رکتی فایر و ups

رکتیفایر چیست؟

اصطلاح رکتیفایر (rectifier) یا معادل فارسی آن یعنی یکسوساز در واقع یک نوع المان الکتریکی از نوع غیر فعال (Passive) است که
کاربردش در تبدیل کردن جریان های متناوب AC به جریان مستقیم DC می باشد.

اگر هنوز درست با کاربرد رکتیفایر آشنا نشده اید توضیح ساده تر و قابل فهم تری برای شما خواهیم داد.

در واقع می توان گفت که رکتیفایر به گونه ای عمل می کند که باعث شود،جریان فقط از یک جهت عبور کند.

دلیل قرار دادن نام یکسوساز بر روی این دستگاه نیز همین مورد است.

می توان رکتیفایر را به یک شیر آب یک طرفه تشبیه کرد چرا که شیر آب فقط اجازه جاری شدن آب در یک مسیر را می دهد، همان کاری که رکتیفایر نیز انجام می دهد و مانع از ایجاد چند مسیر انتقال می شود.

از معروف ترین رکتیفایر ها می توان به دیود اشاره کرد.

انواع رکتیفایر 

یکسوساز ها بر اساس اینکه چه بخشی از موج ورودی را از خودشان عبور می دهند به دو دسته کلی تقسیم بندی می شوند:

• رکتیفایر تمام موج
• رکتیفایر نیم موج

در ادامه با ما باشید تا این دو دسته و کاربردهایشان را بشناسیم.

یکسوساز تمام موج

عملکرد یکسوساز تمام موج به این صورت است که هر دو نیم سیکل AC را به جریان DC تبدیل می کند.

برای مثال می توان به پل دیود اشاره کرد که از رایج ترین و معروف ترین رکتیفایر های تمام موج می باشد که در تصویر زیر نیز عملکرد آن را مشاهده می کنید.

در یکسوساز تمام موج، هیچ قسمتی از موج ها فیلتر و یا حذف نخواهد شد بلکه جریان هر دو نیم سیکل AC توسط 4 دیود، همسو خواهند شد و
نتیجه آن را در تصویر زیر می بینید که موج به چه شکلی تبدیل شده است.

همان طور که در تصویر مشاهده می کنید، ولتاژ نهایی و خروجی پل دیود دارای نوسان و ریپل می باشد.

در نهایت برای حذف این نوسانات و ریپل ها و در نتیجه هموار سازی ولتاژ خروجی، از خازن و رگولاتور استفاده خواهد شد.

یکسوساز نیم موج

یکسوساز نیم موج بر خلاف رکتیفایر تمام موج فقط و فقط به نیم سیکل از امواج AC اجازه عبور می دهد و نیم سیکل دیگر را به طور کامل حذف خواهد کرد.

در دمدولاسیون AM از این نوع رکتفایر استفاده می شود.

دلایل استفاده از رکتیفایر 

شاید برای شما هم این سوال پیش آمده باشد که دلیل استفاده از رکتیفایر چیست؟

در هر جایی از مدار که نیاز به تبدیل جریان متناوب AC به جریان DC باشد از رکتیفایر استفاده خواهد شد.

رکتیفایر ها علاوه بر مواردی که در پاراگراف های قبلی به آن ها اشاره شد، در مواردی دیگری نیز همچون دمدولاسیون امواج رادیویی AM نیز در انواع گیرنده های رادیویی برای مدت طولانی و به طور کاملا گسترده به کار گرفته شده اند.

همچنین خطوط انتقال برق و مدارات تغذیه سوئیچینگ نیز از جمله مواردی هستند که
در آن ها از رکتیفایر ها به طور گسترده استفاده می شود.

کاربردهای رکتیفایر

همان طور که در بالا گفتیم، رکتیفایر وسیله ای است که می تواند جریان های AC که در دو جهت به صورت متناوب بر روی مدار در حال حرکت هستند را تبدیل به جریان های DC که فقط در یک مسیر حرکت می کنند، تبدیل کند.

همانطور که احتمالا بسیاری از شما ها نیز می دانید، تعداد زیادی از دستگاه ها و قطعات الکترونیکی برای کار کردن نیاز به جریان DC همچون ولتاژ باتری دارند.

برای این که بتوانیم در یک مدار از جریان DC بهره ببریم باید از یکسوساز استفاده کنیم تا جریان AC را به جریان DC تبدیل کند.

برای مثال اگر یک ترانس 12 ولت را در نظر بگیریم، خروجی آن با فرکانس 50 هرتز، مابین 12+ و 12- ولت و به صورت متناوب خواهد بود و
جریان نیز مدام در حال تغییر خواهد بود.

طبیعتا همه مدار های الکترونیکی توانایی ارائه کارکرد درست با جریان AC را ندارند.

برای مثال اگر یک ال ای دی 12 ولت را به خروجی ترانس 12 ولت متصل نماییم، ال ای دی 50 بار در ثانیه روشن و خاموش می شود؛ زیرا
خود ال ای دی این قابلیت را دارد که ولتاژ را در یک جهت عبور دهد.

برای مثالی دیگر اگر یک خازن الکترولیت 12 ولت را به خروجی ترانس 12 ولت متصل نماییم، در کمتر از 20 ثانیه خازن شما منفجر خواهد شد.

راه حل برای جلوگیری از این اتفاق ها، استفاده از رکتیفایر (یکسوساز) است که می تواند این مشکل را بدون دردسر و به راحتی برطرف کند.

از دیگر کاربردهای یکسوساز می توان به موارد زیر اشاره کرد:

منابع برق اضطراری

از باتری به عنوان منبع تغذیه جهت شارژ اضطراری برای تامین برق AC در مواقعی که برق اصلی در دسترس نمی باشد، استفاده می شود.

