Автомобильный инвертор что это такое

220 вольт в автомобиле – все что нужно знать об инверторах

Лето – пора автопутешествий, и мы берем с собой в машину привычные домашние гаджеты, устройства и инструменты. Однако далеко не все из них можно зарядить от USB и прикуривателя – многие будут работать только от розетки 220 вольт… Для этого случая давно придуманы автомобильные инверторы – давайте разберемся, как они устроены, какими свойствами должны обладать и где пределы их возможностей.

Все больше электронных и электрических устройств, приборов и инструментов, прежде привязанных к розетке, становятся беспроводными. Однако окончательно беспроводной век еще не наступил, и огромный парк техники по-прежнему жестко зависим от питания или зарядки от электросети 220 вольт. Менять эту технику на более современную с целью приобрести возможность питать или заряжать ее в автомобиле нерационально и просто расточительно. И проблема необязательно распространяется лишь на устаревшее оборудование – к примеру, любой достаточно современный аккумуляторный инструмент (шуруповерт, «болгарка», лобзик, цепная пила и т. п.) штатно комплектуется сетевым зарядным устройством, но вот зарядник под гнездо автомобильного прикуривателя продается всегда опционально, стоит дорого, а в ассортименте многих брендов электроинструмента и вовсе отсутствует!

В подобных ситуациях поможет автомобильный инвертор – прибор, преобразующий постоянный ток 12 вольт в переменный, с напряжением 220 вольт и традиционной для квартиры двухгнездовой розеткой. В некоторых автомобилях такое устройство имеется штатно – оно интегрировано под обшивку, а розетка выведена наружу в салоне или в багажнике. Если же таковой опции нет, обзавестись преобразователем напряжения нетрудно. Давайте разберемся, какими бывают инверторы 12 вольт/220 вольт и каким должен быть правильный гаджет!

Розетка штатного инвертора в багажнике Toyota Land Cruiser

Розетка штатного инвертора в багажнике Volkswagen Tiguan

Внешний вид​

Собственно, две взаимосвязанные между собой характеристики – это мощность и форма корпуса. Маломощные преобразователи-инверторы могут быть оформлены в виде крупного «адаптера», вставляемого непосредственно в прикуриватель, или в виде цилиндра, диаметром, как у банки газировки для установки в подстаканник – с кабелем в тот же прикуриватель. Такой формат весьма удобен, но существенно ограничен по мощности – у первого варианта она обычно не превышает 70-100 ватт, у второго – 100-150 ватт (хотя анонсировано может быть и больше – в зависимости от наглости производителя!). Охлаждение у таких гаджетов обычно естественное, безвентиляторное. Корпуса – безопасные, пластиковые.

Более мощные инверторы выпускаются в виде прямоугольных алюминиевых корпусов с радиаторными ребрами и с вентиляторами продувки. Как правило, модели до 200 ватт мощности еще имеют шнур в прикуриватель (и иногда могут даже быть безвентиляторными), но более мощные уже идут с проводами-«крокодилами» для подключения напрямую к клеммам аккумулятора под капотом и с эффективной системой охлаждения продувкой. Уход от легкого подключения в прикуриватель к не слишком удобному и непригодному для использования в движении подключению «крокодилами» связан с тем, что предохранитель в цепи прикуривателя на большинстве машин не превышает номинал в 15 ампер. С таким потребляемым током инвертор не может выдавать более двухсот ватт во избежание перегорания предохранителя.

Еще более могучие модели преобразователей напряжения ограничены по мощности фактически только возможностями аккумулятора и генератора среднестатистического автомобиля. В продаже есть инверторы на мощность до 1,5-2 киловатт, и даже выше. Рассмотрим взаимосвязь мощности и возможностей более подробно!

Мощность и нагрузка

Не станем глубоко вникать в КПД таких преобразователей – он весьма высок и для простоты будем считать написанную на корпусе мощность равно относящейся и к питаемой нагрузке, и к потребляемому от аккумулятора автомобиля току.

От наиболее компактных устройств мощностью менее 100 ватт (к которым относятся и встроенные штатные инверторы) можно питать в лучшем случае зарядное устройство для ноутбука (да и то с не слишком мощной батареей), сетевой зарядник планшета, электробритву – если вы много времени проводите в авто, домашний фумигатор, чтобы выгнать перед ночевкой из салона комаров, и тому подобную слабосильную мелочевку.

У инверторов с мощностью 100-200 ватт ассортимент доступных питаемых устройств пошире, но не радикально. Практически никакой 220-вольтовый электроинструмент через инвертор с подключением в прикуриватель работать не сможет: самая хилая «болгарка» обычно требует не менее 400 ватт мощности, дрель – 300-350 ватт, и т. п. Дрель запустится, если нажимать на ее кнопку достаточно плавно, но при малейшей нагрузке от сверления на преобразователе сработает защита… С помощью инверторов с мощностью под 200 ватт можно запитать, к примеру, дешевенькую орбитальную (эксцентриковую) шлифмашинку – в принципе, это полезная возможность для желающих отполировать кузов, но не имеющих гаража с розеткой! Или мультифункциональный мини-гравер, позволяющий работать с небольшими сверлами, шарошками, борами, крошечными отрезными и шлифовальными кругами, что порой весьма выручает при ремонте автомобиля.

А вот инверторы на 400-500 ватт и выше уже существенно расширяют возможности автономности водителя. С их помощью можно включать в полевых условиях самый разный и относительно мощный электроинструмент – важно не забывать запускать мотор во избежание быстрой посадки аккумулятора. И помнить о главном – у многих мощных электроприборов (особенно с электродвигателями) кратковременный пусковой ток превышает рабочий ток в полтора-два раза. И инвертор должен быть на такой запас рассчитан!

Что же позволяют инверторы мощностью 800 ватт, 1000 ватт, 1500 ватт и выше? Можно подумать, что с ними автомобиль превращается в электростанцию, способную запитать здоровенную «болгарку» с 230-миллиметровым диском, небольшую тепловую пушку, полноценный пылесос и многое другое, но увы, это не так… Главный ограничивающий фактор – мощность генератора автомобиля! Даже если считать КПД преобразователя-инвертора за 100% (хотя и это не так), киловаттный инвертор при полной нагрузке потребует от бортсети автомобиля 70-80 ампер! Столь высокий ток невозможно безопасно и долговременно передавать через точечный контакт клемм-«крокодилов», да и многие генераторы при такой нагрузке будут работать на пределе, что совсем не полезно. Причем это касается не только генераторов с максимальным током отдачи 90 ампер, но и более мощных. С годами у запрессованных в мост выпрямительных диодов ухудшается теплопередача и повышается сопротивление в точке контакта, и на повышенных (однако не превышающих допустимый предел) токах начинается перегрев моста, и приближается выход его из строя.

Мощность потребителя, подключаемого к ЛЮБОМУ инвертору, всегда нужно выбирать как минимум на 25% меньше, чем предельное значение в ваттах, написанное на корпусе инвертора. А особо мощных преобразователей это касается даже в большей степени! Долговременно и надежно питать от инвертора-«киловаттника», подключенного к аккумулятору легкового автомобиля, можно в лучшем случае приборы и инструменты с мощностью 600-700 ватт – остальное закладывается на пиковые пусковые токи.

Защита от перегрузки

Очень важная характеристика любого инвертора – наличие качественной защиты от перегрузок по выходу. Подключение нагрузки с пусковым током выше номинального рабочего может спалить сам инвертор или как минимум выжечь предохранитель прикуривателя в блоке предохранителей машины. Хилая 400-ваттная болгарка под 115-й диск при включении на секунду берет ватт 500 и более, и даже маломощный зарядник для ноутбука с момента втыкания в розетку порождает кратковременный стартовый импульс высокого тока, сопровождающийся искрой и громким щелчком.

Дешевые инверторы для защиты от подключения слишком мощной нагрузки оснащаются простейшим плавким предохранителем, расположенным внутри штекера прикуривателя – менять его в случае перегорания муторно и не всегда возможно. Поэтому защита должна быть электронной и относительно «умной» – инвертору нужно кратковременно выдерживать пиковые перегрузки для запуска электроприборов и электроинструмента с высокими пусковыми токами, а при основательной перегрузке преобразователь выключается и с небольшой задержкой автоматически включается заново.

Вот только при покупке на Алиэкспресс (да и не только) тип защиты, алгоритм ее работы и адекватность срабатывания понять до приобретения достаточно сложно – описание не всегда отражает реальность, а отзывы неточны… Остается полагаться на лоты с большим количеством развернутых отзывов от людей, имеющих понимание в электрике, или просто надеяться на удачу…

Доработка инструмента для работы совместно с инвертором

Нередко бывает так, что ваш инвертор по заявленному току подходит для того устройства, которое планируется через него включать, но на деле постоянно вырубается из-за высокого пускового тока. Подобное частенько наблюдается при реализации такой распространенной прикладной задачи, как включение в полевых условиях «болгарки»… Если ваша «болгарка» или иной инструмент не имеет кнопки с зависимостью оборотов от степени нажатия, позволяющей запустить инструмент мягко, без броска тока, плавный пуск можно сделать своими руками. Для этого потребуется универсальный модуль для плавного пуска, который можно приобрести и легко за десять минут встроить практически в любое устройство. Выглядит такой модуль как крошечная коробочка с двумя проводами, и включается она в разрыв любого из двух проводов питания электроприбора – внутри корпуса или даже снаружи, на выносе! В сам инвертор ее, кстати, тоже можно встроить.

Опасен ли инвертор?​

Увы, 220 вольт в инверторе столь же опасны, как и 220 вольт в домашней розетке. Преобразователь категорически нельзя брать и включать мокрыми руками, и, памятуя о тотальном китайско-безымянном происхождении большинства этих гаджетов, весьма желательно проверить утечку тока на корпус, если в вашей модели он металлический. Подключите к свежекупленному инвертору мультиметр в режиме вольтметра переменного тока: поочередно к каждому из выходных гнезд и к корпусу – напряжения на щупах тестера быть не должно!

Источник

Выбор инвертора (преобразователя напряжения)

Инвертором называют устройство, преобразующее постоянный ток в переменный, меняя при этом величину напряжения.

Инверторы, преобразующие 12 В или 24 В в 220 В, становятся все востребованнее – ведь сфер применения этим приборам много:

И это еще не все ситуации, когда инвертор облегчит вам жизнь.

Если вы уже задумались о покупке такого прибора, то следует разобраться – какие виды преобразователей напряжения бывают, и как подобрать оптимальный вариант под ваши нужды, не переплачивая лишних денег.

Первое, с чем нужно определиться – зачем вам нужен инвертор?

Самые простые, миниатюрные и маломощные инверторы, подключаемые в машинах к прикуривателю, организуют «обычную розетку» для подключения прибора небольшой мощности – зарядки телефона или ноутбука, подзарядки фонарика. При этом не нужно будет возить с собой ворох проводов, для питания каждого из устройств от прикуривателя. Вы просто будете подключать родной провод в организованную розетку.

Через автомобильный прикуриватель не стоит подключать инвертор с нагрузкой выше 150 Вт – можно вывести из строя всю электропроводку автомобиля и нарваться на дорогостоящий ремонт. Потребителей выше 150 Вт следует подключать только напрямую к аккумулятору, через клеммы.

К таким преобразователям можно подключить уже более мощные приборы. Для уменьшения потерь КПД и надежности, подключение мощных инверторов к клеммам аккумулятора следует проводить не «крокодильчиками», которыми иногда комплектуется прибор, а медными клеммами, под винт. Сечение и длину проводов подключения выбирайте исходя из расчета потерь тока, а не по нагреву.

Следующее, на что стоит обратить внимание – форма тока, которую выдает инвертор. Это важный момент, так как он определяет, какое оборудование вы сможете подключить к инвертору. Есть два вида:

Но это не значит, что инвертор с модифицированным синусом использовать не рекомендуется. Он не окажет негативного влияния на качество работы ламп освещения, нагревательных приборов, оборудования с импульсными блоками питания (ноутбуки, телефоны), большинство телевизоров, электроинструмент с коллекторными двигателями (лобзики, дрели). Однако для обеспечения работы электроинструмента от инвертора лучше докупить устройство плавного пуска – чтобы пусковые токи не выходили за пределы допустимого.

При выборе инвертора обязательно нужно продумать, что вы хотите к нему подключать, и уже после этого решать – готовы вы платить за устройство с чистым синусом, или оптимальной покупкой для вас будет менее дорогое устройство с модифицированной синусоидой.

