Инверторы и бесперебойники — FAQ

Вопросы и ответы по инверторам и блокам бесперебойного питания

Какую форму (синусоида, квазисинусоида, трапеция) должно иметь выходное напряжение из инвертора для питания электроники котла,компьютера и охранной сигнализации.

Для электроники обычно разницы нет, если на входе стоит импульсный выпрямитель.
Форма напряжения играет значение при питании электродвигателей (например, насосов) и трансформаторов.

Если питать несинусоидальным напряжением эти устройства, они теряют мощность и больше греются.

Электроника для котлов, как оказалось, также чувствительна к форме питающего напряжения и отказывается работать от несинусоидального напряжения. Поэтому, мы рекомендуем покупать только синусоидальные инверторы.

Что такое ИБП двойного преобразования?
Более подробно про различные типы ББП — в нашей статье «Типы блоков бесперебойного питания«.

Здесь укажем на один момент, который иногда приводит к путанице. В википедии под двойным преобразованием в ИБП понимается тип ИБП On-Line. Т.е. двойное преобразование понимается как 220->12/24/48->220.

В инверторах же под двойным преобразованием иногда понимается преобразование постоянного напряжения (например 12В) в переменное большой частоты для того, чтобы можно было использовать трансформатор меньшего размера для повышения его, например, до 300В, и вторым шагом довести его до выходного номинала нужной частоты.
Вот цитата отсюда

От этого описания появляется больше вопросов чем ответов. Итак, представьте, что какому-то наркоману все-же удалось сделать ИБП по представленной Вами схеме:
1) Нужен AC/DC преобразователь 220->12/24/36/48… Отлично, имеем понижающий ШИМ конвертер.
2) Вспоминаем, что у нас все-таки ИБП, а не медицинская техника, а значит, входное напряжение может быть 120-280В + КМ должен быть чуть лучше чем у «экономителей энергии Smart Boy» — нужен APFC. Уже два преобразования.
3) теперь весь этот набор трансформаторов и катушек должен на выходе иметь 220 синусоидальных вольт, а мощность нужна пару кВА — в лоб не выйдет — НЧ трансформатором не обойдешься — получится «первый советский процессор» с четырьмя ручками для переноски. Придется использовать ВЧ преобразование — плюс еще один DC/DC конвертор 12/24/36->310, и мостовой инвертор делающий из этого 220 переменных вольт.
Ура товагищи — у нас есть каноничный стабилизатор с четырьмя!!! преобразованиями (вместо двух). Подключаем на DC шину батарею аккумуляторов и… И тут выясняется, что в таком виде батареи долго не живут — ни контроля тока заряда, ни напряжения…

Теперь о том, как на самом деле устроены ИБП двойного преобразования — все намного проще:
DC-шина и шина АКБ — две разных вещи.

На входе стоит APFC выполняющий две функции — ККМ и стабилизацию выходного напряжения на уровне 310В в независимости от входного. Тут и проявляются все прелести ИБП двойного преобразования — нетребовательность к качеств входного напряжения.

На DC шине стоят емкости (об их назначении позже), а также к ней подключен инвертор, делающий из 310В DC 220В AC. Вот двойное преобразование и готово. Теперь бесперебойность — берем батарею аккумуляторов на 12/24/36… ставим DC/DC преобразователь 12/24/36->300В и при пропадании питания запускаем его (как видите он работает не всегда), а пока он запускается, нагрузка питается от тех самых конденсаторов.

Вот приблизительно так работают все современные ИБП двойного преобразования.

Нужна ли инверторам МАП гальваническая развязка для подключения компьютера?
Если компьютер питается от МАП Энергия, то USB порт в компьютере перегорает при подключении переходника USB → RS-232.
Чтобы этого не происходило, Микроарт рекомендует применять специальные переходники с гальванической развязкой.
Как выбрать напряжение для инвертора - 12, 24, 48 или 96В?

Напряжение в системе электроснабжения нужно выбирать исходя из следующих основных параметров:

  1. Мощность инвертора
  2. Емкость аккумуляторной батареи
  3. Наличие в системе потребителей постоянного тока на определенное напряжение

От мощности инвертора зависит потребляемый им ток при разных напряжениях. Желательно иметь минимальный ток на входе от инвертора. Это позволит использовать меньшее сечение проводов. По выбору сечения проводов для инвертора есть отдельная статья.

Емкость аккумуляторной батареи также определяет напряжение в системе. Максимальная мощность аккумуляторов на 12В — 260А*ч. Параллельно соединять рекомендуется не более 4 аккумуляторных батарей. Если в вашей системе требуется более 12 кВт*ч (т.е. 1000 А*ч на 12В), то нужно переходить на более высокое напряжение в системе или применять аккумуляторы на 2В, которые имеют единичную емкость до 3000 А*ч. Нужно иметь ввиду, что 2В аккумуляторы менее распространены и дороже за единицу емкости, чем 12В. Поэтому, в большинстве случаев, проще перейти на более высокое напряжение в системе.

Вследствие разброса параметров аккумуляторов, постепенно напряжение на разных аккумуляторах в цепочке может перестать быть одинаковым. Если это происходит, то дальнейший разбаланс идет по нарастающей, и разница в напряжении на 12 В аккумуляторах может достичь 1-2В. При такой разнице они аккумуляторы при заряда перезаряжаются, а другие недозаряжаются, что для свинцово-кислотных аккумуляторов плохо в обоих случаях.
Поэтому очень рекомендуется применять балансиры аккумуляторов, активные или хотя бы пассивные.  Активные балансиры поддерживают одинаковое напряжение как при заряде, так и при разряде аккумуляторов, пассивные — только при заряде. Такие балансиры очень сильно продлят срок службы аккумуляторных батарей в цепочке (в 3-4 раза). 

C другой стороны, большое количество аккумуляторов в цепочке приводит к появлению проблемы разбалансировки напряжений аккумуляторов. Такая проблема приводит к преждевременному выходу аккумуляторов из строя, потому что один из аккумуляторов в цепочке будет хронически недозаряжаться, а другой/другие — перезаряжаться. Поэтому, обычно не рекомендуется использовать напряжение в системе более 48В.

Мы рекомендуем следующие напряжения на стороне аккумуляторов в зависимости от мощности инвертора:

  • 12В — при мощности инвертора не более 1,5-2 кВт
  • 24В — при мощности инвертора не более 3-3,5 кВт
  • 48В — при мощности инвертора более 2-2,5 кВт. Единичная мощность серийно выпускаемых инверторов на напряжение 48В обычно не превышает 10 кВт.
  • При большей мощности нужно применять или несколько инверторов параллельно, или переходить на более высокое напряжение, например, 96В.

Следует учесть, однако, что почти все серийно выпускаемые инверторы и ББП имеют напряжение постоянного тока не более 48В. При больших напряжениях начинает сильно проявляться проблема с разбалансировкой напряжений на аккумуляторах в цепочке. Поэтому, производители инверторов посчитали, что 48В — это наибольшее оптимальное напряжение на аккумуляторах. Если вы выберете 96В, то будьте готовы к тому, что найти замену вашему инвертору будет непросто.

При напряжении более 12В желательно применять балансиры для аккумуляторов, т.е. устройства, выравнивающие напряжения на разных аккумуляторах в цепочке.

Если у вас есть потребители постоянного тока 12В, но рекомендованное напряжение в системе 24 или 48В, то гораздо правильнее использовать в системе преобразователи постоянного тока 24-12В или 48-12В. Современные преобразователи постоянного напряжения высокоэффективные и малогабаритные.

Каким образом можно получить синусоиду от инвертора с квази-синусоидой?

Никаким. Точнее, практически никаким. Для генерации синусоиды и квази-синусоиды используются различные алгоритмы и технические решения.
Поэтому, лучше сразу заказывать инвертор с синусоидальной формой напряжения.

В последнее время мы практически отказались от несинусоидальных инверторов. Цена синусоидальных сильно снизилась, есть модели недорогие и надежные. Поэтому, особого смысла экономить на покупке несинусоидального инвертора нет.

Эта статья прочитана 331 раз(а)!

Продолжить чтение

Google рекомендует

Реклама

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *