Cuvinte cheie: invertor DC/AC, forme de undă, selectare şi conectare, invertoare MeanWell®
Invertor sau / şi UPS. Invertorul DC/AC este un dispozitiv care preia puterea de curent continuu DC – polaritate constantă (de la baterie sau panou solar PV) şi o converteşte în putere de curent alternativ AC (pentru alimentarea echipamentelor electronice şi electrocasnice). UPS-ul include invertorul şi, uzual bateria (energia de rezervă) şi încărcătorul bateriei într-o singură unitate. UPS-urile pentru puteri mari au baterii externe. UPS-urile funcţionează în modul ‘standby’ monitorizând sursa principală de alimentare. În UPS, la sezizarea căderii alimentării principale se generează avertizarea de închidere a echipamentelor şi se comunică serial evenimentele operatorului uman.
Invertoarele nu au de obicei această comunicare, indicaţiile fiind doar pe panoul frontal.
Diferenţa dintre undă sinusoidală şi undă sinusoidală modificată.
Generatoarele AC dau o tensiune ondulatorie ce variază de la pozitiv la negativ. Acest lucru are avantaje în transmisia puterii pe distanţe lungi. Puterea AC din reţeaua publică este strict reglementată să fie o undă sinusoidală perfectă, pentru că undele sinusoidale radiază cea mai mică cantitate de energie radio în timpul transmisiei la distanţă.
Unda sinusoidală adevărată sau pură (True Sine Wave) o realizează seria de invertoare TS-200…TS-1500, TN-1500 MeanWell®.
Sunt în dezvoltare produse TS şi TN de 2200 / 3000 watt. Invertoarele ieftine dau putere AC comutând puterea DC, on şi off – rezultând o undă pătrată sau trapezoidală care conţine o mulţime de armonice perturbative şi nu se recomandă utilizarea lor. Unda sinusoidală modificată (Modified Sine Wave) o realizează seria A301 şi A302 -100…2500 MeanWell® simulând o undă sinusoidală în aspectele cele mai importante şi poate alimenta multe tipuri de aparate, fără perturbaţii radio.
• Pot lucra bine cu o undă sinusoidală modificată: încărcătoare de laptop, telefon mobil şi aparate foto, aparate cu motor de putere mică şi turaţie fixă, prăjitoare, cafetiere, cele mai multe aparate stereo, imprimante cu jet, frigidere mici, televizoare, aparate video, multe cuptoare cu microunde.
• Necesită alimentarea AC cu undă sinusoidală adevărată aparate precum: unele ceasuri digitale şi unele încărcătoare de baterii, variatoare de lumină, imprimante cu laser, unele gadget-uri care funcţionează cu baterii reîncărcate într-un adaptor de curent alternativ, încărcătoare şi scule de mână (care au o etichetă de avertizare) şi unele aparate stereo ieftine care au surse de energie ce nu pot elimina perturbaţiile de mod comun. La echipamentele medicale se recomandă numai invertoare cu undă sinusoidală adevărată, fabricate şi testate pentru aceste aplicaţii.
• Multimetrele sunt proiectate pentru a măsura şi indica corect valorile mediate (RMS) la tensiuni şi curenţi sinusoidali. La alte forme de undă, ele vor indica valori mai scăzute cu 5% … 20%.
Selectarea invertorului.
• Suma puterilor aparatelor indicată pe etichetele produselor, evaluată de UL (Nota: UL= Underwriters Laboratories Inc. evaluează produse, componente, materiale şi sisteme pentru conformitatea cu cerinţele specifice, şi permite produselor acceptate să poarte o marcă de certificare UL, cu condiţia ca acestea să rămână conforme cu standardele) se face iniţial şi se alege un invertor de putere mai mare, capabil să acopere curenţii de pornire a aparatelor. Unele aparate (ferăstraie de masă, frigidere, cuptoare cu microunde) cer curenţi de cel puţin 2 ori mai mari la pornire.
Capacitoarele mari din aparatele TV, rezistenţa mică în stare rece la aparatele de încălzire, inductanţele mari la motoare (centrale termice, frigidere mari, aer condiţionat), inductanţe din iluminatul fluorescent şi diverse transformatoare necesită o putere de pornire de 2…6 ori mai mare decât cea nominală.
De exemplu: un cuptor cu microunde, de 600w pe cutie, va avea 1200w pe eticheta din spate. Produsele stereo au puterea reală necesară alimentării indicată pe eticheta evaluată de către UL. Imprimanta laser necesită putere mare (are role încălzite), şi va descărca bateria rapid, chiar şi în modul ‘standby’. Imprimanta cu jet de cerneală, utilizează o cantitate foarte redusă de putere.
Pentru un sistem se evaluează necesarul maxim de putere pentru: calculator, display şi imprimantă. Atenţie! toate au consum în ‘standby’, deci invertorul continuă să consume energie din sursa DC.
Singurele dispozitive de alimentare care consumă în ‘standby’ foarte puţin (max. 0.5W) sunt din seria ‘green adaptor’. În rest, toate sursele de alimentare au consum propriu în aşteptarea reactivării sau cuplării unei sarcini, până la 10% -12% din totalul consumului.
• Bateria trebuie să furnizeze energie la suprasolicitări. O baterie externă trebuie aleasă să aibă o capacitate mare: Cbaterie (Ah) ≥ 5h × Pnominală invertor (w) : Ubaterie (V). La alimentarea de la bateria maşinii, motorul poate fi în funcţiune.
Trebuie avut în vedere că, folosind bateria cu motorul oprit, la descărcarea completă a bateriei nu mai poate fi pornit motorul.
• La aceeaşi putere, un invertor de 24Vdc/220Vac va avea nevoie de jumătate din curentul necesar unui invertor de 12Vdc.
Astfel, întregul sistem e mai eficient, iar invertorul va fi mai ieftin fiindcă tranzistorii de curent mare sunt scumpi. La tensiune mai mare, curenţii vor fi mai mici şi cablurile de legătură vor fi mai subţiri, deci mai ieftine.
Curentul cauzează încălzirea cablurilor, nu tensiunea. Acesta e motivul pentru care se folosesc mii de volţi în reţelele de transmisie a puterii.
• Cablurile trebuie să aibă secţiunea mare pentru a rezulta o rezistenţă mică, fiind recomandate cele din cupru. Cablul din aluminiu este mai ieftin şi mai uşor, dar are rezistenţa mai mare la o secţiune dată şi este mai dificil să se conecteze la invertor.
Trebuie asigurată tensiunea DC minimă la intrare pentru funcţionarea invertorului, evitând oprirea funcţionării acestuia datorită căderii de tensiune pe cabluri când se solicită putere maximă AC la ieşire.
• Consumul propriu mic în starea ‘standby’ a invertorului asigură ca bateria să nu se descarce rapid în lipsa unui consumator. Reîncărcarea bateriei se face cu un încărcător optimal PB300N12 MeanWell®.
• Trebuie încadrare în standarde de compatibilitate EMC (EN61000-4-2) şi de siguranţă în utilizare (UL458, EN60950-1). Se respectă condiţiile de mediu de lucru indicate în manualul de utilizare pentru a asigura răcirea adecvată mai ales la puteri mari. Conectarea la pământ a bornei ET (Earth Terminal) este obligatorie deoarece invertorul are la ieşire o tensiune potenţial letală.
• Eficienta invertoarelor variază între 85…95%, dar trebuie menţionat că în mod real un invertor cu undă sinusoidală modificată asigură cu 15…20% mai puţină energie decât unul cu undă pur sinusoidală, dacă are ca sarcină un motor.
Invertoarele MeanWell® sunt produse de calitate, conforme cu cerinţele de siguranţă şi de perturbaţii, având:
• Fiabilitate mare (peste 10ani);
• Eficienţă mare (85%…95%);
• Costuri funcţie de tipul de undă şi de puterea maximă;
• Gamă largă pentru aplicaţii variate.
Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
Tel.: 021 204 8100
Fax: 021 204 8130
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro