یو پی اس ها و نحوه استفاده از آن‌ها

9 نوامبر 2018

یو پی اس (UPS)  یک منبع تغذیه بدون وقفه است که به عنوان یک واسط میان منبع برق ورودی و بار وصل می‌شود. وظیفه این دستگاه جلوگیری از اختلافات برق ورودی یا همان برق شهر و قطع کامل آن است. در این مطلب به معرفی و نحوه استفاده از یو پی اس ها می پردازیم.

یو پی اس ها و نحوه استفاده از آن‌ها

 

یو پی اس ها و نحوه استفاده از آن‌ها

انواع یو پی اس ها

انواع مختلفی از یو پی اس ها وجود دارد که هر کدام خصوصیات منحصر به فردی دارند. اما در بین تمامی انواع یو پی اس ها، یکسری ویژگی‌ها مشترک است. همه یو پی اس ها دارای باتری هستند. این باتری در واقع زمانی که برق شهری قطع می‌شود، وارد عمل می‌شود. ذخیره‌سازی انرژی در این باتری زمانی انجام می‌شود که برق شهری وصل است.

وقتی برق ورودی قطع می‌شود، باتری انرژی ذخیره شده در خود را به جریان متناوب یا همان برق AC تبدیل می‌کند. پس در تمامی سیستم‌های یو پی اس، یک باتری و مدار اینورتر وجود دارد. از طرفی تمامی این سیستم‌ها دارای سیستم Bypass هستند که همراه با یک سوئیچ در خروجی، امکان ارتباط با بار را جهت تغذیه مستقیم از برق شهر، فراهم می‌کنند. در برخی موارد برای تکمیل مدار سوئیچ خروجی و ایجاد ارتباط با برق شهری، سوئیچ‌های استاتیک نیز در مدار بکار می‌رود. البته در یو پی اس هایی که توان پایین‌تری دارند، از رله استفاده می‌شود.

یو پی اس ها را می‌توان از لحاظ ساختاری به 3 بخش تقسیم‌بندی کنیم.

این سه دسته عبارتنداز:

یو پی اس های آفلاین:

در یو پی اس های آفلاین، بارهای حساس، انرژی را از مسیر Bypass دریافت می‌کنند. در صورتیکه تغذیه مسیر Bypass قطع شود و یا ولتاژ آن خارج از محدوده مورد قبول و مجاز قرار گیرد، مسیر اینورتر جایگزین می‌شود. در این نوع یو پی اس ها، اگر برق قطع نشود، شارژ باتری به صورت متناوب و بی‌وقفه انجام خواهد شد زیرا باتری‌ها باید برای مواقع قطعی برق آماده باشند. در برخی از این نوع یو پی اس ها، به منظور بالا رفتن راندمان کلی دستگاه، اینورتر خاموش است اما از آنجایی که در صورت قطع برق این دستگاه باید به سرعت وارد عمل شود، در بسیاری از انواع یو پی اس ها، اینورتر به‌طور مداوم و همواره فعال است.

یو پی اس های آنلاین:

یو پی اس های آنلاین نیز مانند یو پی اس های آفلاین دارای باتری هستند با این تفاوت که در این نوع یو پی اس ها، شارژ باتری با بخش ” یکسو کننده/ شارژر” تعویض شده است. بخش یکسو کننده /شارژر معمولاً از دو بخش جداگانه یا از بلوک قدرت کامل تشکیل شده است. وقتی برق ورودی یا همان برق شهری قطع می‌شود، این بلوک باتری را شارژ می‌کند و از طرفی انرژی اینورتر را نیز از طریق یک ولتاژ ثابت DC تأمین می‌کند. اگر برق شهری قطع شود، انرژی DC اینورتر از طریق باتری تأمین می‌شود. یو پی اس های آنلاین که در بسیاری از موارد به نام Double Conversion شناخته می‌شوند،  از آنجایی که همواره با یک ولتاژ تنظیم شده تغذیه می‌شوند، همواره بالاترین میزان امنیت را به کاربران ارائه می‌دهند.

یو پی اس های لاین اینتراکتیو:

یو پی اس های لاین اینتراکتیو، چون دارای سیستم تنظیم ولتاژ در مسیر Bypass هستند، نسبت به یو پی اس های سر آفلاین، از عملکرد بهتری برخوردارند. در اکثر این نوع یو پی اس ها، ترانس Buck/Boost و ترانس Ferrorvesonat وجود دارد. این یو پی اس ها هم مانند نوع آفلاین، بار خود را از طریق Bypass تأمین می‌کنند. و وقتی برق شهر قطع می‌شود این بار را به اینورتر منتقل می‌کنند. در مقایسه‌ با باتری‌ها ، شارژر و مدار اینورتر،نیز با سیستم Off-Line شبیه است اما به خاطر اضـافه شدن مدار تنظیم ولتاژ در مسیر Bypass بار کمتری به اینورتر منتقل می‌شود . بنابراین چنین سیستمی تأثیر بیشتری در کاهش هزینه‌ها داشته و عمر مفید باتری در مقایسه با Off-Line بیشتر می‌شود.

انواع باتری های قابل استفاده در یو پی اس ها:

انواع باتری‌های قابل استفاده از یو پی اس ها عبارتند از باتری‌های سرب اسید، نیکل کادمیوم، لیتیوم و سیلور آلکالین. که در میان آن‌ها، مناسب‌ترین نوع باتری برای یو پی اس ها، باتری‌های از نوع سرب اسید یا Lead- Acid هستند. معمولاً طول عمر باتری‌های متفاوت است. مثلاً باتری‌های نیکل کادمیوم دارای طول عمر زیادی هستند و اگر سرویس و نگهداری آن‌ها با دقت انجام شود، باتری‌های مناسبی برای یو پی اس ها هستند. اما از آنجایی که قیمت آن‌ها زیاد است، از این باتری‌ها کمتر استفاده می‌شود.

امروزه بسیاری از کشورها، اقدام به تولید یو پی اس می‌کنند. البته در ایران نیز تعداد معدودی از شرکت ها هستند که خود اقدام به تولید یو پی اس می‌کنند. معمولاً یو پی اس های ایتالیایی و فرانسوی از بهترین نوع یو پی اس های شناخته شده در بازار هستند.

نصب یو پی اس:

قبل از نصب یو پی اس باید یکسری نکات ایمنی را رعایت کرد. این نکات ایمنی عبارتند از:

  • توجه به نحوه حمل و سالم رساندن یو پی اس به مکانی که باید در آن نصب شود.
  • وجود فضای کافی برای نصب یو پی اس و همچنین توان تحمل وزن یو پی اس.
  • انتخاب مکان مناسب برای نصب که در طول عمر باتری و یو پی اس تأثیر مستقیمی دارد.
  • در نظر گرفتن شرایط محیطی مثل میزان حرارت، رطوبت و نویز محیطی
  • توجه به نوع اتصالات، مقطع کابل‌های ورودی و خروجی و فیوزهای حفاظتی و غیره.
  • اتصال بار به یو پی اس
  • اتصال زمین به منظور از بین بردن نویزها و حفاظت از دستگاه‌های برقی و یو پی اس
  • بررسی عملیات نصب و راه اندازی بدون خطا

در هنگام نصب یو پی اس باید توجه داشت که مکانی که انتخاب شده است اولاً  فضای کافی برای نصب یو پی اس را دارد یا خیر. از طرفی سطحی که قرار است یو پی اس روی آن نصب شودقادر به تحمل وزن یو پی اس هست یا نه. همچنین نصب یو پی اس نباید برای افراد و کارکنان آن محل مزاحمت ایجاد نماید. در مقایسه‌ی باتری‌ها ، شارژر و مدار اینورتر،نیز با سیستم Off-Line شبیه است اما به خاطر اضـافه شدن مدار تنظیم ولتاژ در مسیر Bypass بار کمتری به اینورتر منتقل می‌شود . بنابراین چنین سیستمی تأثیر بیشتری در کاهش هزینه‌ها داشته و عمر مفید باتری در مقایسه با Off-Line بیشتر می‌شود. تجهیزات ایمنی به منظور دسترسی آسان به یو پی اس می‌بایست فراهم باشد. نکته مهم این است که نصب یو پی اس به هیچ عنوان نباید بر جریان هوا و شرایط محیطی تجهیزت تأثیری بگذارد.

برق ورودی دستگاه یو پی اس دارای مشخصات خاصی است. مثلاً برای نصب یو پی اس باید از فازهایی استفاده شود که بارهایی با جریان لحظه‌ای بالا روی آن نباشد. حتماً باید از فیوز جداگانه در تابلو برق شهری برای یو پی اس استفاده شود. فیوز ورودی یو پی اس با توجه به حداکثر جریان ورود بادی در حدود ½ انتخاب شود. همچنین فرکانس و ولتاژ برق ورودی نباید خارج از حد مجاز باشد.

 

 

دستگاه‌هایی مثل لامپ‌های فلورسنت یا گازی، موتورها، کمپرسورها، دستگاه‌های تهویه مطبوع و پرینترهای لیزری نباید به یو پی اس ها متصل شوند. چون هریک از این دستگاه‌ها در حین کار کردن عادی و یا در لحظه روشن شدن ، جریان زیادی از منبع تغذیه خود می‌کشند جریان زیاد یو پی اس را به حالت اضافه بار می‌برد ، در نتیجه ولتاژ خروجی یو پی اس قطعاً کاهش خواهد یافت و این امر سبب آسیب دیدن سایر قطعات و تجهیزات حساس می‌گردد مثلاً جریان راه‌اندازی موتورها معمولاً بین ۴ تا ۱۰ برابر مقدار نامی آن است.

یو پی اس ها باید به صورت دوره‌ای مواردی را مرتباً بررسی و کنترل شوند. عواملی مثل ولتاژ و فرکانس ورودی و خروجی. همچنین توان مصرفی یو پی اس، دمای محیط و دمای داخلی آن در کنار موارد مثل مسیرهای تهویه، فن‌های داخلی، جریان شارژ باتری‌ها مواردی هستند که باید به صورت مرتب و مداوم بررسی شوند.

 

به منظور بهینه‌سازی و بالاتر رفتن عملکرد یو پی اس ها و سیستم‌های وابسته به آن‌ها و همچنین باتری‌های استفاده شده در آن‌ها، سرویس و نگهداری و به خصوص در برخی موارد تعویض قطعات برای یو پی اس ها از جمله موارد ضروری است. برای اطمینان از این که دستگاه در طول عمر مفید خود در بهترین شرایط کاری نگهداری شود نیاز به سرویس و نگهداری به صورت برنامه ریزی شده دارد و همچنین تعویض قطعات در پایان عمر مفید آن‌ها که این باعث افزایش طول عمر سیستم می‌گردد.

یو پی اس های جدید مجهز به امکاناتی برای اعلام وضعیت و طرز کار خود به مراکز کنترل سیستم و دستگاه‌های حساس می‌باشند . در ساده‌ترین حالت این گونه اطلاعات به وسیله کنتاکت‌های بدون پتانسیل منتقل می‌شوند در مراحل پیشرفته‌تر تبادل اطلاعات از طریق پورت سریال RS – ۲۳۲ و USB انجام می‌شود با استفاده از کارت SNMP و ارتباط سریال آن اطلاعات بیشتری با سرعت بالاتر به شبکه کامپیوتری ارسال می‌گردد و بدین روش اطلاعات بررسی شده در صورت نیاز سیستم؛اطلاعات از طریق شبکه ارسال می‌شود .

 

در اروپا استاندارد خاص و معینی برای پروتکل RS-232 وجود ندارد. از این رو هر کدام از سازندگان یو پی اس ها از پروتکل منحصر به فرد خود برای تولید یو پی اس استفاده می‌کنند. از این رو خریداران یو پی اس ها باید نرم‌افزارهای مناسب جهت ارتباط با یو پی اس از طریق RS-232 را در اختیار داشته باشند. نرم‌افزارهای کنترلی که با سیستم عامل‌های کامپیوتری امروزی سازگار هستند معمولاً دارای امکاناتی مثل نمایش گرافیکی وضعیت یو پی اس ، ولتاژ ، جریان ، درصد بار ، ولتاژ باتری و فـرکانس مـربوط به آن، قابلیت برنامه‌ریزی در برابر وضعیت‌های به خصوص بروز خطا در سیستم؛ و اعـلام این هشدارها به کاربران و یک جدول زمان‌بندی برای آزمایش سیستم با انجام برخی وظایف دستگاه و ثبت همه اطلاعات، هستند.

لازم به ذکر این نکته است که برخی از یو پی اس ها دارای قابلیت تنظیم ولتاژ خروجی، ولتاژ باتری و ولتاژ مسیر Bypass هستند که از طریق نرم‌افزار و همچنین پنل جلویی یو پی اس امکان‌پذیر است.

 

مطالب مرتبط

دیدگاه کاربران

نام (الزامی):
ایمیل:
ایمیل شما نمایش داده نخواهد شد
وب سایت:
نظر شما: