power factor در یو پی اس چیست؟!

مشکل در ترکیبی از “دو برابر تبدیل” یو پی اس و ژنراتور اعوجاج ولتاژ ایجاد شده توسط یو پی اس است. ورودی یک UPS دو تبدیل است که در اصل یک یکسو کننده بزرگ است. جریان کشیده شده توسط یو پی اس غیر سینوسی است. این می تواند ولتاژ از برق AC یا یک ژنراتور به غیر سینوسی نیز تبدیل شود. اعوجاج ولتاژ پس از آن می تواند مشکلات در تمام تجهیزات الکتریکی متصل به آن منبع قدرت، از جمله یو پی اس خود شود. همچنین باعث می شود که قدرت بیشتری به در سیم کشی تامین برق به یو پی اس به دلیل پاشنه در جریان دست داده است. این سطح از “سر و صدا” به عنوان یک درصد از “مجموع اعوجاج هارمونیکی از جریان” (THD (من)) اندازه گیری شد. یکسو کننده ها کلاسیک یو پی اس یک (من) سطح THD حدود ۲۵-۳۰٪. برای کاهش اعوجاج ولتاژ، این نیاز به سیم کشی برق و یا سنگین تر ژنراتور بیش از دو برابر بزرگ به عنوان یو پی اس.

ساده خارج از خط روشن برق حالت ترکیب یکسو کننده تمام موج ساده متصل به یک ذخیره کننده انرژی خازن بزرگ است. چنین SMPS رسم در حال حاضر از خط AC در پالس های کوتاه زمانی که برق ولتاژ لحظه ولتاژ در سراسر این خازن فراتر می رود. در طول بخش باقی مانده از چرخه AC خازن انرژی به منبع تغذیه فراهم می کند.

به عنوان یک نتیجه، جریان ورودی پایه مانند برق حالت روشن است هارمونیک بالا و ضریب قدرت نسبتا کم است. این کار باعث ایجاد بار اضافی بر روی خطوط برق، حرارت سیم کشی ساختمان ترانسفورماتور ابزار و استاندارد موتور AC افزایش می دهد، و ممکن است مشکلات ثبات در برخی از برنامه های از جمله در سیستم ژنراتور اضطراری یا ژنراتور هواپیما شود. هارمونی را می توان با فیلتر حذف، اما فیلتر گران قیمت هستند. بر خلاف ضریب قدرت جابجایی ایجاد شده توسط بارهای القائی یا خازنی خطی، این اعوجاج را نمی توان با افزودن یک جزء تک خطی را اصلاح کرد. مدارهای اضافی مورد نیاز برای مقابله با اثر پالس فعلی مختصر. قرار دادن یک مرحله تنظیم افزایش هلی کوپتر در حال حاضر پس از یکسو خارج از خط (به اتهام خازن ذخیره سازی) می توانید ضریب قدرت درست، اما پیچیدگی و هزینه افزایش می دهد.

در سال ۲۰۰۱، اتحادیه اروپا به اجرا گذاشته استاندارد IEC / EN61000-3-2 به مجموعه ای از محدودیت در هارمونیک جریان ورودی AC تا هارمونیک ۴۰ برای تجهیزات بالا ۷۵ W. استاندارد چهار کلاس تجهیزات بسته به تعریف آن نوع و شکل موج جریان. محدودیت دقیق ترین (کلاس D) برای رایانه های شخصی، مانیتور کامپیوتر، و گیرنده های تلویزیون است. به مطابق با این شرایط، مدرن برق سوئیچ حالت به طور معمول شامل یک مرحله اضافی اصلاح ضریب توان (PFC).

power factor در یو پی اس چیست؟!

