یو پی اس لاین اینتراکتیو

یو پی اس لاین اینتراکتیو (خط تعاملی) (Line-Interactive)

وظیفه یو پی اس لاین اینتراکتیو این است که خروجی AC بدون اعوجاج ورودی را تامین نماید یعنی زمان های عادی ورودی را از طریق حالت بایپس به ترانسفورماتور انتقال داده که در این وضعیت ترانسفورماتور حکم شارژر را دارد.

یکی از متداول ترین طرح های مورد استفاده برای منبع تغذیه بدون وقفه، یو پی اس لاین اینتراکتیو است. یو پی اس های لاین اینتراکتیو، جریان برق مورد نیاز را در طول حوادثی مانند قطع برق یا خاموشی، کاهش یا افزایش ولتاژ و اضافه ولتاژ، تامین می کنند.

یو پی اس لاین اینتراکتیو معمولا برای محافظت از تجهیزات کمی مهم تر و حساس تر مورد استفاده قرار می گیرد. یو پی اس خط تعاملی، نمونه ای از یک یو پی اس مستقل از ولتاژ (VI) است. در حالت عادی، ولتاژ خروجی یک حالت VI تعاملی تا وقتی که ولتاژ ورودی در حد خروجی باقی بماند، با ولتاژ ورودی آن برابر است.

وقتی که ولتاژ ورودی از آن محدوده بیشتر شود، یو پی اس در حالت عادی باقی می مانند و به ولتاژ انرژی می دهد. در نهایت یو پی اس به حالت باتری منتقل و اینورتر ولتاژ اسمی خروجی را به بار ارائه می دهد، تا زمانی که ولتاژ ورودی به محدوده حالت عادی برگردد یا باتری خالی شود. یو پی اس لاین اینتراکتیو این توانایی را دارد که بتواند خاموشی های مداوم، کاهش ولتاژ و نوسانات افزایش و اضافه ولتاژ را بدون مصرف انرژی محدود ذخیره شده در باتری، تحمل کند.

یک یو پی اس تعاملی خطی دارای مزیتی است که به آن اجازه می دهد که نوسانات جزئی جریان برق مثل کاهش یا افزایش سطح ولتاژ را بدون تغییر و انتقال به باطری، اصلاح کند. یو پی اس لاین اینتراکتیو اینورتر را در خط نگه می دارد و مسیر جریان DC باتری را از حالت شارژ معمولی به جریان تامین در هنگام قطع برق، هدایت می کند. این یو پی اس دارای یک اتوترانسفورماتور است که ولتاژ های بیش از حد بالا یا ولتاژ های کم شده را بدون نیاز به تعویض باتری، تنظیم می کند.

طراحی یو پی اس خط تعاملی معمولا دارای یک AVR اصلاح ضربه یا مبدل است که در مواقع مورد نیاز، ولتاژ را با تنظیم ترانسفورماتور در جریان ورودی که ولتاژ متفاوتی دارد، تنظیم می کند. تنظیم ولتاژ یک ویژگی مهم در شرایط ولتاژ پایین محسوب می شود. در صورتی که چنین اتفاقی نیوفتد، بار یو پی اس به باتری منتقل شده و در نهایت انتقال بار متوقف می شود.

نکته جالب توجه در رابطه با منبع تغذیه لاین اینتراکتیو این است که استفاده زیاد از باتری می تواند تاثیر زیادی در خرابی زودرس آن داشته باشد، اما اینورتر های یو پی اس های لاین اینتراکتیو معمولا به گونه ای طراحی می شوند که با وجود مشکل یا ایجاد خرابی از منبع برق ورودی AC تامین شود.

نحوه کار یو پی اس لاین اینتراکتیو

یک یو پی اس تعاملی خطی از لحاظ عملکرد شبیه به یک یو پی اس آفلاین عمل می کند، اما نسبت به این منبع تغذیه یک اتوترانسفورماتور ولتاژ متغیر چند ضربه، اضافه تر دارد. ترانسفورماتور تعبیه شده در یو پی اس لاین اینتراکتیو، نوع خاصی از نوعی از ترانسفورماتور هاست که می تواند سیم پیچ های برق دار را اضافه یا کم کند و در نتیجه میدان مغناطیسی و ولتاژ خروجی خود را افزایش یا کاهش دهد.

با وجود این که نحوه عملکرد یو پی اس لاین اینتراکتیو مشابه یو پی اس آفلاین است، اما به علت وجود ترانسفورماتور و اعمال تنظیمات لازم توسط آن، از قطع و وصل پیوسته باتری در شرایط مختلف جلوگیری می شود. تمامی این موارد باعث افزایش طول عمر باطری شده و از خرابی های مکرر یو پی اس در طول استفاده از آن نیز جلوگیری می کند.

