Kuvittele tämä: sinulla on uusi 300 W:n invertteri kuorma-autoosi tai 300 W:n lämmitin asuntoautoosi, ja tuijotat akkua ja satunnaista johtokelaa miettien: "Toimiiko tämä vai aiheuttaako tämä tulipalon?".
Se on yleinen skenaario. Teollisuuden jälkiasennuksista etäisiin tietoliikennesivustoihin ampeeriluvun arvaaminen johtaa usein sulaneisiin eristyksiin, palaneisiin sulakkeisiin ja kalliisiin käyttökatkoksiin.
Nopea vastaus: 300W 12V:lla vetää 25 ampeeria. Mutta todellisuudessa sinun pitäisi varautua noin 30 ampeeria tehokkuushäviöiden kattamiseksi. Tutustutaanpa matematiikkaan, turvallisuussääntöihin ja siihen, miksi 300 W:n laitetta ei pitäisi kytkeä tupakansytyttimeen.
Kamada Power 12.8V 54Ah Lifepo4 akku
Matematiikka: Ampeerien laskeminen wateista
Itse laskelma on suoraviivainen ja perustuu Wattin lakiin. Teho (wattia) on yhtä kuin jännite (volttia) kertaa virta (ampeeria).
Ampeerien löytämiseksi järjestetään kaava uudelleen:
Ampeerit = watit / voltit
Joten tavalliselle 300W:n kuormalle:
300W / 12V = 25 ampeeria
"Tehokkuusloukku"
Pysähtyminen 25 ampeeriin voi johtaa ongelmiin. Useimmat laitteet, erityisesti DC-AC-vaihtosuuntaajateivät ole 100% tehokkaita. Ne menettävät energiaa lämpönä tehon muuntoprosessin aikana.
Tyypillinen laadukas invertteri on noin 85% tehokas. Tämä tarkoittaa sitä, että 300 W vaihtovirran saamiseksi sen on otettava akustasi yli 300 W.
Tässä on oikea matematiikka:
Syöttöteho = lähtöteho / hyötysuhde
300W / 0,85 = 353 wattia (syöttöteho)
Ampeerit = 353W / 12V = 29,4 ampeeria
Kuten näet, todellinen virrankulutus on lähempänä 30 ampeeria. Jos mitoittaisit sulakkeen täsmälleen 25 A:lle, se todennäköisesti räjähtäisi usein.
Kriittinen turvallisuus: Johdon mitoitus ja sulakkeen mitoitus
Nyt kun tiedämme, että kyseessä on noin 0,5 mm:n virta 30 ampeeria, meidän on valittava sopiva johto ja sulake. Ajattele johtoa letkuna ja ampeerimäärää vedenpaineena. Suuren paineen pakottaminen pienen letkun läpi voi aiheuttaa sen puhkeamisen; samoin liian pieni johto ylikuumenee ja sulaa.
Sulakkeen sääntö: 1,25x varmuuskerroin
Älä koskaan mitoita sulaketta täsmälleen odotetun kuormituksen mukaan. Sinun on otettava huomioon käynnistyspiikit (käynnistysvirta). Yleinen teollisuusstandardi on käyttää varmuuskerrointa, joka on 1.25x.
29,4 ampeeria x 1,25 = 36,75 ampeeria.
Koska 36,75 A:n sulakkeet eivät ole vakiokokoisia, sinun on pyöristettävä ylöspäin seuraavaan yleiseen kokoon. Tuomio: Käytä 40 ampeerin sulake.
Lankasääntö: Älä kurista virtaa
Johdon paksuus mitataan AWG:nä (American Wire Gauge), jossa pienempi numero tarkoittaa paksumpaa johdinta.
Jatkuvalle 30 A:n kuormitukselle:
- 0 - 10 jalkaa: Käytä 10 AWG. Tämä on vähimmäismäärä, jotta jännitehäviö pysyy alle 3%:n.
- 10 - 20 jalkaa: On turvallisempaa käyttää 8 AWG jännitehäviön minimoimiseksi pidemmillä etäisyyksillä.
Liian ohuen johdon (kuten 14 AWG) käyttö lisää vastusta, joka tuottaa lämpöä ja voi johtaa huomattavaan jännitteen laskuun, jolloin invertteri sammuu tai aiheuttaa palovaaran.
Voinko käyttää savukkeensytyttimen pistorasiaa?
Usein kysytään, voiko 300 W:n invertterin kytkeä 12 V:n lisäporttiin.
Tuomio: Ehdottomasti EI.
