نحوه کار سیستم‌های UPS

نحوه کار سیستم‌های UPS

برق حیاتی از آوردن شما به این راهنما در مورد نحوه کار سیستم‌هایUPS لذت می‌برد

یک یو پی اس، نیروی برق uninterruptible، UPSیا پشتیبان لنگر / چرخ، یک دستگاه الکتریکی است که زمانی که منبعقدرت ورودی، معمولاً برق اصلی برق، قدرت را به بار می‌آورد، تواناضطراری را برای بار تامین می‌کند.

UPS از سیستم برق کمکی یا برق اضطراری یا ژنراتور آماده‌به‌کارمتفاوت است که در آن حفاظت فوری یا نزدیک - آنی از توان ورودی بااستفاده از یک یا چند باتری متصل و مدار الکترونیکی مربوطه برایمصرف کنندگان برق پایین، و یا با استفاده از ژنراتور و flywheels برایکاربران دارای توان بالا فراهم می‌کند. زمان اجرای باتری بیشتر از منابعقدرت uninterruptible نسبتاً کوتاه است - ۱۵ - ۱۵ دقیقه که برایواحدهای کوچک‌تر متداول است - اما برای اجازه دادن به زمان برایآوردن یک منبع قدرت کمکی به صورت آنلاین یا برای خاموش‌کردنتجهیزات حفاظت نشده کافی است.

در حالی که برای محافظت از هر نوع تجهیزات خاص محدود نمی‌شود،یک یو پی اس معمولاً برای محافظت از کامپیوترها، مراکز داده‌ها، تجهیزاتمخابراتی و یا دیگر تجهیزات الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد که درآن یک اختلال در توان غیر منتظره می‌تواند موجب جراحات، تلفات،اختلال جدی تجاری و / یا از دست دادن داده‌ها شود. واحدهای یو پی اس ازواحدهای طراحی‌شده برای محافظت از یک کامپیوتر منفرد بدون نظارتویدیویی (حدود ۲۰۰ VA) تا واحدهای بزرگ برق‌رسانی (> ۱ MVA)،ساختمان‌ها (> ۳۰۰ kVA)، یا فرآیندهای تولیدی استفاده می‌کنند.

انواع مختلف طراحی UPS

سه گروه کلی از سیستم‌های مدرن UPS وجود دارند که روی خط قراردارند، خطوط متقابل خطی یا آماده‌به‌کار یا آفلاین.

یک سیستم آماده‌به‌کار یا آفلاین بار، بار به طور مستقیم با قدرت ورودیکار می‌کند و مدار قدرت پشتیبان تنها زمانی مورد استفاده قرار می‌گیردکه انرژی برق با شکست مواجه شود. بیشتر یو پی اس زیر ۱ kVA از انواعline یا آماده‌به‌کار هستند که معمولاً ارزان‌تر هستند.

یک خط تعاملی UPS اینورتر را در خط نگه می‌دارد و مسیر جریانمستقیم باتری را از حالت شارژ معمولی برای تامین جریان زمانی کهقدرت از دست می‌رود، هدایت می‌کند.

یک UPS از روش تبدیل دوگانه برای پذیرش ورودی AC، اصلاح به DCبرای عبور از باتری قابل شارژ (یا سیم‌های باتری) استفاده می‌کند، سپسمعکوس کردن به ۱۲۰ V / ۲۴۰ V AC برای برق‌رسانی به تجهیزاتمحافظت می‌شود.

برای واحدهای انرژی بزرگ، گاهی اوقات منابع انرژی uninterruptibleپویا مورد استفاده قرار می‌گیرند. یک موتور سنکرون / آلترناتور از طریقخفگی به شبکه برق متصل می‌شود. انرژی در یک چرخ لنگر ذخیرهمی‌شود. هنگامی که توان برق اصلی شکست خورد، یک تنظیم ادی -جریان قدرت را در بار حفظ می‌کند. DUPS گاهی با یک ژنراتور دیزلیترکیب یا ادغام می‌شوند [توضیح مورد نیاز]، تشکیل یک منبع تغذیهuninterruptible دوار، یا DRUPS.

