Uninterruptible Power Supply یا بهاختصار UPS درواقع یک منبع تغذیه بدون وقفه است که استفادههای گوناگونی در صنایع مختلف دارد. UPS یک منبع تغذیه بسیار کاربردی است که وظیفه اصلی آن تأمین انرژی موردنیاز یا همان بار مصرفی بدون وقفه میباشد. سیستم یو پی اس به طور معمول بین برق شهری و دستگاه مصرف کننده قرار خواهد گرفت. این دستگاه اضافه بر تنظیم برق شبکه و تثبیت آن، مانع از آسیب رسیدن به تجهیزات به وسیله نویز و اختلالات شبکه خواهد شد.

عملکرد منبع تغذیه بدون وقفه
همانطور که اشاره کردیم وظیفه اصلی و علت استفاده از UPS در بسیاری از مواقع روشن نگهداشتن دستگاههای حساس در زمان قطعی برق است. این ویژگی به این منظور است تا بتوان سیستم را به شیوه مطلوب و بدون از دست رفتن اطلاعات یا صدمه به دستگاه خاموش کرد. این تعریف اما با توجه به مشکلات قطعی برق متعدد در کشورمان به تدریج تغییر یافته و UPS تبدیل به دستگاهی برای تأمین برق اضطراری حتی برای چندین ساعت شده است.
راه حل ایده آل بسیاری از مشترکین که تحت تأثیر قطعی برق قرار میگیرند استفاده ترکیبی از UPS و ژنراتور است. ژنراتور برق همانطور که از نامش پیداست یک انرژی مداوم و طولانی مدت را تولید میکند. در دست دیگر نیز UPS شرایط نامناسب و متغیر برق تولیدی ژنراتور را برای کار دستگاههای حساس مناسب نموده و تأمین برق تا زمان راه اندازی و ایستا شدن ژنراتور را به عهده خواهد داشت.
همانطور که میدانید در منزل یا محل کار دوشاخه یک وسیله الکترونیکی که به برق شهری متصل میشود فقط از یک منبع نیرو استفاده میکند. اگر به هر علتی برق شهری قطع شود، آن وسیله در اثر انقطاع الکتریسیته بهسرعت خاموش شده و امکان رسیدن آسیب نیز به آن وجود خواهد داشت. UPS این معادله را با فراهم نمودن دو منبع برق متفاوت میتواند در زمان از دست رفتن یکی از منابع انرژی همچنان دستگاه متصل به خود را روشن نگه دارد. هرچند که این یک تعریف کلی از نحوه کارکرد یک منبع تغذیه است در بازار انواع مختلفی از UPSها با توجه به نوع کاربری برای شما قابل خریداری میباشند. به هر حال بسته به نوع یو پی اس گاهی اوقات سوییچی نیز برای کنترل این موضوع که کدام یک از منابع نیرو در هر لحظه مورد استفاده قرار میگیرند تعبیه شده است. به طور معمول این سیستم بهمحض اینکه متوجه شود که منبع اولیه از مدار خارج شده است از حالت اولیه به حالت ثانویه تغییر میکند. سپس پس از بازگشت منبع اولیه به صورت خودکار دوباره به حال اول باز خواهد گشت.

بخش های سیستم
باتری UPS اصلیترین بخش این دستگاه است که معمولاً با توجه به ظرفیت خود بین 5 تا 20 دقیقه میتواند برق لازم وسایل را در حین قطعی برق برای شما فراهم کند. ظرفیت باتری UPS در ابعاد کلی محصول نیز تأثیر بسیار دارد، به نحوی که هر چه باتریها بزرگ و ظرفیت آنها بیشتر باشد، UPS هم نیز بزرگتر خواهد بود. در این میان این شما هستید که با توجه به نیاز خود نسبت به خرید یو پی اس اقدام میکنید.
هر برند تولید کننده با توجه به نیاز کاربران خود تنظیماتی را به وسیله اپلیکیشن یا نرم افزار نیز در اختیار کاربر خود قرار خواهد داد. توصیه میشود همیشه تنظیمات پیش فرض محصول خریداری شده خود را بررسی کنید.