زمانی که منبع اصلی دوباره وصل شود می بایست از رکتیفایر جهت شارژ باتری ها استفاده نمود.

گرم کن القائی

در گرم کن های القائی جهت بالا بردن فرکانس برق اصلی برای استفاده در آن از رکتیفایر استفاده می شود.

در ابتدا برق اصلی را به DC و سپس به AC با فرکانس زیاد تبدیل می کنند.

یکی دیگر از کاربردهای یکسوسازی در دستگاه های جوشکاری است که برای تولید جریان DC استفاده می شود.

UPS

یو پی اس صنعتی چیست؟

UPS صنعتی یکی از انواع منابع تغذیه برق بدون وقفه است که بیشتر در حوزه های صنعتی و تولیدی استفاده می شود. طراحی UPS صنعتی اکثرا با ولتاژ برق سه فاز انجام می شود و ظرفیت پشتیبانی بالایی هم دارد.

یو پی اس صنعتی یکی از انواع پرکاربرد منابع برق پشتیبان است که معمولا به صورت سفارشی، طراحی و اجرا می شوند. یو پی اس صنعتی کاملا منعطف و قابل تنظیم است و برای نصب بین منبع تغذیه، بای پس و منبع بحرانی تنظیم شده است. دقیقا جایی که اینورتر ولتاژ AC کنترل شده را تحویل می دهد و فرکانس روی حالت بارگذاری و یکسو کننده تنظیم می شود. به طور کلی یو پی اس صنعتی تفاوت زیادی با یو پی اس اداری و خانگی دارد. ممکن است برخی افراد یو پی اس صنعتی و استابلایزر را مشابه یکدیگر بدانند، اما اندازه و میزان تحمل یک سیستم یو پی اس صنعتی با یک دستگاه تثبیت و اصلاح کننده ولتاژ، کاملا متفاوت است.

هزینه یک یو پی اس صنعتی، با توجه تجهیزات و قطعاتی که دارد، نسبت به انواع دیگر بیشتر است. یو پی اس صنعتی معمولا دارای ترانسفورماتور داخلی است. در واقع ترانسفورماتور قطعه ای است که قدرت اصلاح و جداسازی بار ها از جریان برق را دارد.

نکته ای که درباره یو پی اس صنعتی باید به آن توجه کنید، این است که هنگامی که یو پی اس صنعتی با برق ژنراتور کار می کند، می تواند ولتاژ های ناپایدار ژنراتور را تثبیت کند و در عین حال جریان برق قابل اطمینانی را نیز ارائه دهد. همچنین یو پی اس صنعتی، قابلیت خاموش شدن به صورت اضطراری را هم دارد.

در واقع پورت EPO در یو پی اس صنعتی که یک کنتاکت خشک است، می تواند به یک سوئیچ خارجی متصل شود و این امکان را برای کاربران فراهم کند که بتوانند یو پی اس صنعتی خود را در مواقع ضروری خاموش کنند تا از بروز هر گونه مشکل جلوگیری شود.

اکثر یو پی اس صنعتی از فناوری مدیریت باتری هوشمند یا SBM برخوردار هستند که با استفاده از رویکرد های مختلف مدیریت فرآیند شارژ باتری، طول عمر باتری را به طور موثر افزایش می دهد. همچنین وجود قابلیت کنترل از راه دور در یو پی اس صنعتی، امکان نظارت و کنترل دستگاه ها، خاموشی برنامه ریزی شده و راه اندازی مجدد را از طریق برد مدیریت از راه دور فراهم می نماید.

یو پی اس صنعتی معمولا دارای اجزای پیشرفته و پیچیده ای مانند ترانسفورماتور یا اینورتر است که در محیط های دارای بار پویا مثل تاسیسات، مقاومت ایجاد می کند. همچنین یو پی اس صنعتی می تواند فارغ از انرژی دریافت شده از باتری، از طریق سیستم های فلایویل نیز پشتیبانی از تجهیزات و اتصال به جریان برق را انجام دهد. در بازار های صنعتی یو پی اس صنعتی را، یو پی اس صنعتی دوار یا روتری نیز می نامند.

انواع UPS صنعتی

سه نوع اصلی UPS صنعتی سه فاز یا یو پی اس صنعتی سه فاز وجود دارد که هر کدام از آن ها شرایط خاص خود را دارند. این سه نوع عبارتند از:

• UPS صنعتی آنلاین یا تبدیل دوگانه (دو تبدیلی): در UPS صنعتی آنلاین، بار به طور مداوم توسط یک مبدل توان کار می کند و این مبدل یا اینورتر، ورودی خود را از یک منبع DC دریافت می کند.
• UPS صنعتی لاین اینتر اکتیو: در یو پی اس صنعتی تعاملی خطی، اینورتر به موازات برق AC ورودی کار می کند و فقط زمانی بار کامل برق را کنترل می کند که برق ورودی AC قطع شده باشد.
• UPS صنعتی آفلاین: در یک واحد UPS صنعتی آفلاین، معمولا جریان برق تا زمانی که به طور کامل قطع شود، از خط برق گرفته می شود. بعد از قطعی برق، اینورتر همزمان با باتری روشن می شود، تا به تغذیه ادامه دهد.

معرفی یو پی اس صنعتی فلایویل (روتری)

یو پی اس صنعتی دوار، از اینرسی فلایویل چرخان با جرم بالا استفاده می کنند، تا در صورت از دست دادن نیرو، بتواند حرکت کوتاه مدتی را نیز فراهم کنند. همچنین فلایویل در نوسانات و افت جریان برق، به عنوان یک بافر نیز فعالیت می کند، چرا که تغییرات کوتاه مدت جریان برق نمی تواند تاثیر قابل ملاحظه ای در چرخش چرخ فلایویل داشته باشد.

یو پی اس صنعتی دوار را معمولا در دسته بندی یو پی اس صنعتی آنلاین در نظر می گیرند، چون در شرایط عادی هم به طور مداوم به چرخش خود ادامه می دهد. یو پی اس صنعتی مبتنی بر فلایویل بر خلاف یو پی اس صنعتی مبتنی بر باتری، معمولا بین 10 تا 20 ثانیه حفاظت و پشتیبانی را قبل از کند شدن چرخ فلایویل و توقف در خروجی جریان برق، ارائه می کند.

این حالت از یو پی اس صنعتی، به طور سنتی و همراه با ژنراتور های آماده به کار استفاده می شود و فقط برای مدت زمان کوتاهی که موتور برای شروع به کار و تثبیت خروجی آن به نیرو نیاز دارد، توان پشتیبان را فراهم می کند. به طور کلی UPS صنعتی چرخشی یا فلایویل برای کاربری هایی که به حفاظت بیش از 10000 وات (10 کیلووات) نیاز دارند، در نظر گرفته می شود. بهتر است در رابطه با استفاده از فلایویل به این نکته توجه داشته باشید که یک فلایویل بزرگ یا چند فلایویل که به صورت موازی با هم کار می کنند می توانند زمان یا ظرفیت ذخیره سازی نیرو را افزایش دهند.

از آن جایی که فلایویل ها منبع پشتیبانی نیروی مکانیکی هستند، احتیاجی نیست که از موتور الکتریکی یا ژنراتور به عنوان واسط بین UPS صنعتی و موتور دیزلی که به عنوان تامین کننده نیروی اضطراری در نظر گرفته شده، استفاده کند. هدف از طراحی UPS صنعتی مبتنی بر فلایویل در مقایسه با یو پس اس صنعتی دیگر، ارائه جریان خروجی بسیار بالا می باشد. UPS صنعتی دوار بهتر می تواند جریان هجومی را برای بار های القایی مانند بار های راه اندازی موتور یا کمپرسور یا دیگر تجهیزات صنعتی، ارائه نماید. ویژگی جالب UPS صنعتی فلایویل این است که UPS صنعتی دوار قادر به تحمل شرایط اتصال کوتاه تا 17 برابر بیشتر از یک UPS صنعتی مبتنی بر باتری، است.

طول عمر UPS صنعتی فلایویل معمولا از نوع الکتریکی بیشتر است اما این UPS صنعتی برای تعمیر و نگهداری احتیاج به سرویس و بررسی دوره ای دارد. UPS صنعتی روتری جدید تر، از فناوری ها و قطعاتی مانند یاتاقان های مغناطیسی و محفظه تخلیه هوا، جهت افزایش کارایی و کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری، استفاده می کند. به طور معمول UPS صنعتی دوار با جرم بالا، به همراه یک سیستم موتور ژنراتور استفاده می شود و پیکر بندی آن در سه حالت زیر انجام می شود:

1. موتوری که یک ژنراتور متصل مکانیکی را به حرکت در می آورد.
2. یک موتور سنکرون ترکیبی و ژنراتور در شکاف های متناوب یک روتور و استاتور.
3. یک UPS صنعتی دوار هیبریدی، که شبیه یک UPS آنلاین طراحی شده است، با این تفاوت که به جای استفاده از باتری، از چرخ فلایویل کمک گرفته شده است. نحوه عملکرد آن هم به این صورت است که رکتیفایر یا یکسو کننده، یک موتور را برای چرخاندن فلایویل به حرکت در می آورد، در حالی که یک ژنراتور از چرخ فلایویل برای تغذیه اینورتر استفاده می کند.

ساختار چرخ فلایویل

همانطور که در مطالب قبل هم عنوان شد، UPS صنعتی از لحاظ تامین انرژی به دو دسته مبتنی بر باتری و مبتنی بر چرخ فلایویل تقسیم می شود.

سیستم های UPS صنعتی مبتنی بر باتری، با توجه به طراحی منحصر به فرد خود از تعداد مشخصی از باتری ها برای تغذیه بار استفاده می کنند. بنابراین در این UPS صنعتی مجموعه ای از باتری ها به طور یکنواخت و با نرخ های بهینه شارژ می شوند تا طول عمر باتری را به حداکثر برسانند و هزینه تعویض را برای مدتی طولانی، کاهش دهند، اما در UPS صنعتی فلایویل شرایط متفاوت است و این UPS صنعتی بر مبنای انرژی منتقل شده توسط چرخ فلایویل فعالیت می کند. بنابراین چرخ فلایویل باید دارای قطعات و ساختار خاصی باشد که بتواند انرژی لازم را تامین نماید. اجزایی که با قرار گرفتن در کنار یکدیگر در یو پی اس صنعتی، ساختار چرخ فلایویل را تشکیل می دهند، شامل قطعات زیر می شوند:

• پیکربندی: به این دلیل عمودی طراحی می شود که بهره وری بهینه تری داشته باشد.
• روتور: به صورت یکپارچه با هاب قرار می گیرد.
• هاب: معمولا از جنس فولاد ساخته می شود تا بتواند با کارایی بالا، انرژی زیادی را ذخیره کند.
• محفظه: به عنوان یک محیط خلاء برای افزایش کارایی کلی در نظر گرفته می شود.
• بلبرینگ مغناطیسی: قطعه ای کاملاً فعال است و به عنوان یک جزء چرخان به صورت معلق، جای گذاری می شود.
• استاتور: ژنراتور موتور دو حالته ای است که برای راندمان بالا و طراحی فشرده، در نظر گرفته شده است.

