Инвертор. Принцип работы, разновидность, область применения (стр. 1 из 2). Виды инверторов
Как выбрать надежный преобразователь напряжения для солнечных батарей
Использование альтернативных источников энергии становится все более популярным. Ведь благодаря появлению современного оборудования, способного солнечный свет преобразовывать в электричество, появилась возможность сократить затраты на коммунальные платежи. Но все же не этот параметр является самым главным. Достоинства таких устройств, как солнечные батареи, заключаются в их абсолютной экологической безопасности.
Однако для эффективной работы этого оборудования необходимо наличие в его комплектации различных элементов, причем, одним из основных ее узлов является преобразователь напряжения. Он позволяет получать переменный ток напряжением 220В, который необходим для работы различной бытовой техники. Поэтому выбирать устройство нужно с учетом специфики применения.
Что представляет собой устройство
Принцип работы системы, основу которой составляют солнечные батареи, заключается в выработке постоянного тока напряжение от 12 до 48В, который используется для зарядки аккумуляторов. Но поскольку бытовая техника нуждается в переменном токе, то она подключается к источнику питания через инвертор-преобразователь напряжения.
Основной задачей такого прибора является преобразование постоянного тока, производимого солнечными батареями в переменный. В дальнейшем такая энергия может использоваться различными устройствами. Мощность инвертора-преобразователя напряжения может быть от 100 до 8000 Вт. Это позволяет выбирать прибор, параметры которого соответствуют общей нагрузке в сети электропитания конкретного объекта.
Конструкция и принцип действия
Основным элементом для некоторых модификаций прибора является блок бесперебойного питания. Работа его заключается в поддержании в сети нужного напряжения за счет аккумулятора. При отключении электричества ББП работает от батареи, причем, вырабатываемое ей электричество поступает в инвертор и с него на электроприбор.
Схема подключения
Кроме этого в комплектацию преобразователя напряжения входит зарядное устройство, от которого происходит подзарядка аккумуляторов. И еще одним элементом преобразователя напряжения-частоты является микроконтроллер. Он контролирует параметры напряжения и в зависимости от этого дает команду на отключение или подключение батареи.
Виды инверторов
Классификация оборудования зависит от напряжения на выходе. Исходя из этого параметра различают два основных типа преобразователей напряжения-частоты:
- Меандровые;
- Синусоидальные.
В комплексе с солнечными батареями чаще всего используются инверторы второго вида. Они отличаются высоким качеством работы и считаются оптимальным вариантом для объектов, где установлена чувствительная техника. На выходе синусоидального преобразователя напряжения параметры похожи на те, которые выдает основная электрическая сеть.
Что касается меандровых моделей, то у них на выходе напряжение имеет форму прямоугольных импульсов. Поэтому такие устройства рекомендованы для использования в комплексе с световым оборудованием.
Но все же специалисты считают, что лучшим инвертором для применения с солнечной электросетью является многофункциональный. Это оборудование хотя и стоит дорого, но удачно сочетает в себе преимущества повышающих преобразователей напряжения различных типов.
Технические характеристики инверторов
Выбирая оборудование обычно обращают внимание на его основные параметры.
Различные виды инверторов
Для преобразователей напряжения 12-220 такими являются:
- Выдаваемая мощность;
- Синусоида на выходе;
- Напряжение и частота;
- Функции защиты;
- Дополнительные возможности.
Рассмотрим каждую характеристику более детально. Начнем с выдаваемой мощности, так как этот параметр один из наиболее важных. От него зависит сколько и каких устройств можно будет подключить к инвертору-преобразователю напряжения. Определяется этот параметр в киловаттах. Но нужно учитывать, что в паспорте прибора указываются два значения – номинальная и пиковая мощности. Причем последнее значение в 1,5, а то и 2 раза больше первого.
На выходе повышающий преобразователь напряжения способен генерировать ток с чистой либо модифицированной синусоидой. Для потребителя этот момент не менее важен. чем мощность. Ведь при использовании оборудования с модифицированной синусоидой подключенные к нему газовые котлы могут не зажигаться, а циркуляционные насосы гудеть. Поэтому подключать к таким инверторам дорогостоящую технику не рекомендуется.
Выходные параметры, такие как напряжение и частота зависят от модели преобразователя. У однофазных инверторов они будут составлять 220В и 50 Гц, тогда как трехфазные модели имеют более широкий диапазон в 315, 400 и 690В.
Выходное напряжение устройства зависит от величины этого параметра на входе. Выпускают модели преобразователей напряжения-частоты на:
Любое устройство, чья работа связана с электричеством, должно иметь систему защиты от перегрузки или КЗ. Если речь идет об аккумуляторной батарее, то к перечисленным выше добавляются и некоторые другие. Это может быть защита от перезаряда батареи или неправильной полярности подключения, а также перегрева и перенапряжения. Некоторые модели повышающих преобразователей напряжения обладают функцией автоматического перезапуска.
Критерии правильного выбора
Обычно приобретая инвертор напряжения в первую очередь обращают внимание на его технические характеристики и функциональность.
Самыми важными параметрами являются:
- Номинальная мощность – должна соответствовать суммарному значению подключаемых нагрузок;
- Пиковая – способность выдавать максимальные кратковременные нагрузки;
- Форма сигнала на выходе – лучший вариант с максимально приближенной к синусоиде;
- Сила тока зарядного устройства – от нее зависит как быстро будет заряжаться аккумулятор;
- Спящий режим – пониженное потребление энергии при минимальных нагрузках.
Обзор популярных моделей
Среди представленных на рынке инверторы не все модели могут использоваться в комплексе с солнечными батареями. Поэтому мы рассмотрим только те приборы, которые рекомендованы для применения в системах с альтернативными источниками тепла.
Смотрим видео о продукции компании МикроАРТ:
Одним из них является продукция отечественного производителя компании МикроАРТ. Это профессиональный многофункциональный инвертор, выпускаемый под маркой МАП. В модельный ряд этой компании входят несколько модификаций на 12, 24 и 48В с мощностью от 1,3 до 18 кВт.
К достоинствам этого преобразователя напряжения 12-220 относятся:
- Возможность использования при отсутствии или частых перебоях в энергоснабжении;
- Применение в комплексе с генераторами для снижения шумового воздействия.
Но чаще всего такие приборы устанавливают в системах с возобновляемыми источниками энергии. Они отличаются высокой надежностью и могут быть установлены без привлечения специалистов.
На холостом ходу такие приборы потребляют минимальное количество энергии благодаря оснащению трансформатором в виде тора. На выходе они имеют чистый синус и могут работать в трехфазных системах.
Модель NV-M 300Вт
Среди продукции зарубежных компании стоит отметить изделие компании Refusol. Эти инверторы германского производства относятся к однофазным стриговым. Они имеют высокий КПД, достигающий у некоторых моделей 98%, помещены во влагозащищенный корпус. Небольшие габариты преобразователей постоянного напряжения NV-M 300Вт/12В-220В значительно упрощают процесс транспортировки. На выходе прибор выдает модифицированную синусоиду, имеет защиту от КЗ, перегрузок, неправильной полярности. Такой преобразователь напряжения можно купить для системы солнечных батарей.
Еще одним довольно популярным производителем инверторов является фирма Solax. Ее продукция собирается на основе комплектующих от мировых лидеров в сфере производства инверторов. Выпускаемые компанией приборы имеют расширенные настройки, что позволяет максимально эффективно использовать полученную альтернативную энергию.
Установка такого преобразователя постоянного напряжения в системе позволил сделать дом полностью независимым от основной электросети. Инвертор Solax отличается простой конструкцией. Его монтаж можно выполнить самостоятельно.
Итог
Только получив максимум информации об устройстве, принципе действия и функциональности устройства можно сделать правильный выбор. Надеемся, что, прочитав эту статью вы сможете определиться не только с типом и параметрами преобразователя напряжения 12-220, но и купить оптимальную по цене и качеству модель.
generatorvolt.ru
виды техники для преобразования тока
Гелиосистемы по всему миру развиваются огромными темпами. Международное энергетическое агентство в своем ежегодном докладе отметило, что в 2016 г. количество введенных в действие солнечных электростанций впервые превзошло число угольных.
Сердце системы солнечной энергетики — инвертор для солнечных батарей, задача которого — трансформировать постоянный вид тока в переменный.
Содержание статьи:
Виды инверторов для солнечных панелей
Без инвертора, вырабатываемая гелиосистемой энергия, для бытовых нужд будет совершенно бесполезной. Существует 3 вида инверторов по типу использования:
- автономные;
- сетевые;
- многофункциональные.
Инверторы первого вида имеют обозначение «off grid». Они подсоединены к солнечному модулю, являются частью обособленной фотоэлектрической системы и никак не контактируют с внешней электрической сетью. Их мощность варьирует в пределах 100 – 8000 Вт.
Синхронные или сетевые инверторы функционируют синхронно с централизованной системой электроснабжения. Преобразователи с обозначением «on grid» не только выполняют роль преобразователя, но и корректируют такие параметры сети как амплитудные перепады, показатели частоты и другие. Когда во внешней сети наблюдаются неполадки, инвертор автоматически отключается. Такие инверторы накапливают электроэнергию в аккумуляторных батареях.
