یو پی اس (UPS) با توپولوژی Passive Standby: شکل
زیر نوع یو پی اس با تکنولوژی نامبرده را نشان می دهد. همانطور که دیده می
شود اینورتر بصورت سری وصل گردیده است و به سادگی برای پشتیبانی تغذیه اصلی
کمک می کند.
وقتی ولتاژ تغذیه ورودی AC از محدوده های مشخص شده خارج شود یا قطع
گردد.اینورتر یو پی اس با استفاده از باتری فعال می گرددو تداوم تغذیه بار
را با زمان سویئچینگ خیلی کوتاه (عموماً کمتر از ۱۰ میلی ثانیه) در حالت
انرزی ذخیره شدهتضمین می کند.بار مستقیماًبه اینورتر یا از طریق سویئچ یو
پی اس که می تواند الکترونیک یا الکترومکانیکی باشد منتقل می شود.
یو پی اس برای مدت زمان پشتیبانی روی تغذیه باتری به کار ادامه می
دهد،زمانی کهولتاژ تغذیه ورودی AC به محدوده های مشخص شده تبدیل یا وصل می
گردد، یو پی اس به حالت عادی خود بر می گردد.
مزایای این نوع یو پی اس عبارتند از:
- طراحی ساده
- قیمت پایین
- اندازه کوچک
معایب آن عبارتند از :
- عدم ایزولاسیون واقعی بار از سیستم توزیع برق اصلی
- زمان سویئچینگ زیاد
- عدم تنظیم ولتاژ و فرکانس خروجی
- عدم تنظیم فرکانس خروجی که به تغذیه اصلی ورودی AC بستگی دارد.
این نوع یو پی اس در بازار اغلب به یو پی اس نوع Off-Line معروف شده است.
بنابرین این نوع توپولوژی فقط برای نرخ های توان پایین (کمتر از
۶KVA)استفاده می گردد.برای تبدیل و تغییر فرکانس نمی تواند استفاده گردد.
————————————– پروژه شبیه سازی UPS در سیمولینک متلب ——————————-
- یو پی اس با توپولوژی Line-interactive:
شکل زیر یو پی اس با توپولوژی Line-interactive را نشان می دهد . در این
توپولوژی اینورتر به صورت موازی وصل شده است وبا منبع تغذیه پشتیبان عمل می
کند و نیز باتری را شارز می کند .
استاندارد ها برای این نوع یو پی اس سه حالت عملکرد را تعریف می کند.- حالت عادی:
بار با تغذیه اصلی محدود شده و از طریق اتصال موازی اینورتر یو پی اس با تغذیه AC اصلی تغذیه می گردد. فرکانس خروجی به فرکانس ورودی اصلی AC وابسته است. - حالت انرزی ذخیره:
وقتی که ولتاژ تغذیه ورودی AC از محدوده های از قبل تنظیم شده یو پی اس خارج شود یا قطع گردد،اینورترو باتری تداوم تغذیه بار را حفظ می کند.سویئچ(برای مثال یک سویئچ استاتیک)تغذیه ورودی AC را برای پرهیز از تغذیه برگشتی از اینورتر قطع می کند. ups برای مدت زمان انرژی ذخیره شده در این حالت کار می کند تا زمانیکه تغذیه ورودی AC وصل یا به محدوده های طراحی UPS باز گردد که در این حالت UPS به حالت عادی عملکرد خود باز می گردد . - حالت بای پس:
ایننوع حالت UPS می تواند شامل یک مسیر بای پس نگهداری باشد.در هنگام بروز عیب داخلی در UPS بار میتواند مستقیماًاز طریق این مسیر بای پس به ورودی های بای پس وصل شود.
- حالت عادی:
- ups با توپولوژی Double Conversion: شکل
زیر UPS یو پی اس با توپولوژی Double Conversion را نشان می دهد. اینورتر
به صورت سری در بین ورودی AC و بار وصل شده است. تغذیه بار به صورت پیوسته
از طریق اینورتر ادامه می یابد. استانداردها برای این نوع یو پی اس UPS نیز
سه حالت عملکرد را تعریف می کنند.
