Transformer Base OR Transformer Less UPS
دلایل بسياري برای یک تولید کننده UPS جهت توسعه یک تکنولوژی جایگزینی وجود داشته و دارد. با این حال، اين دلايل و مشوقها بيشتر تحت تاثير محدوديتهاي توليد، هزینه تمام شده و قدرت رقابت در بازار قرار دارند تا اينكه بخواهد بهبود قابليتها و مشخصات ذاتی محصول در انجام وظیفه اصلی که برای آن طراحی شده مد نظر باشند. در حالی که در برخی كاربردها - به ویژه هنگامی که اندازه و ارزش هزينه انجام شده براي منبع تغذيه مهم باشد و قصد كاهش قيمت تمام شده را داشته باشيم- ممکن است بتوان با يك اغماض قابل قبولي برخي از كم و كسري ها را در خصوص عملكرد و مشخصات فني تجهيزات پذيرفت، در صورتي که در كاربردهاي ديگر هزينه تمام شده آخرين اولويت خريدار بوده و يك راه حل قوی‌تر بي نقص مورد نياز مي‌باشد.این نحوه انتخاب منبع تغذيه برای سال هاي متمادي در بازار سیستم برق اضطراری (UPS) وجود داشته است. و در آينده هم به همين صورت عمل خواهد شد.
بازار بزرگ تکنولوژی سنتی استفاده از UPS ONLINE هاي با ترانس (Trans-Base) مخصوصا در قدرتهاي كمتر از 40KVA، اين روزها با آخرین پیشرفت‌هاي صورت گرفته در طراحی و ساخت UPSهاي بدون ترانس (Trans-Less) توسط اين نوع UPSها در حال غصب شدن است.ظهور ریز پردازنده‌هاي پیچیده با قابليت کنترل ديجيتال ادوات الكترونيكي و پیشرفت‌هاي رخ داده در ساخت المانهاي الکترونیک قدرت به سازندگان UPS اجازه و امكان تولید دستگاه‌های با قابليت‌هاي بيشتر و با هزینه‌های پایین‌تر را داده است.از آنجا كه نسلهاي اخير UPS بدون ترانس ONLINE ديگر نيازي به ترانس های بزرگ و سنگین سنتي ندارند، وزن آنها بسيار كم و ابعادشان بسيار جمع و جور و قيمتشان هم مقرون به صرفه شده است و به عنوان يك گزينه وسوسه انگيز جايگاه خود را در بسياري از كاربردها باز كرده‌اند. اشتباه نکنید، در بسیاری از شرایط، این UPSهاي کوچکتر، سبک‌تر و ارزان‌تر یک پاسخ ایده‌آل برای نياز سازمانهايي هستند كه به دنبال داشتن يك منبع تغذيه بدون وقفه پشتيبان براي کامپیوترها خود و تجهیزات مخابراتي خود در زمان قطع برق هستند.با این حال، مثل خيلي از جاها، در UPSها هم بين ویژگی‌های گوناگون يك محصول، تنها برخی از آنها ارزش حياتي برای کاربردهای مورد نياز ما دارد، در حالی که برخی دیگر از اهمیت کمتری برخوردارند .
يك UPS بدون ترانس متوسط با مشخصات فني قابل قبول می‌تواند تغذيه بدون وقفه و حفاظت کافی برای طیف گسترده‌ای از مصرف كنندگان حساس را تامين نمايد. بخاطر گسترش غيرمنتظره UPSهای بدون ترانس، اکثر مشتریان قادر به پیدا کردن یک دستگاه UPS بدون ترانس هستند که دارای مشخصاتي باشد كه بتواند نيازهاي آنها را مرتفع كرده و با بودجه آنها هم تطابق داشته باشد.با این حال، مقايسه مشخصات صرف؛ می‌تواند گمراه کننده باشد و کاربرانی كه در بخش‌هاي بسيار حساس و با ريسك بالا مثل ارتباطات مخابراتي ؛ مراكز بهداشتي و درماني و يا محيط‌هاي نظامي كار مي‌كنند همچنين آنهايي كه با ادوات حساسي مثل مراكز ارتباطات بدون سيم (موبايل) و فايل سرورها كار مي‌كنند بايستي بدانند كه چه چيزي از UPSهاي شان مي‌خواهند قبل از اينكه آنها يك تكنولوژي خاصي را مورد استفاده قرار دهند.
به طور خلاصه، UPSهاي ترانس دار دارای چندین مزیت ذاتی نسبت به فن آوری UPSهاي بدون ترانس است.مهندسین برق با تجربه همواره نگران این واقعیت بودند که UPSهای بدون ترانس مستعد نويزپذيري از اسپايك‌ها و شرايط ولتاژ و جريان و فركانس گذراي ناشی از انواع مختلفی از دستگاه های متصل به آنها مانند فتوکپی‌ها، پرینترهای لیزری و موتورها هستند.