یک پیل سوختی در سال‌های اخیر با استفاده از هیدروژن و پیل سوختیبه عنوان یک منبع قدرت توسعه‌یافته است و به طور بالقوه زمان‌هایاجرا طولانی را در یک فضای کوچک فراهم می‌کند.

طراحی منفصل / آماده‌به‌کار یا برون‌خط

سیستم آماده‌به‌کار یا آفلاین (SPS) تنها ساده‌ترین ویژگی‌ها را ارایه می‌دهد، که حفاظت از موج و پشتیبانی باتری را فراهم می‌کند. با ایننوع از UPS، تجهیزات یک کاربر به طور معمول مستقیماً به برق مصرفیوارد شده و دستگاه‌های مهار با فشار مشابه با یک موج مشترک متصلبه برق متصل به خط انتقال متصل می‌شوند. هنگامی که ولتاژ ورودیپایین زیر یک سطح از پیش تعیین‌شده افت می‌کند، SPS در مدارمعکوس کننده مبدل DC - AC خود می‌چرخد که از یک باتری ذخیرهداخلی تامین می‌شود. پس از آن، SPS، تجهیزات متصل به خروجیمعکوس کننده AC - AC خود را تغییر می‌دهد. زمان switchoverمی‌تواند به اندازه ۲۵ میلی‌ثانیه بسته به مقدار زمانی باشد که برایردیابی ولتاژ برق از دست رفته استفاده می‌کند. به طور کلی صحبتکردن، وابسته به اندازه بار متصل یو پی اس و حساسیت تجهیزات متصل بهتغییر ولتاژ، یو پی اس طراحی و / یا پیشنهاد می‌شود تا محدوده خاصی ازتجهیزات، یعنی کامپیوتری شخصی، بدون هیچ شیب یا brownoutمشخصی به آن وسیله پوشش داده شود.

طراحی خط - تعاملی UPS

این نوع UPS قادر است که جریان متناوب ولتاژ و ولتاژ اضافی را بدونمصرف توان باتری ذخیره محدود تحمل کند. این کار به جای استفاده ازشیره‌ای خودکار برق مختلف بر روی autotransformer جبران می‌شود.تغییر تپ autotransformer می‌تواند باعث اخلال در توان خروجیبسیار کوتاهی شود، بنابراین یو پی اس برای لحظه‌ای خاموش است، زیرا قبلاز تغییر تپ قدرت انتخاب‌شده به باطری تبدیل می‌شود.

این امر حتی در ارزان‌ترین UPS رایج شده‌است زیرا از اجزای آناستفاده می‌کند. ترانسفورماتور فرکانس ۵۰ / ۶۰ HZ که برای تبدیلولتاژ خط به ولتاژ خط و ولتاژ باتری به کار می‌رود، دو نسبت چرخشمتفاوت دارد: یکی برای تبدیل ولتاژ خروجی باتری (به طور نمونهچندگانه از ۱۲ V) برای تبدیل ولتاژ خط به یک ولتاژ شارژ باتری کمیبالاتر (مانند یک ولتاژ چندگانه ۱۴ V). به علاوه، انجام سوئیچ در سمتولتاژ خط ترانسفورماتور به دلیل جریان‌های پایین در آن طرف آسان‌تراست.

برای به دست آوردن قابلیت افزایش / ارتقا قابلیت، تمام چیزی که مورد نیاز است دو کلید مجزا است به طوری که ورودی AC را می‌توان به یکیاز دو ضربه اول متصل کرد، در حالی که بار به دیگری متصل است،بنابراین از سیم‌پیچ‌های اصلی ترانسفورماتور اصلی به عنوان یکautotransformer استفاده می‌کند. توجه داشته باشید که باتری هنوزمی‌تواند شارژ شود در حالی که "bucking" یک ولتاژ اضافی دارد، اما در حالی که "تقویت" یک ولتاژ تحت ولتاژ، خروجی ترانسفورماتور بیش از حد پایین است که باتری‌ها را شارژ کند.

autotransformers ها را می‌توان برای پوشش طیف وسیعی ازولتاژهای ورودی مختلف طراحی کرد، اما این کار نیازمند taps بیشتر وافزایش پیچیدگی و هزینه یو پی اس است. این امر برای the متداول استکه تنها محدوده‌ای از حدود ۹۰ V تا ۱۴۰ V را برای قدرت ۱۲۰ V پوششمی‌دهد، و سپس اگر ولتاژ بالاتر یا پایین‌تر از محدوده باشد، به باتریسوئیچ می‌کند.

