مشخصات الکتریکی یو پی اس - قسمت3

این توصیه ها را بخوانید:

برایupsای که درنظر دارید، توصیه های سازنده را برای دستگاههایی که قرار است مورد پوشش قرار بگیرند در نظربگیرید. آنها را با منابع تغذیه ای که میخواهید پوشش دهید مقایسه کنید ویک نتیجه معقول بگیرید. اگر بخش فروشupsگفت: “ایده آل برای یک کامپیوتر کوچک رومیزی” وشما میخواهید آنرا برای یک کامپیوتر بزرگ با دو پردازشگر که کارگرافیکی انجام میدهد استفاده کنید، احتمالاً به مشکل خواهید خورد.

آزمایش ups:

بهترین روش برای تعیین توانupsاینست که اگر بتوانید آنرا تست کنید. اگر دوستی دارید کهupsای تقریباً به اندازه آنچه که شما نیاز دارید دراختیار دارد، آنرا قرض بگیرید، باتریهایش را کاملاً شارژ کنید، دوشاخه دستگاه خود را به خروجیups
وصل کنید وببینید که چه مدت دستگاه شما روشن میماند قبل از اینکهupsخاموش شود.(واضح است که این عمل را وقتی که فایلی با اطلاعات مهم باز است نباید انجام دهید).اگرupsبدون هیچ مشکلی کار کرد و به شما اجازه داد که کار خود را ذخیره کنید، میتوان به آن اطمینان کرد.

محافظه کار باشید:

درموردupsبهتر اینست که ظرفیت آن کمی بیشتر از مورد نیاز باشد تا کمی کمتر.وقتی که مطمئن شدیدupsشما ظرفیت لازم را برای برآورده شدن نیاز سخت افزاریتان دارد، مطلب بعدی زمان پشتیبانیupsاز سیستم شما میباشد. شما به چه مدت زمان نیاز دارید؟ مهمترین هدفupsاینست که شما انرژی کافی در اختیار داشته باشید تابتوانید با اطمینان سیستم خود راخاموش کنید. هر زمانی بیش از آن “استفاده نامشروع” است. بنابراین میتوان گفت که شما با استفاده ازupsباید بتوانید در زمان قطع برق برای مدت بسیار کوتاهی کارکنید ولی اگر بخواهید زمان بیشتری را جهت کار باسیستم خود در اختیار داشته باشید(برای زمانهای قطع برق طولانی) مطمئناً باید پول بیشتری بپردازید. برای افزایش زمان استفاده ازups، وسایل غیرضروری را به آن وصل نکنید.برای مثال وسایل جنبی کامپیوتر مانند پرینتر، نیازی نیست که بهupsوصل شوند.اکثر سازندگانupsجداولی را فراهم نموده اند که زمان تئوری کارکردupsرا برای بارهای مختلف نشان میدهد.موضوع مهمی که باید در نظر گرفته شود اتصال مانیتور بهupsاست. خاموش شدن مانیتور در هنگام قطع برق باعث از بین رفتن اطلاعات نخواهد شد بنابراین لزومی ندارد که مانیتور بهupsوصل باشد. اگرچه وقتی که برق میرود اگر کامپیوتر شما روشن باشد ولی مانیتور خاموش شود چگونه میتوانید بفهمید که چه میکنید وآیا توانسته اید اطلاعات خود را ذخیره نمایید؟مانیتورها بخصوص در سایز های بزرگ مقدار قابل توجهی انرژی مصرف میکنند، بنابراین هنگام انتخابupsبه این موضوع توجه داشته باشید.

افزایش کیفیت برق:

اغلب (ولی نه تمام)
ups ها نه تنها توان ذخیره را فراهم میکنند بلکه کیفیت برق ورودی را هم اضافه می کنند. تواناییupsبرای انجام این کار به طراحی وسطح کیفی آن بستگی دارد.Upsهایonlineبیشتر کیفیت برق خروجی را بالا می برند. بعنوان نتیجه، هرمشکلی که در برق شهر حادث شود فقط برروی شارژرباتری تاثیرمیگذارد، اگرچه برخی از مدلهای ارزانتر نیززمانی که از برقACاستفاده میکنند برای محافظت ازبارمیتوانند تا حدودی شرایط برق شهر را اصلاح کنند. آنها نوعاً قادربه حذف ولتاژهای اضافی گذرا نیز میباشند. همچنینupsها بطوراتوماتیک خروجی خود را تنظیم میکنند. به این معنا که وقتیولتاژ باتری تغییرمیکند (هنگام تخلیه)،upsآنرا جبران میکند تا مطمئن شود بارها این انرژی را در اختیار خواهند داشت.

