UPS Kesintisiz Güç Kaynağı nasıl çalışır?

UPS veya Kesintisiz Güç Kaynağı, günlük hayatımızdaki birçok hizmeti garanti altına almak için kritik bir unsur olarak çalışır.

Sayısız hizmetin anında ve kesintisiz erişilebilirliğini talep eden hiper bağlantılı bir dünyada yaşıyoruz. Günlük hayatımızda, çoğumuzun varlığından ve işlevinden haberdar olmadığı binlerce unsur, toplumumuzdaki her donanımın her zaman mükemmel çalışmasını sağlamak için devreye giriyor. İletişim ağları veya elektrik kesintisi olduğunda bize verdiği rahatsızlık inkar edilemez. Bu nedenle, telekomünikasyon altyapısı ve elektrik şebekelerine yapılan teknolojik yatırımlar tüm coğrafyalarda hizmet garantilerinde çok önemli bir ilerlemeye yol açsa da, beklenmedik bir kesinti durumunda hasarı önlemek için yedek veya acil durum cihazlarına sahip olmak şarttır. Bugün ele alacağımız bu unsurlardan biri, İngilizce kısaltmasıyla UPS (Uninterruptible Power Supply) olarak da bilinen UPS veya Kesintisiz Güç Kaynağı’dır.

Bu cihazlar, veri merkezleri, hastaneler, ofis binaları, endüstriler, gemiler gibi ulaşım altyapıları veya her zaman güvenilir, yüksek kaliteli güç kaynağına ihtiyaç duyan diğer tüm konumlar gibi çeşitli yerlerde mevcuttur. Şebekede bir arıza veya kesinti yaşandığında elektrik hizmetinin sürekliliğini sağlamaktan sorumludurlar.

Esasında UPS, bir yedek güç kaynağıdır; böylece bir elektrik kesintisi durumunda sistemlerimizin hizmetleri kesintiye uğramaz, çünkü bunlar şebekeye bağlı kalmadan aküleri aracılığıyla diğer ekipmanlara elektrik gücü sağlayabilen cihazlardır. UPS’in özerklik süresi, sistemin sahip olduğu akülerin türü ve sayısına göre belirlenir. Ne kadar çok akü olursa, şebeke kesintisi o kadar uzun sürebilir.

Böylece, Kesintisiz Güç Kaynağı, örneğin bir ameliyathanenin kritik bir operasyon için ihtiyaç duyduğu enerjinin her zaman sabit kalmasını; internet bağlantısının evlerimize ulaşmasını sağlayan veri merkezlerinin, bir elektrik fırtınası nedeniyle elektrik dalgalanması olması durumunda faaliyetlerini durdurmamasını; veya bir geminin iletişim sistemlerinin kritik bir güç kaynağı hatası nedeniyle arızalanıp deniz trafiğini tehlikeye atmamasını sağlar. Belki şimdi bu bilinmeyen cihazların öneminin biraz daha farkındasınızdır.

UPS veya Kesintisiz Güç Kaynağı

Ayrıca, bir UPS elektrik şebekesine bağlı elektrik sistemleri veya cihazları için bir filtre görevi görür. Yani, bu Kesintisiz Güç Kaynaklarından birini örneğin bir gemiye bağlarsak, tüm bu bilgisayar ekipmanlarını olası güç dalgalanmalarından veya yükselmelerinden, parazitlerden, frekans değişimlerinden veya mikro kesintilerden korumuş oluruz; UPS’in eylemi tüm bunları filtreleyerek mükemmel temiz bir çıkış sinüs dalgası elde eder. Bu, yalnızca ağa bağlı ekipmanın düzgün çalışmasını değil, aynı zamanda uzun ömürlü olmasını da garanti eder.

Kesintisiz Güç Kaynağı Bir UPS nasıl çalışır?