Все преобразователи напряжения обладают двумя характеристиками по мощности –постоянная мощность и пиковая мощность прибора. Нужно различать эти два параметра.

Постоянная мощность говорит о том, с какой нагрузкой сможет справляться инвертор в длительном режиме работы. В зависимости от потребностей, можно подобрать устройство как невысокой мощности от 60 до 1000 Вт, так и серьёзный агрегат с мощностью от 1000 Вт и выше, позволяющий организовать мини-электростанцию на выезде.

Постоянную мощность необходимо выбирать таким образом, чтобы оставался запас, хотя бы 20 % – ни одно устройство не будет работать хорошо на пределе своих возможностей, поэтому не экономьте на этом моменте. Также не следует забывать о возможностях аккумулятора, ведь его емкость ограничена.

Пиковая мощность определяет предельную кратковременную нагрузку – от 150 до 10000 Вт. К примеру, пусковой ток холодильника, подключаемого к инвертору, как правило, в несколько раз выше номинальной мощности – это следует учитывать. Если вы не рассчитаете мощность инвертора для покрытия пускового тока, то прибор-потребитель не сможет начать работать.

Если инвертор будет работать от аккумулятора не снятого, а работающего от генератора машины, помните, что ток нагрузки инвертора не должен превышать выдаваемого тока генератора.

На деле подбор подходящей мощности не так уж и сложен, рассмотрим пример.

Подключаемая нагрузка: холодильник (15 Вт), зарядка ноутбука (80 Вт), зарядка телефона (60 Вт). Здесь, конечно, следует учесть пусковой ток холодильника, превышающий номинальный в 3-4 раза. Получится, что в момент включения холодильник потребит (в худшем случае) до 60 Вт. В итоге имеем, что для означенной нагрузки нам хватит инвертора в 300 Вт.

Конечно, не все инверторы работают с высоким КПД, при расчете мощности следует плюсовать к нагрузке еще возможные потери в кабеле, в зажимах и прочее – но вцелом видно, что для обеспечения минимально необходимых нужд сильно мощный инвертор не нужен. В большинстве случаев для комфортного туризма хватит прибора мощностью до 600 – 700 Вт, то есть с суммарным током нагрузки около 50 А, что гораздо меньше тока стандартного генератора на современных машинах.

Другой расклад получается, если вы захотите использовать инвертор для подключения электроинструмента – лобзиков, дрелей и др. Здесь уже целесообразно использование мощных инверторов – от 1 кВт и выше.

Преобразователи напряжения бывают различного уровня входного напряжения. Устройства до 2,5-3 кВт как правило работают от входного напряжения 12 В. Более мощные устройства, рассчитанные на выдачу нескольких киловатт, выпускаются на более высокие уровни напряжения – 24 и 48 В. Поэтому, выбирая инвертор, обратите внимание не только на мощность, но и на параметры входного напряжения:

Практически все инверторы оборудованы теми или иными видами защит, которые следят за параметрами работы, и помогают избежать критических ситуаций, действуя на отключение или звуковой сигнал:

Для подключения нагрузки у преобразователей напряжения могут быть предусмотрены различные выходы:

Устройство с необходимыми вам типами и количеством выходов выбирайте исходя из того, какое оборудование нужно подключить. Выходы постоянного тока с уровнем напряжения 12 – 28 В понадобятся для подключения специального автооборудования: магнитол, ТВ-приемников, подогрева сидений, автохолодильников). USB-порты пригодятся для подзарядки мобильных устройств. Выходы в виде розеток потребуются для «универсального» подключения электроприборов. При этом типы розеток могут быть различны:

Также встречаются преобразователи напряжения, не рассчитанные на подключение потребителя 220 В, и преобразующие 24 В в 12 В и 12 В в 24 В – у таких устройств розеток нет.

Инверторы выпускаются в корпусах из различных материалов:

С точки зрения пассивного охлаждения лучше всего инверторы в алюминиевом корпусе – он обеспечивает максимальный отвод тепла. Но для инверторов с активным охлаждением (вентилятором в корпусе), где проблема отвода тепла решена, лучшим вариантом будет корпус из стали – как более прочный. Комбинированные корпуса из алюминия+пластик или стали+пластик тоже хороший вариант, а вот корпус из одного пластика допустим только для маломощного прибора.

