Dilmet-pro.ru

Стройка и Ремонт
40 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Инвертор реактивной мощности своими руками

Бытовой компенсатор реактивной мощности своими руками

В современном глобальном мире экономия энергоресурсов выходит на первое место по своей актуальности. Экономия энергии, в некоторых странах, активно поддерживается государством не только для крупных потребителей, но и для обычных обывателей. Что в свою очередь делает компенсатор реактивной мощности актуальным для домашнего применения.

Компенсация реактивной мощности:

Многие потребители, прочитав в интернете о компенсации реактивной мощности крупными заводами и фабриками тоже задумываются о компенсации реактивной составляющей у себя дома. Тем более что сейчас существует большой выбор компенсирующих устройств, применять которые можно в обыкновенном быту. О том, действительно ли существует возможность, несколько сэкономить на этом у вас дома, вы можете прочитать в этой статье. А мы рассмотрим, возможность сделать такой компенсатор своими руками.

Отвечу сразу – да, возможно. Более того, это не только дешевое, но и довольно простое устройство, однако для понимания принципа его работы нужно знать, что такое реактивная мощность.

С курса школьной физики, и азов электротехники многим из вас уже известно общие сведенья о реактивной мощности, поэтому следует перейти сразу к практической части, однако невозможно этого сделать, миновав нелюбимую всеми математику.

Итак, для начала выбора элементов компенсатора необходимо рассчитать реактивную мощность нагрузки:

Поскольку такие составляющие как напряжение и ток мы можем померять, то фазовый сдвиг мы можем замерять только с помощью осциллографа, а он есть не у всех, так что придется идти другим путем:

Поскольку мы используем самое примитивное устройство из самих конденсаторов, нам необходимо рассчитать их емкость:

Где f – частота сети, а ХС – реактивное сопротивление конденсатора, оно равно:

Конденсаторы подбираются по току, напряжению, емкости, мощности соответственно, отталкиваясь от ваших потребностей. Желательно чтобы количество конденсаторов было больше единицы, чтобы возможно было экспериментально подобрать наиболее подходящую емкость для нужного потребителя.

В целях безопасности компенсирующее устройство должно подключатся через плавкий предохранитель или автомат (на случай слишком большого зарядного тока или КЗ).

Поэтому рассчитаем ток плавкого предохранителя (плавкой вставки):

Где ів – ток плавкой вставки (предохранителя), А; n – количество конденсаторов в устройстве, штук; Qk– номинальная мощность однофазного конденсатора, кВАр; Uл – линейное напряжение, кВ (в нашем случае фазное без).

Если используем автомат:

После отключения компенсатора от сети на его зажимах будет напряжение, поэтому для быстрого разряда конденсаторов можно использовать резистор (лучше всего лампочку накаливания или неонку), подключив его параллельно устройству. Блок-схема и принципиальная схемы приведены ниже:

Блок-схема включения компенсатора реактивной мощности Продемонстрирую более наглядно

В отверстие номер один подключается потребитель, а в отверстие номер два подключается компенсатор.

Принципиальная схема компенсатора реактивной мощности Включение через предохранитель-автомат

Включается компенсирующее устройство всегда параллельно нагрузке. Данная хитрость уменьшает результирующий ток цепи, что уменьшает нагрев кабеля, соответственно к одной розетке может быть подключено большое количество потребителей или увеличена их мощность.

  1. Регулятор мощности для паяльникаПожалуй, каждый радиолюбитель задумывался о простом регуляторе мощности для своего.
  2. Блок питания с гасящим конденсаторомВполне естественно, что, как перед начинающим, так и перед опытным.
  3. Начинающим радиолюбителям, основные величины радиоэлектроникиВ этой статье приведены основные термины, правильное восприятие которых является.
  4. Перевод емкости конденсаторовКаждый радиолюбитель должен хоть не много, но разбираться в маркировке.
  5. Лазер своими рукамиМечта о маленьком карманном лазере стала реальностью с появлением и.

Приборы для экономии электроэнергии: миф или реальность?

Не так давно, на наших рынках, в интернете, в некоторых печатных изданиях и даже на телевидении, появилась реклама чудо-прибора, который, по словам рекламирующих, способен экономить до 30-35% электроэнергии. Что же это за прибор? Как он устроен? И неужели это правда, что он способен экономить столько энергии?

Примерно в одно время, в разных регионах, эти приборы появились под разными названиями. Вот примерные названия этих самых приборов: SberBox, smartBox , Energy Saver, Pover Saver, Saving-box, Powersave, Экономыч и т.д.

По словам производителей, и соответственно распространителей, прибор достаточно просто воткнуть в розетку, и он начинает работать, то есть, экономить наши кровные.

