Test su inverter economico.

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Test su inverter economico.

Messaggio da Ferrobattuto » 28 ott 2018, 12:07

In questi giorni un amico mi ha portato da riparare un inverter a 12V "cinese" (in realtà di provenienza ignota), molto economico, rigorosamente in onda quadra parzializzata. Uno di quelli che alle bancarelle ti garantiscono per almeno 1KW, ma che poi alle prove di fatto non lo reggono. Infatti dentro c'erano saldati in parallelo sullo stampato due fusibili tipo auto, uno da 30 e uno da 40A, che poi si sono rivelati la fonte del difetto. Già così si capisce che il KW non lo vrebbe mai potuto erogare, infatti 12V x 70A = 840W..... Uno dei fusibili era saltato, l'altro semifuso, per cui corrente passava ma suonava e andava in blocco.
C'è da dire che il circuito è progettato benino, è uno di quelli a due stadi, primo stadio di conversione in alta tensione, secondo stadio generatore dell'onda quadra parzializzata, con tanto di ventolina che parte in automatico sotto carico. Piuttosto robusto, anche se chiaramente non regge il KW, ma realizzato male, con stagno scadente, saldature mal fatte e residui di pessima pasta salda un po' dappertutto. Infatti presumo che il mio amico lo abbia guastato proprio per un sovraccarico. È bastato sostituire i due fusibili in parallelo con un unico da 70A messo fuori dallo stampato e collegato con due fili piuttosto robusti, dare una ripulita al tutto e ripassare qualche saldatura.
A quel punto mi è venuto in mente di verificare alcuni dubbi che da sempre girano per le discussioni: l'onda quadra erogata dai vari UPS o da inverter economici, è adatta o no per alimentare trasformatori? Come si comportano con carichi capacitivi o carchi misti?
Assodato ormai che tutto quello che viene alimentato con alimentatori switching ci funziona benissimo e senza problemi, per cui tutti i PC, le TV moderne "piatte", le lampade a basso consumo, quelle a led di buona marca, ecc ecc, rimaneva da capire se potevanno andarci anche utilizzatori più "anziani" alimentati tramite un normale trasformatore a 50Hz.
Ne ho lette di tutti i colori, chi diceva che l'onda sarebbe diventata triangolare, chi parlava di picchi di commutazione, chi diceva che il trasformatore non avrebbe erogato niente e altre cose simili.
Che in onda quadra i motori monofasi con condensatore di avviamento non ci andassero è cosa assodata, mentre i motori a spazzole ci vanno benissimo, che le vecchie lampade al neon con "reattore" più starter e condensatore di rifasamento rischino di bruciare l'inverter è risaputo, ma almeno per me i trasformatori a 50Hz rimanevano un dubbio, così ho preso la palla al balzo e deciso di provare.
Questo è l'inverter in questione:
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Marca sconosciuta, aspetto davvero "povero".
Questo è il "banco prova" allestito alla buona. Sopra c'è l'oscilloscopio con cui vedere le forme d'onda.
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La prima prova fatta è stata quella di controllare la forma d'onda con funzionamento a vuoto.
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02 a vuoto.JPG (61.49 KiB) Visto 948 volte
Come si vede è un'onda quadra parzializzata abbastanza buona, senza picchi di commutazione (quel circuito non ne può dare) e fronti di salita molto buoni.
La seconda prova ovviamente è stata collegarci un carico resistivo, precisamente la "solita" vecchia lampada a filamento da 100W.
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Come si vede l'onda è ancora perfettamente quadra, ma naturalmente un po' più "larga" per compensare il carico.
A questo punto ho deciso di togliere la lampada e provare col trasformatore, a vuoto naturalmente. C'è da dire che un trasformatore a 50Hz a vuoto è praticamente un'induttanza pura, con impedenza molto più alta che sotto un carico qualsiasi, per cui se si fossero dovuti generare picchi o deformazioni dell'onda quadra, questo era il caso adatto.