به تعبيري برق شبكه "کثیف"( برق با كيفيت توان پايين) مي‌تواند از این نوع UPSها عبور كرده و به مصرف كنندگان متصل به UPS منتقل شود. اين محدويت به این معنی است که، در عمل، UPS بدون ترانس بايستي با تعدادي از فيلترهاي الكترونيكي و الكتريكي براي حذف نويزهاي الكتريكي تجهيز شود. در غیر این صورت، نمی‌تواند كاري برای بهبود کیفیت برق شبكه که در بسیاری از شرایط، يك پارامتر متغیر است انجام دهد.
در نقطه مقابل، به دلیل اينكه ترانس خود به منزله یک مانع فیزیکی عمل مي‌كند، UPSهاي ترانس دار مي‌تواند مصرف كننده را به طور کامل از شرايط بد شبكه بدور نگه دارد (ماهيت سلفي ترانس احتمال عبور نويزها و خطاهاي فركانس بالا را صفر مي‌كند. همچنين خطاهاي زمين رخ داده در هر زير بخش به همان زير بخش محدود شده و در سيستم توسعه نمي‌يابد بستری برای گسترش خطاهای مود مشترک ایجاد نخواهد شد.)
بنابراین، در شرایطی که مصرف كنندگان به احتمال زیاد تحت تغييرات بسیار زیاد شبكه قرار مي‌گيرند، UPSهاي ترانس دار تجهيزات ايمن‌تر و مطمئن‌تري از نمونه‌هاي بدون ترانس محسوب مي‌شوند- در واقع با داشتن ترانس و فيلترهاي حذف نويز بزرگ در حدفاصل بين ورودي و خروجي به راحتي مسير انتقال خطا به مصرف كنندگان را سد مي‌كند و نيازي به هيچ گونه فيلتر الكترونيكي اضافي نيست. همچنین، به خاطر ايزولاسيون هسته آهن ذاتي در UPSهاي ترانس دار بين منبع تغذیه و مصرف كننده ايزولاسيون الكتريكي تامين مي‌شود كه در بسياري از كاربردها يك ضرورت محسوب مي‌شود. در واقع، بر طبق آخرین استانداردهای الکتریکی تاسیسات پزشکی(BS-EN60601 and 61558-2) دستگاه‌های حیاتی تنها بايستي از طریق یک ترانس با ايزولاسيون هسته آهني به شبكه برق وصل شوند و اتصال مستقيم آنها به شبكه برق مجاز نيست. (اين نياز به درستي توسط UPS هاي با ترانس پاسخ داده شده‌اند.)
براي هر گونه تاسيسات الكتريكي که نیاز به بالاترين قابلیت اطمینان دارد لازم است منابع تغذيه‌اي به خدمت گرفته شود كه احتمال خرابی‌هاي بالقوه تجهیزات را به حداقل برساند. یکی از مزیت‌های عمده‌ای UPSهاي ترانس دار ، بالاتر بودن زمان عملكرد آنها قبل از رخداد خطا (MTBF) است.از آنجا که در این دستگاه‌ها به جاي استفاده از حجم زياد تجهيزات الكتريكي و الكترونيكي مرسوم در ساختارهاي بدون ترانس جديد از حداقل المانها مطابق با اصول مهندسي استفاده مي‌شود و تجهيزات از تعداد محدودتري از اجزاي سري و موازي برخوردار است كه نتيجه آن افزايش قابليت اعتماد و عملكرد تجهيزات است.
در مقابل، UPSهای بدون ترانس تعداد بسيار بالايي از مدارت الكترونيكي را به خدمت مي‌گيرند تا مشخصات UPSهاي ترانس دار را برآورده نمايند همچنين استانداردهای مقتضي در خصوص فيلتر كردن معايب شبكه را برآورده سازند؛ به خاطر همين، می‌توان گفت آنها استعداد بیشتري براي رخداد خطا در زمان استفاده در سایت دارند بخصوص سايت‌هاي كه در آنها احتمال افت شديد كيفيت برق شبكه بخاطر دلايلي همچون شرايط گذرا ؛ اسپايك و نويزهاي الکتریکی وجود دارد.
به همین دلیل است که اکثر کارشناسان توصیه مي‌كنند تنها UPSهاي ترانس دار در كاربردهاي صنعتی و / یا حیاتی مانند پزشکی و حمل و نقل (بخصوص حمل ونقل ريلي) استفاده شود.البته بايستي يادآور شد كه در برخي از ساختارهاي بدون ترانس جديد عملا با ساخت دستگاه به صورت ماژولار و با قابليت جابجايي تحت بار و انعطاف پذيري بسيار خوب؛ زمان تعمير و بازگرداندن تجهيز به مدار بسيار كم شده است.