Стоимость данного девайса, в зависимости от региона распространения и «щедрости» продавцов, колебалась от 10$ до 70$. В самом простом исполнении, прибор рассчитан на 15 кВт нагрузки для однофазной сети, то есть на средний дом. Также существуют приборы и для трех фазных сетей. К примеру, такой прибор для экономии электроэнергии, рассчитанный для работы в трех фазной сети, на нагрузку до 48 кВт, имеет размеры с обыкновенную пачку от стирального порошка.

Первое знакомство с описанием этого устройства для экономии электроэнергии вызывает у электротехников восторг, смешанный с ощущением собственной некомпетентности. Прибор имеет солидный перечень возможностей, реализованных с помощью загадочных, патентованных технических новаций.

Специалистам трудно представить, как можно реализовать в одном приборе такие функции, как компенсация реактивной мощности, фильтрация помех, защита от перекоса фаз и ударов молнии. Революционная возможность преобразования реактивной электрической энергии в активную энергию вообще не имеет аналогов. Такая перспектива сразу приводит энергетиков промышленных предприятий в состояние экстаза.

Давайте внимательно присмотримся к чудесному изделию и подумаем, можно ли реализовать все заявленные характеристики в одном приборе. И не слишком ли мало за него запрашивают? Ведь автоматические конденсаторные установки сравнимой мощности стоят в 4-6 раз дороже.

Стабилизаторы для выравнивания перекоса напряжений в фазах тоже не дешевы. Фильтры гармоник, громоздкие изделия, содержащие большое количество железа и меди, низкой ценой тоже не страдают. Совмещение возможностей всех этих устройств в одном изделии – это действительно впечатляющее достижение.

Энергосберегающее устройство Smart Boy

В рекламных статьях приведены великолепные фотографии внешнего вида прибора, схемы подключения. А вот изображений устройств с открытым корпусом практически невозможно найти. И можно понять почему: вместо заявленных 5 блоков и модулей, таких как программируемый контроллер и управляющий (?) трансформатор, присутствует простейший, убогий набор деталей.

Итак, мы приобрели один из таких приборов, для того, чтобы попробовать разобраться с ним. Что же он из себя представляет. Это небольшая коробочка, напоминающая обыкновенное зарядное устройство, на передней панели находятся два светодиода.

Взяв на себя смелость, мы попробовали заглянуть внутрь этого чудо-прибора. Что мы увидели внутри? Внутри был диодный мостик, конденсатор неопределенной емкости и небольшой блок питания, от которого питались светодиоды. И …. собственно все. Самой дорогой деталью является стильный корпус с вилкой подключения к сети. Общая стоимость комплектующих вряд ли превышает 3-4 долларов, а самая дешевая модель уже продается за 40. О какой экономии электроэнергии можно говорить при такой схеме?

Как Smart Boy позволяет экономить электроэнергию

Так все-таки за счет чего происходит экономия электроэнергии при использовании такого типа энергосберегающих приборов? А вот тут придется окунуться немного в теорию, без этого никуда. Попробуем изложить все простым, понятным языком.

Итак, энергия бывает активная и реактивная. Останавливаться на высших гармониках, помехах в электросети, сдвигами по фазе и прочих премудростях, мы не станем, рассмотрим лишь то, с чем действительно можно столкнуться в реальной жизни, в бытовых, так сказать, условиях.

Обыкновенные бытовые потребители электричества, то есть, мы с вами, платим за потребление активной энергии. Большие предприятия оплачивают еще и реактивную энергию. Для этого у них установлены специальные счетчики, которые подсчитывают этот самый реактив.

На самом деле они, предприятия, не потребляют, они ее производят. То есть, оборудование с большой индуктивной составляющей, выделяет реактивную энергию, которая дополнительно нагружает сети. Для того чтобы «разгрузить» электрические сети от негативной нагрузки, существуют специальные устройства- Компенсаторы Реактивной Мощности, то есть КРМ.

Эти самые КРМы, достаточно громоздкие и сложные устройства, причем, они изначально рассчитываются под определенную нагрузку. А этот чудо-прибор, о котором собственно сейчас и идет речь, если и может что-то сэкономить, теоретически, то только при строго определенной нагрузке. А подсчитать эту самую нагрузку практически нереально.

Многие современные приборы уже изначально оснащены приборами для компенсирования реактивной составляющей. Так, к примеру, практически все компьютерные блоки питания оснащены Passive PFC, что позволяет сократить потребляемую энергию на 5-10 %. Но в данном случае, номиналы емкости, дросселя и прочего железа, очень тщательно подсчитывалось, что и позволило сократить потребление электричества.

Из всего, что было написано выше, можно сделать вывод, что компенсировать, что-либо в домашних, бытовых условиях — бессмысленно.

Но, справедливости ради, проведенные нами эксперименты на производстве, показали, что, при применении трехфазного статического КРМ, дало некоторые результаты. А именно, позволило стабилизировать перекос по фазам на 10-15 %, то есть, равномерно распределить нагрузку между фазами. Но это на производстве, где нагрузки были относительно постоянные. Так что, выводы делайте сами.