مشکل در ترکیبی از “دو برابر تبدیل” یو پی اس و ژنراتور اعوجاج ولتاژ ایجاد شده توسط یو پی اس است. ورودی یک UPS دو تبدیل است که در اصل یک یکسو کننده بزرگ است. جریان کشیده شده توسط یو پی اس غیر سینوسی است. این می تواند ولتاژ از برق AC یا یک ژنراتور به غیر سینوسی نیز تبدیل شود. اعوجاج ولتاژ پس از آن می تواند مشکلات در تمام تجهیزات الکتریکی متصل به آن منبع قدرت، از جمله یو پی اس خود شود. همچنین باعث می شود که قدرت بیشتری به در سیم کشی تامین برق به یو پی اس به دلیل پاشنه در جریان دست داده است. این سطح از “سر و صدا” به عنوان یک درصد از “مجموع اعوجاج هارمونیکی از جریان” (THD (من)) اندازه گیری شد. یکسو کننده ها کلاسیک یو پی اس یک (من) سطح THD حدود ۲۵-۳۰٪. برای کاهش اعوجاج ولتاژ، این نیاز به سیم کشی برق و یا سنگین تر ژنراتور بیش از دو برابر بزرگ به عنوان یو پی اس.

ساده خارج از خط روشن برق حالت ترکیب یکسو کننده تمام موج ساده متصل به یک ذخیره کننده انرژی خازن بزرگ است. چنین SMPS رسم در حال حاضر از خط AC در پالس های کوتاه زمانی که برق ولتاژ لحظه ولتاژ در سراسر این خازن فراتر می رود. در طول بخش باقی مانده از چرخه AC خازن انرژی به منبع تغذیه فراهم می کند.

به عنوان یک نتیجه، جریان ورودی پایه مانند برق حالت روشن است هارمونیک بالا و ضریب قدرت نسبتا کم است. این کار باعث ایجاد بار اضافی بر روی خطوط برق، حرارت سیم کشی ساختمان ترانسفورماتور ابزار و استاندارد موتور AC افزایش می دهد، و ممکن است مشکلات ثبات در برخی از برنامه های از جمله در سیستم ژنراتور اضطراری یا ژنراتور هواپیما شود. هارمونی را می توان با فیلتر حذف، اما فیلتر گران قیمت هستند. بر خلاف ضریب قدرت جابجایی ایجاد شده توسط بارهای القائی یا خازنی خطی، این اعوجاج را نمی توان با افزودن یک جزء تک خطی را اصلاح کرد. مدارهای اضافی مورد نیاز برای مقابله با اثر پالس فعلی مختصر. قرار دادن یک مرحله تنظیم افزایش هلی کوپتر در حال حاضر پس از یکسو خارج از خط (به اتهام خازن ذخیره سازی) می توانید ضریب قدرت درست، اما پیچیدگی و هزینه افزایش می دهد.

در سال ۲۰۰۱، اتحادیه اروپا به اجرا گذاشته استاندارد IEC / EN61000-3-2 به مجموعه ای از محدودیت در هارمونیک جریان ورودی AC تا هارمونیک ۴۰ برای تجهیزات بالا ۷۵ W. استاندارد چهار کلاس تجهیزات بسته به تعریف آن نوع و شکل موج جریان. محدودیت دقیق ترین (کلاس D) برای رایانه های شخصی، مانیتور کامپیوتر، و گیرنده های تلویزیون است. به مطابق با این شرایط، مدرن برق سوئیچ حالت به طور معمول شامل یک مرحله اضافی اصلاح ضریب توان (PFC).

THD یا اعوجاج در یو پی اس چیست؟!!

یکی از عوامل ایجاد هارمونیک‌ها به کارگیری المان‌ها و بارهای غیرخطی در سیستم است که باعث ایجاد سیگنال‌های غیرسینوسی جریان و ولتاژ در شبکه قدرت شده که خود موجب پیدایش اعوجاج در موج اصلی جریان و ولتاژ می‌گردد. با گسترش بارهای غیرخطی، اعوجاج ولتاژ در سیستم‌های قدرت شکل می‌گیرد که با انتقال از منبع به سمت بارها به علت امپدانس سیستم میزان آن افزایش می‌یابد. در زیر به سه دسته اساسی از عوامل ایجاد هارمونیک‌ها اشاره می‌گردد. مبدل‌های الکترونیکی قدرت شامل مبدل‌های الکترونیکی قدرت مانند یکسوکننده‌ها و اینورترها می‌باشد. به عنوان نمونه جریان و هارمونیک منبع تغذیه سوئیچینگ که در ورودی شبکه‌ای با حدود ۳۰ کامپیوتر قرار دارد در شکل شماره ۱–۲ آورده شده است. جریان ورودی در شبکه‌هایی با بار کامپیوتری که غیرخطی می‌باشند آنچنانکه در زیر نشان داده شده است از هارمونیک بالایی برخوردار است. با توجه به میزان هارمونیک بالای جریان ورودی این بارها لزوم استفاده از یوپی‌اس‌ها با THD پایین برای حذف وکاهش این هارمونیک‌ها قابل درک است. وسایل فرومغناطیسی این دسته شامل ترانس‌ها و ماشین‌های الکتریکی می‌باشند. تجهیزات تخلیه‌ای شامل لامپ‌های فلورسنت، لامپ‌های بخار سدیم و کوره‌های القایی. از دیگر عوامل تولید هارمونیک‌ها می‌توان به شارژرهای باتری، مبدل‌های فرکانسی، درایورهای سرعت قابل تنظیم (PWM)، بانک‌های خازنی، کامپیوترها، کوره‌های قوس و غیره اشاره نمود.

برای بررسی تأثیر زیان‌بار هارمونیک‌ها می‌توان آنها را به دو دسته کلی تقسیم نمود:

• هارمونیک‌های جریان
• هارمونیک‌های ولتاژ

هارمونیک‌ها باعث افزایش جریان خازن‌ها، تلفات در ترانسفورمرها، موتورها، هادی‌ها و اختلال در عملکرد سیستم‌های کنترل، حفاظتی و ارتباطی می‌گردند. هارمونیک‌های ایجاد شده توسط بارهای غیرخطی می‌توانند بر روی بارهای مرتبط در محل اتصال تأثیر زیادی بگذارند. تأثیر اصلی هارمونیک‌های ولتاژ به صورت زیر طبقه‌بندی می‌گردد گرم شدن اضافی ماشین‌ها و کابل‌های برق خرابی بانک‌های خازنی اثرات هارمونیک‌های جریان را می‌توان به صورت زیر طبقه‌بندی نمود: ایجاد تداخل در سیستم‌های مخابراتی که میزان تداخلات بستگی به مسیر و اندازه هارمونیک‌ها دارد. ایجاد تلفات اضافی در ترانس‌ها و ماشین‌های الکتریکی افزایش تلفات در خطوط انتقال از موارد دیگر تأثیر هارمونیک‌ها در وسائل اندازه‌گیری می‌باشد. همچنین هارمونیک‌ها باعث عملکرد نامناسب رله‌ها، کلیدها، فیوزها و سیستم‌های فرمان از راه دور می‌گردند. در یک نتیجه‌گیری کلی می‌توان اثرات هارمونیک‌ها را به چهار دسته اصلی تقسیم نمود. اثرات بر عایق‌های تجهیزات اثرات گرمایی بر تجهیزات عملکرد نامناسب تجهیزات شبکه قدرت تأثیر روی مدارهای ارتباطی

مدت زمان برق دهی یا بک آپ (Backup Time) چیست؟

مدت زمان برق‌دهی عبارت است از مدت زمانی که یوپی‌اس می‌تواند از طریقباتری‌ها بار را تغذیه کند. Backup Time به عوامل مختلفی بستگی دارد مهمترین آنها عبارتند از: میزان بار حقیفی (active) متصل به ups، تعداد باطریهای دستگاهups، آمپر ساعت باطریها و سطح شارژ باطریها .

Ups بنابر عواملی وارد حالت بک آپ می شود که از جمله مهمترین آن عوامل شامل:

• قطع  کامل برق شهر (برق ac ورودی ups )
• خارج از رنج بودن ولتاژ برق ورودی ups: که بسته به نوع یوپی‌اس متفاوت است و در دیتا شیت آن به عنوان میزان رگولاسیون مطرح می شود.
• خارج از رنج بودن فرکانس برق ورودی ups : (با همان توضیحات ردبف فوق)
• اکنون مهمترین  نکته‌ آن است که در صورت وقوع هر یک از حالت‌های فوق ups چه مدت زمانی می‌تواند از شارژ باتری‌ها برای برق‌دهی استفاده  کند ؟ به این مدت زمان اصطلاحا  بک پ تایم آپآأآپ تایم یا زمان برق‌دهی می گویند . اما نکته مهمی که در این میان وجود دارد این است که به مرور زمان به تدریج زمان بکاپ‌آپ باطری کم می شود و همواره ثابت نخواهد بود . حتما این مورد را تجربه کرده اید که گوشی موبایل شما بعد از گذشت یکسال دیگر همانند ماه‌های اول شارژ نگه نمی‌دارد و یا باتری لپ‌تاپ شما بعد از گذشت دو سال خیلی سریع‌تر discharge می‌شود. باطری‌های یups  هم از این قاعده‌ی کلی مستثنی نیستند و به خاطر دلایل مختلفی افت خواهند کرد . در این مقاله به صورت کامل عوامل موثر در مدت زمان برق دهی باتری بررسی شده‌ اما بطور خلاصه می‌توان به این دلایل اشاره نمود:

• تعداد charge  و discharge
• سلامت و عمر باطری
• دمای کاری باطری
• میزان بار مصرفی بر حسب وات
• نوع و کیفیت باتری
• Charge باتری
• عمق discharge باتری

متغیر بودن این عوامل سبب می‌شود تا برای برآورد مدت زمان٬ برق دهی  از جداولی خاص استفاده شود که در آن عوامل دما٬ سلامت و عمر باتریرا به صورت میانگین٬ ثابت یا خوشبینانه در نظر می‌گیرند. در این جداول چند بازه برای میزان بار (به درصد توان یوپی‌اس یا وات) و چند بازه زمانی درج شده است و مثلا می‌توان فهمید  که اگر از ۵۰ درصد توان ی ups  استفاده شود آنگاه مثلا ۲۰min زمان برق‌دهی خوهیم داشت.
به عنوان یک نکته دیگر، باتری به علت  ماهیت شیمیایی خود رفتاری خطی از  خود نشان نمی‌دهد. به همین علت نباید در محاسبات خود ضرایب خطی برای برآورد زمان برق دهی استفاده کرد. در جدول زیر نمونه‌ای از زمان برق دهی  نسبت به درصد بار برای یک یوپی‌اس ۱۰کاوا آورده شده است. همان طور که مشاهده می کنید اگر بار ۴۰% باشد در آنصورت  ۱۰۳ دقیقه زمان backup timeخواهد بود. اما اگر بار دو برابر شود این زمان نصف نشده و به جای ۵۲ دقیقه، حدودا مدت ۴۴ دقیقه backup می‌دهد.

درصد بار	۲۰	۴۰	۵۰	۶۰	۷۰	۸۰	۱۰۰
مدت زمان بکاپ (دقیقه)	۲۳۴	۱۰۳	۷۴	۵۷	۴۹	۴۴	۳۴

متغیر بودن این عوامل ٬ عدم تسلط فنی به باطری٬ تجاری بودن و تغییرات مداوم باطری مصرفی معمولا باعث می‌شود که شرکت‌های عرضه کنندهups  از دادن این جداول خودداری کنند . از طرفی چون مشتری کاملا توجیه نیست که این جداول و ارقام هم بدون خطا نیست و به خیلی چیزها بستگی دارد و ممکن است فردا روزی ادعای ضرر و زیان نماید لذا عرضه‌کنندگان یوپی‌اس را به ندادن این جداول بیشتر تشویق می‌نماید. اما باید در نظر داشت که شرکت‌های حرفه‌ای و فنی از دادن این اطلاعات ترسی ندارند.

یکی از روش‌هایی که می‌توان میزان ‌Backup time واقعی را با توجه به شرایط محیطی و بارهای متصل اندازه‌گیری کرد استفاده از تست‌هایی مانندTest Until Battery Low یا تست تا زمان خالی شدن باتری می‌باشد .

اصطلاحات رایج یو پی اس - قسمت3

کارآیی: کارآیی به صورت وات خروجی AC تقسیم بر وات ورودی AC تعریف می‌شود. کل کارآیی بار standby یا Line Interactive UPS بین 95٪ تا 98٪ می‌باشد و بین 90٪ تا 95٪ برای سیستم تبدیل Online Dual می‌باشد. کارآیی بار کامل به صورت نسبت بین وات خروجی UPS مذکور تقسیم بر برق ورودی به وات تعریف می‌شود. برای کارآیی AC به DC بهInverter Efficiency رجوع کنید.

EIA (انجمن صنعتی الکترونیک): انجمن با اعضای استرالیایی برای کمک به توسعه صنعت الکترونیک ملی

EIA 232: RS232 سابق، اینک EIA 232 یک استاندارد ارتباطی برای انتقال سیگنال سریال بین کامپیوتر ابزار پیرامون. ماکزیمم فاصله حدود 50 فوت است. بطور کلی ارتباط بین UPS به کامپیوتر بوسیله رابط 9 یا 25 Pin D-Type بطور مستقیم یا از طریق مودم یا خط تلفن صورت می‌گیرد.

EIA 422: RS422 سابق، اینک EIA 422 یک استاندارد ارتباطی برای انتقال سیگنال سریال بین کامپیوترها و ابزار پیرامون است. ماکزیمم فاصله 4000 فوت است. یک درایور می‌تواند به بیش از 10 رسیور وصل شود.

EIA 485: RS485 سابق، اینک EIA 485 یک استاندارد ارتباط دو سیم برای انتقال چند نقطه‌ای سیگنال سریال است. ماکزیمم فاصله 4000 فوت (m1200) است. استاندارد تا 32 درایور و 32 رسیور در یک مسیر (buss) را مشخص می‌کند.

Electromechanical UPS: یک منبع برقی غیرقابل وقفه الکترومکانیکی که متشکل از سخت‌افزار اضافی و موتور ـ ژنراتور است که انرژی کوتاه‌مدت را با بکارگیری انرژی جنبشی ذخیره شده در یک چرخ لنگر را تأمین می‌کند. آن معمولاً در تجهیزات پرقدرت با تأمین انرژی عبوری از قطعی برق اولیه تا به کار افتادن ژنراتور بک‌آپ (پشتیبان) بکار برده می‌شود. آن کارآیی بیشتر بواسطه حالت standby و اطمینان‌پذیری بالا بواسطه نبود باطری را ایجاد می‌کند.

EMC: توان عملکرد تجهیزات برای انجام فانکشن خود بدون ایجاد تجزیه و غیرقابل قبول بواسطه Electromagnetic Interference به یا از تجهیزات دیگر در همان محیط.

EMI: اغتشاش الکترومغناطیسی تولید شده عمدتاً با تبدیل مدارها و ابزار که لیمیت‌های عملکرد تجهیزات برقی را مختل، مسدود یا کاهش می‌کند.

ENV 50091: استاندارد اروپایی مشابه IEC 62040 منتشره توسط Cenelec به IEC 62040 رجوع کنید.

Energy Star Label: لیبل‌های Energy Star بر روی ابزار و وسایل خانگی دیده می‌شود که مقیاسهای کارآیی انرژی منتشره از سوی دپارتمان U.S انرژی و سازمان حفاظت محیط‌زیست U.S را رعایت کرده‌اند. برنامه برچسب Energy star شامل بیشتر وسایل برقی خانگی بجز فرها و انواع اجاق‌هاست. می‌توان تخفیف‌هایی برای خرید وسایل جدید Energy star را دریافت کند وقتی وسایل قدیمی خود را تعویض می‌کنید.

EPO (برق ضروری خاموش). مدول فانکشنال در یو پی اس که امکان خاموشی دستی یو پی اس در شرایط ضروری را می‌دهد شبیه خطرات ایمنی یا آتش‌سوزی در حالیکه تمامی ولتاژهای خروجی را از کار می‌اندازد.

باطری خارجی: یک باطری قرار گرفته خارج از محفظه برقی. در موارد خاص، باطری خارجی علاوه بر باطری داخلی برای افزایش زمان Backup وصل می‌شود.

Fault clearing: توان جداسازی شاخه بار مدار کوتاه با خطای مدارشکن یا فیوز آن.

Ferrorsonant UPS: یک UPSstem که تثبیت ولتاژ خروجی را بوسیله ترانسفورماتور خروجی ویژه، با کاربرد ولتاژ ثابت ویژه هسته آهن اشباع شده ترانسفورماتورها انجام می‌دهد. برای بکارگیری جریان گرفته شده از وارون‌ساز با ترانسفورماتور مغناطیسی، یک خازن برای تشکیل فیلتر LC رزونانس موازی که به فرکانس UPS تنظیم شده، افزوده می‌شود.

FET (ترانزیستور اثر میدانی): یک ترانزیستوری که در آن جریان بین پایانه‌های برق از طریق پایانه کین به وسیله میدان الکتریکی با کشیدن برق درایو (محرک) بسیار پایین کنترل می‌شود. آن به عنوان بخش سوئیچ فرکانس در وارون‌سازهای UPS کم‌قدرت به کار برده می‌شود.

Float chargins: متد شارژ ولتاژ ثابت به Float Voltage رجوع کنید.

Float Currente: جریان بدست آمده توسط باطری باردار در حالت شارژ شناور.

Folat voltage: ولتاژ DC کاربردی برای باطری توسط شارژ در حالت شارژ ولتاژ ثابت. کمیت ولتاژ شناور در 25 درجه سلسیوس، V/cell3/2 برای باطری Lead-Acid و V/cell42/1 برای باطری نیکل ـ کادمیم. برای بسط طول عمر باطری، ولتاژ شناور باید با دما بر اساس پیشنهاد تولیدکنندگان باطری تنظیم شود.

Flooded batteries: باطری‌های الکترولیت مرطوب با بررسی و افزون آب از طریق کلاهک‌های سوراخ‌دار باید بطور دوره‌ای از این باطری‌ها محافظت کرد. این باطری‌ها، اطمینان‌پذیری 20 تا 30 سال کارکرد را دارند.

آنها به فضای کف بیشتر، سیستم‌های تهویه نیاز دارند که محل اختصاص یافته به محفظه باطری را محدود می‌سازد.

Flywheel UPS: سیستم بک‌آپ و پشتیبانی الکترومکانیکی که از انرژی عبوری ذخیره شده در چرخ لنگر برای پشتیبانی بار بعد از قطعی برق ذخیره شده است تا زمانی که ژنراتور محلی به کار افتد به UPS الکترومکانیکی رجوع کنید.

Grounding: وصل‌کننده شاسی یو پی اس به زمین حفاظتی خارجی.

Harmonics: بخش سینوسی موج دوره‌ای که دارای فرکانسی است که مضرب انتگرال فرکانس منبع اصلی است.

UPSهای فرکانس: این واژه گاهی اوقات برای سیستم‌هایی به کار برده می‌شود که شکل موج‌های فرکانس در وارون‌ساز UPS داخلی را به کار می‌گیرد. سوئیچ وارون‌ساز با شکل موج فرکانس حامل بسیار اولتراسونیک تنظیم می‌شود پهنای پالس با شکل موج فرکانس خروجی سیستم سینوسی تنظیم می‌شود. فرکانس حامل با فیلتر کم‌عبور برای فراهم کردن شکل موج خروجی 50 یا Hz60 سینوسی کاهش می‌یابد. این تکنیک امروزه در تقریباً تمامی سیستم‌های آن‌لاین و Line Interactiveاستاندارد است.