مشخصات فنی یو پی اس صنعتی

اکثر UPS صنعتی برای کار در شرایط سخت و دارای دمای بالا طراحی شده اند و اکثرا قابلیت نظارت و کنترل از راه دور را دارند. یک UPS صنعتی ماژولار این امکان را فراهم می کند که منبع تغذیه جریان برق دقیقا مطابق با نیاز شما عمل کند، بدون این که هیچ مانعی برای توسعه یا افزونگی آن وجو داشته باشد.

این منبع تغذیه جریان برق بدون وقفه صنعتی، از ماژول های استانداردی تشکیل شده است که می تواند به پیکربندی های دیگر اضافه شود، تا قدرت یا زمان پشتیبان گیری آن ها افزایش پیدا کند. همچنین سیستم مدولار آن نیز می تواند بالاترین سطح ممکن از افزونگی را برای محافظت از تجهیزات فراهم کند.

انواع UPS صنعتی اکثرا از نوع UPS صنعتی سه فاز است و می تواند از تاثیر اختلالات برق مانند قطعی، افت و نویز بر عملکرد و عمر دستگاه الکتریکی و داده های مهم آن جلوگیری کند. مشخصات ظرفیتی UPS صنعتی سه فاز که دارای اهمیت زیادی هستند عبارت اند از: میزان ولت آمپر، میزان وات، محدوده ولتاژ ورودی.

UPS صنعتی معمولا بر حسب ولت آمپر (VA) یا کیلوولت آمپر (KVA) رتبه بندی می شود. حتما به این نکته توجه داشته باشید که میزان ولت آمپر با تخلیه برق تجهیزات بر حسب وات، برابر نیست. محدوده ولتاژ ورودی همان شناسایی دقیق سیستم الکتریکی است و تاثیر حیاتی و مهمی در انتخاب درست و استفاده از یک UPS صنعتی سه فاز دارد.

مشخصات عملکردی UPS صنعتی سه فاز هم شامل نیمه بارگذاری زمان، اجرا در بار کامل و زمان تعویض می شود. زمان اجرا همان مدت زمانی است که UPS صنعتی سه فاز در نیم بار، بار کامل و مدت زمان جابجایی کار می کند. یو پی اس صنعتی آنلاین یا تبدیل دوگانه این مدت زمان اجرا را ندارد.

هم چنین UPS صنعتی دارای مشخصات خروجی خاصی نیز می باشد که در بر گیرنده عوامل مربوط به ولتاژ خروجی در حالت باتری، تعداد خروجی های پشتیبان گیری شده و گزینه های خروجی می باشد. منظور از گزینه های خروجی همان پریز های برق اضافی، کانکتور های نوع RJ و کانکتور های کابل کواکسیال است.

تقریبا تمام UPS صنعتی دارای یک نمایشگر یا پنل LCD یا LED هستند که تغییرات و رویداد های مربوط به منبع تغذیه برق بدون وقفه، را نمایش می دهند. در نمایشگر UPS صنعتی همه مقادیر اندازه گیری های بدون وقفه، رویداد ها و خرابی ها را می توان مشاهده کرد.

تمامی عملیات در هر یک از شرایط ذکر شده، توسط میکروکنترلر ها، کنترل و پردازش می شوند. همچنین از یک تایمر قابل تنظیم برای افزایش خودکار شارژ باتری استفاده می شود. در اکثر کنترل پنل های UPS صنعتی، جریان خروجی، جریان باتری، بوست و ولتاژ شارژ شناور، قابل تنظیم می باشد.

سیستم های یو پی اس صنعتی که برای کاربرد های مختلف از جمله کاربری های صنعتی مناسب هستند، از لحاظ حفاظت و پشتیبانی از انرژی گزینه بسیار مناسبی به حساب می آیند. برخلاف یو پی اس تک فاز که معمولا برای مصارف اداری و خانگی مورد استفاده قرار می گیرند، سیستم های یو پی اس صنعتی سه فاز، برای مدیریت برنامه های برقی که در سطح بالا یا در سراسر محیط های صنعتی و تولیدی توزیع می شوند، طراحی شده اند.

سیستم های یو پی اس صنعتی معمولا در حالت تبدیل دوگانه یا آنلاین، با راندمان و قابلیت اطمینان بالا کار می کنند. در واقع توپولوژی معمول در طراحی یو پی اس صنعتی، توپولوژی آنلاین است، چرا که سیستم های یو پی اس صنعتی می توانند بدون توجه به شرایط برق، بهترین کیفیت از جریان بار مصرفی را به تجهیزات ارائه دهند. همچنین زمان انتقال بار در یو پی اس صنعتی آنلاین، 0 میلی ثانیه است که همین مسئله عملکرد بهینه سیستم را تضمین می کند.

یو پی اس صنعتی را می توان در پیکربندی های موازی N+1 نصب کرد تا از این طریق هم انعطاف پذیری سیستم افزایش پیدا کند و هم این اطمینان ایجاد شود که هیچ نقطه خرابی در سیستم وجود ندارد. مقیاس پذیری در این نوع پیاده سازی هم وجود دارد. زیرا هر یو پی اس صنعتی در سیستم های صنعتی، خود به تنهایی که ماژول به حساب می آید. ویژگی مهم یو پی اس صنعتی این است که می تواند با گسترش کسب و کار، توسعه پیدا کند.

