Pemasok Kuasa Tanpa Gangguan (UPS): Rajah Blok & Penjelasan

Apakah UPS (Uninterruptible Power Supply)?

Sebuah Uninterruptible Power Supply (UPS) didefinisikan sebagai peralatan elektrik yang dapat digunakan sebagai sumber tenaga segera ke beban yang terhubung apabila terdapat gangguan pada sumber tenaga utama.

Dalam UPS, tenaga biasanya disimpan dalam flywheels, bateri, atau super kapasitor. Apabila dibandingkan dengan sistem bekalan tenaga segera lainnya, UPS mempunyai kelebihan perlindungan segera terhadap gangguan bekalan tenaga masukan.

Ia mempunyai masa operasi yang sangat singkat; namun waktu ini cukup untuk mematikan selamat peranti yang terhubung (komputer, peralatan telekomunikasi, dll) atau untuk menghidupkan sumber tenaga cadangan.

UPS boleh digunakan sebagai peranti pelindung untuk beberapa peranti keras yang boleh menyebabkan kerosakan atau kerugian serius akibat gangguan tenaga tiba-tiba.

Sumber tenaga tanpa gangguan, Bekalan bateri, dan Bekalan flywheel adalah nama-nama lain yang sering digunakan untuk UPS. Saiz UPS yang tersedia berkisar dari 200 VA yang digunakan untuk komputer tunggal hingga beberapa unit besar hingga 46 MVA.

Peranan Utama UPS

Apabila terdapat kegagalan pada sumber tenaga utama, UPS akan memberikan tenaga untuk masa yang singkat. Ini adalah peranan utama UPS. Selain itu, ia juga mampu membetulkan beberapa masalah tenaga umum yang berkaitan dengan perkhidmatan utiliti dalam tahap yang berbeza.

Masalah yang boleh dibetulkan termasuk spike voltan (over voltan yang berterusan), Noise, Penurunan cepat voltan input, Distorsi harmonik, dan ketidakstabilan frekuensi pada mains.

Jenis-jenis UPS

Secara umum, sistem UPS dikategorikan menjadi On-line UPS, Off-line UPS, dan Line interactive UPS. Reka bentuk lain termasuk Standby on-line hybrid, Standby-Ferro, Delta conversion On-Line.

Off-line UPS

UPS ini juga dipanggil sebagai sistem UPS Standby yang hanya memberikan ciri-ciri paling asas. Di sini, sumber utama adalah AC mains yang telah difilter (ditunjukkan dalam laluan pepejal dalam Rajah 1).

Apabila terjadi pemutusan tenaga, switch alih akan memilih sumber cadangan (ditunjukkan dalam laluan putus-putus dalam Rajah 1).

Oleh itu, kita dapat melihat dengan jelas bahawa sistem standby hanya akan mulai beroperasi apabila terdapat kegagalan pada mains. Dalam sistem ini, voltan AC pertama kali direktifikasi dan disimpan dalam bateri penyimpanan yang terhubung ke rectifier.

Apabila terjadi pemutusan tenaga, voltan DC ini diubah menjadi voltan AC melalui inverter kuasa, dan ditransfer kepada beban yang terhubung padanya.

Ini adalah sistem UPS yang paling murah dan ia menyediakan perlindungan gegaran selain daripada bekalan cadangan. Masa alih dapat sekitar 25 milisekon yang berkaitan dengan masa yang diambil oleh sistem UPS untuk mendeteksi voltan utiliti yang hilang. Diagram blok ditunjukkan di bawah.

On-line UPS

Dalam jenis UPS ini, kaedah pengubahan ganda digunakan. Di sini, input AC pertama kali diubah menjadi DC melalui proses rektifikasi untuk disimpan dalam bateri yang boleh dicaj semula.

DC ini diubah menjadi AC melalui proses inversi dan diberikan kepada beban atau peralatan yang terhubung (Rajah 2).

Jenis UPS ini digunakan di mana isolasi elektrik adalah wajib. Sistem ini sedikit lebih mahal disebabkan oleh reka bentuk konverter yang beroperasi secara berterusan dan sistem pendingin.

Di sini, rectifier yang dikuasakan dengan arus AC normal secara langsung mengendalikan inverter. Oleh itu, ia juga dikenali sebagai UPS Pengubahan Ganda. Diagram blok ditunjukkan di bawah.

Apabila terdapat kegagalan tenaga, rectifier tidak memainkan peranan dalam litar dan tenaga stabil yang disimpan dalam bateri yang terhubung ke inverter diberikan kepada beban melalui switch alih.

Setelah tenaga dipulihkan, rectifier mulai mengisi bateri. Untuk mencegah bateri panas akibat rectifier daya tinggi, arus pengisian dibatasi. Semasa kegagalan tenaga utama, sistem UPS ini beroperasi dengan masa alih nol.

Alasannya adalah sumber cadangan bertindak sebagai sumber utama dan bukan input AC utama. Namun, kehadiran arus inrush dan arus beban langkah yang besar dapat menghasilkan masa alih sekitar 4-6 milisekon dalam sistem ini.

Line Interactive UPS

Untuk perniagaan kecil, server departemen, dan web, UPS interaktif garis digunakan. Ini hampir sama dengan UPS off-line.

Perbedaannya adalah penambahan transformer berubah tap. Regulasi voltan dilakukan oleh transformer ini dengan mengubah tap bergantung pada voltan input voltan. Penapisan tambahan disediakan dalam UPS ini menghasilkan kerugian transien yang lebih rendah. Diagram blok ditunjukkan di bawah.