- حالت عادی:
به طور پیوسته از ظریق ترکیب یکسوسازی/شارژر-اینورتر که تبدیل دوگانه AC-DC-AC را انجام می دهند. تغذیه می گردد که از ااینجا دلیل نامگذاری آن نیز مشخص می گردد. - حالت انرژی ذخیره:
وقتی که ولتاژ ورودی AC از محدوده های از قبل تنظیم شده یو پی اس UPS خارج یا قطع گردد، اینورتر و باتری برای پشتیبانی تغذیه بار به کار ادامه می دهد. در این حالت یو پی اس UPS برای مدت زمان انرژی ذخیره شده به کار ادامه می دهد و یا تا زمانیکه تغذیه ورودی AC به محدوده های از قبل تنظیم شده یو پی اس UPS بازگردد که در این صورت به حالت عادی خود برمی گردد. - حالت بای پس:
این نوع یو پی اس (UPS) عموماً به یک مسیریابی بای پس استاتیک (اغلب به نام یک سوئیچ استاتیک) تجهیز می شود. اگر این بای پس استاتیک در یو پی اس وجود داشته باشد، از این طریق بار می تواند بدون قطعی تحت شرایطی به طریق زیر به بای پس AC منتقل شود:- عیب داخلی یو پی اس (UPS)
- ناپایداری های جریان بار
- اضافه بار ها
- اتمام زمان پشتیبانی باتری
به هر حال وجود یک بای پس دلالت به این دارد که فرکانس های ورودی و خروجی بایستی معادل باشند و اینکه باید ترانسفورماتور در بای پس نصب شود، در حالیکه ولتاژهای ورودی و خروجی یکسان نباشند. یو پی اس (UPS) با منبع تغذیه AC بای پس برای تضمین انتقال بار بدون قطعی تغذیه همزمان گردد. لازم به ذکر است که مدار دیگری به نام بای پس نگهداری معمولا برای تضمین انتقال بار بدون قطعی تغذیه همزمان گردد. لازم به ذکر است که مدار دیگری به نام بای پس نگهداری معمولا برای تضمین انتقال بار بدون قطعی تغذیه برای هدف نگهداری یو پی اس (UPS) ارائه می شود. عملکرد آن توسط یک سوئیچ دستی انجام می گیرد.
- حالت عادی:
- مزایا:
- حفاظت پیوسته بار از طریق اینورتر فراهم می شود، خواه تغذیه بار از ورودی AC یا از باتری نشئت گرفته باشد.
- ایزولاسیون بار از سیستم توزیع برق که نتیجه انتقال هرگونه نوسانات مانند جهش های جریان و ولتاژ اضافه به طرف بار را حذف می کنند.
- محدوده های وسیع ولتاژ ورودی و تنظیم دقیق ولتاژ خروجی
- تنظیم دقیق فرکانس ورودی و امکان عملکرد یو پی اس UPS به عنوان مبدل فرکانس (اگر برای این منظور پیکر بندی شود) با غیر فعال کردن سوئیچ استاتیک
- سطوح کارایی خیلی عالی تحت شرایط حالت گذار و حالت دائم
- انتقال آنی به حالت انرژی ذخیره شده در هنگام بروز خرابی در منبع تغذیه AC
- انتقال بدون وقفه به حالت بای پس
عیب این نوع یو پی اس UPS ها قیمت بالای آن هاست که با وجود مزایای زیاد آن ها جبران می شود. کاملترین توپولوژی به منظور حفاظت بار ، امکانات تنظیم و سطوح کارایی بالا همین نوع توپولوژی Double Conversion می باشد که در بازار به تکنولوژی آنلاین معروف است. این نوع توپولوژی عملکرد بدون وقفه در طی انتقال های بار از حالت نرمال به حالت بای پس و به عکس را ممکن می سازد که این کار با استفاده از سوئیچ استاتیک انجام می شود. این نوع یو پی اس UPS همچنین، عدم وابستگی کامل ولتاژ و فرکانس خروجی را به ولتاژ و فرکانس ورودی تضمین می کنند. به واسطه مزایای زیاد اینگونه یو پی اس UPS ها، اغلب برای حفاظت بارهای بحرانی و کاربرد های حساس با نرخ های توان بالاتر از ۱۰KVA استفاده می شود.
