سیستمهای برق اضطراری (UPS) بهعنوان دستگاههای پیچیدهای که وظیفه تضمین برق پاک و زمان کار مداوم برای بارهای بحرانی را دارند، از چندین جزء مهم تشکیل شدهاند. این قطعات نقش حیاتی در حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان سیستم دارند. با درک نحوه عملکرد این عناصر کلیدی، می توانید مشکلات احتمالی را شناسایی کرده و خطر خرابی سیستم را به حداقل برسانید. باتری یو پی اس به عنوان قلب دستگاه یو پی اس مهمترین جزء این سیستم ضروری به شمار میرود.
اجزای تشکیل دهنده دستگاه یو پی اس
قبلا در مقاله دیگری تحت عنوان «اجزای اصلی دستگاه ups» به صورت مختصر سه جزء اصلی یو پی اس را شرح دادیم. اکنون، بیایید عمیقتر به هر مؤلفه بپردازیم و نقش آنها را در حفظ و تامین انرژی بدون وقفه و قابل اعتماد بررسی کنیم.
باتری یو پی اس
به غیر از مدار اصلی یو پی اس، دیگر مؤلفه اصلی آن باتری است که انرژی لازم را برای استفاده وسیلهای که تحت پوشش یو پی اس قرار میگیرد فراهم میسازد. اندازه باتری برای تعیین اندازه ups از هر چیز دیگری مهمتر است. همچنین اندازه باتری متناسب با انرژی ذخیره شده در ups و بنابراین زمانی است که یو پی اس میتواند یکبار مشخص را تحت پوشش قرار دهد. اکثر باتریهایی که در ups استفاده میشوند مشابه باتریهایی هستند که در اتومبیلها مورد استفاده قرار میگیرند. یعنی باتریهای سربی – اسیدی 12 ولت؛ اگرچه تفاوتهای مهمی نیز وجود دارد.
باتریهای اتومبیل نیروی الکتریسیته را با استفاده از واکنش اسیدسولفوریک بر روی صفحات سربی که در مایع معلق است تولید میکنند، به همین دلیل به آنها باتریهای ” معلق در مایع” میگویند. این قبیل باتریها برای استفاده در یو پی اس مناسب نیستند؛ زیرا این امکان وجود دارد که اسید از محفظه باتری به بیرون نشت کند و همچنین هنگام شارژ باتری ممکن است گاز هیدروژن قابلاشتعال تولید شود که در یک محیط بسته میتواند خطرناک باشد.
باتری یو پی اس AGM
به همین خاطر، باتریهای یو پی اس از نوع مخصوصی هستند: باتریهای سربی – اسیدی با دریچه تنظیم شده. این باتریها که باتری AGM نام دارند، برای جلوگیری از هرگونه احتمال فرار هیدروژن یا نشتی اسید، کاملاً بسته شدهاند. برای کاهش بیشتر احتمال نشتی، اسید با لایههایی از نمد یا فیبر پوشانده شده است که آن را سر جای خود نگاه دارد. این باتریها مزایای بسیاری نسبت به باتریهای سنتی معلق در مایع دارند. ازجمله اینکه بهراحتی میتوان آنها را در مسافتهای طولانی حملونقل کرد؛ زیرا در مقابل نشتی محافظت شدهاند درحالیکه باتریهای سنتی معلق در مایع بهعنوان یک ماده خطرناک و ریسکپذیر در نظر گرفته میشوند.
برخی از ویژگیهای باتری ups در مقایسه با سایر باتریها
تنها نکته منفی باتریهای ups این است که قیمت آنها در ظرفیتهای مشابه دو یا سه برابر از باتریهای معمولی بیشتر است. تمام باتریها برحسب ولتاژ نامی (برحسب ولت) و ظرفیتشان (برحسب آمپر – ساعت) طبقهبندی میشوند. یک آمپر – ساعت معرف مقدار انرژی لازم برای فراهمکردن یک آمپر جریان در زمان یک ساعت با ولتاژ معین است. مقدار آمپر – ساعت بیشتر معرف ظرفیت بیشتر باتری است. (در بروشور اکثر یو پی اسها درمورد ظرفیت آمپر – ساعت باتری مستقیماً بحث نشده است؛ ولی ممکن است در برگه مشخصات آن، اطلاعات دقیقتری درمورد آن یافت شود).