Tässä on syy: Useimmat ajoneuvojen tupakansytyttimien pistorasiat on sulatettu enintään 10 tai 15 ampeeria.
- Socket Limit: ~180 wattia (15A:ssa).
- Sinun kuormasi: Yli 350 wattia (lähes 30 ampeeria).
300 W:n invertterin kytkeminen 15 A:n pistorasiaan räjäyttää ajoneuvon sulakkeen välittömästi. Pahimmassa tapauksessa, jos joku on vaihtanut sulakkeen väärin korkeamman luokituksen omaavaan sulakkeeseen, ajoneuvon johdinsarja voi sulaa.
Ratkaisu: Laite on kytkettävä suoraan akkuun tai erilliseen jakelulohkoon käyttäen sopivan kokoista (10 AWG tai paksumpaa) kaapelia.
Akku- ja aurinkoenergian mitoitus: Kuinka kauan se toimii?
Kun järjestelmä on kytketty turvallisesti, seuraava kysymys on käyttöaika. Tämä riippuu akun kapasiteetista ja kemiasta. Tarkastellaan 100Ah akku jatkuvalla 300W kuormituksella (~30A).
- Lyijyhappo / AGM: Voit käyttää turvallisesti vain noin 50% kapasiteetista vahingoittamatta akkua.
- Käyttökelpoinen energia: ~50Ah.
- Suoritusaika: 50Ah / 30A = noin 1.67 tuntia
- LiFePO4 (litium-rautafosfaatti): Voit käyttää turvallisesti enintään 100%:n kapasiteettia.
- Käyttökelpoinen energia: ~100Ah.
- Suoritusaika: 100Ah / 30A = noin 3.33 tuntia
Tämän vuoksi monet teollisuussovellukset ovat siirtymässä LiFePO4 tai uusia teknologioita, kuten 12v natrium-ioniakut, jotka toimivat hyvin äärimmäisissä lämpötiloissa.
Aurinkokonteksti
Jos haluat käyttää 300 W:n kuormitusta jatkuvasti päivän aikana, sinun on tuotettava enemmän virtaa kuin kulutat. Kun otetaan huomioon invertterin tehottomuus (~353W), tarvitaan vähintään 400W - 500W aurinkopaneelit pysyä arvonnassa mukana hyvissä aurinko-olosuhteissa.
Päätelmä
Virtavirran laskeminen ei ole pelkkää matematiikkaa, vaan kyse on laitteiston ja laitteiden turvallisuudesta. Vaikka kaava sanoo 25 ampeeria, reaalimaailmassa sinun pitäisi varautua 30 ampeeria ja käytä asianmukaisesti mitoitettuja sulakkeita ja 10 AWG:n johdotusta, älä koskaan turvaudu tupakansytyttimeen. Päivitätkö? Älä arvaa - laadukkaat komponentit ovat halvempia kuin palaneen invertterin vaihtaminen. Ota yhteyttä Kamada Poweriin räätälöityä akkuratkaisua varten jo tänään.
FAQ
Q1: Kuinka monta ampeeria 300W invertteri vetää tyhjäkäynnillä?
Vaihtosuuntaaja kuluttaa virtaa vain pysyäkseen päällä, vaikka sitä ei kuormitettaisikaan. Tämä "kuormittamaton virta" 300W:n yksikössä on tyypillisesti pieni, noin 1,5 W. 0,2-0,5 ampeeria. Sen jättäminen päälle pitkäksi aikaa tyhjentää kuitenkin akkua. Sammuta se aina, kun sitä ei käytetä.
K2: Mitä tapahtuu, jos käytän liian ohutta lankaa?
Alimitoitetun langan käyttäminen aiheuttaa kaksi pääongelmaa. Ensimmäinen, Jännitehäviö: jännite saattaa laskea akun 12 V:sta 10,5 V:iin laitteessa, jolloin laite sammuu. Toiseksi, Lämpö: Johdon vastus muuttaa sähköenergian lämmöksi, joka voi sulattaa eristeen ja johtaa oikosulkuun tai tulipaloon.
Kysymys 3: Onko 300 wattia 12 voltin jännitteellä sama kuin 120 voltin jännitteellä?
Vaikka teho on sama (300W on 300W), on myös nykyinen on hyvin erilainen.
- 300W 120V (AC) = 2,5 ampeeria. (Vaatii ohuen langan).
- 300W 12V (DC) = 25 ampeeria. (Vaatii paksun langan).
Tämän vuoksi pienjännitteiset tasavirtajärjestelmät ovat paljon herkempiä oikealle johdinmitoitukselle kuin tavalliset kotitalouksien vaihtovirtajohdot.