أنواع UPS وكيفية عملها: نظرة عامة شاملة

الهيكل التخطيطي لجهاز UPS المستقل عن الجهد (USV VI)

"عبر الإنترنت"، "التحويل المزدوج"، "التشغيل المستمر" أو "التحويل المزدوج"

الصف 1: VFI (Vالجهد و Frequency I(مستقل عن مصدر التيار الكهربائي، والجهد والتردد مستقلان عن مصدر التيار الكهربائي)

في جهاز UPS من هذه الفئة، يتم توصيل الإدخال مباشرة إلى مقوم (GR) الذي يزود البطاريات. يتم توفير الإخراج حصريًا بواسطة العاكس (WR)، والذي في التشغيل العادي، أي عندما يكون هناك جهد رئيسي عند مدخل UPS، يسحب الطاقة اللازمة من المقوم ويتم توفيرها عبر نظام البطارية (المراكم) في حالة فشل التيار الكهربائي.

على أية حال - وبغض النظر عن جودة جهد الإدخال - يتم توليد الجهد المتناوب عند الإخراج من الجهد المباشر لما يسمى بالدائرة الوسيطة عبر عاكس اتجاهي. ولزيادة أمان الإمداد، يحتوي جهاز UPS VFI على ما يسمى بدائرة الالتفافية، والتي يتم توصيلها بالتوازي مع مجموعة المقوم/العاكس. في حالة حدوث زيادة في الأحمال على مخرج UPS أو حدوث عطل داخلي في فرع المقوم/العاكس، يتم تحويل المستهلك المتصل إلى فرع التجاوز هذا "بدون انقطاع" وبالتالي يستمر إمداده بالتيار. نظرًا لأن المقومات والعاكسات محملة باستمرار بتيار التشغيل الكامل، فيجب أن تكون ذات جودة عالية بشكل خاص، مما يجعل هذا النوع من البناء هو الأكثر تكلفة. بالإضافة إلى ذلك، تحدث الخسائر في كل من اتجاهي التيار المباشر والمتناوب، مما يقلل من الكفاءة.

تشير أوصاف منتجات أنظمة UPS عادةً إلى الكفاءة عند التحميل الكامل. ومع ذلك، بما أن معظم أجهزة UPS لا يتم استخدامها بكامل طاقتها، فإن الكفاءات المنخفضة عمومًا عند التحميل الجزئي تعتبر ضرورية للحساب الصحيح لاستهلاك الطاقة والتكاليف. يمكن الآن اعتبار كفاءة تزيد عن 95% عند الحمل الكامل معيارًا لنظام UPS VFI.

بالإضافة إلى الحماية من عواقب انقطاع التيار الكهربائي وانخفاض الجهد وزيادة الجهد، يوفر جهاز UPS VFI أيضًا الحماية من تقلبات التردد والتوافقيات. كما أنها توفر حماية متقطعة ضد ضربات الصواعق وتشوهات الجهد (الانفجارات). يتم استخدام وحدات UPS VFI بشكل مفضل في التطبيقات التي لديها معايير عالية لوقت التوقف المحتمل، مثل: ب. في مصدر الطاقة لمركز البيانات.

تجدر الإشارة إلى أن أجهزة UPS VFI تتمتع بأعلى استهلاك ذاتي مقارنة بأجهزة UPS VFD أو VI. بينما على سبيل المثال على سبيل المثال، بينما يتطلب UPS 650 VA VFD حوالي 5 وات عند الخمول (بدون أحمال متصلة)، ويتطلب UPS 850 VA VI حوالي 15 وات، يتطلب UPS VFI طاقة أكبر بكثير حتى عند الخمول (القاعدة العامة هي أنه يتطلب حوالي 10% من طاقته المقدرة، أي أن UPS 850 VA VFI يتطلب حوالي 85 وات من طاقته الخاصة عند الخمول).

الهيكل التخطيطي لجهاز UPS المستقل عن الجهد (USV VI)

"التفاعل الخطي"، "التفاعل الشبكي"، "التحويل الفردي"، "تحويل دلتا" أو "عملية المتابعة النشطة"

الصف الثاني: السادس (Voltage I(غير مستقل عن مصدر التيار الكهربائي، الجهد مستقل عن التيار الكهربائي)

في جهاز UPS من هذه الفئة، يتم استخدام العاكس ثنائي الاتجاه كمكون مركزي. اعتمادًا على المتطلبات، فإنه يولد الجهد المباشر لشحن البطاريات من الجهد المتناوب عند الإدخال أو الجهد المتناوب عند الإخراج من الجهد المباشر للبطاريات.

نظرًا لأن المحول يحد أيضًا بشكل مستمر من مستوى الجهد عند الخرج، فإن هذا مستقل إلى حد كبير عن مستوى الجهد عند الإدخال. ومع ذلك، إذا تم تطبيق جهد على المدخل، فإن تردده يحدد تردد الجهد عند المخرج. يعتبر وقت التبديل في حالة انقطاع الطاقة أقصر من وقت التبديل في حالة UPS ذات التردد المتغير ويتراوح ما بين 2 إلى 4 مللي ثانية تقريبًا. يتم التحويل إلى تشغيل التيار الكهربائي بعد الاسترداد دون أي تأخير زمني. يكون جهد الدخل متزامنًا مع جهد الخرج.

لا توفر أجهزة VI-UPS الحماية من عواقب انقطاع التيار الكهربائي فحسب، بل تحمي أيضًا من انخفاض الجهد وزيادة الجهد.

الهيكل التخطيطي لجهاز UPS المعتمد على الجهد والتردد – VFD

"غير متصل" أو "في وضع الاستعداد" أو "سلبي"

الصف 3: محرك التردد المتغير (Vالجهد و Frequency Dيعتمد على مصدر التيار الكهربائي، والجهد والتردد يعتمدان على مصدر التيار الكهربائي)

يقوم جهاز UPS من هذه الفئة بنقل الطاقة مباشرة من المدخل إلى المخرج أثناء التشغيل العادي. بالإضافة إلى ذلك، يوفر الإدخال مقومًا لشحن البطاريات. في حالة فشل مصدر التيار الكهربائي، يتم تحويل الإخراج إلى عاكس يعمل بالبطاريات.

اعتمادًا على النموذج، يحدث التبديل مع تأخير يصل إلى 10 مللي ثانية (ms). بالإضافة إلى ذلك، ووفقًا لـ EN 62040-3، يتم تعويض تقلبات الجهد أقل من 16 مللي ثانية وذروة الجهد بين 4 و16 مللي ثانية. بالنسبة لبعض الأجهزة الحساسة للغاية، قد تكون هذه المدة طويلة جدًا بالفعل. في التشغيل العادي، يعتمد مستوى وتردد جهد الإخراج بشكل مباشر على جهد الإدخال.