Читать еще:  Причины нагрева вилки в розетке и их устранение

Как чудо-прибор преобразует реактивную энергию в активную

Отдельно поговорим о преобразовании реактивной энергии в активную. Сейчас только энергосберегающее устройство Smart Boy декларирует подобную возможность. В электротехнике нет ни теоретических обоснований подобной возможности, ни практических реализаций устройств. Все попытки получить у дилеров более подробную техническую информацию об этой удивительной возможности оказались неудачными. Они или цитировали рекламные презентации, или ссылались на «ноу-хау» разработчиков.

Торжество современной техники или грандиозная афера?

То, что настораживает специалистов, совершенно непонятно остальному населению, далекому от электротехники. Ну, как можно устоять, когда на экране телевизора седоватый доктор технических наук (а доктор ли?) проникновенно описывает выгодность приобретения прибора, со скидкой для пенсионеров? Судя по размаху и длительности показа рекламных роликов, дела с продажами обстоят неплохо.

Из рекламы устройства для экономии электроэнергии Pover Saver

В заключение можно сказать, что, к сожалению, огромное количество людей, в том числе знакомых с электротехникой, оказались жертвами гигантской аферы под названием «Энергосберегатель Smart Boy» и подобных приборов для экономии электроэнергии. Нет у этих устройств никаких уникальных или революционных свойств, они абсолютно бесполезны в производстве и, тем более, в быту.

Ссылки на то, что изделия сертифицированы в странах СНГ (подразумевается, что потребительские свойства подтверждены серьезными организациями)- это просто лукавство, рассчитанное на незнание процедур сертификации. Проверка проводится только по показателям безопасности изделий, потребительские свойства вообще не рассматриваются. Другими словами: если вы приобрели горькую, как полынь, шоколадку, то она может быть абсолютно безопасна для вас, а вот на вкус – извините.

Инвертор реактивной мощности своими руками

Идея основана на том — что выложили теоретическую нерабочую модель — а за консультации хотим бабла. Не писал (и нах нада) — но чую.

1 — Дизель сказал — фуфломицин — поддерживаю

2 — Активная мощность по формуле U x I x cos(phi) может считаться, если в цепи нет нелинейных компонент, типо диодов, тиристоров, транзюков нах. Если есть — то интеграл от u x i.

3 — Тиристоры 7 и 8 приболее детальной рассмотрении (и моделянии) схемки были заменены на диоды. Похоже на выпрямитель с удвоением напряжения на С1 и С2.

4 — Тиристоры 9 и 10 — на IGBT, которые управляюЦЦо противофазно входной напруге. Вместо реальной схемы наваял В_оф_В с лимитером. Заработало.

5 — При изменении сопротивления нагрузки увидел — что ключи надо брать с Ю_обратное минимум 620в. Применение уродца КУ202 намекает о том — что реально схеммка не собиралась. Другим повторять не советую — будет много взрывов с выбрососм пламени. Кстати, КУ202 при подаче прямой напруги на У_электрод при отрицательной Ю_анод-катод неплохо проводит ток в обратном направлении. Не защелкиваеЦЦо — но горит капитально. Сам жменями их менял, пока не поставили Т122-25-8

6 — не замечено, чтобы энергетики в минуса проебались при нагрузках импульсников (телеки, дивидюки, компы, прочая пень-бень). Те-же конденсаторы после выпрямителей. И рассматриваемая схеММко при более детальном рассмотрении оказываеЦЦо такой

Много можно продолжить — но устал.

Вывод — хуета, фуфломицин, нерабочее, но сдобреное расчетами емкостей конденсаторов и площадей радиаторов. Чтобы увести в сторону (а при разводах всегда запудриваеЦЦо мозги потусторонним — чтобы увести от конкретного)

ЗЫ; перечитал, сумбурно — но прикинтье, во время заряда верхнего конденсатора открыт нижний выходной тиристор на нагрузку. При напряжении на нагрузке по рис. 2 ясен пень нижний тиристор будет еще открыт (а какого хера он закроеЦЦо??) — и в момент перехода входной напруги в минус (ну в помощь нижнему Т) — откроеЦЦо верхний. Зацените токи разряда верхнего С (ну 1000мкФ, 310в) через верхний Т на минусовую напругу через нижний Т

Сварочный инвертор(200 А) — резонансный мост с частотным регулированием.

Силовая часть с драйверами.



