تفاوت بین یو پی اس بار خطی و بار غیر خطی

بارهای الکتریکی متناوب (AC) بسته به نحوه جذب جریان از شکل موج برق شهری، به عنوان بار خطی یا بار غیر خطی شناخته می‌شوند. شکل موج در ولتاژ خروجی یو پی اس می‌تواند در برگیرنده موج سینوسی، موج شبه سینوسی و موج مربعی باشد. بارهای الکتریکی نیز در سه دسته‌بندی بار القایی، بار خازنی و بار مقاومتی قرار می‌گیرند.

پیشنهاد خرید

یو پی اس kva 25-200 ماژولار اگزیم پاور

برای دیدن محصول کلیلک کنید

شکل موج (waveform) در ولتاژ خروجی انواع یو پی اس

• شکل موج سینوسی: این شکل موج برای تغذیه حساس‌ترین تجهیزات الکترونیکی نیز ایده آل است. موج سینوسی معمولاً توسط یو پی اس Line-Interactive و به خصوص یو پی اس Online تولید می‌شود. خروجی شکل موج سینوسی خالص فقط با یو پی اس آنلاین امکان‌پذیر است.

• شکل موج شبه سینوسی (پلکانی): این نوع موج تلاش می‌کند شکل موج سینوسی را شبیه‌سازی کند. می‌توان برای تغذیه سیستم‌های کامپیوتری از این نوع بار خروجی استفاده کرد. از طرفی می‌تواند در برخی از انواع بارهای خطی (موتورها، لامپ‌ها و غیره) مشکلاتی ایجاد کند. مزیت اقتصادی دارد و اگر قصد خرید یو پی اس ارزان قیمت دارید، قیمت یو پی اس شکل موج شبه سینوسی مقرون به صرفه است. این نوع موج معمولا توسط ups لاین اینتراکتیو و ups آفلاین تولید می‌شود.

• شکل موج مربعی: این شکل موج با خروجی بار ایده آل ما بسیار فاصله دارد. استفاده از آن برای تجهیزات الکتریکی حساس توصیه نمی‌شود. شکل موج مربعی توسط برخی از یو پی اس‌های آفلاین تولید می‌شود.

انواع مختلف بار الکتریکی (Load) در سیستم‌های الکتریکی

بارهای الکتریکی در یکی از دسته‌های زیر قرار می‌گیرند:

• القایی (Inductive Load): در بار القایی هنگامی که ولتاژ اعمال می‌شود، شکل موج جریان از شکل موج ولتاژ عقب می‌افتد. بارهای القایی به منظور ایجاد میدان مغناطیسی به زمان نیاز دارند و همین امر باعث عقب افتادن شکل موج جریان می‌شود. برای مثال، در ترانسفورماتور، موتور یا SMPS (منبع تغذیه حالت سوئیچ) بار الکتریکی از نوع القایی است.

• بار سلفی یا خازنی (Capacitive Load): در بار سلفی، بار الکتریکی در خازن ذخیره می‌شود. به همین دلیل و بر خلاف جریان القایی، شکل موج ولتاژ عقب نمی‌افتد و حتی نسبت به آن تقدم دارد. به عبارت دیگر، شکل موج جریان شکل موج ولتاژ را هدایت می کند. برای مثال، بار الکتریکی موجود در لامپ تصویر تلویزیون، سرور تیغه‌ای و حتی باتری در حال شارژ از نوع خازنی است.

• بار مقاومتی یا اهمی (Resistive Load): به دلیل وجود مقاومت در بار اهمی، در صورتی که مقدار ولتاژ ثابت باشد، در بین الکترون‌ها اصطکاک ایجاد شده و منجر به افت جریان خواهد شد. این اصطکاک در قالب گرما و نور بروز خواهد کرد. بخاری برقی، لامپ و توستر جزو وسایل الکتریکی با جریان مقاومتی هستند.

بار خطی

در بار خروجی از یو پی اس اگر شکل موج ولتاژ و جریان سینوسی باشند، بار از نوع خطی است. جریان در هر زمان با ولتاژ متناسب است.

مثال‌هایی از بار خطی عبارت است از: خازن‌های بهبود پاور فکتور، لامپ‌های رشته‌ای، بخاری برقی و موارد مشابه.

بار غیر خطی

اگر در بارهای خروجی از UPS جریان متناسب با ولتاژ نباشد، بار از نوع غیرخطی است. ماهیت بار غیر خطی تولید هارمونیک در شکل موج جریان است. این اعوجاج شکل موج جریان منجر به اعوجاج شکل موج ولتاژ می‌شود. در این وضعیت، شکل موج ولتاژ دیگر متناسب با جریان نیست. بارهای غیر خطی در پالس‌های کوتاه ناگهانی جریان را جذب می‌کنند. این پالس‌ها شکل موج جریان را منحرف می‌کنند که به نوبه خود باعث ایجاد هارمونیک‌هایی می‌شوند که می‌توانند منجر به مشکلاتی در جریان برق (توان) شوند. این مشکلات بر تجهیزات سیستم توزیع و بارهای متصل به آن تأثیر می‌گذارند.

مثال‌هایی از بار غیر خطی عبارت است از: کامپیوتر، پرینترهای لیزری، SMPS، رکتیفایر، PLC، بالاست الکترونیکی، یخچال، تلویزیون و غیره.

هارمونیک‌ها می‌توانند مشکلاتی مانند اعوجاج ولتاژ در برق شهری، گرم شدن بیش از حد تجهیزات، فعال شدن کلیدهای مدارشکن و روشن نشدن درایوهای سرعت متغیر ایجاد کنند.

اثرات هارمونیک در حالت خنثی

در یک سیستم سه فاز 4 سیم، مجموع جریان‌های بنیادی در هر لحظه و در حالت خنثی همیشه به صفر می‌رسد. با این حال، هارمونیک سوم هر فاز همیشه با هارمونیک های دو فاز دیگر هم فاز است. در نتیجه، به جای اینکه یکدیگر را خنثی کنند (همانطور که در مورد جریان‌های بنیادی اینچنین است)، افزودنی هستند و ممکن است منجر به مشکلات جدی در بارهای خنثی شوند. به عنوان مثال: یک سیستم سه فاز دارای بار 100 آمپر است و هر فاز دارای 30 درصد هارمونیک سوم است. جریان هارمونیکی که از بار خنثی عبور می‌کند سه برابر خواهد بود. 30 درصد از 100 یا 90 آمپر در سه برابر فرکانس جریان بنیادی (150 هرتز برای سیستم‌های 50 هرتز).

بنابراین توصیه می‌شود با توجه به بارهای خطی و بارهای غیر خطی، از مقدار خنثی با حداقل دو برابر ظرفیت بار کل سیستم استفاده شود. همچنین توصیه می‌شود حین خرید ups تا حد امکان یو پی اس/ بارهای تک فاز با نول جداگانه به جای یو پی اس/ بارهای سه فاز انتخاب کنید.