Применение электрических инверторов 12-220: обзор популярных моделей

Инверторы используются в различных ситуациях:

  • В дальних поездках обеспечивают возможность подключения к аккумулятору автомобиля
    необходимых приборов (холодильника, электрических инструментов и т.д.).
  • Преобразование энергии, полученной от альтернативных источников (например, от солнечных батарей).
  • Резервное энергоснабжение дома на случай неожиданного отключения электричества.
  • Источник энергии на загородных участках при отсутствии централизованной электрификации и т.д.

Для выполнения каждой из этих задач выбирают соответствующие модели преобразователей. Чаще всего инверторы 12/220 используются автомобилистами.

Преобразователь напряжения 12-220 (Инвертор). Виды и параметры

Еще совсем недавно никто даже не представлял, что в машине можно иметь бытовую электрическую сеть. Но с возникновением современных электронных устройств на основе ШИМ контроллеров такой элемент комфорта в автомобиле стал возможным. Для этого разработан преобразователь напряжения 12-220 В. Его эффективность может достигать 95%. Это дает возможность эффективно применять энергию автомобильной аккумуляторной батареи.

Китайские интернет-магазины изобилуют различными моделями таких автомобильных инверторов. Но обычно китайские устройства не обладают теми высокими параметрами, которые указаны на их упаковке или корпусе.

Разновидности

Автомобильные инверторы делятся на виды по различным факторам.

По виду создаваемой синусоиды:
  • С нормальной (постоянной) синусоидой. Они работают без отклонений, все эксплуатационные параметры соблюдаются с высокой точностью и могут применяться для подключения любых электрических устройств, рассчитанных на напряжение 220 вольт.
  • С модифицированной синусоидой. В таких моделях имеются небольшие отклонения по величине напряжения. Это не оказывает большого влияния на функционирование обычных бытовых приборов, кроме медицинской и сложной измерительной техники.
По мощности:
  • Инверторы до 100 ватт. Такие автомобильные инверторы работают от прикуривателя и не способны выдерживать большие нагрузки. Они подойдут для питания зарядных устройств бытовых приборов.
  • От 100 ватт до 1,5 киловатт. Такие модели широко используются для питания многих устройств, работающих от бытовой сети. Они подключаются от автомобильного аккумулятора, и имеют в комплекте вспомогательные аксессуары: кабели, шнуры, переходники и т.д.
  • Более 1,5 киловатт. Служат для обеспечения питания микроволновой печи, утюга и других бытовых устройств повышенной мощности.
По конструктивным особенностям:
  • Компактные.
  • Стационарные.
  • Автомобильные.

При выборе автомобильного преобразователя специалисты рекомендуют приобретать устройство с некоторым запасом мощности.

При выезде на природу или загородную дачу, где нет электричества, часто возникает необходимость освещения в темное время. Наиболее простым методом является подключение светодиодных ламп или фонарей в преобразователь напряжения 12-220 В, хотя это не является экономным вариантом по потреблению энергии батареи, так как ее КПД уменьшается с повышением нагрузки.

Стационарный преобразователь напряжения 12-220 В с чистым синусом подойдет для использования электроэнергии солнечных элементов или ветряных генераторов. Такие источники выдают низковольтное питание от 12 до 36 вольт, которые можно использовать для преобразователя.

Компактные преобразователи неприхотливы к виду источника питания, и могут работать при величине напряжения от 12 до 50 вольт. В автомобильном исполнении они смотрятся как зарядные устройства, функционирующие от прикуривателя.

Технические параметры

Преобразователи с 12 на 220 вольт имеют на выходе стандартные параметры 220 В, 50 герц, что соответствует характеристикам домашней сети. Такие параметры совместимы с бытовыми электрическими устройствами.

Кроме стандартных параметров, такие инверторы имеют и другие характеристики:
  • Номинальная мощность.
  • Вид выходной синусоиды.
  • Защита от перегрева и замыкания.
  • Напряжение питания.
  • Наибольший потребляемый на входе ток.
  • Потребление электроэнергии на холостом ходу.
  • Пассивное и активное охлаждение.
  • Коэффициент полезного действия.

Все современные инверторы собраны на основе импульсных контроллеров, обеспечивающих высокий КПД. Этот параметр часто достигает 95%, остальная часть энергии рассеивается на нагревание корпуса устройства.

Недорогие модели инверторов имеют на выходе модифицированную синусоиду прямоугольного вида. Дорогостоящие инверторы выдают чистую синусоиду, подобную той, которая имеется в бытовой электрической сети.

Номинальная мощность

Некоторые электрические приборы при подключении расходуют значительно больше энергии, чем указано в паспорте. Например, электродрель в момент запуска потребляет мощность, величина которой в два раза больше номинального значения. Это необходимо учитывать при выборе преобразователя напряжения.

Реальная величина мощности недорогих китайских преобразователей может быть занижена в несколько раз. Производители указывают крупными символами на корпусе устройства пиковую кратковременную мощность, на которой преобразователь способен проработать всего пять минут, а затем защита отключит его из-за перегрузки и перегрева.

Для домашнего применения можно приобрести стационарные модели мощностью до 5 киловатт. Для легкового автомобиля подойдет преобразователь напряжения 12-220 В мощностью от 100 до 1500 ватт. При более высокой мощности потребуется дополнительная подготовка автомобиля.

При выборе инвертора следует уточнить, какая именно мощность указана: номинальная или пиковая, рассчитанная на короткое время. В расчете нагрузки следует сделать запас по мощности около 20%, чтобы устройство не работало на предельных нагрузках, снижающих его срок службы. Дорогостоящие устройства известных брендов имеют такой запас по мощности, а дешевые китайские инверторы не дотягивают даже до нормы.

Подключение инвертора лучше поручить специалисту, так как сила тока потребления для аккумулятора будет порядка 50 ампер. Если работу проводить неосторожно, то можно вывести из строя электрооборудование автомобиля, или сжечь провода. Поэтому лучше установить вспомогательный предохранитель или защитную блокировку. На джипах для этого даже устанавливают специальный выключатель массы.

Система охлаждения

Степень нагрева инвертора зависит от его полной мощности и величины подключенной нагрузки. В качестве охлаждающего элемента применяется алюминиевый корпус с развитыми ребрами для лучшего охлаждения. Такой вид охлаждения называют пассивным.

При большой мощности дополнительно устанавливается вентилятор, который охлаждает устройство потоком воздуха. Это называется активным охлаждением, которое действует не все время, а только при температуре корпуса, больше установленной величины. Этим процессом управляет термодатчик, который включает и выключает вентилятор в нужные моменты. В автомобиле вентилятор может не сработать, так как существует большая вероятность забивания его пылью.

Дополнительная защита

Качественный преобразователь напряжения 12-220 В всегда имеет защиту от перегрева, токовой перегрузки и короткого замыкания, а также должен быть установлен предохранитель. Мощность устройств, которые подключаются к инвертору, бывает различной, к тому же дети могут по ошибке подключить к нему, например, утюг, от которого преобразователь просто выйдет из строя. Чтобы этого не произошло, токовая защита должна быстро среагировать и произвести обесточивание.

Короткое замыкание может привести к появлению большого тока, от которого проводка быстро разогреется и загорится. Защитный блок предназначен для быстрого отключения выхода преобразователя, и удержания его в таком состоянии, до устранения замыкания.

Существует такой вид защиты, как блокировка от неправильной полярности подключения устройства, а также от очень низкого или слишком высокого напряжения на входе. Вспомогательные индикаторы и вольтметры покажут эти параметры и помогут заранее выявить и устранить неисправность.

Наличие в инверторе термической защиты можно выяснить по наличию температурного датчика, установленного на радиаторе охлаждения мощных транзисторов.

Обычно преобразователь напряжения 12-220 В подключают в автомобиле.

При неосторожном обращении, или неопытном подключении чаще всего сгорает предохранитель прикуривателя, который имеет ограничение по нагрузке. Маломощные устройства, например, планшет или сотовый телефон, можно подключать не опасаясь.

Читайте также  Радиаторы sira отзывы

Практически все автомобили имеют защитный предохранитель прикуривателя на 15 А. Если перевести в мощность: 15 ампер умножить на 12 вольт, то получим 180 ватт. Поэтому при подключении мощности более 180 ватт предохранитель прикуривателя сгорит, и напряжения на нем не будет. Если это произошло, то можно на время использовать другой, не очень важный предохранитель, например, от питания задних стеклоподъемников.

Мощный потребитель на 12 вольт можно включать только непосредственно от самого аккумулятора, либо проводить отдельную мощную проводку внутрь салона. При этом провода необходимо проводить так, чтобы они не прикасались с движущимися частями двигателя. Они должны иметь качественную изоляцию, защищенную от замыкания на массу и истирания.

Не рекомендуется применять переходники, подключенные от прикуривателя к крокодилам, так как они могут иметь некачественное обжимное соединение, без применения пайки. Плохие контактные соединения на линии подключения инвертора всегда приводят к чрезмерному нагреву.

Стоит ли изготавливать автомобильные инверторы самостоятельно

Многие хотят собрать своими руками преобразователь напряжения 12-220 В. Наиболее простым вариантом сборки будет применение подручных приборов или готовых блоков. Найти хорошие схемы инверторов не составит большого труда. Они чаще всего отличаются числом выходных силовых транзисторов.

В китайских интернет-магазинах можно найти несколько видов готовых модулей: от самых простых до дорогих качественных, оснащенных вентиляторным охлаждением. К ним нужно будет добавить только клеммы и провода, поставить вспомогательную защиту и розетку.

В бытовых условиях оптимальным вариантом изготовления преобразователя с 12 на 220 вольт будет применение ИБП от компьютера. Это источник бесперебойного питания. Практически это уже готовый преобразователь. Современные модели оснащены индикаторами и дисплеями. От него останется вывести только провод на 12 В. В этом блоке уже имеются основные защиты, несколько розеток.

Бывший в употреблении источник бесперебойного питания можно приобрести за копейки, иногда их даже отдают бесплатно.

Типы инверторных преобразователей

Инверторы бывают зависимыми и работающими автономно. К зависимым относятся модели, ведомые сетью, Grid-tie и подобные им модели. Также инверторные преобразователи классифицируются на одно- и 3-фазные. Однофазные устройства бывают:

  1. с сигналом на входе в виде чистой синусоиды – такие инверторные преобразователи незаменимы для оборудования, имеющего на входе электромотор или трансформатор, или работающего строго с синусоидальным сигналом;
  2. с упрощенным типом сигнала – приближенным к синусоидальному варианту, подходят для большинства приборов.

Трехфазные устройства применяются преимущественно для получения 3-фазного тока с целью питания асинхронных электродвигателей и другого оборудования. Обмотки мотора напрямую подсоединяются к выходу инверторного преобразователя. По мощности инверторные преобразователи подбираются согласно пиковому значению мощности для конкретного потребителя.

Критерии выбора и расчет инвертора напряжения

Важнейшие характеристики инвертора:

  • частота преобразователя напряжения и форма напряжения. Желательно приобрести аппарат, который выдает чистый синусоидальный сигнал. К такому преобразователю можно подключать даже высокочувствительное оборудование;
  • номинальная мощность. Она должна быть выше, чем суммарная нагрузка всех подключенных потребителей;
  • максимальная пиковая мощность. Это значение определяет, какую наибольшую нагрузку выдержит устройство при подключении техники с малым значением коэффициента cos ф. К такому оборудованию относятся электродвигатели, насосы, компрессоры;
  • значение входного/выходного напряжения и силы электротока.

Чтобы выполнить расчет необходимой мощности DC/AC преобразователя, необходимо:

  1. Сложить мощность, потребляемую подключаемым оборудованием. Ее берут из паспортных данных на технику. Например, холодильник — 200 Вт, стиральная машина — 1500 Вт, пылесос — 1000 Вт. Итого в сумме: 200 + 1500 + 1000 = 2700 Вт.
  2. Учесть пиковую нагрузку. Для этого полученную сумму умножаем на коэффициент 1,3 (для рассматриваемого примера: 2700*1,3 = 3510 Вт).
  3. Учесть коэффициент cos ф для получения результата в вольт-амперах. Его значение для разного оборудования варьируется в пределах 0,60. 0,99. Для расчета лучше принять минимальную величину. 3510/0,6 = 5850 ВА ≈ 6 кВА. Именно на это значение следует ориентироваться при выборе инвертора.

Виды инверторов

Какие виды инверторов бывают? Для ответа на данный вопрос следует рассмотреть эти преобразователи напряжения с точки зрения нескольких параметров, в которых могут иметься значительные различия.

Форма напряжения

Инверторы могут иметь различные схемы преобразования, в связи с чем может отличаться форма напряжения на выходе прибора. С этой точки зрения можно выделить два вида инверторов. Первый – это инверторы с правильной синусоидальностью напряжения. В данных приборах используется довольно сложная схема преобразования, в связи с чем их цена становится несколько выше. Взамен Вы получаете выходной сигнал, который по форме идентичен сетевому, только точность поддержания напряжения выше (для сети свойственны перепады напряжения, а для инверторов – нет). Данный вид инверторов может применяться с любыми потребителями без каких-либо ограничений. Их альтернатива – это инверторы с модифицированной синусоидой напряжения. Какие отличия модифицированной синусоиды от правильной? В данном случае понятие «модифицированный» не говорит о каком-либо превосходстве. Модифицированная синусоида (ее также называют аппроксимированной), имеет ступенчатую форму. Схема преобразования реализована значительно проще, а значит и цена куда ниже, за что, судя по отзывам, покупатели нередко предпочитают именно такие инверторы. Модифицированная форма сигнала накладывает некоторые ограничения на применение данного вида инверторов, однако большинство приборов будут прекрасно работать благодаря наличию импульсного блока питания. Исключение же составляют такие потребители, как котлы, насосы, компрессоры и прочие потребители, в конструкции которых есть трансформаторные блоки питания или электродвигатели переменного тока. Если Вы хотите купить инвертор для конкретного потребителя и сомневаетесь, требует ли он для работы правильную синусоиду, проконсультируйтесь с нашими специалистами. Кроме того, Вы можете собственноручно проверить работу того или иного вида инверторов прямо в наших торговых точках, открытых в Киеве, Харькове, Днепре и Одессе.

Напряжение цепи ПТ

Выбирая практически любой электротехнической товар, крайне важно определиться с мощностью. Это касается и инвертора. От выбора мощности зависит количество потенциальных потребителей. Инвертор высокой мощности требует подключение соответствующей цепи постоянного тока (ПТ), которая может состоять из одного или нескольких аккумуляторов. Если инвертор имеет малую мощность, то разумно увеличивать емкость цепи постоянного тока путем параллельного соединения нескольких аккумуляторных батарей. В случае с высокой мощностью, в свою очередь, может потребоваться соединить АКБ последовательно для суммирования напряжения цепи. К примеру, инвертор Леотон XT36A требует для работы наличие цепи постоянного тока напряжением 24В, что вполне логично, так как это снижает токоотдачу вдвое по сравнению с 12-вольтовой цепью. Также немало мощных инверторов требуют наличие цепи ПТ напряжением 48В. Какими бы ни были требования инвертора касательно цепи постоянного тока, в нашем интернет-магазине Вы найдете самые лучшие тяговые аккумуляторы в нужном количестве, которые можно приобрести вместе с преобразователем.