بنابراین، بهعنوانمثال یک باتری 17 آمپر – ساعت 12 ولت میتواند یک بار17 آمپری و 12 ولتی را به مدت یک ساعت و یا یک بار یک آمپری 12 ولتی را به مدت 17 ساعت پوشش دهد (تئوری). ولی درعمل، ظرفیت یک باتری به این بستگی دارد که شما با چه سرعتی از آن جریان بکشید. بنابراین، بیان اینکه ظرفیت یک باتری، مقدار آمپر- ساعت مشخصی است به این معنا است که آن ظرفیت با نرخ تخلیه مشخصی اندازه گیری شده است.
مثلاً باتری که ظرفیتش 20 آمپر – ساعت است اگر با نرخ یک آمپر در هر ساعت تخلیه شود، اگر همان باتری با نرخ 5 آمپر در ساعت تخلیه شود ممکن است ظرفیت آن فقط 18 آمپر – ساعت باشد. معنای این حرف آن است که بار یک آمپری برای 20 ساعت ولی بار پنج آمپری تنها برای 3 ساعت (و نه 4 ساعت) تحت پوشش واقع میشوند. این یک نکته مهم در مورد زمان پشتیبانی است.
نکته:
بعضی از upsها دارای مجموعه باتریهای قابلگسترش هستند که اگر بار مجموعه اضافه شد بسیار سودمند است. شما میتوانید با استفاده از یک کانکتور مخصوص روی ups و قابلیت اضافهکردن یک یا چند مجموعه باتری که توسط فروشنده ارائه میشود به ظرفیت باتریهای خود اضافه کنید.
شرایط نگهداری باتری ups
ازآنجاییکه عملکرد باتری بر روی واکنشهای شیمیایی استوار است تمام باتریها بالاخره از کار خواهند افتاد. بسیاری از یو پی اسهای خوب این شرایط را با اندازهگیری ولتاژ باتری که در حال شارژ است درک میکنند، بعضی دیگر از یو پی اسها این شرایط را زمانی که در حال تستکردن خود هستند متوجه میشوند. در طی زمان، ولتاژ باتری و همچنین ظرفیت آن، زمانی که پر است کاهش مییابد و توانایی آن برای حفاظت از وسایل شما کم میشود. خوشبختانه بیشتر upsهای جدید دارای باتریهای قابلتعویض توسط مصرفکننده، زمانی که یو پی اس مشغول کار است هستند. (باتریهای قابلتعویض)
هرچه شما بهتر از باتری مراقبت کنید، عمر آن افزایش مییابد. باتریهای سربی – اسیدی را بهتر است که پر نگاهداریم و آنها را تا جایی که ممکن است دیربهدیر پر و خالی کنیم. در شرایط عادی استفاده از یک ups، باتری توسط شارژر داخلی پر نگاهداشته میشود و ظرفیت باتری بندرت کاهش مییابد که این برای افزایش عمر باتری ایدهآل است.
مهم است که وقتی شما از ups با انرژی باتری استفاده میکنید و علامت هشدار مبنی بر اینکه باتری تقریباً خالی شده است را دریافت میدارید به آن علامت توجه کنید و باتری را در حداقل زمان ممکن دوباره شارژ کنید. معمولاً یک ups باتری خود را به طور کامل تخلیه نمیکند؛ زیرا در این صورت عمر باتری کاهش خواهد یافت.
شرایط دمایی باتری اتوموبیل و ups
هرگز توجه کردهاید که اگر اتومبیل شما روشن نشود معمولاً در یک صبح سرد زمستانی خواهد بود؟ علت این امر جدا از مکانیزمهای اتومبیل که احتمالاً در اثر سرما تنبل شدهاند این است که ظرفیت باتری و همچنین ولتاژ، هر دو در اثر سرما کاهش مییابند. یو پی اس شما باید در دمای اتاق استفاده و نگاهداری شود. اگر ups در جای سردی نگاهداری میشده است قبل از استفاده از آن به مدت 24 ساعت آن را در دمای اتاق قرار دهید تا از نظر دمایی با محیط به تطابق برسد.
