สืบเสาะถึงรากฐานของธุรกิจพลังงานและสิ่งแวดล้อมของเรา
ประวัติความเป็นมาของเครื่องสำรองไฟ (UPS) (ตอนที่ 1)

ระบบจ่ายไฟสำรอง (UPS) คือระบบที่จ่ายไฟสำรองในกรณีที่ไฟฟ้าดับเนื่องจากภัยธรรมชาติ เช่น พายุไต้ฝุ่นหรือฟ้าผ่า หรืออุบัติเหตุที่ไม่คาดคิด คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ เช่น ระบบคลาวด์ ได้กลายเป็นส่วนสำคัญของโครงสร้างพื้นฐานที่รองรับชีวิตประจำวันและธุรกิจของเรา เนื่องจากมีสถานที่หลายแห่งที่ไฟฟ้าดับอาจส่งผลร้ายแรงหรือถึงขั้นเสียชีวิตได้ เช่น โรงพยาบาล สถานีวิทยุ และสายการผลิต UPS จึงกลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการรองรับความยืดหยุ่นของอุตสาหกรรมและโครงสร้างพื้นฐานทางสังคม
สำหรับระบบ UPS ที่ต้องเชื่อถือได้สูงเนื่องจากวัตถุประสงค์ในการใช้งานนั้น Fuji Electric ได้พัฒนาผลิตภัณฑ์และบริการที่มีความน่าเชื่อถือสูงซึ่งตอบสนองความต้องการของยุคสมัยควบคู่ไปกับความก้าวหน้าของอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ส่วนนี้จะอธิบายประวัติของแหล่งจ่ายไฟสำรองตามวารสาร Fuji Electric ซึ่งแนะนำเทคโนโลยีล่าสุดมาเป็นเวลาประมาณหนึ่งศตวรรษนับตั้งแต่ก่อตั้ง Fuji Electric

＊: วารสารนี้เริ่มตีพิมพ์ครั้งแรกในปี 1924 ในชื่อ Fuji Electric Journal ปัจจุบันเรียกวารสารนี้ว่า Fuji Electric Review

ค.ศ. 1950: การเกิดขึ้นของแหล่งจ่ายไฟฟ้าแบบไม่หยุดชะงัก

งานวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์จ่ายไฟสำรองครั้งแรกของเราเริ่มต้นขึ้นในปี 1950 เราสร้างต้นแบบเสร็จในปี 1954 และนำไปจัดแสดงในสถานที่ต่างๆ หลังจากนั้น เราได้ทำการทดลองและค้นคว้าเพิ่มเติมและพัฒนาอุปกรณ์จ่ายไฟสำรอง 3 ประเภท ได้แก่ IG, MSG และ MIG ซึ่งแต่ละประเภทได้รับการพิสูจน์แล้วว่าประสบความสำเร็จในปี 1955

โดยทั่วไป แบตเตอรี่สำรองถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับการสื่อสารแบบมีสายและไร้สาย อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่สำรองจะค่อยๆ คายประจุและสูญเสียแรงดันไฟ ไม่ว่าจะใช้งานหรือไม่ก็ตาม อายุการใช้งานของแบตเตอรี่จะหมดลงและกลายเป็นขยะในเวลาไม่กี่ปี นอกจากนี้ แบตเตอรี่ยังต้องการการบำรุงรักษาประจำวันที่ยุ่งยาก เช่น การปรับความถ่วงจำเพาะของอิเล็กโทรไลต์และการชาร์จเสริมอย่างต่อเนื่อง แบตเตอรี่ยังมีข้อเสียอื่นๆ เช่น ต้องใช้พื้นที่ในอาคารจำนวนมาก ปัญหาเหล่านี้ทำให้ยากต่อการใช้งานเป็นอุปกรณ์จ่ายไฟในสถานีที่ไม่มีคนควบคุม . . . เราได้ทำการทดลองและวิจัยเกี่ยวกับเครื่องจ่ายไฟสำรองตั้งแต่ปีที่แล้ว และได้ส่งมอบผลิตภัณฑ์แล้ว . . .

ข้อความบางส่วนจากวารสาร Fuji Electric ฉบับที่ 28, ฉบับที่ 5 (1955)

*: การอ้างอิงนี้เป็นการแปลภาษาอังกฤษจากต้นฉบับภาษาญี่ปุ่น (ให้ใช้บังคับเดียวกันต่อไปนี้)

โดยใช้ประโยชน์จากจุดแข็งของเราในด้านเครื่องจักรหมุนซึ่งเป็นหนึ่งในธุรกิจหลักของเราในขณะนั้น เราจึงนำระบบที่ใช้เครื่องยนต์ซึ่งทำงานเป็นมอเตอร์/เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาใช้ แบตเตอรี่สำรองที่ใช้เป็นอุปกรณ์จ่ายไฟสำหรับโทรคมนาคมในสมัยนั้นมีอายุใช้งานและความสามารถในการบำรุงรักษาสั้นลง อย่างไรก็ตาม ปัญหาเหล่านี้ได้รับการแก้ไขโดยการกำจัดระยะเวลาที่ไฟฟ้าดับโดยการเก็บพลังงานจลน์ผ่านการหมุนด้วยความเร็วสูงของจานหนักที่เรียกว่ามู่เล่ และสร้างไฟฟ้าด้วยแรงเฉื่อยในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ เราส่งมอบอุปกรณ์แบตเตอรี่ที่มีความจุตั้งแต่ 5 ถึง 30 กิโลโวลต์แอมแปร์