در یو پی اس صنعتی معمولا زمانی که انتقال بار ناپایدار باشد، منبع تغذیه به حالت خطی تغییر می کند تا بتواند بهترین کیفیت از جریان برق دریافتی را ارائه نماید. طراحی ورودی دوگانه در یو پی اس صنعتی، باعث می شود که برق با کیفیت بالا و تداوم بیشتر در سیستم ها و تجهیزات متصل به زمین هم به خوبی جریان پیدا کند. همچنین این اجازه را به کاربران می دهد که بتوانند یکی از ورودی ها را از منبع تغذیه AC و ورودی دیگر را از منبع تغذیه دیگری به یو پی اس صنعتی متصل کنند.

در یک یو پی اس صنعتی، در صورت قطع یا خرابی برق، باتری متصل به ورودی DC بدون وقفه و به صورت اتوماتیک بار را تغذیه می کند. اگر این تغذیه بار بیشتر از حد مجازی باشد که توسط باتری تخلیه شده است، کمی قبل از رسیدن به حد مجاز ولتاژ تخلیه، شما با یک هشدار از طرف سیستم مواجه می شوید. همچنین انتقال خودکار بار به شبکه بای پس یا یک منبع یدکی مناسب، زمانی اتفاق می افتد که منبع تغذیه، از اینورتر خارج از تلورانس های از پیش تعیین شده باشد.

قابلیت گسترش به صورت موازی، یکی دیگر از ویژگی هایی است که یو پی اس صنعتی دارد. این ویژگی به کاربران اجازه می دهد که بتوانند سیستم های قدرت خود را با اتصال به چندین واحد یو پی اس صنعتی سفارشی سازی کنند تا بتوانند به ظرفیت انتقال بالاتری دست پیدا کنند.

از جمله قابلیت های منحصر به فرد دیگری که می توان به یو پی اس صنعتی نسبت داد، ویژگی مقیاس پذیری عمودی است. در این شرایط صنعتگران می توانند بدون نیاز به فضای اضافی، تعداد ماژول های برق نصب شده در یو پی اس صنعتی را بر اساس نیاز برق تجهیزات، سفارشی سازی کنند.

حالت های عملکرد یو پی اس صنعتی

یو پی اس صنعتی در شرایط مختلف فعالیت خود، حالت های عملکرد متفاوتی دارد که باعث می شود بتواند متناسب با نیاز تجهیزات و محیط های صنعتی، انرژی مورد نیاز منتقل کرده و پشتیبانی کند. هر یک از این حالت ها ویژگی و شرایط مستقلی دارند که به شرح زیر می باشد:

• حالت عادی: در این حالت یکسو کننده با ترانسفورمر ورودی – خروجی، داده های جریان ورودی AC را برای بار های اینورتر و DC و همچنین شارژ باتری، تبدیل می کند. سپس اینورتر با برق تامین کننده همگام می شود که حداکثر قابلیت همگام شدن، تنها متناسب با محدوده تحمل مدار خواهد بود. به همین ترتیب، اینورتر فرکانس تنظیم شده و ولتاژ دارای ترانسفورمر خروجی ایزوله را از طریق سوئیچ استاتیک به بار ارائه می دهد. محدودیت های مجاز اینورتر خارج از محدوده فرکانس و ولتاژ مرجع باشد. در شرایطی که فرکانس و ولتاژ مرجع از محدوده خارج شوند، اینورتر از شبکه اصلی جدا شده و با استفاده از نوسانگر داخلی خود آزاد می شود تا بتواند قدرت پایداری بالایی را برای بار ایجاد کند.
• حالت N+1: قابلیت اطمینان مسئله ای است که در محیط های صنعتی و تجاری بزرگ، دارای اهمیت زیادی است. در شرایطی که خریداران اقدام به خرید یک یو پی اس صنعتی بزرگ می کنند، باید به این مسئله توجه داشته باشند که یک یو پی اس صنعتی بزرگ به تنهایی می تواند از یک نقطه مشخصی پشتیبانی کند و ممکن است این شرایط باعث شود که عملکرد بسیاری از سیستم های دیگر، دچار مشکل شود. در موقعیت های مشابه این شرایط، معمولا چندین ماژول یا باتری یو پی اس صنعتی کوچک تر را با هم ادغام می کنند تا حفاظت از انرژی اضافی آن، معادل یک یو پی اس صنعتی بسیار بزرگ باشد. N+1 به این معنی است که اگر بتوان بار را توسط N ماژول تامین کرد، نصب سیستم شامل N+1 ماژول خواهد بود. بنابراین خرابی یا اختلال یکی از ماژول ها نمی تواند تاثیری در یو پی اس صنعتی دیگر ایجاد کند.
• حالت افزونگی چندگانه: در برخی شرایط خاص می توان حفاظت و پشتیبانی بیشتر را با اتصال هر منبع تغذیه به یو پی اس صنعتی خود افزایش داد. با این کار محافظت یو پی اس صنعتی از سیستم ها و تجهیزات، در برابر قطع برق یا خرابی های ناشی از آن، افزایش پیدا می کند، تا جایی که تداوم کار را تضمین نماید. این حالت از عملکرد یو پی اس صنعتی، با اسامی 1+1 یا 2N نیز معرفی می شود. اگر هزینه در نظر گرفته شما پاسخگوی این شرایط نیست که بتوانید از دو یو پی اس صنعتی یکسان استفاده کنید، می توانید یکی از منابع تغذیه را به جریان برق و دیگری را به یو پی اس صنعتی متصل کنید.
• حالت اتصال در فضای باز: زمانی که یک منبع تغذیه برق بدون وقفه در فضای باز نصب می شود، باید از مقاومت آن در برابر شرایط مختلف آب و هوایی اطمینان کامل داشته باشید. محدوده دمای عملیاتی برای سیستم های یو پی اس صنعتی که در فضای باز راه اندازی می شوند، از 40- تا 55+ درجه سانتی گراد می باشد. نحوه نصب یو پی اس صنعتی در فضای باز می تواند به صورت پایه، اتصال به زمین و یا میزبان باشد. در شرایطی که نیاز به استفاده از یو پی اس صنعتی در حالت عملکرد بیرونی وجود داشته باشد، منبع تغذیه بدون وقفه باید دارای یک گرم کن باتری در شرایط آب و هوایی سرد و یک فن یا سیستم تهویه مطبوع در هوای گرم، باشد.
• حالت قطع برق ورودی: در چنین حالتی، در صورتی که برق ورودی قطع شده باشد، اینورتر تبدیل را با استفاده از اسیلاتور داخلی خود شروع می کند و بار های DC از باتری به یکسو کننده بر می گردند. این شرایط تا زمانی ادامه پیدا می کند که آستانه جریان DC کاهش پیدا کند و یا برق ورودی AC بازیابی شود. زمانی که بار AC به یکسو کننده برگشت، یکسو کننده ای که تامین جریان DC را برای اینورتر انجام می دهد، انتقال بار DC را از سر گرفته و همزمان با آن، باتری را نیز شارژ می کند. نکته جالب توجه در مورد این حالت این است که بار بحرانی AC متصل به اینورتر و بار بحرانی DC متصل به یکسو کننده، در طول افت برق AC و بازیابی جریان ورودی منبع برق تغذیه کننده، مختل نمی شوند.
• حالت بای پس: اینورتر طراحی شده برای یو پی اس صنعتی، دارای یک مدار حسگر است که می تواند اضافه بار های گذرا، پایدار و اتصال کوتاه را حذف کند. در این شرایط مدار سنجش، حد جریان را شروع می کند و باعث می شود که سوئیچ استاتیک، انتقال بار بحرانی به خط بای پس را به منطور ایمنی بار، بدون وقفه انجام دهد. همچنین در کنار این قطعات یک ترانسفورماتور ایزولاسیون با تثبیت خط اتوماتیک هم وجود دارد. بنابراین حالت بای پس می تواند منبع و حالت قابل اعتمادی برای بار AC در نوسانات و اختلالات جریان برق باشد. سوئیچ بای پس باعث می شود که اپراتور های سیستم یو پی اس صنعتی بتوانند بدون نیاز به خاموش کردن سیستم برق و تجهیزات متصل به آن، جریان برق را از طریق حالت بای پس به منبع برق تغییر دهند و باعث ایجاد شرایط مناسب برای تعمیر و نگهداری سریع و ایمن شوند.