توجه:
به مشخصات ups دقت کنید. هرگز یو پی اس و باتری را در دمایی کمتر از آنچه سازنده تعیین کرده است قرار ندهید بخصوص اگر باتری خالی باشد؛ زیرا ممکن است خراب شود.
بهعنوان آخرین مطلب، بهخاطر داشته باشید که وقتی یک ups نو را برای اولینبار به برق میزنید، چند ساعت طول میکشد تا باتری آن شارژ شود. در این مدت یو پی اس احتمالاً مشکلات برق شهر را برطرف میکند؛ ولی اگر برق برود ممکن است با مشکل مواجه شویم.
اخطار:
باتریهای سربی – اسیدی خطرناک هستند، حتی آنهایی که پوششدار باشند، هنگام استفاده از آنها به نکات زیر توجه کنید:
باتری را در معرض شوکهای فیزیکی قرار ندهید. به آنها نباید ضربه شدید وارد نمود یا از جایی پرت کرد؛ زیرا ممکن است باعث نشتی و خرابی گردد.
به دلیل وجود مواد شیمیایی خطرناک، این باتریها باید به طرز مناسبی بازیافت شوند. آنها را در سطلهای زباله خانگی نیندازید.
هرگز هیچ باتری را در آتش نیندازید؛ زیرا احتمال انفجار وجود دارد.
اتصال کوتاه یک باتری با وصل کردن مستقیم دو ترمینال آن به یکدیگر درحالیکه هیچ باری از آن گرفته نشده است ممکن است باعث افزایش میزان گرما و حتی انفجار شود. همیشه از پوششهای پلاستیکی برای پوشاندن قطبهای باتری در هنگام کار با آن، استفاده کنید. دقت کنید که چیزهایی مانند جواهرآلات و یا هر چیزی که بتواند به طور همزمان با دو قطب باتری اتصال برقرار کند کنار باتری جا نگذارید، اگر فلزات مستقیماً باهر دو قطب باتری تماس حاصل کنند، حرارت حاصله ممکن است باعث ذوب آن فلز شود و آن را به کانکتور باتری بچسباند و دیگر قابلبرداشتن از قطب باتری نباشد که این امر باعث بهوجودآمدن یک شرایط خطرناک میگردد.
کابل برق
میخواهیم درمورد سیم برق صحبت کنیم. چه چیزی برای صحبت در این مورد وجود دارد؟ خب، باید گفت که درمورد یو پی اس کوچک، سیم برق موضوع نگران کنندهای نیست، اگرچه برای upsهای بزرگ، این موضوعی است که باید به آن توجه شود.
برای یو پی اسهای بالاتر از 3 کیلو ولت- آمپر (برای افزایش زمان کار یو پی اس و همچنین اتصال تجهیزات بیشتر) شما باید یک مدار مخصوص با ظرفیت بالا را تدارک ببینید. این مدارهای با آمپراژ بالا از سیمهای ضخیمتری (که مقاومت کمتری دارند) استفاده میکنند تا اجازه عبور جریان بیشتری را با امنیت کامل بدهند. برای تشخیص upsهایی با ظرفیت بالا از نوع معمولی آن، معمولاً شکلهای مختلف دوشاخهها مورد استفاده قرار میگیرد. درواقع خروجیها و دوشاخههای مختلفی برای ترکیبهای گوناگون ولتاژ و جریان بکار میرود. معمولاً خروجیهای مربوط به upsهای ظرفیت بالا به صورت سوکتهای twist-Lock هستند. (هنگام چرخاندن قفل میشوند و دیگر دوشاخه از داخل آنها بیرون نمیآید). برای خروجیهای 3kva و کمتر، در ایران یا کمیته بینالمللی استانداردهای الکترونیک IEC از خروجیهای IEC-320 که زیبا، کوچک و کارا هستند میتوان استفاده نمود.
یک نکته ریز خودمانی
ببخشید ولی این موضوع تا حدودی ایرانی است که من کاملاً با آن آشنا هستم. مطمئنم که دوستان بینالمللی من میتوانند این مفاهیم را برای مدلهای خودشان عمومیت ببخشند و استاندارد نمایند. خروجیهای استاندارد در ایران برای ماکزیمم 250 ولت و 15 آمپر طراحی شدهاند. از ضرب کردن این دو مقدار عدد 3750 ولت – آمپرحاصل میشود که به لحاظ تئوری، ماکزیمم اندازه قدرت upsای است که یک خروجی میتواند تحمل کند. ولی در عمل چون ولتاژ معمولاً 220 ولت است، حد نهایی این پریز 3300 ولت – آمپرخواهد بود.
