|
Оборудование > Инверторы
Инверторы
Инвертор — устройство для преобразования постоянного тока в переменный ток с изменением величины частоты и/или напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала.
Инверторами являются различные по функциям устройства:
- Оборудование, преобразующие постоянный ток в переменный, называется инвертором DC-AC (анг. постоянный — переменный ток), часто используются как часть систем резервного питания (например, источниках бесперебойного питания), как отдельные устройства (например, автомобильные преобразователи напряжения).
- Преобразователи частоты - устройства, изменяющие частоту. Инвертирование тока частотой 50 герц в ток с частотой несколько тысяч килогерц позволяет снизить вес трансформаторов сварочных аппаратов в десятки раз.
- Устройства, изменяющие фазу переменного напряжения, так называемые фазоинверторы, используются для подключения многофазных потребителей к однофазной сети электропитания. Они преобразуют входной сигнал в 2 сигнала, у которых сдвиг по фазе равен 180°.
Назначение инвертора:
Преобразователь напряжения DC-AC — обязательная часть схемы источников бесперебойного питания, систем получения энергии от альтернативных источников — солнечных батарей, ветрогенераторов. Во втором случае преобразователь может выполнять функции ИБП, но у некоторых моделей из-за аппроксимированной синусоиды подходит не для всех потребителей.
Конструкция инвертора:
Простейший инвертор состоит из коммутатора с трансформатором. Ключи коммутатора с заданной задержкой меняют подключение к клеммам аккумулятора с частотой 50Гц (герц). Для аккумулятора на 12В (вольт) получается последовательность импульсов: +12В, 0В, -12В 50 раз/секунду (50Гц). Трансформатор преобразует напряжение в 220В. Данная форма выходного сигнала называется «модифицированный синус», пригодна не для всех потребителей.
Основные характеристики инвертора:
Одна из важнейших характеристик преобразователя напряжения – выходная мощность. Производителем она может быть указана в ваттах (Вт или W) или вольт-амперах (ВА или VA). Для постоянного напряжения величины совпадают, для переменного разнятся. Во втором случае мощность 1Вт соответствует мощности 0,71ВА. Грубо говоря, инвертор мощностью 200ВА не сможет питать 200-ваттное устройство на переменном напряжении (если не использовать коррекцию коэффициента мощности). Мощность инвертора/ИБП измеряется в вольт-амперах, потому что для преобразователя ограничением является сила тока, измеряемая амперами (А). Соответственно, перегрузка этих систем запрещена — это может привести к выходу из строя устройства.
Любой преобразователь тока имеет КПД. В зависимости от конструкции он может составлять от 70% до 90%. Потребляемая мощность всегда будет выше выходной — это очень существенно при резервном питании от аккумуляторов.
Пример: при подключении устройства с мощностью 200Вт к сети 220В потребуется ток силой 0,9А (ампера). Для аккумуляторной батареи час непрерывной работы при КПД инвертора 80% составит 20,5А*ч (ампер-часа). Если учесть, что разряд батареи более 50% не желателен – потребуется аккумулятор на 41А*ч. Емкость стандартного аккумулятора легкового автомобиля обычно составляет 60А*, но использовать их в доме или офисе не стоит — их характеристики по ряду параметров хуже специальных гелевых, кислотных аккумуляторов, а выделяемый автомобильными АКБ газ вреден для здоровья.
Стоимость построения системы резервного питания будет определяться в первую очередь тем, какую сможете купить батарею для ИБП/преобразователя напряжения, то есть стоимостью батарей, верхнего предела здесь нет. Поэтому инверторы часто применяют, как устройства поддерживающие электропитание до переключения на электрогенератор.
Можно ли подключать много оборудования к инвертору? «Потянет» или нет?)
Все эти вопросы относятся к двум аспектам — мощность самого инвертора и емкость подключенных АКБ. Да, можно подключать оборудование всего дома через преобразователь напряжения, но обычно стоимость данного класса устройств соответствует мощности, которая может составлять 10-20-30кВт и даже 60кВт (стоимость модели, которая мне встречалась составляла 25 тыс. долларов США), хоть это и не предел. Но подобного рода преобразователи используются при построении систем на основе альтернативных источников энергии — ветряных генераторов (ветряков), солнечных батарей или водяных генераторов, использующих силу потока воды.
Типичная схема подключения солнечных батарей
Но чаще возникают задачи запитать холодильник или телевизор на даче, зарядить ноутбук или мобильный телефон в автомобиле. Как в машине, так и в доме можно использовать обычные автомобильные аккумуляторы, что является большим плюсом. Хотя при использовании в частном доме или на даче следует понимать необходимость расположения АКБ такого типа в проветриваемом помещении, так как выделение газов может послужить причиной ухудшения здоровья или травм.
 Решением данного вопроса может служить использование герметичных необслуживаемых гелевых аккумуляторов (GEL) и аккумуляторов с абсорбированным электролитом (AGM). Такие источники питания используются и для ИБП. Их можно безопасно использовать в доме в жилых помещениях. Более детально о типах источников напряжения и особенностях их использования можно почитать в соответствующем разделе «АКБ».
Если рассматривать преимущества и недостатки использования инвертора для питания нескольких потребителей, то к недостаткам следует отнести разве что стоимость создания комплекса «инвертор+батарея». На текущий момент за преобразователь напряжения мощностью 1200Вт (не путать с Вольт*Амперами!! — разница описана в теоретической статье о мощности) придется отдать около 200 долларов США. Но нагружать устройство на 100% не рекомендую ни я, ни производители. В целом преобразователи рассчитаны на 60-80%-ую постоянную нагрузку. А запас по мощности позволяет подключать с такой системе резервного питания устройства с пусковым током — холодильник, лазерный принтер. Для запуска такого рода оборудования в инверторах (не во всех, смотрите тех.паспорт при покупке!!!) предусмотрена специальная функция защиты от перегрузки до 1-3 секунд. Это одно из преимуществ по сравнению с классическим ИБП.
Покупка же АКБ для инвертора — это отдельная история, так как выбор модели в основном зависит от необходимого времени работы нагрузки. За 100-120А*ч продавцы просят около 300 долларов США. При этом следует понимать, что срок службы батареи обычно составляет 5-7 лет (хотя некоторые источники пишут о 12-ти годах службы))).
Необходимо учесть, что для питания холодильника или насоса требуется «чистая синусоида» на выходе, а моделей с ней, не так уж много и стоимость у них выше, чем у аналогов с аппроксимированной синусоидой.
Если сравнивать классический UPS с преобразователем тока, то среди преимуществ системы «инвертор+АКБ» следует выделить пункты:
- более щадящий режим эксплуатации аккумуляторов (особенно в сравнении с он-лайн ИБП);
- гибкий выбор аккумулятора для построения комплексной защиты;
- возможность подключать несколько преобразователей параллельно для повышения мощности или несколько батарей для увеличения времени работы;
- наличие режимов «добавления мощности» и «сглаживания всплесков»;
- может быть подключен постоянно в интерактивном режиме, что позволяет в случае некачественного питания в течении нескольких миллисекунд переключится на режим работы от аккумулятора;
- низкие требование к окружающей среде (условиям работы).
Качественные инверторы от ведущих производителей, представленные в каталоге на нашем сайте вы можете купить в магазине ООО "Электротехнологии" по адресу г.Пятигорск, Бештаугорское шоссе 28Б, или задать вопрос по интересующему Вас оборудованию через форму обратной связи. Наши телефоны: +7(928)3414024, +7(962)0169633.
|