اجزای سازنده یو پی اس صنعتی

سیستم های یو پی اس صنعتی دارای معماری ماژولار هستند، یعنی به جای استفاده از یک مادر برد بزرگ و تک برای کنترل هر واحد، از چند کارت الکتریکی در ساختار آن ها استفاده شده است.

مزیت ویژه این شرایط این است که برای تعمیر و رفع مشکلات مربوط به عملکرد یو پی اس صنعتی، تنها تعویض PCB یا مدار مشترک کافی خواهد بود. از طرفی قطعات دیگری نیز وجود دارند که باعث می شوند یو پی اس صنعتی با کارایی و قابلیت اطمینان بالا به فعالیت خود ادامه دهد. این قطعات در یو پی اس صنعتی عبارتند از:

• رابط کاربری
• کنتاکتور
• فیوز های مینیاتوری
• ابزار تنظیم
• بلوک های ترمینال برق
• ترانسفورماتور های عایق بندی شده
• کلید گردان
• ترمز بای پس
• کلید
• محافظ فیوز
• قطع کننده جریان ورودی
• رله / مینی کنتاکتور

قطعات اصلی یو پی اس صنعتی

یو پی اس صنعتی از یک سری از قطعات اصلی تشکیل شده است که اختلال در عملکرد آن ها باعث مختل شدن کل سیستم می شود. این قطعات و تجهیزات، هر کدام کارایی ویژه ای دارند که بخشی از پشتیبانی و ذخیره انرژی را در بر می گیرند. این قسمت ها در یو پی اس صنعتی عبارتند از:

• یکسو کننده (رکتی فایر)

یکسو کننده یک ترانسفورماتور ایزولاسیون داخلی AC/DC است که توسط SCR یا تریستور، با ولتاژ و جریان ثابت کنترل می شود. یکسو کننده های یو پی اس صنعتی معمولا بسته به نیاز کاربر به صورت 6 یا 12 پالس طراحی می شوند.

استفاده از یو پی اس صنعتی 12 پالس مزایای ویژه ای دارد که از جمله آن ها می توان به THDi کمتر از 10 درصد و Pf یا تقویت کننده ورودی بیشتر از 0.9 درصد، اشاره کرد. همچنین یک یو پی اس صنعتی دارای یکسو کننده 12 پالس دارای امنیت و قابلیت اطمینان بیشتری است و عملکرد آن نیز به صورت دو یکسو کننده اضافی خواهد بود.

• محافظ (قطع کننده)

ورودی و خروجی شارژر در یو پی اس صنعتی در برابر استفاده نادرست و اختلالات خط، به صورت الکترونیکی محافظت می شود. ورودی و خروجی را می توان توسط قطع کننده های مدار به صورت جداگانه سوئیچ کرد.

