Расчет мощности инвертора

Каталог

Резервное электроснабжение >> Полезная информация >> Статьи >> Расчет мощности инве… Содержание Основные характеристики инверторов, влияющие на выбор оборудования Процесс расчета номинальной и пиковой мощностей инвертора В этой статье вы узнаете, на какие характеристики преобразователей нужно обратить внимание и как рассчитать выходную мощность с инвертора. Основные характеристики инверторов, влияющие на выбор оборудования Форма напряжения. Одна из самых важных характеристик. Идеальный вариант — универсальный инвертор с «чистой синусоидой». К такому агрегату можно подключить любую технику, и она будет стабильно работать. Пиковая выходная мощность с инвертора. Эта характеристика показывает, какую максимальную нагрузку выдержит преобразователь. Значение нужно учитывать, если вы планируете подключать такие устройства, как компрессоры, насосы, холодильники, электродвигатели и другое оборудование, имеющее высокую стартовую мощность. Сила тока ЗУ (при наличии). Определяет, какую максимальную емкость будет восстанавливать зарядное устройство. Возможность работы со всеми типами АКБ. Разные аккумуляторные батареи заряжаются при определенных напряжениях. Номинальная мощность. От нее зависят количество и характеристики одновременно подведенных нагрузок. Кроме этого, нужно обратить внимание на возможность работы оборудования в автоматическом режиме. Такие функции, как сон и автоматическое переключение на наиболее оптимальный источник энергии, не только облегчают и упрощают процесс эксплуатации преобразователей, но и помогают сэкономить на оплате счетов за электричество. Далее мы покажем, как подобрать наиболее подходящее по мощности оборудование. Процесс расчета номинальной и пиковой мощностей инвертора Расчет мощности инвертора потребует построения специальной таблицы. В два столбца внесите список электроприборов и потребляемую ими мощность. Получится примерно так. Наименование потребителя Мощность, Вт Энергосберегающая лампа 18 Энергосберегающая лампа 11 Холодильник 300 Телевизор 160 Стиральная машина 1400 Утюг 1400 Ноутбук 340 Пылесос 800 Электрочайник 1100 Микроволновка 1500 Фен 500 Представленные выше цифры нельзя использовать для вычисления нагрузки. Мы заполнили таблицу данными лишь для того, чтобы показать пример расчетов. Постарайтесь ничего не забыть — в противном случае система не обеспечит нагрузку энергией. Учтите, что приборы одной категории могут иметь разное энергопотребление. Это должно быть также отражено в таблице (пример — энергосберегающие лампы). Данные о потребляемой бытовыми приборами мощности вы найдете либо на корпусах изделий, либо в инструкциях по эксплуатации. Отметьте в таблице устройства, которые будут подключены к инвертору для одновременной автономной работы от аккумулятора. Возьмем для примера освещение, холодильник и телевизор. Рассчитаем общую мощность этих устройств — 5*18+2*11+300+160= 572 Вт. Округляем значение в большую сторону и получаем 600 Вт. Для расчета выходной мощности инвертора потребуется также время автономной работы техники. Возьмем, к примеру, 5 часов. Мощность, которую холодильник, телевизор и освещение потребят за это время, — 5*600=3 000 Вт. Следует также учесть пиковую нагрузку. Полученное значение нужно умножить на коэффициент 1,3. Итого: 3 000*1,3=3 900 Вт. Это значит, что вам подойдут модели с мощностью выше 4 000 Вт. Чтобы перевести результат в вольт-амперы, умножьте полученное значение на 0,6. Получается 3600*0,6 = 2 160 ВА. Округляем значение до 2 200 ВА. Здесь мы рассмотрели самый простой пример расчета выходной мощности с инвертора. Если же вы хотите запитать от системы весь коттедж или большое количество приборов, часть которых будет работать непрерывно, а часть — нет, потребуются гораздо более сложные вычисления. Придется также учесть постоянство нагрузок, температуру окружающий среды и другие параметры. Если вы не уверены в своих силах, или на изучение данных и выполнение расчетов не хватает времени, обратитесь к профессионалам. Опытные специалисты сделают все быстро и правильно. Вы сэкономите время и нервы. 23 января 2017 ПредыдущаяСледующая Все статьи

Производители

2.1. Расчет инвертора напряжения

Исходные данные для расчета всем вариантам заданий содержатся в табл. 2.1. Ниже приведен пример расчета инвертора напряжения по данным:

1.  Полная мощность нагрузки по первой гармонике S_(1)н = 2500 В·А.

2. Действующее значение напряжения первой гармоники на нагрузке U_(1)н = 50 В (инвертор используется для электродуговой сварки листового же­леза).

3. Коэффициент мощности нагрузки по первой гармонике cos φ₁ = 0,75.

4. Частота первой гармоники выходного напряжения инвертора f₁ = 400 Гц.

5. Источником питания служит сетевой выпрямитель, выполненный по мо­стовой схеме с накопительным конденсатором на выходе. С учётом паде­ния напряжения на элементах выпрямителя

U_d = 300 В.

Расчёт инвертора необходимо выполнять после изучения принципи­альной схемы (рис. 2.1) в следующем порядке:

1. Полное сопротивление нагрузки на частоте основной гармоники

(2.4)

2. Активная составляющая сопротивления нагрузки

R_н = Z_н · cos φ

(_l) =1,0 · 0,75 = 0,75 Ом. (2.5)

3. Индуктивное сопротивление нагрузки на основной частоте

Таблица 2.1.

Номер варианта	S(1)н, В·А	U(1),В	cos φ(1)	f 1, Гц	Ud, В
1	250	80	0,7	200	300
2	240	60	0,7	400	300
3	480	50	0,75	100	500
4	600	90	0,75	50	500
5	1000	110	0,8	100	600
6	1200	100	0,8	200	600
7	200	110	0,75	100	300
8	300	80	0,75	200	300
9	500	90	0,8	400	500
10	700	60	0,7	200	600

Окончание таблицы 2. 1.

11	850	100	0,75	100	600
12	100	80	0,8	100	300
13	240	110	0,8	200	300
14	480	100	0,75	200	500
15	600	80	0,7	100	600
16	300	90	0,7	100	300
17	500	100	0,8	400	600
18	300	90	0,75	400	500
19	200	80	0,75	200	300
20	500	90	0,7	400	600
21	700	100	0,75	200	500
22	850	110	0,8	100	600
23	480	90	0,7	200	500
24	240	80	0,7	400	300
25	200	110	0,7	200	300
26	400	100	07	100	300
27	500	80	0,75	200	400
28	700	90	0,75	200	400
29	850	100	0,8	100	600
30	1000	110	0,8	100	600
31	1200	110	0,8	100	600
32	1100	100	0,8	100	600
33	1000	90	0,75	200	400
34	800	80	0,75	200	400
35	500	80	0,7	400	300
36	400	90	0,7	400	300
37	300	90	0,7	400	300
38	240	80	0,75	200	400
39	250	90	0,7	400	400
40	320	100	0,75	200	600
41	400	110	0,8	100	200
42	500	110	0,8	200	200
43	700	100	0,75	200	400
44	1000	90	0,8	100	600
45	1200	80	0,8	100	600
46	800	100	0,75	200	400
47	240	100	0,75	200	400
48	320	80	0,8	200	200
49	400	90	0,8	100	200
50	500	110	0,7	110	100

X_н=2 — π — f — L_н = Z_н · sin φ₍₁₎ = 1,0 · 0,562 = 0,562 Ом. (2.6)

4. Действующее значение напряжения, приложенного к первичной об­мотке выходного трансформатора,

(2.7)

5. Коэффициент трансформации выходного трансформатора

(2.8)

6. Активное сопротивление нагрузки, приведённое к первичной об­мотке трансформатора,

(2.9)

7. Индуктивное сопротивление нагрузки, приведённое к первичной об­мотке трансформатора,

(2.10)

8. Параметр нагрузки

. (2.11)

9. Базисный ток

(2.12)

10. Максимальное значение тока нагрузки, приведённое к первичной обмотке трансформатора,

(2.13)

11. Среднее значение тока, потребляемое от источника питания,

(2.14)

Полученное значение I_d, а также величина U_d используются при расчёте выпрямителя, питающего инвертор.

12. Угол и время проводимости обратного диода

(2.15)

(2.16)

13. Среднее значение тока через тиристор

(2.17)

14. Среднее значение тока через обратный диод

(2.18)

15. Эффективное значение тока через тиристор

(2.19)

16. Эффективное значение тока через обратный диод

(2.20)

17. Максимальное обратное напряжение на тиристорах и диодах

На основании данных расчёта из справочника [8, 11] выбираем:

а) тиристор типа ТН-10-10 со следующими параметрами:

допустимый средний ток I_{а доп} = 10 А,

допустимое обратное напряжение U_{обр. доп} = 1000 В,

отпирающий ток управления I_у = 0,8 А,

отпирающее напряжение управления U_у = 2 В,

критическая скорость нарастания прямого тока ,

критическая скорость нарастания прямого напряжения: ,

время выключения t_e = 20 мкс;

допустимая частота выпрямителя f_max = 1,2 кГц.

б) диоды обратного выпрямителя типа КД 202 Л со следующими параметрами:

I_{а доп} = 10 А,

U_{обр.доп} = 1000 В,

допустимая частота выпрямителя f_max = 1,2 кГц.

18. Коэффициент формы тока через тиристор

(2.21)

19. Мощность статических потерь

(2.22)

где U₀ – пороговое напряжение, U₀ = 2,33 В; R_д – динамическое сопротивление тиристора в открытом состоянии, определяемое по его статической вольтам­перной характеристике.

Для выбранного тиристора по характеристике находим U₀ = 2,33 В, R_д = 0,0157 Ом.

20. Коэффициент формы тока через обратный диод

(2.23)

21. Мощность статических потерь в диоде

(2.24)

Для выбранного диода U₀ = 0,78 В, динамическое сопротивление диода R_д = 0,043 Ом. Значение мощности потерь в тиристоре и диоде используются для расчёта площади теплоотводящего радиатора.

22. Действующее значение напряжения на первичной обмотке выход­ного трансформатора

U₁ = U_d = 270 В.

23. Действующее значение напряжения на нагрузке

U_н = U₁n = 270·0,18 = 48,65 В. (2.25)

24. Действующее значение тока в первичной обмотке трансформатора

(2.26)

25. Действующее значение тока в нагрузке

(2.27)

26. Расчётная мощность первичной обмотки трансформатора

S₁=U₁·I₁= 270·8,86 = 2594 В·А. (2.28)

27. Расчётная мощность вторичной обмотки трансформатора

S₂=·I₂= 50·49,2 = 2460 В·А. (2.29)

28. Типовая мощность трансформатора

29. Определяем параметры коммутирующих элементов исходя из ус­ло­вия минимума энергии, накопленной в контуре коммутации [11]:

(2.30)

(2.31)

где t_c= (1,2…2)·t_в. Принимаем t_c= 25 мкс.

30. Максимальное напряжение на коммутирующем конденсаторе в ин­тер­вале возврата энергии из контура коммутации

(2.32)

где К_вз – возвратный коэффициент.

В соответствии с рекомендациями, приведёнными в [1], К_вз выбирают в пределах 0,1 … 0,2. Примем К_вз = 0,1.

31. Амплитуда первой гармоники напряжения на конденсаторе

(2.33)

В качестве коммутирующего конденсатора используем конденсаторы типа МБГИ, для которых в соответствии с ТУ [8] допустимая амплитуда пе­ременной составляющей на частоте 1000 Гц составляет 20 % от рабочего на­пряжения. Следовательно, рабочее напряжение кон­денсатора должно быть

(2.34)

Для получения нужной емкости и рабочего напряжения конденсаторы выбранного типа можно включить параллельно и последовательно. Вклю­чаем последовательно 3 конденсатора по 10 мкФ на рабочее напряжение U_раб = 750 В.