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Niente di tutto questo: il trasformatore, anche a vuoto, restituisce l'onda al secondario senza alcuna deformazione.
Il passo successivo è quello di aggiungere un carico sul secondaio del trasformatore, nello specifico, visto che è provvisto di secondario a 10V, ho collegato una lampada da faro auto da 60W.
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06 lamp 12V 60W.JPG (113.25 KiB) Visto 948 volte
E questo il risultato sull'oscilloscopio.
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La forma d'onda sembra addirittura migliorata, sicuramente molto regolare.
L'assorbimento sulla batteria risulta di poco più di 5A, per cui con i vari passaggi col rendimento ci si può stare, è abbastanza buono.
07 ass lamp 12V.JPG
07 ass lamp 12V.JPG (44.94 KiB) Visto 948 volte
Bene, ma con i carichi capacitivi? Così ho deciso di "sfottere" un po' l'inverter, mettendo in serie al primario del trasformatore un grosso condensatore da 20µF, e questo è stato il risultato:
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08 cond a vuoto.JPG (64.19 KiB) Visto 948 volte
Trasformatore con secondario a vuoto, per cui massima induttanza, e difatti onda deformatissima, probabilmente in armonica, per una qualche risonanza del primario col condensatore in serie. Non ho insistito molto per paura di guastare qualcosa, giusto il tempo di fotografare lo schermo dell'oscilloscopio. Anche se picchi strani di extratensioni non se ne vedevano.
Il tentativo successivo è stato di collegare un carico sul secondario, la solita lampadina da faro da 60W.
09 cond e lamp 12V.JPG
09 cond e lamp 12V.JPG (52.98 KiB) Visto 948 volte
Onda ancora deformata (brutta foto..... sfocata, mi dispiace), ma con deformazione differente e meno accentuata.
Ho auto però la sorpresa di misurare ai terminali della lampadina oltre 16V invece dei soliti 10V, probabilmente dovuti ai fenomeni di risonanza tra condensatore e primario. Anche qui prova molto breve.....
Rimaneva un'ultima curiosità, almeno per me: togliere il trasformatore e ricollegare in serie al condensatore la lampada a 220V da 100W.
10 cond e lamp 100W.JPG
10 cond e lamp 100W.JPG (58.37 KiB) Visto 948 volte
Onda deformata più o meno nello stesso modo. La lampada si accende con meno intensità per via della reattanza capacitiva (resistenza alla corrente alternata) del condensatore messo in serie.
Mi pare chiaro che le onde quadre non sono adatte ad alimentare carichi capacitivi, ne "misti", sia in serie a induttanze che in serie a resistenze. Si ha una deformazione dell'onda e in qualche caso un'esaltazione delle tensioni per via delle risonanze.
Le conclusioni che ne derivano, almeno per me, è che purché si conoscano bene le caratteristiche degli utilizzatori che si andranno ad alimentare. l'onda quadra può andare benissimo. Inutile precisare che l'ona sinusoidale pura (o quanto più pura possibile) è sicuramente meglio in tutti quei casi in cui non si conoscano perfettamente le caratteristiche degli utilizzatori, o quando si debba alimentare un impianto misto a cui può venire collegato di tutto e di più.
Ricordiamoci però che l'onda sinusoidale è "pura" solo quando esce da un inverter che abbia l'uscita su trasformatore, meglio se toroidale, che gli "onda pura" cinesi hanno quasi sempre dentro soltanto un filtro L-C, ossia costituito da qualche induttanza e qualche condensatore, che si limita a "sgrossare" l'onda sinusoidale dagli "scalini" prodotti dalle commutazioni in alta frequenza che la generano, e che spesso sono presenti anche in uscita.
Spero di essere stato utile, resto a disposizione per qualsiasi domanda.
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Re: Test su inverter economico.

