جهاز إمداد الطاقة غير المنقطع (UPS) هو جهاز إمداد طاقة لا يتأثر بانقطاعات التيار الكهربائي القصيرة، ويُوفر طاقة عالية الجودة دائمًا، ويحمي الأجهزة الدقيقة بفعالية. اسمه الكامل هو نظام الطاقة غير المنقطعة. كما أنه يتميز بوظيفة تثبيت الجهد، تمامًا مثل مُثبِّت الجهد.
من حيث مبادئ التطبيق الأساسية، يُعدّ جهاز UPS جهاز حماية طاقة مزودًا بوحدة تخزين طاقة، وعاكس كهربائي كمكون رئيسي، ومخرج تردد ثابت. يتكون بشكل أساسي من مُقوِّم، وبطارية، وعاكس كهربائي، ومفتاح كهربائي ثابت. 1) المُقوِّم: المُقوِّم هو جهاز يُحوِّل التيار المتردد (AC) إلى تيار مستمر (DC). له وظيفتان رئيسيتان: الأولى تحويل التيار المتردد (AC) إلى تيار مستمر (DC)، والذي يُرشَّح ويُزوَّد به الحمل أو العاكس؛ والثانية توفير جهد شحن للبطارية. وبالتالي، يعمل أيضًا كشاحن.
٢) البطارية: البطارية هي جهاز يستخدمه نظام UPS لتخزين الطاقة الكهربائية. تتكون من عدة بطاريات متصلة على التوالي، وتحدد سعتها مدة تفريغها (إمداد الطاقة). وظائفها الرئيسية هي: ١. عندما تكون الطاقة الكهربائية التجارية متوفرة بشكل طبيعي، تُحوّل البطارية الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية وتُخزّنها داخل البطارية. ٢. عند انقطاع التيار الكهربائي، تُحوّل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية وتُزوّد العاكس أو الحمل بها.
٣) العاكس: ببساطة، العاكس هو جهاز يُحوّل التيار المستمر (DC) إلى تيار متردد (AC). يتكون من جسر عاكس، ووحدة تحكم منطقية، ودائرة ترشيح.
٤) المفتاح الساكن: المفتاح الساكن، المعروف أيضًا باسم المفتاح الساكن، هو مفتاح غير تلامسي. وهو مفتاح تيار متردد يتكون من ثايرستورين (SCR) متصلين بالتوازي العكسي. يتم التحكم في إغلاقه وفتحه بواسطة وحدة تحكم منطقية. يوجد نوعان: التحويل والتوازي. يُستخدم مفتاح التحويل بشكل رئيسي في أنظمة إمداد الطاقة ثنائية الاتجاه، وتتمثل وظيفته في التحويل التلقائي من قناة إلى أخرى؛ بينما يُستخدم مفتاح التوازي بشكل رئيسي في توصيل العاكسات بالتوازي، والطاقة التجارية، أو العاكسات المتعددة.
يتم تقسيم UPS إلى ثلاث فئات: النوع الاحتياطي والنوع عبر الإنترنت والنوع التفاعلي عبر الإنترنت وفقًا لمبدأ العمل.
من بينها، يُعدّ جهاز UPS الاحتياطي الأكثر شيوعًا، والذي يتميز بأهم وظائف جهاز UPS الأساسية، مثل التنظيم التلقائي للجهد، وحماية انقطاع التيار الكهربائي، وغيرها. على الرغم من أن زمن التحويل يبلغ عادةً حوالي 10 مللي ثانية، إلا أن خرج طاقة التيار المتردد من العاكس يكون على شكل موجة مربعة بدلاً من موجة جيبية. ولكن بفضل بنيته البسيطة، وانخفاض سعره، وموثوقيته العالية، يُستخدم على نطاق واسع في الحواسيب الصغيرة، والأجهزة الطرفية، وأجهزة نقاط البيع، وغيرها من المجالات.
يتميز نظام UPS عبر الإنترنت بهيكل أكثر تعقيدًا، ولكنه يتميز بأداء مثالي، ويمكنه حل جميع مشاكل إمدادات الطاقة. على سبيل المثال، تتميز سلسلة وحدات UPS رباعية الاتجاه بقدرتها على إخراج تيار متردد بموجة جيبية نقية باستمرار دون انقطاع، مما يُمكّنها من حل جميع مشاكل الطاقة، مثل الذروة والارتفاع المفاجئ في التيار وانجراف التردد. أما بالنسبة لمشاكل الطاقة، فنظرًا لضخامة الاستثمار المطلوب، تُستخدم عادةً في البيئات ذات متطلبات الطاقة العالية، مثل المعدات الرئيسية ومراكز الشبكات.
بالمقارنة مع نوع النسخ الاحتياطي، فإن جهاز UPS التفاعلي عبر الإنترنت لديه وظيفة الترشيح، وقدرة قوية على مكافحة التداخل مع التيار الكهربائي، ووقت التحويل أقل من 4 مللي ثانية، ومخرج العاكس عبارة عن موجة جيبية تناظرية، لذلك يمكن تجهيزه بمعدات الشبكة مثل الخوادم وأجهزة التوجيه، أو استخدامه في المناطق ذات البيئة الكهربائية القاسية.
يستخدم مصدر الطاقة غير المنقطع الآن على نطاق واسع في: التعدين، والفضاء، والصناعة، والاتصالات، والدفاع الوطني، والمستشفيات، ومحطات الأعمال الحاسوبية، وخوادم الشبكة، ومعدات الشبكة، ومعدات تخزين البيانات، وأنظمة الإضاءة الطارئة، والسكك الحديدية، والشحن، والنقل، ومحطات الطاقة، ومحطات فرعية، ومحطات الطاقة النووية، وأنظمة إنذار السلامة من الحرائق، وأنظمة الاتصالات اللاسلكية، والمفاتيح التي يتم التحكم فيها عن طريق البرنامج، والاتصالات المتنقلة، ومعدات تحويل طاقة تخزين الطاقة الشمسية، ومعدات التحكم وأنظمة الحماية في حالات الطوارئ، وأجهزة الكمبيوتر الشخصية وغيرها من المجالات.
وقت النشر: ٨ يونيو ٢٠٢٢
