UPS: یک متخصص همه کاره در امنیت قدرت

1 یو پی اس چیست؟

یو پی اس که به عنوان منبع تغذیه اضطراری نیز شناخته می شود، یک منبع تغذیه بدون وقفه با ولتاژ ثابت و فرکانس ثابت است که شامل دستگاه های ذخیره انرژی و یک اینورتر به عنوان جزء اصلی است. این به طور عمده منبع تغذیه بدون وقفه را برای یک کامپیوتر، سیستم شبکه کامپیوتری یا سایر تجهیزات الکترونیکی قدرت فراهم می کند.

منبع تغذیه اضطراری UPS یک دستگاه منبع تغذیه اضطراری است که می تواند به تامین برق بار ادامه دهد و در صورت قطع یا قطع برق منبع تغذیه اصلی از کیفیت منبع تغذیه اطمینان حاصل کند تا عملکرد بار تحت تأثیر قرار نگیرد. این توابع اصلی سوئیچینگ بدون وقفه بین منابع برق دوگانه، تبدیل فرکانس، تبدیل ولتاژ، تداخل جداسازی و پشتیبان گیری است و به طور گسترده در زمینه هایی مانند تجهیزات اطلاعات بزرگ، منبع تغذیه پشتیبان صنعتی، مراکز خرید، سیستم های بانکی، راه آهن استفاده می شود. سیستم ها و تجهیزات پزشکی

یو پی اس یک فرآیند توسعه از یو پی اس پویا (نوع چرخشی) تا یو پی اس استاتیک (نوع ثابت) را طی کرده است. یو پی اس پویا اولیه از ذخیره انرژی چرخ طیار استفاده می کرد و از انرژی مکانیکی و موتور برای رسیدن به تبدیل انرژی استفاده می کرد. با توسعه الکترونیک قدرت و فناوری مواد نیمه هادی، یو پی اس استاتیک با تریستور به عنوان هسته به تدریج جایگزین یو پی اس پویا می شود. پس از آن، دستگاه‌های UPS استاتیک با استفاده از ترانزیستورهای غول پیکر قدرت، ترانزیستورهای اثر میدان قدرت و ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق‌شده به عنوان دستگاه‌های سوئیچینگ توسعه یافتند. توسعه فناوری الکترونیکی و کنترل دیجیتال همچنین تبدیل مدارهای کنترل UPS از مدارهای آنالوگ به مدارهای دیجیتال را ارتقا داد و عملکرد آنها را به شدت بهبود بخشید.

یو پی اس عمدتا از یکسو کننده ها، بسته های باتری، اینورترها و سوئیچ های انتقال استاتیک تشکیل شده است. هنگامی که برق اصلی عادی است، UPS برق اصلی را تثبیت می کند و آن را به بار می رساند، در حالی که بسته باتری داخلی را شارژ می کند. هنگامی که برق اصلی قطع می شود، UPS انرژی الکتریکی بسته باتری را از طریق یک اینورتر به برق AC تبدیل می کند و به تامین برق برای بار ادامه می دهد و در نتیجه به منبع تغذیه بدون وقفه می رسد.

با توجه به استانداردها و ویژگی های مختلف، یو پی اس ها را می توان بر اساس شکل موج خروجی، ظرفیت توان، حالت ورودی-خروجی، اصل کار، ساختار و سناریوهای کاربردی طبقه بندی کرد. روش های رایج طبقه بندی شامل یو پی اس پویا و یو پی اس استاتیک بر اساس اصول کار آنها می باشد. یو پی اس استاتیک شامل پشتیبان گیری، تعاملی، آنلاین و غیره است. با توجه به سیستم منبع تغذیه، به تک ورودی و تک خروجی، سه ورودی و تک خروجی، سه ورودی و سه خروجی و غیره تقسیم می شود. با توجه به توان خروجی به میکرو، کوچک، متوسط، بزرگ و غیره تقسیم می شود.

