سیستم یو پی اس (UPS)
سیستم منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) چیست و چرا به آن نیاز دارم؟
سیستم یو پی اس (UPS) یا منبع تغذیه اضطراری یک دستگاه الکتریکی است که در صورت از کار افتادن منبع تغذیه اصلی (معمولاً برق شهری) برق اضطراری را برای بار فراهم می کند.
برق ورودی را برای اطمینان از برق تمیز و بدون وقفه، شرایط می دهد. از دستگاه ها در برابر مشکلات برق محافظت می کند. و خاموش شدن یکپارچه سیستم را در هنگام قطعی کامل امکان پذیر می کند.
با قدیمی شدن شبکه های برق، افزایش تقاضای برق، آب و هوای سخت، سیم کشی معیوب و دستگاه های مختل متصل به خطوط AC، تجهیزات در معرض تهدید دائمی مشکلات برق قرار دارند و یک سیستم یو پی اس (UPS) را به یک سرمایه گذاری مهم تبدیل می کند.
یک سیستم یو پی اس (UPS)به ویژه برای تجهیزات شبکه و سایر دستگاه هایی که ممکن است در صورت قطع ناگهانی برق، داده ها را از دست بدهند مفید است. با طیف گسترده ای از مدل های مقرون به صرفه موجود، یک سیستم یو پی اس (UPS) یک سرمایه گذاری ضروری برای جلوگیری از آسیب، از دست دادن داده ها و خرابی ناشی از مشکلات برق است.
اجزای سیستم یو پی اس (UPS)
باتری: با هدف ذخیره سازی انرژی الکتریکی و بهره گیری به عنوان منبع انرژی الکتریکی در یو پی اس
اینورتور: به منظور تبدیل نمودن جریان مستقیم به متناوب
شارژر : با هدف شارژ کردن باتری یو پی اس و تبدیل جریان متناوب به مستقیم
یکسوساز یا رکتیفایر: به منظور تبدیل نمودن جریان متناوب ورودی به جریان مستقیم
روش کار سیستم یو پی اس (UPS)
از وظایف یو پی اس ها و نحوه کار یو پی اس ها می توان به موارد زیر اشاره کرد :
تنظیم کردن و اصلاح نمودن و یا افزایش و کاهش دادن ولتاژهای خروجی و ورودی ، با هدف فراهم کردن یک ولتاژ قابل قبول برای دستگاه
مهیا نمودن برق مورد نیاز تجهیزات مصرف کننده با کیفیت مطلوب و به صورت پیوسته
همه این وارد در هنگامی رخ می دهد که تامین کننده برق منطقه ای ، دچار مشکلات کلی و یا جزئی گردد.
ویژگی های سیستم یو پی اس (UPS)
- سیستم یو پی اس (UPS) به دلیل اندازه های کوچک تر آن، معمولا قابل حمل است.
- اساس کار UPS، تبدیل جریان DC (ذخیره شده در باتری های سیستم یو پی اس (UPS)) به جریان AC متناوب می باشد. هنگامی که شرایط به حالت نرمال برگشت، UPS توسط شارژر داخلی خود باتری ها را شارژ می نماید.
- زمان راه اندازی یک سیستم یو پی اس (UPS)، بسیار سریع می باشد و در چند میلی ثانیه (زمانی نا محسوس برای تجهیزات) وارد مدار می گردد.
- درون سیستم یو پی اس (UPS) سویچ های اتوماتیک وجود دارند که به محض وقوع هرگونه قطعی یا نوسان شدید در برق ورودی سریعا UPS را جایگزین برق AC می کنند.
- سیستم یو پی اس (UPS) هنگام کار کردن هیچ گونه ماده ی سمی تولید نمی کند و بدون هرگونه سر و صدا به کار خود ادامه می دهد.
- سیستم یو پی اس (UPS) نیز در انواع تک فاز و سه فاز وجود دارند.
- قدرت پشتیبانی این سیستم، بستگی به ظرفیت و تعداد باتری سیستم یو پی اس (UPS) دارد. این زمان می تواند بین ۱ تا X دقیقه باشد.
موتور برق چیست؟
اگر بخواهیم با زبان ساده تعریفی از موتور برق داشته باشیم، میتوان گفت موتور برق دستگاهی است که انرژی مکانیکی حاصل از حرکت موتور را به انرژی الکتریکی (برق) تبدیل میکند. وظیفهی اصلی موتور برق نیز مانند دستگاه یو پی اس تامین برق مورد نیاز لوازم الکتریکی است.
با این تفاوت که موتور برق این عمل را با مکانیزمی متفاوت از یو پی اس انجام میدهد. میتوان گفت موتور، ژنراتور و سوخت سه عامل اصلی در موتور برق اند که در کنار هم موجب انجام عملکرد کلی دستگاه میشوند. بدین صورت که موتور با مصرف سوخت به حرکت در میآید، سپس این حرکت موتور به ژنراتور منتقل میشود و ژنراتور هم به حرکت در میآید.
در نهایت ژنراتور انرژی مکانیکی حاصل شده از این حرکت را به انرژی الکتریکی (برق) تبدیل میکند. موتور برقها نیز میتوانند از منزل مسکونی گرفته، تا کلینیکهای کوچک پزشکی، ویلاها، فروشگاهها، و… به کار روند.
تفاوت سیستم یو پی اس (UPS) با موتور برق
برق رسانی مداوم
سیستم یو پی اس (UPS): بدون وقفه
موتور برق : در دیزل های اتومات بعد از قطعی برق ۱۲ الی ۳۰ ثانیه طول می کشد تا شروع به کار کند و در دیزل های معمولی که نیاز به اپراتور دارد زمان کمی افزایش می یابد.
جریان خروجی
سیستم یو پی اس (UPS) : ۲۲۰ ولت می باشد.
موتور برق : امکان تغییر زیاد فرکانس و ولتاژ هنگام اضافه و کم شدن بار وجود دارد.
نگهداری
سیستم یو پی اس (UPS) زمان سرویس آن کوتاه مدن نیست و لازم نیست در مدت زمان های کم سرویس شود
موتور برق : قطعات مکانیکی و الکتریکی نیاز نیاز به مراقبت دایمی دارند و همچنین کنترل سوخت رسانی و تعویض مرتب فیلترهای سوخت و روغن دارد.
- شرایط حمل و نقل
سیستم یو پی اس (UPS) : حمل و نقل ساده ای دارند و دردسر زیادی ندارد.
موتور برق : به دلیل سنگین بودن نیاز به وسایلی همچون جرثقیل دارد تا بتوان جابه جایی آن را انجام داد.
نحوه نصب
سیستم یو پی اس (UPS) : بسیار ساده و به پیش نیاز های خاصی احتیاج ندارد.
موتور برق : نیاز به پی سازی و زیرسازی و پیش بینی فضای مناسب
آلودگی محیط
سیستم یو پی اس (UPS) : بدون آلودگی
موتور برق : آسیب زیست محیطی و صدای زیاد
مدت زمان برق دهی
سیستم یو پی اس (UPS) : درتوان های پایین تا ۴ ساعت توان برق رسانی را دارد
موتور برق : در توان های پایین زمان برق رسانی کمتری دارد و ارزش خرید آنچنانی نسبت به سیستم یو پی اس (UPS) ندارد.
نحوه استقرار
سیستم یو پی اس (UPS) : می توان در هر جای مناسبی قرار داد
موتور برق : در هنگام ساخت ساختمان باید محل آن مشخص و قرار داده شود زیرا به دلیل ابعاد و سنگینی که دارد آوردن به داخل ساختمان به راحتی ممکن نیست.
تفاوت سیستم یو پی اس (UPS) با ژنراتور
ژنراتورها باید از سوخت های جایگزین استفاده کنند و در واقع تبدیل را انجام دهند. به یاد داشته باشید سیستم یو پی اس (UPS) تنها سیستم ذخیره انرژی در باتری های حجیم است، این دستگاه ها جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می کنند و در دیزل ژنراتورها همانطور که از نامش پیداست از سوخت های فسیلی و سوخت دیزل استفاده می شود. لازم به ذکر است این دستگاه در استفاده در موارد خاص قطعا در برخی مدل ها قدرت بالاتری دارد.
این دستگاه برق خود را توسط سوخت های فسیلی تولید می کند، اما مدل های دیگری در بازار وجود دارد که از گاز برای تولید برق استفاده می کنند.البته بر خلاف موتور برق ها یو پی اس ها کاملاً بدون صدا هستند و پس از شارژ شدن باتری، برق را انتقال می دهد.
آیا سیستم یو پی اس (UPS) قابل اعتماد هستند؟
یک سیستم یوی پی اس (UPS) برق دستگاه ها را تامین می کند در حالی که باتری داخلی خود را شارژ نگه می دارد و از آنها در برابر مشکلات برق محافظت می کند. در صورت قطعی، سیستم یو پی اسUPS از باتری خود استفاده می کند تا دستگاه های متصل را برای مدت معینی بسته به عواملی مانند اندازه باتری، وات، کارایی، دما و سن، روشن نگه دارد.
اگر قطعی بیش از زمان اجرای نسخه پشتیبان طول بکشد، پشتیبانگیری باتری به خاموش کردن صحیح رایانهها کمک میکند تا از از دست رفتن دادهها جلوگیری شود، با خاموش شدن خودکار برای دستگاههای بدون مراقبت. برای قطعی طولانیتر، شبکه و سیستم یوی پی اس (UPS) حیاتی میتوانند ظرفیت باتری را برای ساعتها در زمان اجرا افزایش دهند یا به ژنراتورهای آماده به کار تکیه کنند. در طول عملیات ژنراتور، سیستم یو پی اس (UPS) به تنظیم برق قبل از رسیدن به تجهیزات متصل ادامه میدهند.
یو پی اس در مقابل ژنراتور، محافظ برق، اینورتر و AVR
- ژنراتورها در مقایسه با یو پی اس ها برق را برای مدت زمان طولانی تری تامین می کنند.
- محافظ های ولتاژ (سرکوب کننده ها) به جلوگیری از نوسانات و افزایش ولتاژ بالا کمک می کنند. با این حال، محافظهای برق در هنگام قطع برق یا مواردی که منبع تغذیه اصلی قطع شده است، کار نمیکنند.
- اینورترهای برق دستگاه هایی هستند که DC را به AC تبدیل می کنند. اینورترهای برق معمولاً به یک منبع DC خارجی متصل می شوند و به طور مداوم جریان را به AC تبدیل می کنند. اینورترهای برق معمولاً از یک یا چند باتری برای ذخیره برق استفاده می کنند.
سیستم برق اضطراری یا سیستم یوپیاس (UPS) از نظر عملکرد داخلی غالباً در سه دسته تقسیمبندی میشود:
- یو پی اس با عملکرد کشیک انفعالی یاآفلاین
سیستم یوپیاس (UPS) آفلاین یا آماده به کار، با زمان حفاظت ۲۰ دقیقه که گسترش ظرفیت آن معمولاً امکان پذیر نیست.
این نوع یوپیاسها در حالت عادی از برق شهر استفاده میکنند اما به محض قطع برق، یوپیاس وارد مدار شده و برق باطری را به برق مورد نیاز مصرفکنندهها تبدیل می نماید.
یوپیاسهای آماده به کار، تنها ویژگیهای پایهای را ارائه میدهد؛ مثل حفاظت کردن از مصرف کننده در برابر ولتاژهای بسیار زیاد ناخواسته ورودی و شارژ باتریها. یوپیاسهای آماده به کار با تغییر جهت عبور جریان در خط مسیر باتری، جریان دیسی را از حالت عادی شارژ به حالت تهیه ولتاژ ایسی مورد نیاز تغییر وضعیت میدهند.
در یوپیاس آماده به کار «خارج از خط» سیستم بار به طور مستقیم توسط برق ورودی پشتیبانی میشود و مدارات قدرت تنها با استناد به ابزار قدرت تغذیه میشوند. بیشترین یوپیاسهای زیر ۱ کیلوولت آمپر از انواع خطهای تعاملی یا آماده به کار هستند که معمولا ارزان قیمت ترند.
این نوع از یوپیاسها، تنها به هنگام قطع برق و به عنوان منابع جایگزین فعال میشوند به همین علت به آنها یوپیاس با عملکرد کشیک انفعالی نیز میگویند.
- یوپیاس لاین-اینتراکتیو
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 . این مدل یو پی اس نسخه کامل شده مدل آفلاین است که علاوه بر زمان قطع برق در صورت نوسان برق هم انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرفکننده را از راه باتریها تأمین خواهد کرد.
- در تعامل با خط یا لاین اینتراکتیو
یوپیاسهای لایناینتراکتیو در شرایط عادی میتوانند ولتاژ خروجی را به وسیله یک ترانسفورماتور تثبیت کنند. در شرایط طبیعی، تامین خروجی در این نوع یوپیاسها پس از تصحیح ورودی (پاکسازی ورودی از انواع نویز و احیاناً تصحیح سطح ولتاژ ورودی) انجام میپذیرد. تنها در مواقعی چون بروز نقص فنی، سرریز بار یا افزایش بیش از حد دمای یوپیاس به حالت بای پس خواهد رفت.
این نوع یو پی اسها کیفیت و حساسیت بسیار بالایی دارند و برای دستگاههای بسیار حساس آزمایشگاهی، نظامی و… به کار میروند.
بازده این یوپی اسها، نسبت به سایر انواع یو پی اس بصورت قابل ملاحظهای کمتر و مصرف داخلی آنها بسته به انواع آن بین پنج تا ده برابر سایر مدل هاست.
این مدل یو پی اسها ، علاوه بر مصرف برق قابل توجه، بدلیل تولید حرارت داخلی چند برابری که باعث کاهش عمر خازن های الکترولیت و نیز فنهای دستگاه بدلیل کارکرد عمدتا مداوم انها میشود، معمولا نسبت به مدلهای دیگر از عمر کوتاه تری برخوردارند.
سیستم یو پیاس (UPS) از وسایل الکتریکی حساس در برابر نوسانات برق محافظت کرده و از تعمیرات و عقب افتادگی هزینهبردار جلوگیری مینماید.
سیستم برق اضطراری، برای محافظت از دستگاههای الکتریکی حساس، ثبات جریان و برق تقویتی فراهم نموده و به آنلاین ماندن برنامه های حساس کمک مینماید.
در برابر موج ناگهانی ولتاژ محافظت ایجاد کند، ولتاژ را تنظیم کند یا موجب ثبات جریان گردد.
در زمان قطعی گذرا و نوسانات ولتاژ، عملیات بدون وقفه برق ایجاد کند.
زمان کافی برای اپراتور فراهم کند، تا اپراتور اطلاعات را ذخیره نماید، فایل های باز را ببندد و کامپیوتر را خاموش نماید. باعث تجمع برق ژنراتور یا سیستم پشتیبان میشود تا در قطعی های بلند مدت جریان برق، برنامه ها متوقف نشوند.
انواع دستگاه های برق اضطراری یو پی اس UPS ازنظرکاربرد
۱) برق اضطراری یو پی اس های خانگی
این UPSها بیشتر برای تأمین روشنایی مکانهای کوچک در مواقع قطع برق برای تامین برق اضطراری به کار می روند.
۲) برق اضطراری یو پی اس های اداری و صنعتی
این UPS ها برای مصارف بزرگتر با توان های بالاتر استفاده می شود که این یو پی اس ها می توانند تعداد زیادی رایانه یا دستگاه های دیگر را به طور همزمان تغذیه کنند.
تفاوت یو پی اس های تک فاز با یو پی اس های سه فاز در مقابل یو پی اس های اسپلیت فاز چیست؟
فازهای یک یو پی اس، مانند یو پی اس تک فاز یا یو پی اس سه فاز، تعداد فازهای الکتریکی را که یک یو پی اس دریافت و ارسال می کند، توصیف می کند. تاسیسات برقی برق سه فاز تولید می کنند زیرا این کارآمدترین راه برای انتقال برق در فواصل طولانی است. و برای مصرف کنندگان برق بزرگتر، مانند مراکز داده بزرگ، تولیدات صنعتی و بیمارستان ها، برق به صورت سه فاز باقی می ماند و به یک یو پی اس سه فاز نیاز دارد. برای مصرف کنندگان برق کوچکتر، از جمله ساختمان های مسکونی یا اداری و اکثر مدارس K-12، برق به برق تک فاز تبدیل می شود.
آیا سیستم یو پی اس (UPS) محافظت در برابر نویز ارائه می دهند؟
سیستم یو پس اس(UPS) با ترکیب داخلی سرکوب نویز و فیلتر نویز، حفاظت جامعی از تجهیزات الکترونیکی در برابر ولتاژهای گذرا و نویز خط تداخل فرکانس الکترومغناطیسی/رادیویی (EMI/RFI) ارائه می کنند. این امر نیاز به محافظهای ولتاژ جداگانه را از بین میبرد، راهاندازی را ساده میکند و در فضا صرفهجویی میکند. با ارائه همه این ویژگی ها در یک بسته واحد، یک سیستم UPS راه حلی مقرون به صرفه و کارآمد برای محافظت از تجهیزات ارزشمند در برابر آسیب های ناشی از برق ارائه می دهد.
شما به سیستم یو پی اس (UPS) چه اندازه ای نیاز دارید؟
به یو پی اس ها توانی بر حسب ولت آمپر (VA) داده می شود که از ۳۰۰ VA تا ۵۰۰۰ کیلو ولت آمپر متغیر است. این رتبه بندی حداکثر باری را که یک سیستم یو پی اس (UPS) می تواند تحمل کند را نشان می دهد، اما نباید دقیقاً با بار برقی که دارید مطابقت داشته باشد. برای ایجاد فضایی برای رشد، بهترین روش این است که یک یو پی اس با درجه VA انتخاب کنید که ۱.۲ برابر کل باری است که برای پشتیبانی از آن نیاز دارید.
اگر UPS شما از موتورها، درایوهای با سرعت متغیر، دستگاههای تصویربرداری پزشکی یا چاپگرهای لیزری پشتیبانی میکند، ظرفیت VA بیشتری را به نیازهای خود اضافه کنید تا هجوم قدرت بالایی را که هنگام راهاندازی آن دستگاهها رخ میدهد، در نظر بگیرید.
شرکت هایی که رشد سریع را پیش بینی می کنند باید از ضریب ضریب بالاتر از ۱.۲x استفاده کنند. سختافزار سرور جدیدتر نسبت به مدلهای قدیمیتر نیاز به انرژی بیشتری دارد، بنابراین استفاده از VA اضافی باعث اضافه شدن تجهیزات بیشتر و جدیدتر میشود.