• اینورتر

اینورتر ولتاژ DC را به ولتاژ AC سینوسی خالص، با دامنه ای ثابت و فرکانسی پایدار تبدیل می نماید. این واحد ویژه از طریق یک پل اینورتر IGBT و یک PMW یا مدولاسیون عرض پالس، کار می کند که باعث ایجاد راندمان بالا در محدوده بار جزئی و دستیابی به ضریب اعوجاج کم در بار غیر خطی می شود. خروجی اینورتر از 6 ماژول IGBT تشکیل شده است که ظرفیت تامین برق فوری یو پی اس صنعتی را در مقایسه با سیستم های معمولی، تا دو برابر افزایش می دهد.

این ویژگی باعث می شود که یو پی اس صنعتی بتواند بار هایی با ظرفیت بالاتر یا جریان های هجومی را بوسیله دستگاه هایی با ظرفیت کمتر، تحمل کند. علاوه بر این ها، عملکرد سوئیچینگ یا تبدیل در فرکانس های بالایی مثل 20 کیلو هرتز، موج خطای خروجی یا THD را بدون اعوجاج نگه می دارد و راه حل های قابل اعتمادی را برای بار های غیر خطی ارائه می دهد.

• نمایشگر (پنل LCD/LED)

از جمله مواردی که شما با مشاهده پنل یو پی اس صنعتی می توانید متوجه آن ها شوید، به ترتیب زیر می باشند:

1. خروجی اینورتر بالا یا پایین
2. اینورتر DC ولتاژ بالا
3. دمای بیش از حد و همگام نبودن اینورتر
4. بای پس بیش از حد مجاز
5. کاهش ظرفیت باتری
6. کاهش ورودی DC
7. اضافه بار اینورتر
8. دمای بیش از حد داخلی
9. اختلال در عملکرد فن
10. بای پس
11. از کار افتادگی کلید های مینیاتوری
12. خرابی های ناشی از Block feed

در پنل نمایشگر یو پی اس صنعتی، می توان تمام موارد مربوط به رویداد ها، خرابی های پایه زمان واقعی و موارد دیگر را مشاهده کرد. همچنین هشدار های اینورتر نیز، از طریق نمایشگر قابل مشاهده خواهد بود.

• سوئیچ انتقال استاتیک

کلید انتقال استاتیک کنترل شده توسط ریز پردازنده، به صورت مداوم و پیوسته نظارت کاملی بر منابع متصل به ورودی ها دارد و مواردی مثل این که آیا منابع در محدوده جریان یا فرکانس باقی می مانند یا خیر؟ و یا این که آیا این منابع همگام با یکدیگر هستند یا نه؟ و سوالات مشابه دیگر را بررسی می کند.

اگر منبعی که جزء اولویت بندی های سوئیچ استاتیک قرار دارد در محدوده مشخص شده ای باشد، بار بحرانی به این منبع منتقل می شود، در غیر این صورت، بار به منبعی منتقل می شود که در محدوده دوم یا اولویت بندی شده، قرار دارد. بار منتقل شده همزمان با بازگشت منبع به محدودیت های تعیین شده، به آن باز می گردد. شایان ذکر است که تنظیم اولویت بندی های منابع، در یو پی اس صنعتی از طریق نمایشگر آن ها امکان پذیر می باشد.

در صورتی که نیاز به انتقال های کنترل شده با هماهنگ سازی وجود داشته باشد، سوئیچ انتقال استاتیک، بار بحرانی را بین منابع بدون وقفه منتقل می کند. در صورتی که وقفه در منبع تغذیه بار بحرانی ایجاد شود، بار ایجاد شده در زمان کمتر از 5 میلی ثانیه به منبع دیگری منتقل می شود.

توجه داشته باشید که اگر منابع اولویت بندی شده همزمان با یکدیگر نباشند و انتقال ناهمزمان هم مجاز باشد، انتقال بار در کمتر از 11 میلی ثانیه انجام می گیرد. برای فعال کردن ویژگی انتقال ناهمزمان باید از طریق کنترل پنل یو پی اس صنعتی اقدام نمایید.

• تثبیت کننده ولتاژ (ترانسفورماتور ایزوله در بای پس)

رگلاتور های سرور استاتیک تقویت شده داخلی به طور ایده آل تغییرات شبکه را هنگامی که سیستم یو پی اس صنعتی در حالت بای پس قرار داشته باشد، تثبیت می کند. این ویژگی زمانی کاربرد بیشتری پیدا می کند که تفاوت هایی در ولتاژ ورودی و خروجی در شبکه بای پس وجود داشته باشد.

در این وضعیت ترانسفورماتور، بای پس ورودی را با ولتاژ خروجی تنظیم می کند و تثبیت کننده تغییرات مربوط به شبکه ورودی را جبران کرده و ولتاژ خروجی را ثابت نگه می دارد. در نتیجه بین فاز ها و ولتاژ های دیگر شبکه، توسط این سیستم های ایمن تثبیت می شود.

روش های نصب یو پی اس صنعتی

راه اندازی یو پی اس صنعتی بسته به نوع و ظرفیتی که دارند به سه نوع کلی دسته بندی می شوند. این انواع روش های نصب یو پی اس صنعتی عبارتند از:

