Vásárlás előtt mindenki felteszi magának a kérdést: milyen invertert válasszak? Kevesen tudják, hogy a 230V-os váltóáramú fogyasztóinkat működtető inverter kiválasztása nem függ az akkumulátoroktól, egyedül a működtetni kívánt 230V-os fogyasztóktól függ és azok villamos paramétereitől.
A teljesítménytényező, amelyről senki nem beszél
Egy ideális világban, ahol a fogyasztók ohmikusak (fűtőszál, hősugárzó), könnyű lenne megmondani, hogy mekkora teljesítményű inverterre van szükség. Fogjuk a működtetni kívánt fogyasztók összteljesítményét (pl. 2000W bojler + 1000W hősugárzó = 3000W) és vásárolunk egy 3000W-os invertert. A valóságban a legtöbb fogyasztó nem ohmikus, hanem induktív (motorikus) vagy kapacitív. Ezen fogyasztók teljesítménytényezője (Cos Φ), ellentétben az ohmikus fogyasztókkal, kevesebb, mint 1. Ez a tényező leegyszerűsítve azt mutatja meg, hogy mennyire "csúnya" az adott fogyasztó áramfelvétele. Minél kevesebb, annál nehezebb elindítani, annál jobban becsapják az invertert, amely túlterhelést érzékelve leáll a készülék indításakor (azt hiszi, hogy egy nagyobb fogyasztó van rákötve, mint a valóságban). Ahol villamos szolgáltató van és 16A-es kismegszakító, ott ezek a fogyasztók sosem okoznak problémát, de az inverterek elektronikus túlterhelésvédelmét igencsak próbára teszik. Az ilyen fogyasztók esetén túl kell méretezni az invertert a fogyasztóhoz képes, a túlméretezés mértékére számítás nincs, a legtöbb esetben a korábbi tapasztalatainkra tudunk hagyatkozni vagy a termék kipróbálására. Például egy 80W-os névleges teljesítményű hűtőszekrény kompresszort egy 600W-os inverter nem képes elindítani, 1000W fölötti inverterre van szükség. Egy 7-800W-os szivattyút már el tud indítani egy SW1200-12 inverter. Az inverterek szemszögéből a "legdurvább" fogyasztók a teljesség igénye nélkül: hűtőszekrény kompresszora, klímaberendezés kompresszora, fejőgép kompresszora. Szivattyúk, mikrohullámú sütő esetén is kissé túl kell méretezni az invertert.
A végső konklúzió az, hogy nem elég ismerni a fogyasztó és az inverter teljesítményét, igénybe kell venni a forgalmazó műszaki tudását, de legfőképpen tapasztalatát és meg kell kérdezni tőle, hogy az adott wattszámú berendezést elindítja-e egy adott wattszámú inverter. Előfordul olyan is, hogy vállrándítás a válasz és csak a próba tudja eldönteni ezt a kérdést (pl.: elindul-e egy 500W-os 3-fázisú fejőgép úgy egy 1200W-os inverterről, hogy egy frekvenciaváltó lenne az inverter és a fejőgép között). Cégünknél az ilyen esetekre gondolván van arra lehetőség, hogy a vevő az invertert megvegye, bekösse és kipróbálja és ha esetleg mégsem indítaná el a fogyasztót, akkor visszaadjuk a pénzt vagy nagyobbra cseréljük az invertert (a lényeg, hogy a termék újszerű, eladható állapotban érkezzen vissza hozzánk).
Szinuszos vagy nem szinuszos, ez itt a kérdés!
Nem szükséges minden fogyasztóhoz a szinuszos jelalakú 230V. Kezdjük talán onnan, hogy a szinusz inverter kimeneti jelalakja megegyezik a hálózati konnektorból kijövő 230V jelalakjával, tehát minden működtethető róla, ami a hálózatról. A motorikus (induktív) fogyasztók kifejezetten szinuszhullámú jelalakkal meghajtva érzik jól magukat, ez az optimális számukra. Ha nem tiszta szinuszhullámú hálózatról működnek, akkor a motor armatúrája (tekercselése) melegszik, ilyenkor sokszor búg is a motor. Ez néhány lyuk falba való befúrásakor nem okozhat gondot egy fúrógépnek, de az olyan motorokat, amelyek hosszú időn keresztül és meleg környezetben dolgoznak (pl. keringető szivattyúk, hűtő- és klímakompresszorok, stb.) akár tönkre is teheti (sok ilyennel találkoztunk, higgyenek nekünk).