2 انواع یو پی اس

یو پی اس تعاملی آنلاین

یو پی اس تعاملی آنلاین، راندمان بالای UPS پشتیبان را با مزایای منبع تغذیه با کیفیت بالا UPS آنلاین ترکیب می کند. هنگامی که برق اصلی عادی است، بدون گذراندن یک فرآیند پیچیده تبدیل نیرو، مستقیماً برق را از برق اصلی به بار می رساند، بنابراین راندمان کار بسیار بالا است و به بیش از 98٪ می رسد. در عین حال، یک عملکرد تثبیت ولتاژ خودکار نیز دارد که می تواند تقریباً ولتاژ را تثبیت کند و تداخل شبکه برق را جذب کند. روش تثبیت ولتاژ آن تقریباً مشابه نوع پشتیبان است و بیشتر از رله برای تغییر روش شیر ترانسفورماتور استفاده می کند. هنگامی که ولتاژ ورودی بالا است، ترانسفورماتور پایین می آید، و زمانی که ولتاژ ورودی پایین است، ترانسفورماتور با دقت تثبیت ولتاژ خروجی 5% -10% بالا می رود.

اینورتر در این نوع یو پی اس دارای عملکرد تبدیل دو طرفه است و هنگامی که با برق تغذیه می شود، به عنوان یکسوساز AC/DC برای شارژ باتری عمل می کند. هنگامی که برق قطع می شود، به یک اینورتر DC/AC تبدیل می شود که توسط باتری ها تغذیه می شود و یو پی اس به تامین برق برای بار ادامه می دهد. شکل موج ولتاژ خروجی نیز می تواند یک موج شبه سینوسی باشد، اما به دلیل توان خروجی بالا، ممکن است دستگاه هایی وجود داشته باشند که نیاز به ولتاژ ورودی به صورت موج سینوسی در بار داشته باشند، بنابراین ولتاژ خروجی اینورتر UPS اینتراکتیو خط عمدتاً یک موج سینوسی همچنین مجهز به فیلترهای فرکانس بالا ورودی و خروجی است که می تواند در برابر تداخل فرکانس بالا (حالت دیفرانسیل و معمول) از ولتاژ شبکه مقاومت کند.

یو پی اس تعاملی لاین برای تجهیزات اداری و شبکه خانگی با اندازه کوچک و متوسط ​​مناسب است. برای این سناریوها، نه تنها الزامات حفاظت از توان خاصی را برآورده می کند، بلکه مزایایی مانند هزینه کم، مدار ساده و قابلیت اطمینان بالا را نیز دارد. همچنین مبدل دارای عملکرد شارژ است و ظرفیت شارژ آن قوی تر از نوع پشتیبان است. اگرچه خروجی UPS هنوز زمان تبدیل دارد، اما از نوع پشتیبان کوتاه‌تر است، معمولاً 4-6 میلی‌ثانیه. اگر یک سلف به صورت سری بین سوئیچ ورودی و تنظیم کننده ولتاژ اتوماتیک وصل شود، اینورتر می تواند بلافاصله پس از قطع برق شبکه، برق را به بار تامین کند، که می تواند زمان تبدیل تعاملی خط را به صفر کاهش دهد و توانایی ضد تداخل را افزایش دهد. .

یو پی اس با تبدیل دوگانه

یو پی اس با تبدیل دوگانه پایداری و تداوم ولتاژ خروجی را از طریق دو تبدیل توان تضمین می کند و به طور گسترده در سناریوهای کاربردی کلیدی مانند مراکز داده، امکانات پزشکی و موسسات مالی استفاده می شود.

ساختار مدار یو پی اس های تبدیل دوگانه شامل یکسو کننده/شارژر، اینورتر، شارژر باتری (اختیاری)، سوئیچ باتری و غیره است. یکسو کننده/شارژر برق ورودی AC را به برق DC تبدیل می کند، آن را به اینورتر می رساند و باتری را در محل شارژ می کند. همان زمان هنگامی که برق اصلی قطع می شود، اینورتر برق DC باتری را به برق AC تبدیل می کند و آن را به بار می رساند.

ساختار مدار یک یو پی اس با تبدیل دوگانه بدون بای پس از یکسو کننده/شارژر، اینورتر، شارژر باتری (اختیاری)، سوئیچ باتری و غیره تشکیل شده است. باتری با بار تغییر نمی کند، که برای افزایش عمر باتری مفید است. کلید باتری برای اتصال یا جدا کردن باتری از یکسو کننده یا اینورتر استفاده می شود و می تواند از تریستورها، دیودها یا کلیدهای مکانیکی استفاده کند.