تنظیمات دستگاه
در تنظیمات سیستم UPS خود مشخص کنید که سیستم با توجه میزان مصرف دستگاه و توان باتریها تا چه مدتی کار میکند. سپس تنظیمات دستگاه یو پی اس خود را به گونهای تغییر دهید که هنگامی که باتری صنعتی آن به زیر 90 درصد رسید دستگاه به صورت خودکار جریان برق را قطع کند. در زمان تنظیم این فاکتور به این موضوع توجه نمایید که برای خاموش کردن اصولی دستگاه باید زمان لازم را به آن اختصاص دهید. بعضی از دستگاهها برای خاموش شدن صحیح میتوانند حتی به ۱۰ دقیقه زمان نیاز داشته باشند. پیکربندی دستگاه UPS با توجه به نیاز و البته میزان مصرف دستگاهها میتواند حداکثر میزان کارکرد دستگاه را برای شما به ارمغان بیاورد.

انواع UPS
همانطور که اشاره کردیم اگر نگاهی به بازار باتریهای صنعتی و سیستمهای UPS بیندازید گزینههای بسیاری را در مقابل خود مشاهده خواهید کرد. در ادامه به معرفی انواع منبع برق اضطراری خواهیم پرداخت.
UPS تک فاز
UPS تک فاز یکی از بهترین و البته مجهزترین UPSهای موجود در بازار است که باتوجهبه قابلیتها و ویژگیهای منحصر به فرد خود انتخاب مطلوبی برای طیف وسیعی از کاربران است این نوع از UPSها میتوانند با استفاده از قابلیتهای خود، وسایل الکتریکی را که دارای طول عمر بالا هستند را مطابق با اصول استاندارد جهانی به بهترین شکل تغذیه نمایند.
این منبعها معمولاً دارای یک ورودی و خروجی 220 ولت بوده اما ممکن است استاندارد و ولتاژ آنها با توجه به برند مختلف باشد. این نمونه یو پی اس دارای KVA پایین بوده و ازاینرو میتوانید از آنها در منزل یا ادارات کوچک استفاده نمایید.
UPS لاین اینتراکتیو
UPS لاین اینتراکتیو یکی از کاربردیترین نوع یو پی اس در مکانهای صنعتی است. به طور معمول در طراحی و ساخت UPS لاین اینتراکتیو از یک مبدل دوطرفه استفاده میشود است. این مبدل در زمان متصل بودن به برق شهری باتریها را شارژ خواهد کرد. در سمت دیگر نیز این مبدل در زمان قطعی برق شهری انرژی ذخیره شده در باتریها را به برق AC تبدیل خواهد کرد.
این نوع یو پی اس از نظر قیمتی در میان مدلهای آفلاین و آنلاین قرار میگیرد و به همین علت نیز میتواند انتخاب مطلوبی برای طیف وسیعی از کاربران باشد. شکل موج خروجی این محصول کاملاً سینوسی بوده و از نظر امنیت در مقابل تغییرات ولتاژ و نویز انتخاب بهتری نسبت به مدل آفلاین است. هزینه نگهداری پایینتر، صدای کمتر نیز از جمله ویژگیهای دیگر موجود در این نوع یو پی اس هستند.

UPS آفلاین
همانطور که اشاره کردیم بهطورکلی UPSها را بر اساس فاز برق به دودسته تکفاز و سهفاز تقسیم میکنند. دستگاه یو پی اس آفلاین به طور معمول در دسته یو پی اس های تک فاز قرار گرفته و سیستم آن در میان تمامی مدلهای یو پی اس سادهترین است. اما ساختار ساده و قیمت پایین این نوع یو پی اس بدون دلیل نیست. این دستگاه دارای پایینترین راندمان در مقایسه با دیگر مدلها میباشد. هرچند که تولید صدای بسیار پایین و البته وزن و اندازه بسیار کوچک آنها میتواند انتخاب آنها را برای فضاهای خاص مناسب کند.