Способ подключения к АКБ

В процессе рассмотрения видов инверторов мы не будем долго останавливаться на способах подключения к аккумулятору, так как их всего два. Наиболее распространенный из них – это прямое соединение к клеммам АКБ. Практически все инверторы используют для этого стандартные крокодилы. Однако существует отдельный вид инверторов, который, судя по отзывам, популярен среди любителей путешествовать и отдыхать на природе. Это – автомобильные инверторы, которые характеризуются подключением через прикуриватель. В этом случае Вам даже не требуется покупать тяговый аккумулятор, так как прикуриватель при рабочем двигателе автомобиля питается генератором. Когда двигатель заглушен, длительное использование инвертора не рекомендуется, так как свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы очень восприимчивы к разряду ниже 40-50%. Да и риск впоследствии не завести мотор значительно возрастает.

Читайте также  Пеллетная горелка своими руками

Взаимодействие с сетью

С точки зрения взаимодействия с сетью существует два вида инверторов. Как нетрудно догадаться, один из них взаимодействует с сетью, а другой – нет. Начнем, пожалуй, с более простого вида инверторов, который никак с сетью не взаимодействует. Данные приборы – это преобразователи напряжения и ничего больше. Никаких дополнительных приспособлений. Возьмем, к примеру, Luxeon IPS-600S, который, судя по отзывам, популярен среди жителей Украины для обеспечения автономной работы котла благодаря подходящей мощности и правильной выходной синусоиде. Чтобы ввести данный преобразователь в работу, следует накинуть клеммы на аккумулятор и включить прибор нажатием соответствующей кнопки. Очень просто, однако требуется участие человека для автономного запуска оборудования. Преимущество такого решения – это доступная цена и мобильность. Данный инвертор, как и его аналоги, всегда можно взять с собой куда бы то ни было для использования на природе и в других целях. Если Вы планируете использовать преобразователь для конкретных домашних электроприборов в стационарном режиме, то предпочтительнее будет другой вид инверторов, который на нашем рынке главным образом предлагает отечественная компания Леотон. Ранее мы уже упоминали Леотон XT36A, требующий подключения сборки АКБ на 24В. Данный инвертор взаимодействует с сетью по принципу OFF-LINE. Что это значит? Рассмотрим несколько детальнее. Данный инвертор, как и его аналоги, изначально подключается и к входной сети, и к потребителю, и к цепи постоянного тока в виде сборки аккумуляторов. Если напряжение сети не выходит за допустимые рамки – преобразователь никак не вмешивается в работу потребителя. Если же будет зафиксировано чрезмерное отклонение напряжения, инвертор коммутирует потребителя на цепь аккумулятора. Потребитель будет автономно работать от аккумулятора до тех пор, пока параметры сети не восстановятся до нормальных значений, либо пока АКБ не исчерпают заряд. Таким образом, данный вид инверторов осуществляет не только автономное питание в автоматическом режиме, но и защищает оборудование от чрезмерных перепадов напряжения. После работы в автономном режиме батареи следует зарядить. Инверторы Леотон осуществляют автоматическую трехстадийную подзарядку АКБ при наличии стабильной сети. В случае с обычными инверторами, не взаимодействующими с сетью, Вам придется подзаряжать аккумуляторы самостоятельно. Для этого в нашем ассортименте имеется множество зарядных устройств для всех типов аккумуляторов, которые можно купить с доставкой в любой город страны в кратчайшие сроки.

Важной частью создания системы автономного электроснабжения является выбор аккумуляторных батарей. В случае с автомобильными преобразователями это не требуется, однако остальные виды инверторов подразумевают наличие соответствующих тяговых гелевых аккумуляторов, которые также делятся на несколько типов. Получить больше информации о выборе аккумулятора Вы можете из данного материала, либо проконсультировавшись со специалистами интернет-магазина «Вольтмаркет», которые прекрасно владеют всей необходимой информацией касательно имеющегося в ассортименте товара. Только правильно подобранный инвертор с качественными тяговыми аккумуляторами обеспечит длительную и надежную работу любого потребителя.

Инверторные электростанции.

Принцип работы инверторной электростанции основан на преобразовании переменного тока в постоянный, после чего максимально стабилизируются колебания электрических волн, а затем постоянный ток через инверторную схему опять преобразуется в переменный, с заданной частотой и напряжением.

Электронная регулировка в комплексе со схемой преобразования является основой преобразователя инверторной электростанции, за счет которой на выходе получается переменный ток высокого качества с промышленной частотой. Такие технологии наиболее распространены на мобильных электростанциях с бензиновыми двигателями .

Главные преимущества инверторной электростанции.

  • Экономия топлива на 20-40% по сравнению с традиционными моделями за счёт электронной системы преобразования и регулировки оборотов двигателя в зависимости от нагрузки.
  • Легкий пуск двигателя без дополнительных настроек в течение всего периода эксплуатации.
  • Возможность управлять работой электростанции при малой нагрузке за счет наличия функции перехода двигателя в экономичный режим.
  • Низкий уровень шума позволяет использовать в местах с высокими требованиями по шумовому загрязнению.
  • Защита экологии за счёт более низкого содержания вредных веществ в выхлопе, благодаря высокоэффективной системе сгорания топлива и работы двигателя на пониженных оборотах. Что невозможно на электростанциях с классическим режимом выработки электроэнергии, где частота переменного тока (Гц) жестко привязана к оборотам силовой установки (двигателя)

Напряжение без нагрузки

После включения аппарата, до момента поджига дуги напряжение на кончике электрода существенно выше, чем во время работы. И чем оно выше, тем легче поджечь дугу. Но стандарты запрещают уровень напряжения холостого хода на аппаратах, выдающих прямой ток, свыше 100В.

Для еще большего сокращения рисков используют т.н. блоки VRD. Аппарат, снабженный VRD, имеет на кончике электрода до начала поджига дуги всего несколько вольт. И лишь при прикосновении к металлу напряжение холостого хода восстанавливается до уровня, необходимого для поджига дуги.

На всех электродах всегда указывается полярность подключения, тип сварочного тока (постоянный или переменный) и минимально требуемый для поджига уровень напряжения холостого хода. Для абсолютного большинства широко распространенных электродов он не превышает 60В.

Напряжение холостого хода, также как и сварочный ток, зависит от уровня входного напряжения. Чем ниже напряжение в источнике питания, тем ниже напряжение холостого хода. Поэтому по мере снижения напряжения питания поджиг электрода становится все сложнее.

Отличия инверторного кондиционера от обычного

Инверторные кондиционеры внешне особо не отличаются от обычных приборов, но имеют некоторые особенности по конструктивности, принципу работы и способу регулировки мощности.

Конструктивные особенности инверторов: во внешнем блоке имеется электронная силовая плата. В обычных кондиционерах эта деталь отсутствует.

По принципу работы:

  1. Инверторы обеспечивают стабильный режим работы с переменной мощностью.
  2. Обычные кондиционеры – включаются/отключаются во время работы в зависимости от достижения температурного диапазона. Их принцип действия заключается в попеременной работе с постоянной мощностью.

По способу регулировки:

  1. В обычных приборах – циклическая, ступенчатая регулировка мощности.
  2. В инверторах – плавная, многоступенчатая.

Дополнительные функции, реализованные на сварочных инверторах

Применение микропроцессорного управления инверторным оборудованием с эффективной обратной связью позволяет реализовать дополнительные опции, облегчающие процесс сварки. К ним следует причислить:

  • горячий старт, обеспечивающий кратковременное увеличение напряжения в начальный период сварки, что облегчает поджог дуги;
  • антизалипание, резко снижающее нагрузку при случайном касании электродом свариваемых кромок, что позволяет избежать приварки электрода, являющейся распространенной проблемой начинающих мастеров;
  • форсаж дуги, исключающее прилипание электрода при отделении от него крупной капли расплавленного металла за счет кратковременного повышения силы тока.

Все перечисленные свойства инверторных сварочных аппаратов благоприятно отражаются на удобстве работы с ними и качестве получаемых швов.