یو پی اس تبدیل دوگانه با بای پس، یک ماژول سوئیچ UPS را برای UPS اضافه می کند تا از حالت عادی به حالت ذخیره انرژی یا بالعکس تبدیل شود.

اصل کار یک یو پی اس با تبدیل دوگانه این است که برق ورودی AC اصلی ابتدا توسط یک یکسو کننده به برق DC تبدیل می شود و سپس توسط یک اینورتر به برق AC تبدیل می شود. در همان زمان، یکسو کننده/شارژر یا شارژر مستقل باتری باتری را شارژ می کند. در شرایط عادی، بار توسط ترکیبی از یکسو کننده/اینورتر تغذیه می شود. هنگامی که نشانگرهای منبع تغذیه AC ورودی شبکه از حد ظرفیت از پیش تعیین شده تجاوز کند، UPS به حالت ذخیره انرژی تغییر می کند، یعنی ترکیب باتری/اینورتر برق را به بار تامین می کند و فاصله زمانی منبع تغذیه ذخیره انرژی است. زمان باتری یا تا زمانی که منبع تغذیه ورودی اصلی به حد ظرفیت طراحی UPS برگردد و سپس به حالت عادی سوئیچ شود. هنگامی که یکسو کننده/اینورتر از کار بیفتد، یا زمانی که UPS بارگذاری آنی یا مداوم را تجربه می کند، UPS به حالت عملیات بای پس می رود، جایی که بار به طور موقت توسط منبع تغذیه بای پس (ورودی AC 3) تغذیه می شود. برای اطمینان از تبدیل بی وقفه، خروجی اینورتر و ورودی AC 3 باید همگام شوند. ضمناً در صورت متفاوت بودن ولتاژ ورودی و خروجی، باید یک ترانسفورماتور در مدار بای پس (ورودی AC 3) نصب شود.

بار یو پی اس تبدیل دوگانه همیشه به طور مداوم توسط اینورتر تغذیه می شود، چه اینورتر توسط یکسوساز یا باتری تغذیه شود. ولتاژ و فرکانس خروجی یو پی اس به ولتاژ ورودی و فرکانس برق شبکه بستگی ندارد. شکل موج خروجی یک موج سینوسی در دو حالت عادی و ذخیره انرژی است. به دلیل جداسازی بار از منبع تغذیه اصلی توسط یکسو کننده‌ها و اینورترها، تداخل‌های مختلف از منبع تغذیه اصلی سرکوب می‌شود که می‌تواند در برابر نویز/میزان، نویز خط، ولتاژ پایین، اضافه ولتاژ، رعد و برق، تغییرات فرکانس، اعوجاج ولتاژ محافظت کند. هارمونیک های ولتاژ، قطع برق و سایر اختلالات ناشی از منبع تغذیه اصلی. محدوده ولتاژ مجاز برای منبع تغذیه ورودی یک یو پی اس با تبدیل دوگانه گسترده است و دقت ثابت و گذرا ولتاژ خروجی بالا است. هنگامی که برق ورودی AC از کار بیفتد، می تواند فوراً از حالت عادی به حالت ذخیره انرژی بدون وقفه در توان خروجی در طول فرآیند تبدیل سوئیچ کند یا به عبارت دیگر، زمان تبدیل صفر است. با این حال، هنگامی که UPS از کار می افتد، زمان انتقال از حالت عادی به حالت بای پس 1-4 میلی ثانیه است.

یو پی اس آنلاین

یو پی اس آنلاین برق AC ورودی را به برق DC تبدیل می کند و در صورت نیاز به برق AC برمی گردد، با بالاترین سطح از قابلیت حفاظت از توان، که به طور گسترده در سیستم های قدرت، مراکز داده کامپیوتری و سایر زمینه ها استفاده می شود.

