یو پی اس چیست؟

آموزش یو پی اس :

UPS  مخفف عبارت Uninterruptible Power Supply به معنی منبع تغذیه بدون وقفه می باشد .

Ups دستگاهی الکترونیکی است به منظور تامین پیوسته انرژی برای دستگاه های مصرف کننده که به اختلالات موجود در شبکه و قطع برق حساس است.

و به دلیل ضرورت و حساسیت های فوق العاده زیاد جزو تجهیزات حیاتی مجموعه های کامپیوتری ، مخابراتی کنترل و ابزار دقیق، آزمایشگاهی و بیمارستانی می باشند .

 

یو پی اس

یوپی اس یک منبع تغذیه الکترونیکی است که وظیفه اصلی آن ، تامین بدون وقفه ی توان مورد نیاز بار مصرفی می باشد ،

این سیستم بین برق شهر و دستگاه مصرف کننده قرار گرفته علاوه بر تثبیت و تنظیم برق شبکه مانع از نفوذ نویز و اختلالات شبکه به تجهیزات حساس مصرف کننده می گردد .

همچنین یوپی اس به عنوان منبع توان بدون وقفه با استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری ، برق مورد نیاز تجهیزات مصرف کننده را تامین می نماید .

درحقیقت استفاده از یک انرژی پشتیبان مانند سیستم تامین انرژی بدون وقفه (UPS) شما را قادرمیسازد که بربیشترمشکلات ناشی ازبرق شهرفائق آیید و همچنین محافظت دربرابرقطع کلی برق را نیز بدست آورید.

شما می توانید سطوح مختلفی ازحفاظت را درمقابل مشکلات برق برای سیستم خود جهت جلوگیری ازتخریب ویا ازدست دادن اطلاعات به کارگیرید.

یو پی اس

کاهش یا افزایش ناگهانی ولتاژ ،تغییر فرکانس ، انواع اعوجاج لحظه ای یا دائم ، از مشکلات ایجاد شده بر روی شبکه های برق شهری می باشند .

دستگاه های الکترونیکی پیشرفته و حساس (نظیر سیستمهای کامپیوتری ، تجهیزات مخابراتی و پزشکی ) با توجه به کاربردهای ویژه و حساسی که دارند،

نیازمند تجهیزات ضروری مانند منبع تغذیه بدون وقفه و نسبتا دقیق بوده تا ولتاژ و فرکانس ثابت و قابل اطمینان را تامین نماید .

Uninterruptible Power Supply

در کشورهای پیشرفته علیرغم قطع برق شهر ، دستگاه UPS از وسایل ضروری کامپیوترها محسوب می شود .

به عنوان مثال در صورت وجود کوچکترین اغتشاش در برق شهر بخش کنترل کامپیوتر، با تولید یک پالس موجب خاموش و روشن شدن مجدد (Restart) کامپیوتر می گردد .

لذا با این عمل اطلاعاتی که در حافظه RAM سیستم وجود دارد، از بین رفته و زیان های جبران ناپذیری به کاربر وارد شده و حاصل کار کاربر در چند لحظه از بین می رود .

در مورد سایر سیستم های حساس نظیر دستگاه های مخابراتی و شبکه های اطلاعاتی نیز با قطع یا تغییر مشخصات منبع تغذیه ، هماهنگی بخش های مختلف دستگاه بهم خورده و بر اثر قطع و وصل های متوالی ، علاوه برصدماتی که به قطعات دستگاه وارد می شود ،

عملکرد کل سیستم با اختلال مواجه می گردد.

تجهیزات برق اضطراری

همچنین برای سیستم های آزمایشگاهی ،بیمارستانی،مطب ها،و کلینیک ها که دارای تجهیزات بسیار حساس می باشند با قطع و وصل شدن برق امکان اسیب شدید به دستگاه های حساسشان می باشد.

با توجه به مطالب فوق ، نیاز به وجود دستگاهی که بتواند از دستگاه های مصرف کننده حفاظت کرده و همچنین جایگزین مناسبی برای برق شهر ،

در مواقع اضطراری گردیده و با حذف اختلالات شبکه تغذیه مدارات حساس را بر عهده گیرد ، نمایان می شود.

این دستگاه یو پی اس نام دارد و همچنین در زمان قطعی برق از باطری ها جهت تأمین خروجی استفاده می کنند.

 

برق اضطراری

با توجه به اینکه روش های نسبتاً کم هزینه بسیاری را جهت تامین سطوحی ازحفاظت درمقابل مشکلات برق شهری برای تجهیزات می توانید به کار گیرید،

هیچ یک از آنها نمی توانند به خوبی یک دستگاه تامین برق بدون وقفه (یو پی اس) سیستم شما را در قبال مشکلات برق شهر حفاظت کنند.

زمانی یوپی اس ها به عنوان یک سیستم گران ارزیابی می شدند.

اما امروزه با توجه به گران قیمت بودن تجهیزات از نظر سخت افزاری و یا اطلاعات و داده ها ، هزینه تهیه و تامین یک دستگاه یوپی اس کاملا ارزان و مقرون به صرفه می باشد .

قبل ازوارد شدن به جزئیات کارکرداین سیستم، بد نیست که نگاه سریعی به ساختار آن بیندازیم.

هدف اصلی یک دستگاه یوپی اس تهیه یک منبع بدون وقفه انرژی برای تجهیزی است که از آن محافطت می کند.

دستگاه یوپی اس چگونه کار می کند؟

دوشاخه یک وسیله الکترونیکی که به برق شهر (یا به کاهش دهنده تغییرات ولتاژی که به برق شهر متصل است) وصل می شود فقط از یک منبع نیرو استفاده می کند.

اگر برق شهر قطع شود، آن وسیله در اثر انقطاع الکتریسیته به سرعت خاموش می شود.

یک یو پی اس این معادله را با فراهم نمودن دو منبع قدرت برای وسیله خود به هم می زند.
Ups ها به گونه ای طراحی شده اند که همواره دو منبع انرژی وجود داشته باشد.

یکی منبع انرژی اولیه (برق شهر) و دیگری منبعی که در صورت قطع منبع اول وارد مدار می شود و به آن منبع ثانویه (باتری) گفته می شود.

بسته به نوع یو پی اس گاهی اوقات سوییچی برای کنترل اینکه کدامیک از منابع نیرو درهرلحظه مورد استفاده قرار می گیرند تعبیه شده است.

این سوییچ به محض اینکه متوجه شود که منبع اولیه قطع شده است.

ازحالت اولیه به حالت ثانویه تغییرمیکند و زمانیکه منبع اولیه مجدداً وصل شد، از حالت ثانویه به حالت اولیه بازمی گردد.
البته برق شهر، متناوب است و تجهیزات شما ازبرق متناوب استفاده می کند اگرچه تمامی باتریها برق مستقیم تولید می کنند.

بنابراین قسمتی از یوپی اس به نام شارژر عمل تبدیل انرژی متناوب به مستقیم جهت شارژ باتری ها را بر عهده دارد .

inverter

همچنین بخشی دیگر بنام inverter نیز برای تبدیل انرژی مستقیم ذخیره شده در باتری به برق متناوب جهت راه اندازی دستگاه شما در تمامی یو پی اس ها تعبیه شده است.

از این رو می توان از باتری ، شارژر و اینورتر به عنوان اصلی ترین بخش های یک دستگاه یو پی اس اشاره نمود .

در برخی ازانواع ups ها یک مبدل بزرگ برق متناوب به مستقیم وجود دارد.

و inverter همواره نیروی لازم برای راه اندازی وسیله را تامین می کند.

و خود inverter انرژی لازم را از منبع اولیه و از طریق مبدل برق متناوب به مستقیم یا از باتری تامین می کند.

Ups ها در انواع گوناگون و اندازه های متفاوت وجود دارند.

واحد اندازه گیری یوپی اس ، توان یا VA (حاصلضرب ولتاژ در جریان خروجی ) می باشد .

هر چه اینورتر یک دستگاه یوپی اس قویتر باشد توان و قدرت یو پی اس بیشتر خواهد بود به عبارتی می توان تعداد و توان تجهیزات بیشتری را پشتیبانی نمود.

از طرفی هرچه باتری های به کاررفته در یوپی اس از ظرفیت بالاتری برخوردار باشند زمان برق دهی در هنگام قطعی برق شهر بالاتر خواهد بود .

یوپی اس های مختلف دارای ویژگی های گوناگونی مانند آلارم های هشدار به هنگام بروز خطا یا اضافه بار ، نرم افزار کنترل کامپیوتر به منظور ذخیره کردن اطلاعات و خاموش کردن کامپیوتر و امکانات دیگر می باشند.

مشکلات موجود در برق شهر:

قطع برق شهر (Black Out):

در صورت بروز چنین مشکلی یوپی اس با استفاده از باتری تا زمانی که انرژی ذخیره شده در آن اجازه می دهد، توان مصرفی تجهیزات را فراهم آورد.

کاهش ناگهانی ولتاژ (Power Sag): 

این پدیده معمولا بر اثر راه اندازی بارهای الکترو موتور در شبکه برق به وجود آمده و باعث خطای عملکرد، Crash کردن، Reset شدن سیستم های کامپیوتری و یا قفل کردن صفحه کلید می شود،

در صورت بروز چنین پدیده ای در شبکه برق، یوپی اس به صورت لحظه ای عمل کرده و توان مصرفی تجهیزات را از باتری تامین می کند و پس از رفع اشکال در برق شهر ، به وضعیت عادی برمی گردد.

افت طولانی ولتاژ (Brown Out): 

در صورت بروز چنین مشکلی، عملکرد یوپی اس مشابه حالت قطع برق می باشد.

در ضمن می توان برای رفع این نقصان از استابیلایزر (تثبیت کننده ولتاژ) استفاده نمود که کاهش ولتاژ را جبران نماید و مصرف کننده هایی که حتی به یوپی اس متصل نیستند را تحت پوشش قرار می دهد.