تست خودکار:

اکثرupsها این قابلیت را دارند که خودشان راتست میکنند. هدف ازاین تست اینست که مطمئن شویمupsعملکرد مناسبی دارد و تجهیزما به درستی محافظت میشود. معمولاً این تست زمانیکه برای اولین بارupsرا به برق وصل کردیم انجام میشود و پس از آن طبق فواصل زمانی معین انجام میگیرد. برای مثال برخی ازupsها روزی یکبار خودشان را تست میکنند وبعضی دیگر هفته ای یکبار. در هنگام اجرای این تست ممکن است برخی از نشانگر هایups
چشمک بزنند وممکن است صدایی از آن خارج شود ولی نباید هیچ تاثیرقابل توجهی برروی بارمحافظت شده داشته باشد.اگرupsشما نرم افزارکنترل کننده داشته باشد با فعال کردن آن ممکن است بتوانید فواصل زمانی انجام این تست را تعیین کنید. همچنین شما میتوانید در مواقع لزوم بهupsبگویید که این تست را انجام دهد. این کار به این دلیل مورد نیازاست که برخی اوقات درهنگام روشن کردنups، باتری دراثراستفاده قبلی خالی است و این تست نمیتواند انجام گیرد. البته این تست یک ویژگی مهم است ولی جای یک تست واقعی که مشمول تمامupsها باشد را نمیگیرد. به این معنا که تمام تجهیزاتی را که قراراست مورد حفاظت قرار گیرد بهupsوصل کنیم و دوشاخهupsرا از برق بکشیم و عملکرد آن را ببینیم. اگرچه این عمل را مکررانجام نمیدهیم زیرا باتری را ضغیف خواهد کرد واگر سیکلهایشارژ و دشارژ باتری افزایش یابد موجب کاهش عمر باتری خواهد شد. ولی باید دقت نمود که به هرحال درفواصل زمانی معین،باید این کاررا انجام دهیم بخصوص وقتی که ترکیب بارهای حفاظت شده تغییر کند.

 شکل موج خروجی :

یکی از معیارهای کیفیت که در بعضی موارد حائز اهمیت میباشد شکل موج خروجیupsاست که به شکل سیگنال جریان متناوبی که توسطupsتولید میشود اشاره دارد. کیفیت و قیمت اینورتر داخلیups، اولین تعیین کننده شکل سیگنالACخروجی است که توسط اکثرupsها تولید میشود ( بخصوص
upsهای ارزان قیمت)شرایط ایده آل برای یکups، تولید شکل موجی تمیزنزدیک به شکل موج استانداردی است که باید مورد استفاده دستگاه قراربگیرد.هرupsمیتواند سه نوع شکل موج ایجاد کند:

موج سینوسی: 

این، بهترین شکل موجی است که میتواند تولید شود زیرا شکل موج ایده آلی است که توسط یک سیگنال الکتریکی متناوب (برق شهر) تولید میشود.تولید یک خروجی سینوسی واقعی، نیازمند مولفه های گرانقیمت است که فقط در اینورترupsهای باکیفیت برتریافت میشود. این مسئله بخصوص برایupsهایonlineمهم است زیرا بارهای حفاظت شونده همواره ازاینورتراستفاده میکنند. شکل موج سینوسی واقعی معمولاً درupsهای مدل بالا دیده میشود.

