You Have a UPS, But Is Your Machine Still Unprotected?
Why Does a UPS Switch to Bypass?
A UPS may switch to bypass for many different reasons. However, in regenerative load applications, during operation, braking, sudden stop, rapid direction change or rapid deceleration, regenerative energy generated on the load side can reach the UPS output. In this case, the UPS power stages are stressed. To protect itself, the UPS may transfer the load to bypass; if bypass cannot occur, the UPS may fail in a short time.
Why does the UPS drop out when the machine starts?
During machine operation, braking, sudden stop, load change or direction change, the regenerative effect generated by the load may exceed the normal operating limits of the UPS. In this case, the UPS may give an alarm, switch to bypass, or shut down the inverter output by activating its protection circuits.
Is every bypass problem caused by insufficient UPS power?
No. A UPS may switch to bypass for many different reasons such as overload, temperature, fault condition or mains conditions. In regenerative load applications, simply selecting a larger UPS is not always a permanent solution. The important point is to detect the regenerative effect generated by the load at the correct point and suppress it before it reaches the internal UPS power stages.
Gurer Elektronik Regenerative Energy Suppression Unit
This product is a new-generation power electronics solution developed to suppress the electrical stress caused by regenerative loads on the UPS and supply line. It targets bypass events, alarms, loss of protection and power-stage stress seen especially in CNC machines, laser cutting machines, industrial robots, servo motor systems, driven production machines, test systems, cranes, elevators and similar dynamic loads.
In conventional DC bus based braking approaches, regenerative energy first reaches the internal UPS structure, where the inverter and PFC stages may remain under additional stress. Gurer Elektronik’s new-generation solution focuses on suppressing this problem at an earlier stage. In this way, unnecessary stress on the UPS internal structure is reduced, the system operates more safely and the solution becomes more effective.
This structure can be integrated inside the UPS or placed in an external panel according to the field application. This provides flexible installation, reduces solution cost and makes the mounting process more practical.
A Unit Connected Directly in Parallel to the UPS Output and the Regenerative Load
The unit is connected directly in parallel to the UPS output where the regenerative load is connected. Installation is carried out without interfering with the UPS DC bus connections.
The regenerative event generated on the load side is detected in real time. Different frequency components, overvoltage and effects that disturb synchronization are suppressed before they progress to the UPS inverter, PFC and DC bus stages.
Because the intervention is performed early on the load side, braking time is shortened, the required braking resistor power and physical size are reduced, and the protection unit operates with lower electrical and thermal stress on the UPS.
Application Areas
This solution has been developed for industrial and sensitive medical applications where regenerative effects may occur.
Industrial applications include CNC machines, laser cutting machines, servo motor systems, industrial robots, cranes and lifting systems, elevators, all types of machines that generate regenerative energy, and driven production machines.
Sensitive medical applications include magnetic resonance (MR) systems, computed tomography (CT) systems, robotic surgery systems, radiotherapy systems and large laboratory centrifuges.
New-Generation Microcontroller-Controlled Structure
This new-generation structure provides more regular, more controlled and more consistent product behavior with its microcontroller-controlled operating logic. Operating status, limit settings, temperature information and warnings can be monitored on the LCD display. Temperature management, fan control and basic protection functions are continuously supervised within the system. In this way, the product becomes not only a power stage that performs suppression, but also a field-usable, monitorable and manageable solution.
Most of the solutions seen in publicly available sources are structures that try to manage regenerative energy on the UPS DC bus side, or special UPS architectures that include this function internally. The solution developed by Gurer Elektronik differs clearly in this area with its special suppression approach that can be applied in parallel to the UPS output. As far as we know, this structure offers a distinctive and advanced application approach focused on suppressing the regenerative effect before it is carried deeply into the internal UPS structure.
Why Is a Standard UPS Not Always Sufficient?
