Виды инверторов: Какие бывают инверторы. Виды инверторов

Какие бывают инверторы. Виды инверторов

Автор: Voltmarket

Время прочтения: 5 мин

Комфорт современного человека неразрывно связан с электроэнергией и, соответственно, потребляющей ее техникой. Отсутствие электричество непременно приводит к различным неудобствам. К примеру, отправляясь на отдых, Вы лишаете себя всех благ цивилизации, в связи с чем свои потребности приходится серьезно ограничивать и терпеть некоторые неудобства. Иногда и отправляться никуда не надо, так как для электросетей Украины свойственны довольно частые неисправности, в связи с чем даже дома степень комфорта ставится под вопрос. Учитывая тот факт, что многие жители Киева, Харькова, Днепра, Одессы и других городов Украины используют газовые котлы, отсутствие электроэнергии влечет за собой отсутствие отопления и горячей воды. К сожалению, блага цивилизации делают нас сильно зависимыми от электрооборудования, работа которого возможна далеко не всегда из-за отсутствия напряжения в сети, или ввиду удаления от нее.

Какие бы проблемы ни возникли, централизованное электроснабжение всегда может заменить резервный источник питания. В качестве этого источника могут выступать самые разнообразные устройства. Можно, к примеру, купить компактный бензиновый или мощный дизельный генератор, однако их польза сомнительна, если в аварийной ситуации Вам нужна работа буквально пары электроприборов. Что уж говорить про потребности, которые могут возникнуть в ходе дальней поездки на автомобиле. Не каждый генератор можно поставить в багажник, да и в любом случае его работа на ходу исключена. Можно приводить множество примеров, когда применение топливного генератора нецелесообразно. В таком случае предпочтительнее использовать более компактный и доступный источник энергии – аккумуляторные батареи.

Практически любому известно, что напрямую подключить технику к АКБ не получится из-за несоответствия параметров электрического сигнала: вместо переменного тока – постоянный, вместо 220 вольт – 12В. Решение данной проблемы очевидно: надо преобразовать снимаемый с клемм аккумулятора сигнал в пригодный для работы сертифицированной в Украине техники. Для этого в цепь между аккумулятором и потребителем нужно включить специальный преобразователь – инвертор. Самые лучшие предложения, отзывы покупателей и подробные технические характеристики Вы найдете в интернет-магазине электротехники «Вольтмаркет». Здесь Вы можете как оформить заказ онлайн с доставкой, так и купить подходящий инвертор прямо в наших торговых точках в Киеве, Харькове, Днепре и Одессе, предварительно испытав товар в работе.

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.

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.

Инверторы для солнечных батарей. Виды и особенности. Работа

Инверторы для солнечных батарей, преобразующие постоянный ток солнечной батареи, в переменный с напряжением 220 вольт. Постоянный ток на инвертор поступает не только от солнечной батареи, но и от аккумуляторной батареи. Аккумуляторы в основном применяются в качестве запасного источника питания во время перебоев с электричеством в сети.

Разновидности инверторов, их свойства

• Сетевые инверторы для солнечных батарей подключаются между батареей на фотоэлементах и сетевым питанием на 220 вольт переменного тока. Применяются только днем, дают возможность работы отдельных бытовых приборов, которые подключены напрямую к инвертору.
• Автономные инверторы для солнечных батарей. Применяются в работе солнечной батареи с использованием аккумуляторных батарей. В такой схеме инвертор задействуют для изменения постоянного тока батареи аккумуляторов, которая в свою очередь получает заряд от солнечных батарей. Такие модели используют в источниках бесперебойного снабжения питанием. Таким образом, создается независимость потребления энергии от непостоянной работы энергоснабжающей системы.

Основной характеристикой действия инвертора является форма сигнала выхода переменного тока. Выходной сигнал может быть в виде следующих форм:

• Синусоидальная форма.
• Квази синусоидная форма (модифицированный вариант).

Первый вид инверторов, с чистым синусом – это самый оптимальный вариант применения, так как он создает синусоиду тока идеальной формы. Она по качеству формы выше, чем в обычной домашней сети питания. Такие свойства тока надежно предохраняют электроприборы от неисправностей, так как приборы чувствительны к напряжению с нестабильными свойствами. Эти инверторы для солнечных батарей имеют высокую стоимость, повышенные габаритные размеры делают их не очень удобными для размещения.

Квази синусоида тока, получаемая инверторами второго типа, только имитирует настоящий синус, так как имеет форму треугольника или прямоугольника, а также трапеции. Но такие инверторы распространены шире, так как стоят дешевле, имеют компактный корпус. Единственным их недостатком является то, что к нему нежелательно подключать электроприборы с повышенной чувствительностью к скачкам напряжения сети.

Энергетическая установка, работающая от солнца, имеет в составе:

• Батарея солнечных элементов.
• Преобразователь напряжения (инвертор).
• Батарея аккумуляторов.
• Зарядный контроллер.

Чтобы вся система энергоустановки работала с надлежащими параметрами, все ее части необходимо подобрать, учитывая технические данные каждого устройства. Такие требования можно отнести и к инвертору, который прежде всего работает вместе с солнечными элементами.

Блоки солнечных фотоэлементов образуют напряжение трех видов: 12, 24, 48 вольт, постоянного тока. Электрические приборы нельзя подключать сразу непосредственно к солнечным батареям, так как приборы рассчитаны на 220 вольт переменного тока. Поэтому инвертор должен преобразовать вырабатываемую энергию солнечных батарей в обычный вид питания, приемлемый для бытовых домашних электроустройств. Это основное назначение таких приборов, как инверторы для солнечных батарей.

Как выбрать инверторы для солнечных батарей

При выборе преобразователя нужно внимательно отнестись к некоторым свойствам устройства:

• Максимальная и номинальная мощность.
• Потребление энергии вхолостую.
• Интервал рабочих температур.
• Вес устройства.
• Коэффициент полезного действия.

Нужно также иметь ввиду, что мощность преобразователя выбирается в зависимости от напряжения выхода батареи аккумуляторов или солнечной батареи. Зависимость мощности выражается следующим образом:

• 12 вольт – менее 600 ватт.
• 24 вольта – 600-1500 ватт.
• 48 вольт – выше 1,5 кВт.

Следует обратить внимание на наличие систем защиты:

• Выходная перегрузка.
• Короткое замыкание.
• Чрезмерно высокого и слишком низкого напряжения.
• Перегрева.

Можно по внешнему виду и массе прибора уже сделать некоторые выводы по техническим свойствам. На 100 ватт мощности получается 1 кг веса устройства. Отсюда можно рассчитать, имеет ли преобразователь трансформатор выхода. Его наличие указывает на качество исполнения инвертора. Достаточно широкий интервал рабочих температур прибора характеризует его положительную работоспособность.

Электрическая энергия, получаемая от батареи солнечных элементов, будет использоваться экономично, если:

• Коэффициент полезного действия преобразователя не менее 90%.
• Потребляемая мощность без нагрузки преобразователем менее 1% от его номинала.

При расчете всей схемы инверторы для солнечных батарей должны обеспечить мощностью питание вместе взятых электроприборов, которые будут подключены к энергоустановке. Но нельзя забывать, что при запуске ток любого устройства превосходит номинальное значение. Этот ток возникает на несколько секунд, затем устройство работает в нормальном режиме. При выборе инвертора, нужно сделать поправку на мощность, которая должна превышать номинальное значение в 1,5 раза.

Подключение инвертора

При подключении нужно знать, что кабель постоянного тока должен иметь сечение, достаточное для передачи силы тока расчетной мощности установки. Длина кабеля не должна быть слишком длинной.

При значительной удаленности солнечных элементов от устройств, потребляющих энергию, наращивают кабель переменного тока на 220 вольт, а преобразователь располагается возле батареи фотоэлементов. Длина электрокабеля от инвертора до солнечной батареи не должна быть больше 3 метров.

Специальные требования создаются к мощному преобразователю, более 0,5 кВт. Кабель должен иметь качественный жесткий контакт электрического соединения от проводов до контактных клемм устройства. При некачественном контакте возникает искрение, которое создает причины для пожара. Применяя автономные преобразователи в бесперебойном питании, нужно монтировать автоматические выключатели в цепь постоянного тока. Рекомендуется брать во внимание форму сигнала выхода напряжения преобразователя при применении его в солнечных батареях.

Многие бытовые устройства нормально функционируют от сети переменного тока при модифицированной форме синуса выходного сигнала. Но есть такие устройства, которые требуют для работы переменный ток с чистым синусом, во избежание возникновения неисправностей. К таким потребителям можно отнести автоматику котлов, работающих на газе, насосы циркуляции с непрерывным циклом работы и т.п.

Также нельзя подключать к переменному току, получаемому от инверторов с квази синусоидным током, видеопроекционные устройства и аудиоаппаратуру с высокочувствителными системами и т.п.

Гибридная обвязка

Оптимальной схемой работы системы энергоустановки на солнечных батареях является обвязка гибридного типа, по переменному и постоянному типу. Практически нет смысла применения зарядного контроллера и преобразователя в одной системе. Выработка тока увеличивается от этого только на несколько процентов. Такой вид обвязки подходит для увеличения надежности функционирования оборудования.

Имея ввиду значительную эффективность применения сетевых инверторов, львиную долю количества батарей фотоэлементов нужно подключать только через преобразователь (инвертор). Инверторы имеют значительный недостаток, заключающийся в том, что он не может работать без основного сетевого напряжения. Значит инвертор, подключенный к аккумуляторной батареи, должен всегда быть в работе. А если возникнет ситуация, когда наступят пасмурные дни и не будет электричества? Ведь инвертор должен начать работу по защите батарей от чрезмерного разряда.

Для этого оптимальным вариантом стала гибридная обвязка.

По одному переменному току система не будет запускаться автоматически. При появлении солнечного света можно выключить потребители, и вручную включить инверторы для зарядки аккумуляторов. Но оптимальным решением будет, если несколько отдельных солнечных элементов будут работать именно на зарядку батареи аккумуляторов. В таком случае инвертор лучше включить через контроллер после окончания заряда батарей. После запуска инвертора автоматически подключатся сетевые инверторы и нагрузка. В итоге можно сделать вывод, что гибридная обвязка необходима в автономных системах снабжения электричеством, и в случаях, когда электричества не бывает в сети долгое время. Также гибридная обвязка применяется, если нет запасного генератора.

Входная мощность

Факторы, влияющие на мощность батарей солнечных элементов:

• Число необходимых инверторов.
• Мощность входа инверторов.

Если мощность батарей менее 5 кВт, то достаточно иметь один преобразователь. В случаях с большей мощностью солнечных батарей устанавливают несколько инверторов, из расчета 1 инвертор на каждые 5 киловатт. Инверторы для солнечных батарей нельзя включать по последовательной схеме, каскадом. Рекомендуется к отдельному инвертору присоединить отдельно несколько солнечных панелей и бытовых приборов. Такой метод предотвращает выход из строя всей системы из-за неисправности одного инвертора.

Входную мощность инвертора рассчитывают с 30% запасом. Но следует понимать, что от этого уменьшается производительность преобразователя.

Выходная мощность

Этот параметр должен быть выше на 50% суммы мощностей бытовых устройств. Этот резерв нужен для обеспечения функционирования устройств, оснащенных электродвигателями, которые при пуске расходуют больше электричества, чем при номинальном режиме. Если защита преобразователя настроена на режим по номиналу мощности, то включать устройства с электродвигателями будет нельзя, так как сработает защита при запуске двигателей, и произойдет отключение электроэнергии.

Похожие темы:

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. Мы расскажем, как выбрать оптимальный вариант устройства и как его грамотно установить. С учетом наших рекомендаций вы сможете собрать безупречно действующую мини электростанцию.

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.

Галерея изображений

Фото из

Для организации автономной солнечной электростанции требуется комплекс аппаратуры, одной из составляющих в ней является инвертор

Обязанность инвертора заключается в переводе постоянного тока, получаемого солнечной гелиостанцией, в переменный, требующийся для питания бытовых электроприборов

Работу инвертора в схеме систем с солнечными батареями может выполнить обычный частотный преобразователь, который без дела пылиться на антресолях. Однако покупать его специально для устройства мини-электростанции на солнечных панелях бессмысленно, у него больше функций, чем необходимо

Солнечные панели вырабатывают энергию в среднем в 12 и 24 В, максимум в 48 В. Однако для питания большинства бытовых агрегатов нужно 220 В, что и обеспечивает инвертор

Если в конструкции инвертора имеется бесперебойник, то он автоматически будет переключать систему на питание из централизованной сети в пасмурные дни и переводить обратно в солнечные

Без инвертора можно обойтись, если получаемая солнечной батареей энергия, необходима лишь для зарядки мобильных устройств, сварочных аппаратов, уличного освещения на гелиопанелях

Модульный принцип подключения позволяет использовать группу инверторов вместо одного прибора, если есть потребность в поставке тока в 380 В

Наличие трансформатора в схеме инвертора не обязательно. Из-за него повышается цена и усложняется система. Правда если необходим сигнал высокого качества, то лучше купить инверторный аппарат с ним

Комплекс аппаратуры для солнечной электростанции

Оборудование для перевода постоянного тока в переменный

Стандартный преобразователь частот

Гелио-электростанция из двух панелей

Инвертор с блоком-бесперебойником

Эксплуатация солнечной панели без инвертора

Возможность использования группы инверторов

Инверторное устройство с трансформатором

Если во внешней сети наблюдаются неполадки, инвертор автоматически отключается. Такие инверторы накапливают электроэнергию в аккумуляторных батареях.

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.

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

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 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.

Для работы в сети, сочетающей использование стандартной электроэнергии и энергии, поставляемой солнечными батареями, применяются . С особенностями устройства и правилами их выбора ознакомит рекомендуемая нами статья.

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 . 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 .

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 после того, как зарядятся аккумуляторы.

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:

1. Синусоидальные инверторы с формой сигнала в виде чистого синуса — МАП SIN.
2. Преобразователи синусоидальные с функцией отбора дополнительного количества энергии от аккумуляторов — МАП HYBRID.
3. Трехфазные инверторы — МАП HYBRID 3 фазы.

Инверторы, выпускаемые этой фирмой, могут заряжать аккумуляторы всех типов. Для этого у них имеется большой мощности.

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.

Инверторы МАП «Энергия» применяют не только в частных домохозяйствах, но и во многих отраслях промышленности. Они применяются в медицине, строительстве, на метеостанциях

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.

Второй 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 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.

Выводы и 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.

Хотите рассказать, как собрали собственную мини-электростанцию с инвертором для гелиобатарей? Владеете ценной информацией по теме, которая может быть полезна посетителям сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, публикуйте фото и задавайте вопросы.

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

Трекеры – системы ориентации солнечных батарей

Различные типы инверторов для сети переменного напряжения 220В и анализ их работы с разными видами электроприборов.

1.Вступление. 

Описание рассматриваемых типов инверторов: трансформаторный, модифицированный синус, чистый синус

Инвертор- прибор преобразующий постоянное напряжение в переменное. Потребность в инверторах существует для решения задачи питания устройств для бытовой сети 220В 50Гц от источников постоянного напряжения, например аккумуляторов. С развитием электроники эта задача решалась все более сложными методами, дающими более качественные параметры выходной электроэнергии. Однако на практике применяются как современные, так и более архаичные приборы, поэтому рассмотрим основные типы инверторов в историческом порядке.

Первыми появились инверторы на основе трансформаторов работающих на частоте сети 50Гц. Блок-схема инвертора приведена на рис. № 1.

Рис. № 1. Блок-схема трансформаторного инвертора.

Источник энергии постоянного тока, в самом распространенном случае аккумулятор 12В, подключается к трансформатору через трехпозиционный коммутатор. Коммутатор представляет собой набор электронных ключей, обеспечивающий 3 состояния: к первичной обмотке трансформатора подключен источник питания положительной полярностью, к первичной обмотке трансформатора подключен источник питания отрицательной полярностью и состояние когда первичная обмотка закорочена. Последовательно переключая эти состояния, на первичной обмотке формируется переменное напряжение частотой 50Гц и амплитудой 12В. На вторичной обмотке трансформатора при этом формируется напряжение с той же частотой и формой, однако эффективное напряжение составляет 220В. Графики напряжения на трансформаторе приведены на рис. № 2. Выходное напряжение снимается с вторичной обмотки, поэтому имеет такие же параметры.

Рис. № 2. Графики напряжения на трансформаторе

Данная форма напряжения называется «модифицированная синусоида» и широко применяется в инверторах для сети 50Гц, поэтому параметры, описывающие ее, рассмотрены более подробно. Вообще параметры, задающие форму модифицированной синусоиды, это амплитуда выходного напряжения и коэффициент заполнения, показывающий отношение длительности импульса к периоду сигнала. Эти параметры задаются при конструировании инверторов. Из соображений того, что инвертор должен заменять сеть 220В 50Гц, обычно выбирается амплитудное значение напряжения модифицированной синусоиды такое же, как и в сети, то есть 311В. При этом, чтобы обеспечить эффективное напряжение 220в, такое же как и в сети, коэффициент заполнения получается 0.5. Однако в инверторе этого типа амплитуда выходного напряжения получается зависящей прямо пропорционально от
напряжения источника. Если в качестве источника энергии используется аккумулятор, а это самый распространенный случай, то его напряжение при разряде понижается, и амплитуда модифицированной синусоиды на выходе преобразователя также понижается, соответственно понижается и эффективное значение напряжение на выходе преобразователя. Для того чтобы улучшить качество энергии на выходе преобразователя в этих условиях часто применяют схемы управления, которые изменяют коэффициент
заполнения выходного напряжения таким образом, чтобы поддерживать эффективное напряжение неизменным. Например, инвертор, рассчитанный на напряжение источника 12В, работает от разряженного аккумулятора с напряжением 10В. При этом амплитудное напряжение на выходе снижается пропорционально до 259В. Схема управления изменяет коэффициент заполнения выходного напряжения до 0.72, при этом эффективное напряжение
остается равным 220В. Однако форма напряжения и его амплитуда меняется, что может быть недопустимо для некоторых нагрузок, что будет показано далее.

Так как основным элементом инвертора этого типа является трансформатор 50Гц, возможности по миниатюризации, уменьшении материалоемкости и повышении эффективности работы инвертора весьма ограничены. Поэтому на основе современной элементной базы были разработаны инверторы с вч преобразованием. Блок-схема такого инвертора приведена на рис. № 3.

Рис. № 3. Блок-схема инвертора с вч преобразованием.

Источник энергии постоянного тока подключается на вход высокочастотного
преобразователя постоянного напряжения (dc\dc преобразователь). Данный блок преобразует входное напряжение в напряжение, соответствующее амплитуде сетевого напряжения, 311В. Это преобразование происходит с помощью трансформатора, работающего на повышенной (десятки и сотни килогерц) частоте, поэтому габариты и материалоемкость инвертора значительно уменьшились. Выходное напряжение преобразователя подается на коммутатор, аналогичный коммутатору в инверторе трансформаторного типа.

График выходного напряжения коммутатора имеет такой же вид, как и напряжение на выходе коммутатора в трансформаторном инверторе, однако амплитуда напряжения достигает 311В. Выход коммутатора является выходом инвертора, и график выходного напряжения соответствует напряжению на вторичной обмотке трансформатора в трансформаторном инверторе (рис.2).

Соображения насчет формы выходного напряжения, изложенные выше, справедливы и для данного типа инвертора. Изменение же формы выходного напряжения в зависимости от величины входного напряжения может происходить либо нет, это зависит от топологии
dc\dc преобразователя. Если преобразователь стабилизированный, то при изменении входного напряжения выходное напряжение преобразователя не изменяется. При этом
также форма и амплитуда выходного напряжения инвертора не изменяется. Однако существуют и более простые разновидности dc\dc преобразователей, которые не являются стабилизированными, и выходное напряжение которых пропорционально входному. Для инверторов, собранных на основе таких преобразователей, справедливы заключения насчет изменения выходного напряжения для трансформаторных инверторов.

С развитием электроники появилась возможность создать инверторы с синусоидальной формой напряжения на основе вч преобразования электрической энергии. С помощью данных инверторов возможно получение выходного напряжения, удовлетворяющего стандартам на качество электроэнергии в энергетике, что невозможно для преобразователей ранее рассмотренных типов. Блок-схема инвертора приведена на рис. № 4.

Рис. № 4. Блок-схема инвертора с синусоидальным выходным напряжением.

Источник энергии постоянного тока подключается на вход высокочастотного преобразователя постоянного напряжения, как и в инверторе с вч преобразованием, рассмотренном ранее. Выходное напряжение инвертора может быть различным в зависимости от конструкции, однако оно должно быть выше амплитудного напряжения сети, то есть выше 311В. Выходное напряжение преобразователя поступает на вч инвертор
(dc/ac), представляющий собой управляемый понижающий импульсный преобразователь.
Данный преобразователь может устанавливать на своем выходе напряжение по сигналу от схемы управления в диапазоне от нуля до напряжения питания, то есть до напряжения больше 311В. Вч инвертор обычно содержит два таких канала по мостовой схеме, таким образом, напряжение между их выходами может достигать от −311В до +311В, как и в сети 220В. Графики выходного напряжения по обоим выходным проводам и результирующее выходное напряжение инвертора представлены на рис. № 5. Из графиков следует, что схема управления подает особый сигнал на каждый канал вч преобразователя, изменяющийся во времени таким образом, что выходное напряжение каждого канала вч преобразователя изменяется по синусоидальному закону с частотой 50Гц, и смещено по фазе на 180 между каналами. Напряжение же между выходами представляет собой синусоиду без постоянной составляющей амплитудой 311В. Изменение формы выходного напряжения в зависимости от величины входного напряжения не происходит вследствие того что либо dc/dc преобразователь либо вч инвертор исполняются стабилизированными, то есть выходное напряжение не зависит от входного.

Рис. № 5. Графики напряжения на выходах инвертора.

2.Виды электроприборов с активным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки

Электрические приборы с активным характером сопротивления распространены повсеместно. К ним относятся различные виды нагревательных приборов, а также осветительные приборы на основе ламп накаливания. Также распространены комбинированные нагрузки, в которых кроме основного потребителя с активным характером сопротивления присутствуют другие потребители с различным характером сопротивления, однако мощность этих потребителей значительно ниже. Например, нагревательный элемент со схемой контроля температуры. Такие нагрузки также можно считать приближенными к активными, степень приближения определяется отношением мощностей основной активной нагрузки и дополнительной не активной. Вообще активная нагрузка является наиболее простым видом нагрузки для инвертора, потому что выходной ток инвертора в любой момент времени, то есть при любом мгновенном значении выходного напряжения, ограничен и определяется законом Ома. Поэтому допустима любая форма выходного напряжения инвертора, например модифицированная синусоида. Также весь выходной ток инвертора идет на создание выходной активной мощности, поэтому эффективность работы (величина коэффициента полезного действия) инверторов любого типа будет максимальна при данном типе нагрузки.

Для корректной работы активных нагрузок важно лишь среднеквадратичное значение напряжения, а все рассмотренные ранее типы инверторов способны выдавать такое же среднеквадратичное напряжение, как и сеть 220В. Однако потенциально важным моментом для работы с активной нагрузкой является способность инвертора выдавать постоянное среднеквадратичное напряжение при изменяющемся напряжении питания. Все рассмотренные ранее типы инверторов имеют такую возможность при соответствующих функциях системы
управления, однако каждая конкретная модель инвертора может иметь или нет подобную функцию.

Также нагрузки с активным характером сопротивления могут быть линейными или нелинейными, то есть сопротивление нагрузки может быть постоянным или меняющимся во времени. Типичным примером нелинейной нагрузки является лампа накаливания, причем отличие в сопротивлении в горячем и холодном состоянии может достигать 10 раз. При работе инвертора с таким типом нагрузки может возникать кратковременное, но значительное увеличение тока нагрузки. В этом случае возможна потеря работоспособности инвертора из-за срабатывания защиты по максимальному выходному току. Однако работа схемы защиты не зависит от типа преобразователя, поэтому различия между работой различных моделей инверторов будут происходить из-за различия в системах защиты, а не из-за принципиального различия в типах инверторов.

Различие между типами инверторов с различной формой выходного напряжения можно оценить с помощью частотного анализа по гармоническому составу выходного напряжения. Инверторы с синусоидальной формой выходного напряжения содержат в спектре выходного напряжения только основную гармонику 50Гц. Инверторы же с выходным напряжением в виде модифицированной синусоиды содержат в спектре выходного напряжения также высшие нечетные гармоники значительной амплитуды. Так как форма
выходного тока при активной нагрузке повторяет форму напряжения, то подобные заключения будут справедливы и про спектр выходного тока. Практически оценить различия в форме выходного тока можно по производимому им акустическому эффекту. Акустический эффект может иметь различную физическую природу, например сила Ампера, вынуждающая колебаться проводники с током, или магнитострикционный эффект в материалах, находящимся в магнитном поле, возбуждаемом током. Акустический эффект может возникать во всех участках последовательной выходной цепи, например в потребителе или соединительных проводах, или в самом инверторе. Человек способен на слух различать гармонический состав производимого акустического эффекта. Так, звук от инвертора с синусоидальной формой выходного напряжения ощущается как однотонный
гудящий (низкочастотный) шум. А звук от инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды более тембрально окрашен, с выраженными обертонами, более походящий на стук.

3.Виды электроприборов с индуктивным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки

Электрические приборы с индуктивным характером сопротивления часто встречаются в технике и в быту. К этим приборам относятся электровибрационные приборы, например бритвы и насосы, осветительные приборы с индуктивными балластами, лектромеханические реле, электрические двигатели.

Реальная индуктивная нагрузка представляет собой частично чистую индуктивность и частично активную нагрузку. Для описания индуктивной нагрузки возможно использовать последовательную модель, в которой нагрузка представляется в виде последовательно соединенных индуктивности и сопротивления. Для описания соотношения влияния этих элементов на выходной ток преобразователя используют параметр «коэффициент мощности
(КМ)», который определяет отношение активной мощности к полной мощности. При индуктивной нагрузке КМ<1. Таким образом, полная мощность, потребляемая нагрузкой с индуктивным характером сопротивления, будет больше, чем активная мощность, обычно указываемая на электроприборе в качестве номинальной. Поэтому индуктивная нагрузка
представляет собой более сложный вид нагрузки для инвертора, потому что выходной ток инвертора идет как на создание выходной активной мощности, так и на запасание энергии в индуктивности (реактивная мощность). Потери энергии в инверторе при работе на нагрузку с индуктивным характером сопротивления будут больше чем при работе на нагрузку с активным характером сопротивления такой же номинальной (активной) мощности. Это очень важное свойство, поскольку часто при эксплуатации инверторов именно уровень потерь энергии, то есть тепловая мощность, нагревающая инвертор, является определяющей для обеспечения работоспособности.

Однако для разных типов инверторов степень увеличения потерь при индуктивной нагрузке разная. Это связано с тем, что при различных топологиях построения инверторов путь выходного тока, нагревающего преобразователь, может быть различен и захватывать разное количество составных блоков преобразователя. Рассмотренные типы инверторов относительно данного вопроса разделяются на два вида: однокаскадные и двухкаскадные.

Однокаскадным инвертором является трансформаторный инвертор. Выходной ток нвертора проходит через весь инвертор: через выходной трансформатор, в трансформированном виде через ключи инвертора и через источник входного напряжения. При этом нагреваются все вышеназванные компоненты цепи и потери велики. Отличием вухкаскадных
инверторов является наличие внутреннего звена постоянного тока. Инвертор с вч преобразованием, с формой выходного напряжения как модифицированной синусоидой так и с чистым синусом, является двухкаскадным инвертором. Он содержит емкостной накопитель энергии на выходе dc\dc преобразователя, через который протекает часть реактивного выходного тока. Поэтому через входную часть преобразователя, то есть
через dc\dc преобразователь и источник входного напряжения, протекает значительно меньшая величина переменного тока, и соответственно эти блоки инвертора меньше нагреваются. Поэтому двухкаскадные типы инверторов могут иметь КПД выше, чем однокаскадные для данного типа нагрузок.

При работе потребителей с индуктивным характером нагрузки от различных типов преобразователей проявляется различие эффективного тока нагрузки. Данный эффект существует потому что для индуктивной нагрузки кроме эффективного напряжения важно еще и среднее значение напряжения за период. Этот вывод следует из закона электромагнитной индукции, согласно которому размах амплитуды переменного тока на индуктивности пропорционален приложенным вольт — секундам (В*С). А среднее напряжение для синусоиды с эффективным напряжением 220В и для модифицированной синусоиды с пиковым напряжением 311В и эффективным напряжением 220В весьма различно и составляет 198В и 156В соответственно. Для определения численного значения различия эффективного тока и активной мощности нагрузки произведено моделирование в среде micro-cap, результаты которого представлены на рис.№ 6.

В качестве нагрузки при моделировании использовалась RL цепочка с КМ=0.7, т.е. ее активное сопротивление и модуль индуктивного сопротивления равны и составляют по 100Ом (величина индуктивности 318мГ).

Ток в нагрузке. Красный график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, синий — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды

Активная энергия, выделяющаяся в нагрузке. Красный график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, синий — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды

Рис. № 6. Графики тока и потребления активной энергии при индуктивной нагрузке.

Из графиков следует, что активная энергия более эффективно потребляется при синусоидальном источнике напряжения, причем разница составляет 16%. Такая же разница будет и в активной мощности. То есть, если подключить нагрузку, предназначенную для работы от сети 220В к инвертору с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды, то потребляемая активная мощность снизится на 16% . Эффективный ток при этом снизится на 9% . Для функционирования нагрузок данное понижение активной мощности будет иметь негативные последствия: электровибрационные приборы понизят механическую мощность, осветительные приборы будут светить тусклее.

4. Виды электроприборов с емкостным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки

Электрические приборы с емкостным характером сопротивления редко применяются как законченный блок, однако часто встречаются как часть других электроприборов, например емкостные компенсаторы реактивной мощности или фазосдвигающие емкостные цепи для электродвигателей. Так как остальные виды нагрузок рассматриваются в других разделах, имеет смысл рассмотреть отдельно работу инверторов различных типов на реальную емкость. Модель реальной емкости учитывает потери энергии в сопротивлении выводов применяемых конденсаторов и представляет собой последовательно включенные идеальный конденсатор и эмулирующий сопротивление выводов резистор.

Сначала рассмотрим работу инвертора с формой выходного напряжения в виде чистой синусоиды на реальную емкость. Процессы, протекающие в этой цепи аналогичны процессам при работе такой же нагрузки от сети 220В. Как известно, конденсатор в цепи переменного тока представляет собой реактивную нагрузку, то есть полная мощность нагрузки большей частью состоит из циркулирующей от нагрузки к сети и обратно реактивной мощности и лишь небольшая часть полной мощности представляет собой активную мощность потерь. При этом полезный эффект нагрузки создает именно реактивная мощность, а активная мощность представляет собой паразитный эффект, нагревающий как саму нагрузку так и инвертор. Величина активной мощности, выделяющейся в инверторе, пропорциональна выходному сопротивлению инвертора.

Теперь же рассмотрим работу на такую же нагрузку инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды. Для получения наглядных результатов использовалось моделирование в среде micro-cap. Модель инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды представляет собой источник напряжения с формой модифицированной синусоиды и последовательно включенного сопротивления потерь Rг. Для сравнения использовалось моделирование схемы с той же самой нагрузкой, но работающей от источника переменного напряжения 220В 50Гц с таким же выходным сопротивлением. Схемы для моделирования представлены на рис. № 7. Номиналы элементов типичны для обычных применений и составляют: Сн=10мкФ, Rн=Rг=1Ом.

Рис. № 7. Схемы для моделирования в среде micro-cap

Результаты моделирования представлены на рис. № 8. Из графиков тока нагрузки видно, что форма и амплитуда токов весьма различны. Ток нагрузки с синусоидальным источником напряжения имеет также синусоидальную форму и амплитуду 977мА, а ток нагрузки с источником напряжения в виде модифицированной синусоиды имеет вид экспоненциальных импульсов с амплитудой 152А и весьма короткой (десятки микросекунд)
длительностью. Такие различия обусловлены тем, что в случае с источником напряжения в виде модифицированной синусоиды конденсатор заряжается от импульсного источника напряжения с высокой скоростью изменения напряжения, для которого конденсатор имеет низкое сопротивление. Поэтому напряжения на сопротивлениях потерь Rг и Rн в импульсе заряда велики и соответственно велики потери. Исходя из графика выделения энергии на сопротивлении потерь, общая мощность потерь составляет для синусоидального источника напряжения 0.95Вт, а для источника напряжения в виде модифицированной синусоиды 98Вт, то есть отличается в сто раз.

Ток в нагрузке. Красный график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, синий — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды

Энергия, выделяющаяся в сопротивлении потерь. Красный график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, синий — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды

Рис. № 8. Графики тока и энергии потерь для различных видов источников напряжения.

Можно показать, что мощность потерь при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды не зависит от сопротивления потерь, а только от величины конденсатора. Однако распределение потерь между инвертором и конденсатором пропорционально их внутренним сопротивлениям. Но в любом случае, такой высокий уровень пиковых токов и мощности потерь нежелателен как для инвертора, так и для нагрузки. Немногие типы
конденсаторов для сети 220В способны работать с внутренними потерями в 100 раз большими, чем номинальные.

Также высокий уровень токов при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды создает повышенный акустический эффект при работе инвертора. Спектральный состав выходного тока инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды при работе на емкость весьма широкополосен, а амплитуда тока весьма велика, поэтому звуковой эффект производимый этим током весьма громкий и неприятный на слух.

5.Виды электроприборов с выпрямителем на входе и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки

Электрические приборы с выпрямителем на входе повсеместно встречаются в технике и в быту. К этим приборам относится бытовая электроника с трансформаторным или мпульсным блоком питания. Эквивалентная схема подключения такой нагрузки представлена на рис № 9. Источник питающего напряжения, в данном случае инвертор, представлен в виде генератора напряжения Vг с сопротивлением потерь Rг. Сам электрический прибор питается выпрямленным напряжением и представлен сопротивлением Rн. Блок питания электроприбора состоит из мостового выпрямителя и фильтрующего конденсатора Сн. Неидеальность конденсатора моделируется последовательным сопротивлением Rк. Сопротивление выпрямителя, входных проводников и трансформатора питания (в случае
трансформаторного блока питания) моделируется последовательным сопротивлением Rп.

Рис. № 9. Эквивалентная схема подключения электроприбора с выпрямителем на входе.

Работа такой нагрузки сильно отличается при использовании инверторов с различными видами выходного напряжения. Причина этого такая же, как и для емкостной нагрузки и заключается в том, что фильтрующий конденсатор Сн заряжается от входного источника напряжения. Если скорость изменения напряжения велика, как при работе от источника с формой напряжения в виде модифицированной синусоиды, то потери в элементах цепи увеличиваются многократно. Можно аналитически показать, что при работе от источника с формой напряжения в виде модифицированной синусоиды общие потери энергии будут зависеть лишь от амплитуды переменной составляющей напряжения на конденсаторе Сн и величины емкости этого конденсатора, и не зависеть от величины сопротивлений Rг, Rп и Rк. От величины этих сопротивлений будет зависеть только распределение потерь среди элементов схемы.

Для получения наглядных результатов снова использовалось моделирование в среде micro-cap. Для сравнения использовалось моделирование схемы с одной и той же нагрузкой, но работающей от инвертора с синусоидальной формой напряжения 220В 50Гц и от инвертора с формой напряжения в виде модифицированной синусоиды. Номиналы элементов схемы для моделирования составляют: Rн=500Ом, Сн=47мкФ, Rг=Rп=Rк=1Ом. Такие номиналы типичны для блока питания бытовой электроники мощностью 150Вт, например телевизора. Результаты моделирования представлены на рис. № 10. Из графиков выходного тока инвертора видно, что форма и амплитуда токов весьма различны для инверторов с различными видами выходного напряжения. Ток инвертора с синусоидальным источником напряжения имеет плавную форму и амплитуду 3.1А, а ток нагрузки с источником напряжения в виде модифицированной синусоиды имеет вид экспоненциальных импульсов с амплитудой 20.2А и весьма короткой (сотни микросекунд) длительностью.