Bu elemanların nasıl çalıştığını anlamak için öncelikle bir UPS’i oluşturan bileşenleri bilmek gerekir. Bakalım:

UPS Elemanları

• Doğrultucu/Şarj Cihazı: Şebeke üzerinden gelen Alternatif Akım’dan gelen elektriği, aküleri şarj etmek veya İnvertörü çalıştırmak için Doğru Akım’a dönüştürmekten sorumludur.
• Aküler: Gerekli elektrik enerjisini sağlarlar Elektrik kesintisi durumunda sisteme güç sağlar.
• İnvertör: Bu, ister redresörden ister akülerden olsun, elektriği Doğru Akımdan Alternatif Akıma dönüştüren ve UPS’e bağlı sistemlere dağıtılmasını sağlayan bir elemandır.
• Statik ve bakım bypass: Bu, UPS’in içerdiği ve UPS arızalandığında yükün doğrudan ana şebekeye (veya bağımsız bir şebekeye) bağlanmasını sağlayan elektrik devresi türüdür.
• Kontrol ünitesi: Bu, Kesintisiz Güç Kaynağının sahip olduğu akıllı elemandır. Cihazın türüne ve işlevlerine bağlı olarak, yazılım veya diğerleri aracılığıyla bir dizi işlevselliğe olanak tanır.

Normal çalışma şekli nasıldır?

UPS normal olarak, yani mevcut ve kaliteli bir elektrik şebekesiyle çalışırken, elektrik UPS’in bağlantısı üzerinden elektrik şebekesine girer ve ilk olarak elektriği alternatif akımdan doğru akıma dönüştüren doğrultucudan geçer.

Bu dönüşüm gereklidir çünkü elektriğin bir kısmı aküde depolanabilir – bunun için akımın doğru olması gerekir – kalan elektrik invertöre doğru yoluna devam eder ve invertör onu alternatif akıma döndürerek UPS’e bağladığımız sistemleri çalıştırır.

Şebekede bir arıza olduğunda ne olur?

Elektrik şebekesinin artık kullanılamadığını veya voltajın izin verilen kalite sınırları içinde olmadığının tespit edildiğini düşünün; bu da akım akışını değiştirir. Bu durumda, invertör akülerin sağladığı doğru voltajla beslenir. İnverter çıkışı değişmeden kalır ve bu nedenle sisteme bağlı yük kesintisiz çalışmaya devam eder.

Çalışma süresi veya akülerin sistemi besleyebildiği süre, ekipman tarafından beslenen yükün ihtiyaç duyduğu tüketime ve akü kapasitesine bağlı olacaktır. Ana besleme gerilimi geri geldiğinde, yani izin verilen toleranslar dahilinde bir değere ulaştığında, doğrultucu tekrar çalışmaya başlar ve normal çalışmaya geri döner.

Aküler, şebeke olmadığında oluşan deşarjdan kurtulur ve doğrultucu/şarj cihazı tarafından sağlanan doğru akım gerilimiyle yeniden şarj olur.

UPS’de bir arıza olursa veya bakım görevleri gerçekleştirmemiz gerekirse ne olur?

UPS’de bir arıza varsa, aşırı yük veya kısa devre meydana geldiğinde yükü anında ana şebekeye (veya bypass’a) aktarma işlevi olan Statik Bypass otomatik olarak devreye girer. Böylece, çalışmalarından bağımsız olarak, UPS’ler yüke gelen güç beslemesinde herhangi bir kesinti olmayacağını garanti eder. Bu nedenle isimleri böyledir.

“Temiz” elektriği garantilemek için koruma veya filtre gibi daha fazla veya daha az eleman içeren farklı devreler veya UPS türleri vardır; ancak hepsi en azından bahsettiğimiz elemanları içerir. Doğru çalışması için, en gelişmiş UPS’ler, kullanıcıya gerçek zamanlı bilgi sunan kontrol üniteleri ve yazılımlara ve özelleştirilmiş işlevlere sahiptir.

Supsonik, güç elektroniğinde 35 yıllık deneyim