Online Kesintisiz Güç Kaynağı Nasıl Çalışır
Kesintisiz Güç Kaynağı (UPS) Nasıl Çalışır?
Günümüzde 3 Tip UPS bulunmaktadır. Off-Line UPS, Line İnteraktif UPS ve Online UPS.
Bu yazımızda Online UPS üzerinde durulacak olup diğer iki tipten kısaca bahsedilecektir.
Offline UPS
UPS blok şeması aşağıda gösterilmiştir.
Bu tip UPS çalışmada doğrudan filtre üzerinden şebekeye bağlanır. Gelen voltaj önceden belirlenmiş bir seviyenin altına düştüğünde, dahili bir akü grubundan beslenen DC-AC çevirici devresi çalışmaya başlar ve yükleri beslemeye devam eder. Geçiş süresi 10 ms altındadır. Bu tip UPS ler günümüzde pek kullanılmamaktadır.
Line İnteraktif UPS
Bu ucuz ve ekonomik UPS tipi Offline UPS ile benzer şekilde çalışır. Yükler filtre ve voltaj regülatörü üzerinden doğrudan şebekeye bağlanır. Gerilim belirlenen sınırlar içinde sabit tutulur.
Şebeke gerilimi mevcut iken Aküler şarj edilir fakat İnvertör pasif durumdadır. Şebeke kesildiğinde invertör devreye girer ve gerekli sinüs gerilimi üretilerek yükler beslenir. Üretilen sinüs gerilimi Benzetilmiş Sinüs formundadır.
2 kVA ‘ya kadar düşük güçlerde üretilen Bu tip UPS lerde Akü kapasitesi sınırlıdır ve yükleri güvenli kapatmayı sağlayacak şekilde kısa süreli besleyebilir.
Elektrik kesintisi esnasında Akü üzerinden çalışmaya geçiş süresi yaklaşık 4 ms civarındadır.
UPS Blok şeması aşağıda verilmiştir.
Online UPS
Günümüzde en çok kullanılan bu tip UPS ‘in basit bir blok şeması aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.
Online UPS diğer iki UPS grubuna göre daha kompleks bir yapıda olup Doğrultucu / şarj cihazı, Evirici (invertör), Statik ByPass Anahtarı, Mekanik ByPass Anahtarı, Akü Grubu, DC ve AC Filtreler ile Kontrol Devresi içerir.
Online UPS Bir çift çevrim teknolojisine dayanmaktadır. Online Çift Çevrim UPS’lerde şebekenin durumu ne olursa olsun yük sürekli olarak Evirici (İnvertör) üzerinden beslenir. Şebeke gerilimi var iken aküler sürekli ve kontrollü olarak şarj işlemine tabi tutularak olası elektrik kesilmelerine hazır tutulur. Girişteki AC gerilim önce DC ye çevrilir ve bu DC gerilim Akülerin de Şarj olması sağlanır. Daha sonra Elde ettiğimiz DC gerilim tekrar AC gerilime dönüştürülerek istenen çıkış elde edilir.
Devre birimlerini inceleyecek olursak
EMI Filtresi: Bobin ve kondansatör kullanılarak yapılır. Bu EMI filtre devresinin ana işlevi, şebekeden kaynaklanan elektromanyetik parazitleri azaltmak veya filtrelemektir.
Doğrultucu (Redresör) Devresi: Giriş şebeke elektriği filtre edildikten sonra Doğrultucu devresi kullanılarak doğru akıma dönüştürme işlemi yapılır. AC-DC Dönüşüm için UPS gücüne ve tipine göre Standart Diyotların yanı sıra Tristör ve IGBT kullanılmaktadır.
DC Filtre Devresi: DC filtre devresi, redresör devresinden gelen DC'yi filtrelemek ve temiz bir DC gerilim elde etmek için kullanılır.
Evirici (İnvertör) Devresi: Elde edilen DC Gerilim Evirici devresi kullanılarak yeniden AC Gerilime dönüştürülür. İnvertör Devresi için MOSFET Transistor, Tristör veya IGBT Transistorlar kullanılır.
AC Filtre Devresi: AC filtre devresi, invertör devresinden gelen AC'yi filtrelemek için kullanılır.
Statik Transfer Anahtarı: AC filtre Devresi ile Kritik Yük arasına statik bir anahtar bağlanır. UPS çalışma sırasında Evirici arızalanır ise veya evirici kapasitesinin üzerinde aşırı yüklenirse KGK çıkışı Statik Transfer Anahtarı aracılığı ile şebekeye aktarılır. Bu özelliğe kesintisiz Statik By-Pass özelliği denir.
Kontrol Devresi: UPS içindeki doğrultma, DC-AC dönüşüm ve Akü Şarj işlemleri ile Çalışma Modu seçimi genellikle Sayısal İşlemci içeren Kontrol Devresi ile yapılmaktadır.
Mekanik ByPass Anahtarı: UPS arızalandığı yada UPS e Bakım yapmak gerektiğinde Mekanik ByPass anahtarı kullanılarak UPS devre dışı bırakılır ve yükler Şebekeden doğrudan beslenir.
Akü: Sistemin en önemli bileşenidir. Şebeke gerilimi olmadığı zaman Akü Enerjisi kullanılarak Eviriciden Sinüs çıkışı alınır ve yükler beslenir. Online çalışma durumunda Aküler kontrollü olarak şarj edilerek daima hazır tutulmalıdır. UPS ‘lerde genellikle 12 V luk VRLA tip Bakımsız Kuru tip Aküler kullanılır. Kullanılacak Akü Sayısına ve kapasitesine UPS gücü, UPS Akü Şarj Kapasitesi ve gereken Yedekleme Süresine göre hesaplanarak karar verilir.
İST Enerji olarak bu konuda müşterilerimize danışmanlık vermekteyiz.