1. روش خود راه اندازی: یو پی اس صنعتی که از نوع تکفاز بوده و مجهز به دو شاخه ورودی استاندارد باشد و قابل اتصال به پریز های برق استاندارد است، معمولا روش نصب آسانی دارد. واحد های UPS صنعتی 200 ولت آمپر و بالاتر نیاز به یک پریز برق دیواری متفاوت دارند که ممکن در برخی محل های نصب UPS صنعتی وجود داشته باشند. در صورت عدم وجود آن نیز، برقکار می تواند پریز دیواری مناسبی را نصب کند تا مشکلی برای راه اندازی یو پی اس صنعتی وجود نداشته باشد.
2. نصب توسط متخصص: با توجه به این که نصب یو پی اس صنعتی با برق و مجموعه ای از باتری ها سر و کار دارد، در صورت عدم استفاده صحیح از قطعات، می تواند خطرات زیادی را برای دستگاه و کاربر به دنبال داشته باشد. از طرفی هم ممکن است باتری های یو پی اس صنعتی سنگین تر باشند و همچنین برخی از واحد های UPS صنعتی نیز احتیاج به اتصال سیمی داشته باشند. پس بهتر است در چنین شرایطی از یک فرد متخصص برای نصب و راه اندازی UPS صنعتی کمک بگیرید.
3. راه اندازی توسط سازنده یا شرکت فروشنده: بسیاری از انواع یو پی اس صنعتی دارای ولتاژ 3 فاز، بهتر است توسط متخصصین شرکت سازنده یا فروشنده به مرحله راه اندازی و نصب برسند. در این صورت اطمینان حاصل می شود که نصب و کالیبراسیون یو پی اس صنعتی، به درستی صورت گرفته است. در اکثر مواقع در چنین شرایط راه اندازی، تکنسین های آموزش دیده توسط شرکت سازنده، یک نمای کلی از تجهیزات و نحوه کار با یو پی اس صنعتی را ارائه می دهند.

کار با نرم افزار یو پی اس صنعتی

کار کردن با یو پی اس صنعتی بدون استفاده از نرم افزار شبیه رانندگی در باران بدون برف پاک کن است. ممکن است رانندگی در چنین شرایطی ادامه داشته باشد، اما مطمئنا با امنیت و دید کافی نخواهد بود. اکثر سیستم های یو پی اس صنعتی و نرم افزار های مدیریت آن ها، مکمل یکدیگر هستند. بهتر است هنگام انتخاب نرم افزار مناسب یو پی اس صنعتی که قابلیت گسترش فرآیند های شما را هم داشته باشد، به برخی از نکات در ادامه گفته می شود، توجه داشته باشید.

• مشخص کنید که کدام نرم افزار با پلتفرم مجازی سازی شما ادغام می شود؟

پیشنهاد فامکو به شما برای داشتن نظارت و مدیریت یکپارچه و صرفه جویی در زمان، ادغام کردن تجهیزات UPS صنعتی با VM WARE و Microsoft می باشد.

• عملکرد هایی که می خواهید با نرم افزار انجام دهید را مشخص کنید.

زمانی که یک نرم افزار مدیریت انرژی مناسبی را برای یو پی اس صنعتی خود انتخاب کردید، بهتر است به طور یکپارچه با پلتفرم مجازی سازی اصلی شما ادغام شود، تا بتواند نیاز های محیطی شما را برآورده نماید. بهتر است قبل از انتخاب نرم افزار مناسب به سوالاتی مانند موارد زیر توجه نمایید:

• آیا قصد دارید اتصال یو پی اس صنعتی به داشبورد مجازی شما، به صورت مستقیم انجام شود؟
• آیا قصد شروع انتقال های برنامه ریزی شده ای را دارید؟
• آیا قصد انجام بارگذاری دارید؟
• آیا قصد دارید سرویس را مجهز به یک میزبان از راه دور برای خاموش کردن نمایید؟

انتخاب یک نرم افزار مدیریت و برنامه ریزی مناسب برای یو پی اس صنعتی، می تواند مزیت های زیادی را به دنبال داشته باشد که از جمله آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• صرفه جویی در هزینه ها: شامل هزینه های مربوط به مدیریت سخت افزار، توان مصرفی، خنک کنندگی و به طور کلی مدیریت بهتر می شود. همچنین باعث افزایش بهره وری نیز می شود، چرا که دیگر نیازی به بازسازی فرآیند های در حال انجام نخواهد بود.
• تداوم کسب و کار: یکپارچگی داده ها و خاموشی مناسب در صورت قطعی طولانی مدت، افزایش زمان اجرا برای برنامه های کاربردی حیاتی و کاهش بار مصرفی، از جمله ویژگی های استفاده از نرم افزار مکمل UPS می باشد.
• سهولت مدیریت: مزیت مهمی که استفاده از یک نرم افزار یو پی اس صنعتی دارد این است که با استفاده از آن می توان یک نمای کلی از یک صفحه که شامل گزارش کاملی از رویداد های یو پی اس صنعتی در سراسر شبکه می باشد، مشاهده کرد. همچنین موارد دیگری مانند آلارم متمرکز، داده های سازماندهی شده توسط نمایش های سفارشی و گزارش رویداد به منظور نگهداری پیشگیرانه از کل تجهیزات نصب شده، نیز از ویژگی های بارز استفاده از این نرم افزار می باشد.

انتخاب UPS صنعتی مرکزی یا غیر متمرکز

اکثرا خریداران UPS صنعتی اغلب با این مشکل مواجه می شوند که آیا خرید یک یو پی اس صنعتی بزرگ در محیط های تولیدی و صنعتی مناسب است یا چندین یو پی اس صنعتی کوچک تر؟ برای رسیدن به پاسخ مناسب تر باید عوامل مختلفی در هر یک از انواع روش های مرکزی و غیر متمرکز بررسی کرد. مقایسه ای از دلایل انتخاب یا عدم انتخاب هریک از روش ها در جداول زیر صورت گرفته است که می توانید با توجه به آن ها مناسب ترین انتخاب را برای صنعت خود داشته باشید.

• UPS صنعتی مرکزی

یک UPS صنعتی بزرگ معمولا قابلیت پشتیبانی از چندین دستگاه را دارد و اکثر مواقع به یک تابلو برق متصل می شود.