در شرایط ولتاژ پایین، UPS از جریان بیشتری نسبت به حالت عادیاستفاده خواهد کرد تا نیاز به مدار جریان بالاتر نسبت به یک دستگاهنرمال داشته باشد. برای مثال قدرت یک دستگاه ۱۰۰۰ وات در ۱۲۰ ولت،UPS amps ۸.۳۲ را جذب خواهد کرد. اگر یک brownout رخ دهد وولتاژ به ۱۰۰ ولت کاهش یابد، UPS می‌تواند ۱۰ آمپر را جبران نماید. همچنین در معکوس کار می‌کند، به طوری که در شرایط ولتاژ اضافی، UPSبه amps کمتری نیاز خواهد داشت.

طراحی روی خط UPS

UPS آنلاین برای محیط‌هایی که در آن تنهایی الکتریکی ضروری است یابرای تجهیزاتی که بسیار حساس به نوسانات توان هستند، ایده‌آل است.اگرچه قبلاً برای تاسیسات بسیار بزرگ ۱۰ کیلووات یا بیشتر رزرو شدهبود، پیشرفت‌های فن‌آوری اجازه داده تا اکنون به عنوان یک ابزارمصرف‌کننده مشترک موجود باشد که ۵۰۰ وات یا کم‌تر را تامین می‌کند.UPS آنلاین گران‌تر است اما ممکن است لازم باشد که فضای قدرت "پر سر و صدا" مانند مراکز داده‌ها باشد، و یا زمانی که عملیات از یکژنراتور پشتیبان توسعه‌یافته ساخته شده‌باشد، ضروری است.

فن‌آوری پایه UPS آنلاین همانند وضعیت آماده‌به‌کار یا آفلاین است. با این حال، به دلیل داشتن یک شارژ باتری و یکسو کننده جریان متناوببسیار بیشتر، و با یکسوساز و اینورتر طراحی‌شده برای اجرا مداوم باسیستم‌های خنک‌کننده اصلاح‌شده، هزینه زیادی دارد. این سیستم بهدلیل یکسو کننده مستقیم مبدل، حتی زمانی که از جریان عادی AC کارمی‌کند، یک UPS Double نامیده می‌شود.

در یک UPS آنلاین، باتری‌ها همیشه به اینورتر متصل هستند، به طوریکه هیچ سوییچ انتقال قدرت لازم نیست. هنگامی که اتلاف انرژی رخمی‌دهد، یکسو کننده به سادگی از مدار خارج می‌شود و باتری‌ها به طورثابت و بدون تغییر باقی می‌مانند. هنگامی که قدرت بازسازی می‌شود،یکسوساز بیشتر بار را حمل می‌کند و شروع به شارژ باتری می‌کند، با این حال جریان شارژ می‌تواند محدود به جلوگیری از داغ کردن باتری‌ها وجوش کردن الکترولیت باشد.

مزیت اصلی برای UPS مبتنی بر خط، توانایی آن برای تامین یکفایروال الکتریکی بین توان مصرفی و تجهیزات الکترونیکی حساساست.

در حالی که UPS آماده‌به‌کار و آفلاین صرفاً توان مصرفی ورودی را فیلتر می‌کنند، UPS تبدیل به لایه‌ای از عایق‌بندی با مشکلات کیفیت توانمی‌شود. این روش کنترل ولتاژ خروجی و فرکانس را بدون در نظر گرفتنولتاژ و فرکانس ورودی مجاز می‌کند.

دومین مزیت بزرگ، مدار شکن داخلی در مدار یو پی اس است که تضمینمی‌کند هر مشکلی با UPS یا باتری تا زمانی که نیروی برق اصلی برقمورد استفاده قرار گیرد، رخ دهد. این عمل به صورت اتوماتیک یاترکیبی از دستی و اتوماتیک بسته به مدل / تولید کننده است.