هرچند لازم به يادآوري است كه، همانگونه که قبلا ما اشاره كرديم در برخي از كاربردها دلایل بسیار قانع کننده برای استفاده از UPS های بدون ترانس وجود دارد.از جمله اين دلايل مي توان به اين واقعيت اشاره كرد كه UPSهاي ترانس دار سنتي در مقايسه با همتايان بدون ترانس خود بسيار حجيم‌تر و سنگين‌تر هستند. دلیل اصلی حجم زياد این UPSهاي ترانس دار آنهاست اين ترانس‌ها حجم و وزن زيادي دارند و فضاي زيادي در كابيت دستگاه به آنها اختصاص مي‌يابد. به همين دليل است که UPSهاي ترانس دار به طور قابل ملاحظه‌اي سنگين هستند لذا به راحتي نوع بدون ترانس قابليت جابجايي را ندارند.
علاوه بر این، UPSهاي ترانس دار راندماني حدودا 5 تا 10 درصد كمتر از نمونه هاي بدون ترانس دارند در واقع ترانس‌ها خود تلفات و ايجاد حرارت در دستگاه را به دنبال دارند كه هم راندمان اين نوع تجهيزات را كم مي‌كند و هم نياز به مراقبت ونگهداري بيشتر مخصوصا در خصوص سيستم تهويه دستگاه را مي طلبد.
UPSهاي ترانس دار به خاطر صدايي كه در ترانس آنها و همچنين فن‌هايي كه در سيستم‌هاي خنك سازشان مورد استفاده قرار مي گيرد نويز صوتي بيشتري ايجاد كرده و براي مراكزي كه اين ادوات در كنار نفرات و پرسنل استفاده مي‌شود نيز مورد استقبال قرار نمي‌گيرند.
در حقيقت این بدان معنی است که UPSهاي ترانس دار اغلب برای كاربردهاي دفتري و یا تغذيه کامپیوترهاي کوچک و مراكز كوچك مخابراتي مناسب نيستند، به خصوص اگر نويز صوتي و ميزان گرماي ساطع شده از دستگاه مشكلاتي را براي پرسنل و كاركناني كه در مجاورت دستگاه كار مي‌كنند ايجاد كرده و يا غير قابل تحمل باشند. در حالي كه UPSهای بدون ترانس؛ عملكرد آرامتر و ساکت‌تري همراه با تلفات حرارتي كمتري دارند كه منجر به توليد صدا و گرماي كمتري در محيط مي‌شود. در واقع مي‌توان گفت گه بخشي از انرژي در UPSهاي ترانس دار تبديل به گرما و سر و صدا مي‌شود و همين عامل هم سبب كاهش راندمان اين نوع UPSها در مقايسه با UPSهای بدون ترانس مي‌شود و باعث افزايش هزينه عملكردي (هزينه انرژي مصرفي) در UPSهاي ترانس دار با ادوات نيمه هادي جريان بالا در مقايسه با UPSهای بدون ترانس كه از مدارت فركانس بالا بهره مي‌برند مي‌شود.
اگرچه UPSهای بدون ترانس از طراحی پیچیده‌تري برخوردارند، ولي به خاطر اينكه اکثریت قطعات اصلي آنها الکترونیکی است، آنها ارزان‌تر از انواع UPSهاي ترانس دار هستند. به علت توليد انبوه ادوات الكترونيكي؛ بسیاری از تولید کنندگان UPS بدون ترانس مي‌توانند از مزایای اقتصادي قابل توجهی در فرایندهای تولیدی خود برخوردار باشند و هزینه‌های طراحی، توسعه و تولید این نوع منبع تغذیه اضطراری را بسيار كاهش دهند.
UPSهاي ترانس دار به طور قابل توجهی متفاوت از نمونه‌هاي بدون ترانس هستند، به طوری که آنها داراي قطعات الکتریکی خاص بيشتري هستند، و بنابراین نمی‌توانند از مزيتهاي توليد انبوه در توليد قطعات خود بهره‌مند شده و قيمت تمام شده خود را تعديل نمايند. همين عامل باعث می‌شود آنها به طور معمول حداقل تا 30 درصد گران‌تر از دستگاه‌های بدون ترانس باشند.
