صورتی که چنین نیست! بارهای خازنی و سلفی نیز خطی می‌باشند. زیرا اگر به آنها ولتاژ سینوسی متصل شود، جریانشان نیز سینوسی است و تنها با شکل موج ولتاژ اختلاف فاز دارد. به طور کلی هر ترکیبی از عناصر پسیو (متشکل از مقاومت، خازن و سلف) به عنوان یک بار خطی بشمار می‌رود. اگر خاصیت سلفی بار غالب باشد جریان آن پس‌فاز است. یعنی شکل موج جریان اندکی بعد از شکل موج ولتاژ می‌آید و در صورتی که بار خازنی باشد شکل موج جریان اندکی قبل از شکل موج ولتاژ می‌آید. بارهای غیرخطی: برخلاف بارهای خطی، اگر به این بارها ولتاژ سینوسی اعمال شود، جریانشان غیر سینوسی خواهد بود. شاید جالب باشد بدانید برخلاف آنچه به نظر می‌رسد دنیای ما توسط بارهای غیرخطی احاطه شده است! به عنوان مثال تمام منابع تغذیه سوئیچینگ جزء بارهای غیرخطی به شمار می‌روند. این یعنی کامپیوتر، پرینتر، اسکنر، تلویزیون، رادیو، مایکروویو، LED و LCDها، شارژر موبایل، تمامی لامپ‌های کم مصرف، یوپی‌اس‌ها و یا تمامی کانورترها و مبدل‌هایی که مدارات تصحیح شکل موج جریان ورودی ندارند، رکتی‌فایرهای دیودی یا تریستوری و بسیاری دیگر از لوازم و ادوات اطراف ما، همگی جزء بارهای غیرخطی به حساب می‌آیند. وجه مشترک تمام این بارها، استفاده از ادوات اکتیو (نیمه هادی‌هایی مثل دیود، تریستور، IGBT یا ماسفت و...) به جای قطعات پسیو (مقاومت، سلف یا خازن) در ورودی‌شان است. ماهیت غیرخطی جریان، لحظه‌ای بودن و در نتیجه ضربه‌ای بودن آن، پیک بالاتر آن نسبت به جریان مشابه سینوسی، بالاتر بودن Crest factor و بالا بودن قابل ملاحظه‌ی هارمونیک آن نسبت به یک جریان سینوسی، بارهای غیرخطی را برای هر منبع تغذیه‌ای نامناسب می‌نماید. به همین دلیل استاندارد IEC62040-3 توجه بسیاری به بارهای غیرخطی دارد و تست یوپی‌اس با بارهای غیرخطی را به یک الزام برای هر سازنده‌ای بدل نموده است. جالب است بدانید اکثر بارهایی که به یوپی‌اس متصل می‌شود غیرخطی هستند. فرضاً یک سایت کامپیوتر را در نظر بگیرید؛ سرور، پرینتر، اسکنر، پلاتر و کلیه کامپیوترهای موجود در سایت به دلیل استفاده از مدارات تغذیه سوئیچینگ تماماً غیرخطی به حساب می‌آیند. شاید این سوال برایتان مطرح شود که با توجه به ماهیت نامناسب جریان بارهای غیرخطی، چگونه می‌توان تشخیص داد که یک یوپی‌اس می‌تواند تغذیه بارهای غیرخطی را به خوبی تأمین نماید؟ پاسخ این سؤال را می‌بایست در جدول مشخصات فنی یوپی‌اس جستجو نمایید. مطابق استاندارد، سازندگان مکلف به ارائه پارامتری به عنوان THD یا درصد اعوجاج ولتاژ خروجی یوپی‌اس به خریدار هستند. اگر بخواهیم تعریف ساده‌ای از این پارامتر داشته باشیم به این معنی است که با اعمال بار کامل خطی یا غیرخطی، چه مقدار کیفیت شکل موج ولتاژ خروجی یوپی‌اس کاهش می‌یاید. هر چه عدد THD ولتاژ کمتر باشد نشان‌گر کیفیت بهتر یوپی‌اس است. طبق استاندارد، بهتر است این عدد کمتر از 8 باشد. همانطور که انتظار داشتیم ماهیت ضربه‌ای بارهای غیر خطی باعث می‌شود که کیفیت ولتاژ خروجی یوپی‌اس در بارهای غیرخطی نسبت به بارهای خطی کاهش یابد، یا به عبارتی THD ولتاژ آن در بارهای غیرخطی بالاتر باشد. :: در تهیه متن پاسخ به این پرسش، از وب‌سایت upspedia.com استفاده شده است.

با همکاران ما از طریق شماره تلفن 88556930۶۶ ۰۲۱ تماس گرفته و موضوع را اطلاع دهید. در اسرع وقت رسیدگی می‌شود. همچنین می‌توانید با تکمیل و ارسال فرم تماس با ما، شکایت خود را ارسال نمائید.