Інвертор SW-GP600/12C, 600W — пристрій, призначений для резервного електропостачання приладів або офісної електроніки у випадку перебоїв з подачею електрики. Інвертор автоматично заряджає підключені зовнішні акумуляторні батареї (АКБ) та самостійно перемикає режими роботи, залежно від наявності чи відсутності мережі.
Основна задача інвертора (ІБП) — перетворення, зарядка та подача електроенергії з підключених зовнішніх акумуляторних батарей.
Як обрати ІБП під свої потреби?
- Визначте пристрої, які ви збираєтеся підключити до ІБП.
- Дізнайтеся параметри напруги та сили струму для кожного пристрою. Ці дані можна знайти в технічній документації обладнання.
- Розрахуйте номінальну потужність (Вт/кВт) кожного пристрою, помноживши напругу на силу струму. Складіть результати, щоб отримати загальну потужність, необхідну для роботи ІБП.
- Додайте до отриманого значення запас 15–25% або більше, щоб врахувати можливе збільшення енергоспоживання або підключення додаткових пристроїв.
- Для розрахунку запасу помножте підсумкову потужність на коефіцієнт 1,15 (для 15%), 1,25 (для 25%) і так далі.
- Порівняйте остаточний показник потужності з номінальною потужністю ІБП. Рекомендується обирати пристрій з запасом не менше 30%.
Приклад: Якщо ви плануєте підключити пристрій з індуктивним навантаженням, наприклад, холодильник, пилосос або насос, який у звичайному режимі споживає 300 Вт, а пусковий струм становить близько 5 ампер, то знадобиться ІБП з потужністю приблизно 900 Вт (300 × 3), оскільки такі пристрої мають суттєвий пусковий струм.
Як підключити акумулятор для збільшення ємності або напруги?
Існує два способи підключення акумуляторів постійного струму для перетворення енергії в змінний струм напругою 220 В.
При послідовному підключенні акумуляторів напруга збільшується, в той час як ємність залишається незмінною. Для стабільної роботи батареї необхідно, щоб акумулятори були однакової ємності та від одного виробника. Це дозволить забезпечити рівномірний процес зарядки та скоротити тривалість зарядного циклу. Зарядний пристрій не розпізнає, що один акумулятор може мати меншу ємність, а інший — більшу, і буде намагатися заряджати їх одночасно, що може зайняти більше часу.
При паралельному підключенні акумуляторів збільшується загальна ємність, але рівень напруги не змінюється. Акумулятори, що використовуються в такій конфігурації, повинні бути одного типу та приблизно одного терміну експлуатації. З'єднувальні проводи рекомендується робити короткими і з великим перетином, щоб уникнути втрат напруги.
Обидва методи підключення можна комбінувати, однак це слід робити тільки за участю кваліфікованих спеціалістів.
Види навантажень:
Активні навантаження.
Найбільш прості типи навантажень, при яких вся споживана енергія повністю перетворюється на тепло.
Приклади: лампи розжарювання, обігрівачі, електричні плитки, праски. Принцип розрахунку для таких пристроїв вкрай зрозумілий: якщо їх сумарна потужність становить 2 кВт, то для їх роботи знадобиться рівно 2 кВт. Ці прилади не містять індуктивних або ємнісних компонентів. Електроенергія перетворюється виключно на світло або тепло. Для обчислення потужності такого пристрою застосовується формула: струм навантаження множиться на напругу. Наприклад, електрична плита з напругою 220 В і струмом 4,5 А буде споживати: 4,5 × 220 = 990 Вт.
Смешані активно-індуктивні навантаження.
В умовах побутового використання багато приладів характеризуються змішаною природою навантаження, об'єднуючи активну та індуктивну потужність. Окрім корисної (активної) потужності, такі пристрої також споживають реактивну потужність, що збільшує загальний рівень енергоспоживання. При розрахунку споживаної потужності враховується добуток струму і напруги.
Приклад: компресор холодильника при включенні може споживати в 2,5 рази більше енергії, ніж у стандартному режимі роботи. Гідравлічний насос для свердловини під час запуску споживає в 3,2 рази більше, ніж в усталеному режимі.
Реактивні навантаження.
Включають в себе ємнісні та індуктивні компоненти, які здатні накопичувати енергію та віддавати її назад в мережу. Приклади: електродвигуни, електричні м'ясорубки, холодильники, побутові інструменти (пилососи, кухонні комбайни). В загальному, сюди входять будь-які пристрої з компресорами або електродвигунами. В ланцюгах змінного струму розрахунок потужності ведеться з урахуванням синусоїдальних змін напруги та струму. Це призводить до введення поняття повної потужності (S), що включає в себе активну потужність (P) та реактивну потужність (Q).
Типи інверторів за функціональністю
-
Інвертор базовий. Це пристрій виконує перетворення постійного струму (з напругою 12/24/48/60 В) в змінний струм напругою 220 В. Такий інвертор вимагає додаткових зусиль, оскільки для його використання необхідне окреме зарядний пристрій, а також регулярний контроль заряду підключених акумуляторів.
-
Джерело безперебійного живлення (ІБП). Пристрій поєднує функції інвертора та мережевого байпаса, забезпечуючи більш зручне та автоматизоване використання.
Переваги та недоліки інверторів з чистою та апроксимованою синусоїдою
- Чиста синусоїда: такі інвертори мають компактні розміри, хоча й більшу вагу. Вони відрізняються високою якістю роботи, достовірними параметрами потужності та більш якісним вибором внутрішніх компонентів. Хоча їх вартість вища, потужність може досягати 8 кВт. Інвертори з чистою синусоїдою генерують вихідний сигнал, аналогічний сигналу побутової електромережі. Це забезпечує стабільну напругу та дозволяє працювати з будь-яким типом навантаження.
Примітка: Для пристроїв з індуктивними та ємнісними навантаженнями необхідно обирати інвертор з запасом потужності, що перевищує фактичну навантаження в два рази.
Інвертори з апроксимованою синусоїдою виділяються невеликими габаритами і малим вагою. На практиці заявлені характеристики потужності часто виявляються завищеними: виробники вказують значення вище реальних. Потужність таких пристроїв зазвичай наводиться в кВА, що візуально здається більш вражаючим, ніж еквівалент в кВт. Внутрішні компоненти інверторів цієї категорії вважаються бюджетними, а їх вартість, незважаючи на сучасну ситуацію, залишається відносно доступною. Однак ринкова конкуренція в даному сегменті досить висока. Як правило, максимальна потужність таких пристроїв обмежується значенням до 3 кВт.
Інвертори з апроксимованою синусоїдою генерують вихідний сигнал у вигляді сходинчастої форми хвилі. Цей тип сигналу найкраще підходить для резистивних навантажень, таких як освітлювальні прилади та опалювальне обладнання. Апроксимована синусоїда також здатна забезпечувати роботу деяких малопотужних індуктивних навантажень, наприклад, вентиляторів або циркуляційних насосів. Однак для керування індуктивними навантаженнями використання інверторів з подібною хвилею не рекомендується.
Особливості та переваги конструктивного виконання інверторів (ІБП) "GASPOWER Electro™"
В цих інверторах застосований високочастотний трансформатор, який замінює звичайні низькочастотні моделі. Це дозволяє знизити споживання енергії всередині пристрою та підвищити ефективність перетворення. Така конструкція сприяє кращому поглинанню індукції та забезпечує стабільне значення вихідної потужності.
МОП-транзистори, які лежать в основі контролера, є ключовими та найдорощими компонентами інвертора. Радіатори мають високу теплоємність, що дозволяє ефективно відводити тепло. Розрахунок теплового балансу, який поглинається пристроєм, не має впливу на його продуктивність та стабільність роботи.
Розміщення компонентів та їх розміри відповідають вимогам ємнісних пристроїв. Для потужностей від 3 кВт ми застосовуємо полузакриті великі радіатори, що сприяє кращому відведенню тепла. В той час як багато виробників використовують маленькі радіатори або кріплять основні елементи безпосередньо до корпусу з метою економії, це негативно позначається на генерації електромагнітних перешкод, підвищенні температури та зниженні ефективності роботи інвертора.
Всі високочастотні трансформатори та котушки індуктивності виготовляються індивідуально, з налаштуванням характеристик під конкретну потужність пристрою. Це дозволяє гарантувати відповідність параметрів та продуктивності інвертора заданим вимогам. Трансформатори та котушки виконані з міді для забезпечення надійності та ефективності роботи.
Інвертори GASPOWER Electro™ обладнані системою охолодження з вентилятором, керованим електронною схемою. У моделях з більшою вихідною потужністю передбачено два таких вентилятори.
Контролер включає вентилятори на різних етапах роботи пристрою:
- Коли температура всередині пристрою досягає 45 ℃.
- Коли навантаження перевищує 50% від номінальної потужності.
- При різкому зростанні навантаження на початку експлуатації.
- На етапі інтенсивної зарядки акумуляторів.
Вхідна напруга та струм мають значний вплив на тепловиділення компонентів та дроселів пристрою, тому ефективна система охолодження надзвичайно важлива. Менше втрат і більш стабільний температурний режим сприяють підвищенню загальної ефективності інвертора та надійності роботи підключених пристроїв. Максимальна реальна ефективність GASPOWER Electro™ досягає 94%. Ці дані базуються на результатах тестів компонентів з наступними характеристиками:
- 300-3000 Вт: з акумуляторами напругою 12/24/48 Вольт.
- 4000-6000 Вт: з акумуляторами напругою 24-48 Вольт постійного струму.
- 8000 Вт: з акумуляторами напругою 48-96 Вольт постійного струму.
Продукція успішно сертифікована в США (ETL, FCC), Японії (PSE), Європі (CE) та відповідає міжнародним стандартам.
Важливо! Реальна потужність інверторної системи "GASPOWER Electro™" може короткочасно (в режимі старту) перевищувати номінальну потужність на 30-50%. Наприклад, при потужності 600 Вт наша система може досягати 840 Вт для забезпечення безпеки користувачів. Багато інших виробників обмежуються захистом при номінальній потужності та не залишають запасу. Деякі продавці вказують завищені потужності, що є недобросовісною практикою.
Коли струм перетворення менше 0,5 А, контролер переходить в енергозберігаючий режим, знижуючи втрати в системі та зменшуючи загальний температурний режим, що запобігає непотрібному використанню енергії для активації вентиляторів. Це може здаватися незначним, але з урахуванням тривалості роботи та витрат енергії на охолодження економія виявляється значною.
Свинець-кислотна батарея розрахована на 12 В, з діапазоном напруг від 10 до 14,4 Вольт.
Захист від низької напруги активується при падінні напруги до 10,5 В. Якщо напруга продовжує знижуватися, інвертор припиняє подачу змінного напруги та направляє зусилля на зарядку акумулятора. Після відновлення напруги система продовжить роботу, запобігаючи повному розрядженню батареї, що може призвести до її пошкодження.
Захист від перенапруги для системи 12 В зазвичай спрацьовує при 15,6 В. Коли напруга досягає цього значення, інвертор подає сигнал тривоги та припиняє роботу. Коли напруга падає до 15 В, інвертор вимикає сигнал тривоги та відновлює роботу.
Захист від перенапруги пропорційна напрузі системи: для 24 В захист спрацьовує при 31,2 В, для 48 В — при 62,4 В.
Після включення інвертора відбувається плавний запуск, коли напруга поступово збільшується. Для навантажень з високим пусковим струмом можна спочатку увімкнути живлення навантаження, а потім запустити інвертор. Це аналогічно ввімкненню інвертора одночасно з включенням навантаження. Плавний старт дозволяє інвертору правильно сприймати навантаження з високою пусковою потужністю, попередньо буферизуючи необхідну навантаження.
При постійному перевищенні номінальної потужності на 10-30% інвертор подасть сигнал тривоги, а для перезапуску вимагатиметься втручання користувача.
Якщо внутрішня температура пристрою перевищує 75 градусів, інвертор автоматично завершить роботу та подасть сигнал тривоги. Після того, як температура знизиться, інвертор відновлює роботу.
В ланцюзі захисту від некоректного підключення полюсів передбачений запобіжник (резервний запобіжник включений в комплект). У разі неправильного підключення запобіжник перегорає, але всі компоненти пристрою залишаються цілими.