32. Постоянная составляющая токов в дросселях L₁ и L₂

33. Скорость нарастания прямого напряжения на тиристоре

(2.35)

34. Скорость нарастания прямого тока при отпирании тиристора

(2.36)

Полученные значения не должны превышать величины, приводимые в паспорте на выбранный тиристор.

35. Постоянная времени цепи нагрузки

(2.37)

36. Напряжение на конденсаторе

37. Частота основной гармоники пульсаций на конденсаторе, обусловленных работой инвертора

В качестве накопительного конденсатора выбираем конденсатор типа К5О-ЗБ с рабочим напряжением 450 В. В соответствии с ТУ на данный конденсатор допустимая амплитуда переменной составляющей на частоте 800 Гц составляет 1,5 % от рабочего напряжения [11]

U_{п. доп} = 0,015 · 450 = 6,75 В.

38. Емкость накопительного конденсатора

(2.38)

Принимаем емкость конденсатора С₁ = 120 мкФ.

Рассмотренная методика расчета схемы мостового инвертора напряжения на тиристорах пригодна и для расчета схемы на транзисторах. Параметры отечественных биполярных и полевых транзисторов большой мощности приведены в справочниках [8, 11], а параметры импортных полевых и IGBT транзисторов в таблицах П.1, П.2, П.3 приложения.

Как рассчитать размер инвертора, необходимого для вашего дома — HavenHill Synergy Ltd.

Многие люди хотят иметь резервное питание или солнечную систему, но не знают, как рассчитать потребность своего дома в энергии. В качестве примечания, вы должны знать, что инверторы обеспечивают пиковую / импульсную мощность и типичную (непрерывную номинальную) мощность. Что это значит?

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Как рассчитать энергопотребление вашего дома

Приборам, например, с электродвигателями, требуется высокий пусковой импульс. Это можно назвать импульсной мощностью, которая представляет собой максимальную мощность, которую инвертор может обеспечить в течение короткого времени.

Когда холодильник включается, мощность, которую он «вытягивает» в начале, называется ИМПУЛЬСНОЙ МОЩНОСТЬЮ. Мощность, которая затем подается на постоянной основе, называется НЕПРЕРЫВНОЙ НОМИНАЛЬНОЙ или типичной мощностью.

Двигаясь дальше, давайте рассчитаем размер инвертора, который вам нужен для вашего дома, выполнив следующие действия:

1. Рассчитайте ОБЩУЮ НЕОБХОДИМУЮ МОЩНОСТЬ

 

Во-первых, какую нагрузку вы собираетесь питать? Допустим, 1 телевизор (125 Вт), 8 лампочек (по 6 Вт), 2 вентилятора (по 65 Вт), 1 декодер (25 Вт) и 1 ноутбук (85 Вт).

Общая необходимая мощность рассчитывается как «Мощность = мощность устройства x количество». Таким образом, вам потребуется общая мощность (125×1) + (6×8) лампочек + (65×2) вентиляторов + (25×1) декодер + (85×1) = 410 Вт. (0,41 кВт)

Принимая во внимание коэффициент мощности этих отдельных компонентов. Коэффициент мощности является выражением энергоэффективности. Обычно он выражается в процентах, и чем меньше процент, тем менее эффективным является энергопотребление. Коэффициент мощности (PF) представляет собой отношение рабочей мощности, измеренной в киловаттах (кВт), к полной мощности, измеренной в киловольт-амперах (кВА)

В нашем примере, чтобы получить значение KVA, значение KW умножается на значение коэффициента мощности.

(130×0,9) Телевизор + (50×0,9) лампочки + (130×0,9) вентиляторы + (30×0,9) декодер + (90×0,9) Ноутбук = 460 Вт. (0,46 кВА)

 

2. РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОЙ МОЩНОСТИ ИНВЕРТОРА

Теперь давайте рассчитаем требуемую мощность инвертора, т. е. номинальное значение вольт-ампер. В идеальных условиях инвертор будет работать со 100% эффективностью. Большинство инверторов имеют КПД от 60% до 80%. Этот КПД также можно назвать коэффициентом мощности инвертора. Для наших расчетов мы будем использовать коэффициент мощности 0,8. Следовательно,

Потребляемая мощность (или ВА номинал инвертора) = мощность, потребляемая оборудованием в ваттах / коэффициент мощности

Напомним, общая мощность, потребляемая вашим домом (общая мощность) – 460 Вт.
Коэффициент мощности = 0,8

Следовательно, требуемая номинальная мощность инвертора в ВА = (460/0,8) = 575 ВА.