Исходя из графика выделения энергии на сопротивлении потерь, общая мощность потерь составляет для синусоидального источника напряжения 3.5Вт, а для источника напряжения в виде модифицированной синусоиды 9.4Вт. Таким образом, общая мощность потерь при работе нагрузки от инвертора с формой напряжения в виде модифицированной синусоиды почти в 3 раза больше чем при работе той же нагрузки от инвертора с синусоидальной формой напряжения. Так как сопротивления потерь включены последовательно, распределение мощности потерь на каждом конкретном элементе будет тоже сохраняться, поэтому например сам инвертор будет выделять мощности в 3 раза больше, конденсатор и трансформатор блока питания также будут греться в 3 раза больше. Элементы бытовых приборов могут не иметь трехкратного запаса по мощности и выйти из строя в результате питания от инверторов с формой напряжения в виде
модифицированной синусоиды.

График тока в нагрузке. Зеленый график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, красный — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды

Энергия, выделяющаяся в сопротивлении потерь. Зеленый график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, красный — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды

Рис. № 10. Графики выходного тока инвертора и энергии потерь для различных видов инверторов.

Как и для емкостной нагрузки, для нагрузки с выпрямителем на входе, высокий уровень токов при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды создает повышенный акустический эффект при работе инвертора. Спектральный состав выходного тока инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды при работе на нагрузку с выпрямителем на входе весьма широкополосен, а амплитуда тока весьма велика, поэтому звуковой эффект производимый этим током весьма громкий и неприятный на слух. При этом производить звуковой эффект может любой элемент схемы, через который протекает выходной ток инвертора, этот элемент может находиться в инверторе или в подключаемом электроприборе, или в соединительных проводах.

6.Сводная таблица отличий в работе различных типов инверторов с разными видами нагрузок. Заключение

Для того чтобы систематизировать выявленные в предыдущих частях статьи отличия в работе различных типов инверторов с разными видами нагрузок была составлена табл. № 1. Для сравнения акустического эффекта, тепловых потерь в нагрузке и эффективной мощности для одинаковых нагрузок в качестве отсчета была выбрана сеть переменного напряжения 220В 50Гц. Для сравнения потерь в инверторе разных типов, но с одинаковым выходным сопротивлением, в качестве отсчета был выбран инвертор с синусоидальной
формой выходного напряжения.

Табл. № 1. Сводная таблица отличий в работе различных типов инверторов с разными видами нагрузок.

Как следует из таблицы, применять для питания всевозможных типов нагрузки, не опасаясь негативных эффектов возможно только инверторы с выходным напряжением в виде чистой синусоиды. Инверторы с выходным напряжением в виде модифицированной синусоиды, возможно применять без опасений для питания активных нагрузок при невысоких требованиях к акустическому эффекту.

Инверторы. Типы, разновидности, мощности, применение.

Сетевой солнечный инвертор это ключевой элемент при использовании солнечных батарей для альтернативного энергообеспечения дома. Его главная функция – преобразование постоянного напряжения, в переменный ток, пригодный для питания бытовых приборов использующих 220в.

Поскольку различным устройствам необходимы разные параметры электропитания, то к сетевым инверторам предъявляются определенные требования. Чтобы получить максимум отдачи от вложенных средств, необходимо немного разобраться в теме.

 

Разновидности сетевых инверторов

Автономные
Используют энергию, предварительно запасенную в аккумуляторных батареях. Получая на входе 12-48 вольт, отдают 220в переменного тока с заданными параметрами. На их основе можно создать полностью независимую систему электроснабжения.

 

 

Синхронные (on grid)
Не требуют АКБ, передавая после преобразования и синхронизации получаемое напряжение напрямую в энергосистему.

Синхронные солнечные инверторы позволяют снизить счета за электроэнергию, замещая некую часть энергопотребления. Существенный момент при их использовании, это снижение затрат на покупку и обслуживание аккумуляторов, расходы на которые достаточно высоки, и об этом часто забывают.

 

 

 

Многофункциональные/гибридные
Совмещают в себе функционал автономных и «он-грид» инверторов. Когда ваша альтернативная энергетическая установка не выдает положенного напряжения, он способен зарядить АКБ от сети. Если же энергопотребление вашего дома существенно меньше, чем выработка, то излишки электричества с его помощью направятся в сеть.

 

Типы солнечных инверторов

Выделяют два типа, различающихся друг от друга параметрами выходного тока и, соответственно, применением.

1. Меандровые – наиболее дешевый тип преобразователей. Получаемый на выходе сигнал имеет форму модифицированного синуса. Такие инверторы подходят для включения ламп накаливания, приборов вроде чайников, кипятильников, обогревателей… Словом, всего того, что не требует качественного напряжения. О работе телевизоров, компьютеров, холодильников от него, придется забыть.

2. Синусоидальные – выходной сигнал имеет форму правильного синуса. Наиболее дорогой тип, но позволяет подключать любой потребитель, даже чувствительный к качеству тока.

 

Мощность

Сетевой солнечный инвертор следует подбирать, соотнося параметры ваших панелей с максимальной нагрузкой, которую планируется подключать. Для небольшой электростанции в несколько киловатт будет достаточно и одного устройства. При большей мощности стоит подумать о нескольких преобразователях.
  Два фактора, которые следует учитывать при подборе:
1. КПД солнечных батарей непостоянен. Он зависит от освещенности, понижается с их запыленностью или при нагреве. Также, со временем эффективность работы самых распространенных панелей из поликристаллического кремния понижается.
2. Оптимальный КПД инвертора лежит в диапазоне выше 30% от номинала. Следовательно, покупка чересчур мощного устройства будет неоправданна. Оптимальным стоит считать инвертор, допускающий нагрузку 90-120% от номинальной мощности солнечных панелей.

И, конечно же, характеристики выбираемого преобразователя должны соотносится с подключаемыми к нему электроприборами, – на 25-30% превышая их суммарную потребляемую мощность. Следует помнить и о том, что некоторые устройства (электродвигатели различных устройств, лазерные принтеры.) имеют пусковые токи превышающие номинал в несколько раз. Хотя такая нагрузка и кратковременна, но слишком маломощный инвертор банально не сможет их запустить. 

 

что это такое и как работает устройство, история появления и классификация

Одним из наиболее важных достижений науки в XIX веке стало установление электричества. Благодаря этому у человека появилась возможность выполнять любую работу после захода солнца, что раньше было невозможным. Сегодня существует два вида тока — постоянный и переменный, но специалистов всегда интересовала возможность превращения одного в другой, что привело к появлению инвертора. Что это такое и принцип работы можно узнать из соответствующей литературы.

История возникновения

В конце 80-х годов XIX века Томас Эдисон в своей лаборатории получил постоянный ток и решил поделиться со всеми этим открытием. Ученый утверждал, что такой источник гораздо лучше, чем переменный ток для питания приборов.

Переменный источник тока за несколько лет до этого открыл ученый из Сербии Никола Тесла и активно распространял идею среди всех своих поклонников. Эдисон стал его конкурентом и старался убедить людей в том, что переменный ток опасен для людей и неэффективен для питания электроприборов.

Несмотря на все доводы, Никола Тесла имел достаточно много поклонников, его методика активно использовалась, и на тот момент Эдисон в соревновании проиграл. И хотя переменный ток необходим и сегодня, но постоянный считается лучшим вариантом для питания электроприборов.

Стоит отметить, что многие приспособления, предназначенные для работы с переменным током, выделяют постоянный. Это приводит к тому, что при запуске такого устройства человеку потребуется дополнительный прибор для преобразования постоянного тока в переменный, то есть инвертор.

Типы электричества

Большинство преподавателей, которые предоставляют студентам информацию об электричестве, говорят в основном о постоянном токе (DC). Он представляет собой поток электронов, которые следуют друг за другом на определенном расстоянии. Наиболее популярная аналогия от опытных учителей — сравнение потока с муравьями, идущими колонной и несущими на себе обычные сухие листья.

Такое представление довольно обобщенное, но основная идея правильная. Схема напоминает сплошную электрическую петлю, приводящую в работу обычный фонарик. Однако в больших бытовых приспособлениях электричество работает по-другому. Розетки, вмонтированные в стену, поставляют приборам источник энергии, основанный на переменном токе (AC). В нем электричество переключается с большой скоростью, составляющей 50−60 раз в секунду, то есть частота таких переключений — 50−60 Гц.

Обычному человеку, который не обладает знаниями в области электроники, не совсем понятно, как такой ток питает приборы, если постоянно меняет направление своего движения. Однако ответ на этот вопрос прост. Например, можно взять обычную настенную лампу, работающую от источника переменного тока. При включении ее в розетку электроны начинают активно двигаться, меняться местами и менять направление движения. Весь процесс происходит очень быстро, поэтому в проводах образуется тепло.

Именно это тепло и будет переходить в лампу, приводя к ее свечению. Переменный ток также эффективно питает приспособления, как и постоянный, но электроны в нем движутся на месте.

Общие сведения о приборе

Величайшее открытие Николы Теслы сегодня используется человечеством повсюду. Большинство приспособлений в каждом доме предназначены для работы от источника постоянного тока, но от розеток идет переменный. Именно поэтому почти всегда требуется специальное устройство или выпрямитель, который будет преобразовывать AC в DC.

Инвертор же выполняет совершенно противоположную функцию. Можно рассмотреть его работу на примере обычного фонарика. Прибор небольшой и питается от встроенного аккумулятора, который становится источником постоянного тока. Если извлечь его из приспособления, перевернуть другим полюсом и снова установить, разницы в работе или в качестве освещения не будет заметно. Однако электричество будет протекать по-другому.

Такой процесс можно сравнить с механическим преобразователем, когда человеческие руки поворачивают аккумулятор со скоростью 50−60 раз в секунду. Конечно, приборы, которые можно приобрести в специализированных магазинах, работают несколько иначе. Для постоянного изменения направления движения электронов используются магнитные переключатели. Однако такая конструкция только у приспособлений механического типа.

Электронные инверторы меняют направление плавно, исключая резкие перепады напряжения. Второй тип считается более предпочтительным вариантом, поскольку постоянные скачки напряжения отрицательно отражаются на функционировании некоторых электроприборов. Конструкция таких инверторов оснащена специальными индукторами и конденсаторами. Эти детали смягчают поток энергии на входе и выходе, за счет чего и образуется плавный источник питания для электроприборов.

В некоторых случаях инверторы применяются для трансформаторов с целью преобразования источника переменного тока на более высокую или низкую частоту в зависимости от нужд конкретного потребителя. Стоит отметить, что выходная мощность всегда меньше входной. Это необходимо для нормального функционирования устройств. Любой трансформатор или инвертор не может выделять больше энергии, чем потребляет, поскольку некоторая ее часть теряется.

Принцип работы

Действует инвертор по простому принципу, который можно понять, если привести конкретный пример. Обычный аккумулятор работает примитивно и выдает постоянный поток тока, не меняющего своего направления. Если в эту конструкцию добавить переключатель, который на выходе будет менять направление движения электронов, то к прибору будет поступать уже AC. Чтобы сделать его правильным, переключатель должен работать исправно и на протяжении секунды срабатывать не менее 50 раз. В минуту происходит около 3000 изменений в потоке электронов.

Механический инвертор работает несколько иначе и посредством специальных магнитов также быстро изменяет направление тока. Принцип его функционирования напоминает дверной звонок. При нажатии на кнопку человек воздействует на пружину, которая подает сигнал к изменению мощности и потока электроэнергии. При отпускании все возвращается в исходное положение. Устройство также оснащено специальным контроллером, который выполняет и другие функции:

• регулирование напряжения в приспособлении;
• синхронизация частоты переключения;
• обеспечение защиты от перегрузок и поломок.

Благодаря этому даже механическая модель устройства позволяет крупным электроприборам работать бесперебойно.