Устанавливать любой инвертор в машине необходимо так, чтобы обеспечивалось его охлаждение, то есть он не должен быть закрыт. Засунуть работающий инвертор в бардачок или в кейс – не лучший вариант.

В недорогом ценовом сегменте до 1400 рублей вы найдете инверторы небольшой мощности – до 200 Вт, с модифицированной синусоидой, рассчитанные на подключение к прикуривателю и питание мелких приборов.

В среднем ценовом сегменте от 1400 до 5000 рублей уже встретятся приборы помощнее – до 800 Вт, рассчитанные по большей части на подключение к аккумулятору, но все с той же модифицированной синусоидой.

В дорогом ценовом сегменте от 5000 и выше можно найти приборы как с чистым синусом, так и с модифицированным, но высокой мощности – до 5000 Вт.

Можно подвести итог: при выборе инвертора, не гонитесь за высокой мощностью прибора, т.к. все остальное оборудование может не вывезти такую нагрузку. Лучше обратите внимание на качество сборки, комплектующие и материалы. Стоить хороший качественный прибор даже средней мощности не будет дешево. Для некоторых видов оборудования подойдет инвертор только с чистым синусом на выходе. Не поленитесь рассчитать нагрузку перед подключением – и у вас не будет неприятных сюрпризов в последствии.

Источник

Как выбрать автомобильный инвертор

Выезжая за город или даже просто выходя из дома –, мы лишаемся привычного доступа к электричеству. Здесь невозможно зарядить ноутбук или телефон, некуда подключить электроинструмент или простейшую бытовую технику. А если у нас семейный отдых на природе, то отсутствие электричества вдвойне критично.

Единственным доступным источником электроэнергии для нас остается автомобиль. Но так как приборы не могут работать от бортового напряжения, то нужно устройство преобразующее его в привычные нам 220В – автомобильный инвертор.

При верном подборе инвертор не окажет негативного влияния на ваш автомобиль, обеспечивая комфорт и уют в дали от благ цивилизации.

Что такое инвертор?

Инвертор – широко применимый термин. В основном он ассоциируется с двумя определениями: электродуговой сваркой – сварочный инвертор и с преобразователем напряжения – автомобильным инвертором.

Нас как раз интересует именно автомобильный инвертор. Однако его использование одними автомобилями не ограничивается. Его можно подключить практически к любому источнику постоянного тока. Приставка «автомобильный» закрепилась за ними из-за применения в основном в сочетании с автомобильными аккумуляторами. А вот термин «инвертор» применяется из-за наличия функции преобразования тока одного рода – постоянного, в другой – переменный. При этом он еще и увеличивает напряжение на выходе.

На основе выше сказанного наиболее верным определением будет такое:

Автомобильный инвертор – электронное устройство преобразующее постоянный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения.

Также часто автомобильный инвертор называют: инвертор напряжения, преобразователь напряжения, DC-AC преобразователь и другие.

Устройство инвертора

Из-за того, что преобразовать постоянный ток (DC) в переменный (AC) намного сложнее чем переменный ток в постоянный, инвертор представляет собой достаточно сложное устройство.

Выбор мощности инвертора

Выбор мощности автомобильного инвертора один из важнейших шагов.

Теперь давайте разбираться по каждому пункту по отдельности.

Суммарная расчетная мощность потребителей

Для определения суммарной расчетной мощности стоит знать активную мощность потребителей, подключаемых через инвертор.

Если найдена только полная мощность, то рядом ищем значение коэффициента мощности потребителя. Он обозначается как «cosϕ». Если его определить не удается, то следует найти похожее оборудование и взять значение коэффициента оттуда.

Зная полную мощность и коэффициент мощности потребителя можно определить активную мощность. Для этого воспользуемся следующей формулой:

где P – активная мощность, Вт;
S – полная мощность, В⋅А;
cosϕ – коэффициент мощности.

Теперь у нас два пути определения суммарной расчетной мощности, которые напрямую зависят от целей использования инвертора.