موج مربعی:

 پایین ترین نوع خروجی یکups. موج مربعی معمولاً بعنوان مولفه مسطح (صاف) از یک موج سینوسی درنظر گرفته میشود. بجای افزایش یکنواخت ولتاژازکمترین مقداربه بیشترین مقدارو برگشت مجدد آن، درموج مربعی این اتفاق ناگهانی وبه یکباره رخ میدهد. یعنی موج ازکمترین مقدارولتاژ ناگهان به بیشترین مقدارآن میرسد، به مدت نصف سیکل آنجا میماند وسپس ناگهان به کمترین مقدار سقوط میکند ونصف سیکل دیگردرآن نقطه میماند واین اتفاق تکرار میشود. اینورترهای ارزان قیمت برای تولید خروجی موج مربعی طراحی شده اند زیرا در آنها از مولفه های ارزان قیمت استفاده شده است. نباید متعجب شوید که بسیاری ازتجهیزات دوست ندارند که با موج مربعی کار کنند بلکه بیشتر باید از این نکته متعجب بود که بسیاری از وسایل برقی با این موج کار میکنند. دلایل متعددی موجود است که چرا موج مربعی باعث ایجاد مشکل میشود. بعنوان نمونه، ماکزیمم ولتاژ یک موج مربعی ماهیتاً کمتر از ماکزیمم ولتاژ یک موج سینوسی میباشد که این برای برخی تجهیزات، مشکلاتی را پدید می آورد بعلاوه موج سینوسی فقط شامل یک فرکانس (۵۰ هرتزدرایران) میباشد ولی موج مربعی شامل فرکانسهای بالاتری است که به آنها “هارمونیک” گفته میشود و میتواند باعث ایجاد وزوزیا بروزمشکلات دیگردربرخی تجهیزات شود. خروجی موج مربعی فقط درتجهیزات ارزان قیمت بکارمیرود و باید درصورت امکان ازاستفاده ازآن خودداری نمود.

موج مربعی اصلاح شده:

این موج ، چیزی بین موج سینوسی و موج مربعی میباشد. پالسهای مثبت و منفی موج مربعی کاهش یافته، از یکدیگرجدا شده وبلندتر شده اند بنابراین، ولتاژماکزیمم خیلی به موج سینوسی نزدیک شده است ودرمجموع این شکل موج بسیار به شکل موج سینوسی شبیه تراست. درعین حال قیمت اجزاء ترکیب کنندهupsبا شکل موج مربعی اصلاح شده بسیار نزدیک به قیمتupsبا شکل موج مربعی میباشد تاupsبا شکل موج سینوسی.(در واقع شما میتوانید با ترکیب دو موج سینوسی که اندکی نسبت به هم شیفت پیدا کرده اند یک موج مربعی اصلاح شده بسازید) تعداد تجهیزاتی که با موج مربعی اصلاح شده مشکل دارند بسیارکمترازآنهایی است که با موج مربعی مشکل دارند. موج مربعی اصلاح شده در بسیاری ازانواعupsهای مدل پایین ومتوسط بکارمیرود وبرخی اوقات بنامهای: “تقریباً نزدیک شده به موج سینوسی”، “موج مربعی با پهنای پالس اصلاح شده” وحتی”موج سینوسی اصلاح شده” نیزنامیده میشود که اصطلاح آخر، یک بیان بازاری میباشد زیرا عملاً خروجی موج مربعی شکل اصلاح شده، یک موج سینوسی، اصلاح شده آن و چیزهای دیگر نزدیک به موج سینوسی نمیباشد.