IEC 320-C13
نتیجه این بحث بسیار ساده است. مطمئن شوید که مشخصات سیم برق ups را چک کردهاید (بخصوص درمدلهای بزرگ) تا وقتی که ups را به برق وصل میکنید از سورپرایزهای ناخوشایند جلوگیری کرده باشید!
خروجیها
خروجیها عبارت از پریزهایی هستند که وسایلی که قرار است توسط ups مورد حفاظت قرار گیرند به آنها وصل میشوند. تعداد پریزهای خروجی ups عمدتاً به قدرت و همچنین قیمت آن بستگی دارد. معمولاً ups ارزان قیمت خروجیهای کمتری دارد.
Upsهای بزرگتر و گرانتر معمولاً میتوانند 6 خروجی و یا بیشتر داشته باشند. انرژی خروجیها توسط کلید اصلی ups کنترل میشود.
اکثرا یو پی اس ارزان قیمت خروجیهایی نظیر پریزهای برق شهر دارند که میتوانند وسایل استاندارد را پوشش دهند. ولی upsهای بزرگتر دارای خروجیهای غیراستاندارد برای اتصال وسایلی هستند که جریان بیشتری میکشند (بخش بحث در باره کابل برق ups را ببینید). برخی از یوپیاسهای بهتر ساختار قابل تنظیمی برای خروجیهایشان دارند و با جابهجایی یک صفحه یا قسمت دیگری از ups میتوان نوعی از خروجی را به نوع دیگری تبدیل کرد.
بعضی از وسایل هستند که همراه کامپیوتر استفاده میشوند؛ اما نیازی به حفاظت توسط ups ندارند بهعنوانمثال هیچ نیازی به اتصال پرینتر، اسکنر و دیگر تجهیزات خارجی به ups نیست. پرینترهای لیزری بهتنهایی انرژی زیادی مصرف میکنند و هرگز نباید به یو پی اسی کمتر از 1400 ولتآمپر وصل گردند. وصل کردن وسایل جانبی غیرضروری به ups فقط اندازه قدرت موردنیاز برای ups را بالا میبرد وزمان مفید عملکرد تجهیزات مورد نیازتان را کاهش خواهد داد. ازآنجاییکه این وسایل نیاز به حفاظت در قبال پارازیت خط و ولتاژهای اضافی دارند، بهناچار نیازمند محدودکنندههای ولتاژ برای خودشان هستند که اسباب دردسر را فراهم میسازد. به همین دلیل بسیاری از upsها دارای خروجیهای فرعی هستند. سیمکشی این خروجیها به گونه ایست که فیلترشده و مقید شدهاند؛ ولی توسط اینورتر و باتری تغذیه نمیشوند.
Upsهای پیشرفتهتر شامل حفاظت (فیلتر و محدودکننده ولتاژهای گذرا) برای مودم و اتصالات شبکهای نیز هستند و کابل RS232 که یک وسیله ارتباطی استاندارد است وظیفه تبادل اطلاعات به کامپیوتر را به عهده دارد.
نشانگرهای وضعیت
اکثر upsها دارای انواع مختلفی از نشانگرها هستند که وضعیت ups را در هر لحظه نشان میدهند. این نشانگرها معمولاً به دودسته تقسیم میشوند:
نشانگرهای دیداری (معمولاً LED) که وضعیت عمومی ups مانند شرایط بروز مشکل را نشان میدهند. نشانگرهای شنیداری که بعضاً به آنها «آلارم» گفته میشود و مشخصاً برای جلبتوجه به مشکلات پیشآمده بکار میروند. تعداد دقیق و نوع این نشانگرها برای مدلهای مختلف ups متفاوت است. مدلهای گرانتر معمولاً تعداد بیشتری از هر نوع نشانگر دارند. همیشه دفترچه راهنمای دستگاه را برای جزئیات بیشتر مطالعه کنید.
نشانگرهای متداولی که معمولاً در یک یو پی اس میبینید به شرح زیر هستند:
نشانگر فرعی (By pass):
یک LED است که وقتی دستگاه در حالت Bypass عمل میکند روشن است. برای یک standby ups یا Line-interactive ups ، این چراغ در حالت عادی ups روشن است.
Inverter:
یک LED است که وقتی اینورتر کارمی کند، روشن است. در این حالت LED مربوط به Bypass خاموش است.
اضافهبار:
این نشانگر در حالتی روشن است که شما وسایلی بیش از آنچه که ups توانایی راهاندازی آنها را دارد به آن وصل کرده باشید. در این حالت شما یا باید قدرت UPS را افزایش دهید یا باید از بار آن کم کنید.
خطای عمومی:
یک LED است که وقتی خطایی در کار یو پی اس پیش میآید روشن میشود. در بیشتر upsها LED مربوط به خطا در ترکیبی با LEDهای دیگر روشن میشود. شما باید درهرحالت خطای پیشآمده، به دفترچه راهنما مراجعه کنید تا معنای نشانگرهای روشن را بفهمید. در جدول زیر یک وضعیت نمایشی استاندارد که اکثر کمپانیهای بزرگ دنیا برای نمایش وضعیت UPS از آن استفاده میکنند و بر پایه روشنشدن نشانگرهای LED قرار دارد نمایشدادهشده است.
وضعیت باتری:
بسیاری از upsهای بزرگ و گران دارای ردیفی از LEDها هستند که نمایانگر میزان شارژ باتری هستند. مثلاً بعضی مدلها دارای یک نوار عمودی شامل 5 نشانگر LED میباشد که وقتی تمامی آنها روشن است یعنی شارژ باتری کامل است وزمانی که 4 عدد ازآنها روشن است یعنی باتری 80% شارژ دارد. این خاصیت، برای زمانی که برق به مدت طولانی قطع است مفید حاصل میشود.
وضعیت بار:
مشابه حالت قبل، بعضی از upsها دارای نواری از نشانگرهای LED هستند که به طور تقریبی نشان میدهند چه درصدی از ماکزیمم بار مجاز، به ups وصل است. این خاصیت زمانی استفاده میشود که بخواهیم وسایل دیگری را به ups وصل کنیم که باتوجهبه وضعیت نشانگرها میتوانیم مقدار آن بار را تخمین بزنیم.
توجه:
بعضی از upsها نوار LED را عمداً به شکل ریلهای متقاطع و یا الگوهایی مانند چادر و خیمه در نظر میگیرند تا اگر دستگاه پس از قطع برق در اثر ضعیفبودن باتری خاموش شد متوجه شویم. دفترچه راهنمای دستگاه را مطالعه نمایید. هرگونه روشنشدن یا چشمکزدن LEDهای روی پانل دستگاه که در دفترچه راهنما به آن اشاره نشده باشد ممکن است نشانگر یک مشکل در ups باشد. در این صورت حتماً با بخش فنی شرکت سازنده ups تماس بگیرید.
کنترل و پایش نرمافزار و سختافزار:
یکی از سودمندترین تجهیزات مدلهای جدید یو پی اس، امکان کنترل و پایش نرمافزاری است که برای شما امکان کنترل عملکرد ups را با دادن اطلاعات وسیع در مورد وضعیت کاری ups فراهم میکند. تا همین اواخر، شما مجبور بودید یک ups بسیار گرانقیمت را جهت برخورداری از این امکانات خریداری نمایید. اکنون حتی یو پی اس ارزان قیمت نیز تا حدودی امکان کنترل دستگاه را به شما میدهد (اگرچه سختافزار و نرمافزار موردنیاز ممکن است بهصورت یک امکان اضافه برای دستگاه در نظر گرفته شده باشد.). البته سیستمهای گرانتر، امکانات بیشتری برای کنترل دارند و بطریق اولی، دارای نرمافزار پیچیدهتری نیز هستند.
بخش سختافزار معمولاً به شکل یک کابل مخصوص است که از یک خروجی مخصوص در قسمت عقب یو پی اس با یک رابط به کامپیوتر وصل میشود. به طور سنتی یک پورت سریالی برای این کار در نظر گرفته میشود؛ ولی بعضی از دستگاههای جدید از پورت USB نیز میتوانند استفاده کنند و یا حتی این اتصال مستقیماً ازطریق یک شبکه صورت گیرد.