Messaggio da PierGSi » 28 ott 2018, 21:47

Interessante, io stesso utilizzo un piccolo inverter di questo tipo per alimentare tutta la linea luci oltre a caldaia, TV, ecc. Siccome i filtri di ingresso della TV (recente, quindi con alimentatore switching) ronzavano, ho realizzato un cavo spina / presa con interposti ponte raddrizzatore e capacità. Alimentando il televisore con 310Vcc, ronzio sparito.
Commuto linea/inverter mediante un relè DPDT senza curarmi del sincronismo, unico accorgimento un NTC inrush limiter da 50 ohm in serie alla 230VCA 'inverter.

PS. tralasciando il rumore, circolatori, ventilatore del tiraggio forzato (entrambi con seconda fase a 90°generata da condensatore) e sensore di fiamma a corrente ionica della caldaia funzionano regolarmente.

La forma d'onda è analoga a quella da te rilevata, non ho mai eseguito prove con oscillo connettendo carichi capacitivi...
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Re: Test su inverter economico.

Messaggio da eneo » 28 ott 2018, 22:37

Mi pare di conoscere quell'inverter...e' stato il primo che ho avuto nel 2005.
Impianto fotovoltaico monocristallino 2.870kwp n°5 canadian solar 180wp, n°1 trina solar 185wp, n°7 solarworld 185wp, n°2 Peimar 250wp poly, batteria 24v 157+157Ah SMA tubolare, regolatore di carica tristar ts45 pwm e n°2 triron 40A, inverter steca PI1100, Plc di gestione impianto, eolico 300w 24v.
Impianto camper pannello kyocera 140wp, regoltore steca prs1010 e batteria 80Ah SMa

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Re: Test su inverter economico.

Messaggio da Ferrobattuto » 29 ott 2018, 12:12

eneo ha scritto:
28 ott 2018, 22:37
Mi pare di conoscere quell'inverter...e' stato il primo che ho avuto nel 2005.
Non credo che sia il tuo. :lol:
Questo amico l'ha acquistato ad una bancarella die polacchi.
Ma immagino che in giro ce ne siano molti......

@PierGSI
Mi fa piacere sapere che anche i circolatori ci vanno bene. Del rumore me ne importa poco...... Ottima anche l'idea del raddrizzatore e della NTC sull'ingresso 230V di rete.
Quello che di solito ronza sui nuovi elettrodomestici con alimentazione switching, tipo TV o Amplificatori, è proprio la parte bassa frequenza per riprodurre voce e musica, che risente dei fronti di salita e discesa delle onde quadre. È soltanto questione di fastidio per l'orecchio, che per il resto non provocano danni. Immagino che se le capacità in ingresso di quegli alimentatori non fossero dimensionate "a risparmio", probabilmente il problema non si porrebbe......
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Re: Test su inverter economico.

Messaggio da trattore » 29 ott 2018, 18:57

Ma avendolo aperto puoi spiegarci per curiosità come mai non mantiene i 1000 w promessi , quali componenti sono sottodimensionati, finali igbt ,mosfet, o trasformatore ecc..grazie

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Re: Test su inverter economico.

Messaggio da PierGSi » 29 ott 2018, 19:40

I circolatori girano, non so con che efficienza :P ...nella TV il ronzio è "mecceanico" e non proviene dagli altoparlanti ma dalla zona posteriore a ridosso della spina di alimentazione, diciamo tra i condensatori X2 ed il filtro di modo comune.
Ciao,
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Re: Test su inverter economico.

Messaggio da Ferrobattuto » 29 ott 2018, 21:37

Se i circolatori girano l'efficienza non ha molta importanza, sono "circolatori", non pompe, servono solo a far muovere il liquido. E se non è andato niente in ebollizione significa che funzionano. ;)

@trattore:
È sottodimensionato per prima cosa perché i fusibili interni erano per un totale di 70A, che con 12V fanno al massimo 840W, l'ho scritto sopra. Non sarebbe MAI potuto arrivare a 1000W senza fermarsi. Poi considera che il rendimento di un aggeggio così si aggira in genere sul 90%, per cui al massimo ne avrebbe potuti erogare 700 - 750...... Secondo me per stare sul sicuro non avrei osato caricarci più di 500W, al massimo appena qualcosina in più ma solo di picco in accensione.
Dentro c'erano 4 mosfet per la parte in bassa tensione e 4 per la gestione dell'alta tensione d'uscita, probabilmente dimensionati per quella potenza. Non sono andato a vedere le sigle e a cercare le caratteristiche in rete, non erano bruciati e il circuito funzionava.
Alle dimensioni dei trasformatori non si può stare dietro, lavorano a frequenze elevate, 50 -100KHz, a volte di più come succede spesso negli switching dei PC, per cui anche se appaiono "piccoli" è probabile che le dimensioni siano adeguate.
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Re: Test su inverter economico.

Messaggio da Dolomitico » 1 nov 2018, 13:21

Bella prova Ferro, in effetti viste le dimensioni sembra più un 500w che un 1000.
Io ne ho 2 a onda modificata, uno da 300,e uno da 1000,ma è grande come un amplificatore da auto grande.
Vanno bene per carichi resistivi, lampadine, swiching, e resistenze, non sapevo che i cinesi fossero modificati/adattati, ma alla fine il prezzo fa la differenza. Quello da 300w non l ho mai tirato , ma probabilmente sono tutti un po' abbondanti, i Cinesi hanno un po' la tendenza ad aggiungere quello che non c'è.

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