خاموش کردن اتوماتیک: ازمهمترین ویژگی های یکupsمخصوصا زمانی که برای تغذیه رایانه استفاده می شود امکان خاموش کردن اتوماتیک می باشد. این ویژگی به upsاجازه میدهد که پیش از اتمام زمان پشتیبانی باتری ها کامپیوترشما را خاموش کند. تصورکنید که یک کامپیوتربدون ویژگی خاموش شدن اتوماتیک مشغول کاراست. ناگهان برق می رود وupsاز انرژی باتری استفاده می کند و قطع برق در حالی که هیچکس حضورندارد تا کاری برروی کامپیوترانجام دهد ادامه می یابد. بالاخره انرژی باتری نیزبه اتمام میرسد و خروجیupsقطع می گردد وکامپیوترنیز ناگهان خاموش می شود. دراینحالت تمام کاری که upsانجام داده است ایجاد تاخیر درخاموش شدن اجتناب ناپذیر کامپیوتر بوده است و نه بیشتر و این درحالی است که ممکن است هنوزبرنامه فعالی وجود داشته باشد که لازم است قبل ازخاموش شدن کامپیوتر به آن سر و سامان داد.معمولا یکupsباقابلیت خاموش کردن اتوماتیک ، ازکنترل نرم افزاروسخت افزارکه میکرو پروسسورآنرا به کامپیوتروصل می کند استفاده می نماید. می توان پارامترها را به گونه ای تنظیم کرد تا اگر قطعی برق برای مدت زیادی ادامه داشته باشدups، کامپیوترتان را خاموش کند. برای مثال ممکن است شما بخواهید کامپیوترتان تا زمانی که ۸۰% باتری تخلیه شده است ازانرژی باتری استفاده کند وسپسups،کامپیوتر شما را خاموش کند. در این لحظه نرم افزارupsیک فرآیند خاموش سازی را فعال خواهد کرد تا برنامه های شما را بسته وسیستم را غیر فعال نماید. همچنین اگرupsدارای قابلیت shutdownباشد خود نیزمی تواند خاموش شود.البته اگرشما هیچگاه بدون ملاحظه برنامه ای را برروی کامپیوترخود اجرا نکنید ومراقب باشید که وقتی نیازی به کامپیوتر ندارید آنرا خاموش نمایید، احتمالاً به این ویژگی نیازی نخواهید داشت. ولی داشتن آن هنوزیک قابلیت مفید است. زیرا عده بسیار کمی از مردم کامپیوترخود را زمانی که باید، خاموش می کنند. توجه: این ویژگی عاری ازخطا نیست. ساختاربعضی ازبرنامه های کاربردی کامپیوترضعیف است و نمی توانند به درخواستی به پیامی که ازطرف سیستم عامل برای بستن خود دریافت می کنند پاسخ مناسب دهند. اگرشما فایل بازی دارید و کامپیوتررا ترک می کنید (کاری که هرگز نباید انجام دهید) ممکن است نرم افزاربه جای بستن فایل برروی جمله “آیا میخواهید این را ذخیره کنید؟” گیرکند وناچار شود سیستم عامل را برای خاموش کردن کامپیوتر ناگهان ازکاربیاندازد. اکثراوقات این قابلیت بسیارمفید است ولی هیچگاه کاررا به قضا و قدرنسپارید. وقتی که کارتان تمام شد، فایل خود را ذخیره کنید وبرنامه را ببندید.

یو پی اس ماژولار

چرا سیستم‌های یو پی اس ماژولار رایج شده‌اند؟

پیدایش توپولوژی ماژولار از تلفیق سه فاکتور ایجاد شده است: پیشرفت‌هایی که آن را یک طرح عملی ساخته است، مزایای فنی و تجاری که دارد و تغییراتی در محیط تجاری که این مزایا را مهم ساخته است.

تکنولوژی توانمندکننده

توپولوژی ماژولار در نهایت، موجودیت خود را مدیون پیشرفت‌هایی در صنعت نیمه‌رسانا می‌داند. سیستم‌های یو پی اسآن‌لاین تبدیل دوگانه یکپارچه که ابتدا در قرن 17 پیدا شدند به عنوان یو پی اس هادارای ترانسفورماتور اشاره شده‌اند. آنها از یکسوساز برای تبدیل جریان برق AC خام به ولتاژ DC استفاده کردند که برای شارژ باطری پشتیبانی یو پی اس و تغذیه یک وارون‌ساز (اینورتر) به تبدیل یک شکل موج خروجی AC پاک به کار برده شد. بنابراین ترانسفورماتور خروجی برای افزایش خروجی اینورتر به میزان مورد نیاز برای بار بحرانی مورد نیاز است. تا اواسط قرن 19، پیشرفت‌ها در تکنولوژی نیمه‌رسانا برق و ورود ترانزیستور دوقطبی گیت (دروازده) عایقی (IGBT) یک روش بدون ترانسفورماتور و متفاوتی را فراهم کرده است. در یک طرح معمولی، مبدل DC دارای IGBT، خروجی یکسوساز را به میزان بسیار بالایی افزایش می‌دهد و به اینورتر امکان تولید مستقیم یک ولتاژ AC کافی برای حرکت بار بحرانی را می‌دهد. بیشتر مزایای یو پی اس بطور مستقیم از طرح بدون ترانسفورماتور ناشی می‌شود. آنها شامل کارآیی بیشتر، فاکتور برق ورودی بیشتر، انحراف هارمونیک جریان ورودی کمتر (THDi)، کاهش هزینه‌های اجرایی و اصلی، نویز شنودنی پایین و افزایش عمر باطری می‌باشند. اما حذف ترانسفورماتور، به کاهش‌های بسیار قابل توجهی در اندازه و وزن فیزیکی می‌رسد. برای مثال جایگیری سیستم KVA120 از m232/1 به m253/0 کاهش می‌یابد در حالیکه وزن از kg1200 به kg370 کاهش می‌یابد. این مقیاس کاهش و صرفه‌جویی هزینه، امکان آرایش مدولار متفاوت را می‌دهد که در آن تقاضای بار بحرانی با تعدادی از یو پی اس ها کوچکتر که بطور موازی بجای یک دستگاه بزرگ یکپارچه کار می‌کنند، رفع می‌شود. این توپولوژی مدولار، پیشرفت‌های بیشتری را در کارآیی همچنین مزایای بیشتری در انعطاف‌پذیری، دسترسی، نگهداری آسان در حین کار ایجاد می‌کند.

یک جو تجاری مورد تقاضا

ورود این مزایا بسیار بموقع می‌باشد. حتی وقتی شرکت‌ها عمدتاً از کامپیوترها به عنوان ابزار درونی برای خودکار کردن عملیات مهندسی، ساخت، تجاری به کار می‌برند، از دست دادن امکان پردازش دیتا با قطعی برق یا نوسان ولتاژ موقتی، جدی خواهد بود. بر این اساس، تکنولوژی، سیستم‌های مدولار را عملی ساخته است توسعه آنها با تقاضای مشتری برای بیشترین دسترسی برق قابل حصول، صورت گرفته است. همچنین افزایش کارآیی انرژی سیستم‌های مدولار برای کاربرانی که با افزایش هزینه‌های انرژی به همراه افزایش فشار اجتماعی و قانونی برای کاهش تصاعد کربن مواجه هستند حائز اهمیت است.

یک نمونه از آرایش ماژولار

می‌توان نحوه دسترسی بهتر کاربران به این مزایا با مراجعه به یک نمونه متعارف را بررسی کرد. فرض بگیرید که مرکز دیتا، یک پیش‌نیاز بار KVA80 دارد و بخاطر ماهیت بحرانی آن، یک آرایش یو پی اس اضافی لازم است یعنی آرایشی که برق را حتی در صورت خرابی یک یو پی اس، تحویل دهد.

چنین پیش‌نیازی می‌تواند با دو محفظه یو پی اس تک‌ایستا KVA80 با اشتراک بار، پاسخ داده شود. اگر هریک از محفظه از کار افتد، دیگر، ظرفیت کافی برای پشتیبانی بار KVA80 را دارد تا جاییکه دستگاه خراب تعمیر شود، یک قفسه حاوی سه ردیف مدولار نصب‌کننده KVA UPSs40 می‌تواند نصب شود.

این یک سیستم اضافی (الحاقی) است زیرا اگر یک مدول KVA40 از کار افتد، دو مدول باقیمانده ظرفیت دارند که برای انتقال بار بحرانی کافی است. در حقیقت، هر دو سیستم می‌تواند به عنوان سیستم‌‌های الحاقی N+1 تلقی شوند که N تعداد دستگاه‌های UPS مورد نیاز برای پاسخ به تقاضای بار بحرانی می‌باشد، یک در مثال تک‌ایستا و دو برای سیستم مدولار. 1. بیشتر، انعطاف‌پذیری تأسیسات UPS را فراهم می‌سازد زیرا از کارافتادگی یک دستگاه یو پی اس برای بار مرئی خواهد بود. انعطاف‌پذیری یا الحاق اضافی می‌تواند فراهم شود اگر بار تضمین کند. سیستم‌هایی با الحاق N+n می‌توانند ساخته شوند که n تعداد مدول‌های اضافی می‌باشند. اولین و مهمترین مزیت سیستم مدولار این است که آن کوچک است و در یک ردیف بجای دو محفظه به کاربر می‌رود. این موجب صرفه‌جویی قابل توجه مراکز دیتا مدرن می‌شود وقتی فضا یک اولویت محسوب می‌شود. هر دستگاه یو پی اس در نمونه تک‌ایستا، نیمی از بار KVA40 را در عملیات نرمال تولید می‌کند بنابراین 50٪ لود می‌شود. بخاطر افزایش کارآیی UPS با لودینگ، دستگاه‌های مدولار با 96٪ کارآیی در مقایسه با 91٪ دستگاه تک‌ایستا کار می‌کنند. این افزایش کارآیی نه تنها هزینه انرژی مستقیم را می‌کاهد، آن از طریق کاهش هزینه‌های خنک‌سازی، صرفه‌جویی‌هایی ایجاد می‌کند. کل صرفه‌جویی‌های هزینه‌ای در این مثال، به میزان 16700 فرانک در طول 5 سال یا احتمالاً بیشتر وابسته به قیمت برق خواهد بود. افزایش دسترسی، مزیت دیگری است.

دسترسی هر دستگاه یو پی اس می‌تواند به عنوان نسبت بین میانگین زمان بین خرابی‌ها (MTBF) و میانگین زمان تعمیر (MTTR) تعریف می‌شود. در حالیکه تعمیر یک دستگاه تک‌ایستا، 6 ساعت طول می‌کشد، برخی مدول‌ها می‌توانند در کمتر از نیم ساعت تعویض شوند. این کاهش MTTR، به مدول hot swap، دسترسی ٪9999/99 حتی قبل از ایجاد امکان انعطاف‌پذیری ایجاد شده با آرایش N+1 را ایجاد می‌کند. این میزان از حفاظت برق، برای کاربران کلیدی است اما صرفه‌جویی‌های هزینه‌ای نیز ایجاد می‌شود. هزینه فهرست قطعات تخصصی کاهش می‌یابد و نیاز به مهارت بالا برای تکنسین‌های سایت از میان برداشته می‌شود. در طول عمر عملیات تأسیسات UPS، ارتقاپذیری می‌تواند به صورت مزیت توپولوژی مدولار، ایجاد شود. فرض بگیرید که رشد تبادل بار نمونه را از 80 به KVA110 افزایش دهد. تلاش مختصر در قرار دادن KVA40 دیگر به محل قفسه یدکی، وضعیت افزونگی N+1 سیستم را بدون کاهش بارگیری یوپی اس شدید و بدون قطعی برق به بار بازیابی می‌کند. UPS اندازه مناسبی دارد. رشد بیشتر در تقاضای بار می‌تواند با افزایش مدولار بیشتر ظرفیت سیستم UPS همراه باشد. ظرفیت قفسه برای مدول‌های بیشتر معروف به ارتقاپذیری عمودی سیستم UPSاست. اگر این تمام شود، ارتقاپذیری افقی می‌تواند از طریق افزودن قفسه‌های بیشتر حاصل شود.

مزایا و صرفه‌جویی‌های همیشگی:

یک سیستم یو پی اس ماژولار می‌تواند بیش از یک تأسیسات و تجهیزات تک‌ایستا از لحاظ هزینه اولیه هزینه داشته باشد. اما این حالت با کاهش هزینه‌های اجرای سیستم ماژولار بویژه وقتی فاکتورهایی از قبیل هزینه‌های زیربنایی و انتقالی اولیه و نگهداری مدنظر قرار می‌گیرد موازنه خواهد شد. علاوه بر کاهش هزینه‌ها، روش مدولار، جای کمتری می‌گیرد، انعطاف‌پذیری بیشتر، قابلیت کنترل آسان، دسترسی بیشتر و ارتقاپذیری در طول بازه عملیاتی‌اش را فراهم می‌سازد.