یو پی اس آنلاین همیشه اینورتر خود را در شرایط کار نگه می دارد. ابتدا برق AC خارجی را از طریق مدار به برق DC تبدیل می کند و سپس برق DC را از طریق یک اینورتر با کیفیت بالا به برق AC موج سینوسی با کیفیت بالا برای خروجی به کامپیوتر تبدیل می کند. در شرایط منبع تغذیه، عملکرد اصلی تثبیت ولتاژ و جلوگیری از تداخل امواج رادیویی است. در هنگام قطع برق، از یک منبع تغذیه DC پشتیبان (پک باتری) برای تامین برق اینورتر استفاده کنید. با توجه به کار مداوم اینورتر، مشکلی در زمان سوئیچ وجود ندارد و آن را برای شرایط با الزامات سخت برای منبع تغذیه مناسب می کند.

یو پی اس های آنلاین به دو نوع تقسیم می شوند: تبدیل رایگان بای پس و تبدیل دوگانه. ساختار مداریو پی اس با تبدیل دوگانه بدون بای پس نسبتا ساده است، متشکل از یکسوساز، اینورتر، باتری و غیره. بهبود انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان سیستم.

حالت کار یو پی اس آنلاین به شرح زیر است: هنگامی که برق اصلی در حالت عادی است، برق از مدار فیلتر جذب ولتاژ → مدار AC به DC → مدار DC به AC → عبور می کند و سپس خروجی برق متناوب را برای تامین بار تبدیل می کند. شارژ باتری به طور همزمان؛ هنگامی که مدار کنترل ریزپردازنده قطعی برق را تشخیص داد، بلافاصله باتری را تخلیه می کند ← برق DC را به مدار برق AC تبدیل می کند و خروجی برق متناوب را برای تامین بار تبدیل می کند. اگر مدار کنترل ریزپردازنده یک خطای UPS را تشخیص دهد، UPS از یک رله (RELEY) برای رفتن به بای پس (BYPASS)، تغذیه بار از شبکه برق و ارسال یک هشدار صوتی به کاربر استفاده می کند.

یو پی اس آنلاین دارای مزایای بسیاری مانند خروجی موج سینوسی است. چه در حالت برق و چه در حالت باتری، می‌تواند منبع تغذیه موج سینوسی با اعوجاج کم را تولید کند و بهترین تضمین برق را برای دستگاه‌های بار کاربران ارائه دهد. زمان تبدیل صفر، هنگامی که برق اصلی قطع یا بازیابی می شود، هیچ زمان تبدیلی برای UPS وجود ندارد تا بین حالت اصلی و حالت باتری جابجا شود، و به طور موثر اطمینان عملیات بار را تضمین می کند. عملکرد تشخیص سیم ورودی صفر، به منظور جلوگیری از ورودی برق اصلی UPS اتصال معکوس سیم صفر، دارای عملکرد تشخیص اتصال معکوس سیم صفر است. خروجی بای پس انسانی، برق اصلی ورودی عادی، خروجی بدون بای پس پیش‌فرض، باید روشن شود تا خروجی اینورتر معمولی داشته باشیم، اما می‌توان آن را از طریق پیکربندی نرم‌افزار به «برق اصلی دارای خروجی بای‌پس است» تغییر داد. تابع TVSS، همچنین به عنوان عملکرد حفاظت از ولتاژ افزایش سرکوب ولتاژ گذرا شناخته می شود، برای فکس تلفن، مودم، شبکه و سایر عملکردهای حفاظت از تبدیل استفاده می شود. پشتیبان گیری داغ دستگاه دوگانه، زمانی که مهم ترین تجهیزات بارگیری کاربر کاملاً ممنوع است، مدل های با ظرفیت 6KVA یا بیشتر می توانند عملکرد پشتیبان گیری داغ دوگانه را به طور کامل پشتیبانی کنند. کاربران می توانند از دو یو پی اس برای استفاده اولیه و پشتیبان استفاده کنند. وقتی یکی از آنها از کار بیفتد، دیگری مسئول تامین برق است. تصحیح ضریب توان ورودی، با عملکرد تصحیح ضریب توان ورودی. در شرایط بار کامل، ضریب توان ورودی می تواند به 0.95 یا بالاتر برسد، به طوری که محیط شبکه برق کاربر آلوده نخواهد شد. راه اندازی DC. در صورت قطع برق، اگر برای راه‌اندازی کامپیوتر یا سایر تجهیزات بارگیری به یک یو پی اس نیاز باشد، می‌توان از باتری مستقیماً برای راه‌اندازی DC استفاده کرد و استفاده از UPS را راحت‌تر و قابل اعتمادتر می‌کند. حفاظت بای پس و عملکرد منبع تغذیه بای پس قابلیت پاسخ اضطراری UPS را تا حد زیادی افزایش می دهد. در عین حال، هنگامی که تجهیزات بار کاربر دارای الزامات خاصی برای منبع تغذیه هستند، مانند ولتاژ بالا نبودن، حفاظت ولتاژ منبع تغذیه بای پس برای محافظت از تجهیزات بار کاربر در برابر خطرات ولتاژ بالا ارائه می شود. عملکرد شروع خودکار هنگامی که برق اصلی غیرعادی باشد و تا زمانی که قطع شود، برای تغذیه وارد حالت باتری می شود، UPS خاموش می شود. هنگامی که برق اصلی به حالت عادی برگردد، یو پی اس به طور خودکار راه اندازی می شود و بدون نیاز به روشن کردن هر یک از کاربران، برق عادی را تامین می کند. طراحی منبع تغذیه بلندمدت، ارائه گزینه های ماشینی جامع طولانی مدت برای کاربران، مجهز به بسته های باتری مناسب، می تواند کاربران را قادر به تخلیه حدود 8 ساعت برای برآورده کردن نیازهای محیط های مختلف شبکه برق کند. ماشین های بادوام دارای قابلیت شارژ قوی هستند. باتری علاوه بر افزایش زمان تخلیه، قابلیت شارژ مجدد قوی نیز دارد و جریان شارژ اولیه حدود 5-10A; عملکرد خود چک می تواند وضعیت قطع برق را شبیه سازی کند و برای منبع تغذیه وارد حالت باتری شود. این عملکرد را می توان در هر زمان از طریق دکمه self check روی پنل یا همراه با نرم افزار نظارت اجرا کرد. ضد تداخل قوی، طراحی شده مطابق با استانداردهای بین المللی EN50091-2 و استانداردهای سری IEC61000-4، به طور موثر ایمنی و قابلیت اطمینان استفاده از UPS را بهبود می بخشد. می تواند همراه با یک ژنراتور با طیف وسیعی از ولتاژ و فرکانس ورودی استفاده شود که به آن اجازه می دهد در ارتباط با برندهای اصلی ژنراتور برای مدت زمان طولانی تری استفاده شود. در عین حال، به طور موثر توان ضعیف تولید شده توسط ژنراتور را حذف می کند و منبع انرژی خالص، ایمن و پایدار برای بار فراهم می کند. می تواند بارهای القایی را تحمل کند. دانلود نرم افزار. به منظور راحت تر و موثرتر کردن مدیریت یو پی اس برای کاربران، نرم افزار مانیتورینگ را می توان به صورت رایگان در وب سایت دانلود کرد تا به مدیریت هوشمند دست یابد. اسلات مجهز به یک اسلات هوشمند. کاربران می توانند یک کارت AS400 را برای ارائه سیگنال های ارتباطی استاندارد IBM AS400 انتخاب کنند. کاربران می توانند از رابط AS400 برای نمایش از راه دور، از جمله هشدارهای صوتی و نمایشگرهای نور استفاده کنند. از طرف دیگر، می‌توانید یک کارت WinPower CMC (کارت نظارت متمرکز) خریداری کنید و از نرم‌افزار مانیتورینگ برای فعال کردن رایانه برای نظارت همزمان بر وضعیت عملیاتی چندین سیستم UPS آنلاین محلی استفاده کنید.

انواع دیگر یو پی اس

از جمله تاور یو پی اس و یو پی اس مدولار. تاور یو پی اس دارای ساختار سه فاز مستقل، با احتمال کم خرابی قطعات داخلی و زمان نگهداری کوتاه است که آن را برای مراکز داده سطح بالا مناسب می کند. یو پی اس ماژولار از طریق عملکرد موازی به افزونگی ماژول قدرت دست می یابد، که مزایای آن هزینه تک دستگاه کمتر و راندمان کمی بالاتر است، اما نرخ خرابی بالاتری دارد.