Классификация устройств

Существует множество моделей инверторов. Они могут быть массивными и оснащенными специальными аккумуляторами. Выпускаются портативные модели, которые имеют небольшие размеры и используются в разных целях. Разделяют приспособления и по мощности, которую они потребляют и производят. Этот параметр считается основным при выборе, особенно если необходим высокий показатель, например, на производстве.

Стоит отметить, что даже самые мощные инверторы не предназначены для длительного функционирования на максимальных показателях. В зависимости от принципа действия устройства делятся на следующие:

• зависимые, которые работают только от сети;
• автономные, оснащенные аккумулятором;
• инверторы напряжения и тока.

Автономные модели обычно используются для кратковременной работы и не зависят от источника тока. Отдельные приборы предназначены специально для постоянного подключения к сети. Иногда устройства оснащают солнечными батареями.

Каждый из вариантов имеет свои преимущества. Например, автономные подойдут любым устройствам и могут выручить в сложной ситуации. Солнечные экономят электроэнергию, а зависимые не нуждаются в подзарядке или других условиях, чтобы функционировать. В ночное время солнечная батарея неуместна и не сможет служить владельцу, поэтому такие модели выбирают редко.

Существуют также универсальные устройства, которые могут работать от сети и в автономном режиме, но не одновременно. Недостатком таких приборов будет большой размер, поскольку для обеспечения функционирования в двух режимах необходимо оснастить агрегат дополнительными деталями.

Приборы, которые устанавливались до 1970 года, использовали в работе специальные ртутно-дуговые клапаны. Современные модели обычно твердотельные и считаются более эффективными и безопасными.

Сварочные инверторы

Отдельно стоит выделить специальные инверторы, которые позволяют значительно повысить эффективность работы сварочного аппарата и быстро соединить две металлические детали без усилий и сделать конструкцию надежной. Эти инверторы обладают множеством преимуществ:

1. Отличаются высокой мощностью и производительностью.
2. Надежность и долговечность сварных швов.
3. Возможность выбрать компактную модель и переносить ее в место, где человек будет работать.
4. Высокий КПД, составляющий почти 90%. Этот показатель гораздо выше, чем у обычных трансформаторов.
5. Умеренное расходование электрической энергии и экономичность.
6. Во время работы сварочного аппарата брызги металла отделяются в меньшем количестве, что позволяет экономить не только электроэнергию.
7. Возможность регулировать подачу тока, делая ее плавной.
8. Сварщик может выполнять работу по металлу даже при отсутствии большого опыта в этой сфере.

Универсальность устройства позволяет использовать его в разных областях, а возможность выбрать лучшую модель по соотношению цены и качества считается одним из важных преимуществ.

Популярные разновидности

Перед выбором подходящего устройства рекомендуется ознакомиться с его разновидностями и назначением. Существуют модели, используемые только для сварки, а есть приборы для резки металла. Стоит также отметить, что выпускаются устройства для профессионального применения, имеющие большие размеры.

Для домашнего использования стоит выбрать непрофессиональные или полупрофессиональные инверторы. Последние сочетают в себе большее количество функций. При выборе необходимо учитывать входное напряжение. Стандартный показатель равен 220 В, но есть модели, которые предназначены для работы от источника с напряжением 380 В.

Легкость зажигания прибора может колебаться в пределах 40−90 В. Чем выше этот показатель, тем легче работать специалисту. Если человек предполагает использовать устройство на максимальном напряжении длительное время, рекомендуется обращать внимание на цифры, указанные производителем в техническом паспорте. Хороший показатель составляет 70% и выше.

Если владелец знает, что будет работать с тонким металлом, рекомендуется обратить внимание на нижний предел исходящего тока. Эта цифра не должна превышать 10 А. В противном случае есть риск, что новичок испортит материал. У профессионалов такие проблемы возникают редко, поэтому они могут применять любое устройство.

Во многих моделях присутствуют дополнительные функции. Например, горячий старт увеличивает напряжение на короткий период, что облегчает работу. Для новичков в инверторе существует режим антизалипания. Он предотвращает приварку электрода к кромке, что нередко случается, если человек не имеет большого опыта в этом деле. Форсаж дуги — дополнительная функция, позволяющая исключить прилипание электрода в случае отделения от него большой капли расплавленного металла.

Наличие таких режимов значительно облегчает работу для новичка и профессионала, исключает неприятные и аварийные ситуации.

Инвертор — универсальное приспособление, позволяющее сделать работу бытовых, промышленных и других приспособлений более плавной и качественной. При выборе и использовании устройства следует придерживаться рекомендаций, которые облегчат процесс.

Основы инвертора

и выбор подходящей модели

Выбор инвертора – солнечная и резервная

Как выбрать инвертор для солнечной системы.

Охватывает синусоидальную волну, модифицированную синусоидальную волну, связь с сетью и резервное питание.

Мы предлагаем инверторы разных типов, размеров, марок и моделей. Также доступны различные варианты. Выбор лучшего из такого длинного списка может оказаться сложной задачей. Не существует “лучшего” инвертора для всех целей – то, что могло бы быть отличным для машины скорой помощи, не подошло бы для дома на колесах.Выходная мощность обычно является основным фактором, но есть и многие другие.

Есть много факторов, которые влияют на выбор лучшего инвертора (и опций) для вашего приложения, особенно когда вы переходите на более высокие диапазоны мощности (800 Вт или более). Эта страница должна предоставить вам информацию, необходимую для того, чтобы сделать свой выбор наиболее подходящим для вас.

Мы предлагаем как стандартные инверторы для жилых и легких коммерческих помещений, так и инверторы для мобильных / жилых автофургонов / морских судов.

---

Сначала некоторые основы…

Вт

Плохой ватт часто понимают неправильно. Ватты – это всего лишь мера того, сколько энергии устройство использует или может выдавать при включении. Ватт есть ватт – не существует таких понятий, как «ватт в час» или «ватт в день». Если что-то потребляет 100 Вт, это просто напряжение , умноженное на и ампер . Если он потребляет 10 ампер при 12 вольт или 1 ампер при 120 вольт, он все равно будет 120 ватт. Ватт определяется как один Джоуль в секунду, поэтому выражение «ватт в час» похоже на выражение «миль в час в день».

Ватт-часов

Ватт-час (или киловатт-час, кВтч) – это просто количество ватт, умноженное на количество часов, в течение которых он используется. Это то, что имеет в виду большинство людей, когда говорят «ватт в день». Если лампа потребляет 100 Вт и горит 9 часов, это 900 Вт-часов. Если микроволновая печь потребляет 1500 Вт и работает в течение 10 минут, это составляет 1/6 часа x 1500, или 250 Втч. Когда вы покупаете электроэнергию у дружественного коммунального предприятия (посмотрите свой последний счет), они продают ее вам по очень высокой цене за кВтч. КВтч – это «киловатт-час», или 1000 ватт за один час (или 1 ватт за 1000 часов).

Ампер

Ампер – это мера электрического тока на данный момент. (Ампер также не выражается в «амперах в час» или «амперах в день»). Ампер важен, потому что он определяет, какой размер провода вам нужен, особенно на стороне постоянного тока (низкое напряжение) инвертора. У всех проводов есть сопротивление, а токи, протекающие через провод, выделяют тепло. Если ваш провод слишком мал для усилителей, вы получите горячие провода. Вы также можете получить падение напряжения в проводе, если оно слишком мало. Обычно это не очень хорошо.Ампер определяется как 1 кулон в секунду.

Кулон – это заряд 6,24 x 10 ¹⁸ электронов. Следовательно, 1 ампер равен заряду 6,24 x 10 ¹⁸ электронов, проходящих через точку в цепи за 1 секунду.

Ампер-часы

ампер-часов (обычно сокращенно AH ) – это то, что большинство людей имеют в виду, когда говорят «амперы в час» и т. Д. Ампер x время = AH. АХ очень важны, так как это основная мера емкости батареи . Поскольку большинство инверторов работают от батарей, емкость AH определяет, как долго вы можете работать.См. Нашу страницу о батареях для получения более подробной информации.

---

Вт – или инвертор мощности какого размера мне нужен?

Пиковая мощность в сравнении с типовой или средней

Инвертор должен обеспечивать две потребности – пиковое значение , или импульсное питание и стандартное или обычное питание.

• Помпаж – это максимальная мощность, которую инвертор может подавать, обычно в течение короткого времени – от нескольких секунд до 15 минут или около того. Некоторым приборам, особенно с электродвигателями, требуется гораздо больший импульс при запуске, чем при работе.Насосы – самый распространенный пример – еще один распространенный пример – холодильники (компрессоры).

• Типичный – это то, что инвертор должен обеспечивать на постоянной основе. Это непрерывный рейтинг . Обычно это намного меньше, чем всплеск. Например, это то, что тянет холодильник после первых нескольких секунд, необходимых для запуска двигателя, или то, что требуется для запуска микроволновой печи, или то, что в сумме дадут все нагрузки. (см. примечание о мощности устройства и / или номинальных значениях на табличке с именем в конце этого раздела).

• Средняя мощность обычно будет намного меньше типичной или скачкообразной и обычно не является фактором при выборе инвертора. Если вы запустите насос на 20 минут и небольшой телевизор на 20 минут в течение одного часа, средняя мощность может составить всего 300 Вт, даже если для насоса требуется 2000. Средняя мощность полезна только для оценки необходимой емкости аккумулятора. Инверторы должны быть рассчитаны на максимальную пиковую нагрузку и на типичную продолжительную нагрузку.

Номинальная мощность инверторов

Инверторы

бывают разных размеров от 50 до 50 000 ватт, хотя блоки мощностью более 11 000 ватт очень редко используются в домашних или других фотоэлектрических системах.Первое, что вам нужно знать о своем инверторе, – это какой будет максимальный скачок напряжения и как долго. (Подробнее о насосах на 230 вольт и т. Д. Позже).

• Помпаж : Все инверторы имеют длительный номинал и номинал помпажа. Номинальное значение перенапряжения обычно указывается на уровне ватт в течение такого количества секунд. Это означает, что инвертор выдержит перегрузку из этого количества ватт в течение короткого периода времени. Эта импульсная мощность будет значительно различаться между инверторами и разными типами инверторов, и даже в пределах одной марки.Он может варьироваться от 20% до 300%. Как правило, номинального скачка напряжения от 3 до 15 секунд достаточно, чтобы охватить 99% всех устройств – двигатель в насосе может фактически колебаться всего на 1/2 секунды или около того.

• Общие правила : Инверторы с наименьшими показателями перенапряжения относятся к высокоскоростному электронному коммутационному типу (наиболее распространенному). Обычно это максимальная перегрузка от 25% до 50%. Сюда входит большинство инверторов производства Statpower, Exeltech, Power to Go и почти все недорогие инверторы мощностью от 50 до 5000 Вт.Самые высокие характеристики импульсных перенапряжений имеют трансформаторные низкочастотные переключатели. Это включает в себя большинство Xantrex, Magnum и Outback Power. Рейтинги скачков напряжения на них могут составлять до 300% на короткие периоды. В то время как высокочастотное переключение позволяет получить гораздо меньший и легкий блок, из-за использования гораздо меньших трансформаторов он также снижает выбросы или пиковую мощность.

• Плюсы и минусы : Хотя высокочастотный тип переключения не имеет импульсной способности трансформатора, у них есть определенные преимущества.Они намного легче, обычно немного меньше и (особенно в нижних диапазонах мощности) намного дешевле. Однако, если вы собираетесь использовать что-то вроде погружного скважинного насоса, вам понадобится либо очень высокая импульсная способность, либо вам потребуется увеличить размер инвертора по сравнению с его типичным использованием, чтобы даже при максимальном скачке инвертор не превысил свой номинальный импульсный ток. .

---

Различные типы инверторов

Синусоидальная волна, модифицированная синусоида и прямоугольная волна – что скажешь?

Синусоидальная волна

Модифицированная синусоида

Прямоугольная волна

Синусоидальная волна, модифицированная синусоида и прямоугольная волна.

Существует 3 основных типа инверторов – синусоидальная волна (иногда называемая «истинной» или «чистой» синусоидой), модифицированная синусоида (фактически модифицированная прямоугольная волна) и прямоугольная волна.

• Синусоидальная волна
  Синусоидальная волна – это то, что вы получаете от местной коммунальной компании и (обычно) от генератора. Это потому, что он генерируется вращающимся оборудованием переменного тока, а синусоидальные волны являются естественным продуктом вращающегося оборудования переменного тока. Основным преимуществом синусоидального инвертора является то, что все оборудование, которое продается на рынке, предназначено для синусоидальной волны.Это гарантирует, что оборудование будет работать в полном соответствии со своими техническими характеристиками. Некоторые приборы, такие как двигатели и микроволновые печи, выдают полную мощность только с помощью синусоидальной волны. Некоторым приборам, таким как хлебопечки, диммеры и некоторые зарядные устройства, для работы вообще требуется синусоидальная волна. Синусоидальные инверторы всегда дороже – от 2 до 3 раз.

• Модифицированная синусоида
  Модифицированный синусоидальный инвертор на самом деле имеет форму волны, больше похожую на прямоугольную, но с дополнительным шагом или около того.Модифицированный синусоидальный инвертор будет нормально работать с большинством оборудования, хотя эффективность или мощность будут снижены с некоторым. Двигатели, такие как двигатель холодильника, насосы, вентиляторы и т. Д., Будут потреблять больше энергии от инвертора из-за более низкого КПД. Большинство двигателей потребляют примерно на 20% больше мощности. Это связано с тем, что значительный процент измененной синусоидальной волны составляет более высокие частоты, то есть не 60 Гц, поэтому двигатели не могут ее использовать. Некоторые люминесцентные лампы не работают так ярко, а некоторые могут гудеть или издавать раздражающие гудящие звуки.Устройства с электронными таймерами и / или цифровыми часами часто не работают должным образом. Многие устройства получают время от сети – в основном, они берут 60 Гц (циклов в секунду) и делят их до 1 в секунду или того, что нужно. Поскольку модифицированная синусоида более шумная и грубая, чем чистая синусоида, часы и таймеры могут работать быстрее или вообще не работать. У них также есть некоторые части волны, отличные от 60 Гц, что может заставить часы работать быстрее. Такие предметы, как хлебопечки и регуляторы света, могут вообще не работать – во многих случаях приборы, в которых используются электронные регуляторы температуры, не работают.Чаще всего встречается на таких вещах, как дрели с регулируемой скоростью будут иметь только две скорости – включенную и выключенную.

• Прямоугольная волна
  Их очень мало, но самые дешевые инверторы – прямоугольные. Преобразователь прямоугольной формы без проблем будет работать с такими простыми вещами, как инструменты с универсальными двигателями, но не более того. Преобразователи прямоугольной формы уже редко встречаются.

Различные типы инверторов и их применение

Переменный ток Источник питания (AC) используется почти для всех жилых, коммерческих и промышленных нужд.Но самая большая проблема с AC заключается в том, что его нельзя сохранить для будущего использования. Таким образом, переменный ток преобразуется в постоянный ток, а затем постоянный ток сохраняется в батареях и сверхконденсаторах. И теперь всякий раз, когда требуется переменный ток, постоянный ток снова преобразуется в переменный для работы устройств на базе переменного тока. Итак, устройство , которое преобразует постоянный ток в переменный, называется инвертором . Инвертор используется для преобразования постоянного тока в переменный переменный. Это изменение может заключаться в величине напряжения, количестве фаз, частоте или разности фаз.

Классификация инвертора Инвертор

можно разделить на множество типов в зависимости от мощности, источника, типа нагрузки и т. Д.Ниже представлена ​​полная классификация схем инвертора:

(I) В соответствии с выходной характеристикой

1. Преобразователь прямоугольных импульсов
2. Инвертор синусоидальной волны
3. Модифицированный инвертор синусоидальной волны

(II) По источнику инвертора

1. Инвертор источника тока
2. Инвертор источника напряжения

(III) По типу нагрузки

1. Однофазный инвертор
   
   1. Полумостовой инвертор
   2. Полный мостовой инвертор
2. Трехфазный инвертор
   
   1. 180-градусный режим
   2. 120-градусный режим

(IV) Согласно другой методике ШИМ

1. Простая широтно-импульсная модуляция (SPWM)
2. Множественная широтно-импульсная модуляция (MPWM)
3. Синусоидальная широтно-импульсная модуляция (SPWM)
4. Модифицированная синусоидальная широтно-импульсная модуляция (MSPWM)

(В) По количеству выходных уровней

1. Обычный двухуровневый инвертор
2. Многоуровневый инвертор

Теперь обсудим их все по порядку.Вы можете проверить образец схемы инвертора переменного тока от 12 В до 220 В здесь.

(I) В соответствии с выходной характеристикой

В соответствии с выходной характеристикой инвертора может быть три различных типов инверторов .

• Преобразователь прямоугольных импульсов
• Инвертор синусоидальной волны
• Модифицированный инвертор синусоидальной волны

1) Преобразователь прямоугольной формы

Форма волны выходного напряжения для этого инвертора – прямоугольная.Этот тип инвертора наименее используется среди всех других типов инверторов, потому что все устройства рассчитаны на питание синусоидальной волны. Если мы подадим прямоугольную волну на устройство на основе синусоидальной волны, оно может выйти из строя или потери будут очень высокими. Стоимость этого инвертора очень низкая, но он применяется очень редко. Его можно использовать в простых инструментах с универсальным двигателем.

2) Синусоидальная волна

Выходной сигнал напряжения представляет собой синусоидальную волну и дает нам выходной сигнал, очень похожий на выходной сигнал электросети.Это главное преимущество этого инвертора, потому что все устройства, которые мы используем, рассчитаны на синусоидальную волну. Так что это идеальный результат, который дает гарантию исправной работы оборудования. Этот тип инверторов более дорогой, но широко используется в жилых и коммерческих помещениях.

3) Модифицированная синусоида

Конструкция этого типа инвертора сложнее, чем простой прямоугольный инвертор, но проще по сравнению с чисто синусоидальным инвертором.Выходной сигнал этого инвертора не является ни чистой синусоидой, ни прямоугольной волной. Выход такого инвертора представляет собой некоторую из двух прямоугольных волн. Форма выходного сигнала не совсем синусоида, но напоминает форму синусоиды.

(II) По источнику инвертора

• Инвертор источника напряжения
• Инвертор источника тока

1) Инвертор источника тока

В CSI вход является источником тока.Этот тип инверторов используется в промышленных приложениях среднего напряжения, где требуется получение высококачественных сигналов тока. Но CSI не популярны.

2) Инвертор источника напряжения

В VSI вход является источником напряжения. Этот тип инвертора используется во всех приложениях, поскольку он более эффективен, имеет более высокую надежность и более быстрый динамический отклик. VSI может работать с двигателями без снижения номинальных характеристик.

(III) По типу нагрузки

• Однофазный инвертор
• Трехфазный инвертор

1) однофазный инвертор

Как правило, бытовая и коммерческая нагрузка использует однофазное питание.Однофазный инвертор используется для этого типа приложений. Однофазный инвертор делится на две части;

• Однофазный полумостовой инвертор
• Однофазный мостовой инвертор

A) Однофазный полумостовой инвертор

Этот тип инвертора состоит из двух тиристоров и двух диодов, подключение показано на рисунке ниже.

В этом случае полное постоянное напряжение равно Vs и разделено на две равные части Vs / 2.Время одного цикла T сек.

На полупериод 0

Для второго полупериода T / 2

  Vo = Vs / 2  

С помощью этой операции мы можем получить форму волны переменного напряжения с частотой 1 / T Гц и пиковой амплитудой Vs / 2.Форма выходного сигнала – прямоугольная волна. Он будет пропущен через фильтр и удалит нежелательные гармоники, которые дадут нам чистый синусоидальный сигнал. Частоту сигнала можно регулировать с помощью времени включения (Ton) и времени выключения (Toff) тиристора.

Величина выходного напряжения составляет половину напряжения питания , а период использования источника составляет 50%. Это недостаток полумостового инвертора , и решение этой проблемы – полумостовой инвертор .

B) Однофазный мостовой инвертор

В инверторах этого типа используются четыре тиристора и четыре диода.Принципиальная схема однофазного полного моста показана на рисунке ниже.

За один раз два тиристора T1 и T2 проводят первый полупериод 0

Для второго полупериода T / 2

Здесь мы можем получить выходное напряжение переменного тока, такое же, как напряжение питания постоянного тока, а коэффициент использования источника равен 100%.Форма волны выходного напряжения имеет прямоугольную форму, и фильтры используются для ее преобразования в синусоидальную волну.

Если все тиристоры проводят одновременно или в паре (T1 и T3) или (T2 и T4), то происходит короткое замыкание источника. Диоды включены в схему как диод обратной связи, потому что он используется для обратной связи по энергии к источнику постоянного тока.

Если мы сравним полномостовой инвертор с полумостовым инвертором, для данной нагрузки напряжения питания постоянного тока выходное напряжение в два раза больше, а выходная мощность в четыре раза больше в полномостовом инверторе.

2) Трехфазный мостовой инвертор

В случае промышленной нагрузки используется трехфазный источник питания переменного тока, а для этого мы должны использовать трехфазный инвертор. В инверторах этого типа используются шесть тиристоров и шесть диодов, которые подключены, как показано на рисунке ниже.

Он может работать в двух режимах в зависимости от степени стробирующих импульсов.

• 180-градусный режим
• 120-градусный режим

A) Режим 180 градусов

В этом режиме работы время проводимости тиристора составляет 180 градусов.В любой момент времени три тиристора (по одному тиристору от каждой фазы) находятся в режиме проводимости. Форма фазного напряжения – это три ступенчатые формы волны, а форма линейного напряжения – квазиквадратная волна, как показано на рисунке.

  Vab = Va0 - Vb0 
  Vbc = Vb0 - Vc0 
   Vca  = Vc0 - Va0  

Фаза A	Т1			Т4			Т1				Т4
Фаза B	T6		T3			T6				T3			T6
Фаза C	T5	Т2			T5				Т2			T5
Степень	60	120	180	240	300	360	60	120		180	240	300	360
Тиристор проводит	1 5 6	6 1 2	1 2 3	2 3 4	3 4 5	4 5 6	1 5 6	6 1 2		1 2 3	2 3 4	3 4 5	4 5 6

В этой операции временной промежуток между коммутацией выходного тиристора и проводимостью входящего тиристора равен нулю.Таким образом, возможно одновременное включение входящего и выходящего тиристора. Это приводит к короткому замыканию источника. Чтобы избежать этой трудности, используется 120-градусный режим работы.

B) Режим 120 градусов

В этой операции одновременно работают только два тиристора. Одна из фаз тиристора не подключена к положительной клемме и не подключена к отрицательной клемме. Время проводимости для каждого тиристора составляет 120 градусов. Форма линейного напряжения представляет собой трехступенчатую форму волны, а форма фазного напряжения – квазиквадратную форму волны.

Фаза A	Т1			Т4			Т1			Т4
Фаза B	T6		T3			T6			T3			T6
Фаза C		Т2			T5			Т2			T5
градус	60	120	180	240	300	360	60	120	180	240	300	360
Тиристор проводит	1 6	2 1	3 2	3 4	4 5	6 5	1 6	2 1	3 2	3 4	4 5	5 6

Форма сигнала линейного напряжения, фазного напряжения и импульса затвора тиристора показана на рисунке выше.

В любых силовых электронных переключателях есть два типа потерь; потери проводимости и потери переключения . Потеря проводимости означает потерю включенного состояния в переключателе, а потеря коммутации означает потерю выключенного состояния в переключателе. Обычно потери проводимости больше, чем потери переключения в большинстве операций.

Если мы рассмотрим 180-градусный режим для одной 60-градусной операции, три переключателя разомкнуты, а три переключателя замкнуты. Означает, что общие потери равны трехкратным потерям проводимости плюс трехкратным потерям при переключении.

  Полная потеря на 180 градусов = 3 (потеря проводимости) + 3 (потеря переключения)  

Если мы рассмотрим 120-градусный режим для одной 60-градусной операции, два переключателя разомкнуты, а остальные четыре переключателя замкнуты. Означает, что общие потери равны двукратным потерям проводимости плюс четырехкратным потерям при переключении.

  Суммарные потери при 120 градусах = 2 (потери проводимости) + 4 (потери переключения)  

(IV) Классификация по методике контроля

• Модуляция одиночной ширины импульса (одиночная ШИМ)
• Множественная широтно-импульсная модуляция (MPWM)
• Синусоидальная широтно-импульсная модуляция (SPWM)
• Модифицированная синусоидальная широтно-импульсная модуляция (MSPWM)

Выходной сигнал инвертора представляет собой прямоугольный сигнал, и этот сигнал не используется для нагрузки.Метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ) используется для управления выходным напряжением переменного тока. Это управление достигается путем управления периодом включения и выключения переключателей. В методе ШИМ используются два сигнала; один – опорный сигнал, второй – треугольный сигнал несущей. Стробирующий импульс для переключателей генерируется путем сравнения этих двух сигналов. Существуют разные типы методов ШИМ.

1) Модуляция одиночной ширины импульса (одиночная ШИМ)

Для каждого полупериода в этой методике управления доступен единственный импульс.Опорный сигнал представляет собой сигнал прямоугольной формы, а сигнал несущей – сигнал треугольной формы. Отпирающий импульс для переключателей генерируется путем сравнения опорного сигнала и сигнала несущей. Частота выходного напряжения управляется по частоте опорного сигнала. Амплитуда опорного сигнала Аг и амплитуда сигнала несущей Ас, то индекс модуляции может быть определен как Ar / Ac. Главный недостаток этой техники – высокое содержание гармоник.

2) Множественная широтно-импульсная модуляция (MPWM)

Недостаток метода широтно-импульсной модуляции решается за счет использования множественной ШИМ.В этом методе вместо одного импульса в каждом полупериоде выходного напряжения используется несколько импульсов. Ворот генерируется путем сравнения опорного сигнала и сигнала несущей. Выходная частота регулируется путем управления частотой несущего сигнала. Индекс модуляции используется для управления выходным напряжением.

Количество импульсов за полупериод = fc / (2 * f0)

Где fc = частота несущего сигнала

f0 = частота выходного сигнала

3) Синусоидальная широтно-импульсная модуляция (SPWM)

Этот метод управления широко используется в промышленных приложениях.В обоих вышеупомянутых методах опорный сигнал представляет собой прямоугольный сигнал. Но в этом методе опорным сигналом является синусоидальный сигнал. Отпирающий импульс для переключателей генерируются путем сравнения опорного синусоидального сигнала волны с треугольной несущей волной. Ширина каждого импульса зависит от амплитуды синусоидальной волны. Частота выходного сигнала такой же, как частота опорного сигнала. Выходное напряжение представляет собой синусоидальную волну, а среднеквадратичное напряжение можно контролировать с помощью индекса модуляции.Формы сигналов показаны на рисунке ниже.

4) Модифицированная синусоидальная широтно-импульсная модуляция (MSPWM)

Из-за характеристики синусоидальной волны, ширина импульса волны не может быть изменена с изменением индекса модуляции в методе SPWM. По этой причине и введена техника MSPWN. В этом методе несущий сигнал применяется в течение первого и последнего 60-градусного интервала каждого полупериода. Таким образом улучшаются его гармонические характеристики.Основное преимущество этого метода – увеличенная основная составляющая, уменьшенное количество переключаемых силовых устройств и уменьшенные потери переключения. Форма волны показана на рисунке ниже.

(В) По количеству уровней на выходе

• Обычный двухуровневый инвертор
• Многоуровневый инвертор

1) Обычный двухуровневый инвертор

Эти инверторы имеют на выходе только уровни напряжения: положительное пиковое напряжение и отрицательное пиковое напряжение.Иногда наличие нулевого уровня напряжения также называют двухуровневым инвертором.

2) Многоуровневые преобразователи

Эти инверторы могут иметь на выходе несколько уровней напряжения. Многоуровневый инвертор разделен на четыре части.

– Летающий конденсатор инвертора

– Инвертор с диодным зажимом

– Гибридный инвертор

– Инвертор каскадного типа H

Каждый инвертор имеет свою собственную конструкцию для работы, здесь мы кратко объяснили эти инверторы, чтобы получить общее представление о них.

3 типа инверторов с разными типами волн – Инверторы мощности с чистой синусоидой – Преобразователи постоянного тока в переменный – Преобразователи частоты – Инверторы NEBS

Инверторы

делятся не только по мощности, но и на стандартные или индивидуальные. Они также делятся на основе их волн на инверторы синусоидальной волны или «истинную» или «чистую» синусоидальную волну, модифицированную синусоидальную волну и прямоугольную волну.

1. Инверторы синусоидальной волны

Ваши местные коммунальные предприятия и генераторы вращающихся машин переменного тока производят синусоидальные волны, которые являются естественными продуктами вращающихся машин переменного тока.Самым большим преимуществом инвестиций в эти инверторы является то, что большая часть оборудования рассчитана на работу с синусоидальными волнами.

Это гарантирует, что оборудование, такое как микроволновые печи и двигатели, будет работать в полном соответствии со спецификациями. Есть также некоторые устройства, такие как диммеры, хлебопечки и некоторые зарядные устройства, которым для работы требуется синусоида. Именно эта возросшая потребность в синусоидальных инверторах и их применение делают их вдвое или более дорогими по сравнению с другими.

2. Модифицированная синусоида

Эти инверторы имеют прямоугольную форму волны с дополнительным шагом или двумя.Они могут хорошо работать с большинством оборудования, но снижают мощность или эффективность оборудования. Некоторое оборудование, такое как мотопомпы, вентиляторы и насосы холодильников, потребляют больше энергии от инвертора из-за низкого КПД.

Двигатели обычно потребляют на 20% больше энергии, потому что большинство модифицированных синусоидальных инверторов имеют более высокие частоты, которые двигатели не могут использовать. Вот почему вы можете заметить, что флуоресцентные лампы не такие яркие, как обычно, или услышите жужжание или раздражающие гудящие звуки.

Даже приборы с цифровыми часами и электронными таймерами не будут работать должным образом, потому что их время зависит от мощности.Поскольку модифицированные синусоидальные волны более шумные и грубые, чем чистые синусоидальные волны, часы либо работают быстрее, либо не работают вообще.

3. Прямоугольная волна

Это самые дешевые инверторы, которые безопасно запускают простые вещи, такие как инструменты с универсальными двигателями. Но в наши дни их не так часто можно увидеть, потому что у инверторов прямоугольной формы не так много приложений.

Струнные инверторы, оптимизаторы мощности и микроинверторы

Последнее обновление 21.12.2020

Если вы планируете установить систему солнечных панелей для своего дома, одно из ключевых решений, которые вам необходимо принять, – это тип инвертора, который нужно установить.Инверторы преобразуют электричество постоянного тока (DC), вырабатываемое вашими солнечными панелями, в электричество переменного тока, пригодного для использования. Учитывая сложную силовую электронику и программное обеспечение, инверторы жизненно важны для успеха вашей солнечной энергетической системы.

Преодоление инверторных технологий солнечных панелей: струнные инверторы, оптимизаторы мощности и микроинверторы

В настоящее время для вашей солнечной энергетической системы доступны три типа инверторов: инверторы серии (также известные как централизованные), системы оптимизации мощности (также известные как инверторы цепей + оптимизаторы мощности), микроинверторы и .Микроинверторы и оптимизаторы мощности часто вместе именуются «силовая электроника на уровне модуля» или MLPEs .

Струнные инверторы

на сегодняшний день являются наиболее распространенным вариантом во всем мире и составляют подавляющую часть мирового рынка инверторов, особенно для крупномасштабных систем. Тем не менее, технологии MLPE приобрели популярность и увеличили долю рынка за последние пять лет, поскольку их стоимость снизилась.

Ключевые выводы: струнные инверторы, микроинверторы и оптимизаторы мощности

• Инверторы преобразуют электричество постоянного тока, вырабатываемое вашими солнечными панелями, в электричество переменного тока, удобное для бытовых приборов.
• Три основных варианта инверторов, доступных для жилых и коммерческих солнечных установок, – это струнные инверторы, микроинверторы и системы оптимизации мощности.
• Исторически струнные инверторы чаще всего устанавливаются во всем мире.
• Микроинверторы и системы оптимизатора мощности обычно дороже, чем струнные инверторы.
• Микроинверторы и оптимизаторы мощности позволяют контролировать выработку электроэнергии каждой отдельной панелью.
  

Струнные инверторы

Инверторы серии

– это наиболее экономичный вариант инвертора, доступный в U.S. Традиционно компании по установке солнечных батарей обычно предлагали системы с инверторами струн, если ваша крыша имела ограниченное затемнение в течение дня и не обращалась в разные стороны (например, остроконечная крыша). Однако недавние обновления аппаратного и программного обеспечения от крупных производителей струнных инверторов теперь делают их применимыми в более широком наборе обстоятельств.

Как работают струнные инверторы

Ваши солнечные панели организованы в группы, соединенные «нитками», отсюда и их название. Несколько цепочек панелей могут быть подключены к одному инвертору , который преобразует электроэнергию постоянного тока, производимую панелями, в электроэнергию переменного тока, удобную для электроприборов.

Технология струнного инвертора используется уже несколько десятилетий. Это очень надежная, испытанная технология, хотя она может не подходить для определенных типов установок. Хотя современная солнечная технология позволяет отдельным панелям продолжать вырабатывать энергию, даже если часть панели затенена, без силовой электроники на уровне модуля струнные инверторы могут оптимизировать выходную мощность только на уровне струны, а не на уровне отдельной панели. Это означает, что струнные инверторные системы могут не подходить для домов, которые склонны к затемнению в течение дня.Однако простота установки и более низкая цена делают их привлекательными для многих домовладельцев и монтажников.

Одна из наиболее распространенных причин, по которым отдельные солнечные панели вырабатывают меньше энергии или вообще перестают вырабатывать энергию, – это затенение от близлежащих объектов. Если ваша крыша склонна к затенению в течение дня или в определенные сезоны, вы можете либо удалить источник тени (например, срубить дерево), либо установить панели там, где они не будут затеняться.

Оптимизаторы мощности

Оптимизаторы мощности

, тип силовой электроники на уровне модуля, предлагают многие из тех же преимуществ, что и микроинверторы (как показано ниже), но, как правило, немного дешевле.Оптимизаторы мощности часто считаются компромиссом между более дорогими микроинверторами и стандартным струнным инвертором.

Как работают оптимизаторы мощности

Как и микроинверторы, оптимизаторы мощности представляют собой устройства, расположенные на каждой панели. Однако вместо того, чтобы преобразовывать электричество постоянного тока в электричество переменного тока на площадке панели, они «кондиционируют» электричество постоянного тока и отправляют его в инвертор цепочки. В сценариях, когда ваша крыша затенена, оптимизация на уровне панели, обеспечиваемая оптимизаторами мощности, приводит к более высокой эффективности системы, чем использование только струнного инвертора.

Подобно микроинверторам, оптимизаторы мощности уменьшают влияние затемнения панели на производительность системы, а также обеспечивают мониторинг производительности на уровне панели. Системы, использующие оптимизаторы, часто более доступны, чем системы, использующие микроинверторы.

Микроинверторы

Микроинверторы

, еще одна форма силовой электроники модульного уровня, набирают популярность, особенно для солнечных систем в жилых домах. Микроинверторы, как правило, дороже, чем струнные инверторы или оптимизаторы мощности, однако недавнее снижение их стоимости сделало их более конкурентоспособным вариантом.

Как работают микроинверторы

Микроинверторы устанавливаются на каждую отдельную панель в солнечной энергетической системе. Они преобразуют электричество постоянного тока от ваших солнечных панелей в электричество переменного тока на вашей крыше, без необходимости в отдельном центральном инверторе. Во многих случаях микроинверторы монтируются на задней части самой солнечной панели, но они также могут быть установлены рядом с панелью на вашей стеллажной системе для солнечных батарей.

Микроинверторы

приводят MLPE к логическому завершению: в то время как оптимизаторы мощности собирают электроэнергию с ваших панелей и отправляют ее в центральный инвертор для преобразования постоянного тока в переменный, микроинверторы осуществляют преобразование постоянного тока в переменный прямо на каждой отдельной солнечной панели.В результате, как и в случае с системами оптимизатора мощности, микроинверторы также позволяют контролировать производительность отдельных солнечных панелей.

Как «умные модули» используют микроинверторы и оптимизаторы мощности

Производители микроинверторов и оптимизаторов мощности все чаще сотрудничают с производителями солнечных панелей для создания «умных модулей». Проще говоря, интеллектуальный модуль – это солнечная панель с уже интегрированным в нее оборудованием MLPE. Это упрощает установку и снижает трудозатраты монтажников.Многие крупнейшие мировые производители панелей теперь предлагают варианты интеллектуальных модулей, в том числе LG, Panasonic и SunPower.

Начните свое путешествие по солнечной энергии сегодня с EnergySage

EnergySage – это национальный онлайн-рынок солнечной энергии: когда вы регистрируете бесплатную учетную запись, мы связываем вас с солнечными компаниями в вашем районе, которые конкурируют за ваш бизнес с индивидуальными ценами на солнечную энергию, адаптированными к вашим потребностям. Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечной энергии, сделать покупки и инвестировать в нее.Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.

Какие бывают типы инверторов?

Создано 16 января 2018 г.

компанией Axium Solar

В зависимости от размера массива и приложения для вашей системы доступны четыре основных типа инверторных систем.

Микроинверторы. Микроинверторы – это небольшие инверторы, которые устанавливаются на задней панели каждой солнечной панели.Преимущества этого типа системы – лучшее управление потерями затенения и индивидуальный мониторинг солнечных панелей. У этой технологии есть надбавка, поэтому необходимо количественно оценить потери от затенения и сопоставить их с дополнительными затратами. Помимо более высоких затрат, микроинверторы также добавляют в систему больше точек потенциального отказа. Убедитесь, что вы понимаете гарантийную политику производителя и установщика, прежде чем вкладывать средства в эту технологию.

Струнные инверторы.Инверторы управляют множеством солнечных панелей, которые сгруппированы в цепочки. Струны – это солнечные панели, которые электрически соединены между собой последовательно. Инверторы струн экономичны и надежны, но могут не производить столько энергии в случае сильного затенения. Подрядчик по установке всегда должен выполнять исследование затенения, чтобы проверить, как будет работать струнный инвертор, и сопоставить это со значением потерянной энергии. Струнные инверторы являются предпочтительной технологией в Axium Solar из-за стоимости, производительности и надежности.

Оптимизаторы постоянного тока и струнные инверторы. В случае затенения другой вариант – гибридный оптимизатор постоянного тока и инвертор String. Оптимизаторы постоянного тока – это небольшие устройства, которые управляют 1 или 2 солнечными панелями одновременно и помогают им производить как можно больше энергии, не затрагивая соседние солнечные панели в цепочке. Без оптимизаторов напряжение на всей струне снижается, когда затеняется одна панель в струне. Оптимизаторы ограничивают потерю затемнения только затронутыми панелями.Еще одним преимуществом является контроль уровня панели, аналогичный системе микроинвертора. Как и в системе с микроинвертором, значение потери энергии из-за затенения необходимо сопоставить с дополнительными затратами и множественными точками отказа.

Центральные инверторы. Когда система вырастет примерно до 5 МВт или выше, пора подумать о центральном инверторе. Центральные инверторы – это большие инверторы высокой мощности, которые имеют не менее 1 МВт переменного тока или более и часто соединяются с повышающим трансформатором для повышения выходного переменного напряжения, чтобы энергия могла передаваться на большие расстояния.Таким образом, эти инверторы обычно используются в крупных наземных системах коммунального обслуживания.

Какие бывают типы солнечных инверторов и как они работают?

Инверторы – важная часть любой солнечной установки; они мозги системы. Хотя основная задача инвертора заключается в преобразовании энергии постоянного тока, вырабатываемой солнечной батареей, в полезную мощность переменного тока, его роль только расширяется. Инверторы обеспечивают мониторинг, поэтому установщики и владельцы могут видеть, как работает система.Инверторы также могут предоставлять диагностическую информацию, чтобы помочь обслуживающему персоналу выявлять и устранять проблемы в системе. Эти важные компоненты все чаще берут на себя функции принятия решений и управления, чтобы помочь повысить стабильность и эффективность сети. С ростом солнечной батареи + инверторы также берут на себя ответственность за управление батареями. Вот несколько различных типов солнечных инверторов.

Инвертор Delta String

Струнные инверторы
Солнечные панели устанавливаются рядами, каждая на «струне».Например, если у вас 25 панелей, у вас может быть 5 рядов по 5 панелей. К одному инвертору струн подключено несколько струн. Каждая цепочка передает энергию постоянного тока, которую производят солнечные панели, на инвертор цепочки, где она преобразуется в полезную мощность переменного тока, потребляемую в качестве электричества. В зависимости от размера установки у вас может быть несколько цепных инверторов, каждый из которых получает питание постоянного тока от нескольких цепочек.

Струнные инверторы

существуют уже давно и подходят для установки без проблем с затемнением и в которых панели расположены в одной плоскости, поэтому не обращены в разные стороны.Если в установке используются струнные инверторы, и даже одна панель затемнена в течение части дня, что снижает ее производительность, производительность каждой панели на струне снижается до уровня испытывающих трудности панелей. Хотя струнные инверторы не могут справиться с проблемами затенения, эта технология пользуется доверием и проверена, и они менее дороги, чем системы с микроинверторами. Струнные инверторы обычно используются в жилых и коммерческих помещениях. Кроме того, поскольку технология совершенствуется, позволяя струнным инверторам иметь большую плотность мощности при меньших размерах, струнные инверторы становятся популярной альтернативой центральным инверторам в небольших коммунальных установках мощностью менее 1 МВт.

Инверторы

String также могут работать в паре с оптимизаторами мощности, вариант, который набирает популярность. Оптимизаторы мощности представляют собой силовую электронику на уровне модуля, что означает, что они устанавливаются на уровне модуля, поэтому каждая солнечная панель имеет один. Некоторые производители панелей интегрируют свои продукты с оптимизаторами мощности и продают их как одно решение, известное как интеллектуальный модуль. Это может упростить установку. Оптимизаторы мощности способны смягчить эффекты затенения, которые не могут использовать только струнные инверторы. Они кондиционируют электричество постоянного тока перед тем, как отправить его в инвертор, что приводит к более высокой общей эффективности, чем при использовании одного только инвертора.Оптимизаторы мощности предлагают те же преимущества, что и микроинверторы, но, как правило, дешевле и поэтому могут быть хорошим вариантом между использованием строго струнных инверторов или микроинверторов.

Центральный преобразователь TMEIC

Центральные инверторы
Центральные инверторы похожи на цепные инверторы, но они намного больше и могут поддерживать большее количество цепочек панелей. Вместо цепочек, идущих непосредственно к инвертору, как в струнных моделях, струны соединяются вместе в общем блоке сумматора, который передает мощность постоянного тока на центральный инвертор, где она преобразуется в мощность переменного тока.Центральные инверторы требуют меньшего количества подключений компонентов, но требуют блока контактных площадок и сумматора. Они лучше всего подходят для крупных установок с постоянным производством по всему массиву.

Микроинвертор Darfon

Микроинверторы
Микроинверторы также становятся популярным выбором для жилых и коммерческих установок. Как и оптимизаторы мощности, микроинверторы представляют собой электронику на уровне модулей, поэтому по одному на каждой панели. Однако, в отличие от оптимизаторов мощности, которые не выполняют преобразование, микроинверторы преобразуют постоянный ток в переменный прямо на панели, и поэтому не требуют строкового инвертора.Кроме того, из-за преобразования на уровне панели, если одна или несколько панелей затенены или работают на более низком уровне, чем другие, производительность остальных панелей не будет поставлена ​​под угрозу. Микроинверторы также контролируют производительность каждой отдельной панели, в то время как инверторы струн показывают производительность каждой струны. Это делает микроинверторы удобными для установки с проблемами затемнения или с панелями на нескольких плоскостях, обращенными в разные стороны. Системы с микроинверторами могут быть более эффективными, но они часто стоят дороже, чем струнные инверторы.

Микроинверторы

также могут продаваться у производителей панелей, уже интегрированных в панель, аналогично интеллектуальным модулям, но вместо этого известны как модуль переменного тока. Это упрощает и удешевляет установку.

Инвертор / зарядное устройство Magnum Energy

Аккумуляторные инверторы / зарядные устройства
С ростом солнечной батареи + аккумуляторные инверторы / зарядные устройства становятся все более важными. Инверторы / зарядные устройства на аккумуляторных батареях по своей природе являются двунаправленными, включая как зарядное устройство, так и инвертор.Для работы им требуется аккумулятор. Инверторы / зарядные устройства на аккумуляторных батареях могут быть интерактивными, автономными или автономными, в зависимости от их рейтинга UL и конструкции. Основное преимущество инверторов / зарядных устройств заключается в том, что они обеспечивают непрерывную работу критических нагрузок независимо от наличия или состояния сети. UL1741 требует, чтобы источник электроэнергии, привязанный к сети, прекратил вырабатывать электроэнергию в случае отключения сети. Это отключение питания известно как «анти-островное», в отличие от «изолированного», которое определяется как выработка электроэнергии для обеспечения электропитания объекта в случае отключения сети.Следовательно, сетевые инверторы UL1741 не будут вырабатывать электроэнергию в случае отключения сети, поэтому пользователь столкнется с отключением независимо от наличия солнечной энергии. Аккумуляторные инверторы / зарядные устройства будут обеспечивать питание критических нагрузок в случае отключения сети, но будут делать это таким образом, чтобы не создавать условия изолирования. Кроме того, инверторы / зарядные устройства UL1741 могут быть классифицированы как интерактивные или автономные. Первые экспортируют избыточную мощность в сеть, а вторые – нет – по рейтингу и по определению.Во всех случаях инвертор / зарядное устройство на базе аккумулятора управляет энергией между массивом и сетью, сохраняя при этом батареи заряженными. Они контролируют состояние батареи и регулируют заряд батареи.

типов и приложений инверторов в энергосистеме

Инвертор

– это в основном простое электрическое устройство, которое преобразует постоянное напряжение в переменное. Существует множество применений инверторов, таких как использование инверторов в ИБП и преобразователях частоты для управления скоростью асинхронного двигателя.Но в этом уроке я расскажу вам об использовании инвертора в ИБП.

Почему и где используется инвертор?

мы используем аккумуляторы для хранения электроэнергии, чтобы использовать накопленную электроэнергию в случае отключения основного электроснабжения. Но проблема в том, что аккумуляторы хранят энергию в форме постоянного тока, бытовым приборам, которые мы чаще всего используем дома или в промышленности, требуется источник переменного тока. В этой проблеме мы используем ИНВЕРТОР, он используется для преобразования постоянного напряжения батареи в переменный ток, чтобы мы могли использовать накопленную энергию.Еще одна важная вещь – какой тип инвертора вы используете и насколько эффективно он преобразует постоянный ток в переменный, а также форму выходного напряжения. Я расскажу обо всем этом в своих следующих уроках по инверторам.

Выходная мощность батареи составляет 12 В постоянного тока, и это зависит от вашей батареи, используете ли вы батареи последовательно или параллельно. Я рассматриваю одну батарею, выходное напряжение которой составляет 12 В постоянного тока, а требуемое напряжение переменного тока для приборов составляет 220 В переменного тока и 50 Гц. Основное назначение инвертора – преобразование 12 В постоянного тока в 220 C переменного тока с частотой 50 Гц.

Типы инверторов, имеющихся на рынке:

В основном есть два типа инверторов в зависимости от выходной эффективности:

1) Инветеры на основе железного сердечника (минимальная эффективность и низкая цена)

2) инверторы с ферритовым сердечником (максимальная эффективность и дорогие)

На рынке доступны три типа инверторов в зависимости от формы выходного напряжения:

1) Преобразователь прямоугольной формы

2) модифицированный синусоидальный инвертор

3) синусоидальный инвертор