یو پی اس چیست ؟ (UPS)

یو پی اس مخفف (Uninterruptible Power Supply) می‌‎باشد که این دستگاه در زمان قطع برق (لینک جایگزین مناسب برای قعطی برق)  به‌صورت خودکار از انرژی ذخیره ‌شده در باتری استفاده کرده و برق مورد نیاز تجهیزات را بدون وقفه تأمین می‌کند که دو وظیفه اصلی دارد :

  1. در حالت عادی:
  • فیلتر برق شهر و حذف نویزها
  • تثبیت ولتاژ برق شهر ، حذف نوسانات
  • شارژ باتری‌ها
  • جلوگیری از های‌ولتاژ (رعد و برق) ، اتصال کوتاه
  1. هنگام قطع برق:
  • بلافاصله وارد مدار می‌شود.
  • تامین برق پایدار بدون خاموش و یا ریست شدن دستگاه‌های مصرف‌کننده

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.

7 نکته مهم قبل از خرید یو پی اس

  1. توان دستگاه : متناسب با توان مصرف کننده‌ها .
  2. نوع UPS : آفلاین، لاین اینتراکتیو یا آنلاین با توجه به نوع بار مصرفی و برق ورودی و خروجی .
  3. دامنه ولتاژ ورودی : هرچه بیشتر باشد، نوسانات بیشتری را کنترل می‌کند .
  4. دامنه فرکانس ورودی : هرچه بیشتر باشد قابلیت کارکرد با انواع ژنراتور را دارد.
  5. باتری و شارژر : جریان شارژر دستکاه باید متناسب با آمپرساعت باتری باشد .به تاریخ و کیفیت باتری ها توجه شود.
  6. راندمان و ظریب توان : راندمان بالا = گرمای کمتر، مصرف برق پایین‌تر، عمر بیشتر
  7. صفحه نمایش: (LCD) نمایش ولتاژ، جریان، فرکانس، دما، توان مصرفی، وضعیت شارژ و تنظیم پارامترهای مختلف و ولتاژ DC

لازم به ذکر است که باید از دستگاه‌های یو پی اس UPS با کیفیت و دارای استاندارد و گارانتی‌های معتبراستفاده نمود

انواع دستگاه های یو پی اس

یو پی اس لاین اینترکتیو

یو پی اس لاین اینتراکتیو (2)

2 محصول
یو پی اس انلاین تک فاز

یو پی اس انلاین تک فاز (3)

3 محصول
یو پی اس انلاین 1-3 فاز

یو پی اس آنلاین سه فاز به تک فاز (2)

2 محصول
یو پی اس انلاین 3-3 فاز

یو پی اس آنلاین سه فاز 3/3 (3)

3 محصول
یو پی اس سه فاز ماژولار

یو پی اس ماژولار (1)

1 محصول

کاربردهای انواع یو پی اس

با توجه به توان و نوع بار مصرفی و محل قرارگیری و نوع برق ورودی و خروجی دستگاهها دارای مدل‌های متفاوت است که در این بخش به بررسی انواع یو پی اس و کاربردهای هر کدام می‌پردازیم :

یو پی اس آفلاین (UPS Offline)

این مدل دستگاهها کوچکترین مدل دستگاههای یو پی اس بوده و برخلاف اسمشان که به نظر می‌رسد دائما مدار فعال نمی‌باشد ولی درعمل این دستگاهها همیشه در مدار بوده و برق مناسب بدون نویز و نوسان و هیچ‌گونه قطعی و یا ریستی ‌(Reset ) را به  دستگاههای مصرف کننده ارائه می‌دهد .

  • اقتصادی و ساده و کم حجم
  • مناسب مصارف اداری و خانگی
  • دارای زمان سوئیچ چند میلی‌ثانیه (بدون ریست یا خاموشی)

معمولا این مدل دستگاه در رنج توان  600VA،1000VA، 1200VA،1500VA،2000VA،3000VA طراحی و ساخته می‌شوند.

یو پی اس لاین اینتراکتیو (UPS Line-Interactive)

یو پی اس لاین‌اینتراکتیو (دسته بندی یو پی اس لاین اینترکتیو) در زمان قطعی برق با زمان سوئیچ کمتر از چند میلی‌ثانیه، بدون قطعی در خروجی، برق باتری را به ۲۲۰ ولت AC با شکل موج سینوسی کامل تبدیل می‌کند و برق پایدار و مناسبی برای تجهیزات حساس فراهم می‌نماید .این دستگاه دارای ویژگی هایی به شرح زیر می‌باشد :

  • دارای دامنه باز ولتاژ ورودی از۱۲۰ تا ۲۸۰ ولت
  • دارای ترانس ایزوله برای حذف نویز و نوسانات برق شهر
  • شکل موج سینوسی کامل
  • دارای تثبیت‌کننده ولتاژ (AVR) برای عملکرد بهتر در برابر نوسانات
  • مناسب شرکت‌ها و تجهیزات نیمه‌حساس

معمولا این مدل در توان های 500VA- 1000VA – 1500VA- 2000VA -3000VA -5000VA می‌باشد.

یو پی اس آنلاین (UPS Online)

یو پی اس آنلاین با تکنولوژی دابل کانورژن Online Double Conversion  (یو پی اس 80 الی 500)، برق AC را با رکتیفایر (یکسوکننده) به DC و سپس با اینورتر (تبدیل کننده برق مستقیم به متناوب)  دوباره به برق AC تبدیل می‌کند. در این روش نویز و نوسانات برق حذف می‌شوند و چون یو پی اس همیشه در مدار است، قطعی برق برای مصرف کننده وجود ندارد.

  • بدون وقفه واقعی (Zero Transfer Time)
  • بهترین سطح حفاظت
  • شکل موج سینوسی کامل
  • دارای تثبیت کننده ولتاژ
  • مناسب دیتاسنتر، تجهیزات حیاتی و بیمارستان ، پتروشیمی‌ها وتمام مراکز مهم و حساس

مدل های یو پی اس آنلاین (UPS ONLINE) با تکنولوژی High frequency وfrequency low (مقاله نوسان برق) در مدل های ، ترانس بیس و دابل IGBT و ماژولار در رنجهای مختلف از 1KVAالی 500 KVA است که بصورت «تکفاز و سه فاز» طراحی و تولید (لینک به دسته بندی های تکفاز و سه به سه فاز)

مقایسه انواع یو پی اس ها

انواع یو پی اس (آفلاین، لاین اینتراکتیو و آنلاین) تفاوت‌های مهمی در عملکرد، شکل موج، زمان سوئیچ و کاربرد دارند که در جدول زیر مشاهده می‌کنید.

مقایسه انواع یو پی اس (UPS) از نظر عملکرد، قیمت و کاربرد

در این جدول، انواع یو پی اس شامل آفلاین، لاین اینتراکتیو و آنلاین از نظر کیفیت خروجی، زمان سوئیچ، میزان حفاظت و کاربرد بررسی شده‌اند تا بتوانید بهترین یو پی اس را انتخاب کنید.

 
ویژگی یو پی اس آفلاین (شبه سینوسی) یو پی اس لاین اینتراکتیو (سینوسی کامل) یو پی اس آنلاین (سینوسی کامل)
(quasi-sine wave) (Sine wave) (Double-Conversion)
نوع توپولوژی  Off-line Line-Interactive Double-Conversion (Online)
شکل موج خروجی شبه سینوسی (Modified Sine Wave) سینوسی کامل (Pure Sine Wave) سینوسی کامل (Pure Sine Wave)
زمان سوئیچ به باتری چند میلی‌ثانیه (معمولاً ۴الی۱۰ ms) نزدیک به صفر (2الیms 4) صفر (Zero transfer time)
دامنه ولتاژ ورودی (بدون باتری) محدود (معمولاً ۱۸۰ تا ۲۴۰V) وسیع‌تر (حدود 160 تا 280V) بسیار وسیع و قابل تنظیم (اغلب 110 تا 300V)
نحوه عملکرد در برابر نوسانات برق در نوسانات محدود تر عمل کرده و در نوسانات شدید از باتری استاده می کند. دارای AVR برای تثبیت ولتاژ  خروجی همیشه ثابت است
عمر و مدیریت باتری کنترل شارژو دشارژ کنترل بهینه‌‌تر و هوشمند شارژر پیشرفته و مدیریت حرفه‌ای باتری. بیشترین حفاظت از باتری، سیستم شارژ هوشمند مداوم
مناسب برای چه دستگاه‌هایی؟ کامپیوتر شخصی، مودم، دوربین مداربسته، روشنایی اضطراری، بارهای غیرسلفی و تغذیه سوئیچینگ سرورها، تجهیزات شبکه، سیستم‌های صوتی حرفه‌ای،درب اتوماتیک، موتورهای کوچک (بار القایی)، تجهیزات حساس پزشکی دیتاسنترها، تجهیزات حیاتی بیمارستانی، تجهیزات صنعتی حساس، برج‌های مخابراتی
قیمت  اقتصادی‌ترین گزینه قیمت متوسط به نسبت بالا گران‌ترین گزینه
کارکرد با ژنراتور امکان اتصال به ژنراتور را ندارد. امکان اتصال به ژنراتور را دارد (با رعایت تناسب توان و فرکانس). بهترین سازگاری با ژنراتورها.
رنج توان معمول ۶۰۰VA تا ۳۰۰۰VA (تکفاز) 500VA،1،2،3KVA   (تکفاز، باتری داخلی و خارجی)  1KVA تا بیش از  500KVA (تکفاز و سه فاز در ورودی/خروجی)
راندمان ٪ 80 در حالت عادی متوسط تا خوب (۹۰-۹۵٪) بالای 95-٪ 100
نویز خروجی (THD) متوسط (معمولاً >10%) پایین (< 5% در بار نامی) بسیار پایین (<2-3%)
حفاظت در برابر اضافه‌ ولتاژ ساده (MOV یا قطع خودکار) متوسط (AVR + حفاظت) کامل (فیلتراسیون دوگانه + ایزولاسیون)
قابلیت اضافه کردن باتری محدود  فقط مدل‌های خاص بله در اکثر مدل‌ها بله استاندارد در همه مدل‌ها

اگر برای مصارف خانگی به دنبال یو پی اس هستید، مدل آفلاین گزینه‌ای اقتصادی و مناسب است. اما برای تجهیزات حساس تا توان 5000VA مانند سرورها و کامپیوتر و درب‌‎های اتوماتیک، یو پی اس لاین‌اینترکتیو بهترین انتخاب است.

برای دستگاه‌های توان بالا و خیلی حساس مانند سرورهای بزرگ ، دستگاه‌های پزشکی و آزمایشگاهی ، یوپی اس آنلاین بهترین گزینه است .

چرا استفاده از یو پی اس ضروری است؟

استفاده ازUPS برای تمامی دستگاهها ظروری بوده و  فقط برای شرکت‌ها و مجموعه های بزرگ و کارخانه‌جات الزامی نبوده و حتی در بعضی مواقع در مصارف خانگی (یو پی اس خانگی) نیز اهمیت دارد.

دستگاه یو پی اس UPS تقریبا برای تمام دستگاههای حساس برقی مورد نیاز می باشد. چه در منازلی که دارای یک عدد کامپیوتر بوده و یا در شرکتها  و ادارات بزرگ و بیمارستانها که چندین دستگاه مانند موارد زیر می باشد.

سرور کامپیوتر، پرینتر، فکس، اسکنر، تلفن سانترال، سیستم های حفاظتی و یا در مراکز تحقیقاتی،  آزمایشگاهی و پزشکی و …..

چرا که در زمان نبود برق شهر بتوان از این سیستم ها استفاده نمود. یا در زمان وصل برق شهر با کمک  یو پی اس UPS از آسیبهای جدی برق شهر به سیستم ها جلوگیری نمود.

پنج مزیت مهم دستگاه یو پی اس

  1. جلوگیری از خاموش شدن ناگهانی دستگاه‌ها
  2. محافظت از اطلاعات (Data)
  3. افزایش عمر تجهیزات الکترونیکی
  4. حذف نوسانات و نویز برق
  5. تأمین برق پایدار و بدون وقفه

 

توان یو پی اس را چگونه محاسبه کنیم؟

برای محاسبه توان یو پی اس (مقاله محاسبه زمان برق دهی) باید مجموع توان مصرفی دستگاه‌ها را محاسبه کنید:

  • توان مصرفی بر حسب VA یا KVA (فرمول تبدیل وات به ولت‌آمپر: VA = W ÷ cosφ)
  • محاسبه مجموع توان مصرفی تجهیزات (برحسب VA)
  • در نظر گرفتن ضریب توان (Power Factor)
  • افزودن ۲۰ تا ۳۰ درصد حاشیه اطمینان
  • در بار موتوری ( سلفی) توان یو پی اس ۲ تا ۳ برابر توان نامی

زمان برق‌دهی یو پی اس (Backup Time)

زمان برق‌دهی دستگاه یو پی اس ‌(Backup Time) ‌پس از قطع برق شهر، متناسب با مقدار ظرفیت باتری‌های سیلد لید اسید دستگاه یو پی اس می‌باشد. هرچه مجموع ظرفیت باتری‌ها بیشتر باشد، یو پی اس مدت زمان بیشتری می‌تواند تجهیزات را روشن نگه دارد. عوامل ماثر در زمان برق دهی :

  • ظرفیت باتری (Ah)
  • ولتاژ باتری (DC-V)
  • میزان بار مصرفی (Load)
  • راندمان دستگاه (Cos φ)
    هرچه ظرفیت باتری بیشتر و مقدار بارمصرفی کمتر باشد، زمان برق‌دهی نیز بیشتر خواهد بود.

نحوه محاسبه زمان برق‌دهی :

با توجه به موارد عنوان شده ، می‌توان بر اساس فرمول زیر زمان برق‌دهی یو پی اس با توجه به بار مصرفی و نوع باتری را محاسبه کرد :

فرمول تخمین زمان برق‌دهی بر اساس آمپرساعت و تعداد باتری‌ها :

 زمان برق دهی=Backup Time

Backup_Time = (Battery_Voltage × Battery_AH × COSQ) ÷ Load_Power

    • VA = (AC_Voltage × AC_Current) ÷ COSQ
  • Battery Voltage (V)
  • : مجموع ولتاژ باتری‌ها
  • Battery Capacity (Ah) = مجموع ظرفیت باتری‌ها بر حسب آمپر‑ساعت
  • Load Power (VA) = توان مصرفی تجهیزات متصل به یو پی اس
  • Efficiency = راندمان دستگاه
  • Power Factor = ضریب توان دستگاه

نکته:  در صورت تردید در محاسبه زمان برق‌دهی، با کارشناسان ایمن توان برای تعیین ظرفیت مناسب باتری تماس بگیرید.

تفاوت UPS با باتری داخلی و خارجی

نحوه قرارگیری باتریها (باتری سیلد لید اسید) با دستگاه یوپی اس به سه حالت ذیل می باشد:

باتری داخلی: (UPS Internal)  باتری ها در داخل دستگاه یو پی اس نصب ‌شده و معمولاً با ظرفیت 4.5 و7 و 9 آمپر ساعت می‌باشند.

مزایای باتری داخلی :

  • نصب آسان
  • کم حجم
  • مناسب مصارفی که نیاز به زمان کمی دارند
  • مناسب برای مکان‌هایی که دارای ژنراتور هستند

باتری خارجی : (UPS External) باتری‌ها مجزا درکنار یو پی اس داخل کابینت، با شارژ قوی‌تر و قابلیت افزایش ظرفیت باتری.

مزایای باتری خارجی :

  • امکان افزایش ظرفیت و افزایش زمان برق‌دهی بیشتر (Backup time)
  • مناسب مصارف حساس که به هیچ‌عنوان نباید قطعی برق داشته باشند
  • مناسب برای زمان برق دهی‌طولانی
  • شارژر قوی‌تر

باتری داخلی و خارجی همزمان:  به شرط داشتن شارژر با جریان مناسب امکان نصب موازی باتری داخلی و خارجی .

مزایای باتری داخل و خارج :

  • این مدل ترکیب هر دو مدل بوده و شامل کلیه مزایای هر دو مدل فوق می‌باشند.

اجزای اصلی یو پی اس

یو پی اس‌ها بسته به تکنولوژی ساخت ، عملکرد ، مدل و توان‌های مختلف اکثراً از اجزای اصلی زیر تشکیل شده‌اند :

  • رکتیفایر  یکسوساز (Rectifier): تبدیل برق AC شهر به DC برای شارژ باتری و تغذیه اینورتر.
  • اینورتر Inverter: تبدیل DC به AC با کیفیت شکل موج و پایداری فرکانس خروجی
  • سوئیچ بای پس (Bypass Switch): ارتباط مستقیم برق ورودی به خروجی هنگام تعمیر، خطای داخلی یا برای افزایش راندمان در صورت سلامت برق شهر.
  • شارژر (Charger) :مشابه رکتیفایر، برق AC‌را به ‌DC‌ تبدیل و باتری ها را با ولتاژ مناسب و قابل کنترل شارژ می‌کند.
  • فیلتر (Filter): حذف نویزهای الکتریکی، اعوجاجات هارمونیکی و نوسانات ولتاژ .
  • باتری یو پی اس ‌(SLA) : معمولا از نوع سیلد لید اسید (Sealed Lead Acid) جهت تأمین انرژی هنگام قطع برق و بدون نیاز به نگهداری می‌باشد.

نکته : برخی از مدل‌ها دارای ترانسفورماتور، LCD متفاوت و IGBTو ویژگی‌های دیگری می‌باشد که مختص به همان مدل است.

یو پی اس برای چه دستگاه‌هایی مناسب است؟

یو پی اس یا برق اضطراری برای همه دستگاه‌های حساس برقی استفاده می‌شود ولی برای طیف وسیعی از تجهیزات ضروری است از جمله:

  • لوازم برقی اداری
  • دستگاه‌های حساس و کارخانجات
  • سیستم‌های مخابراتی

آیا یو پی اس نوسانات برق را کنترل می‌کند؟

منظور از نوسانات برق افزایش یا کاهش مقدارولتاژبرق شهرمی‌باشد و این نوسانات می‌تواند یه صورت ثابت و یا دائما درحال تغییر باشد که هر دو حالت برای دستگاه‌های مصرف‌کننده بسیار مضر بوده که یو پی اس یکی از بهترین راهکارها برای تثبیت ولتاژ (AVR) می‌باشد و توانایی تقویت ولتاژ برق شهر را از 120 ولت و تضعیف ولتاژ تا 280 ولت را داشته تا برقی ثابت در خروجی به مقدار220 ولت را (در برق تکفاز) داشته باشد.(این مقدار وتاژ در برق سه‌فاز متفاوت می‌باشد.)

شکل موج در یو پی اس چیست؟

برق متناوب بدلیل وجود فرکانس ، دارای شکل موج بوده که برای عملکرد برخی از دستگاههای برقی مهم می باشد .

انواع شکل موج در UPS:

شکل موج خروجی یو پی اس به سه دسته تقسیم می‌شود که تفاوت این سه نوع در سازگاری با دستگاه‌ها و انتخاب درست   یو پی اس است.

  1. شکل موج مربعی

این شکل موج کاملاً زاویه دار بوده و نزدیک به شکل مربع می‌باشد .

  • کیفیت بسیار پایین
  • مناسب دستگاه‌های حساس نیست
  • توصیه نمی‌شود

  1. شکل موج شبه سینوسی

این شکل موج ، شبیه شکل موج سینوسی بوده و دارای پله و زاویه می‌باشد.

  • مناسب مصارف عمومی
  • برای تجهیزات الکترونیکی عمومی مانند کامپیوتر و لوازم خانگی
  • مناسب دستگاه‌های دارای موتورالکتریکی نمی‌باشد

  1. شکل موج سینوسی کامل

سالمترین شکل موج در برق متناوب شکل موج سینوسی بوده وهرچه این شکل موج صاف‌تر و گردتر باشد دارای کیفیت بهتری است .

برای تمامی دستگاه‌های برقی مناسب بوده و شکل موج در یو پی اس‌های مدل  LINEINTERACTIVE و ONLINE به صورت «سینوسی» کامل می‌باشد.

  • شکل موج استاندارد و بهترین حالت
  • مناسب تمام تجهیزات به‌ویژه دستگاههای حساس و دارای موتور
  • دستگاههای مصرف کننده بدون صدا و گرمای اضافی کار می‌کند.

نحوه نگهداری یو پی اس

نکات ضروری برای افزایش طول‌عمر یو پی اس:

شرایط محیطی :

  • در محیط خنک نگهداری شود
  • از گرد و غبار دور باشد
  • فضای اطراف دستگاه باز باشد
  • محل دارای تهویه مناسب باشد

قیمت یو پی اس

قیمت یو پی اس به چند عامل اصلی بستگی دارد :

  • توان خروجی: (VA/W) نسبت مستقیم با قیمت دارد
  • نوع تکنولوژی:  آنلاین (گران‌ترین) ، لاین‌اینتراکتیو ، آفلاین
  • تعداد و ظرفیت باتری : (Ah) آمپرساعت بالاتر یا تعداد بیشتر = افزایش قیمت و زمان پشتیبانی
  • کابینت باتری خارجی: هزینه جداگانه
  • ماژول‌های جانبی:  کارت مدیریت شبکه، ماژول پارالل (parallel) (یو پی اس جایگزین)
  • برند و کیفیت ساخت : براساس اعتبار ، گارانتی و خدمات پس‌ازفروش شرکت سازنده

سوالات متداول یو پی اس

چه وسایلی را می‌توان به یو پی اس وصل کرد؟

تمامی وسایل برقی و الکترونیکی را می‌توان به یو پی اس وصل کرد ولی با توجه به قیمت یو پی اس و باتری آن ، بیشتر برای دستگاه‌های حساس و همچنین دستگاه‌هایی که باید همیشه روشن و آماده به کار باشند تا وقفه ای در عملکرد آنها ایجاد نگردد، استفاده می‌شود:

  • کامپیوتر
  • سرور
  • سیستم‌‎های بانکی
  • سیستم‌‎های اداری
  • دوربین مداربسته و سیستم حفاظتی
  • دستگاه‍‌های پزشکی و آزمایشگاهی
یخچال ، کولر آبی و گازی را می توان به یو پی اس وصل کرد؟

دستگاه‌های مانند یخچال ، ماشین لباسشویی ،ماشین ظرف‌شویی و کولرها به دلیل دارا بودن کمپرسور یا موتورهای الکتریکی و جریان‌های لحظه ای بالا ،باید توان یو پی اس‌هایی تا 2الی 3 برابر توان مصرفی دستگاه باشد که مقرون به صرفه نمی‌باشد ، می‌توان برای حفاظت ازاین موارد از استابلایز استفاده نمود .

نکته : در مراکز حساس با توجه به حساسیت اقلام داخل آنها مانند یخچال‌های بانک خون و دارویی و نمونه‌های آزمایشگاهی ، حتی یخچال سوپر‌مارکت‌ها باید از یو پی اس استفاده گردد .

نصب یو پی اس توسط چه کسی انجام شود؟

تک‌فاز و کم‌توان (باتری داخلی) = نصب آسان و کاربردی.

 توان بالا و سه فاز = حتماً توسط تکنسین متخصص.

یو پی اس چند ساعت کار می‌کند؟

بسته به ظرفیت و تعداد باتری و میزان بار، معمولاً از۱۵ دقیقه تا چند ساعت.

یو پی اس برای روشنایی مناسب است؟

بله، به شرط تناسب توان روشنایی با ظرفیت UPS و عدم استفاده از لامپ‌های مهتابی ترانس‌دارقدیمی .

یو پی اس چند عدد باتری لازم دارد؟

تعداد باتری در مشخصات فنی هر مدل بر اساس ولتاژ DC(خدمات پس از فروش =نصب باتری)  دستگاه تعیین می‌شود. تعداد باتری = VDC÷12

عمر معمول یو پی اس چقدر است؟

با نگهداری صحیح (دما، تهویه، دور از گرد وغبار و رطوبت وسرویس دوره‌ای) = 15 تا 25 سال.

آیا یو پی اس همیشه به برق شهری وصل باشد؟

بله، برای شارژ باتری و فیلتر نویز و نوسانات.

آیا یو پی اس صدا دارد؟

بی‌صدا است؛ فقط بوق هشدار برای اعلام خطا دارد.

یو پی اس گارانتی دارد؟

بله یو پی اس‌های ایمن توان دارای 12 ماه گارانتی تعویض و 10 سال خدمات پس از فروش است.