این کار ممکن است توسط یک ترانسفورماتور باک بوست هم انجام شود. توجه داشته باشید که این ترانسفورماتور با یک ترانسفورماتور خودکار متفاوت است و می تواند برای ایجاد یک ایزولاسیون گالوانیکی سیم کشی شده یا ایزوله الکتریکی، مناسب باشد.

در یو پی اس لاین اینتراکتیو با طراحی تعاملی خطی، توان اولیه برق ورودی از طریق یک کلید انتقال به اینورتر و پس از آن به بار منتقل می شود. اینورتر موجود در مدار لاین اینتراکتیو همیشه فعال است و عملکرد آن زمانی که برق اصلی روشن باشد، به صورت برعکس است.

این کار باعث می شود که برق ورودی AC به DC تبدیل شود تا برای شارژ باتری پشتیبان استفاده گردد. در صورتی که برق خط قطع شود، کلید انتقال باز می شود و اینورتر در حالت نرمال کار می کند. به این ترتیب که برق DC را برای تامین بار از باتری می گیرد و جریان AC تبدیل می کند. طراحی یو پی اس لاین اینتراکتیو که اینورتر را فعال نگه می دارد، فیلتر بهبود یافته ای را ارائه می کند و پالس های سوئیچینگی که قابل شناسایی با پیکربندی یو پی اس آفلاین هستند را کاهش می دهد.

با توجه به طراحی و نوع اینورتر، پیکربندی UPS خط تعاملی می تواند دو مسیر جریان برق مستقلی را برای بار ایجاد کند و اینورتر را به عنوان نقطه خرابی حذف کند. بنابراین حتی اگر تحت شرایط خاص اینورتر دچار مشکل شده و یا از کار بیوفتد، برق AC همچنان می تواند بدون وقفه به خروجی جریان داشته باشد. حداکثر زمان لازم برای فعال شدن UPS لاین اینتراکتیو در شرایط قطعی برق، تقریبا 4 میلی ثانیه خواهد بود.

چون یک UPS تعاملی خطی معمولا شامل یک اتوترانسفورماتور AVR برای تنظیم است، در نتیجه در حالت عادی ولتاژ خروجی طبیعی است، اما قادر به تنظیم فرکانس استاندارد IEC نیست و وابستگی ورودی را مستقل از ولتاژ (VI) طبقه بندی می کند.

تفاوت هایی در نحوه عملکرد UPS های آفلاین و لاین اینتراکتیو وجود دارد که تاثیرات آنها در خروجی بار کاملا مشهود و واضح است. در صورت کاهش ولتاژ جریان ورودی در UPS های لاین اینتر اکتیو و آفلاین، عملکرد خروجی در این منابع تغذیه به طور مشهودی کاهش پیدا می کند و دلیل آن هم این است که ولتاژ خروجی در این UPS ها به طور دقیق کنترل نمی شود.

در صورت ادامه دار بودن روند کاهش ولتاژ، شرایط ترانسفورماتور یو پی اس خط تعاملی برای تنظیم ولتاژ خروجی تغییر می کند و ولتاژ جریان خروجی، کم کم و به صورت پله ای تنظیم می شود. در چنین شرایطی شما شاهد تغییرات بیشتری در ولتاژ خروجی UPS لاین اینتر اکتیو نسبت به یو پی اس آماده به کار خواهید بود.

کاربرد یو پی اس لاین اینتر اکتیو

UPS های خط تعاملی به علت این که حساسیت بیشتری نسبت به UPS های آفلاین در مقابل تغییرات ولتاژ دارند، بنابراین برای استفاده در سرور ها ایده آل خواهند بود. از طرفی می توان در کاربری های زیر نیز از این منبع تغذیه استفاده کرد:

• اتصال لوازم الکترونیکی مصرفی
• رایانه های شخصی
• سیستم های بازی
• تجهیزات شبکه
• سرور های میان رده

مزایای یو پی اس لاین اینتراکتیو

بسیاری از UPS های لاین اینتراکتیو می توانند تنظیم خودکار ولتاژ AVR خود را خاموش کنند و ترانسفورماتور ها در هنگام انجام این کار معمولا در حالت عادی بای پس کار می کنند. همچنین این UPS مزیت های زیر را نیز شامل می شود:

• قابلیت اطمینان بالا
• بهره وری بالا در عملکرد (در حالت عادی)
• دارای توان بالا در فعال کردن بیش از یک ولتاژ ورودی گسترده دامنه AVR
• قیمت ارزان یو پی اس
• اندازه مناسب و جمع و جور
• دارای موج خروجی سینوسی
• قادر به اصلاح شرایط ولتاژ خط پایین یا بالا

نقاط ضعف UPS لاین اینتراکتیو

• اکثر UPS های خط تعاملی با توان کمتر از 5 کیلوولت آمپر کار نمی کنند.
• توان فیلترینگ کامل برق را ندارد، بنابراین نمی تواند نوسانات فرکانسی جریان برق را به طور کامل برطرف کند.