UPS سه فاز
در دست دیگر نوع سه فاز یو پی اس استفاده بیشتری در مراکز صنعتی و حساس دارد. کارخانههای بزرگ و دیتا سنترها برای انجام فعالیتهای خود، معمولاً از وسایل الکتریکی بسیار گرانقیمتی استفاده میکنند. به همین منظور اگر مشکلی برای اینگونه وسایل پیش بیاید؛ قطعاً هزینه سنگینی را برای مجموعه به دنبال خواهد داشت.
همانطور که از نامش پیداست 3Phase UPS متشکل از یک سیستم سهفاز شامل حداقل چهار سیم است. در طراحی و ساخت دستگاه یوپیاس سهفاز سه عدد از این سیمها فاز و یک عدد نول است. در نتیجه این سیستم میتواند در کنار خروجی سهفاز، خروجی تکفاز را نیز پشتیبانی کند و ولتاژ 380 تا 415 ولت را پشتیبانی کند.
یوپیاس سهفاز همچون دیگر مدلها زمانی که برق شهری متصل است، انرژی لازم را در باتری خود ذخیره میکند. این ذخیره انرژی به این منظور است تا در هنگام قطع شدن برق بتواند برق موردنیاز وسایل الکتریکی را تأمین نماید. اما بهتر است بدانید که یوپیاس سهفاز به چند دسته تقسیم میشود. هرکدام با توجه به برند و نوع ساختار ویژگیهای منحصر به فرد خود را خواهند داشت.

UPS و باتری ماشین
اما از سیستم یو پی اس تنها در مراکز صنعتی و خانهها استفاده نمیشود. استفاده از یو پی اس در خودروهای بروز نیز امری کاملاً شناخته شده است، هرچند که توجه داشته باشید یو پی اس و باتری خودرو نمیتوانند جایگزین یکدیگر شوند. بر خلاف باتریهای ماشین، UPS به این شکل طراحی شدهاند تا مقدار کمی از جریان را به طور پیوسته برای مدت زمان طولانی ای تأمین کنند. در مقابل باتریها انرژی زیاد در کوتاه زمان را تأمین خواهند کرد.
هرچند که باتریهای یو پی اس و باتریهای استارتی ماشین هر دو دارای ولتاژی 12 ولت هستند. این باتری ها هم از نظر ظاهری و حتی کارکرد هر دو از سرب و اسید برای تولید انرژی الکتریسیته استفاده میکنند؛ اما ساختار داخلی کاملاً متفاوتی با یکدیگر دارند. تمامی سیستمهای پشتیبان برقی همچون یو پی اس با تبدیل جریان DC ذخیره شده در باتری به برق AC قادر به تأمین برق مورد نیاز دستگاه یا خودرو هستند.
در باتری خودرو نسبت به UPS تعداد Lead Plate یا همان پلیتهای سربی زیادتر است. در دست دیگر اما ضخامت آنها کمتر است و این موضوع باعث بالارفتن سطح برخورد و واکنش صفحههای الکترود باتری با الکترولیت خواهد شد. این طراحی باعث تولید جریان زیاد در مدت زمان کم میگردد که کاملاً بر خلاف طراحی یو پی اس است. UPS دارای تعداد کمتری از پلیتهای الکترود سربی بوده و همچنین حجم الکترولیت در یو پی اس نیز به مراتب بسیار بیشتر است. این موضوع باعث میشود که واکنش شیمیایی موجود در یو پی اس به زمان بیشتری برای تولید جریان احتیاج داشته باشد. نکته اینجاست که جریان تولیدی به مراتب ثابتتر و در مدت طولانیتری در دسترس شما خواهد بود.
استفاده از باتری خودرو به عنوان UPS
سؤال بسیاری از مراجعهکنندگان این است که آیا میتوان بجای برق شهری از باتری های خودرو برای شارژ یو پی اس استفاده کرد؟ اشاره کردیم که با اینکه باتری ماشین و باتری UPS هر دو از نمونه باتریهایی با ولتاژ 12 ولت هستند. تفاوت باتری UPS و باتری ماشین در ساختار طراحی و عملکرد آن میباشد. اگر بخواهیم پاسخی کوتاه به این سؤال بدهیم شما در واقع میتوانید UPS را با استفاده از باتری ماشین هم نیز روشن کنید و خروجی 220 ولت از آن داشته باشید.
با این وجود شما میتوانید انرژی مورد نظر لوازم را برای مدتی تأمین کنید. اما در حالتی که از باتری ماشین برای UPS استفاده نمایید و حتی اگر با استفاده از اینورتر خروجی باتری ماشین را به 220 تبدیل کنید ولتاژ خروجی بعد از مدتی افت خواهد داشت. افت ولتاژ در مرحله نخست در خروجی باتری و سپس در خروجی AC پیش خواهد آمد. حال مشکل اینجاست که در صورتی که UPS شما از نوع آفلاین و یا از انواع بی کیفیت باشد به قطعاً به وسایل متصل به آن آسیب خواهد رسید. در دست دیگر درصورتیکه یو پی اس شما از نمونه آنلاین باشد به دلیل افت ولتاژ باتری UPS خطا داده و قطع خواهد شد.

استفاده از باتری خودرو بجای باتری یو پی اس
علاوه بر مشکلات ایجاد شده در صورتی که بخواهید باتری معیوب یو پی اس خود را با باتری خودرو تعویض نمایید مشکلات دیگری نیز برای شما پیش خواهد آمد. استفاده از باتری ماشین بجای باتری UPS باعث گرمشدن بیش از حد باتری در زمان شارژ گیری خواهد شد. همانطور که میدانید دمای بالای باتری منجر به خرابی و البته کاهش عمر باتری خواهد شد.
در دست دیگر به دلیل استفاده مداوم و البته درجه حرارت بالا امکان نشت اسید و حتی آزاد شدن گاز هیدروژن و انفجار نیز وجود خواهد داشت. البته لازم به ذکر است که در صورتی که برای مدت زمان کوتاهی و یا به طور اورژانسی قصد راه اندازی یک دستگاه UPS را با باتری ماشین داشتید میتوانید از باتری خودرو استفاده نمایید. اما توجه نمایید که این موضوع عمر باتریهای خودرو شما را به طور چشمگیری کاهش خواهد داد.
نصب UPS
نصب ups در بسیاری از مواقع نیازمند دانش فنی است. همچون اگر ولتاژهای ضعیف باتری به صورت سری یا موازی به هم وصل شوند میتواند موجب برق گرفتگی افراد شود. نصب غیر اصولی یو پی اس باعث میشود قطعات داخلی آن نیز تحت فشار بوده و به مرور زمان کارایی خود را از دست بدهند. اما این موضوع در یو پی اس های خانگی تک فاز کمتر محتمل است و با توجه به راهنمای موجود در جعبه یو پی اس میتوانید یو پی اس خانگی خود را راه اندازی نمایید.
نکات مهم در نگهداری UPS
با توجه به بسته بودن سیستم یو پی اس اولین قدم انتخاب یک یو پی اس برند و با کیفیت است. در زمان خرید یو پی اس قطعاً بهترین انتخاب شما یک یو پی اس توان بالا است که باعث میشود UPS حداکثر توان خود را بکار نگیرد و عمر بیشتری داشته باشد. همچنین توجه داشته باشید که UPS آنلاین به دلیل اینکه بدون وقفه کار میکند ممکن است دچار فرسودگی زودتر شود.
برای نگهداری UPS بهتر است با راهنمای موجود در جعبه و یا دستورالعملهای موجود در وبسایت سازنده پیش بروید. به طور معمول در این منابع ذکر شده است که میبایست چه محدودیت دمایی را برای باتری UPS رعایت کنید.
برای مطالعه مطالب و مقالات بیشتر با ایران باتری همراه باشید.
1 دیدگاه دربارهٔ «آشنائی با منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) و کاربردهای آن»
سلام ممنون ازسایت بسیارمفیدتون خداوند نگهدارشماباشه