Резонансный мост – это одна из разновидностей двухтактных преобразователей инверторного типа. Во время первого такта открыты транзисторы (далее ключи)VT1 и VT2, во время второго – VT4 и VT5. Такты отличаются полярностью подачи высокого напряжения (приблизительно 300В) в резонансную цепочку, состоящую из конденсатора C17, сварочного трансформатора T1 и дросселя L1. Для безопасной работы ключей инвертора между тактами необходима пауза (DeadTime). В сварочном инверторе частота преобразователя должна быть такой, чтобы ёмкость С17, индуктивность L1 + индуктивность нагруженного на дугу трансформатора образовывали контур, в котором на этой частоте происходит резонанс напряжений. При этом мощность в нагрузке максимальна. При коротком замыкании в сварочной цепи этот резонанс уходит, как бы ограничивая ток короткого замыкания. Подстраивая частоту инвертора можно добиться максимальной мощности в дуге. С увеличением частоты ток в контуре начинает ограничиваться реактивным сопротивлением дросселя L1 и ток в дуге понижается. Таким образом, один раз настроив резонансную частоту (читай, частоту при которой в контуре с трансформатором, нагруженным на дугу, в дуге максимальная мощность) можно изменять значение сварочного тока, увеличивая частоту инвертора относительно резонансной.

При включении инвертора в сеть через пусковой резистор R1 и спаренный выпрямитель VD6-VD13 заряжаются ёмкости С3 и C4. Как только ёмкости зарядятся до напряжения 200-250В включиться реле K1, и своими контактами зашунтирует резистор R1. Ёмкости дозаряжаются до напряжения приблизительно 300 В. C этого момента высоковольтная часть инвертора готова к работе.

В своём сварочном инверторе для управления мощными IGBT-транзисторами, я применил специализированные драйверы фирмы IR. Драйверы верхних ключей получают питание от бустпретных ёмкостей С5 и C8. Эти ёмкости периодически подпитываются через диоды VD14 и VD19 в моменты открытия нижних ключей. Здесь верхними (условно) ключами называю те транзисторы, коллекторы которых соединены с плюсом силового питания 300 В. У нижних ключей эмиттеры соединены с минусом силового питания 300 В.

Для согласования ТТЛ уровней микроконтроллера с уровнями входов LIN и HIN драйверов (не менее 9 В) служат элементы R2, R9, VT3, VT6. Резисторы R8 и R14 обеспечивают неактивный режим драйверов во время “пусковой распутицы” микроконтроллера.

Удвоитель напряжения собран на элементах VD23, VD26, VD27, С15, C16, С11 и служит для облегчения зажигания дуги. Программой микроконтроллера непрерывно отслеживается состояние выхода сварочного инвертора. При коротком замыкании на выходе светодиод оптопары U1 потушен и на входе UOut будет высокий логический уровень. Для защиты от пробоя силовых элементов схемы неизбежными выбросами напряжения служат так называемые снабберы и сапрессоры VD17, VD18, VD22, VD28, С13, C14, R19, R21, а также ограничитель “раскачки” R20.

Ключи желательно припаять к медной подложке. О том как это сделать написано здесь.

Микроконтроллерный блок управления с блоком питания.


Прошивка микроконтроллера PIC16F628-20I/P

Мотая трансформатор нужно обеспечить хорошую межобмоточную изоляцию. В моей конструкции все обмотки намотаны медным проводом в лаковой изоляции диаметром 0,2 мм. При подключении трансформатора необходимо правильно соблюсти фазировку обмоток, иначе флайбэк работать не будет. Подборкой сопротивления резистора R1, добиваемся напряжения на выходе 12,5 В. Это напряжение используется для питания драйверов. Микроконтроллер получает питание через параметрический стабилизатор КР142ЕН5А.

Работа программы и настройка резонансной частоты.

Целью настройки резонансного моста является настройка резонансной частоты. Здесь и далее резонансной частотой буду называть ту частоту инвертора, при которой в дуге максимальная мощность.

При включении устройства в сеть светодиод потушен и звучит сигнал. Затем, если контакты термостатов замкнуты, запускается инвертор на резонансной частоте. Значение резонансной частоты считывается из нулевой ячейки EEPROM. При первом включении резонансная частота будет 30 кГц. Как только напряжение в сварочной цепи превысит 12 В (короткого замыкания нет) на проводе UOut возникнет низкий логический уровень и инвертор перейдёт в рабочий режим.

В рабочем режиме горит светодиод, звуковой сигнал выключен. Проверяется положение потенциометра. Вращение движка потенциометра приведёт к изменению рабочей частоты инвертора. Рабочая частота меняется ступенями (всего 17 положений) от резонансной (минимальной) до максимальной. Изменение рабочей частоты сопровождается коротким звуковым сигналом. При этом максимальному сварочному току соответствует минимальная частота (она же резонансная). Увеличение частоты приводит к уменьшению тока в дуге. Таким образом, вращая потенциометр можно регулировать ток в дуге.

При коротком замыкании в сварочной цепи и работе инвертора на частоте выше резонансной существует опасность “словить” резонанс в коротком замыкании. Вероятность, конечно мала, но стоит перестраховаться, поскольку резонанс в коротком замыкании – это верная смерть ключей инвертора! С целью защиты “от смерти” в рабочем режиме периодически проверяется логический уровень на выводе UOut детектора короткого замыкания в сварочной цепи. Если таковое имеется, то на входе UOut появится высокий логический уровень и инвертор начнёт работать на резонансной частоте независимо от положения движка потенциометра. При этом светодиод потушен. Если в течение 1 секунды не произойдёт повышения напряжения в сварочной цепи, то работа инвертора блокируется, и программа начнёт выполняться сначала. Так выполняется функция антизалипания электрода.