Автономные инверторы обеспечивают независимость электроснабжения дома от работы централизованного источника. Параметры инвертора со стороны переменного напряжения определяют исходя из суммарной потребляемой мощности всех приборов, подключенных к электрической сети потребителя. Со стороны постоянного тока инвертор подбирают исходя из номинальной мощности солнечных панелей
Если суммарная мощность используемых в доме приборов меньше потенциальных возможностей солнечной электростанции, то излишки выработанной электроэнергии попадают во внешние электрические сети. Если же мощности недостаточно для нормальной работы бытовых приборов, то осуществляется подпитка извне.
При отсутствии напряжения питание подается от заряженного аккумулятора. В случае когда в систему не включены аккумуляторные батареи, энергия, произведенная солнечной электростанцией, уходит в общую сеть.
Сетевые фотоэлектрические инверторы с большой эффективностью используют энергию, получаемую от солнечных батарей. Они являются гарантией стабильности электроснабжения и отличаются высоким КПД, превышающим 90%
Гибридный или многофункциональный инвертор — оборудование надежное. Он сочетает свойства первых двух преобразователей, обладает большим числом настроек. Это лучший вариант для устройства домашней солнечной станции, но и самый дорогой.
Все существующие солнечные инверторы делят на виды и по напряжению на выходе. В зависимости от этого параметра они бывают синусоидальными и меандровыми. Так как у первого величина выходного напряжения почти такая же, как и у питающей электрической сети, это хороший вариант, когда в доме присутствует высокочувствительная техника.
Постоянное значение напряжения является гарантией безопасности для домашнего электротехнического оборудования. Графически форма сигнала на выходе у такого инвертора синосуидального типа изображается в виде чистой синусоиды.
При работе оборудования лучшая форма меандра — идеальный синус. Особенно это важно для телекоммуникационной аппаратуры, медтехники, высокоточных приборов измерения, поэтому, даже не смотря на высоту цены сложных инверторов, других вариантов в этом случае нет. Сведения о форме выходного сигнала производители указывают в его характеристиках
Меандровые или несинусоидальные преобразователи в отличие от синусоидальных имеют геометрию сигнала на выходе в виде импульсов прямоугольной формы так называемый модифицированный синус. Инверторы, относящиеся к этому типу, нельзя использовать для отдельных видов нагрузки, но для приборов, использующих активную составляющую мощности, они вполне подходят.
Критерии выбора преобразователя
При выборе такого элемента гелиосистемы как инвертор важна не только геометрия сигнала на выходе, но и его мощность. Специалисты советуют укомплектовывать солнечные батареи преобразователями, номинальная мощность которых выше суммарной мощности, имеющейся в томе техники, процентов на 25 – 30. Необходимо также учитывать нагрузку, возникающую при единовременном включении нескольких приборов с большой пусковой мощностью.
Еще одним критерием при выборе инвертора является его КПД, определяющей потери энергии на сопутствующие процессы. В зависимости от модели он имеет разное значение, находящееся в пределах 85-95%. Оптимальный выбор — КПД не ниже 90%.
Инверторы бывают как однофазными, так и трехфазными. Первые отличаются более низкой стоимостью, но выбор их оправдан, когда потребляемая мощность составляет менее 10 кВт. Величина напряжения у них составляет 220В, а частота 50Гц. Трехфазные инверторы имеют диапазон напряжений более широкий — 315, 400, 690В.
Производители качественного оборудования укомплектовывают свои изделия трансформаторами выхода. Существует зависимость между весом инвертора и его техническими характеристиками — если на каждый кг его массы приходится 100 Вт мощности, значит, трансформатор включен в его схему
Разным может быть и количество инверторов в системе. В этом вопросе следует руководствоваться следующими рекомендациями: если мощность солнечных батарей не превышает 5 кВт, то для такой системы достаточно одного инвертора. Для батарей большей мощности может потребоваться 2 и больше инвертора. Оптимально, когда один инвертор приходится на каждые 5 кВт.
Преобразователи могут отличаться друг от друга схемами, геометрией выходного сигнала, другими определяющими величинами. Отдельные преобразователи комплектуют зарядными устройствами. Если выйдет со строя один из инверторов, система не прекратит свою работу.
Особенности подключения инвертора
От правильного подключения солнечного инвертора зависит эффективность работы всей гелиосистемы. Главное, соблюсти правило: кабель, передающий постоянный ток, должен иметь минимально допустимую длину и максимальное сечение.
Если потребитель находится далеко от солнечных элементов, следует удлинять путем наращивания электрокабель, транспортирующий переменный ток 220 В. Протяженность провода между инвертором и солнечной панелью должна варьировать в пределах 3 м и никак не больше. Лучший вариант, когда инвертор расположен возле батареи. Особо жесткие условия приходится выполнять при подключении инверторов, превосходящих по мощности 0,5 кВт.
Подсоединение проводов должно быть прочным, т.к. недостаточно плотное соединение вызывает искрение, что может стать источником пожара. При монтаже автономного инвертора для обеспечения бесперебойного электроснабжения объекта, цепь постоянного тока должна быть укомплектована автоматическими выключателями.
Лучшим решением при подключении инвертора является применение обвязки гибридного типа как по постоянному, так и переменному току. В основе принципа лежит особый порядок включения преобразователя. Его включает контроллер после того, как зарядятся аккумуляторные батареи.
Такое решение увеличивает качество работы оборудования. В регионах, где электроэнергию часто отключают, или в домах, расположенных в районах, где преобладает пасмурная погода, этот вариант работает очень эффективно.
Обзор моделей инверторов
Преобразователи для солнечных панелей выпускают многие производители как отечественные, так и зарубежные. Все оборудование имеет разные характеристики, уровни качества, свой набор функций и технические возможности.
Инверторы от отечественного производителя
Широкий ассортимент этих изделий мощностью 800 – 1200 Вт выпускает российский производитель МАП «Энергия». Компания производит несколько линеек инверторов:
- Синусоидальные инверторы с формой сигнала в виде чистого синуса — МАП SIN.
- Преобразователи синусоидальные с функцией отбора дополнительного количества энергии от аккумуляторов — МАП HYBRID.
- Трехфазные инверторы — МАП HYBRID 3 фазы.
Инверторы, выпускаемые этой фирмой, могут заряжать аккумуляторы всех типов. Для этого у них имеется зарядное устройство большой мощности.
Инверторы МАП «Энергия» применяют не только в частных домохозяйствах, но и во многих отраслях промышленности. Они применяются в медицине, строительстве, на метеостанциях
Достижением компании является инвертор рекордной мощности — 20 кВт, выдерживающий наибольшую нагрузку 25 кВт. Эта модель может обеспечить надежным питанием большой жилой дом со множеством техники.
Преобразователи Conext компании Schneider Electric
Французская компания Schneider Electric выпускает инверторы, обладающие высокими эксплуатационными характеристиками, позволяющими использовать их в условиях разного климата. Покрытие корпуса, обладающее высокой коррозионной стойкостью, позволяет успешно пройти тестирование соляным туманом. Они предназначены для солнечных батарей, установленных как на крышах частных коттеджей, так и многоквартирных домов.
Производитель проверяет надежность своего оборудования с использованием всевозможных методик и тестов. В конструкции инверторов Conext отсутствуют электрохимические конденсаторы, что является гарантией длительной эксплуатации.
Инверторы Conext, даже при максимальных нагрузках, имеют КПД 97,5%. Отдельные модели укомплектованы распределительным блоком, поэтому отпадает надобность в монтаже наружного электрощитка
Большой ассортимент изделий позволяет выбрать подходящую модель для гелиосистем мощностью 3 – 20 кВт.
Инверторы компании TBS Electronics
Эта голландская компания, присутствующая на рынке с 1996 г., производит как маломощные, так и более мощные синусоидальные преобразователи для солнечных панелей Poversine номинальной мощностью от 175 до 3500 Вт.
На фото модель профессионального инвертора Powersine PS3500-24. Его можно применить для обеспечения беспрерывного питания котлов отопления, насосов, компьютеров, других небольших нагрузок. Он оснащен надежной электроникой, высокопрочным металлическим корпусом
Линейка Powersine характеризуется очень чистой синусоидой на выходе, поэтому применение этих инверторов гарантирует грамотную и длительную эксплуатацию высокочувствительных приборов. Оборудование оснащено защитой от КЗ, температурных скачков, перегрузок. С этими инверторами можно запускать нагрузки до 500В с пусковой силой, превышающей номинальную в десятки раз.
Сетевые инверторы Kostal
Фирма выпускает инновационные высококачественные инверторы мощностью от 1,5 до 20 кВт как одно, так и трехфазные. В конструкцию включен выключатель переменного тока, срабатывающий автоматически, МРР-трекеры, монитор, счетчик S0 и много других опций в базовой комплектации. Все это делает возможным внедрение инвертора в систему «умный дом».
Инверторы Kostal несложны как в эксплуатации, так и в установке. Встроенная панель — информативная и понятная, позволяет мониторить его работу
Благодаря высокому качеству материала корпуса, преобразователь устанавливают и снаружи, и внутри дома. Сборку выполняют в Европе, поэтому качество соответствует Европейским стандартам. Гарантия производителя — 5 лет.