نرمافزار کنترلی
این شکل قسمت اصلی صفحه، نمونه یک نرمافزار کنترلی را نشان میدهد. نمودارهای میلهای به طور خلاصه وضعیت باتری، ولتاژ خط و میزان بار بر روی ups رانشان میدهند. بقیه اطلاعات نیز در سمت چپ نشاندادهشده است.
نرمافزار استفاده شده برای کنترل ups با تغییر سازنده و مدل ups تغییرمی کند؛ ولی معمولاً نوع اطلاعات آنها را میتوان بهصورت زیر طبقهبندی کرد:
وضعیت: نرمافزار، جزئیات مختلفی درمورد وضعیت جاری ups ، مانند بار، وضعیت شارژ باتری، دمای یو پی اس و مشخصات الکتریکی مربوط به انرژی ورودی و خروجی آن را میدهد.
واقعهنگاری: نرمافزار، رکورد وقایع مختلفی که در ups اتفاق افتاده است از قبیل اینکه اگر ups خودش را تست کرده باشد، قطعی برق و نظایر آن را نگاهداری میکند. این قضیه امکان فهمیدن اینکه برق چند بار رفته است و هر بار برای چه مدت، فراهم میسازد.
تشخیص عیب: برنامه نرمافزاری به شما این امکان را میدهد که تستهای مختلفی را بر روی ups انجام دهید و یا آن را راهاندازی نمایید.
هشدارهای کامپیوتر: نرمافزار بهگونهای قابل ساماندهی است که علائم هشداردهندهای را زمانی که مشکلی پیش آمد و یا مثلاً ups بر روی باتری منتقل شد برای کامپیوتری که به آن متصل است و یا برای کامپیوتر دیگری بر روی شبکه بفرستد.
خاموششدن اتوماتیک: احتمالاً از مهمترین و مفیدترین قابلیتها بر روی این دسته از نرمافزارها است.
کلید اصلی (Main Power Switch):
اکثرupsها یک کلید اصلی برای روشن و خاموششدن دارند. برخی از آنها بهخاطر اطمینان بیشتر کلید مستقلی روی قسمت جلوی دستگاه برای خاموشکردن آن دارند که سیگنالی را برای واحد کنترل یو پی اس ارسال میدارد و به آن فرمان روشنشدن و یا خاموششدن میدهد.
در مدلهای تک کلیدی، با فشار این دکمه بارهای روی یو پی اس، گذارده و یا برداشته میشوند. اگر شما دکمه خاموششدن ups را فشار دهید وسیلهای که انرژی خود را از یو پی اس دریافت میکند بلافاصله خاموش خواهد شد.
تک کلیدی
دومین نکتهای که باید بهخاطر داشته باشیم این است که این کلید نباید در جایی قرار داشته باشد که بتواند بهصورت تصادفی فشرده شود. تعداد زیادی از upsها مشاهده شده است که محل قرارگیری کلید اصلی در آن بهگونهای است که بهراحتی میتواند بهصورت اتفاقی و غیرعمد فشرده شود. اگر این اتفاق بیفتد دستگاه شما خاموش خواهد شد و شانس استفاده از یو پی اس از آن سلب خواهد گردید. یک طراحی بهتر آن است که یک کلید مستقل با 2 یا 3 ثانیه تأخیر و اخطار صوتی برای خاموششدن ups داشته باشیم یا اینکه آن را با یک پوشش محافظت کنیم. شما ممکن است خودتان برای حفاظت کلید اصلی کارهایی را انجام دهید (اگر یک ups تک کلیدی خریداری کنید) هرچند که این کارها ممکن است ظاهر یو پی اس را زشت کند.
بالاخره در بعضی از upsهای تک کلیدی که به برق وصل نیستند، انرژی کاملاً قطع است و تا به برق وصل نشود، امکان روشنشدن آن وجود ندارد.
3 دیدگاه دربارهٔ «یو پی اس از چه اجزایی تشکیل شده است؟»
درباره ی ارتباط اینورتر و باتری یو پی اس مطلب بزارید اگر ممکنه. ممنون
https://fiammco.ir/inverter
سلام
https://www.leso.ir/rolling-shutters/ups-power-supply/lang/Fa