Читать еще:  Энергосберегающие лампы

Если во время работы произойдёт аварийное отключение одного из термостатов TS1 или TS2, то работа инвертора блокируется, включается прерывистый звуковой сигнал и начинает мигать светодиод. Как только температура понизится, и оба термостата будут включены, работа инвертора возобновиться.

Настройка резонансной частоты.

Перед подачей силового питания на ключи запускаем блок управления. Временно устанавливаем перемычку между проводом UOut и минусом. Осциллографом проверяем управляющие импульсы на затворах ключей. Там должны быть прямоугольные импульсы частотой 30 кГц. Если всё так и есть, включаем в сварочные провода мощный реостат сопротивлением 0,15 Ом (для токов 170-200 А) и шунтируем контакты реле. Подаём питание на блок управления. Силовое питание запитываем через ЛАТР. Поднимая напряжение на ЛАТРе, следим за увеличением напряжения на реостате. Если всё нормально, устанавливаем на ЛАТРе 80-120В и начинаем настройку.

Чтобы войти в режим изменения резонансной частоты необходимо нажать и удерживать обе кнопки до включения звукового сигнала. После отпускания кнопок, звуковой сигнал выключается, и светодиод начинает часто мигать, что свидетельствует о переходе в режим редактирования резонансной частоты. При этом инвертор начинает работать на резонансной частоте. Кликая кнопками изменяем частоту инвертора и добиваемся максимального напряжения на реостате. Если резонансная частота находится ниже 30 кГц, то увеличиваем немагнитный зазор в дросселе. Если резонансная частота выше 42 кГц, то зазор в дросселе следует уменьшить. Как только резонансная частота подстроена на максимальную мощность, можно произвести запись значения резонансной частоты в EEPROM. Для этого кликаем одновременно на обе кнопки. После продолжительного звукового сигнала произойдёт запись.

Восстанавливаем схему инвертора, удаляем перемычку с провода UOut, отключаем реостат. Включаем инвертор в сеть. Должно включиться реле и загореться светодиод. Потенциометром выставляем минимальную частоту (она же резонансная). Кратковременно нагружаем инвертор реостатом 0,15 Ом и замеряем на нём напряжение. Если это напряжение составляет 22-30 В, то можно Вас поздравить с успешной настройкой! Держак в руки и вперёд!

Если напряжение меньше 22 В, то нужно увеличить зазор в дросселе и повторить настройку сначала.

Выбор инвертора (ИБП) для водяного насоса

Запись дневника создана пользователем Андрей-АА, 04.04.18
Просмотров: 4.180, Комментариев: 11

Проблема:
Человек, видимо, не советуясь со специалистами купил водяной вибрационный насос Ручеёк (300 Вт), инвертор (ИБП) Энергия ПН-1000 (якобы 1000 Вт), подключил их друг к другу, покачал воду (40 минут!) и инвертор у него сгорел.
И теперь этот человек жалуется на плохое качество приборов.

Главная мысль:
Я бы не советовал не специалисту верить параметрам любых устройств, указанных даже в документации производителя. И не только из-за прямого обмана производителей. Просто некоторые параметры они не хотят публиковать, а не специалисты не могут анализировать то, что опубликовано.

Насос и его параметры:
Предположим, что мы имеем насос Ручеёк, к которому надо выбрать инвертор, для длительной прокачки воды при отсутствии сетевого напряжения.
В данном случае главным параметром для выбора является, казалось бы, мощность. Однако, тут всё не так просто.
Смотрим параметры насоса (документация приложена). Мощность указана — 300 Ватт. Также указан ток, потребляемый насосом — 3,4 Ампера. Но, если умножить 3,4 Ампера на 230В, то получим далеко не 300 Вт, а — 782 ВА (Вольт*Ампер).

Почему мощности не совпадают?
В документации на этот насос честно указаны оба параметра потребления, которые надо хорошо различать.
Активная мощность синусоидального потребителя тока это — напряжение, умноженное на ток и умноженные на косинус угла между ними (U*I*cosФи). Для насосов (индуктивная нагрузка), особенно вибрационных косинус угла очень маленький, поэтому активная мощность получается небольшая (300 Вт).
Полная же мощность складывается из активной и реактивной мощностей и равна корню из суммы их квадратов . Реактивная мощность вычисляется по формуле U*I*sinФи, а полная — путем банального умножения тока на напряжение.
Для простых и понятных расчетов производитель честно указал величину тока, потребляемого насосом — 3,4 Ампера, на основе которого и нужно вести расчеты.
Тогда полная потребляемая насосом мощность будет составлять 782 ВА (230 Вольт * 3,4 Ампера).

Теперь — параметры инвертора:
В документации инвертора Энергия ПН-1000 (документация приложена) указано:
Полная номинальная (рабочая) / максимальная (пороговая) мощность — 600/1000 ВА.
Это значит, что:
1. Мощность указана полная, т.к. — в Вольт-Амперах.
2. Номинальная мощность — 600 ВА (для длительной работы), а не 1000, как, вроде бы, видно из названия модели.

Почему сгорел инвертор:
Потому, что номинальная мощность насоса — 782 ВА, а номинальная (для длительной работы) мощность инвертора — всего 600 ВА.

Какой инвертор нужно брать для указанного насоса:
Если производитель нормальный, т.е., тот, которому можно доверять, то лично я бы взял инвертор мощностью не меньше 1000 ВА.
А если производитель — безродный («no name»), коих сейчас расплодилось много, то, к примеру, я такие вообще не использую, но если у кого-то есть желание поэкспериментировать, то лучше брать — с тройным запасом, т.е. — 2000 ВА.
Если ориентироваться на инверторы Энергия ПН, то лучше — ПН-2000 (1200 ВА). Если же бюджет сильно поджимает, то — ПН-1500 (900 ВА), но это — с повышенным риском, т.к. при повышенном напряжении в сети (даже в рамках допустимого) мощность насоса уже приблизится к предельной мощности инвертора.
Да, и, конечно же, для питания индуктивных нагрузок (насосы, электродвигатели) выходное напряжение инвертора должно быть «чистым синусом», а не модифицированным, или ещё каким-нибудь меандроподобным.

Примечание 1:
Одним их критериев безродности производителей является отсутствие многостраничной, качественной документации на устройство. Лично я никогда не использую никакие устройства при отсутствии качественной документации. Ну, кроме копеечных, конечно.
Также не помешают наличие техподдержки с ремонтной службой в вашем городе и гарантия на прибор хотя бы 1 год.

Примечание 2:
Похоже на то, что у этого инвертора (Энергия ПН-1000) не очень качественная защита от перегрузки. Так, что на неё не надо рассчитывать.
Лично я с некоторых пор не рассчитываю на защиты, а беру устройства с запасом по «всем» параметрам, а уж инверторы — так обязательно, ибо издыхаемость у них повышенная.

Примечание-3:
Ну, и при расчетах не забывайте, что нужно брать не 230 Вольт, а максимально возможное напряжение в Вашей сети (например, 253 Вольта — 230В + 10%).

Реактивная мощность

Главная цель при передаче электроэнергии – повышение эффективности работы сетей. Следовательно, необходимо уменьшение потерь. Основной причиной потерь является реактивная мощность, компенсация которой значительно повышает качество электроэнергии.

Батареи статических конденсаторов

Реактивная мощность вызывает ненужный нагрев проводов, перегружаются электроподстанции. Трансформаторная мощность и кабельные сечения вынужденно подвергаются завышениям, сетевое напряжение снижается.

Понятие о реактивной мощности

Для выяснения, что же такое реактивная мощность, надо определить другие возможные виды мощности. При существовании в контуре активной нагрузки (резистора) происходит потребление исключительно активной мощности, полностью расходуемой на энергопреобразование. Значит, можно сформулировать, что такое активная мощность, – та, при которой ток совершает эффективную работу.

На постоянном токе происходит потребление исключительно активной мощности, рассчитываемой соответственно формуле:

Измеряется в ваттах (Вт).

В электроцепях с переменным током при наличии активной и реактивной нагрузки мощностной показатель суммируется из двух составных частей: активной и реактивной мощности.

Реактивная нагрузка бывает двух видов:

  1. Емкостная (конденсаторы). Характеризуется фазовым опережением тока по сравнению с напряжением;
  2. Индуктивная (катушки). Характеризуется фазовым отставанием тока по отношению к напряжению.

Емкостная и индуктивная нагрузка

Если рассмотреть контур с переменным током и подсоединенной активной нагрузкой (обогреватели, чайники, лампочки с накаливающейся спиралью), ток и напряжение будут синфазными, а полная мощность, взятая в определенную временную отсечку, вычисляется путем перемножения показателей напряжения и тока.

Однако когда схема содержит реактивные компоненты, показатели напряжения и тока не будут синфазными, а будут различаться на определенную величину, определяемую углом сдвига «φ». Пользуясь простым языком, говорится, что реактивная нагрузка возвращает столько энергии в электроцепь, сколько потребляет. В результате получится, что для активной мощности потребления показатель будет нулевой. Одновременно по цепи протекает реактивный ток, не выполняющий никакую эффективную работу. Следовательно, потребляется реактивная мощность.

Реактивная мощность – часть энергии, которая позволяет устанавливать электромагнитные поля, требуемые оборудованием переменного тока.

Расчет реактивной мощности ведется по формуле:

Читать еще:  Соединение проводов опрессовкой

Q = U x I x sin φ.