Modular UPS systems are normally designed as professional architectures where each power module can operate independently, and synchronized parallel load sharing can be performed at the output. However, in applications where the DC side is commonly interfered with or DC bus structures are externally paralleled, fault behavior may not remain at the same level of simplicity. An inverter or power-stage fault starting in one module may not remain only as a local fault; it may create chain effects that can also affect other modules through the PFC, rectifier and common DC energy path. As a result, protection coordination becomes more difficult, the risk of fault propagation increases, and severe field scenarios may occur, including shutdown of the entire UPS group.
For this reason, the output-parallel regenerative suppression approach developed by Gurer Elektronik offers a safer and more applicable solution compared with conventional DC bus interventions. Since the regenerative effect is suppressed before it is carried deeply into the internal UPS structure, integration becomes easier especially in modular and rack-type UPS applications, application risk is reduced, and system control is better preserved.
Sık Sorulan Sorular
Rejeneratif yükler; frenleme, ani duruş ve hız değişimi sırasında UPS çıkışında aşırı gerilim, farklı frekans bileşenleri ve senkronizasyonu bozan etkiler oluşturur. UPS kendini korumak için bypassa geçer.
Hayır. Sorun yalnızca UPS’in güç kapasitesi değildir. Rejeneratif etki doğru noktada bastırılmadıkça daha büyük UPS de bypassa geçer veya iç güç katlarında zorlanır.
Ünite doğrudan UPS çıkışına ve rejeneratif yüke paralel bağlanır. Uygulamaya göre UPS içine kit olarak entegre edilir veya ayrı bir pano içine monte edilir. UPS’in DC bus bağlantılarına müdahale edilmez.
Evet. Çıkışa paralel çalışma yapısı sayesinde modüler ve rack tipi UPS sistemlerine uygulanır. Güç modüllerinin bağımsız DC bus yapısı, arıza izolasyonu ve yedeklilik özellikleri korunur.
Hayır. Bu çözüm, rejeneratif yük nedeniyle bypass, alarm, güç katı zorlanması veya koruma kaybı yaşanan uygulamalar için gereklidir. Sorunsuz çalışan standart yüklerde böyle bir müdahaleye ihtiyaç yoktur.
Evet. Doğru teknik değerlendirme ve uygun güç boyutlandırması yapıldığında giriş ve orta segment UPS sistemleri de bu kit veya üniteyle rejeneratif yükler karşısında güvenli, kararlı ve başarılı şekilde çalışır.
UPS gücü, yük karakteri, frenleme süresi, rejeneratif etkinin şiddeti ve saha koşulları birlikte değerlendirilerek uygun kit veya pano tipi çözüm belirlenir.
Yeni nesil sürüm; MCU kontrollü gerçek zamanlı çalışma, LCD durum gösterimi, sıcaklık izleme, fan yönetimi, limit ve uyarı takibi sağlar. Rejeneratif etkiye yalnızca gerektiği kadar müdahale ederek daha kontrollü, izlenebilir ve verimli çalışma sunar.
Gürer Elektronik’in önceki nesil DC bus kontrollü sistemi yaklaşık 6 yıl boyunca üretilmiş, satılmış ve sahada kullanılmıştır. UPS çıkışına ve rejeneratif yüke paralel çalışan yeni MCU kontrollü çözüm geliştirildikten sonra eski sistemin üretimi ve satışı durdurulmuştur.
Teknik değerlendirme için UPS’in marka, model ve güç değeri; beslenen makine veya yükün türü; görülen bypass, alarm veya arıza durumu; varsa alarm ekranı, ölçüm sonucu ve makine ile UPS’in güç etiketi fotoğrafları gereklidir. Bu bilgilerle uygun güç seviyesi, kit veya pano tipi uygulama ve montaj yöntemi belirlenir.
UPS alarmı yalnızca elektrik kesintisinde oluşmaz. Alarm, bağlı makinenin yavaşlama, durma veya yön değiştirme anında başlıyorsa yük tarafında oluşan rejeneratif etkinin incelenmesi gerekir. Kesin neden, UPS alarm kayıtları ile olayın meydana geldiği çalışma anı birlikte değerlendirilerek belirlenir.
Makinenin hızı, taşıdığı mekanik yük, ani dönüş yönü değiştirmesi, yavaşlama süresi ve duruş biçimi her çalışma çevriminde aynı olmayabilir. Bu nedenle oluşan rejeneratif etkinin şiddeti de değişir. UPS bir duruşta normal çalışırken daha hızlı, daha ağır veya ani bir duruşta alarm verebilir ya da bypassa geçebilir.
Bazı UPS üreticileri, bypass sonrası invertere otomatik dönüş sayısını yazılımda sınırlar. Üreticinin belirlediği sayı dolduğunda UPS bypass modunda kalır. Bazı modellerde bu sınır 10 geçiştir. UPS kapatılıp yeniden başlatılmadan inverter çalışmasına dönmez.
Bypass sonrası invertere otomatik dönüş sayısı sınırlı olan UPS’lerde yeniden başlatma, üreticinin yazılımda belirlediği geçiş sayacını sıfırlar ve UPS tekrar inverter çalışmasına döner. Ancak bağlı makinenin oluşturduğu rejeneratif etki devam ettiği için aynı çalışma şartları yeniden oluştuğunda UPS tekrar bypassa geçer. Bu nedenle kapatıp yeniden açmak kalıcı çözüm değildir.
Yük tarafında çok kısa sürede oluşan rejeneratif olaylar, her UPS modelinde ayrı bir hata adı veya hata kodu olarak kaydedilmez. Bypassın özellikle makinenin yavaşlama, durma veya yön değiştirme anında oluşması önemli bir belirtidir. Kesin neden, olay anındaki UPS kayıtları ve saha ölçümleri birlikte incelenerek belirlenir.
UPS Çıkışına Paralel Bağlanır, Rejeneratif Etkiyi UPS’e Ulaşmadan Bastırır
Ünite, UPS çıkışına ve rejeneratif yüke doğrudan paralel bağlanır. UPS’in DC bus bağlantılarına müdahale edilmez.
Yük tarafında oluşan rejeneratif olay gerçek zamanlı olarak algılanır. Farklı frekans bileşenleri, aşırı gerilim ve senkronizasyonu bozan etkiler UPS’in inverter, PFC ve DC bus katlarına ilerlemeden bastırılır.
Müdahalenin yük tarafında ve erken yapılması; frenleme süresini, gerekli fren direnci gücünü ve sistemdeki elektriksel ve ısıl zorlanmayı azaltır.
Standart UPS’i Rejeneratif Uygulamalarda Daha Üst Seviyeye Taşır
Doğru teknik değerlendirme ve uygun güç boyutlandırmasıyla, rejeneratif yüklerde bypassa geçen veya alarm veren giriş ve orta segment standart UPS sistemleri bu uygulamalar için kullanılabilir hâle getirilebilir.
Bu yaklaşım, mevcut UPS altyapısının korunmasını sağlar; gereksiz kapasite artışı, pahalı özel UPS seçimi ve kapsamlı sistem değişikliği ihtiyacını azaltır. Böylece uygulamaya uygun, daha ekonomik ve yönetilebilir bir çözüm elde edilir.
Rejeneratif yük uygulamaları
Bu çözüm; frenleme, tersine dönüş, ani duruş, hız değişimi veya yük boşalması sırasında rejeneratif etki oluşturan uygulamalar için geliştirilmiştir.
Endüstriyel uygulamalar: CNC tezgâhları, lazer kesim makineleri, servo motorlu sistemler, endüstriyel robotlar, vinç ve kaldırma sistemleri, asansörler, test düzenekleri ve sürücülü üretim makineleri.
Hassas tıbbi uygulamalar: MR cihazları, CT cihazları, robotik cerrahi sistemleri, radyoterapi sistemleri ve büyük laboratuvar santrifüjleri.
Her uygulamada UPS gücü, yük karakteri, frenleme süresi ve rejeneratif etkinin şiddeti birlikte değerlendirilerek uygun kit veya pano tipi çözüm belirlenir.
DC bus frenleme yönteminden farkı
İki yöntem arasındaki temel fark, rejeneratif olaya müdahale edilen noktadır. DC bus kontrollü frenlemede müdahale, rejeneratif etki UPS’in iç güç katlarına ulaşıp DC bus gerilimini yükselttikten sonra başlar. MCU kontrollü paralel çözümde ise olay yük tarafında algılanır ve UPS’in iç güç katlarına ilerlemeden bastırılır; UPS’in DC bus bağlantılarına müdahale edilmez.
Gürer Elektronik’in önceki nesil DC bus kontrollü sistemi yaklaşık 6 yıl üretilmiş ve sahada kullanılmıştır. Yeni paralel çözüm geliştirildikten sonra eski sistemin üretimi ve satışı durdurulmuştur. Teknik farkların ayrıntıları aşağıdaki bölümde açıklanmaktadır.
DC bus kontrollü frenleme yönteminde rejeneratif etki önce UPS’in iç güç katlarına ulaşır ve DC bus gerilimini yükseltir. Gerilim belirlenen seviyeye ulaştığında frenleme devresi devreye girerek DC bus kondansatörlerinde bulunan enerjinin bir bölümünü fren direnci üzerinden boşaltır. DC bus gerilimi düştüğünde ise UPS’in kontrol yapısına bağlı olarak doğrultucu/PFC katı kondansatörleri yeniden şarj ederek gerilimi çalışma seviyesine getirir.
Rejeneratif olay devam ettiği veya sık aralıklarla tekrarlandığı sürece bu kısmi boşalma ve yeniden dolma çevrimi tekrarlanır. Bunun sonucunda DC bus kondansatörleri ilave dalgalanma akımına, şarj-deşarj çevrimine ve sıcaklık artışına maruz kalır. Doğrultucu/PFC katı, güç yarı iletkenleri, frenleme anahtarı ve fren direnci de normal çalışma koşullarının üzerinde ek elektriksel ve ısıl zorlanma altında çalışır. Bu yapı, rejeneratif enerjiyi bastırırken aynı zamanda UPS’in iç güç katları üzerinde sürekli bir doldur-boşalt yükü oluşturur.
Bağımsız DC bus yapısına sahip modüler UPS sistemlerinde modüllerin DC buslarının haricen paralellenmesi ayrıca teknik riskler meydana getirebilir. Modüllerin gerilim regülasyonları arasındaki küçük farklılıklar dolaşım akımlarına neden olabilir, yük paylaşımını ve koruma koordinasyonunu bozabilir. Ortaklaştırılan DC enerji yolu, modüllerin bağımsız arıza izolasyonunu zayıflatır ve bir güç modülünde oluşan arızanın diğer modüllere yayılma riskini artırır.
UPS çıkışına ve rejeneratif yüke paralel çalışan yeni nesil çözümde modüllerin DC bus bağlantılarına müdahale edilmez. Böylece her güç modülünün üretici tarafından tasarlanan bağımsız DC bus, kontrol ve koruma yapısı korunur; modüler sistemin arıza izolasyonu ve yedeklilik düzeni değiştirilmez.
Akıllı kontrol ve izlenebilir çalışma
MCU kontrollü yapı, rejeneratif bastırma sürecinin çalışma ve servis sırasında izlenmesini sağlar. Gerçek zamanlı kontrol, LCD ve sıcaklık izleme, kontrollü ısıl yönetim ile esnek güç ve kurulum seçenekleri birlikte sunulur.
Gerçek zamanlı MCU kontrolü
Yük tarafındaki rejeneratif olay gerçek zamanlı izlenir ve yalnızca gerektiği kadar bastırma uygulanır. Böylece gereksiz ısınma ve enerji kaybı azaltılır, sistem kontrollü çalışır.
LCD ve sıcaklık izleme
LCD ekranda çalışma durumu, sıcaklıklar, limit değerleri ve uyarılar izlenir. Sistem davranışı devreye alma ve servis sırasında kolayca takip edilir.
Kontrollü ısıl yönetim
Güç bloğu ve fren direnci sıcaklıkları sürekli izlenir. Fanlar yalnızca gerektiğinde çalıştırılarak gereksiz enerji kaybı ve mekanik yıpranma azaltılır.
Esnek güç ve kurulum yapısı
Çözüm, UPS gücü ve uygulama koşullarına göre boyutlandırılır. UPS içine kit olarak entegre edilebilir veya ayrı bir pano içinde kurulabilir; UPS’in DC bus bağlantılarına müdahale edilmez.
UPS servisleri, satış firmaları ve ithalatçıları için yeni çözüm alanı
Rejeneratif yükler, standart UPS satışında ve saha uygulamasında ciddi bir sınırlama oluşturur. Uygun UPS seçilmiş olsa bile yükün rejeneratif karakteri nedeniyle bypass, alarm, koruma kaybı veya güç katı arızası yaşanabilir.
Gürer Elektronik’in MCU kontrollü rejeneratif bastırma çözümü, UPS servisleri, satış firmaları ve ithalatçıları için bu sınırlamayı ortadan kaldıran yeni bir uygulama alanı sunar.
Bu çözüm sayesinde:
• Daha önce riskli görülen rejeneratif yük uygulamalarına güvenle teklif verilebilir.
• Giriş ve orta segment UPS sistemleri daha geniş sahalarda kullanılabilir.
• Mevcut UPS tamamen değiştirilmeden sistem geliştirilebilir.
• Servis firmaları müşterilerine kalıcı ve teknik olarak doğru çözüm sunabilir.
• Satış firmaları yalnızca UPS değil, uygulamaya özel çözüm paketi satabilir.
• İthalatçılar farklı güç seviyelerine uygun kit veya pano tipi ürün temin edebilir.
• Devreye alma ve saha desteği Gürer Elektronik tarafından sağlanabilir.
Ürün, yalnızca ek bir koruma kartı değildir. UPS’in rejeneratif yük karşısındaki çalışma sınırını genişleten ve satış sonrası teknik değeri yükselten profesyonel bir uygulama çözümüdür.
Standart UPS sistemlerini rejeneratif yük uygulamalarında daha üst bir kullanım seviyesine taşıyarak, hem satıcıya yeni pazar alanı hem de son kullanıcıya daha ekonomik ve güvenli bir çözüm sunar.
1975’ten Beri Güç Elektroniği ve Endüstriyel Elektronik Deneyimi
1975’ten beri güç elektroniği ve endüstriyel elektronik alanında çalışan Gürer Elektronik; arıza analizinden devre tasarımına, prototip üretiminden laboratuvar testlerine ve saha uygulamasına kadar süreci kendi teknik altyapısıyla yürütür.
Uygulamanız için teknik değerlendirme alın
Her bypass problemi rejeneratif etkiden kaynaklanmaz. UPS yapısı, yük karakteri, frenleme süresi, saha koşulları ve oluşan elektriksel etkiler birlikte değerlendirilmelidir. Doğru teşhis yapılmadan yalnızca daha büyük bir UPS seçmek veya rastgele bir çözüm denemek çoğu zaman kalıcı sonuç vermez.
Gürer Elektronik, uygulamanın Rejeneratif UPS Çözümü’ne ihtiyaç duyup duymadığını teknik olarak inceler. İnceleme sonucunda gerekli güç seviyesi, UPS içine entegre edilecek kit veya ayrı pano uygulaması ve montaj yöntemi belirlenir. Böylece UPS satıcısı, servis firması veya son kullanıcı gereksiz risk almadan doğru uygulama kararını verebilir.
Teknik değerlendirme için aşağıdaki bilgilerin iletilmesi yeterlidir:
• UPS’in marka, model ve güç değeri
• UPS’e bağlı makinenin veya yükün türü ve gücü
• Bypass, alarm veya kapanma olayının hangi çalışma anında oluştuğu
• Varsa UPS ekranındaki alarm kodları, fotoğraf veya kısa çalışma videosu
Bu bilgiler incelendikten sonra uygulamanın rejeneratif karakteri, uygun çözüm yapısı ve gerekli güç boyutlandırması teknik olarak değerlendirilir.
