}

انواع مختلف یو پی اس

سردرگمی زیادی در بازار در مورد انواع مختلف سیستم های UPS و ویژگی های آنها وجود دارد. در مقاله زیر انواع مختلف UPS معرفی شده است، کاربردهای عملی هر کدام مورد بحث قرار گرفته و مزایا و معایب آن ها ذکر شده است. با استفاده از این اطلاعات، می توان در مورد توپولوژی UPS مناسب برای تامین یک نیاز تصمیم گیری کرد.

برای آشنایی با انواع مختلف منابع تغذیه بدون وقفه (UPS) و ویژگی های آنها، لازم است با توپولوژی یو پی اس های مختلف آشنا شویم. توپولوژی UPS، ماهیت اصلی طراحی UPS را نشان می دهد که به طور معمول فروشندگان ، مدل‌هایی با طرح‌ها یا توپولوژی‌های مشابه، اما با ویژگی‌های عملکردی بسیار متفاوت تولید می‌کنند.

 

انواع یو پی اس

انواع مختلفی از رویکردهای طراحی برای پیاده سازی سیستم های UPS استفاده می شود که هر کدام دارای ویژگی های عملکردی متمایز هستند. متداول ترین رویکردهای طراحی به شرح زیر است:

  1. Standby (آماده به کار)
  2. Line Interactive ( لاین اینتراکتیو )
  3. Double conversion on-line( آنلاین دابل کانورژن )
  4. Delta conversion on-line( آنلاین دلتا کانورژن )

 

  1. The Standby UPS( یوپی اس آماده به کار )

یو پی اس آماده به کار ، رایج ترین نوع یو پی اس مورد استفاده برای کامپیوترهای رومیزی است. در بلوک دیاگرام نشان داده شده در شکل 1، سوئیچ انتقال طوری تنظیم شده است که ورودی AC فیلتر شده را به عنوان منبع برق اولیه انتخاب کند (مسیر خط پر رنگ)، و در صورت خرابی منبع اولیه، به باتری / اینورتر به عنوان منبع پشتیبان سوئیچ می شود. هنگامی که این اتفاق می افتد، سوئیچ انتقال باید کار کند تا بار را به منبع تغذیه پشتیبان باتری / اینورتر (مسیر خط مقطع) سوئیچ کند. اینورتر تنها زمانی شروع به کار می کند که برق قطع شود، از این رو “استندبای” نامیده می شود.

راندمان بالا، اندازه کوچک و هزینه کم از مزایای اصلی این طراحی است. این سیستم ها با فیلتر مناسب و مدار ولتاژ، می توانند فیلتراسیون مناسب نویز و سرکوب نویز را نیز فراهم کنند.

 

 

  1. The Line Interactive UPS

UPS لاین اینتراکتیو ، که در شکل 2 نشان داده شده است، رایج ترین طراحی مورد استفاده برای مشاغل کوچک، وب و سرورها است. در این طرح مبدل باتری (DC) به برق AC (اینورتر) ، همیشه به خروجی یو پی اس متصل است. اینورتر در زمان هایی که برق وصل است ( حالت نرمال )، شارژ باتری را فراهم می کند. وقتی برق ورودی قطع می شود، سوئیچ انتقال باز می شود و برق از باتری به خروجی یو پی اس می رسد. با اینورتر همیشه روشن و متصل به خروجی، این طراحی ، فیلتر اضافی را فراهم می‌کند و در مقایسه با توپولوژی UPS آماده به کار، باعث کاهش گذرای سوئیچینگ می‌شود.

تنظیم ولتاژ برق  ACورودی با توجه به میزان مورد نیاز ، توسط تغییر بین سرهای ترانسفورماتور امکان پذیر است ( STABLIZER). تنظیم ولتاژ یک ویژگی مهم در شرایط ولتاژ پایین است، در غیر این صورت UPS به باتری منتقل می شود و در نهایت بار را کاهش می دهد. استفاده مکرر از باتری می تواند باعث خرابی زودرس باتری شود. با این حال، اینورتر می‌تواند به گونه‌ای طراحی شود که با خرابی آن ؛ باز هم اجازه تامین برق از ورودی AC به خروجی را بدهد، که عملا خرابی یک نقطه را از بین می‌برد و به طور موثر دو مسیر برق مستقل را فراهم می‌کند.

راندمان بالا، اندازه کوچک، هزینه کم. و قابلیت اطمینان بالا همراه با توانایی اصلاح شرایط ولتاژ خط پایین یا بالا، این UPS را به نوع غالب UPS در محدوده توان 0.5-5 kVA تبدیل کرده است.

 

  1. The Double Conversion On-Line UPS

این رایج ترین نوع یو پی اس بالای 10 کیلو ولت آمپر است. بلوک دیاگرام یو پی اس آنلاین دبل کانورژن ، که در شکل 3 نشان داده شده است. این یو پی اس همانند یو پی اس آماده به کار است، با این تفاوت که مسیر برق اولیه، به جای منبع اصلی AC ، اینورتر است.

در طراحی آنلاین دبل کانورژن، خرابی AC ورودی باعث فعال شدن سوئیچ انتقال نمی شود، زیرا AC ورودی منبع باتری پشتیبان را شارژ می کند که برق اینورتر خروجی را تامین می کند. بنابراین، در هنگام قطع برق AC ورودی، به دلیل عدم وجود سوئیچ ، هیچگونه وقفه یا زمان انتقالی برای تامین برق بار وجود نداشته ؛ لذا اینگونه سیستم ها به آنلاین معروف هستند. بار در هر صورت بدون وقفه توسط اینورتر تامین می شود.

این یو پی اس عملکرد خروجی الکتریکی تقریبا ایده آلی را ارائه می دهد. اما استهلاک مداوم اجزای قدرت، قابلیت اطمینان را نسبت به طرح‌های دیگر کاهش می‌دهد.

 

  1. The Delta Conversion On-Line UPS

این طرح یو پی اس، که در شکل 4 نشان داده شده است، یک فناوری جدیدتر است که برای رفع اشکالات طراحی آنلاین دبل کانورژن معرفی شده است و در اندازه های مختلف از 5 کیلو ولت آمپر تا 1.6 مگاوات موجود است. همانند تکنولوژی آنلاین دبل کانورژن ، آنلاین دلتا کانورژن نیز دارای اینورتری است که همیشه ولتاژ بار را تامین می کند. با این حال، مبدل دلتا اضافی نیز به خروجی اینورتر کمک می کند. در شرایط خرابی یا اختلالات AC، این طراحی، رفتاری مشابه دبل کانورژن آنلاین از خود نشان می‌دهد.

 

یک راه ساده برای درک بازده انرژی توپولوژی دلتا کانورژن ، در نظر گرفتن انرژی مورد نیاز برای تحویل یک بسته از طبقه 4 به طبقه 5 یک ساختمان است که در شکل 5 نشان داده شده است. فناوری دلتا کانورژن،  تنها با حمل بسته در مصرف انرژی صرفه جویی می کند. تفاوت (دلتا) بین نقطه شروع و پایان می باشد. دبل کانورژن ، برق را به باتری و دوباره برمی گرداند؛ در حالی که دلتا کانورژن اجزای برق را از ورودی به خروجی منتقل می کند.

 

در طراحی آنلاین دلتا کانورژن ، دلتا کانورژن با اهداف دوگانه عمل می کند. اولین مورد کنترل ویژگی های توان ورودی است. این قسمت ، برق را به صورت سینوسی می‌گیرد و هارمونیک ها را به حداقل می‌رساند. این امر سازگاری بهینه ابزار و سیستم ژنراتور را تضمین می کند و گرمایش و استهلاک سیستم را در سیستم توزیع برق کاهش می دهد. دومین عملکرد دلتا کانورژن، کنترل جریان ورودی به منظور تنظیم شارژ سیستم باتری است.

یو پی اس آنلاین دلتا کانورژن ، همان ویژگی های خروجی را با طراحی آنلاین دبل کانورژن ارائه می دهد. با این حال، ویژگی های ورودی اغلب متفاوت است. طرح‌های آنلاین دلتا کانورژن، ورودی‌های اصلاح‌شده با ضریب توان را بدون استفاده ناکارآمد از بانک‌های فیلتر مرتبط با راه‌حل‌های سنتی، ارائه می‌کنند. مهمترین مزیت آن کاهش چشمگیر تلفات انرژی است. کنترل برق ورودی ، یو پی اس را با تمام مجموعه های ژنراتور سازگار می کند و نیاز به سیم کشی و بزرگ کردن ژنراتور را کاهش می دهد. فناوری تبدیل دلتا کانورژن ، تنها فناوری اصلی UPS است که حق ثبت اختراع دارد و بنابراین به احتمال زیاد برای طیف گسترده ای از تامین کنندگان UPS در دسترس نیست.

در شرایط پایدار، دلتا کانورژن به UPS اجازه می‌دهد تا توان را با بازدهی بسیار بیشتر از طراحی دبل کانورژن به بار برساند.

 

خلاصه ای از انواع یو پی اس

جدول 1 برخی از ویژگی های انواع مختلف یو پی اس را نشان می دهد. برخی از ویژگی های یک UPS، مانند کارایی، با انتخاب نوع UPS تعیین می شود. از آنجایی که اجرا و کیفیت ساخت به شدت بر ویژگی هایی مانند قابلیت اطمینان تأثیر می گذارد، این عوامل باید علاوه بر این ویژگی های طراحی ارزیابی شوند.

 

جدول 1

اینورتر دائم کار

بازده

هزینه هر ولت امپر

تهویه ولتاژ

محدوده توان

(KVA)

نوع یو پی اس

ندارد

خیلی زیاد

کم

کم

0-0.5

اماده به کار

(Standby UPS)

بستگی به طراحی یو پی اس دارد

خیلی زیاد

متوسط

بستگی به طراحی یو پی اس دارد

0.5-5

لاین اینتراکتیو

دارد

کم – متوسط

متوسط

زیاد

5-5000

انلاین دابل کانورژن

(Online – Double Conversion)

دارد

زیاد متوسط زیاد 5-5000

انلاین دلتا کانورژن

(Online – Delta Conversion)

 

نتیجه گیری

انواع مختلف یو پی اس برای مصارف مختلف مناسب هستند و هیچ یو پی اسی را نمی یابید که برای همه مصارف قابل استفاده باشد. هدف این مقاله مقایسه مزایا و معایب توپولوژی های مختلف UPS در بازار امروز است. تفاوت های قابل توجه در طراحی های UPS مزایای نظری و عملی را برای اهداف مختلف ارائه می دهد. با این وجود، کیفیت اساسی اجرای طراحی و کیفیت ساخت اغلب در تعیین عملکرد نهایی به دست آمده در برنامه مشتری غالب هستند.

 

تولید شده توسط مرکز علمی مرکز داده اشنایدر الکتریک

DCSC@Schneider-Electric.com

پیام بگذارید

کلیه فیلدهای مشخص شده با ستاره (*) الزامی است

X