كيف يتم تنظيم وإمداد الطاقة غير المنقطعة (UPS)؟

يتم تحديد متطلبات جودة الكهرباء بشكل قانوني بموجب معايير الدولة والمعايير الصارمة إلى حد ما. تبذل مؤسسات إمداد الكهرباء الكثير من الجهود للامتثال لها ، لكنها لا تنفذ دائمًا.

في شققنا ، وفي الإنتاج ، تنشأ بشكل دوري:

• انقطاع التيار الكهربائي الكامل لفترة غير محددة ؛

• نبضات جهد قصير المدى (10 ÷ 100 مللي ثانية) عالية الجهد (حتى 6 كيلو فولت) ؛

• العواصف وانخفاض الجهد مع فترات مختلفة.

• تراكب الضوضاء عالية التردد.

• مغادرة التردد.

كل هذه الأعطال تؤثر سلبا على عمل مستهلكي الكهرباء المنزلية والمكتبية. تتأثر أجهزة المعالجات الدقيقة وأجهزة الكمبيوتر ، التي لا تفشل فحسب ، بل يمكن أن تفقد أدائها تمامًا ، بجودة مزود الطاقة.

الغرض وأنواع إمدادات الطاقة غير المنقطعة

لتقليل مخاطر أعطال شبكة إمدادات الطاقة ، يتم استخدام أجهزة النسخ الاحتياطي بشكل شائع ، والتي يطلق عليها عادة مصادر الطاقة غير المنقطعة (UPS) أو UPS (المشكلة من اختصار العبارة الإنجليزية "مزود الطاقة غير المنقطع").

أنها مصنوعة مع تصاميم مختلفة لحل مشاكل المستهلك محددة. على سبيل المثال ، يمكن أن تدعم وحدات UPS القوية المزودة ببطاريات الهيليوم مصدر الطاقة لكوخ كامل لعدة ساعات.

تلقي البطاريات الخاصة بهم تهمة من خط كهرباء ، مولد الرياح ، الألواح الشمسية أو ناقلات الطاقة الأخرى من خلال جهاز المعدل العاكس. أنها تطعم المستهلكين الكهربائية من الكوخ.

عند إيقاف تشغيل المصدر الخارجي ، يتم تفريغ البطاريات إلى الحمل المتصل بشبكتها. كلما زادت سعة البطارية وخفض تيار التفريغ ، زاد طول فترة عملها.

يمكن أن إمدادات الطاقة غير المنقطعة متوسطة الطاقة حجز امدادات الطاقة للغلايات الكهربائية، أنظمة التحكم في المناخ الداخلي والمعدات المماثلة.

في نفس الوقت ، يمكن لأبسط طرز UPS إكمال برنامج إيقاف تشغيل الكمبيوتر في حالات الطوارئ. علاوة على ذلك ، فإن مدة العملية برمتها لن تتجاوز 9-15 دقيقة.

إمدادات الطاقة غير المنقطعة الكمبيوتر:

1. بنيت في حالة الجهاز.

2. الخارجية.

تعد التصميمات الأولى شائعة في أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية والأجهزة المحمولة المماثلة التي تعمل ببطارية مدمجة ومزودة بدائرة لتبديل الطاقة والتحميل.

بطارية كمبيوتر محمول مع وحدة تحكم متكاملة هو مصدر الطاقة غير المنقطعة. دائرتها في الوضع التلقائي تحمي معدات التشغيل من انقطاع التيار الكهربائي.

تصاميم UPS الخارجيةمصممة للإكمال العادي للبرامج على الكمبيوتر الثابت في وحدة منفصلة.

يتم توصيلها عبر محول الطاقة بمأخذ التيار الكهربائي. فقط الأجهزة المسؤولة عن تشغيل البرامج يتم تشغيلها منها:

• وحدة النظام مع لوحة مفاتيح متصلة ؛

• رصد تظهر العمليات الجارية.

