انواع یو پی اس صنعتی و بررسی تکنولوژی به کار رفته در آن ها

در دنیای صنعتی امروز، پایداری و قابلیت اطمینان سیستم‌ های الکتریکی از اهمیت ویژه‌ ای برخوردار است. بسیاری از صنایع، از کارخانجات تولیدی گرفته تا دیتاسنترها، برای حفظ عملکرد مداوم تجهیزات خود به برق پایدار نیاز دارند. اختلالات و نوسانات در جریان برق می‌ تواند منجر به آسیب‌ های جدی به دستگاه‌ ها، توقف عملیات و زیان‌ های اقتصادی شود. یو پی اس صنعتی (UPS یا Uninterruptible Power Supply) به عنوان یک فناوری پیشرفته، نقش کلیدی در تامین برق بدون وقفه و محافظت از تجهیزات حساس ایفا می‌ کند. این دستگاه‌ ها در انواع مختلف طراحی شده‌ اند تا نیازهای گوناگون صنایع را برآورده سازند. هر نوع یو پی اس با ویژگی‌ های منحصر به‌ فرد خود، کاربردهای خاصی در صنایع مختلف دارد و می‌ تواند به بهبود بهره‌ وری، کاهش خرابی‌ ها و تضمین امنیت سیستم‌ ها کمک کند. در این مقاله درباره مشخصات انواع یو پی اس صنعتی توضیح می دهیم.

مشخصات انواع یو پی اس صنعتی

سیستم های UPS با تکنولوژی OFFLINE

در یو پی اس با تکنولوژی offline مصرف کننده ها از مسیر By pass  انرژی دریافت می کنند. (برق شهر ورودی مستقیما به مصرف کننده ها وصل است) و اگر تغذیه مسیر By pass به هر دلیلی قطع شود یا ولتاژ آن خارج از محدوده قابل قبول و مجاز قرار گیرد، مسیر اینورتر صنعتی جایگزین می گردد.

در طی عملکرد معمولی ups  هر اختلال و اعوجاجی که در محدوده تعریف شده ورودی دستگاه باشد به مصرف کننده ها منتقل می شود.

هر چند در فروش ups های با این تکنولوژی در مسیر By pass  توسط ترانس موجود افزایش و کاهش ولتاژ تا حدودی جبران می گردد (که اصطلاحا به آن استابیلایزر اطلاق می شود) ولی با توجه به ایرادات برق شهر که مورد بحث قرار گرفت با این تکنولوژی تنها 2 ایراد از9 مشکل برق شهر برطرف می شود.

اگر ولتاژ ورودی برق شهر (ولتاژ By pass) از محدوده تعریف شده خارج یا قطع گردد، اینورتر دستگاه روشن می شود و خروجی از مسیر اینورتر تغذیه می گردد. روشن شدن اینورتر زمانی بین 2 تا 10 میلی ثانیه مصرف می کند، که سیستم های سوئیچینگ معمولی آن را تحمل کرده و قطع نمی شوند. برای کنترل دقیق میزان ولتاژ ورودی به برق شهر، استفاده از بهترین نوع دستگاه های یو پی اس و اینورتر اهمیت دارد، از این جهت بسیار مهم است با مراجعه به مراکز فروش اینورتر در اصفهان و یا در شهر محل زندگی خود بتوانید بهترین مدل های این دستگاه را سفارش داده و استفاده کنید.

باتوجه به ساختار اینوتر  ups که فقط در موارد خاص روشن می شود و در بقیه زمان ها خاموش است، این قطعه دارای محدودیت زمان کارکرد می باشد (بر خلاف یو پی اس online  که درآن اینورتر همیشه روشن است).

هرچند با افزایش قدرت شارژر در این دستگاه ها می توان محدودیت جریان شارژر را برطرف کرد، ولی به علت ساختار اینورتر امکان ارائه زمان های پشتیبانی (Backup time)  به صورت طولانی و نامحدود وجود ندارد.

سیستم های UPS با تکنولوژی Line Interactive

این سیستم در سایت ها شبکه ها و سرورها بیشترین استفاده را دارد. در این طراحی اینورتر همواره روشن و به خروجی متصل است و در حالت عملکرد عادی وظیفه شارژ باتری ها را عهده دار است. زمانی که توان ورودی از بازه مجاز خارج گردد، پیوستگی توان خروجی از اینورتر و انرژی ذخیره شده باتری ها تامین می گردد. معمولا جهت فراهم شدن رگولاسیون ولتاژ مناسب در خروجی در این طراحی از ترانس نیز استفاده می شود.

1- ترانس Buck/Boost جهت تنظیم ولتاژ در مسیر Bypass اضافه می شود. این ترانس با سیم پیچ ثانویه چند سر به همراه چندین رله طوری تنظیم می شود که هر دو سطح پایین و بالای ولتاژ مسیر Bypass را به طور مناسب پوشش داده و بدین طریق ولتاژ خروجی یو پی اس را به اندازه ولتاژ مورد نیاز محدود می کند. این بدین معناست که محدوده ولتاژ قابل قبول ورودی (بدون نیاز به عملکرد اینورتر) افزایش می یابد. یک یو پی اس در این طبقه بندی می تواند با دامنه ولتاژ ورودی بین +% 20 تا – % 30 فراتر از محدوده ولتاژ نامی و با استفاده از مسیر  Bypass ، ولتاژ بار خود را تامین کند.

2-عملکرد ترانس فرورزنانس نیز شبیه ترانس Buck/Boost می باشد. در این مورد ترانس فرورزنانس جایگزین ترانس Buck/Boost شده است. این ترانس تنظیم و رگولاسیون ولتاژ را در برابر اختلال هایی مانند نویز خط الکتریکی انجام می دهد و به ازای تغییر در ولتاژ ورودی از -% 40 تا +% 20 خروجی تنها 3%+ مقدار نامی تغییر خواهد کرد. همچنین این ترانس با ذخیره انرژی، برق مورد نیاز کامپیوترها را در زمان قطع کامل برق برای مدت کوتاهی تامین می کند تا اینورتر شروع به کار کند. بنابراین بدون ایجاد وقفه در جریان برق؛ بار بین مسیر Bypass به اینورتر منتقل شده و یو پی اس عملا بًه یک سیستم واقعی On-Line تبدیل می شود که در خروجی آن وقفه ای مشاهده نمی شود.

Bi- directional power converter -3 در این سیستم تنها یک بلوک جایگزین یکسو کننده (شارژر) و مدار اینورتر می شود، خیلی سریع تغییر حالت داده و به عنوان یک مدار اینورتر عمل می کند. همچنین از این نوع طراحی می توان در مدار Buck/Boost یا در هر کدام از سیستم های مختلف Line-interactive استفاده کرد.

سیستم های UPS با تکنولوژی ON LINE

عملکرد دستگاه های On Line Double Conversion بدین صـــورت می باشد که بـــــرق شهــر (برق AC) پس از ورود به UPS به رکتیفایر رفته و تبدیل به برق DC می شود و توان مورد نیاز inverter و Charger را تامین می نماید، سپس قسمت Inverter برق DC  موجود را تبدیل به برق AC نموده و پس از فیلتر کردن، آن را به خروجی UPS منتقل می نماید. اصطلاحاً برق AC به DC ومجدداً به AC تبدیل شده و بدین ترتیب برق ورودی به UPS  (برق شهر) و برق خروجی از UPS، از هم کاملا ایزوله می باشند.

پس همواره UPS On Line  فعال بوده و در تمام ساعت کاری عمل فوق مرتباً انجام می شود و هرگز برق شهر مستقیماً به مصرف کننده ها متصل نمی باشد و مصرف کننده ها همواره از برق سینوسی و سالم که توسط اینورتر دستگاه UPS ساخته می شود، استفاده می کنند.

از جمله مهمترین مزایای سیستم On Line، این است که برق توسط رکتیفایر از AC به DC و سپس مجدداً توسط اینورتر از DC به AC تبدیل می شود، لذا اختلالات برق شهر به مصرف کننده منتقل نمی شود.

از دیگر مزایای این UPS ها، داشتن قابلیت های فنی بالاتر ، محدوده وسیع تر برای ولتاژ ورودی برق شهر، داشتن رگولاسیون خروجی مناسب تر (برای ولتاژ و فرکانس)، تحمل اضافه بار بیشتر می باشد که نهایتـــاً Reliability بالاتــــری را نسبت به UPS هـــای Off Line  ایجاد می کند.

به همین دلیل Ups invt هایی که برای مکان های حساس مثل: شبــــکه های بزرگ رایانـــه ای، Main Frame، لوازم حساس پزشکی، مخابراتی،  سرورهای بسیار حساس و …. استفاده می شوند و همچنین UPS های  توان بالا و سه فاز همگی باید از نوع On Line  باشند.

در مکان هایی که برق شهری دارای نوسانات زیاد ولتاژ بوده و برق شهر به صورت مکرر قطع می شود نیز از دستگاه UPS با تکنولوژی On Line استفاده می گردد. با توجه به تکنولوژی سیستم های On Line، این سری UPS ها قادرند تمامی ۹ مورد ایراد برق شهر را برطرف کرده و برق بسیار تمیز (سینوسی) و مطمئنی را در اختیار مصرف کننده ها قرار دهند.

قابل ذکر است در این تکنولوژی با توجه به فعال بودن دائمی Inverter محدودیت کارکرد این قطعه که در دستگاه های Off Line وجود داشته برطرف شده است و دیگر محدودیتی در زمان پشتیبانی های طولانی نیز وجود ندارد.

کاربرد انواع یو پی اس صنعتی

جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره سایر کاربردهای دیگر ups می توانید مقاله زیر را مطالعه کنید.

جمع بندی نهایی درباره استفاده از انواع یو پی اس صنعتی

انواع یو پی اس صنعتی هر کدام ویژگی‌ ها و کاربردهای خاص خود را دارند. از جمله مهم‌ ترین انواع یو پی اس صنعتی می‌ توان به یو پی اس‌ های آنلاین، لاین اینتر اکتیو و آفلاین اشاره کرد. هر کدام از این انواع، با توجه به تکنولوژی ساخت، سرعت پاسخگویی، کیفیت برق خروجی و هزینه، برای کاربردهای خاصی مناسب هستند.

انتخاب نوع مناسب یو پی اس برای هر صنعت، به عواملی مانند حساسیت بار، بودجه، محیط کار و زمان پشتیبان‌ دهی مورد نیاز بستگی دارد. بنابراین، مشاوره با متخصصین این حوزه از جمله متخصصین فعال در مراکز فروش اینورتر دلتا، قبل از انتخاب و خرید یو پی اس، بسیار توصیه می‌ شود.

در نهایت، می‌توان گفت که یو پی اس‌ های صنعتی به عنوان یک سرمایه‌ گذاری بلندمدت، به صنایع کمک می‌ کنند تا از توقف تولید، خسارات مالی و از دست رفتن داده‌ ها جلوگیری کنند و در نتیجه، راندمان و بهره‌ وری خود را افزایش دهند.