Az inverterek zavarszűrése
A másik oldalról viszont vannak olyan fogyasztók is, amelyek tökéletesen jól működnek akár a négyszögjelről-trapézjelről is - ezek azok a fogyasztók, amelyeknek kapcsolóüzemű tápegysége van (TV, pc, laptop, telefon, etc.). Ezeknél a fogyasztóknál nem számít a szinusz-jel, egy jó minőségű, DC és AC oldali zavarszűréssel ellátott módosított szinusz inverter is tökéletesen megteszi. Különösen az inverter kimenetének (AC-oldal) a zavarszűrése fontos, mert ennek hiányában a zavarjelek miatt működési problémák merülhetnek fel a fogyasztónál (pl. a nyomtató furcsa karaktereket szúr a nyomtatásba, laptopnál a touch-pad vagy az optikai egér ugrál, audió-videó eszközök búgnak-vibrálnak, stb.). S mivel minden mindennel összefügg, a kb. negyedannyiba kerülő módosított szinusz inverterek zavarszűrése anyagtakarékosságból sokszor nem létező vagy nem elégséges.
Hogyan kössük be az invertert?
Nagyon fontos egy napelemes rendszernél, hogy mindenképpen közvetlenül az akkumulátor sarkaira kössük inverterünket a használati útmutatóban meghatározott hosszúságú és keresztmetszetű vezetékekkel. Többen ott követik el a hibát, hogy napelemes rendszereknél az invertert a napelemes töltésvezérlő DC kimenetére kötik. Erre a kimenetre legfeljebb a töltésvezérlő névleges áramértékéig (pl. egy 10A-es szabályozó esetén 10A-ig, ami 12V-os akku esetén 120W max.) lehet DC fogyasztókat kötni, az ennél nagyobb teljesítményű inverter nem fog megfelelően működni és a szabályozó is könnyedén tönkremehet. A DC fogyasztói kimenet mélykisülés ellen védve van (ezért kell ide kötni az egyéb DC fogyasztókat), de az inverterekben ugyancsak van mélykisülésvédelem, szóval semmilyen előnnyel nem jár az esetükben a DC fogyasztói kimenet használata.
Szivargyújtós inverterek gépjárműben
A Panelectron Bt. termékei között 150W teljesítményig találhatók meg szivargyújtóról működtethető inverterek (SW100-12 és SW150-12), az olcsóbb módosított szinusz inverterek között akár 300 wattos teljesítményű szivargyújtós invertereket is lehet találni. A 150W-os inverternek 12V esetén az áramfelvétele 12,5A, amely még biztonsággal működtethető szivargyújtó aljzatról. Ennél nagyobb áram már vagy kiveri a szivargyújtó aljzat biztosítékát (10-15A-esnél nem nagyon szokott nagyobb lenni egy kocsiban) vagy az akkumulátort és a szivargyújtó-aljzatot összekötő vezeték hosszából és keresztmetszetéből adódóan nem indulnak el a fogyasztók.
Sajnos előfordul (még az SW inverterekkel is), hogy a szivargyújtó-aljzathoz kiépített, nem elégséges keresztmetszetű kábelen jelenlevő feszültségesés miatt nem indulnak olyan fogyasztók, amelyek egyébként el kellene, hogy induljanak. Ezen a problémán az alábbi módokon tudunk segíteni:
- járó motornál használjuk inverterünket (a generátor töltése miatt megemelkedik az akkumulátor feszültsége és így már nem számít a néhány tizedvoltos feszültségesés a kábelezésen)
- egy rövid kábelre kötünk egy szivargyújtó-aljzatot és közvetlenül az akkura kötjük (kihagyván ezzel több méter kábelezést) vagy a szivargyújtó-dugót levágva (ez nem érvényteleníti a garanciát) közvetlenül csavaros kötéssel az akkumulátor sarura kötjük az inverterünket
- vastagabb kábelre cseréljük a gyári szivargyújtó kábelezését (legtöbbször körülményes és nem járható út)
Milyen fogyasztóhoz mekkora invertert válasszak a kínálatukból?
A teljesség igénye ugyan megvan nálunk, de elég nehéz sorbavenni minden 230V-os berendezést - az alábbiakban azért megpróbáljuk felsorolni a leggyakoribb villamos készülékeket. A fogyasztók és az inverterek összepárosítását gyakorlati tapasztalataink alapján végeztük el. Kezdjük az inverterek szempontjából a "legdurvább" fogyasztókkal és ahogy haladunk lefelé, úgy csökken az indulási áramfelvétel és javul a teljesítménytényező:
- Hűtőszekrény, hűtőláda. Ezen hűtőgépek kompresszorának a névleges teljesítménye valahol 80-150W között mozog. Itt a háztartási célra gyártott hűtőberendezésekről beszélünk, az ipari hűtők, hűtőpultok teljesítménye több száz watt tartományban van. Egy háztartási hűtőszekrényt/hűtőládát 1000W fölötti teljesítményű inverter tud csak elindítani, esetünkben az SW1200 inverter tipus. Egy hűtő mellé már csak kisebb elektronikák férnek rá az inverterre (TV, világítás, stb.), hiába van "szabadon" 1000W körüli teljesítmény, miután elindult a hűtő.
- Mobilklíma, tetőklíma. Főleg lakókocsisok, kamionosok részéről jelentkezhet ez az igény. Tapasztalatunk szerint 900-1000W alatti klíma nincs, ezeket a kisebb klímákat az SW2000 inverter hol elindítja, hol nem (gyártmányfüggő, ki kell próbálni sajnos). Egy 2000W körüli klímát 2 db SW2000 szinkron inverter sokszor elindít (de van olyan tipus is, amit nem).
- Öntözőszivattyú, búvárszivattyú. A szivattyú tényleges indulási áramfelvétele függ attól is, hogy milyen mélyről kell a vizet kiemelni, szóval az adattábla paramétereire itt is csak részben lehet hagyatkozni. Valamilyen mértékű túlméretezést ezek a fogyasztók is igényelnek, de közel sem olyan vészes kategória, mint a fenti kettő. Az SW1200 inverter általában el tudja indítani a 800-900W-os szivattyúkat. A membrános búvárszivattyúkhoz még kevésbé kell túlméretezni az invertert, mivel nincs bennük forgórész, vagyis motor.
- Fejőgép. Nagy az induló áramfelvétele, de konkrét példával nem tudunk szolgálni, mivel eddig csak néhány darabhoz vittek invertert és nem emlékszünk a tényleges paraméterekre.
- Mikrohullámú sütő. 900W körüli mikrót az SW1200 inverter tipus el tud indítani.
- Fűtés keringető szivattyú. Általában szünetmentesítés céljából keresnek hozzá invertert, nincs nagy induló áramfelvételük, szinte a névleges teljesítményükkel lehet számolni. Az SW100 inverter például elindítja a 90W-os keringetőszivattyút.
- Energiatakarékos fénycsövek, izzók. Ezek be tudják csapni az invertert, mivel kapacitív terhelésként jelentkeznek, sokszor egy 100W-os inverter túlterhelést jelez és leáll, ha 60-80W-nál több energiatakarékos izzót kötünk rá.
- Nyomtatók. Meglepetést tudnak okozni, különösen a lézernyomtatók. Túl kell méretezni hozzájuk az invertert.
- Laptop, notebook. A kapcsolóüzemű tápegységük meg tudja húzni kissé az invertert, de mivel 60-80W-nál nem nagyobb teljesítményűek általában, a legtöbb laptopot elbírja az SW100 inverter.
- Villanybojler, villanyradiátor. Induló áramfelvételük elenyésző, gyakorlatilag a névleges teljesítményükkel lehet számolni. Viszont meg kell jegyezzük, hogy a villamos árammal való fűtés vagy melegvíz előállítás drága és energiapazarló. Válasszuk a napkollektort vagy a fatüzelést helyettük.
- Egyéb. Ide kerülnek a feljebb nem felsorolt elektronikai eszközök, pl. TV, Hi-Fi, DVD, számítógép, LED-es világítás (vagy izzószálas, ha még használja valaki), mobiltöltők, stb. Ezeknél az eszközöknél is számolhatunk a névleges áramfelvételükkel a megfelelő inverter kiválasztásakor.
Inverter bemenet és inverter kimenet közti kapcsolat
Kevesen tudják, hogy az inverterek kimeneti 230V-os feszültsége és stabilitása függ a bemeneti oldal (pl. 12V vagy 24V) feszültségének mértékétől. Ha például a 12V-os inverterre jutó bemeneti feszültség csökken, akkor az inverter megpróbálja a specifikációban megadott tűréshatáron belül tartani a kimeneti feszültségét. Ez terheletlen állapotban többnyire sikerül is, de ha valamilyen 230V-os fogyasztót kell elindítani, akkor már nem minden esetben történik meg a fogyasztó elindítása, néha alacsony akkumulátor feszültség jelzés mellett lekapcsol az inverter. Tehát megállapítható, hogy az a 230V-os fogyasztó, amelynek elindítása teljesen feltöltött akkumulátor mellett már határeset, de még sikerül, az már egy alacsonyabb feszültségre kisütött akku állapotból nem indítható el.
Inverter bekötési módok - szivargyújtó vs. csipesz vs. csavaros sarus kötés
Hasonló problémához vezet az, ha az inverter akkumulátorra kötése nem elegendő keresztmetszetű vezetékkel történik vagy a csatlakozás nem stabil (nem csavaros fix bekötésű) és átmeneti ellenállás képződik a csatlakozási pontokon (szivargyújtó, csipesz, odafogott vezeték, stb.). Ezek a problémák az inverter terheletlen állapotában általában nem jelentkeznek, csak a fogyasztó indulásakor.
A kisebb szivargyújtós inverterek (pl. SW100 és SW150 tipus) saját kábellel kerülnek forgalomba, amely az adott hosszra kivetítve (kb. 1 m) megfelelő keresztmetszetet biztosít a rajta átfolyó áramhoz. Más gyártók a kisebb teljesítményű inverterük akkura csatlakoztatását csipesszel oldják meg.
Ezen két módszer előnye:
- Az inverter gyorsan, oldható kötéssel csatlakoztatható az akkumulátorhoz.
Ezen két módszer hátránya:
- A kötés erőssége nem stabil (mindkét esetben az alkalmazott rugóerőtől függ), a csatlakozási pontban átmeneti ellenállás képződhet, amelyen feszültség esik.
Minél nagyobb teljesítményű egy inverter, annál inkább fontos, hogy a bemeneti oldali kábelezés megfelelően vastag vezetékkel történjen és ne legyen átmeneti ellenállás (egy 2000W-os inverter 170A körüli áramot igényel 12V-on!). Ezért van az, hogy szivargyújtón vagy csipeszen általában csak max. 150W teljesítményig oldják meg az inverter akkura kötését, efölött már saruzott csavaros kötéssel.
Mindenképpen kövessük az inverter használati utasításában egy adott távolságra megadott, minimális akkumulátor kábel keresztmetszetre tett utalást, használjunk legalább akkora vagy nagyobb kábelt.
Az inverterek DC oldali minimális vezeték keresztmetszete
| Teljesítmény |
2m-ig |
3m-ig |
| 300W |
16 mm² |
16 mm² |
| 600W |
16 mm² |
16 mm² |
| 1200W |
25 mm² |
35 mm² |
| 2000W |
35 mm² |
50 mm²
|
Megfelelő méretű inverter-akkumulátor saruzott összekötő rézkábeleket itt talál.
Kábel keresztmetszet (mm2) és átmérő (mm) átváltási segédlet
Az átlagembernek a vezeték mm2-ben megadott keresztmetszetével nehezebb számolni, mint a mm-ben megadott vezeték átmérőjével, ezért az alábbiakban közzéteszünk egy mm2 vezeték keresztmetszet és mm vezeték átmérő átváltási táblázatot is:
Rézvezeték vastagsága
|
| mm2 |
0.75 |
1 |
1.5 |
2 |
2.5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
35 |
50 |
| mm |
1.0 |
1.1 |
1.4 |
1.5 |
1.8 |
2.3 |
2.8 |
3.6 |
4.5 |
5.6 |
6.7 |
8.0 |
Inverter földelés - valóban szükséges?
A földelés lényege a 230V-os villamos hálózatnál, hogy ha például egy mosógép belsejében a fázisvezető lerázódik/leszakad a helyéről és hozzáér a készülék fémházához, akkor földelés hiányában ha valaki megérinti a mosógép fémtestét, akkor az illető testén/földön keresztül záródik a hálózat és az emberi testen áthaladó áram életveszélyes mértékű lesz. Ha be van kötve a földelés, akkor a kismegszakító/biztosíték leold, amint a fázisvezető hozzáér a fémházhoz.
Az inverterek gépkönyvében fel van tüntetve a magyar szabványoknak megfelelően, hogy az inverter kimeneti 230V-os aljzatának a földelőérintkezőjét rá kell kötni a földelő hálózatra. Nem sűrűn, de vannak bizonyos helyzetek, amikor a földelés lekötésével megoldódnak bizonyos furcsa jelenségek (pl. audio/video eszközök zaja, ha a hajó fémtestére van kötve a föld, fázisérzékeny kazánok, stb.), de a földelés kikötése sok emberben jogos kételyeket vethet fel.
Az SW szinuszos inverterek két csoportba oszthatók:
- A bemenet galvanikusan le van választva a kimenettől: SW100, SW150 és SW2000 tipusok
- A bemenet nincs galvanikusan le van választva a kimenettől: SW300, SW600 és SW1200 tipusok
Az EcoSine SWE és MW típusok minden tagja galvanikusan leválasztott rendszerű.
A leválasztott és a nem leválasztott inverter abban különbözik egymástól, hogy a nem leválasztott inverter mindkét kimenete a földhöz képest terhelhető, tehát képes nagy áram folyni mindkét irányban. Ez kicsit olyan mintha a hálózat kétfázisú 115V lenne, nulla vezető nélkül. Ez a fogyasztó szempontjából teljesen lényegtelen.
Ezzel szemben a galvanikusan leválasztott inverter két kimeneti pontja nincs galvanikus kapcsolatban a földdel, azaz a negatív bemenettel, így életveszélyes nagy áram csak a kimenet két pontja közt tud folyni, a föld és a kimeneti pontok között nem (de nem életveszélyes áramütés lehetséges!). Mivel az inverterek nagyfrekvenciás kapcsolóüzemben működnek, ezért a szórt kapacitások által képes a kimenet a bemenethez képest feszültségben nagyon eltolódni, ez akár veszélyes is lehet emberre és készülékre egyaránt. Azért, hogy ez állandó értékű legyen, és a galvanikus leválasztás is megmaradjon, a kimenetek egy-egy kiskapacitású kondenzátorral a földhöz vannak kötve. Így virtuálisan ugyanaz a helyzet áll elő a kimeneten, mint a nem leválasztott inverternél.
Műszerrel mérve a két típusú inverter nem különbözik egymástól, mert a műszer belső ellenállása túl nagy, tehát a föld és a kimenet között 110-120V váltófeszültség mérhető.
Használható inverter FI-relével?
Mindenképpen, de előfordulhat, hogy a nem leválasztott típusok leverik a FI-relét, de ez csak akkor történik meg, ha a fogyasztó földelt és valamilyen zavarszűrő elemen föld áram folyik.