Инвертор для редкого использования

Если инвертор нужен для не частого использования, например, для поездок на природу, зарядки ноутбука или других маломощных устройств, в таком случае суммарная расчетная мощность определяется по сумме мощностей всех одновременно используемых потребителей:

Ориентировочные значения мощности потребителей, можно найти в таблице ниже.

Ниже сравним несколько понижающих преобразователей.

Инвертор для постоянного использования

Если инвертор нужен для питания бытовых потребителей дома, дачи или кемпинга, то здесь нужно учитывать не только мощность потребителей, но и коэффициенты спроса и использования потребителей:

ΣPр = P1*Кс1*Ки1 + P2*Кс2*Ки2 + … + Pn*Ксn*Киn.

где Ки и Кс – коэффициенты использования и спроса, соответственно.

Ориентировочные значения мощности, коэффициентов использования и спроса бытовых потребителей можно найти в таблице ниже.

Режим работы потребителей

Большинство потребителей работают в нормальном режиме, настроенном производителем. То есть их потребляемая мощность практически не меняется во времени.

Однако некоторые могут менять свою мощность в процессе работы, это: мясорубки, электроинструменты и т.п. Для такого преобразователя нужно принимать завышенную в 1,5-2 раза мощность потребления.

Также нужно учитывать, что потребители с электродвигателями, в момент включения, также создают повышенную нагрузку. При этом за счет большой инертности ротора запуск и выход на рабочий режим у них достаточно длительный. А чем крупнее и мощнее двигатель – тем дольше это время. И как следствие дольше воздействие перегрузки на инвертор.

Для таких потребителей также принято завышать мощность – в 2-6 раз выше номинальной.

Схема подключения автомобильного инвертора

Емкость аккумулятора

Емкость аккумулятора учитывают если мы хотим сохранить его для длительной эксплуатации. При слишком интенсивном разряде срок службы аккумуляторов значительно сокращается. И через 2-4 цикла использования он выйдет из строя.

Обычно производители рекомендуют интенсивность разряда не более 1С (где С – емкость аккумулятора).

Например, для аккумуляторов ёмкостью 60А*ч (ампер-час) ток разряда не должен превышать 60А, что соответствует мощности 60А*12В = 720Вт. Соответственно мощность нагрузки не должна превышать этого значения.

Мощность генератора автомобиля

Чаще всего автомобильный инвертор используется с заведённым автомобилем, а это означает, что у нас есть другой источник постоянного тока с совершенно отличными, от аккумулятора характеристиками.

Автомобильный генератор вырабатывает напряжение 13,8-14.2В (для 12В бортовой сети автомобиля) с током 80-230А. Для среднего автомобиля мощность генератора составит 14В*120А = 1680Вт. В этом случае наиболее подходящим станет инвертор в 1500Вт.

Мы не рекомендуем превышать мощность генератора, так как это может негативно сказаться на оборудовании и бортовой сети автомобиля.

Работа от прикуривателя

Большинство инверторов комплектуются переходниками для подключения к бортовой сети через прикуриватель. Однако один из важнейших моментов, про которые забывают – рабочие токи автомобильного прикуривателя. При не верном подборе рабочей мощности в лучшем случае перегорит предохранитель, в худшем – случится возгорание электропроводки автомобиля.

Нужно помнить, что прикуриватель допускает токи до 10А, а в некоторых моделях автомобилей – до 15А. Это значит, к прикуривателю нельзя подключать нагрузку более 100-150Вт.

Это не означает, что в прикуриватель нельзя подключать инвертор большей мощности. Можно подключать инверторы 200Вт, 300Вт и большей мощности, однако суммарная мощность потребителей, подключенных к самому инвертору должна быть выше 100-150Вт.

Режим работы инвертора

У инверторов можно выделить три режима работы: длительный, перегрузка и пусковой режим. Каждый из них характеризуется длительностью работы и мощностью.

Длительный режим характеризуется номинальной мощностью – той, которую инвертор может выдавать продолжительное время без нарушений в работе.

Режим перегрузки. Это кратковременный режим, при котором допускается нагрузка на инвертор на 20-30% выше от номинальной мощности, и продолжительностью не более 30 минут. В этом режиме через инвертор проходят повышенные токи вызывая перегрев и ускоренный износ всех элементов.

Пусковой режим характеризуется пиковой или максимальной нагрузкой. В этом режиме на инвертор допускается двукратная, от номинальной нагрузка, продолжительностью не более нескольких долей секунды.

Чаще всего производитель указывает всего две мощности: номинальную и пиковую мощность.

График зависимости КПД инвертора от нагрузки

Если мы посмотрим на график зависимости коэффициента полезного действия (КПД) от мощности нагрузки, то увидим, что эта зависимость нелинейная. По графику видно, что мощность перегрузки (Рмах) примерно на 25% выше номинальной (Рном). А сам график, в правой части, ограничивается пиковой – примерно двукратной от номинальной мощности (Рпик = 2*Рном). В левой части график ограничен минимальной мощностью (Рмин).

Здесь стоит отметить, что не максимальный КПД определяет номинальную мощность инвертора, а рабочие параметры его элементов. Поэтому по графику мы видим, что КПД при Рном меньше максимального, и максимум находится примерно при 30% нагрузке инвертора.

Условно рабочий режим автомобильного инвертора ограничен минимальным КПД, примерно в 80%. При снижении нагрузки менее Рмин, происходит резкое падение КПД и увеличение доли собственных потерь инвертора.

Но почему же нельзя использовать инвертор во всем диапазоне до Рпик, ведь при увеличении нагрузки выше номинальной КПД падает достаточно плавно? А все потому, что здесь сильное влияние оказывает тепловыделение элементов инвертора. С ростом нагрузки – увеличиваются протекающие через элементы токи и как следствие происходит увеличение потерь, что как раз проявляется в перегреве элементов инвертора.

В действительности это участок все же используется, но только на максимально краткие промежутки времени – доли секунды. Такие моменты возникают в процессе включения или отключения. Это и есть – пусковой режим.

Выбор напряжения инвертора

Как и любые преобразователи напряжения – инверторы характеризуются входным и выходным номинальными напряжениями.

Производители предлагают нам широкий выбор номиналов входных напряжений, а именно 12В и 24В. Но также существуют и инверторы с входным напряжением на 36В, 48В и даже 60В, однако такие напряжения используются либо для питания инверторов от блока аккумуляторов (3-5 шт.) либо их использования совместно с солнечными панелями.

Выходное напряжение автомобильного инвертора подбирается под номинальное напряжение, используемое потребителем. Обычно это принятое стандартом сетевое напряжение в стране. Например, для Канады, США, Центральной Америки и Японии сетевое напряжение составляет 110В или 120В, а для остальных стран, в том числе и для России – 220В, 230В или 240В.

Также такой показатель инвертора как отклонение номинального напряжения. Его значение указывается в процентах, например, «230V±10%». У лучших инверторов отклонение напряжения не превышает 5%.

Частота инвертора

Частота сети влияет не на все бытовые приборы. Для многих, не обладающих электронными компонентами приборов, она не важна. Однако электродвигатели и вся электроника очень чувствительна к частоте тока. Неверно подобранная частота инвертора приводит к нестабильной работе или отказу автоматики и электроники, а также изменению скорости вращения или не запуску электродвигателей.

Поэтому выбирая рабочую частоту инвертора нужно опираться на значения, рекомендованные производителем техники. Как и напряжение, номинальные значения частоты, устанавливается государственным стандартом в каждой стране. В большинстве стран, том числе и в России, сетевая частота тока равна 50 Гц. Однако некоторые страны используют частоту в 60 Гц. Это учитывается если планируется использовать зарубежную технику.

Также нужно обращать внимание на отклонение частоты. Оно измеряется в герцах и указывается в техническом паспорте инвертора, например, «50±3Hz». Для ответственных потребителей лучше подбирать инвертор с минимальным показателем отклонения частоты.

Синусоида инвертора

У современных инверторов можно выделить две формы синусоидальной волны: модифицированная и чистая волна.

Модифицированная синусоидальная волна (Modified Sine Wave) имеет ступенчатую или близкую к ней форму. Некоторые модели инверторов, могут иметь более сложную форму волны. Но общее, что объединяет их – резкое изменение амплитуды волны.

Инверторы с чистой синусоидальной волной (Pure Sine Wave) имеют дополнительные блоки фильтрации сглаживающие выходное напряжение. Поэтому их форма выходного напряжения близка к настоящей синусоиде.

