Что такое инвертор. Системы бесперебойного питания для дома на инверторах.
Инверторная (аккумуляторная) система – это электрическая система, функционирующая в качестве резервного «накопителя» энергии.
Когда есть внешняя сеть, энергия накапливается в больших аккумуляторных батареях.
Когда сеть пропадает, происходит мгновенный переброс нагрузок на аккумуляторный источник. Инверторные системы обеспечивают бесперебойность и автономность работы приборов переменного тока при авариях и перебоях внешней сети.
Что такое инвертор.
Инвертор — это преобразователь постоянного тока напряжения 12 вольт (или 24 вольта) в переменный ток напряжения 220 вольт.
Источниками постоянного тока 12 вольт являются аккумуляторные батареи (12 вольт) или солнечные батареи (24 вольта).
Инвертор использует энергию одной или нескольких аккумуляторных батарей (предпочтительны батареи глубокого цикла).
Батареи необходимо периодически заряжать от автомобильного (или стационарного генератора), а также от сети 220 вольт (через зарядное устройство), или от альтернативных источников энергии (солнечные панели, ветряк и т. п. ).
Для чего нужен инвертор?
Самое простое и распространенное применение инвертора – это использование его в качестве резервного или аварийного источника 220 вольт от автомобиля.
Инвертор подключается к аккумуляторной батарее (12 вольт DC), а бытовой прибор включается в розетку 220 вольт на корпусе инвертора. Получается мобильный источник 220 вольт.
С помощью инвертора можно запитать от аккумулятора практически любой прибор домашней бытовой техники: кухонная электротехника, микроволновая печь, электроинструменты, телевизор, стерео, компьютер, принтер, холодильник, не говоря уже о любых приборах освещения.
Всю эту технику можно использовать где угодно и когда потребуется.
Пример использования инвертора: на даче отключили электричество, нет света, нельзя посмотреть телевизор, потек холодильник.
При наличии инвертора и аккумуляторов можно обеспечить себя электричеством по крайней мере на несколько часов.
Еще пример.
Инвертор пригодится, чтобы автономно, от автомобильного аккумулятора, пользоваться электроинструментами (дрели, пилы, рубанки и т. д. ) при строительстве или ремонте объектов, где поблизости нет сети 220 вольт.
Система бесперебойного питания, установленная в доме, и включающая в себя аккумуляторные батареи и инвертор, позволит стать независимым от перебоев в электросети 220 вольт.
В случае отключения внешней сети, освещение и приборы будут питаться от аккумуляторных батарей через инвертор.
После возобновления подачи электричества инвертор произведет автоматическую зарядку аккумуляторов.
Особой областью применения инверторов являются системы питания на солнечных батареях.
Обычно панели солнечных батарей выдают постоянный ток 24 вольт, который затем преобразуется инвертором в бытовой переменный ток 220 вольт.
Что лучше? Инвертор или генератор?
В качестве резервного источника питания можно использовать и генератор, но у инверторной системы есть преимущества, например бесшумность, а также то, что не нужно покупать бензин/дизтопливо и не нужно менять масло и фильтры в двигателе генератора.
Инверторная система не имеет движущихся деталей и поэтому более надежна и практически не требует сервиса.
В некоторых системах бесперебойного питания коттеджей инверторные системы питания могут быть дополнены генератором для подзарядки аккумуляторных батарей и достижения более длительной автономной работы.
Некоторые высокотехнологичные инверторы типа Xantrex SW имеют встроенные реле управления запуском генератора, которые позволяют включать или выключать генератор по требованию заряда АКБ. В этом случае нет необходимости покупать генератор «с автоматикой».
Какие основные характеристики инверторов?
Основной характеристикой инвертора является мощность.
Помимо этого, характеристика более дорогих инверторов — это ток «чистой синусоидной волны» (true sine wave).
Чем инверторы отличаются друг от друга?
Прежде всего, мощностью.
Кроме этого, напряжением входного тока (12, 24, 48 вольт), типом выходного переменного тока (чистая или модифицированная волна), наличием/отсутствием встроенного зарядного устройства, наличием/отсутствием реле переключения нагрузок, типом выходного соединения (розетки на корпусе самого инвертора или клеммные соединения для проводов), а также наличием дополнительных функций, таких, как, например, возможность программирования параметров работы наличие дистанционного управления или различных реле управления.
Что такое Инвертор/Зарядное Устройство (Inverter/Charger)?
Это инвертор с совмещенным одном корпусе автоматическим зарядным устройством.
В случае пропадания внешней сети 220 вольт такой инвертор питает бытовую технику от аккумуляторных батарей. Когда появляется сеть, начинается автоматическая зарядка АКБ.
Что такое система автономного питания?
Это система, состоящая из инвертора, аккумуляторных батарей и автономного источника питания, каким может быть, например, генератор, солнечные батареи, ветровой генератор и т. п.
Такая система позволит дому, даче или коттеджу существовать без внешней электросети.
Что значит выходная мощность и пиковая мощность?
Обычно все, что содержит в себе электродвигатель (например, холодильник или насос отопления), имеют так называемую «пусковую» мощность, которая может быть значительно выше, чем номинальная мощность инвертора.
Пусковая мощность — это та мощность, которая потребуется для запуска прибора.
Обычно такая мощность требуется на короткое время до нескольких секунд, после чего прибор переходит в режим обычного потребления (выходная мощность).
Пиковая мощность, указанная в характеристиках инвертора, дает представление, сможет ли инвертор запустить подключаемый к нему прибор.
Обычно инвертор «переваривает» пиковую пусковую нагрузку в 1.5 раза больше номинала.
Какие инверторы лучше для системы бесперебойного питания дома?
Инверторы и зарядные устройства, которые специально разработаны для решений аварийного резервного питания домов и коттеджей.
Например, инверторы и зарядные устройства Xantrex.
Как подключить инвертор? Какие нужны провода? Что нужно еще?
Портативные инверторы 150 Вт имеют штекер, который можно воткнуть в автомобильный прикуриватель.
Это удобно, но мощность такого подключения крайне ограничена.
Более мощные портативные инверторы (XPower 300 и 500) имеют клеммы с зажимами, которые накидываются на контакты автомобильного аккумулятора.
Инверторы мощностью более 500 Вт должны быть жестко подсоединены к батарее во избежание искрения контактов.
Основное правило – для подключения постоянного тока надо использовать толстые провода как можно меньшей длины.
Если необходима установка инвертора вдали от батареи, рекомендуется нарастить длину проводов переменного тока 220 вольт (например, воткнуть удлинитель-пилот).
Соединение по постоянному току (от батарей к инвертору) рекомендуется делать не более 3 метров.
Кроме этого, для систем бесперебойного питания большой мощности рекомендуется ставить прерыватель-автомат или предохранитель по постоянному току.
Что такое ток чистого синуса и в чем его отличие от «квази-синуса»?
Для большинства домашних приборов (освещение, ТВ, радио, холодильники) подойдет квази-синус.
Но на квази-синусе не работают или могут выйти из строя следующие потребители: автоматика газовых котлов (не работает поджиг), постоянно работающие циркуляционные насосы (гудение и перегрев).
Есть подозрения, что выходят из строя импульсные блоки питания (например, для ЖК-экранов и нотбуков).
Квази-синус также не рекомендован для питания особо дорогих бытовых приборов (плазма, аудиофильная аудио аппаратура, видеопроекционная техника) из-за непредсказуемых последствий: ).
Какой тип инвертора нужен — с чистым или модифицированным синусом?
Преимущества инверторов с чистой синусоидой выходного тока 220 вольт:
-
- Форма волны переменного тока 220 вольт на выходе инвертора имеет крайне малые величины гармонических искажений, и практически не отличается от стандартного напряжения бытовой сети 220 вольт.
- Индуктивные двигатели микроволновых печей, а также других бытовых приборов, содержащих электродвигатели, работают быстрее, меньше нагреваясь.
- Меньше шума в таких приборах, как, например, фены, лампы дневного света, аудио-усилители, факсы, игровые приставки и т. д.
- Меньшая вероятность зависания компьютера, ошибок печати принтера, перебоев и шума монитора.
Надежная работа следующих приборов, которые не будут функционировать с током модифицированной синусоиды:
- Лазерный принтер, копир, магнито-оптический дисковод
- Некоторые портативные компьютеры
- Некоторые лампы дневного света
- Электроинструменты с транзисторами и переменной скоростью вращения
- Некоторые зарядные устройства для беспроводных электроинструментов
- Приборы, контролируемые микропроцессорами
- Цифровые часы с радио
- Швейные машинки с переменной скоростью двигателя и с микропроцессорным контролем
- Некоторые медицинские приборы, например кислородные концентраторы
Инверторы с модифицированной синусоидой будут работать с большинством электроприборов.
Если задача – обеспечить бесперебойное питание для домашнего освещения, телевизора, холодильника, то инвертор с модифицированной синусоидой будет наиболее экономичным решением.
Инверторы чистого синуса предназначены для работы с более чувствительной аппаратурой.
Следует отметить, что при замере напряжения квази-синусного инвертора обычным тестером, который может давать погрешность от 20% до 40%, возможны заниженные значения напряжения.
Для корректного замера следует использовать тестер «эффективного значения», называемый также тестером «среднеквадратичного значения» или «TRUE RMS».
Такой прибор значительно дороже обычных дешевых мультиметров, но только он может показать корректный вольтаж квази-синусного инвертора.
Будет ли работать компьютер на токе модифицированной синусоиды?
Несмотря на то, что, как показывает опыт, большинство компьютеров будет (хотя возможны помехи в работе мониторов), рекомендуется использовать инвертор чистого синуса.
Инверторы чистого синуса выдают более чистый ток, но, соответственно, имеют более высокую цену.
Какие лучше использовать аккумуляторные батареи?
Рекомендуется использовать профессиональные батареи глубокого цикла, которые имеют целый ряд преимуществ, среди которых главные – это качество и долговечность.
В целом батареи бывают двух типов: глубокого цикла и стартерные.
Для систем бесперебойного питания подходят только батареи глубокого цикла, способные переносить периоды длительной разрядки и зарядки.
Также желательно ставить необслуживаемые и герметичные батареи, чтобы избежать проблем с кислотными и взрывоопасными испарениями.
Рекомендуемая емкость батарей – от 400 Ач (12 вольт).
Какой тип батарей использовать? Можно ли использовать портативные инверторы с автомобильными аккумуляторами?
Большинство портативных автомобильных инверторов до 500 Вт дадут ток 220 вольт в течение 30-60 минут от автомобильного аккумулятора, даже если автомобиль при этом не работает.
Это время зависит от состояния и возраста батареи, а также от потребляемой мощности включаемой аппаратуры 220 вольт.
Если использовать инвертор при отключенном двигателе автомобиля, следует иметь в виду, что аккумулятор разряжается и необходимо включать двигатель для его зарядки каждый час хотя бы на 10 минут.
Для инверторов более 500 Вт и стационарных инверторов бесперебойного питания рекомендуется использовать батареи глубокого цикла (глубокого разряда), которые могут перенести несколько сотен циклов полного разряда-заряда.
А обычные стартерные автомобильные батареи выйдут из строя уже после 10 циклов.
Стартерные батареи предназначены для коротких нагрузок во время пуска двигателей, и не подходят для систем резервного питания.
Если постоянно нужен мобильный источник 220 в автомобиле для больших и продолжительных нагрузок, следует приобрести отдельную батарею глубокого цикла, соединив ее с основной батареей или генератором для зарядки.
Если такой возможности нет, и приходится довольствоваться имеющейся автомобильной батареей, то при использовании инвертора лучше, чтобы двигатель работал.
Иначе есть риск не завестись.
Как соединить две и более батареи?
Предпочтительнее использование 2 (и более) батарей одного типа 12 вольт в параллельной конфигурации.
Это даст в 2 (и более) раза большую емкость, и, следовательно, большее время работы до необходимости зарядки.
Также можно последовательно соединить 6-вольтовые батареи для удвоения вольтажа до 12 вольт. 6-вольтовые батареи должны быть соединены попарно.
12-вольтовые батареи, соединенные параллельно для удвоения емкости (Ач)
6-вольтовые батареи, соединенные последовательно (серийно) для удвоения напряжения до 12 вольт
Работа микроволновой печи от инвертора
Характеристика мощности микроволновой печи – это мощность «приготовления блюда».
Реальная потребляемая мощность в большинстве случаев гораздо выше, чем указанная на ценнике.
Реальная потребляемая мощность обычно указывается на задней стенке печи.
Это нужно иметь в виду, когда микроволновая печь запитывается от инвертора.
Особенности работы телевизора и аудио-аппаратуры
Несмотря на то, что все инверторы являются экранированными приборами для уменьшения помех, некоторые помехи, отражающиеся на качестве теле сигнала, все же могут возникнуть (в особенности при слабом сигнале).
Вот несколько советов:
- Прежде всего, необходимо убедиться, что антенна дает нормальный сигнал в обычных условиях, без инвертора, и кабель антенны надлежащего качества.
- Можно попробовать изменить расположение антенны, телевизора и инвертора относительно друг друга. При этом провода постоянного тока должны быть максимально удалены от телевизора.
- Можно свернуть кольцом провода питания телевизора и провода, соединяющие аккумулятор с инвертором.
- Не помешает поставить фильтр на провод питания телевизора.
Некоторая недорогая аудио аппаратура может слегка «фонить» при работе от инвертора. Решение этой проблемы только в покупке более качественной аппаратуры.