В качестве единицы измерения реактивной мощности служит ВАр (вольтампер реактивный).

Выражение для активной мощности:

P = U x I x cos φ.

Треугольник мощностей

Взаимосвязь активной, реактивной и полной мощности для синусоидального тока переменных значений представляется геометрически тремя сторонами прямоугольного треугольника, называемого треугольником мощностей. Электроцепи переменного тока потребляют две разновидности энергии: активную мощность и реактивную. Кроме того, значение активной мощности никогда не является отрицательным, тогда как для реактивной энергии возможна либо положительная величина (при индуктивной нагрузке), либо отрицательная (при емкостной нагрузке).

Важно! Из треугольника мощностей видно, что всегда полезно снизить реактивную составляющую, чтобы повысить эффективность системы.

Полная мощность не находится как алгебраическая сумма активного и реактивного мощностного значения, это векторная сумма P и Q. Ее количественное значение вычисляется извлечением квадратного корня из суммы квадратов мощностных показателей: активного и реактивного. Измеряться полная мощность может в ВА (вольтампер) или производных от него: кВА, мВА.

Чтобы была рассчитана полная мощность, необходимо знать разность фаз между синусоидальными значениям U и I.

Коэффициент мощности

Пользуясь геометрически представленной векторной картиной, можно найти отношение сторон треугольника, соответствующих полезной и полной мощности, что будет равно косинусу фи или мощностному коэффициенту:

Данный коэффициент находит эффективность работы сети.

Количество потребляемых ватт – то же самое, что и количество потребляемых вольтампер при мощностном коэффициенте, равном 1 или 100%.

Важно! Полная мощность тем ближе к показателю активной, чем больше cos φ, или чем меньше угол сдвига синусоидальных величин тока и напряжения.

Если, к примеру, имеется катушка, для которой:

  • Р = 80 Вт;
  • Q = 130 ВАр;
  • тогда S = 152,6 BA как среднеквадратичный показатель;
  • cos φ = P/S = 0,52 или 52%

Можно сказать, что катушка требует 130 ВАр полной мощности для выполнения полезной работы 80 Вт.

Коррекция cos φ

Для коррекции cos φ применяется тот факт, что при емкостной и индуктивной нагрузке вектора реактивной энергии располагаются в противофазе. Так как большинство нагрузок является индуктивными, подключив емкость, можно добиться увеличения cos φ.

Принцип компенсации реактивной мощности

Главные потребители реактивной энергии:

  1. Трансформаторы. Представляют собой обмотки, имеющие индуктивную связь и посредством магнитных полей преобразуюшие токи и напряжения. Эти аппараты являются основным элементом электросетей, передающих электроэнергию. Особенно увеличиваются потери при работе на холостом ходу и при низкой нагрузке. Широко используются трансформаторы в производстве и в быту;
  2. Индукционные печи, в которых расплавляются металлы путем создания в них вихревых токов;
  3. Асинхронные двигатели. Крупнейший потребитель реактивной энергии. Вращающий момент в них создается посредством переменного магнитного поля статора;
  4. Преобразователи электроэнергии, такие как силовые выпрямители, используемые для питания контактной сети железнодорожного транспорта и другие.

Конденсаторные батареи подсоединяются на электроподстанциях для того, чтобы контролировать напряжение в пределах установленных уровней. Нагрузка меняется в течение дня с утренними и вечерними пиками, а также на протяжении недели, снижаясь в выходные, что изменяет показатели напряжения. Подключением и отключением конденсаторов варьируется его уровень. Это делается от руки и с помощью автоматики.

Как и где измеряют cos φ

Реактивная мощность проверяется по изменению cos φ специальным прибором – фазометром. Его шкала проградуирована в количественных значениях cos φ от нуля до единицы в индуктивном и емкостном секторе. Полностью скомпенсировать негативное влияние индуктивности не удастся, но возможно приближение к желаемому показателю – 0,95 в индуктивной зоне.

Фазометры применяются при работе с установками, способными повлиять на режим работы электросети через регулирование cos φ.

  1. Так как при финансовых расчетах за потребленную энергию учитывается и ее реактивная составляющая, то на производствах устанавливаются автоматические компенсаторы на конденсаторах, емкость которых может меняться. В сетях, как правило, используются статические конденсаторы;
  2. При регулировании cos φ у синхронных генераторов путем изменения возбуждающего тока необходимо его отслеживать визуально в ручных рабочих режимах;
  3. Синхронные компенсаторы, представляющие собой синхронные двигатели, работающие без нагрузки, в режиме перевозбуждения выдают в сеть энергию, которая компенсирует индуктивную составляющую. Для регулирования возбуждающего тока наблюдают за показаниями cos φ по фазометру.

Коррекция коэффициента мощности – одна из эффективнейших инвестиций для сокращения затрат на электроэнергию. Одновременно улучшается качество получаемой энергии.

Инвертор реактивной мощности своими руками

САМОДЕЛЬНЫЙ СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ

КАКИМ ЕМУ БЫТЬ

На этой странице будут собираться интерсные технологические и схемотехнические решения заводских и самодельных сварочных аппаратов.

Для разминки возьмем сварочный инвертор РЕСАНТА САИ 250 ПРОФ:

Выходные диоды ККМ STTH12R06D — 12 ампер, 600 вольт, корпус ТО-220 с металлическим фланцем, но у них время восстановления 12 nS, они реально быстрые, как раз подстать микросхеме, поскольку в даташнике на микросхему указывается минимальная рекомендуемая частота переключения 50 кГц, а типовая 120. 150 кГц. Это довольно приличные частоты и при проектировании печатной платы нужно уделить максимальное внимание влиянию соседних проводников друг на друга
Так же следует обратить внимание на выпрямительные диоды первичного напряжения. Используются диодные мосты работающие параллельно, но в паралель работают диоды именно из одной сборки, что гарантрует максимальную похожеть параметров диодов, следовательно через параллельные диоды будет протекать одинаковый ток, поскольку падение напряжения не N-P переходе будет тоже одинаковым.

Следующим довольно интересным было схемотехническое решение в сварочном аппарате ВД-160И У2 (ВД-200И У2)

Первое, что бросилось в глаза, так это то, что ребята реально хорошо знают транзисторную схемотехнику. Полноценной схемы найти не удалось, однако лично мне понравилось то, что было увидено. Сначала я увидел ЭТОТ файлик, затем порывшись в интернете нашел вот ЭТОТ файлик.
Первое, что бросилось в газа — ограничение тока на управляющем трансформаторе — использовать диоды для подавления выбросов это довольно оригинально (обведена голубым):

Так же используется довольно редкий способ удержания дуги при снижении тока, а именно добавлена дополнительная высоковольтная обмотка для облегчения поджига и удержания дуги. Я уже видел подобные решения, но в них использовались токоограничивающие резисторы на кучу ватт. Здесь же в качестве ограничителя тока выступает реактивное сопротивление L2, которе при слабых тока созадет маленькое падение напряжение на себе, а при больших ограничивает ток на столько, что диоды КД213 остаются целыми, т.е меньше 10 А. Таким образом значительно снижается выделяемое внутри сварочного аппратата тепло.

Для самодельного сварочного аппарата , работающего с аргоном нужен осцилятор. Впрочем осцилятор нужен и для плазмореза. Разумеется, что дугу можно поджечь и без него, касаясь электродом заготовки, но в момент касания односначно заточка электрода из вольфрама потеряет свою форму.
В сварочном аппарате РУСИЧ С-400 в качестве генератора высокого напряжения выспутает самовозбуждающийся электронный трансформатор и схема довольно знакома — подавляющее большинство электронных трансформаторов для низковольтных галогеновых ламп собраны именно по этой схеме:

В данном варианте используется по два параллельных транзистора для увеличения выходного тока. Тут сразу оговорюсь — у самого зачесалиь руки купить готовый трансформатор и перемотать под осцилятор, но я удержался. Для подобного трансформатора нужно довольно приличное окно, поскольку вторичная обмотка должна иметь межслойную изоляцию — выходное напряжение подобного трансформатора должно быть порядка 4-6 кВ, а это требует межслойной изоляции не только между первичкой и вторичкой, но и между слоями первички. Даже используя фторопластовую ленту толщина изоляции займет не мало места, а с учетом того, что слои вторичной обмотки не должны добигать то краев каркаса хотя бы 2-3 мм, то и толщина самой обмотки увеличивается. Следовательно использовать сердечники от электронного трансформатора для ламп весьма затруднительно — размер окна расчитан строго под то количество обмоток и их толщину, которая используетсяв данном трансформаторе — при серийном производстве использование сердечников с «запасом» довольно убыточно.

Зарядить конденсаторы первичного питания сварочного инвертора не так просто — напряжение приличное, емкость конденсаторов тоже, следовательно ток во время зарядки будет возникать огромный. Чаще всего для зарядки этих конденсаторов в сварочных инветорах используют токоограничивающие резисторы и термисторы. Я не не буду утверждать, что это схема заводского сварочного аппарата (СХЕМА ЗДЕСЬ), но автор не стал заморачитваться с резисторами, а просто поставил обычную лампу накаливания на 150 Вт. Тут же оговорка — обычная лампа довольно габаритна, поэтому желащим повторить подобное рекомендую использовать галогенку — она значительно меньше, да и трубку гораздо проще защитить от ударов, чем колбу обычной лампы:

Тут следует отметить, что реле софтстарта включается только тогда, когда на выходе инвертора появляется напряжение.

СТРАНИЦА БУДЕТ ДОПОЛНЯТЬСЯ ПО МЕРЕ ОБНАРУЖЕНИЯ
ИНТЕРЕСНЫХ РЕШЕНИЙ СВАРОЧНЫХ ИНВЕРТОРОВ

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector