Инверторное отопление своими руками: Инверторное отопление, схема отопления Тихельмана и др

что это такое, преимущества и недостатки

Главная » Без рубрики

Без рубрики

Содержание

1. Что такое инверторное отопление и как оно работает
2. Преимущества и недостатки
3. Монтаж устройства своими руками

Выбирая альтернативное и экономичное отопление, множество людей последнее время отдает предпочтение инверторным агрегатам. Благодаря такому устройству, можно быстро и недорого создать грамотный обогрев частного дома, при этом установить котельное оборудование и смонтировать всю систему можно самостоятельно.

Инверторное отопление

Прежде чем отдавать предпочтение такому виду обогрева частного дома, следует получить исчерпывающую информацию об инверторном отоплении. Поэтому давайте начнем с того, что оно собою представляет.

Что такое инверторное отопление и как оно работает

Инверторное отопление представлено котлом, который работает на электроэнергии.

Однако существенным отличием с электрическим аналогом является следующее: устройство имеет специальный аккумулятор, который активизируется после отключения света в помещении, а вся система продолжает успешно функционировать. Множество владельцев частных домов умеют модернизировать подобный обогрев, подключая его к дополнительным источникам питания:

• солнечным батареям;
• бензиновым генераторам;
• ветрякам.

Инверторный котел отопления

Нагрев теплоносителя осуществляется посредством специального ТЭНа, который вмонтирован в котел. Как правило, конструкция таких агрегатов предусматривает специальные насосы, которые выталкивают теплоноситель, транспортируя его до инверторных батарей отопления и прочих элементов системы обогрева частного дома.

Сам котел состоит из двух частей:

• магнитного отдела;
• теплообменника.

Совет: Чтобы использовать инверторное отопление дома максимально выгодно, следует выполнить качественное утепление, чтобы уменьшить тепловые потери.

Как и у всех способов отопления, инверторное имеет ряд преимуществ и недостатков, которые отличают его от других систем. Чтобы лучше понять насколько эффективно может быть такой способ обогрева следует более детально разобрать плюсы с минусами, а начать, пожалуй, следует с сильных сторон.

• полностью автоматичны – устройства не нуждаются в постоянном человеческом контроле, поэтому комфортны для владельца, которому нет нужды регулировать работу агрегата;
• бесшумны – в процессе эксплуатации совсем не создают шума, поэтому практически не заметны для домочадцев;
• экологически безопасны – во время своей работы инверторный агрегат не выбрасывает в атмосферу никаких вредоносных веществ, кроме того, они являются абсолютно безопасными для человеческого организма. Это является едва ли не основным ценным качеством;
• технически безопасны – агрегат не взорвется, потому что работает исключительно на электроэнергии от сети или аккумулятора;
• быструю адаптацию к изменениям – как только ваш дом лишился электроэнергии, инверторное отопление дома сразу же начинает работать от аккумуляторной батареи, а после возобновления питания она автоматически заряжается;
• стабилизация – в устройстве установлены частотные стабилизаторы, и выпрямители напряжения, что исключает порчу агрегата.

Важно! Если вы не обеспечите устройство специальной автоматикой, будете больше платить за электроэнергию, потому что она станет потребляться сверх меры.Из плюсов видно, что оборудование довольно приемлемо для удовлетворения нужд в отоплении частного дома, но без рассмотрения недостатков четкой картинки у частников не сложиться. Поэтому давайте теперь рассмотрим минусы этого варианта обогрева:

1. Высокая стоимость – агрегат для инверторного отопления дома стоит дороже, чем сам ТЭН, что и отталкивает большинство людей от его приобретения.
2. Дополнительная автоматика – без монтажа дополнительной автоматики ваша система выйдет «золотой» в оплате, поэтому если решили остановиться на этом варианте, обязательно установите специальные датчики.
3. Громоздкость агрегата – само устройство и инверторные батареи системы отопления, довольно большие по размерам, поэтому владельцы маленьких дач, коттеджей и домов не смогут их использовать.

Совет: Если у вас маленькое помещение, в котором сложно разместить инверторный агрегат, можно установить его на улице, благо он не прихотлив. Только обязательно сделайте для него кожух, чтобы оградить от осадков.

Монтаж устройства своими руками

Схема устройства инверторного котла отопления

Теперь следует более детально обсудить, каким образом можно создать инверторное отопление своими руками, не привлекая рабочих и экономя на их услугах. Для лучшего понимания последовательность работ будет представлена пошагово.

1. Проводится проектировка – на этом этапе вам следует тщательно спланировать расположение каждого элемента системы обогрева.
2. Пересмотр проводки в доме – решили использовать инверторный агрегат, следует обратить внимание на сечение провода, проложенного в доме.

Важно! Чтобы проводка не сгорела, следует выбрать провода большего сечения.

3. Монтаж агрегата – теперь монтируется сам инвертор, а к нему подводится специальная блокировка, которая обесточит устройство в случае возникновения для него опасных условий работы.
4. Разводка труб и установка радиаторов – теперь выполняется разводка, лучше всего применять двухтрубную, таким образом, использование тепла будет наиболее рациональным.
5. Пробный пуск – тестирование системы.

Теперь вы имеете представление, как можно создать инверторный вариант отопления своими руками. Хотите знать больше – подпишитесь на рассылку, чтобы открыть для себя все секреты этого варианта обогрева частного дома.

Карта сайта / Вентиляция / Водоснобжение / Отопление /

Шесть вопросов про системы отопления на инверторных конвекторах Electrolux

Ответы на самые злободневные вопросы про инверторные конверторы. Почему ими выгоднее отапливаться

При чтении комментариев на форумах, где обсуждаются различные варианты отопления домов, стало понятно, что есть ряд вопросов и схожих заблуждений о конвекторах Electrolux с инверторным регулированием мощности.  Мы собрали типовые вопросы и постараемся развернуто ответить.

ВОПРОС 1

Откуда берется экономия электроэнергии у инверторных конвекторов, если КПД у всех электрических обогревателей плюс минус одинаковое?

Ответ: не нужно путать  два понятия:  КПД конвектора  и экономия электроэнергии конвектора. КПД – это процент полученной тепловой энергии из потребленной электрической энергии.  Из 1 кВт электрической энергии любого электрообогревателя получается 1 кВт тепловой энергии за минусом небольших потерь на энергопотребление электроники обогревателя, дисплея или вращения вентилятора в тепловой пушке.

Экономия электроэнергии – это  способность обогревателя использовать ровно столько электроэнергии (генерировать ровно столько тепла), сколько нужно для удержания установленной температуры без перегрева помещения. В случае с инверторным конвектором сравнивается его энергопотребление с обычным конвектором и с электрическим котлом.

Есть два принципиально разных способа поддержания установленной температуры электрическим отопительным прибором:

— ФИКСИРОВАННЫЙ (ВЫКЛ/ВКЛ): когда достигнута установленная температура (t текущая ≥ t заданная) обогреватель выключается, и когда t текущая

— ПЕРЕМЕННЫЙ (ИНВЕРТОРНЫЙ): переменная мощность работы обогревателя в зависимости от разницы между установленной и текущей температуры и скорости изменения этой разницы: чем меньше разница температур и выше скорость нагрева, тем меньше мощность работы обогревателя.

При регулировании температуры первым способом ВЫКЛ/ВКЛ температура выключения и температура включения обогревателя отличаются на несколько градусов (гистерезис), в противном случае обогреватель постоянно работал бы на номинальной мощности. При таком принципе регулирования температуры обогреватель сначала поднимает температуру на максимальной (или заданной вручную) мощности выше заданной температуры и выключается.

После снижения температуры вновь включается, чтобы снова поднять температуру на несколько градусов, цикл продолжается.

При переменном (инверторном) регулировании мощности нагрева такой температурной амплитуды нет. При поддержании установленной температуры инверторный конвектор не отключается,  а продолжает работать на минимальной мощности, достаточной для точного поддержания установленной  температуры,  не тратя электроэнергию на лишние градусы и не давая понизиться температуре на несколько градусов. При длительном использовании конвектора такая экономия становится ощутимой, именно поэтому на инверторных конвекторах строят постоянную полноценную систему отопления дома.

У электрического обогревателя, работающего по принципу ВЫКЛ/ВКЛ температура включения обогрева и температура выключения – отличаются на несколько градусов. И даже при точном измерении температуры термостат настроен на эту температурную амплитуду (гистерезис).

Казалось бы, если конвектор (или электрический котел) поработал, отключился, отдохнул, потом опять включился, то это и есть самый правильный и экономный режим работы. Но чтобы показать, что есть более экономный режим работы конвектора, нужно посмотреть на график ниже. Как видно, общие затраты электроэнергии (площадь под кривой) – ниже у зеленого графика.

Принцип изменения мощности нагрева обычного конвектора (мощностью 1,5 кВт) и инверторного (тоже мощностью 1,5 кВт) при поддержании заданной температуры: суммарная площадь под красной кривой S1 (затраты электроэнергии обычного on/off конвектора) выше площади под зеленой кривой S2 (затраты электроэнергии инверторного конвектора).

ВОПРОС 2

Если подключить обычный on/off конвектор к Wi-Fi розетке или термореле разве не получаем такой же инверторный конвектор, но за меньшие деньги?

Ответ: Нет не получаем. При использовании такой автоматики только появляется возможность удаленно устанавливать температуру и контролировать температурные показатели. Сам физический принцип регулирования температуры вкл/выкл остается прежним, даже если это выносное комнатное термореле.

ВОПРОС 3

Почему данный конвектор называют инверторным? Электронный и инверторный термостат – это одно и тоже?

Ответ: Пропорционально-интегральный способ регулирования какого-либо параметра, в нашем случае мощности  нагрева, часто используют в промышленных и полупромышленных климатических системах. В бытовом применении этот способ  называют «инверторный», поскольку по конечному эффекту похож на работу инверторного кондиционера, холодильника, хотя физический принцип регулирования мощности отличается. Это как любой копировальный автомат, на котором можно сделать ксерокопию, называют ксероксом, хотя XeroX – это производитель. В данном случае «инверторная технология» стала синонимом плавного изменения мощности работы бытовой техники.

Электронный и инверторный блоки управления конвектором Electrolux – это разные устройства. В некоторых интернет-магазинах ошибочно отождествляют эти два разных блока управления. По внешнему виду они действительно очень похожи,  имеют цветной дисплей, сенсорные кнопки установки температуры и режимов. Главное отличие в том, что электронный блок управления работает как on/off прибор, а инверторный блок с переменной мощностью и имеет USB-порт для установки Wi-Fi модуля.

Два блока управления конвектора Electrolux Transformer: электронный и digital Inverter (инверторный)

ВОПРОС 4

Инверторные конвекторы можно использовать только  для домов небольшой площади, а для домов с большей площадью они не подходят?

Ответ: Действительно, для небольших домов устанавливать котел и радиаторы  избыточно расходная затея. А вот если дом больше и если нет возможности подключить магистральный газ, то тогда вроде бы нужна большая и сложная система отопления на электрическом котле – такой стереотип широко распространен.

Площадь и конструкция дома влияет на величину теплопотерь дома и необходимую тепловую мощность  источника тепла. Больше дом – больше теплопотери, больше совокупная мощность оборудования. Исходя из приблизительного показателя необходимой мощности 1 кВт на 10 м², можно оценить, что для дома 100 м² нужно 12 кВт, а для дома 200 м² – 24 кВт независимо от того, какой  тип электрического отопления используется.

Если речь идет об электрическом отоплении, то принцип регулирования мощности работы электрического котла, обычного конвектора и инверторного конвектора остается неизменным. Так что преимущества инверторного конвектора будут и для дома площадью и 50, и 100 и 200 м².

ВОПРОС 5

Чем подтверждена экономичность отопления на инверторных  конвекторах по сравнению с электрическим котлом?

Ответ: В бытовых условиях потребителю сложно корректно проверить, какое отопление экономичнее. Должно быть помещение с одними и теми же теплопотерями, одинаковые климатические условия по внешней и внутренней температуре, время года, суток, климатический пояс и т.д. И взять на «тестдрайв» сначала систему на электрокотле с радиаторами, а потом систему на инверторных конвекторах не представляется возможным.   Теоретически такой эксперимент можно провести в двух совершенно одинаковых домах, расположенных рядом: один с инверторным отоплением, второй  с электрокотлом. Но есть и лабораторный вариант тестирования.  Научная группа Московского энергетического института с кафедры теплообменных процессов провела лабораторные исследования в специальной термоизолированной  камере, которая позволяет точно смоделировать любой теплообменный процесс, создавая  теплопотери помещения и измеряя приборами эффективность той или иной системы отопления, установленной в камере. По итогам такого исследования было зафиксировано, что система на инверторных конвекторах до 40% экономичнее системы отопления на  электрическом котле и радиаторах за счет плавного регулирования мощности нагрева.

Естественно, в разных условиях такой показатель может варьироваться, по расчетам специалистов МЭИ, такая экономия может составлять от 20 до 70% в зависимости от типа оборудования, конструкции и площади дома.

Видео об исследовании.

ВОПРОС 6

Все-таки за счет чего система отопления на инверторных конвекторах экономичнее системы «электрокотел-трубы-радиаторы»?

Ответ: Система на инверторных конвекторах лишена тех недостатков, которые имеет система «электрокотел-трубы-радиаторы», и за счет которых система на электрокотле потребляет больше электроэнергии.

1: гидравлическая балансировка системы «электрокотел-трубы-радиаторы». Редко когда радиаторное отопление точно сбалансировано, в каких-то помещениях радиаторы горячие и температура постоянно выше, чем нужно, а в других радиаторы постоянно полутеплые и температура  ниже, чем должна быть. Попытка поднять температуру в холодных помещениях приводит к лишнему перегреву и без того теплых помещений из-за чего электрокотел вынужден избыточно работать. Это связано, в том числе, с протяженностью теплопроводящих путей, разной удаленностью радиаторов от котла, некорректностью подбора диаметров труб, автоматики, неправильной настройкой термоголовок или их неисправностью, наличием воздушных пробок, наличием шлама в теплоносителе, затрудняющего циркуляцию и т.д.  У системы отопления на конвекторах такой проблемы нет, а, значит, энергия расходуется без лишних тепловых потерь.

2: инерционность системы отопления «электрокотел-трубы-радиаторы». Она медленнее выходит на заданную температуру и медленнее останавливается. В отличие от электрокотла, система на инверторных конвекторах имеет низкую инерционность, быстро выходит на заданные режимы.

3: в радиаторном отоплении конвективная составляющая тепла составляет не более 50%, остальное тепло  передается излучением (радиацией), именно поэтому приборы называются радиаторами. Конвекция – это нагрев воздуха с последующим перемешиванием, а излучение – это нагрев предметов, стен. Именно поэтому, только конвекцией можно добиться равномерного распределения температуры в помещении, избегая таким способом лишних тепловых потерь (см. рисунки ниже).

Тепловые процессы в системе электрокотел-трубы-радиаторы

Тепловые процессы в системе с инверторными конвекторами

Именно за счет этих факторов, система на инверторных конвекторах экономнее распоряжается потребляемой электроэнергией.

7 простых инверторных схем, которые можно собрать дома

Эти 7 инверторных схем могут показаться простыми по своей конструкции, но они способны обеспечить достаточно высокую выходную мощность и КПД около 75%. Узнайте, как собрать этот дешевый мини-инвертор и питать небольшие приборы на 220 В или 120 В, такие как дрели, светодиодные лампы, лампы компактных люминесцентных ламп, фены, мобильные зарядные устройства и т. д., через аккумулятор 12 В 7 Ач.

Что такое простой инвертор

Инвертор, использующий минимальное количество компонентов для преобразования 12 В постоянного тока в 230 В переменного тока, называется простым инвертором. Свинцово-кислотная батарея на 12 В является наиболее стандартной формой батареи, которая используется для работы таких инверторов.

Начнем с самого простого из списка, в котором используется пара транзисторов 2N3055 и несколько резисторов.

1) Простая схема инвертора с использованием транзисторов с перекрестной связью

В статье рассматриваются детали конструкции мини-инвертора. Прочтите, чтобы узнать, как изменить процедуру сборки базового инвертора, который может обеспечить достаточно хорошую выходную мощность, но при этом очень доступный и элегантный.

В Интернете и электронных журналах можно найти огромное количество схем инверторов. Но эти схемы часто представляют собой очень сложные инверторы высокого класса.

Таким образом, у нас не остается другого выбора, кроме как строить инверторы, которые могут быть не только простыми в сборке, но также недорогими и высокоэффективными в работе.

Схема инвертора 12 В на 230 В

На этом ваши поиски такой схемы заканчиваются. Описанная здесь схема инвертора, пожалуй, самая маленькая по количеству компонентов, но при этом достаточно мощная, чтобы удовлетворить большинство ваших требований.

Процедура сборки

Для начала убедитесь, что у двух транзисторов 2N3055 есть надлежащие радиаторы. Его можно изготовить следующим образом:

• Отрежьте два листа алюминия по 6/4 дюйма каждый.

• Согните один конец листа, как показано на схеме. Просверлите отверстия соответствующего размера на изгибах, чтобы их можно было надежно закрепить на металлическом корпусе.
• Если вам сложно изготовить этот радиатор, вы можете просто купить его в местном магазине электроники, указанном ниже:

• Также просверлите отверстия для установки силовых транзисторов. Отверстия диаметром 3 мм, размер упаковки типа ТО-3.
• Плотно закрепите транзисторы на радиаторах с помощью гаек и болтов.
• Соедините резисторы с перекрестной связью непосредственно с выводами транзисторов в соответствии с электрической схемой.
• Теперь соедините радиатор, транзистор, резистор в сборе со вторичной обмоткой трансформатора.
• Закрепите всю схему вместе с трансформатором в прочном металлическом корпусе с хорошей вентиляцией.
• Установите выходную и входную розетки, держатель предохранителя и т. д. снаружи шкафа и подсоедините их надлежащим образом к узлу цепи.

После завершения описанной выше установки радиатора вам просто нужно соединить несколько резисторов высокой мощности и 2N3055 (на радиаторе) с выбранным трансформатором, как показано на следующей схеме.

Полная схема проводки

После того, как описанная выше проводка завершена, пришло время подключить ее к батарее 12 В 7 Ач с лампой мощностью 60 Вт, прикрепленной к вторичной обмотке трансформатора. При включении результатом будет мгновенное освещение нагрузки с удивительной яркостью.

Здесь ключевым элементом является трансформатор, убедитесь, что трансформатор действительно рассчитан на 5 ампер, иначе вы можете обнаружить, что выходная мощность намного меньше ожидаемой.

Я могу сказать это по своему опыту, я дважды собирал это устройство, один раз, когда я был в колледже, а второй раз недавно в 2015 году. Хотя я был более опытным во время недавнего предприятия, я не мог получить потрясающую мощность, Я приобрел от моего предыдущего блока. Причина была проста: предыдущий трансформатор был прочным, сделанным на заказ 9.-0-9V 5-амперный трансформатор, по сравнению с новым, в котором я использовал, вероятно, ложно оцененный 5-амперный трансформатор, который на самом деле был всего 3-х амперным с его выходом.

Список деталей

Для конструкции вам потребуются следующие компоненты:

• R1, R2= 100 Ом/10 Вт, проволочная
• R3, R4= 15 Ом/10 Вт, проволочная
• T1, T2 = 2N3055 СИЛОВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ (MOTOROLA).
• ТРАНСФОРМАТОР = 9-0-9 ВОЛЬТ / 8 А или 5 А.
• АВТОМОБИЛЬНЫЙ АККУМУЛЯТОР = 12 В/ 10 Ач
• АЛЮМИНИЕВЫЙ РАДИАТОР = ОБРЕЗАЕТСЯ ПО ТРЕБУЕМОМУ РАЗМЕРУ.
• ВЕНТИЛИРУЕМЫЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ШКАФ= ПО РАЗМЕРУ ВСЕГО КОМПЛЕКТА

Видео-доказательство испытаний

Как это проверить?

• Тестирование этого мини-инвертора выполняется следующим образом:
• Для тестирования подключите лампу накаливания мощностью 60 Вт к выходному разъему инвертора.
• Затем подключите полностью заряженный автомобильный аккумулятор 12 В к клеммам питания.
• Лампа на 60 Вт должна сразу же ярко загореться, указывая на то, что инвертор работает правильно.
• На этом построение и тестирование схемы инвертора завершены.
• Я надеюсь, что из приведенных выше обсуждений вы, должно быть, ясно поняли, как построить инвертор, который не только прост в сборке, но и очень доступен каждому из вас.
• Его можно использовать для питания небольших электроприборов, таких как паяльник, компактные люминесцентные лампы, небольшие переносные вентиляторы и т. д. Выходная мощность составляет около 70 Вт и зависит от нагрузки.
• КПД этого инвертора составляет около 75%. Устройство может быть подключено к аккумулятору вашего автомобиля, когда вы находитесь на улице, чтобы не было проблем с переносом дополнительного аккумулятора.

Работа схемы

Работа этой схемы мини-инвертора довольно уникальна и отличается от обычных инверторов, которые включают каскад дискретного генератора для питания транзисторов.

Однако здесь две секции или две ветви цепи работают регенеративно. Это очень просто и может быть понято через следующие пункты:

Две половины схемы, независимо от того, насколько они согласованы, всегда будут иметь небольшой дисбаланс окружающих их параметров, таких как резисторы, Hfe, витки обмотки трансформатора и т. д.

Из-за этого обе половины не могут провести вместе в одно мгновение.

Предположим, что верхняя половина транзисторов проводит сначала, очевидно, они будут получать напряжение смещения через нижнюю половину обмотки трансформатора через R2.

Однако в тот момент, когда они полностью насыщаются и проводят ток, все напряжение батареи уходит через их коллекторы на землю.

Это высасывает любое напряжение через R2 на их базу, и они немедленно перестают проводить ток.

Это дает возможность нижним транзисторам открыться, и цикл повторяется.

Таким образом, вся схема начинает колебаться.

Базовые эмиттерные резисторы используются для фиксации определенного порога нарушения проводимости, они помогают зафиксировать базовый опорный уровень смещения.

Приведенная выше схема была вдохновлена ​​следующим дизайном Motorola:

---

ОБНОВЛЕНИЕ: Вы также можете попробовать это: Схема мини-инвертора мощностью 50 Вт Схема (схема со стороны дорожки)

Инвертор на полевых МОП-транзисторах с перекрестной связью

Следующая конструкция представляет собой простую схему инвертора на полевых МОП-транзисторах с перекрестной связью, способную подавать сетевое напряжение 220/120 В переменного тока или напряжение постоянного тока (с выпрямителем и фильтром). Схема представляет собой простой в сборке инвертор, который повышает 12 или 14 вольт до любого уровня в зависимости от вторичной обмотки трансформатора.

В этой схеме первичная и вторичная обмотки трансформатора T1 представляют собой понижающий трансформатор от 12,6 В до 220 В, подключенный в обратном порядке.

МОП-транзисторы Q1 и Q2 могут быть любыми мощными N-канальными полевыми транзисторами. Не забудьте нанести радиатор на полевые МОП-транзисторы Q1 и Q2. Конденсаторы С1 и С2 расположены так, чтобы подавить обратные выбросы высокого напряжения от трансформатора. Вы можете использовать любое близкое значение для резисторов R1-R4 с допуском ± 20% от показанных значений на диаграмме.

Схема идеально подходит для питания ламповой схемы, или ее можно соединить с повышающим трансформатором для создания искрового промежутка, лестницы Иакова, или, регулируя частоту, ее можно использовать для питания катушки Тесла.

2) Использование микросхемы 4047

Трансформатор T может быть трансформатором 9-0-9 В / 10 А для батареи 12 В / 10 Ач

Как показано выше, можно построить простой, но полезный небольшой инвертор. с помощью всего одной микросхемы IC 4047. IC 4047 представляет собой универсальный осциллятор с одной микросхемой, который обеспечивает точные периоды включения/выключения на своих выходных контактах № 10 и № 11. Частоту здесь можно было бы определить путем точного расчета резистора R1 и конденсатора С1. Эти компоненты определяют частоту колебаний на выходе микросхемы, которая, в свою очередь, устанавливает выходную частоту 220 В переменного тока этой схемы инвертора. Он может быть установлен на 50 Гц или 60 Гц в соответствии с индивидуальными предпочтениями.

Аккумулятор, MOSFET и трансформатор можно модифицировать или модернизировать в соответствии с требуемой выходной мощностью инвертора.

Для расчета значений RC и выходной частоты см. техническое описание микросхемы

Видео результаты испытаний

один IC 4049, который включает в себя 6 вентилей НЕ или 6 инверторов внутри. На приведенной выше диаграмме N1—-N6 обозначают 6 вентилей, которые сконфигурированы как каскады генератора и буфера.

Элементы NOT N1 и N2 в основном используются для каскада генератора, C и R можно выбрать и зафиксировать для определения частоты 50 Гц или 60 Гц в соответствии со спецификациями страны

Остальные вентили с N3 по N6 настраиваются и конфигурируются как буферы и инверторы, так что конечный результат приводит к созданию чередующихся импульсов переключения для силовых транзисторов. Конфигурация также гарантирует, что ни один вентиль не останется неиспользуемым и бездействующим, что в противном случае может потребовать, чтобы их входы были подключены отдельно через линию питания.

Трансформатор и батарея могут быть выбраны в соответствии с требованиями к мощности или техническими характеристиками нагрузки.

Выходной сигнал будет чисто прямоугольным.

Формула для расчета частоты:

f = 1/1,2RC,

где R в омах, а F в фарадах

По сравнению с предыдущим инвертором НЕ, показанный выше простой инвертор на основе вентиля НЕ-И может быть построен с использованием одной микросхемы 4093.

Затворы с N1 по N4 обозначают 4 затвора внутри IC 4093.

N1 подключен как схема генератора для генерации необходимых импульсов частотой 50 или 60 Гц. Они соответствующим образом инвертируются и буферизуются с помощью оставшихся затворов N2, N3, N4, чтобы, наконец, обеспечить попеременную частоту переключения через базы силовых биполярных транзисторов, которые, в свою очередь, переключают силовой трансформатор с заданной скоростью для генерации требуемого напряжения 220 В или 120 В. переменного тока на выходе.

Несмотря на то, что здесь подойдет любая микросхема вентиля И-НЕ, рекомендуется использовать микросхему 4093, поскольку она оснащена триггером Шмидта, который обеспечивает небольшую задержку переключения и помогает создать своего рода мертвое время на переключающих выходах, гарантируя, что питание устройства никогда не включаются вместе даже на долю секунды.

5) Еще один простой инвертор с затвором NAND на полевых МОП-транзисторах

В следующих параграфах описана еще одна простая, но мощная схема инвертора, которую может собрать любой энтузиаст электроники и использовать для питания большинства бытовых электроприборов (резистивные и импульсные нагрузки). .

Использование пары полевых МОП-транзисторов влияет на мощный отклик схемы, включающей очень мало компонентов, однако прямоугольная конфигурация действительно ограничивает использование устройства в нескольких полезных приложениях.

Введение

Может показаться, что расчет параметров MOSFET включает в себя несколько сложных шагов, однако, следуя стандартной схеме, заставить эти замечательные устройства работать, безусловно, легко.

Когда мы говорим об инверторных схемах с силовыми выходами, МОП-транзисторы обязательно становятся частью конструкции, а также основным компонентом конфигурации, особенно на выходных концах схемы.

Схемы инверторов являются фаворитами среди этих устройств, и мы обсудим одну из таких схем, включающую полевые МОП-транзисторы для питания выходного каскада схемы.

Ссылаясь на диаграмму, мы видим очень простую конструкцию инвертора, включающую каскад прямоугольного генератора, буферный каскад и каскад выходной мощности.

Использование одной ИС для генерации требуемых прямоугольных сигналов и для буферизации импульсов особенно упрощает создание конструкции, особенно для новых энтузиастов электроники.

Использование вентилей И-НЕ IC 4093 для схемы генератора

IC 4093 представляет собой микросхему триггера Шмидта с четырьмя вентилями И-НЕ, одна И-НЕ подключена как нестабильный мультивибратор для генерации базовых прямоугольных импульсов. Значение резистора или конденсатора можно отрегулировать для получения импульсов частотой 50 или 60 Гц. Для приложений 220 В необходимо выбрать вариант 50 Гц и 60 Гц для версий 120 В.

Выход вышеописанного каскада генератора связан с еще парой вентилей И-НЕ, используемых в качестве буферов, чьи выходы в конечном итоге заканчиваются вентилями соответствующих полевых МОП-транзисторов.

Два вентиля И-НЕ соединены последовательно таким образом, что два полевых МОП-транзистора поочередно получают противоположные логические уровни от каскада генератора и поочередно переключают полевые МОП-транзисторы для создания желаемой индукции во входной обмотке трансформатора.

Переключение полевых МОП-транзисторов

Описанное выше переключение полевых МОП-транзисторов заполняет весь ток батареи внутри соответствующих обмоток трансформатора, вызывая мгновенное повышение мощности на противоположной обмотке трансформатора, откуда в конечном итоге поступает выходной сигнал на нагрузку.

МОП-транзисторы способны выдерживать ток более 25 ампер, а их диапазон довольно велик, поэтому они подходят для управления трансформаторами с различными характеристиками мощности.

Остается только доработать трансформатор и аккумулятор для изготовления инверторов разных диапазонов с разной мощностью.

Список деталей для описанной выше схемы инвертора мощностью 150 Вт:

• R1 = потенциометр 220K, необходимо установить для получения желаемой выходной частоты.
• R2, R3, R4, R5 = 1K,
• T1, T2 = IRF540
• N1-N4 = IC 4093
• C1 = 0,01UF,
• C3 = 0,1UF

TR1 = 0-12VINGIN , ток = 15 А, выходное напряжение в соответствии с требуемыми спецификациями

Формула для расчета частоты будет идентична описанной выше для IC 4049.

f = 1/1,2RC. где R = установленное значение R1, а C = C1

6) Использование микросхемы 4060

Если у вас есть одна микросхема 4060 в вашем электронном ящике для мусора вместе с трансформатором и несколькими силовыми транзисторами, вы, вероятно, готовы к созданию ваша простая схема инвертора мощности с использованием этих компонентов. Базовую конструкцию предлагаемой схемы инвертора на базе IC 4060 можно представить на приведенной выше схеме. Концепция в основном такая же, мы используем IC 4060 в качестве генератора и настраиваем его выход для создания импульсов включения-выключения попеременно через транзисторный каскад инвертора BC547.

Как и IC 4047, IC 4060 требует внешних RC-компонентов для настройки выходной частоты, однако выходы IC 4060 разбиты на 10 отдельных выводов в определенном порядке, при этом выход генерирует частоту со скоростью, вдвое превышающей его предыдущей распиновки.

Несмотря на то, что вы можете найти 10 отдельных выходов с удвоенной частотой на выходных выводах микросхемы, мы выбрали контакт № 7, поскольку он обеспечивает самую высокую частоту среди остальных и, следовательно, может выполнять эту задачу, используя стандартные компоненты для RC. сеть, которая может быть легко доступна для вас независимо от того, в какой части земного шара вы находитесь.

Для расчета значений RC для R2 +P1 и C1 и частоты вы можете использовать формулу, описанную ниже:

Или другой способ:

f(osc) = 1 / 2,3 x Rt x Ct

Rt в омах, Ct в фарадах

Дополнительную информацию можно получить из этой статьи

Вот еще одна крутая идея инвертора DIY, которая чрезвычайно надежна и использует обычные детали для достижения конструкции инвертора высокой мощности, и может быть повышен до любого желаемого уровня мощности.

Давайте узнаем больше об этой простой конструкции

7) Простейший инвертор на 100 Вт для новичков

Схема простого инвертора на 100 Вт, рассмотренная в этой статье, может считаться самым эффективным, надежным, простым в сборке и мощным инвертором. дизайн. Он эффективно преобразует любое напряжение 12 В в 220 В, используя минимальное количество компонентов. Давайте узнаем больше.

Предлагаемая схема простого 100-ваттного инвертора была опубликована довольно давно в одном из журналов по электронике elektor, и, по моему мнению, эта схема является одной из лучших конструкций инвертора, которые вы можете получить.

Я считаю его лучшим, потому что конструкция хорошо сбалансирована, хорошо просчитана, использует обычные детали и, если все сделать правильно, заработает сразу.

Эффективность этой конструкции составляет около 85%, что хорошо, учитывая простоту формата и низкие затраты.

Использование нестабильного транзистора в качестве генератора с частотой 50 Гц

По сути, вся конструкция построена на каскаде нестабильного мультивибратора, состоящего из двух маломощных транзисторов общего назначения BC547 вместе с соответствующими частями, состоящими из двух электролитических конденсаторов и нескольких резисторов.

Этот каскад отвечает за генерацию основных импульсов частотой 50 Гц, необходимых для запуска инвертора.

Вышеупомянутые сигналы имеют низкий уровень тока и поэтому требуют повышения до более высоких порядков. Это делают драйверные транзисторы BD680, дарлингтонские по своей природе.

Эти транзисторы принимают маломощные сигналы частотой 50 Гц от транзисторных каскадов BC547 и усиливают их при более высоких уровнях тока, чтобы их можно было подавать на выходные транзисторы.

Выходные транзисторы представляют собой пару 2N3055, на базы которых подается усиленный ток от вышеуказанного драйверного каскада.

2N3055 Транзисторы в качестве силового каскада

Таким образом, транзисторы 2N3055 также работают при высоком уровне насыщения и высоких уровнях тока, которые попеременно накачиваются в соответствующие обмотки трансформатора и преобразуются в требуемое напряжение 220 В переменного тока на вторичной обмотке трансформатора.

Перечень деталей описанной выше простой схемы инвертора мощностью 100 Вт

• R1, R2 = 27K, 1/4 Вт, 5 %
• R3, R4, R5, R6 = 330 Ом, 1/4 Вт, 5 %
• R7 ,R8 = 22 Ом, 5 Вт, ТИП
• C1,C2 = 470 нФ
• T1,T2 = BC547,
• T3,T4 = BD680, ИЛИ TIP127
• T5,T5 = 7 D,T5,T6 = 19002 2N302 1N5402
• ТРАНСФОРМАТОР = 9–0–9 В, 5 А
• АККУМУЛЯТОР = 12 В, 26 Ач,

Радиатор для T3/T4 и T5/T6

Технические характеристики:

1. Выходная мощность: 100 Вт при использовании по одному транзистору 2n3055 на каждом канале.
2. Частота: 50 Гц, прямоугольная волна,
3. Входное напряжение: 12 В при 5 А для 100 Вт,
4. Выходное напряжение: 220 В или 120 В (с некоторыми корректировками) как построить эти 7 простых инверторных схем, настроив заданную базовую схему генератора с биполярным транзисторным каскадом и трансформатором, а также включив самые обычные детали, которые могут уже быть у вас или быть доступными путем утилизации старой собранной печатной платы.

   Как рассчитать резисторы и конденсаторы для частот 50 Гц или 60 Гц

   В этой схеме инвертора на основе транзисторов конструкция генератора построена с использованием транзисторной нестабильной схемы.

   В основном резисторы и конденсаторы, связанные с базами транзисторов, определяют выходную частоту. Хотя они правильно рассчитаны для получения частоты примерно 50 Гц, если вы заинтересованы в настройке выходной частоты в соответствии с собственными предпочтениями, вы можете легко сделать это, рассчитав их с помощью этого Транзисторный нестабильный мультивибратор Калькулятор.

   Еще одна простая схема преобразователя постоянного тока в переменный ток на транзисторах

   Q1 и Q2 могут быть любыми маломощными PNP-транзисторами, такими как BC557.

   Универсальный двухтактный модуль

   Если вы заинтересованы в создании более компактной и эффективной конструкции с использованием простой двухтактной конфигурации с 2-проводным трансформатором, вы можете попробовать следующую пару концепций

   В первом ниже используется ИС 4047, а также пара полевых МОП-транзисторов с каналом p и n:

   Если вы хотите использовать какой-либо другой каскад генератора в соответствии с вашими предпочтениями, в этом случае вы можете применить следующую универсальную конструкцию.

   Это позволит вам интегрировать любой желаемый каскад генератора и получить требуемый двухтактный выход 220 В.

   Кроме того, он также имеет встроенную ступень зарядного устройства с автоматическим переключением.

   Преимущества простого двухтактного инвертора

   Основные преимущества этой универсальной двухтактной инверторной конструкции:

   • В нем используется 2-проводной трансформатор, что делает конструкцию высокоэффективной с точки зрения размера и выходной мощности.
   • Включает в себя переключение с зарядным устройством, которое заряжает аккумулятор при наличии сети, а при отключении сети переключается на инверторный режим с использованием той же батареи для получения требуемого напряжения 220 В от батареи.
   • В нем используются обычные p-канальные и N-канальные МОП-транзисторы без каких-либо сложных схем.
   • Дешевле в изготовлении и более эффективен, чем аналог центрального крана.
   УНИВЕРСАЛЬНЫЙ PUSH PULL MOSFET MODULE, КОТОРЫЙ БУДЕТ ВЗАИМОДЕЙСТВОВАТЬ С ЛЮБОЙ ТРЕБУЕМОЙ СХЕМОЙ ГЕНЕРАТОРА

   Инвертор SCR

   Следующая схема инвертора использует SCR вместо транзисторов и, таким образом, обеспечивает еще более высокую выходную мощность при простой конфигурации.

   Генерация запускается парой UJT, которые обеспечивают точное регулирование частоты, а также облегчают регулировку частоты между двумя SCR

   Трансформатор может быть любым обычным железным сердечником 9-0-9 В на 220 В или на 120 В понижающий трансформатор, подключаемый в обратном порядке.

   Для опытных пользователей

   Выше было объяснено несколько простых схем инверторов, однако, если вы считаете, что они довольно обычные для вас, вы всегда можете изучить более продвинутые схемы, которые представлены на этом веб-сайте. Вот еще несколько ссылок для справки:

   ---

   Дополнительные проекты инверторов для вас с полной онлайн-помощью!

   • 7 Лучшие модифицированные схемы инвертора
   • 5 Лучшие схемы инверторов на базе IC 555
   • Схемы инверторов SG3525

   ---

   Установка инверторов: руководство «Сделай сам»

   Концепция проста: инвертор позволяет пользоваться всеми удобствами наземных электрических устройств, таких как как микроволновые печи, кофеварки, блендеры и телевизоры без необходимости запуска генератора или подключения к береговой сети. В духе проектов «сделай сам» мы объясним, как выбрать и установить новый инвертор на вашу лодку. Для тех, у кого уже есть инвертор, мы рассмотрим некоторые распространенные ошибки при неправильной установке.

   Как работают инверторы и как выбрать правильный?

   Инверторы преобразуют мощность постоянного тока в переменный, обычно 12 В постоянного тока в 120 В переменного тока, что позволяет питать небольшие электрические устройства. При выборе инвертора важно тщательно продумать несколько факторов.

   1. Размер Инверторы различаются по размеру и мощности. Чем больше инвертор, тем больше устройств вы можете использовать одновременно. По нашему опыту, самая популярная модель – 2000 Вт.
   2. Тип Существует два типа инверторов: модифицированная синусоида и истинная синусоида. Мы рекомендуем приобрести настоящую синусоиду для лучшей производительности — в долгосрочной перспективе более высокая стоимость того стоит. Недостатки, связанные с модифицированным синусоидальным инвертором, часто перевешивают его более низкую стоимость.
   3. Экономичность Большинство больших инверторов поставляются с зарядными устройствами. Покупка инвертора/зарядного устройства более рентабельна, чем покупка двух отдельных устройств.

   Распространенные ошибки при работе с существующими инверторными установками

   При проведении аудита электрооборудования мы видим множество некачественных инверторных установок. Их можно легко избежать
   , зная о наиболее распространенных ловушках.

   1. Отсутствие переключателя включения/выключения на положительной проводке инвертора постоянного тока. Для кодов ABYC требуется переключатель включения/выключения . При обслуживании цепей переменного тока на лодке необходимо отключить инвертор. Переключатель включения/выключения на стороне постоянного тока имеет решающее значение для обеспечения отключения инвертора.
   2. Проблемы с фьюзером . Инверторы требуют очень точного предохранителя, и важно следовать стандартам ABYC, а также рекомендациям производителя. Вот наиболее распространенные проблемы:
      • Нет предохранителя.
      • Предохранитель находится в конце цепи. Это неправильно; предохранитель должен быть ближе к батареям, а не инвертору.
      • Установлен неправильный тип предохранителя. Для инверторов требуется предохранитель класса T, а не предохранитель ANL.
      • Предохранитель не того размера. Вы должны установить предохранитель в точном соответствии с рекомендацией производителя.
   3. Инвертор находится не в том месте на лодке . Инверторы не защищены от воспламенения и не могут устанавливаться в потенциально взрывоопасной среде, например, в машинном отделении бензинового двигателя.
   4. Большие нагрузки переменного тока подключены к инвертору . Такие приборы, как водонагреватели и плиты, имеют большие нагрузки переменного тока. Следует избегать таких больших нагрузок на любом инверторе, потому что они разряжают батареи. Как правило, тепло никогда не должно выделяться из энергии батареи, потому что она потребляет слишком много энергии. Для больших нагрузок переменного тока лучше использовать генератор или подключиться к береговой сети.
   5. Для заземления шасси используется провод калибра 10 или 12 . Поскольку инвертор имеет подключения как для переменного, так и для постоянного тока, заземление корпуса должно защищать до самого большого провода. Поэтому заземляющие соединения шасси всегда должны быть равны или на один размер меньше, чем самый большой провод постоянного тока, питающий инвертор.

   Пошаговый процесс установки инвертора

   1. Найдите подходящее место для инвертора . Ориентация инвертора должна соответствовать рекомендациям производителя. Идеально располагать его рядом с батареями, но не прямо над ними, чтобы свести к минимуму длину провода и, следовательно, размер провода. Чем длиннее провод, тем дороже установка, что часто увеличивает затраты на сотни долларов. Также помните, что свинцово-кислотные аккумуляторы выделяют едкие газы. Если на вашей лодке установлены свинцово-кислотные батареи, особенно важно не располагать инвертор прямо над ними.
   2. Проложите провод переменного тока от панели переменного тока к инвертору. Это самая сложная часть установки инвертора. Убедитесь, что вы подробно прочитали различные конфигурации проводки в инструкции производителя. Есть много способов интегрировать инвертор переменного тока в панель переменного тока. По нашему опыту, наиболее популярный подход заключается в том, чтобы главный ввод переменного тока инвертора шел после главного выключателя переменного тока на вашей лодке. В основном основной вход переменного тока разбивается на два пути. Один ведет непосредственно к инвертору через соответствующий провод переменного тока (например, 10/3 на модели мощностью 2000 Вт), а другой идет непосредственно к неинверторным нагрузкам переменного тока на существующей панели переменного тока.
   3. Разделить существующие нагрузки переменного тока на две подпанели переменного тока . На этом этапе убедитесь, что береговое питание отключено, а батарея генератора изолирована. Важно захватывать только те нагрузки переменного тока, которые вы действительно хотите разряжать от своих батарей. Ваша существующая панель переменного тока должна быть разделена на основную подпанель переменного тока и подпанель инвертора переменного тока. Эта субпанель переменного тока инвертора может включать в себя розетки переменного тока, микроволновую печь и телевизоры. Важно разделить не только незаземленные провода переменного тока (горячие и черного цвета), но и заземленные провода переменного тока (нейтральный и белый цвет) на отдельной заземленной шине переменного тока инвертора. К сожалению, заземленные провода редко маркируются, и это делает процесс проверки незаземленных и заземленных пар очень трудоемким.
   4. Направьте выход инвертора переменного тока на субпанель инвертора переменного тока . На этом этапе подключите выход переменного тока инвертора к субпанели инвертора переменного тока, как указано выше. Эта подпанель переменного тока инвертора должна питаться только через выход переменного тока инвертора, а не через основной источник переменного тока.
   5. Проложите положительные и отрицательные соединения постоянного тока от аккумуляторной батареи к инвертору . Чтобы предотвратить перетирание проводов и связанную с этим опасность возгорания, убедитесь, что провода постоянного тока должным образом поддерживаются на протяжении всего пути через каждые 10 дюймов, и по возможности используйте защитные приспособления от истирания. Нашим техникам нравится использовать гофрированные трубки для дополнительной защиты от натирания.
   6. Подключите выключатель постоянного тока и предохранитель класса T для питания постоянного тока к инвертору . Выключатель постоянного тока должен быть рассчитан на максимальную непрерывную рабочую силу тока инвертора. Установка разъединителя меньшего размера может привести к пожару. Правильное расположение предохранителя класса T имеет решающее значение, особенно если вы используете предохранитель класса T для защиты как самого инвертора, так и провода. В этих обстоятельствах вы хотите, чтобы предохранитель класса T был расположен как можно ближе к аккумуляторной батарее. Обязательно точно следуйте инструкциям производителя при выборе размера предохранителя класса T.
   7. Подсоедините заземление корпуса инвертора к отрицательной точке распределения . Заземление корпуса защищает провода переменного и постоянного тока (а зеленый провод заземления защищает заземление переменного тока). Следовательно, проводное соединение должно быть равно или на один размер меньше, чем самый большой провод, подключенный к инвертору. Например, инвертор мощностью 2000 Вт с проводным соединением 2/0 требует заземления шасси 2/0 или 1/0.
   8. Установите датчик температуры аккумуляторной батареи в правильном месте внутри аккумуляторной батареи . Если ваш инвертор оснащен функцией зарядки, очень важно располагать датчик температуры на батареях, а не на инверторе/зарядном устройстве. В частности, он должен быть размещен на самой теплой батарее в группе батарей, как правило, на той, что находится посередине. Если это сделать неправильно, произойдет тепловой разгон (см. нашу статью Tech Talk за октябрь 2012 г., чтобы узнать больше о тепловом разгоне).
   9. Установите выносную панель для управления и контроля инвертора/зарядного устройства . Выносной дисплей должен быть установлен в месте, где можно легко наблюдать за состоянием инвертора, а также отслеживать любые проблемы или неисправности. Удаленные панели не являются атмосферостойкими или водонепроницаемыми, поэтому размещайте панель в месте, где она не может быть повреждена.

   Установка инвертора на лодку — отличный проект своими руками. Если у вас возникли проблемы с шагами, обратитесь за помощью к квалифицированному морскому электрику. Хотя вам нужно уделять особое внимание мелким деталям, правильное выполнение этого может сэкономить время и деньги в будущем. В конце концов, у вас будет инвертор, который поможет вам наслаждаться домашним комфортом на лодке.

   ---

   Об авторе: Джефф Кот (Jeff Cote) — системный инженер и владелец Pacific Yacht Systems, магазина полного обслуживания, поставляющего морские электрические и навигационные решения для прогулочных лодок.

   No related posts.