خازن UPS
نقش خازن ها در سیستم UPS چیست؟
خازن های UPS یا موجود در منبع تغذیه بدون وقفه به صاف شدن ، تصفیه و ذخیره انرژی کمک می‌کند. یک دستگاه UPS شامل ده‌ها خازن مختلف در بخش قدرت و سطح مدار چاپی (PCB) است. خازن یو پی اس شامل خازن‌های ac، خازن های آلومینیومی الکترولیتی، خازن‌های استوانه یا خازن سیلندری، با برندهای خازن ایکار، خازن کندیل، خازن دوکاتی و خازن الکترونیکون می‌باشد.
خازن capacitor شامل یک جفت سطح رسانا، معمولاً الکترود یا صفحات فلزی است. که حصور در استوانه های آلومینیومی یا روکش کروم با اندازه های مختلف از قوطی نوشیدنی مینیاتوری تا لوله Pringles هستند. یک عنصر سوم – محیط دی الکتریک – سطوح رسانا را جدا می‌کند.
میزان خازنی که می تواند ذخیره کند در فاراد ، اندازه گیری می شود که بر اساس نازکی لایه دی الکتریک و سطح آلومینیوم تعیین می شود.
خازن UPS
انواع مختلف خازن UPS چیست؟
در بخش قدرت اصلی سیستم UPS، خازن های یو پی اس به دسته های زیر تقسیم می شوند:
- خازن ورودی AC : بخشی از فیلتر ورودی سیستم UPS و یا مرحله خازن اصلاح ضریب توان را تشکیل می دهند. این خازن‌ها گذرای ورودی را صاف کرده و اعوجاج هارمونیک را کاهش می‌دهند.
- خازن خروجی AC : بخشی از فیلتر خروجی دستگاه UPS را تشکیل می‌دهند. اینها به خروجی بار بحرانی متصل می‌شوند و شکل موج ولتاژ خروجی سیستم UPS را کنترل می‌کنند.
- خازن DC: بخشی از سیستم اصلاح و ذخیره انرژی هستند و هرگونه نوسان ولتاژ را (که به فیلترینگ ولتاژ منبع نیز معروف است) برطرف می‌کند.
خازن‌های UPS علاوه بر باتری‌های UPS، اجزای دستگاه UPS هستند که بیشتر در معرض خرابی هستند. آنها با گذشت زمان مستهلک می‌شوند در حالی که الکترولیت، کاغذ و فویل آلومینیوم در داخل با گذشت زمان تخریب می‌شوند. عواملی مانند گرمای زیاد یا جریان می تواند سرعت خرابی را افزایش دهد.
تعویض فعال خازن های UPS و فن ها اغلب به عنوان تعمیرات اساسی UPS نامیده می‌شود.
خازن معیوب چگونه بر دستگاه UPS تأثیر می‌گذارد؟
خرابی خازن تأثیر منفی بر عملکرد UPS دارد. توانایی فیلترینگ دچار مشکل می‌شود و مشکلات بیشتری در مورد هارمونیک‌ها و نویز الکتریکی وجود خواهد داشت. علاوه بر این، حجم ذخیره انرژی کاهش می‌یابد و حتی می‌تواند به سیم‌های باتری نیز آسیب برساند.
بدترین سناریو در مورد خرابی جدی خازن باعث می‌شود که UPS حالت دور زدن را داشته باشد، و بار بحرانی بدون محافظت باقی بماند.
آیا می توان خطر خرابی خازن را کاهش داد؟
موثرترین راه برای به حداقل رساندن تهدید، جایگزینی فعال پیش از عمر مفید آنها به عنوان بخشی از تعمیرات اساسی UPS است.
علاوه بر این، اطمینان حاصل کنید که سیستم UPS در درجه حرارت توصیه شده و میزان رطوبت محیط سازگار می‌باشد و همچنین فیلترهای هوا را تمیز نگه دارید تا هوای خنک کننده آزادانه جریان یابد.
- در اینجا 10 نکته ای که باید در مورد خازن های یو پی اس بدانید آورده شده است :
1. خازن‌ها طوری طراحی شده اند که نوسانات ولتاژ را برطرف کنند. دستگاه‌های نسبتاً ساده‌ای که اندازه آنها از یک تصویر کوچک تا یک قوطی نوشابه است، عملکرد اصلی خازن ذخیره و آزادسازی انرژی الکتریکی است.
خازن‌ها عموماً در استوانه‌های آلومینیومی یا روکش کروم قرار دارند و می‌توانند از نوع خازن AC یا خازن DC باشند. خازن‌های DC در درجه اول نوسانات ولتاژ را برطرف می‌کنند.
در حالی که خازن‌های AC – که عمدتا در فیلترهای ورودی و خروجی سیستم UPS یافت می‌شوند. دارای بسیاری از ویژگی‌های مشابه نسخه‌های DC هستند،
آنها همچنین اعوجاج هارمونیک را در ورودی ابزار به دستگاه UPS قدرت پشتیبان کاهش می‌دهند و مستقیماً به خروجی بار بحرانی متصل می‌شوند .
تعداد خازن‌ها در هر سیستم UPS
2. تعداد خازن‌های یو پی اس متفاوت است. یک یو پی اس معمولی دارای دوجین یا بیشتر انواع مختلف خازن است از آن‌هایی که توان تغذیه شده به پردازنده یو پی اس را به سایر دستگاه‌هایی که قدرت جریان تجهیزات محافظت شده را تنظیم می‌کنند، یکسان می کند. بسته به میزان kVA واحد، موجودی خازن‌های داخل یو پی اس بسیار متفاوت است. برای بیان بهتر، یک رایانه شخصی معمولی دارای حدود 50 خازن است در حالی که یک سیستم UPS سه فاز 750 کیلو ولت آمپر احتمالاً دارای صدها دستگاه است. حتی کوچکترین یو پی اس ها به ده ها خازن متکی هستند.
استهلاک خازن به مرور زمان
3. خازن های UPS با گذشت زمان مستهلک می‌شوند. درست مانند باتری‌های UPS، خازن‌ها عمر قطعی دارند و پس از مدت زمان معینی خراب می‌شوند.
در حالی که یک خازن معمولی ممکن است توسط سازنده برای هفت سال استفاده شبانه روزی رتبه بندی شود، در شرایط مطلوب عملکرد به طور
بالقوه می تواند تا 10 سال کار کند. خازن‌های مرطوب، هنگامی که به درستی طراحی و ساخته می‌شوند، هنگام کار با ولتاژهای معمولی،
تغییرات بسیار تدریجی در ویژگی های اساسی را نشان می‌دهند. با این حال، کاغذ، فویل آلومینیومی و الکترولیت داخل خازن‌های یو پی اس
در معرض خرابی معمولی هستند. در طول زمان و کارکرد، شروع به تحلیل فیزیکی و شیمیایی می‌کنند، و ظرفیت و توانایی ذخیره انرژی را از دست می‌دهند.
بررسی خرابی خازن
عوامل تاثیرگذار بر طول عمر خازن
4. عوامل متعددی بر طول عمر خازن UPS تأثیر می‌گذارد. طول عمر خازن به تعدادی دینامیک بستگی دارد. از جمله عملکرد
ولتاژ نامی، ولتاژ اعمال شده، میزان جریان بیش از حد، دمای محیط و مقاومت حرارتی. احتمال خرابی‌ها با افزایش طول عمر خازن‌ها افزایش می‌یابد.
هنگامی که یک خازن معیوب می‌شود، سایر قطعات باید کار را بر عهده بگیرند، که این نیز عمر مفید خازن UPS را کوتاه می‌کند.
5. آنها را خنک و تمیز نگه دارید. همانطور که گفته شد، شرایط نامطلوب عملکرد می‌تواند مرگ خازن‌ها را تسریع کند.
هرچه دمای کار گرمتر باشد، طول عمر آن کوتاه‌تر می‌شود. به خاطر داشته باشید که گرما نه تنها از دمای محیط خارجی بلکه از منابع داخلی مانند فیلتر هوای مسدود یا کثیف ناشی می‌شود.
خرابی خازن
6. ممکن است از خرابی خازن یو پی اس اطلاع نداشته باشید. هنگامی که یک خازن در یک حالت “اتصال باز” خراب می‌شود ، به سادگی کار می‌کند.
این نوع شکست آرام است و می تواند بدون توجه از بین برود. از طرف دیگر، اگر در شرایط “اتصال کوتاه” که نشت دی الکتریک ایجاد می‌کند.
خراب شود، خازن اغلب با صدای بلند که شبیه یک ترقه است صدا می‌دهد. از آنجا که الکترولیت رسانا است،
نشت می‌تواند اتصالات ناخواسته‌ای ایجاد کند که می‌تواند عملکرد سیستم UPS را مختل کرده یا با سایر اجزای داخل تجهیزات تعامل داشته باشد.
به همین دلایل، بسیاری از خازن‌های الکترولیتی دارای یک علامت امتیازدهی در یک انتها هستند که به منظور ایجاد پارگی و نشت ملایم طراحی شده است،
به جای این که اجازه دهد ظرف به طور ناگهانی تخلیه شده و الکترولیت را در یک منطقه وسیع پخش کند.
خرابی خازن می تواند بر عملکرد دستگاه UPS تأثیر بگذارد. بسته به جایی که خازن خراب در آن قرار دارد ، تعداد خازن‌هایی که به صورت سری یا موازی کار می‌کنند و سلامت کلی سایر اجزاء ، ممکن است خرابی به طور چشمگیری بر دستگاه UPS تأثیر نگذارد.
بررسی عملکرد سیستم UPS
7.به عنوان مثال، اگر خازن‌ها بسیار کمتر از ولتاژ خود کار کنند، ممکن است یک یا دو خازن به راحتی بتوانند خازن خراب شده را تحت تأثیر قرار دهند.
بدون اینکه تأثیر قابل توجهی بر عملکرد UPS بگذارد. و در حالی که یک خازن خراب در قطار قدرت می تواند توانایی کلی فیلتر واحد را کاهش دهد،
واحد را غیرفعال نمی‌کند. با این حال، برخی از مسائل مربوط به خازن می‌تواند به سرعت از کنترل خارج شود.
بهترین روش افزایش طول عمر خازن
8. بهترین روش برای افزایش طول عمر خازن است. هنگامی که یک خازن جداگانه خراب می‌شود ، اغلب نشانه این است
که دیگران عملکرد مطلوبی ندارند. بدون کنترل، این می‌تواند باعث خرابی خازن‌های اضافی شود و در نهایت عملکرد سیستم UPS
را کاهش دهد. تا زمانی که تخریب ها در گزارش های نظارتی ظاهر شود، روند آسیب رسان خود را تداوم می‌بخشد.
و هزینه جایگزینی آن بیشتر از زمانی است که خازن‌های پایان عمر قبلاً شناسایی و جایگزین شده بودند.
در حالی که تعویض کامل خازن‌های قدرت برای محافظت فعال از سیستم UPSها در برابر خرابی فاجعه بار است.
و کاهش خطر خرابی برنامه ریزی نشده توصیه می‌شود، نگهداری اجزا به طور منظم نیز به همان اندازه ضروری است.
اطمینان از دمای محیط توصیه شده، رطوبت و تمیزی خازن‌ها به حداکثر رساندن طول عمر و قابلیت اطمینان آنها کمک می‌کند.
نظارت پیش بینی کننده یکی از بهترین ابزارها برای محافظت از سیستم UPS شما در برابر مشکلات احتمالی مانند خرابی خازن یو پی اس است.
تعویض خازن‌های سیستم UPS
9. تعویض خازن UPS ضروری است. تعویض خازن بخشی از تعمیر و نگهداری پیشگیرانه سیستم UPS است. با توجه به عمر مفید سازنده،
ایتون توصیه می‌کند که خازن‌های مورد استفاده در بخش اصلی نیروگاه UPS را پس از هفت سال عوض کنید. با این حال، سیستم UPS های
جدیدتر معمولاً دارای خازن های DC الکترولیتی هستند که برای عمر کامل سیستم UPS در نظر گرفته شده است.
برای تعویض خازن‌های سیستم UPS فقط یک تکنسین دارای مجوز باید خازن‌ها را در سیستم UPS جایگزین کند. زیرا یک تکنسین،
آن را بهتر از دیگران می‌شناسد و تکنسین‌هایی که آموزش دیده‌اند یا تجربه دارند، دارای مجوز و دسترسی به قطعات مجاز کارخانه می‌باشند.
همچنین نرم افزارهای تشخیصی اختصاصی و به روز رسانی‌های مهندسی، فقط باید توسط افراد کار آزموده و ماهر صورت پذیرد.
ضرورت سرویس نگهداری UPS
اکنون که فهمیدید خازن‌ها چیست، نقش آنها چیست و چرا در عملکرد سیستم UPS شما ضروری هستند،
واضح است که تعمیر و نگهداری فعال برای این قطعات ضروری است. برای به حداکثر رساندن عملکرد
و قابلیت اطمینان دستگاه UPS خود، با خازن‌ها به عنوان کالای فاسد شدنی خود برخورد کنید.