UPS แบบ MSG เฟสเดียว 25 kVA ส่งมอบให้กับ Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation จาก Fuji Electric Journal ฉบับที่ 29 ฉบับที่ 1 (พ.ศ. 2499)

แผนผังการเดินสายไฟแหล่งจ่ายไฟฟ้าต่อเนื่องชนิด IG จากวารสาร Fuji Electric ฉบับที่ 28 ฉบับที่ 5 (1955)

DE: เครื่องยนต์ดีเซล, K: สวิตช์หลัก, MC: คลัตช์แม่เหล็ก, SR: เครื่องปฏิกรณ์แบบอิ่มตัว, FW: มู่เล่, IVR: ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ, IG: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำ, Ry: รีเลย์ตรวจสอบกำลังไฟฟ้าแบบย้อนกลับ, C: ตัวเก็บประจุแบบกระตุ้นตนเอง

พ.ศ. 2503: การเกิดขึ้นของ UPS ความจุขนาดใหญ่และแบบคงที่สำหรับคอมพิวเตอร์

เครื่องจ่ายไฟสำรอง 250 kVA ที่จะใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟคอมพิวเตอร์ที่ส่งมอบให้กับสนามแข่งม้า Nakayama ผ่านทาง Fujitsu เป็นชุดอุปกรณ์ที่มีความจุขนาดใหญ่ ซึ่งประกอบด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล คลัตช์แม่เหล็กไฟฟ้า สปริงวีล มอเตอร์เหนี่ยวนำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า 200 kVA และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 50 kVA

ข้อความบางส่วนจากวารสาร Fuji Electric ฉบับที่ 40, ฉบับที่ 1 (1967)

แหล่งจ่ายไฟฟ้าแบบไม่หยุดชะงักขนาด 250 kVA ส่งมอบให้กับสนามแข่งม้า Nakayama ผ่าน Fujitsu จากวารสาร Fuji Electric ฉบับที่ 40 ฉบับที่ 1 (พ.ศ. 2510)

ในปี 1966 เราได้ส่งมอบเครื่องสำรองไฟขนาดใหญ่ 250 kVA ให้กับสนามแข่งม้า Nakayama ในชิบะ สนามแข่งม้าได้นำระบบรวมที่บริษัท Fuji Telecommunications Equipment Manufacturing (ปัจจุบันคือ Fujitsu) พัฒนาขึ้นเป็นครั้งแรกในญี่ปุ่นมาใช้ เครื่องสำรองไฟขนาดใหญ่ของเราทำหน้าที่รักษาเสถียรภาพของแหล่งจ่ายไฟสำหรับระบบนี้ ซึ่งคำนวณคะแนนโหวตและอัตราต่อรองสำหรับตั๋วพนันจำนวนหลายหมื่นใบ

แหล่งจ่ายไฟฟ้าสำรองในสมัยนั้นยังคงใช้ล้อช่วยแรง หลังจากส่งเครื่อง UPS ไปยังสนามแข่งม้า Nakayama แล้ว เราก็ส่งเครื่อง UPS ไปยังสนามแข่งม้า Hanshin และสนามแข่งม้า Kyoto ด้วยเช่นกัน ในขณะเดียวกัน เรายังพัฒนาแหล่งจ่ายไฟฟ้าแรงดันคงที่ความถี่คงที่ (CVCF) ที่ใช้ไทริสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ในส่วนอินเวอร์เตอร์อีกด้วย

การพัฒนาองค์ประกอบไทริสเตอร์หัวเห็ดทำให้มีการผลิตอุปกรณ์ที่มีความจุขนาดใหญ่ต่างๆ ขึ้นพร้อมๆ กับการขยายขอบเขตการใช้งาน . . . เราได้ตรวจสอบปัญหาต่างๆ สำหรับการมาตรฐานอินเวอร์เตอร์แบบกระตุ้นตัวเองสามเฟสความจุขนาดใหญ่โดยการสร้างต้นแบบของอินเวอร์เตอร์ขึ้นมาจริง . . . เราได้ศึกษาปัญหาที่เกิดขึ้นเมื่อใช้อินเวอร์เตอร์ในแหล่งจ่ายไฟสำหรับการทำงานความเร็วแปรผันของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับและ UPS โดยเฉพาะ

ข้อความบางส่วนจากวารสาร Fuji Electric ฉบับที่ 40, ฉบับที่ 1 (1967)

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา คอมพิวเตอร์ได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว และภารกิจของหน่วยจ่ายไฟก็มีความสำคัญเช่นกัน หน่วยจ่ายไฟประเภทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบธรรมดา (ประเภท MG) สร้างเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนมาก และพื้นที่ติดตั้งก็ถูกจำกัด ดังนั้น หน่วยจ่ายไฟแรงดันคงที่ความถี่คงที่พร้อมอินเวอร์เตอร์ไทริสเตอร์ ซึ่งมีขนาดกะทัดรัด น้ำหนักเบา และมีอิสระสูงในแง่ของตำแหน่งการติดตั้ง จึงเริ่มได้รับความสนใจ
ในปีพ.ศ. 2512 เราได้พัฒนาหน่วยจ่ายไฟแรงดันคงที่ความถี่คงที่ (CVCF) 200 kVA พร้อมอินเวอร์เตอร์ไทริสเตอร์สามเฟสความจุขนาดใหญ่ที่โรงงานมัตสึโมโตะ และส่งมอบเป็นแหล่งจ่ายไฟสำหรับคอมพิวเตอร์ที่โรงงาน Fujitsu Kawasaki