а) модифицированная синусоидальная волна, б) чистая синусоидальная волна

Чувствительность инвертора

Учитывать форму выдаваемого инвертором напряжения важно в первую очередь потому, что некоторые потребители чувствительны к ней.

Если потребители не чувствительны или малочувствительны к форме синусоиды, то вполне подойдут инверторы с модифицированной синусоидой, как например SUREDOM YSCZ-1000W. В противном случае лучше выбрать инвертор с чистой синусоидой, например SUREDOM CZXB-1000W.

а) Инвертор SUREDOM YSCZ-1000W с модифицированной синусоидальной волной, б) Инвертор SUREDOM CZXB-1000W с чистой синусоидальной волной.

Также стоит также обратить внимание на такой показатель инвертора как коэффициент нелинейных (или гармонических) искажений (КНИ или THD). Он показывает уровень искажения и синусоидальности выходного напряжения. Большинство инверторов выпускаются с КНИ в 5%. Однако инверторы с чистой синусоидой имеют более качественные выходные фильтры, что позволяет достигать значений КНИ в 3%.

КПД инвертора

Если мы вспомним как зависит КПД от мощности, то обратим внимание, что выделить на нем конкретное значение сложно.

Тогда какой коэффициент полезного действия указывается на инверторе: минимальный, номинальный или максимальный?

На самом деле это уже решает сам производитель инверторов.

Минимальный КПД обычно не указывают, так как это не привлекательно, с коммерческой точки зрения. Поэтому обычно это либо максимальный КПД инвертора, либо КПД при номинальной мощности.

В первом случае производители указывают конкретное значение, например, «90%», а во втором указывается диапазон, например, «> 85%» (более 85%). Но в любом случае все современные инверторы имеют КПД не менее 80%, что уже достаточно хороший показатель.

Защита инвертора

Защита важный элемент любого прибора. Она предназначена не только для сохранности инвертора, но и в первую очередь для безопасности человека.

Если раньше наличие дополнительных защит в технике считалось удорожающим фактором, то в настоящее время дешевизна электронных компонентов позволяет применять все современные защиты независимо от уровня автомобильного инвертора.

Виды защит инверторов

Корпус инвертора

Корпус одна из немаловажных деталей любого инвертора.

Все современные добросовестные производители выпускают инверторы только в алюминиевых корпусах. Это обеспечивает жесткость конструкции и высокую ударопрочность. Также алюминиевый корпус инвертора позволяет эффективно отводить тепло, пожаробезопасен и стоек к коррозии.

Если вам попался инвертор в пластиковом корпусе, то мы не рекомендуем его приобретать. Скорее всего он «кустарного» производства, а его качество вызывает большие сомнения.

Система охлаждения инвертора

Размещение в инверторе вентиляторов охлаждения

Пассивное охлаждение применяется в установках мощностью до 300-500 Вт. В такой системе нет принудительного охлаждения, а тепло от элементов инвертора отводится за счет естественной циркуляции воздуха.

В активной системе охлаждения применяются 1 или 2 вентилятора продувающих воздух сквозь весь инвертор. В таких системах вентилятор включается сразу, при подаче питания на вход инвертора.

Интеллектуальная система отличается от предыдущей наличием температурного датчика. Он отслеживает температуру основных элементов инвертора и включается при превышении порогового значения. Управление работой вентиляторов позволяет значительно экономить потребление на собственные нужды.

Дополнительный функционал инвертора

Светодиодные индикаторы устанавливаются для простейшей сигнализации режимов работы инвертора. Обычно их два: красный (сработала защита инвертора) и зеленый (инвертор работает в обычном режиме).

Часто инвертор имеет только один розеточный выход, но это не удобно, когда нужно включить два потребителя одновременно. Поэтому некоторые инверторы конструируются с двумя розеточными AC-выходами.

Им обычно комплектуются инверторы средней и высокой стоимости. Чаще всего на экран выводятся значения выходного напряжения, тока и частоты.

Такой вход выполняют на инверторах, предназначенных для работы в качестве источника бесперебойного питания (ИБП). Такие инверторы автоматически подключают питание от аккумуляторной батареи при пропадании напряжения на AC-входе. Также в них встроена система контроля заряда аккумулятора.

Лицевая часть автомобильного инвертора

Источник