تلعب أنظمة ال UPS دورًا حيويًا في ضمان استمرار تشغيل الأجهزة المهمة أثناء انقطاع التيار الكهربائي. يعتمد اختيار النوع الصحيح من أجهزة UPS على الاحتياجات المحددة للأجهزة والتطبيقات المراد حمايتها. يمكن أن يساعد فهم الأنواع المختلفة لأنظمة UPS في اتخاذ قرار صحيح عند اختيارك UPS لتطبيق معين، وفي هذا المقال شرح أنواع UPS المختلفة.
On Line UPS
اليو بي إس دائم التغذية (On Line UPS) ويسمى التحويل المزدوج (Double Conversion UPS) هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من UPS في القدرات أكبر من 10kVA. يتميز هذا النوع بأن انقطاع المصدر لا يتسبب بإنطفاء الكهرباء عن الأحمال ولو لجزء من الثانية لأن المصدر يشحن البطاريات الاحتياطية والتي تزود الحمل بالطاقة عبر العاكس.
في الوضع العادي للتشغيل يتم تزويد الحمل بالطاقة باستمرار عبر العاكس يسمح هذا بالحصول على جهد وتردد مستقرة وخالية من أي اضطرابات بسبب التحويل المزدوج (من AC إلى DC ثم مرة أخرى من DC إلى AC) وأيضَا يتم شحن البطاريات بنفس الوقت.
عندما يكون جهد المصدر الرئيسي خارج التفاوت المحدد أو انقطاع المصدر الرئيسي يحافظ العاكس والبطارية على استمرارية الطاقة للحمل بدون حدوث أي انقطاع للطاقة عن الحمل وتستمر لمدة زمنية محددة بحسب زمن تفريغ البطاريات أو حتى يعود المصدر الرئيسي. ويعود نظام UPS إلى وضع التشغيل العادي.
مميزات On Line UPS
- تحمل واسع جدًا لتغير جهد الدخل
- التنظيم الدقيق لجهد الخرج
- لا يوجد زمن تبديل أثناء التحويل بين المصدر والبطاريات.
- يمكنه تنظيم أو تغيير تردد الخرج
عيوب On Line UPS
- معامل القدرة المنخفض
- ارتفاع نسبة التوافقيات
- الكفاءة المنخفضة.
على الرغم من عيوب On Line UPS فهو النوع الأكثر تفضيلاً في الأداء وتنظيم الطاقة وحماية الحمل، ويستخدم مع مجموعة واسعة جدًا من التطبيقات من عدة kVA إلى الـ MVA.
Off-Line UPS
اليو بي إس غير المتصل أو الاحتياطي (Off-line or Standby UPS) هو أبسط أنواع UPS في الوضع العادي يتم تزويد الحمل بالتيار من المصدر الرئيسي مباشرة دون أي تنظيم للجهد أو التردد ويتم شحن البطاريات وتبقى في الوضع الاحتياطي طوال فترة التشغيل العادي.
وعندما يكون المصدر الرئيسي خارج نطاق التفاوت المحدد مسبقًا مثل انخفاض الجهد او ارتفاعه بنسبة كبيرة أو عند انقطاع المصدر بشكل تام، يتم تزويد الحمل بالتيار من خلال البطاريات عبر العاكس (Inverter) لمدة تعتمد على سعة البطاريات أو حتى يعود المصدر الرئيسي مرة أخرى. عادة ما يكون زمن التحويل بين المصدر والبطاريات حوالي 10 مللي ثانية وهو مناسب لمعظم التطبيقات العادية مثل أجهزة الكمبيوتر.
مميزات Off-line UPS
- التصميم البسيط
- التكلفة المنخفضة
- الحجم الصغير.
عيوب Off-line UPS
- عدم وجود عزل بين الحمل والمصدر الرئيسي.
- عدم تنظيم جهد وتردد الخرج.
- زمن التحويل الطويل.
- أداء سيئ مع الأحمال غير الخطية.
يعد هذا النوع حل وسيط بين الحماية المطلوبة والتكلفة. وتستخدم بقدرات منخفضة (أقل من 2 كيلو فولت أمبير)، ويستغرق هذا النوع وقتًا معينًا لتبديل الحمل بين المصدر الاحتياطي والشبكة، والذي يعتبر مقبولًا للتطبيقات غير الحساسة، ولكنه لا يناسب الأنظمة الحرجة والتي لا تتحمل انقطاع التيار الكهربائي لأجزاء من الملي الثانية، مثل مراكز الكمبيوتر الكبيرة. كما أن هذا النوع لا يمكنه ضبط التردد.
Line-interactive UPS
يو بي إس الخط التفاعلي Line-interactive UPS يشبه Offline UPS ولكن مع ميزة إضافية لتنظيم الجهد، في الوضع العادي يمر التيار من المصدر الرئيسي إلى الحمل ويقوم المحول ثنائي الاتجاه (Bidirectional AC/DC converter) بشحن البطاريات وأيضًا الحفاظ على جهد الخرج مستقر نسبيًا وتحسن معامل القدرة للحمل.
عند انقطاع المصدر الرئيسي يعمل المحول ثنائي الاتجاه (Bidirectional AC/DC converter) كعاكس ويزود الحمل بالطاقة من لبطاريات. كما يعمل المفتاح الثابت على فصل المصدر الرئيسي لمنع التغذية العكسية من الانفرتر إلى المصدر. لمدة مساوية لزمن تفريغ البطاريات المعين مسبقًا أو حتى يعود المصدر الرئيسي.
مميزات Line-interactive UPS
- تصميم بسيط
- موثوقية عالية
- تكلفة أقل مقارنة بأجهزة on-line UPS.
- لا يولد توافقيات harmonics.
- كفاءه عالية.
عيوب Line-interactive UPS
- عدم وجود عزل فعلي بين الحمل والمصدر الرئيسي.
- تنظيم لجهد ليس جيدًا.
- لا يمكنه تنظيم تردد الخرج.
هذا النوع شائع بقدرات 0.5-5kVA، مثل حماية السيرفرات الصغيرة وأجهزة الشبكة.
Delta-conversion UPS
جهاز Delta-conversion UPS هو أحدث تقنيات الـ UPS تم تصميمه للتخلص من عيوب On-Line UPS ومتوفر بأحجام تتراوح من 5kVA إلى 1.6MW. ويتكون من محولين ثنائية الاتجاه متصلة بمجموعة بطاريات ومفتاح ثابت ومحول كهربائي متصل على التوالي. ويمكن لجهاز Delta-conversion UPS تحقيق معامل القدرة المرتفع والتنظيم الدقيق لجهد الخرج، وهو أمر غير ممكن باستخدام On-Line UPS.
مميزات Delta-conversion UPS
- انخفاض كبير في فقد الطاقة
- متوافق مع جميع مجموعات المولدات
- يقلل من الحاجة إلى زيادة حجم الأسلاك والمولد
- تصحيح معامل القدرة
عيوب Delta-conversion UPS
- التكلفة العالية
- التحكم المعقد في الجهاز
- عدم وجود عزل كهربائي بين الحمل والمصدر
كفاءة Delta-conversion UPS عالية نسبيًا. لذلك، يتم استخدامها في تطبيقات تصنيف القدرة العالية، حيث تكون الكفاءة عاملاً رئيسيًا. وتعد تقنية Delta Conversion On-Line هي تقنية UPS الوحيدة المحمية ببراءات الاختراع، وبالتالي من غير المحتمل أن تكون متوفرة مع مجموعة واسعة من شركات UPS.
الفرق بين أنوع UPS
في الجدول التالي مقارنة شاملة بين أنواع الـ UPS