افزایش شدید و ناگهانی ولتاژ (Spike & Surge):

 این پدیده در اثر رعد و برق و عمل سوئیچینگ در شبکه برق به وجود می آید و در اثر آن ممکن است که ولتاژ به صورت ناگهانی تا چندین برابر ولتاژ نامی شبکه بالا رود.

معمولا در یوپی اس ها، مدارهای حفاظتی قرار داده می شود که انرژی موجود ناشی از این افزایش ولتاژ را حذف کرده تا از اعمال آن به تجهیزات جلوگیری شود.

افزایش طولانی ولتاژ (Over Voltage):

اگر این افزایش ولتاژ مدت زیادی ادامه داشته باشد ممکن است به بعضی از قطعات حساس سیستم های سخت افزاری آسیب وارد نماید.

در این وضعیت یوپی اس تامین کننده برق مصرف کننده ها خواهد بود و از اتصال برق شهر به مصرف کننده ها جلوگیری به عمل می آورد، در ضمن استفاده از استابیلایزر معمول ترین روش برای رفع این معضل است.

نویز (Noise): 

معمولا در شبکه برق مصرف کننده هایی نظیر اجاق ها مایکروویو وجود دارند که باعث ایجاد نویز و تداخل الکترومغناطیسی در خطوط برق شهر می شود.

برای پیشگیری از این مشکل در یوپی اس ها بخشی به نام فیلتر در نظر گرفته می شود تا اثرات ناشی از نویز و تداخل آن تا حد زیادی کاهش دهد.

انواع یوپی اس

یوپی‌اس‌های آفلاین

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 می‌کند.

یوپی‌اس‌های آماده به کار، تنها ویژگی‌های پایه‌ای را ارائه می‌دهد؛ مثل حفاظت کردن از مصرف‌کننده در برابر ولتاژهای بسیار زیاد ناخواستهٔ ورودی و شارژ باتری‌ها.

یوپی‌اس‌های آماده به کار با تغییر جهت عبور جریان در خطِ 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 به‌طور مستقیم توسط برق ورودی پشتیبانی می‌شود و مدارات قدرت تنها با استناد به ابزار قدرت تغذیه می‌شوند.

بیشترین یوپی‌اس‌های زیر ۲ کیلوولت آمپر از انواع offline هستند که معمولاً ارزان قیمت ترند.

این نوع از یوپی‌اس‌ها تنها به هنگام قطع برق و به عنوان منابع جایگزین فعال می‌شوند .

یوپی اس لاین اینتراکتیو

یوپی‌اس‌های لاین‌اینتراکتیو در شرایط عادی می‌توانند ولتاژ خروجی را به وسیلهٔ یک ترانسفورماتور با تپ های متغیر تثبیت کنند.

در شرایط طبیعی، تأمین 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، اضافه بار یا افزایش بیش از حد دمای یوپی‌اس به حالت بای‌پس^∗ خواهد رفت.

 

یوپی اس آنلاین

این مدل یو پی اس علاوه بر زمان قطع برق در صورت نوسان برق هم انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف‌کننده را از راه باتری‌ها تأمین خواهد کرد.

بازده این یوپی اس‌ها نسبت به سایر انواع یو پی اس کمتر و مصرف داخلی آن‌ها بسته به انواع ان بین پنج تا ده برابر سایر مدلهاست.

 

باتری ها در سیستم یو پی اس

باتری ها انواع مختلفی دارند و به شکل های متفاوتی در بازار موجود می باشند.

و همچنین برای مصارف مختلفی از آن استفاده میشود و یکی از کاربردهای باتری در تجهیزاتی مانند UPS  است .

باتری متصل به UPS  عملکردش به اینگونه است که :

ابتدا باتری ها از طریق شارژر دستگاه UPS متناسب با ظرفیت باتری که  عموما برحسب آمپر مشخص می شود شارژ می شود.

و در ادامه هنگام قطعی برق، عملکرد باتری مشخص می شود.

یعنی جریان ذخیره شده در باتری از طریق UPS بر اساس فاکتورهایی به دستگاه مورد نظر به صورت خودکار ارسال می شود.

انواع باتری قابل استفاده در UPS ها باتری های نیکل کادمیم و  اسیدی سربی   هستند.

بهترین و مناسب ترین باتری برای  UPS ها نوع سربی اسیدی است که دارای دو نوع تر  یا درپوش باز   و خشک یا درپوش بسته  می باشد.

باتری خشک یا درپوش بسته به علت این که نیاز کمی به سرویس و نگهداری دارد و نسبت به نوع دیگر دارای طول عمر بیشتری است،

مورد استقبال بیشتری قرار گرفته است.

لازم به ذکر است یو پی اس ها انواع مختلفی دارند که در مقاله تکنولوژی های مختلف یو پی اس به طور کامل به آنها پرداخته خواهد شد.

واحد فروش شرکت راژمان الکترونیک آماده ارائه مشاوره در حوزه تجهیزات برق اضطراری می باشد .

۰۲۱۲۶۴۱۴۵۲۹ www.rajeman.com

دانلود مقاله آموزش یو پی اس به صورت خلاصه