الأجهزة الطرفية الأخرى: الماسحات الضوئية والطابعات ومكبرات الصوت وغيرها من المعدات من UPS لا تعمل. خلاف ذلك ، عند إنهاء البرامج في حالات الطوارئ ، فإنها ستتولى جزءًا من الطاقة المخزنة في البطاريات.

خيارات تصميم سير عمل UPS

يتم تصنيع أجهزة UPS وأجهزة الكمبيوتر الصناعية في ثلاثة خيارات رئيسية:

1. النسخ الاحتياطي السلطة.

2. دارات تفاعلية

3. تحويل مزدوج للكهرباء.

مع الطريقة الأولى دارة احتياطيةيتم الإشارة إلى أن الجهد الكهربي يتم توفيره من الشبكة إلى الكمبيوتر عبر UPS ، حيث يتم التخلص من التداخل الكهرومغناطيسي بواسطة المرشحات المضمنة ، والتي تشير إليها المصطلحات الإنجليزية "الاستعداد" أو "خارج الخط". تعيين هنا بطارية، قدرة التي تدعمها التهمة الحالية التي تنظمها وحدة تحكم.

عندما يختفي مزود الطاقة الخارجي أو يتجاوز المعايير المحددة ، فإن جهاز التحكم يوجه طاقة البطارية إلى مستهلكي الطاقة. يتم توصيل العاكس بسيط لتحويل DC إلى AC.

فوائد UPS الاستعداد

تتمتع إمدادات الطاقة غير المنقطعة في الدائرة غير المتصلة بالكفاءة العالية ، عندما يتم تطبيق الجهد عليهم ، تعمل بهدوء ، وتنتج القليل من الحرارة وتكون رخيصة نسبيًا.

القصور

UPS الاستعداد:

• انتقال طويل إلى طاقة البطارية 4 ÷ 13 مللي ثانية ؛

• شكل مشوه لإشارة الخرج الصادرة عن العاكس في شكل متعرج ، وليس موجة جيبية متجانسة ؛

• عدم تعديل الجهد والتردد.

هذه الأجهزة هي الأكثر شيوعا على أجهزة الكمبيوتر الشخصية.

دارة UPS التفاعلية

يتم تعيينهم من خلال المصطلح الإنجليزي "الخط التفاعلي". يتم تنفيذها وفقًا للمخطط السابق ، ولكن أكثر تعقيدًا نظرًا لإدراج مثبت الجهد باستخدام محول آلي مع تنظيم خطوة.

يوفر هذا ضبطًا لجهد الخرج ، لكنهم غير قادرين على التحكم في تردد الإشارة.

يحدث تداخل الترشيح في الوضع العادي والتحول إلى طاقة العاكس في حالة وقوع حادث وفقًا لخوارزميات الاستعداد في UPS.

بإضافة عامل استقرار للجهد لنماذج مختلفة مع طرق تحكم ، سمح لهم بإنشاء محولات ذات شكل موجي ليس فقط من التعرج ، ولكن أيضًا في الجيوب الأنفية. ومع ذلك ، فإن عددًا صغيرًا من مراحل التحكم القائمة على تبديل الترحيل لا يسمح بتحقيق وظائف التثبيت الكاملة.

وينطبق هذا بشكل خاص على الطرز الرخيصة ، والتي عند المبالغة في طاقة البطارية ، لا تبالغ في تقدير التردد فوق الاسم الرمزي فحسب ، بل تشوه أيضًا شكل الموجة الجيبية. يتم التداخل بواسطة المحول المدمج ، والذي يحدث في جوهره عمليات التباطؤ.

في النماذج باهظة الثمن ، تعمل المحولات على مفاتيح أشباه الموصلات. UPS الخط التفاعلي يكون أداء أعلى عند التبديل إلى طاقة البطارية من UPS خارج الخط. يتم ضمانه من خلال تشغيل خوارزميات التزامن بين الجهد الوارد والإشارات المولدة. ولكن في الوقت نفسه هناك بعض التقليل من الكفاءة.

لا يمكن استخدام UPS التفاعلي لتشغيل محركات الحث ، والتي يتم تثبيتها بشكل كبير على جميع الأجهزة المنزلية ، بما في ذلك أنظمة التدفئة. يتم استخدامها لتشغيل الأجهزة مع كتل الدافعحيث يتم تصفية الطاقة وتصحيحها في نفس الوقت: أجهزة الكمبيوتر والإلكترونيات الاستهلاكية.

UPS تحويل مزدوج

تمت تسمية دائرة UPS هذه بعد العبارة الإنجليزية "On-line" وتعمل على أجهزة تتطلب طاقة عالية الجودة. ينتج تحويلًا مزدوجًا للكهرباء ، عندما يتم تحويل التوافقيات الجيبية للتيار المتناوب باستمرار بواسطة المقوم إلى قيمة ثابتة ، تمر عبر العاكس لإنشاء الجيوب الأنفية المتكررة عند الخرج.

هنا ، يتم توصيل البطارية باستمرار إلى الدائرة ، مما يلغي الحاجة لتبديلها. هذه الطريقة تقضي فعليًا على فترة إعداد مزود الطاقة غير المنقطع للتبديل.

يمكن تقسيم تشغيل UPS على الإنترنت من خلال حالة البطارية إلى ثلاث مراحل:

1. مرحلة الشحن

2. حالة الانتظار

3. تصريف إلى الكمبيوتر.

فترة الشحن

يتم كسر دوائر الإدخال والإخراج بموجة جيبية بواسطة مفتاح UPS داخلي.

تتلقى البطارية المتصلة بالمُقوِّم طاقة الشحن حتى تتم استعادة سعتها إلى القيم المثلى.

فترة الاستعداد

بعد انتهاء شحن البطارية ، تغلق أتمتة مزود الطاقة غير المنقطعة المفتاح الداخلي.

تحتفظ البطارية بحالة الاستعداد في وضع المخزن المؤقت.

فترة التفريغ

يتم نقل البطارية تلقائيًا إلى طاقة محطة الكمبيوتر.

تتميز إمدادات الطاقة غير المنقطعة التي تعمل بطريقة تحويل الطاقة الكهربائية المزدوجة بكفاءة أقل في وضع تزويد الخط مقارنةً بالطرز الأخرى بسبب استهلاك الطاقة للحرارة والضوضاء. ولكن في التصميمات المعقدة ، تستخدم التقنيات لزيادة الكفاءة.

UPS على الخط غير قادر على تصحيح ليس فقط حجم الجهد ، ولكن أيضا تردد التذبذب. يقارن ذلك بشكل إيجابي مع الطرز السابقة ويسمح لك باستخدام الطاقة لمختلف الأجهزة المعقدة بمحركات الحث. ومع ذلك ، فإن تكلفة هذه الأجهزة أعلى بكثير من الموديلات السابقة.

تكوين UPS

اعتمادًا على نوع دائرة العمل ، تتضمن مجموعة مزود الطاقة غير المنقطعة ما يلي:

• بطاريات لتخزين الطاقة ؛

• شاحن، ضمان الحفاظ على أداء البطارية ؛

• العاكس لتشكيل موجة جيبية ،

• مخطط التحكم في العملية ؛

• البرمجيات.

للوصول عن بعد إلى الجهاز ، يمكن استخدام شبكة محلية ، ويمكنك زيادة موثوقية الدائرة بسبب التكرار.

في بعض مصادر الطاقة غير المنقطعة ، يتم استخدام وضع Bypass ، عندما يتم توفير الحمل بواسطة جهد التيار الكهربائي المفلترة دون تشغيل الدائرة الرئيسية للجهاز.

جزء من UPS لديه منظم الجهد خطوة بخطوة "الداعم" ، التي تسيطر عليها الأتمتة.

حسب الحاجة إلى تنفيذ حلول تقنية معقدة ، يمكن تزويد مزودات الطاقة غير المنقطعة بوظائف خاصة إضافية.

اقرأ أيضا عن هذا الموضوع:كيفية اختيار UPS للغلاية