Это примерно 0,6 кВА (600 ВА).

Использование инвертора 0,6 кВА будет нецелесообразным, учитывая мощность перенапряжения и вероятность добавления в систему нескольких небольших устройств. Инвертор мощностью 1,0 кВА подойдет для вашего дома. ?

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Какой тип инвертора лучше всего подходит для моего дома?

Вам трудно рассчитать размер инвертора, необходимого для вашего дома? Есть вопросы? Пожалуйста, прокомментируйте или свяжитесь с нами!

Вам нужен инвертор/солнечная система? Мы как раз то решение, которое вам нужно.

Как рассчитать номинальную мощность инвертора и время автономной работы инверторной батареи ~ Изучение электротехники

Инверторные системы широко используются в наших домах и на рабочих местах, где они играют важную роль в обеспечении бесперебойного питания чувствительных нагрузок и устройств. Для бытовых применений необходимо подобрать подходящий размер инвертора, чтобы он мог удовлетворить ожидаемую нагрузку.

Инверторы преобразуют постоянное напряжение в переменное. У них есть аккумуляторная система, которая обеспечивает достаточное время резервного питания для обеспечения непрерывного питания в доме. Затем инверторная система преобразует напряжение батареи в напряжение переменного тока с помощью электронной схемы. Инверторная система также имеет некоторую систему зарядки, которая заряжает аккумулятор во время работы от сети. При питании от сети батарея инвертора заряжается, и в то же время питание подается на нагрузки в доме. При сбое сетевого питания аккумуляторная система начинает подавать питание через инвертор на нагрузки в доме, как показано ниже:

Как определить и рассчитать требуемую мощность инвертора

Мощность инвертора измеряется в ВА или кВА.

Мощность в ВА = напряжение переменного тока x ток переменного тока в амперах

Мощность в кВА = напряжение переменного тока x ток переменного тока в амперах/1000

Мощность в ваттах = напряжение переменного тока x ток переменного тока в амперах x PF коэффициент мощности 

Мощность в кВт = напряжение переменного тока x переменный ток в амперах x PF/1000

Также   Мощность в Вт = мощность в ВА x PF

          Мощность в кВт = мощность в кВА x PF

Предположим, мы хотим, чтобы инвертор выдерживал следующие нагрузки:

1. Осветительная нагрузка, 300 Вт

70 Вт, каждый

3. 2 ЖК-телевизора, 100 Вт

4. 1 Музыкальная система для домашнего кинотеатра, 200 Вт

5. 1 Соковыжималка, 150 Вт

Подаваемая мощность в кВт = мощность в кВА x PF

Мощность в кВА = мощность в К ж/ PF = мощность в кВт/0,8    (номинальный PF = 0,8, что является стандартным для жилых домов)

Общая нагрузка в Вт = 300 + (3 x 70) + 200 + 200 + 150 = 1060 Вт = 1,06 кВт

Мощность в кВА = 1,06/0,8 = 1,325

9000 2 Требуется инвертор стандартной мощности 1,5 кВА. для перевозки вышеперечисленных грузов.

Как рассчитать время резервного питания инверторного аккумулятора

Время резервного питания для аккумуляторов в инверторной системе зависит от количества аккумуляторов, а также их емкости в ампер-часах.

Время резервного питания инвертора от батареи рассчитывается как:

Время резервного питания = мощность батареи в ватт-часах (Втч)/подключенная нагрузка в ваттах (Вт)

мощность батареи в Вт-ч = емкость батареи в Ач x напряжение батареи (В) x количество батарей

Let Сократим формулу, используя следующие символы:

Пусть BUT = время резервного питания от батареи в часах

            C = емкость батареи в Ач

    V = напряжение батареи в вольтах

    N = количество батарей, соединенных последовательно или параллельно может быть.