Инверторы ABi-Solar из Тайваня
Эти инверторы, выпущенные в Тайване, на нашем рынке представлены серией автономных преобразователей SL/ SLP, автономно-сетевых гибридных инверторов (НТР), линейкой гибридов НТ. Автономные преобразователи укомплектованы контроллерами заряда от солнечных батарей. Это оборудование наделено тройным функционалом — работает как инвертор, контроллер, зарядное устройство.
В конструкцию включен жидкокристаллический дисплей, позволяющий контролировать основные параметры гелиосистемы. КПД инверторов SL/ SLP — около 93%. В моделях SLP присутствует пылезащита.
К бюджетному варианту относится инвертор из новой серии ABi-Solar HTP. Работает он только при наличии аккумулятора. Особой популярностью пользуется серия НТ, включающая гибридные инверторы одно и 3-фазные, выделяющиеся отличным качеством сборки.
Преобразователи SL0912 и SL1524 также относятся к бюджетным. Они работают в 2 режимах — бытового бесперебойника и с солнечными батареями. Имеют 2 режима поддержания напряжения: от 180 до 260В и от 100 до 300В. Последний режим позволяет увеличить время эксплуатации батарей за счет меньшего их использования, но может питать только не очень чувствительное к качеству электричества оборудование.
Инвертор ABi-Solar SL 1012 PWM обладает мощностью 800 В. Ток на выходе имеет немодифицированную синусоиду. Может применяться для реализации, произведенной солнечными панелями электрической энергии по «зеленому» тарифу
Инверторы ABi-Solar дают возможность увеличить рабочий диапазон температур аккумуляторов и автоматизировать процесс заряд-разряд.
Сетевые инверторы компании GoodWE
Эта китайская компания выпускает инверторы сетевые разной мощности и поставляет их на рынок по невысокой цене. К инвертору прилагается специальная программа, позволяющая выполнить расчет гелиосистемы с учетом расположения солнечных панелей по отношению к сторонам света и другим ориентирам.
Существует возможность вести наблюдение за работой преобразователя через планшет или смартфон, но предварительно придется установить специально предназначенное для этого приложение на базе операционной системы Android.
Полезное видео по теме
Здесь менеджер продающей компании рассказывает о принципах выбора инвертора:
В этом видео освещен вопрос подключения инвертора:
Фотоэлектрический сетевой инвертор, как неотъемлемая часть гелиосистемы, позволяет получить полную независимость от централизованного электроснабжения и роста цен на электроносители. «Умные системы», включающие сетевой преобразователь, делают доступным, надежным и управляемым процесс потребления энергии. При этом никак не нарушается комфорт в доме.
sovet-ingenera.com
Виды инверторов для солнечных батарей
Альтернативные источники энергии позволяют существенно удешевить энергоснабжение объектов. Один из таких источников, солнечная батарея, вырабатывает постоянный ток напряжением 12, 24 и 48 В.
Бытовые электроприборы, установленные в жилых и производственных зданиях, рассчитаны на подключение к сетям переменного тока. Поэтому, чтобы получить ток в приемлемом варианте, вместе с установкой солнечных батарей потребуется установка дополнительного оборудования – инвертора.
Главное назначение любого вида инвертора для солнечных батарей – преобразование постоянного электротока, вырабатываемого солнечными панелями, в переменный ток напряжением 220 В. Данную электроэнергию уже можно применять для питания электробытовых приборов.
Таким образом, инвертор является обязательным элементом для солнечных батарей, без которого их установка нецелесообразна.
Автономный инвертор
Локальные виды инверторов для солнечных батарей, устанавливаемые в системах солнечного энергообеспечения, преобразуют постоянный ток в переменный с использованием аккумуляторов. В данном случае инвертор преобразует ток от аккумулятора, заряжающегося солнечной энергией.
Данный вид устройств используют для обустройства бесперебойного автономного электроснабжения, обеспечивающего стабильную подачу электроэнергии независимо от работы центральных коммуникаций. Автономный инвертор выпускают мощностью 100-8000 Вт.
Определить аппарат нужной мощности можно посредством простого расчета. Для этого требуется уточнить максимальную мощность электротехники в единицу времени и определить суммарный показатель всех имеющихся приборов. В случае применения автономного преобразователя необходимо учитывать пиковый скачок напряжения.
Синхронный сетевой инвертор
Синхронные или сетевые виды инверторов для солнечных батарей устанавливают на объектах, где помимо солнечной энергии присутствует обычное энергопитание. В таких системах основная нагрузка идет на солнечные панели, а в случае недостаточной мощности подключают центральную электросеть.
Данный метод считается оптимальным вариантом. В силу резервной функции синхронные инверторы ломаются не часто и обеспечивают стабильность электроснабжения.
Комбинированный инвертор
Комбинированный инвертор предусматривает обе схемы подачи электричества и является идеальным во всех отношениях, кроме финансового. Стоимость преобразователя достаточно высокая, поэтому покупать его нерентабельно.
Видео: Как выбрать инвертор для солнечных батарей
www.stroypraym.ru
Виды инверторов. Как рассчитать необходимую мощность инвертора?
Инверторами являются различные по функциям устройства.
1. 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).
2. 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.
3. 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°.
Как рассчитать необходимую мощность инвертора?
Инвертор Luxeon IPS-300
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.
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. О форме выходного сигнала рассказано в статье «О форме выходного сигнала 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.
Похожие посты
invertory.com.ua
Инвертор. Принцип работы, разновидность, область применения
Инвертор. Принцип работы, разновидность, область применения
Последовательный инвертор
Электрическая схема, рабочие фазы и формы выходных сигналов последовательного инвертора изображены на рис. 1. Такая схема называется последовательным инвертором, поскольку в ней нагрузочное сопротивление включено последовательно с емкостью. R - нагрузочное сопротивление, L и С - коммутационные элементы. Такой тип инвертора содержит два тиристора. Рассмотрим подробнее фазы работы такой схемы.
Фаза I . Тиристор Т1 включается в момент времени to . Начинается заряд конденсатора от источника питания. Последовательная цепь R , L и С формирует синусоидальный ток через нагрузочное сопротивление и выполняет функцию демпфирующей цепи. Когда ток в цепи уменьшается до нуля, тиристор Т1 запирается. Напряжение на нагрузочном сопротивлении находится в фазе с током тиристора. Формы напряжений VL и Vc можно получить с помощью теоремы Кирхгофа: ( VL + Vc = E ), величины VL и Vc должны удовлетворять условиям этого уравнения.
Фаза II . Тиристор Т2 не должен включаться сразу после того, как ток через тиристор Г, уменьшится до нуля. Для лучшего запирания тиристора Т1 , к нему необходимо приложить небольшое обратное напряжение. Если тиристор Т2 включается без запаздывания, или мертвая зона отсутствует, напряжение источника питания замыкается через открытые тиристоры Т1 и Тг .. Если оба тиристора находятся в закрытом состоянии, то V R = 0, VL = 0, следовательно, L di / dt = 0 и конденсатор С остается незаряженным.
Фаза III . В момент времени t 2 тиристор Т2 включается и инициирует отрицательный полупериод. Конденсатор разряжается через L , R иТ2 . Следует заметить, что электрический ток через нагрузочное сопротивление R протекает в противоположном направлении. В момент времени, когда этот ток уменьшается до нуля, тиристор Т2 выключается. Формы напряжений VL и Vc можно получить с помощью теоремы Кирхгофа: (VL + Vc = 0), величины VL и Vc должны удовлетворять условиям этого уравнения.
Рис.1 - Последовательный инвертор:а)Электрическая схема;
б)Фазы работы схемы;
в)Формы напряжений и токов в цепях последовательногоинвертора
Если тиристор Т1 запустить с задержкой на величину мертвого времени, вышеупомянутые процессы повторятся.
Преимущества:
1. Простая конструкция.
2. Выходное напряжение близко к синусоидальному.
Недостатки:
1. Индуктивность L и конденсатор С имеют большие габариты.
2. Источник питания используется только в течение положительного полупериода.
3. В выходном напряжении имеются высшие гармоники из-за наличия мертвой зоны.
Последовательный инвертор лучше всего подходит для высокочастотных устройств, так как для требуемых значений 1 и С уменьшаются их габариты. Время периода для одного цикла составляет:
T 0 = T + 2 td . где Г = l / ft и t 6 - мертвое время.
Выходная частота последовательного инвертора всегда меньше резонансной частоты вследствие наличия мертвой зоны. Значение выходной частоты может варьироваться путем изменения мертвого времени.
Рис.1г. -Форма выходного напряжения последователного инвертораПараллельный инвертор
Базовая схема параллельного инвертора изображена на рис.2а. Когда ключ 1 замкнут, помеченные точкой выводы обмоток A, D и С имеют положительный потенциал. Выходное напряжение - положительное. Во второй половине периода ключ 1 размыкается и замыкается ключ 2. Помеченные точкой выводы обмоток A, D и С имеют отрицательный потенциал и выходное напряжение - отрицательное.
Электрическая схема, рабочие фазы и формы выходных сигналов параллельного инвертора изображены на рис.2. Параллельные инверторы применяются в низкочастотных устройствах. В них используются трансформатор с отводом из центра первичной обмотки, два тиристора и коммутирующий конденсатор. Источник питания включается между центральным выводом и общей точкой катодов тиристоров. Эквивалентное нагрузочное сопротивление, пересчитанное в цепь первичной обмотки, подключено параллельно коммутационному конденсатору. Следовательно, инвертор такого типа является параллельным.
В момент времени t = tx тиристор Т1 включается. Напряжение источника питания Е приложено к обмотке трансформатора А. Согласно закону самоиндукции такое же напряжение Е индуцируется на обмотке трансформатора В, но противоположной полярности. Поскольку обмотки А и В соединены последовательно, на них будет суммарное напряжение 2Е. Этим напряжением конденсатор предварительно заряжается до напряжения +2Е.
В момент времени t = t 2 тиристор Т2 включается. Полярность напряжений на обмотках А и В меняется на обратную, к конденсатору, и тем самым к тиристору Т1 , прикладывается обратное напряжение, за счет чего тиристор Т1 выключается. Полярность напряжения на конденсаторе меняется, и он перезаряжается до напряжения - 2Е. Также меняет на обратное направление ток во вторичной обмотке, то есть через нагрузочное сопротивление протекает переменный ток прямоугольной формы. Форма выходного напряжения аналогична форме напряжения на конденсаторе.
Рис.2 - а) Базовая схема параллельного инвертора;б)Фазы работы схемы;
в)Формы напряжений и токов в цепях параллельного инвертора
Недостатки
1.Номинальное напряжение конденсатора должно быть 2Е.
2. Ток источника питания не является чистым постоянным током.
3.Колебания тока источника питания, являются причиной дополнительного выделения тепла в первичной цепи параллельного инвертора.
Мостовые инверторы. Однофазный полумостовой инвертор
Однофазный полумостовой инвертор состоит из двух источников питания и двух коммутаторов. Нагрузка подключена между общим выводом источников питания и общей точкой коммутаторов.
Полумостовой инвертор с RLC – нагрузкой
Рис.5 - а) Схема полумостового инвертора с RLC-нагрузкой, б) Форма напряжения и тока полумостового инвертораЭлектрическая схема и форма выходного сигнала однофазного полумостового инвертора с RLС-нагрузкой изображены на рис.5. Если инвертор питает RLС-нагрузку, отдельная цепь коммутирования не требуется. Это можно объяснить с помощью символического изображения на рис.5б. Рабочая частота инвертора должна быть выбрана такой, чтобы Хс > XL . При этих условиях в этой схеме ток опережает по фазе напряжение. Ток в нагрузке изменяется синусоидально. В промежутке времени от t 0 до tl тиристор Т1 находится в проводящем состоянии. В момент времени t 1 = t 2 тиристор Т1 , выключается, так как ток в цепи уменьшается до нуля. В промежутке времени от t 1 до t 2 диод D 1 находится в проводящем состоянии и мощность передается от нагрузки к источнику питания. Диод D 1 находится в проводящем состоянии до тех пор, пока на конденсаторе присутствует напряжение. Когда диод D 1 находится в состоянии проводимости, тиристор Т1 смещен в обратном направлении. Таким образом, специальная цепь принудительной коммутации в этом случае не требуется. В этой схеме RLC-нагрузка обеспечивает коммутацию тиристоров. В течение отрицательного полупериода тиристор Т2 находится в проводящем состоянии, через некоторое время диод D 2 начинает проводить, вследствие этого тиристор Т2 смещается в обратном направлении и запирается.
Инвертор Мак-Мюррея (инвертирующий преобразователь)
Принцип работы инвертора Мак-Мюррея основан на коммутировании тока. Полумостовой инвертор работает на индуктивную нагрузку, как изображено на рис.6. Тиристоры ТА1 и ТА2 в этой схеме являются вспомогательными. Они используются для коммутации основных тиристоров Т1 и Т2 . Индуктивность L и емкость С являются коммутирующими элементами. Конденсатор предварительно заряжен слева отрицательно, а справа -положительно. Рабочие фазы этой схемы устройства следующие.
Фаза I . Тиристор Т1 запускается, тем самым инициируется положительный полупериод преобразования. Постоянный ток нагрузки протекает через тиристор Т1 .
Фаза I I . В момент времени t 1 запускается вспомогательный тиристор ТА1 . По замкнутой цепи L , С, Т{ и ТА1 начинает протекать ток, при этом ток через конденсатор синусоидально нарастает, как показано на рис.6в. В промежутке времени от t 1 до t 2 значение ic <I0 . В момент времени t= t 2 ; tc = I 0 . Ток, текущий через тиристор Т1 , становится равным нулю, и тиристор выключается. Следует заметить, что в этой фазе ток через тиристор Т1 , уменьшается до нуля.
mirznanii.com
Виды инверторов и их особенности
Альтернативные методы электроснабжения еще являются новинкой в нашем регионе, но уже заслужили поклонников своей экономностью и даже возможностью приносить владельцам доход. Установка такой системы требует наличия силового электронного оборудования, но прежде необходимо объясниться, что это значит.
Гибридные инверторы
В системе с переменным током используется инвертор с зарядным устройством или блок бесперебойного питания. В системах без такого тока будет достаточно инвертора. Гибридный инвертор может быть подключен в работу параллельно к источнику переменного тока, питая нагрузку от сети и аккумуляторов, но имея приоритет для постоянного тока.
Особенность таких инверторов в возможности работы с переменным током в параллельном режиме. Возобновляемый источник энергии может заряжать аккумуляторы, от которых питается гибридный инвертор. Последний же может питаться и от источника переменного тока.
Простые инверторы
Существуют инверторы более простые в использовании и конструкции. Приоритет в них определяется путем отключения от сети питания. В таком блоке при некотором напряжении переменный ток отключается, питание происходит от аккумулятора. Но такие инверторы не называют гибридными.
Приоритет для постоянного тока производится полным отключением от сети и переключением на работу только от аккумуляторов. Работа системы может периодически прерываться и приводить к небольшому циклированию аккумулятора.
Зачем это нужно
Создание автономного источника электроэнергии нуждается в силовом электронном оборудовании. Если подключение к сети есть, но необходимо подключить резервную систему снабжения электричеством, то задача решается установкой ББП и аккумулятора. Если же необходимо снизить потребление электроэнергии от сети, то добавляют в систему резерва солнечную батарею или ветрогенератор. Если оборудование будет недостаточное или неправильно установлено, смысла в источнике возобновляемой энергии нет.
При имеющемся подключении от сети необходимо, чтобы оборудование было направлено на использование энергии от солнечной батареи или ветрогенератора, а при недостатке – использовало энергию от сети. В таком ключе работают только блоки бесперебойного питания, функционирующие переключением от аккумулятора или подмешивая электроэнергию от аккумулятора в сетевую. Именно это подмешивание могут обеспечивать только гибридные инверторы.
Еще интересные посты для вас...
Вконтакте
Google+
santeh777.ru
 Инверторы предназначены для преобразования постоянного тока от аккумуляторов в переменный ток, обычно напряжением 220 В. Часто они входят в состав энергетических установок на ветрогенераторах и солнечных батареях.В инвертор может быть встроено зарядное устройство для подзарядки аккумуляторов при питании от сети, а также блок для слежения за наличием и качеством напряжения. При отсутствии напряжения в сети, или выходе его значения за установленные пределы, автоматически переключается на питание от аккумуляторов.Инверторы, кроме того, различаются по форме генерируемого напряжения переменного тока. Если форма напряжения прямоугольная(меандр), ступенчатая, или трапециевидная, такие инверторы называются не синусоидальными. Иногда также встречается нагрузка, критичная к форме напряжения - например, трансформаторы или асинхронные двигатели. Такую нагрузку нежелательно питать от несинусоидального инвертора.Если же форма напряжения максимально приближена к синусоиде, такие инверторы называются синусоидальными. От них можно питать любую нагрузку переменного тока.Для использования в автономных или резервных системах электроснабжения существуют различные инверторы, как российские, так и импортные. Наиболее высокое качество изготовления имеет продукция фирм Steca, SMA, Xantrex и Outback. Не самое плохое качество и у тайваньских инверторов, предлагаемых под торговой маркой "Мобилен", а также китайских инверторов Simin.Российские инверторы представлены продукцией новосибирского предприятия "СибКонтакт". Несмотря на неказистый вид, они показывают очень хорошие характеристики. Полная автоматика, электронная защита от перегрузки и перегрева, чистый синус на выходе, малое собственное потребление, отсутствие принудительной вентиляции для охлаждения, наличие герметичного и водозащищенного исполнений позволяют с успехом использовать эти инверторы в резервных и автономных системах электроснабжения. Цена же российских инверторов намного меньше, чем импортного высококачественного оборудования, однако модельный ряд и область применения этих инверторов ограничены. Эти инвертеры в основном применяются в бюджетных системах с мощностью потребления до 1 кВт, где не требуется 100% надежность В ближайшее время должна появиться новая серия этих инверторов с улучшенными технико-эксплуатационными параметрами, которые допустят его применение в резервных системах обеспечения электроснабжения отопительного оборудования. Во всех остальных случаях рекомендуется использовать европейское или американское оборудование. |
www.windsolardiy.com