به همین دلايل است که، هرچند UPSهاي ترانس دار ممکن است در برخي از كاربردهاي خاص ايده‌آل‌ترين گزينه باشد. ولي ملاحظات اقتصادی، در كنار محدوديتهاي محل نصب و تنگناهاي فضا و مكان؛ مشتري را به سمت انتخاب UPSهاي بدون ترانس بكشاند.شکی نیست که استفاده از UPSهاي ترانس دار انتخابي ایده‌آل برای سایت‌هایي است كه كيفيت برق در شبكه‌ي اصلي آنها به شدت پايين است- به ویژه مراكز صنعتی، مکان هاي با زیرساخت شبكه ضعيف مانند شبكه‌هاي روستايي و يا شبكه هايي كه درخواست‌هاي خاصي از تغذيه دارند مانند بیمارستان ها. در چنین شرایطي، از UPSهاي مورد استفاده انتظار می رود كه بهترين حفاظت از بارهاي حساس را در برابر نويزهاي الكتريكي و فالتهاي گذراي شبكه ارائه نمايند.
با وجود اينكه UPSهای بدون ترانس حاوی مدارهای پیچیده الکترونیکی براي حذف نويز و صاف كردن ولتاژ شبكه هستند ولي آنها قادر به ايزوله كردن مصرف كننده از شبكه مشابه UPSهاي ترانس دار نيستند.
به همین دلیل است که تولید کنندگان متعدد UPSهاي آنلاین بدون ترانس فضاي خاصي را در کابینت دستگاه‌هاي براي افزودن فیلتر و ترانس براي تامين ايزولاسيون مورد نياز در نظر گرفته‌اند تا بتوانید از مزایای اين نوع ايزولاسيون برای محیط‌های صنعتی و شبكه‌هاي به شدت آلوده بهره مند شوند.علاوه بر این، UPSهاي ترانس دار سنتي قابليت اعتماد بسيار بالاتري در مقايسه مدار فيلتر الكترونيكي مرسوم در UPSهای بدون ترانس فراهم مي سازند. این باعث می شود UPSهاي بدون ترانس تنها براي شبكه هايي كه از كيفيت توان بالاتري برخوردارند گزينه مناسب تري باشد.در واقع UPSهاي بدون ترانس براي محيط هاي دفتري مدرن كه قيمت و فضاي اشغال شده توسط UPS از اهميت بالاتري برخوردار است و يا در سايتهايي كه UPS در كنار محل استقرار پرسنل و يا در معرض ديد كاركنان و يا ارباب رجوع قرار مي‌گيرد ترجيح داده شوند.
البته، در برخی شرایط UPSهای بدون ترانس منهاي كوچك و كم صدا بودن به خاطر دلايل ديگري بر نمونه‌هاي با ترانس ترجيح داده شوند به عنوان مثال، در مصارفي که در آنها تغییرات ناگهانی در ميزان بار UPSها رخ دهد، یک دستگاه UPS بدون ترانس می‌تواند بلافاصله خود را با اين تغييرات همراه سازد و افت ولتاژ را به سرعت جبران نمايد در حالی که یک UPSهاي ترانس دار زمان بيشتري برای پاسخ دادن به تغييرات لازم دارد. ( زمان پاسخ UPS به بار پله‌اي و ميزان افت يا افزايش ولتاژ در زمان تغيير بار از صفر به 100درصد و يا بالعكس يكي از پارامترهاي تاثير گذار در انتخاب UPS است). تعيين تكليف اين موضوع كه آیا این ضعف پاسخ ديناميكي مي‌تواند روي مصرف كنندگان اثر گذار باشد يا نه بستگي به مشخصات اختصاصي هريك از مصرف كنندگان دارد.علاوه بر این، یک UPSبدون ترانس می تواند قابلیت اصلاح ضریب قدرت ورودی را به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از مدارهای الکترونیکی خود تامين نمايد و نياز به ادوات اضافي براي اين منظور ندارد. این نيز یک مزیت بزرگي برای برخي از بارهاي خاص مي باشد.در این مورد، ضريب قدرت پس فاز و يا پيش فاز است كه به خاطر بار متصل به دستگاه رخ داده است.
اكثر UPSهاي ترانس دار اين ضريب قدرت را به شبكه منتقل مي كنند در چنين مواردي براي جبران اين نوع ضريب قدرت در UPSهاي ترانس دار نياز به یک فیلتر جداگانه‌اي است .
بنابراین، به طور خلاصه، تصمیم گیری بین UPSهاي ترانس دار و بدون ترانس بسيار متفاوت از تصميم گيري بین موتورهای دیزلي و بنزیني می باشد. در هنگام انتخاب و استفاده از هر كدام از اين فن آوری‌ها ، کاربر بايستي تمامي منافع کوتاه مدت و بلند مدت استفاده از هركدام از روشها و همچنين هزینه‌های اجرا و بهره‌برداري را مد نظر قرار داده و اقتصادي‌ترين گزينه با بهترين كارايي انتخاب نمايد. مشاوره با يك تامين كننده بي‌طرف كه هر دو سيستم با ترانس و بي‌ترانس را دارد می‌تواند يك انتخاب بي طرفانه كه به يك راه حل قوي و عالي در تامين تغذيه بدون وقفه منجر شود را در پي خواهد داشت.