کاربرد دستگاه یو پی اس UPS

یکی از مهمترین کارایی های یو پی اس (UPS) زمانی است که به هر دلیلی برق شهر قطع شود. در این صورت دستگاه یو پی اس UPS بدون وقفه وارد مدار می شود. برق مصرفی را تامین نموده به گونه ای که دستگاه مصرف کننده خاموش یا Reset نگردد.

دستگاه یو پی اس UPS دارای فیلترهای الکتریکی و الکترونیکی می باشد. این امر باعث حذف نویزها و نوسانات برق شهر می شود . که مصرف کننده ها را در مقابل رعد و برق و ولتاژ بالا ( High Voltage ) محافظت می نماید. این موضوع باعث می شود برقی با شکل موج سینوسی کامل به مصرف کننده ارائه داده شود.

 همچنین پی اس دارای تثبیت کننده ولتاژ (AVR : Automatic Voltage Regulator) است. بصورتی که اگر مقدار ولتاژ ورودی (برق شهر) تغییر نماید، در خروجی دستگاه یو پی اس UPS ولتاژ ۲۲۰ ولت ثابت خواهد بود.

لازم به ذکر است، یو پی اس ها UPS توان اصلاح نویزها و نوسانات خط تلفن و مودم را نیز دارند.

اجزا تشکیل دهنده یو پی اس UPS

با توجه به مدل و توان های مختلف، دستگاههای یو پی اس دارای عملکرد و تکنولوژیهای متفاوتی می باشند. ولی به طور عمده و کلی می توان اجزا تشکیل دهنده یو پی اس ها را به شرح ذیل تقسیم نمود:

• رکتیفایر

وظیفه اصلی رکتیفایر و یا یکسوساز تبدیل برق متناوب AC به برق مستقیم DC می باشد. البته در بعضی از مدل های UPS مانند لاین اینتراکتیو ها به عنوان شارژ باتریها عمل می نماید.

• اینورتر

عملکرد اینورتر دقیقا عکس عملکرد در رکتیفایر بوده و برق مستقیم (DC) را به برق متناوت (AC) تبدیل می نماید. این قسمت دستگاه یو پی اس بسیار حساس و مهم می باشد. چرا که برق متناوب ساخته شده از لحاظ شکل موج و فرکانس و موارد دیگر .... بسیار حائز اهمیت بوده و یکی از عوامل موثر جهت نشان دادن کیفیت و مرغوبیت دستگاه یو پی اس می باشد.

• سوئیچ بای پس Bypass switch

عملکرد این قسمت در مدل های مختلف یو پی اس ها بسیار متفاوت می باشد . ولی بطور کلی وظیفه سوئیچ بای پس انتقال برق ورودی به خروجی دستگاه در مواقع ضروری تعمیرات و خرابی دستگاه و یا در بعضی از مدلها در صورت تشخیص عدم مشکل در برق ورودی می باشد.

• شارژر

همانطور که در قسمت رکتیفایر (یک سوکننده) توضیح داده شد شارژر همان عملکرد رکتیفایر را دارد که برق شهر را به برق مستقیم تبدیل و ولتاژ آن را نسبت به ولتاژ باتریها تغییر می دهد . این امر باعث می شود باتریها به طور کامل همیشه در حالت شارژ کامل قرار گیرند.

• فیلتر

دستگاههای یو پی اس بطور کلی دارای فیلترهای ورودی و خروجی هستند که باعث حذف نویزهای ولتاژ ، اعوجاجات و غیره می باشند.

• باتری

همانطور که می دانید دستگاه  یو پی اس در زمان قطع برق شهر انرژی خود را از باتریها دریافت می نماید(باتری یو پی اس) . می توان گفت که باتریها جزء لاینفک از یو پی اس می باشند و آنها را می توان از اجزای تشکیل دهنده دستگاه یو پی است نام برد.

در اینجا به قسمت های تشکیل دهنده عمومی برای اکثر دستگاههای یو پی اس اشاره شد . ولی بعضی از دستگاه های UPS دارای ترانسفورماتور و بردهای استابلایزر و مواردی از این دست می باشند که مختص به همان مدلها است.

از یو پی اس چه می خواهیم؟

به طور خلاصه با داشتن یو پی اس خوب، باید اطمینان داشت که یک برق پایدار و بدون قطعی و نویز و نوسان با شکل موج سینوسی کامل در شبکه برق مجموعه داشته باشیم که از هرگونه آسیب برقی در امان باشیم.

باید خاطر نشان کرد در بعضی از سیستمها مانند دستگاههای آزمایشگاهی و دستگاههای حساس پزشکی، در صورت داشتن شکل موج نا مناسب و اعواج، دستگاه به درستی عمل نمی کنند که این امر در جواب آزمایش ها و کارائی خود دچار اشتباه و خطا می گردد.

توان یو پی اس UPS

یو پی اس ها (UPS) دارای توانهای مختلفی می باشند که نسبت به میزان توان بار مصرفی، محاسبه و طراحی می گردد. معمولا توان این دستگاه با واحد ولت آمپر (VA) نشان داده می شود. یو پی اس ها دارای رنجهای متداولی می باشند و مدلهای متفاوتی نیز دارند . البته برای انتخاب مناسب و محاسبه توان دستگاههای یو پی اس ، در مقاله "محاسبه توان یو پی اس مورد نیاز" توضیحات کامل داده شده است.

زمان برق دهی یو پی اس (Back up Time UPS)

زمان برق دهی دستگاه یو پی اس UPS (Back up Time UPS) پس از قطع برق شهر، متناسب با مقدار ظرفیت باتریهای سیلد لید اسید (Sealed Lead Acid) دستگاه یو پی اس می باشد.

واحد سنجش مقدار دشارژ باتریها «آمپرساعت (AH) » بوده که نسبت مستقیم با زمان برق دهی دارد. با توجه به مقدار آمپرساعت باتری و تعداد باتریهای متصله به یو پی اس مقدار زمان برق دهی قابل تغییر می باشد. با انتخاب آمپر ساعت باتریها ی یو پی اس (سیلد لید اسید)، می توان زمان برق دهی دستگاه یو پی اس UPS را تعیین کرد.

قرارگیری باتری یو پی اس UPS

نحوه قرارگیری باتریها به همراه دستگاه یوپی اس به سه حالت به شرح ذیل می باشد.

۱- باتریهایی که داخل دستگاه یو پی اس قرار می گیرند که اصطلاحاً باتری داخل نام دارند (UPS Internal)

۲- باتریهایی که درکنار یو پی اس و در داخل کیس یا کابینت باتری جداگانه قرار می گیرند. به آنها باتری خارج (UPS External) گفته می شود.

۳- در بعضی مواقع یو پی اس ها قابلیت نصب باتری داخلی و خارجی را بطور همزمان دارند. به شرطی که یو پی اس دارای شارژر با شدت جریان مناسب ظرفیت باتریها باشد.

نصب یو پی اس ها UPS

نصب یو پی اس ها UPS در رنجهای توان پایین با توجه به رعایت کردن مفاد دفترچه راهنما (User Manual) توسط مصرف کننده میسر می باشد.

ولی جهت نصب دستگاههای با توان بالا و با باتری خارجی (External) حتما باید توسط متخصصین این امر صورت گیرد. چرا که در دستگاههای یو پی اس با ولتاژ DC بالا (تعداد باتری زیاد) احتمال خطر برق گرفتگی زیادی وجود دارد. البته توصیه می گردد که نصب این نوع یو پی اس ها و کابینت باتری، توسط کارشناسان فنی این شرکت انجام گردد.

نحوه روشن کردن دستگاه یو پی اس

راهنمای خرید یو پی اس UPS

برای خرید دستگاه یو پی اس UPS باید در  محاسبه توان دستگاه یو پی اس و مقدار بک آپ تایم مورد نیاز دقت نمود. لازم به ذکر است که از دستگاههای یو پی اس UPS با کیفیت و دارای استانداردهای معتبر استفاده نمود. یکی از عمده ترین عملکردهای دستگاه یو پی اس، تثبیت ولتاژ و حذف نویز و نوسانات برق شهر می باشد.

در زمان خرید یو پی اس UPS باید به مقدار دامنه ولتاژ ورودی دستگاه باید توجه داشت . بدین معنا که دستگاه یو پی اس UPS توانایی کارکرد با چه رنج حداقل و حداکثری ولتاژ می باشد. هرچقدر دامنه این مقدار باز و بیشتر باشد، مقدار کارایی دستگاه برای تثبیت ولتاژ آن بیشتر است. با توجه به این توضیحات دستگاه یو پی اس، قابل استفاده در مراکز صنعتی و نیمه صنعتی و مسکونی با نوسانات ولتاژ بالاتر می باشد.

مواردی که درخرید یو پی اس باید دقت کرد:

• فیلترهای حفاظتی

حتماً دستگاه یو پی اس UPS مورد نظر باید دارای فیلترهای حفاظتی مناسبی باشد. در مقابل جریان و ولتاژ اضافه  اتصال در خروجی ولتاژ بالا « High Voltage»  رعد وبرق و نویزهای شدید باشد. در این صورت آسیبی به دستگاه مصرف کننده وارد نگردد. موضوعی که در کیفیت دستگاه یوپی اس UPS بسیار هائز اهمیت می باشد مقدار ضریب توان و مقدار راندمان دستگاه یوپی اس UPS می باشد.

بدین صورت که هرچه دستگاه UPS با تکنولوژی جدید و از المان ها و قطعات با کیفیت تر و دارای استانداردهای معتبر استفاده کرده باشد مقدار تلفات و گرمای داخلی دستگاه پایین تر خواهد بود. درنتیجه دستگاه ضریب توان وراندمان بالا و قابل قبولی خواهد داشت. این امر باعث می گردد که مصرف برق کمتر و دستگاه یو پی اس UPS دارای طول عمر بیشتری باشد.

• فرکانس ورودی و خروجی  یو پی اس

مسئله دیگر مقدار دامنه فرکانس ورودی می باشد بدین معنا که دستگاه یو پی اس UPS بتواند حداکثر تغییرات فرکانس را تحمل و به روند کاری خود را ادامه میدهد و در مواردی که یو پی اس UPS بخواهد به موتور دیزل و یا هر نوع از ژنراتورها سینک شود با توجه به اینکه معمولا فرکانس خروجی ژنراتورها دارای نوسانات می باشد حتما باید از یو پی اس UPS با دامنه باز فرکانس ورودی استفاده گردد.

• شارژر و باتری یو پی اس

همانطور که می دانید عملکرد شارژر دستگاه یو پی اس UPS بسیار مهم است. این امر باعث بالا رفتن عمر مفید باتریها و مقدار بکاپ تایم می شود که شارژرهای نسل جدید قابلیت مدیریت بیشترفته باتری (ABM)  می شود. که برای کنترل شارژ، دشارژ و جلوگیری از تخلیه بیش از حد باتری و شارژ سریع طراحی شده اند.

• صفحه نمایش یو پی اس (LCD UPS)

صفحه نمایش دستگاههای یو پی اس « LCD UPS» نیز امروزه دارای قابلیت های بیشتری شده اند. در آنها مقدار ولتاژ، جریان،  فرکانس ورودی و خروجی و دمای داخلی دستگاه، توان و غیره به نمایش در می آیند. در برخی از مدل دستگاهها LCD ها به صورت لمسی (touch) هستند.

این صفحه نمایش یو پی اس قابلیت تنظیم پارامترهای مانند ولتاژ خروجی، استارت خودکار، انتخاب ولتاژباتری برای خاموش شدن دستگاه (EOD) ،حالت بای پس ، فرکانس و حالت  ECO و غیره می باشند.

• مشخصات فنی و جدول یو پی اس

در تمامی موارد ذکر شده می توان به جدول و مشخصات فنی دستگاه یو پی اس UPS مراجعه نمود .میتوان موارد فوق را بررسی نمود  و با توجه به مرغوبیت بالای دستگاههای یوپی اس UPS این شرکت و رعایت تمامی آیتم های قید شده با توجه به استاندارد های جهانی می توان انتخاب مناسبی برای خرید یوپی اس UPS باشد .

در توان های بالاتر و در مدلهای دستگاه های یو پی اس UPS صنعتی و سه فاز و برای دستگاههای حساس و دستگاههای پزشکی آزمایشگاه، حتما در موقع خرید با کارشناسان فنی این شرکت تماس حاصل نماید تا بهترین پیشنهاد برای خرید یو پی اس UPS با توجه به نوع مصرف و محل قرارگیری ارائه گردد.

انواع یو پی اس

میخواهیم با انواع یو پی اس  و کارائی آنها بیشترآشنا بشویم. با توجه به توان و نوع بار مصرفی و محل قرارگیری و نوع برق ورودی و خروجی دستگاهها مدل دستگاههای یوپی اس متفاوت است و به چند مدل عمده تقسیم می شود. به بعضی از این مدلها به شرح ذیل می پردازیم:

• یو پی اس آفلاین  OFF LINE UPS

این مدل دستگاهها کوچکترین مدل دستگاههای یو پی اس بوده و برخلاف اسمشان که به ظاهر نشان دهنده، خارج بودن از مدار می باشند. ولی در عمل این دستگاهها همیشه در مدار بوده و چند میلی ثانیه پس از قطع  برق شهر برق ۱۲ ولت مستقیم باتری را به برق ۲۲۰ ولت متناوب تبدیل می نماید.

یو پی اس آفلاین ، برق مناسب بدون نویز و نوسان را به  دستگاههای مصرف کننده ارائه می نماید. بطوری که دستگاه دچار هیچگونه قطعی و یا ریستی (Reset ) نمی گردد.

به این مدل از دستگاهها شبه سینوسی هم گفته می شوند چون شکل موج خروجی این یو پی اس سینوسی نبوده   (sinusoidal waveform)  و با تغییر عرض پالس عمل رگولاسیون انجام می شود. این فرم شکل موج برای مصرف کننده با تغذیه سوئیچینگ بارهای غیر سلفی در ر نج های 600VA-200VَA-1000VA،….، ۳۰۰۰VA  باتری داخل و باتری خارج تکفاز طراحی و ساخته می شوند .

• یو پی اس لاین اینتراتیو  UPS line interactive

عملکرد یو پی اس لاین اینتراکتیو شباهت زیادی به یو پی اس های آفلاین OFFLINE دارد. بطوریکه در ابتدا برق ورودی از قسمت رگولاتور ولتاژ و  فیلتر نویز و اعواج عبور می نماید . در صورتیکه  ولتاژ در یک  دامنه خاص  دارای نوسان باشد (بستگی به مدل دستگاه دارد)  ولتاژ را تقویت و یا تضعیف می نماید تا ولتاژ مورد نظر به مقدار ۲۲۰ولت (با حد اقل تلرانس) برسد و همزمان برق به خروجی یو پی اس و به شارژر جهت شارژ باتریها منتقل می شود. در صورتیکه برق ورودی قطع و یا دارای نوسانات بیش از حد باشد دستگاه یو پی اس با زمان سوئیچ حداقلی بطوری که در خروجی دستگاه وقفه ای بوجود نیاید برق باتری را به برق متناوب ۲۲۰ ولت تبدیل و برق مناسب با شکل موج سینوسی کامل به مصرف کننده ارائه می نماید.

یکی از نکات حائز اهمیت در این مدل ازیو پی اس ها، دامنه باز ولتاژ ورودی می باشد. تا این دستگاه بتواند با حداقل و حداکثر ولتاژ ورودی به عملکرد صحیح خود ادامه دهد و نیاز نیست در صورت نوسانات حداقلی برق ورودی، جهت تامین برق، از اینورتر و باتریها استفاده نماید. در نتیجه هر چقدر قسمت اینورتر و باتریها در مدار بیشتر قرار گیرند احتمال خرابی یو پی اس بیشتر می گردد و نیز عمر مفید باتریها به حداقل می رسد.

می توان برای دستگاههای حساس از یو پی اس لاین اینتراکتیو  دارای شکل موج سینوسی کامل و دارای ترانس استابلایزر استفاده نمود. رنج تولید آنها معمولا از  ۱،۲،۳،۵KVA  باتری داخل و خارج به صورت تکفاز می باشند.

• یو پی اس آنلاین  UPS online

همانطور که از اسم این مدل  یو پی اس ها  مشخص است، این  مدل  یو پی اس  UPS  دائم در مدار بوده  و قسمت  اینورتر آن همیشه  در حال  کارکرد  می باشد.

عمدتاً  مدل های  یو پی اس های آنلاین  مدل  دابل  کانورژن  DOUBLE CONVERSION  می باشد . این نوع از دستگاهها برق ورودی را یکبار از AC به DC تبدیل و دوباره برق DC را به AC تبدیل می نماید . در این حالت بیشترین میزان حفاظت، برای مصرف کننده ایجاد می شود. چرا که رکتیفایر (یکسو کننده) و اینورتر (تبدیل کننده برق مستقیم به متناوب) بعنوان بهترین فیلتر برای حذف نویز و نوسانات برق شهر می باشند . چون این سیستم همیشه در مدار می باشد دستگاه کاملا آنلاین ONLINE بوده و هیچگونه قطعی و خلائی در برق خروجی وجود نخواهد داشت.

مدل های یو پی اس آنلاین UPS ONLINE  در رنجهای مختلف از ۱ الی بیشتر از ۵۰۰KVA می باشند که بصورت «تکفاز در ورودی و خروجی»، «سه فاز در ورودی  و تک فاز در خروجی» و «سه فاز در ورودی و خروجی » می باشند.