ماشین های فرکانس بالا و منابع تغذیه UPS مدولار دارای مزایا و معایب منحصر به فردی هستند. منبع تغذیه UPS دستگاه فرکانس بالا، همچنین به عنوان UPS با فرکانس بالا مدولار شناخته می شود، از طراحی مدولار هوش بالا به سبک کشو استفاده می کند. می‌تواند با افزودن یا حذف ماژول‌های UPS در کابینت، با انعطاف‌پذیری زیاد و دستیابی به بهترین مقرون‌به‌صرفه، نیازهای ورودی توان خروجی و قابلیت اطمینان را برآورده کند. قابلیت اتصال و جداکردن آن آسان است، که نه تنها با افزودن یا حذف ماژول‌ها در داخل کابینت، نیازهای خروجی توان و قابلیت اطمینان را برآورده می‌کند، بلکه امکان تعمیر و نگهداری آنلاین را نیز تا زمانی که افزونگی اجازه می‌دهد، فراهم می‌کند و زمان تعمیر را به صفر می‌رساند. پذیرش فناوری کنترل کامل، که دستاوردهای فناوری پیشرفته در زمینه الکترونیک قدرت و کنترل خودکار را جمع آوری می کند، نقطه عطفی در انقلاب تکنولوژیکی صنعت UPS است. منبع تغذیه یو پی اس فرکانس بالا دارای اندازه کوچک و وزن سبک است. سازگاری قوی با نوسانات ولتاژ شبکه؛ ضریب توان ورودی برق اصلی می‌تواند به 0.99 یا بالاتر برسد، که محتوای هارمونیک جریان ورودی شبکه را به کمتر از 5 درصد کاهش می‌دهد، آلودگی شبکه برق را به حداقل می‌رساند، و نویزهای شنیداری (از جمله برق) را حذف می‌کند. و نویز مکانیکی). اما ماشین های فرکانس بالا باید از IGBT های فرکانس بالا استفاده کنند که می توانند در UPS 20 کیلوهرتز کار کنند. این IGBT ها گران هستند، دارای منبع محدود، مناطق کاری با ولتاژ و جریان شدید، مقاومت در برابر ضربه ضعیف، قابلیت اطمینان پایین و نرخ خرابی بالا هستند.

یو پی اس مدولار سیستمی است که اجزای برق یو پی اس های فرکانس بالا را به ماژول های قدرت مجزا جدا می کند که سپس به صورت موازی خروجی می شوند. علاوه بر این، ماژول سوئیچینگ بای پس و واحد کنترل نیز به واحدهای مدولار تبدیل می شوند، به طوری که کل UPS از ماژول های پشته ای تشکیل شده است. بزرگترین ویژگی یو پی اس ماژولار این است که بخش برق به راحتی می تواند به عملکرد افزونگی دست یابد. تا زمانی که توان اضافی ظرفیت حمل UPS بیشتر از توان یک ماژول باشد، بخش برق UPS می تواند به افزونگی "N+1" دست یابد و در نتیجه قابلیت اطمینان منبع تغذیه UPS را بهبود بخشد. یکی دیگر از مزایای یو پی اس ماژولار در دسترس بودن بالای آن است. هنگامی که یک ماژول از کار می افتد، می توان آن را مستقیماً با زمان تعمیر بسیار کوتاه و تعمیر و نگهداری راحت تعویض کرد. علاوه بر این، یو پی اس ماژولار اغلب مدل «رشد در حین سرمایه گذاری» را ذکر می کند، به این معنی که کاربران می توانند ماژول های برق کمتری را در طول ساخت اولیه خریداری کنند و سپس پس از افزایش تعداد دستگاه های کاربر در طول رشد کسب و کار، ماژول های برق را برای گسترش UPS خریداری کنند. ساختار سیستم یو پی اس های ماژولار بسیار انعطاف پذیر است و مفهوم طراحی ماژول های قدرت این است که می توان آنها را به راحتی در حین کارکرد سیستم بدون تأثیر بر عملکرد و خروجی سیستم جدا کرد و نصب کرد و برنامه ریزی سرمایه گذاری را برای دستیابی به "توسعه بر اساس تقاضا" امکان پذیر می کند. کاربران برای دستیابی به "رشد پویا" با توسعه کسب و کار. این نه تنها توسعه بر اساس تقاضای تجهیزات در مرحله بعدی را برآورده می کند، بلکه هزینه خرید اولیه را نیز کاهش می دهد.