INVERTER IN120/155Vdc OUT220AC

[Bridge]

a quanto ho capito questo schema è colladudatissimo

Ed anche instancabile!.-

....è da considerare un onda sinousidale pura.

....Behhhh!!!, andiamoci piano, magari fosse così.- No, di sinusolidale non ha proprio nulla, ..neanche una lontana parentela, ma questo non vuol dire che non possa essere adoperato ed anche con "vantaggio" al posto di un sine.- L'importante è non essere "schizzinosi" ed essere accorti nel suo utilizzo non alimentandoci utilizzatori che possano soffrire questa situazione, ma anche in questo caso non vedo problematiche serie.- Per quanto riguarda il resto "soffre" molto meno in situazioni "gravose e ruvide" rispetto al sine.-
Per quanto riguarda i punti da te evidenziati:

* Potenza: quasiasi, aumentando il numero di finali e con un trasformatore idoneo

Si, ma adeguando anche il circuito di potenza (MOS o IGBT) connesso al trasformatore.-
Comunque puntualizzo ed insisto che bisogna salire, nei limiti della possibilità e disponibilità, il più possibile in tensione per diminuire il valore della corrente commutata dai finali di potenza con il beneficio ulteriore del più basso rapporto di trasformazione tra primario e secondario del trafo.- Seguendo quest'ultima indicazione si aumenta il rendimento di tutto il sistema poichè si abbattono le perdite presenti sull'accumulo, sui collegamenti , sui contatti ecc. e si ...sente poi, ...non è banale.-

* Tensione di funzionamento da 12 a 155V (cambiando solo il trasformatore)

Come sopra.-

* Forma d'onda: Sinousidale Modificata, ma è abbastanza pura da fare funzionare qualsiasi elettrodomestico e qualsiasi carico induttivo.... quindi per quel che ci riguarda, è da considerare un onda sinousidale pura.

No, ho risposto sopra.-

* Bassissimo consumo a vuoto

Eccezzionale.-

* il trasformatore va costruito (o fatto costruire) apposta

SI.-

"""""""""""""""""""
Aggiungo che può essere impiegato anche come prima conversione (conv. boost) di un sinusoidale.-

[maxlinux2000]

torniamo a questo inverter.

Come qualcuno ha suggerito, è meglio cominciare con una versione di piccole dimensioni e poi aumentarle più avanti in una seconda realizzazione.

Sono perfettamente daccordo.

Devi sapere che ho intenzione di mantenere una parte dell'impianto fotovoltaico sempre a 12V da usare per tenere cariche la batterie a 12V (in campagna sono sempre utili) e alimentare le luci di casa.
Non avendo la possibilità di commutare verso l'enel allora la cosa migliore che posso fare è quella di avere almeno 3 sistemi fotovoltaici completamente indipendenti, in modo che sia impossibile rimanere completamente a piedi.
Ovvio che questa scelta comporta maggiori consumi fissi, ma tutto sommato il prezzo energetico da pagare è bassissimo in comparazione con la sicurezza.

Pero ora ho solo un sistema a 12V , ma più avanti voglio farmi altri due sistema a 48V.

Quindi sto pensando di fare un primo passo con un inverter da 1000VA-12V... praticamente l'idea è usare il nuovo inverter come principale e tenere il Victorn 12-1000VA come backup.

Pensi che ci siano problemi con il tuo schema e costruendo un trasformatore apposito?
Tieni conto che ci devo alimentare un frigorifero, una lavatrice tipo veccchio, oltre che a luci a basso consumo e un paio di computer.

Più avanti, quando avró costruito abbastanza batterie planté e comprato altri pannelli, allora ne faró un altro a 48V con...3kVA?

[Bridge]

Victorn 12-1000VA

L'out è sinusoidale?.-

Ora la resistenza (2200W) della lavatrice è utilizzata, o lavi solo a freddo?.-
E' tua intenzione impiegarla?.- Credo di no!.-

ma più avanti voglio farmi altri due sistema a 48V

Puoi salire a 60V?.-

[maxlinux2000]

Victorn 12-1000VA

L'out è sinusoidale?.-

Si, sinousidale pura

Ora la resistenza (2200W) della lavatrice è utilizzata, o lavi solo a freddo?.-
E' tua intenzione impiegarla?.- Credo di no!.-

ovviamente non la uso (lavaggi a freddo) e non ho intenzione di usarla in futuro, a meno che un giorno non abbia un tale esubero di energia e non mi venga in mente niente di meglio.

ma più avanti voglio farmi altri due sistema a 48V

Puoi salire a 60V?.-

forse anche a 96! dipende da quanto piombo e batterie riesco a costruire.... Fare su 48 elementi non è uno scherzo.

è probabile peró che vada a finire cosí: uno da 12V piccolino, uno da 48V per la casa e piccoli elettrodomestici, e uno da 96V per il laboratorio.

[Bridge]

..è meglio cominciare con una versione di piccole dimensioni e poi aumentarle più avanti in una seconda realizzazione...

Perchè?. In fin dei conti è solo una questione di trasformatore.- La sezione di potenza una volta dimensionata oculatamente è in grado di gestire una lampadina o tutto l'ambadaram.- La circuitazione è sempre la medesima.-

Quando hai stabilito con certezza i valori in gioco provvedi alla realizzazione del trasformatore.-
Si potrebbero fare delle prese ausiliarie sul primario per avere disponibilità maggiori, ma diventa problematica la realizzazione.-
Decidi con razionalità prima.-
OK per il resto.-
Ciao

[maxlinux2000]

in ogni caso mi serve un piccolo 12-1000VA perché non vado certo a buttare l'aerogeneratore e il suo regolatore.
Eppoi un sistema a 12V mi permette di avere batterie da auto sempre cariche per fare partire i mezzi meccanici.
Domenica scorsa per esempio, la batteria della auto di mia moglie ha deciso di rompersi... ovvio... la domenica mattina... mica di lunedí! al che sono andato a prenderne una nella casetta e l'ho sostutuita in 10 minuti.

La relativamente bassa potenza di 1000VA lato 220V, ma nel lato 12V arriviamo ad oltre 80A mi serve anche perché non posso chiedere miracoli a delle batterie da automobile.... anche se sono collegate in parallelo con diodi.... appoposito.... se l'inverter non "vede" le batterie.... ci sono problemi?
Al limite posso mettere una agm in parallelo all'uscita dei diodi che faccia da condensatore.

[Ferrobattuto]

All'inverter in teoria non glie ne frega niente da cosa arriva la corrente, l'importante è che arriva, e TANTA. Può essere una batteria di accumulatori, una dinamo o un alternatore (come nei "generatori inverter"), oppure un alimentatore da rete 230V.
1000W all'uscita dell'inverter, considerando un rendimento a pieno carico del 95% (è tanto.....), significa circa 88A.... Come corrente media. Di picco circa 125A.
Non so se ho sbagliato i calcoli, ma ti civorrebbero dei mosfet o degli IGBT grossi come tavolette di cioccolata. Negli inverter commerciali ne mettono a frotte messi in parallelo, ma la fina la sappiamo....
Comunque non è impossibile autocostruirselo, tanto l'elettronica di comando dei finali è pressoché la stessa per qualsiasi tensione dello stadio finale.

[maxlinux2000]

qui la prima parte dei calcoli per il trasformatore...

Quale è l'avvolgimento che deve essere bifilare? Ai termini del calcolo cambia qualche cosa?... intendo dire, supponiamo che il calcolo sia di 100 spire di filo da 10mm².... se lo metto bifilare basta fare 100 spire con 2 fili da 5mm²?

Codice: Seleziona tutto

CTR: Calcolatore di Trasformatori - Vers. 0.2c
=============================================================
Potenza VA Sec.: 1000-1999                 (Tabella 3)
Perd. Watt min.: 7%   Rend. Min: 0.93
Perd. Watt max:  6%   Rend. Max: 0.94
Ki consigliato:  1.6
=============================================================
VA trasformatore: 1000 VA
V Primario: 12 Volts
V Secondario: 230 Volts
Frequenza: 50 Herz
-------------------------------------------------------------
Ks: 1.35
Ki: 1.6
B: 0.8 We/m²
Sezione netta Nucleo (Sn): 43 cm²
C: 66 mm (Tabella Unel)
o: 2.2 Ampere/mm²
n (perdite): 7%
-------------------------------------------------------------
Numero Spire Primario: 15.72
Intensità Primario teorica: 83.33 A
Intensità Primario reale (+7%): 89.16 A
Sr rame Primario: 40.52 mm²
Diametro rame nudo Primario: 7.18 mm
-------------------------------------------------------------
Numero Spire Secondario (+5%): 316.40
Intensità Secondario: 4.34 A
Sr rame Secondario: 1.97 mm²
Diametro rame nudo Secondario: 1.58 mm
-------------------------------------------------------------
Per questo trasformatore servono 86 lamelle UNEL con C:70
=============================================================
C:70   A:420   B:35   D:105   P:175   L:210   a:420   A:420
=============================================================

PRIMARIO__: Serve una piattina di sezione 40.52 mm²

Nota: Ampliare informazioni appena disponibile la tabella Piattine

=== SECONDARIO ==============================================
Sr(sezione mm²): 1.97   (Sezione teorica calcolata)
Sr(sezione mm²): 2.01   (Sezione commerciale approssimata) 
f(nudo mm):    1.60
f(isolato mm):    1.69     
Peso (gr/metro): 17.8740
=============================================================

[Ferrobattuto]

Se il primario è quello di un trasfo per inverter, ossia a 48 o 12 o 96V, è ovvio che l'avvolgimento bifilare dovrà essere quello. Poi il perché diventerà chiaro quando si potrà mettere uno schema, in quanto si tratta di un inverter con finale in "controfase" (push-pull, all'inglese.... :: ) ).
Si, nel tuo caso di esempio dovrebbero essere 100 spire avvolte copn due fili appaiati.
Naturalmente la cosa migliore sarebbe di poter avere entrambi gli avvolgimenti del primario della sezione massima, in modo che la resistenza elettrica e la caduta di tensione interna sia minima, ma bisogna fare i conti con l'area della finestra in cui passa l'avvolgimento.
Personalmente penso che un buon compromesso sia poter dividere l'area della finestra in tre parti, di cui due dedicate ai due primari e la terza per il secondario.
Ma... Non era meglio continuare quì? http://offgrid2.altervista.org/viewtopi ... 7591#p7591

[maxlinux2000]

era per rendere più visibile il dimensionamento del trasformatore quella Sezione de forum è buia e oscura... (:) mentre un inverter come questo è molto più visibile, inoltre la parliamo del programma in se stesso, mentre qui parliamo del trasformatore... poi che venga calcolato con quel programmino, o con carta e matita, non cambia nulla.

Dunque...allora mi stai dicendo che il Primario...

Codice: Seleziona tutto

....
    VA trasformatore: 1000 VA
    V Primario: 12 Volts
    V Secondario: 230 Volts
    Frequenza: 50 Herz
....
    Numero Spire Primario: 15.72
    Sr rame Primario: 40.52 mm²
....

...vuole o vorrebbe16 spire di filo doppio da 41mm² (82mm²),,, che chiaramente non possono starci in un blocco di lamelle da C70.

Codice: Seleziona tutto

Per questo trasformatore servono 86 lamelle UNEL con C:70

cosa succede se mettiamo lamelle da C80? in modo da fare spazio per le 16 spire di filo doppio da 41mm2?

[Ferrobattuto]

Perché è buia e oscura?..... Perché non c'è l'inverter per accendere la luce?..... (:) Vabhè, metti qualche lampadina da auto.....
Però è lì che parliamo di trasformatori. :-/

Certo che 40 mmq sono proprio tanti..... Un filo da 7mm di spessore, o una piattina 5x8mm.
Nel caso di una piattina, considerando anche l'ingombro dello smalto isolante, sarebbero circa 45mmq, che per 32 (16+16) spire farebbero più o meno 1450mmq di ingombro. Un lamierino C 70 ha la finestra di 105x35mm ossia 3675mmq. Ne restano 2225, ossia 22,25cmq, per avvolgere il secondario.
Nella "tabella Fili.pdf" dice che con un filo da 1,8 mm di spessore si possono avvolgere 29 spire per cmq. 317 spire secondarie, diviso 29 spire/cmq fanno circa 11cmq, ne avanzano altri 11, che per il cartoccio isolante e uno strato di cartoncini tra primario e secondario dovrebbe bastare.
Il segreto stà nella piattina, il filo tondo per grosse sezioni occupa molto spazio.
Infatti, anche in quel filmato sui trasformatori americani, si vede che l'avvolgimento a bassa tensione viene fatto con piattina di rame larga e sottile.

Mi sorgono alcune considerazioni: una è che il secondario dovrebbe essere previsto per la tensione di picco della 230V alternata, ossia 325V, vedremo poi perché, ma è descritto anche quì: http://offgrid2.altervista.org/viewtopi ... &t=70#p513 sotto la seconda foto.
Per cui in questo caso sarebbero 447 spire e l'ingombro un po' maggiore.

La seconda considerazione è di tipo "fai-da-te" ossia se si ha a disposizione un po di lamiera di rame (tipo una vecchia grondaia...) o di alluminio si potrebbero ritagliare delle strisce e avvolgerle sovrapposte, o affiancate, tanto larghe da avere la sezione in mmq giusta, e isolare gli strati con semplice nastro di carta cerata. In questo modo l'ingombro sarebbe al minimo. La differenza di tensione tra una spira e l'altra è minore di 1V, per cui l'isolamento risulta facile, anche e soprattutto se le spire sono avvolte l'una sull'altra.

Per rispondere alla tua domanda su cosa succederebbe se i lamierini fossero di dimensioni maggiori: una piccola maggiorazione, come in questo caso se fossero da C:80, non farebbe una gran differenza. Se invece le dimensioni fossero spropositate, si tornerebbe ad avere un avvolgimento troppo rettangolare, con conseguente aumento della lunghezza della spira, e del rame. Inoltre le dimensioni normalizzate consentono di riempite totalmente con l'avvolgimento di rame lo spazio delle finestre del lamierino, che se non convenientemente riempito provoca dispersione del flusso magnetico nell'area vuota intorno all'avvolgimento. Le dispersioni di flusso, insieme alle perdite per correnti parassite nel ferro e alle resistenze ohmiche del filo, determinano le perdite di rendimento. Un'altra cosa che aumenta le perdite è la lunghezza del percorso del flusso magnetico. Aumentandolo ne aumenta la "Riluttanza" magnetica, che è come una resistenza ohmica per il magnetismo.... Mettendo lamierini spropositati aumenta la finestra per l'avvolgimento, ma anche la lunghezza del percorso che deve fare il flusso per girarci intono all'interno del lamierino ferromagnetico.
I lamierini a norma UNEL o DILDA sono calcolati apposta per questo, e sono il risultato di molti decenni di sperimentazioni ed esperienze.

[maxlinux2000]

quindi C80 sarebbe da prendere in considerazione, giusto? Poi per i lamierini di rame con carta vedremo più avanti.... ma al posto della carta, non si possono smaltare a mano? Che smalto si usa?

mm... se la tensione da calcolare è di 325, allora sballa tutto il calcolo precedentemente fatto.... Quindi lo rifaccio.... siamo daccordo?

[Ferrobattuto]

Mi spiego: la tensione che misuri con un tester sulla corrente alternata, è una tensione che è una "media" tra i picchi delle sinusoidi. Si chiama "tensione efficace" e vale la tensione di picco diviso 1,41 (ossia radice quadrata di due). E' la tensione che procura gli stessi effetti termici o meccanici di una tensione continua di pari valore.
Perciò quando misuriamo 230V "medi" con un tester sulle linea di rete, la tensione di punta delle sinusoidi vale 325V circa.
Nel primario del trasformatore dell'inverter noi facciamo passare una corrente continua (anche se pulsante a 50Hz....) che ha il valore massimo pari a quello di carica delle batterie. La tensione pulsante che esce dal secondario ha un valore massimo che è pari a quello di alimentazione al primario moltiplicato per il rapporto tra le sipre dei due avvolgimenti. Perciò se l'hai calcolato per 230V quella sarà la tensione massima che uscirà fuori. Ma un eventuale sistema di filtraggio messo all'uscita del secondario, o comunque facente parte del sistema dell'inverter, per rendere le pulsazioni della corrente più sinusoidali possibile, ti restituiranno in quel caso una tensione più o meno sinusoidale con la tensione di cresta delle sinusoidi di 230V, e in questo caso 230/1,41=162V circa.....
Se guardi in fondo alla pagina 3 del manuale sui trasformatori, c'è una formuletta molto semplice che spiega il rapporto tra le tensioni e il numero delle spire degli avvolgimenti: (V1/V2=N1/N2). Volt Primario diviso Volt Secondario è uguale al N° spire primario diviso N° spire secondario.
Nel caso in questione sono 12V di picco nel primario che darebbero 230V di picco nel secondario. Questo perché il primario viene alimentato con corrente continua pulsante di valore massimo di 12V. Se fossero 12V alternati sinusolidali, avrebbero le sinusoidi con valore di cresta di circa 17V, e di conseguenza anche al secondario avresti 230V medi con valore di cresta di 325V.

Dopo 'sta faticaccia me ne vado a dormi'....
Buonanotte a tutti.

[maxlinux2000]

mmm... quindi le formule che ho usato, non tengono conto della radice quadrata di 2...1.41.
Del resto credo venga male a molti dire.... mi serve un trasformatore 12-220V, e quindi metto 17-325V

Che dici... inserisco questa caratteristica nel programma?...tu inserisci 12V, ma lui li considera 17... anzi 16.92V ??

per il momento inserisco questo nuovi calcoli... la sezione del primario cala infatti a 29mm²:

Codice: Seleziona tutto

CTR: Calcolatore di Trasformatori - Vers. 0.2c
=============================================================
Potenza VA Sec.: 1000-1999                 (Tabella 3)
Perd. Watt min.: 7%   Rend. Min: 0.93
Perd. Watt max:  6%   Rend. Max: 0.94
Ki consigliato:  1.6
=============================================================
VA trasformatore: 1000 VA
V Primario: 17 Volts
V Secondario: 325 Volts
Frequenza: 50 Herz
-------------------------------------------------------------
Ks: 1.35
Ki: 1.6
B: 0.8 We/m²
Sezione netta Nucleo (Sn): 43 cm²
C: 66 mm (Tabella Unel)
o: 2.2 Ampere/mm²
n (perdite): 7%
-------------------------------------------------------------
Numero Spire Primario: 22.27
Intensità Primario teorica: 58.82 A
Intensità Primario reale (+7%): 62.93 A
Sr rame Primario: 28.60 mm²
Diametro rame nudo Primario: 6.03 mm
-------------------------------------------------------------
Numero Spire Secondario (+5%): 447.10
Intensità Secondario: 3.07 A
Sr rame Secondario: 1.39 mm²
Diametro rame nudo Secondario: 1.33 mm
-------------------------------------------------------------
Per questo trasformatore servono 86 lamelle UNEL con C:70
=============================================================
C:70   A:420   B:35   D:105   P:175   L:210   a:420   A:420
=============================================================

PRIMARIO__: Serve una piattina di sezione 28.60 mm²

Nota: Ampliare informazioni appena disponibile la tabella Piattine

=== SECONDARIO ==============================================
Sr(sezione mm²): 1.39   (Sezione teorica calcolata)
Sr(sezione mm²): 1.54   (Sezione commerciale approssimata) 
f(nudo mm):    1.40
f(isolato mm):    1.49
Peso (gr/metro): 13.6840
=============================================================

[Ferrobattuto]

Lo sapevo che la "faticaccia" avrebbe sortito "effetti strani"..... :-/ No, per ora lascia perdere tutto così com'è, che per i trasformatori per uso comune va benissimo. :: )
E' che noi, in caso di un trasfo per inverter dobbiamo prevedere il "1,41" di spire in più al secondario, non il programma, altrimenti ci incasina tutti i calcoli dei trasformatori....
Mi sa che dovrò ritrovare qualche disegno e qualche schema che non so più dove stanno e postarli quì.....
Mi rendo conto che l'argomento, affrontato così, di punto in bianco, è "ostico". Poi lo scrivere invece del parlare rende ancora più difficoltoso lo scambiarsi le idee. Vedrò di mettere qualche figura.

[maxlinux2000]

no, allora non c'è problema. Capisco che questo trasformatore è particolare... altrimenti avremmo potuto usarne uno commerciale.

Quindi ai miei scopi, ovvero ottenere un inverter 12-230V-1000VA mi serve un trasformatore da 17-325V-1000VA.

E per altre pontenze basta moltiplicare i volteggi IN-OUT per 1.41 rispettivamente, e poi fare i calcoli veri e propri
Per esempio con una tensione di ingresso da 96V, serve un trasformatore da 135-325V

[Ferrobattuto]

No, forse non mi sono spiegato bene, ma la moltiplicazione delle spire in questo caso (inverter....) si fa solo sul secondario, non sul primario.....
Viene un trasfo 12->325V. Oppure 48->325V. Oppure 96->325V. Ecc Ecc......

Mi rispiego: sul primario hai un'onda che per ora diremo "quadra", in quanto i semiconduttori commutano alternativamente su uno dei primari, in un senso, e sull'altro primario nell'altro senso. Se l'alimentazione è poniamo a 12V si avranno due semionde contrarie quadrate con valore massimo uguale alla tensione continua che lo alimenta, ossia in questo caso i 12V delle batterie. Onda quadra a 12V. Il rapporto tra le spire primarie e quelle secondarie farà in modo che sul secondario si generi una corrente alternata che se lasciata così è un'onda quadra a 325V. A questo punto si inserisce un "filtro" di qualche tipo (che può essere ricavato anche nel circuito di alimentazione dell'inverter, ma poi se ne riparla) che rende questa onda quadra in uscita il più sinusoidale possibile. Ma il suo valore massimo di picco sarà sempre di 325V..... Però trattandosi adesso di onda sinusoidale alternata il suo "valore efficace", ossia quello che leggi col tester, a questo punto sarà di 230V.
Proprio come la tensione di rete, alternata sinusoidale a 50Hz, con valore medio efficace di 230V e valore massimo di picco di 325V.
Devo fare dei disegni.... Datemi tempo.....

Nei trasformatori "normali" da rete la tensione in ingresso è già sinusoidale, per cui avrà già il suo bel valore di cresta più altro, e col rapporto delle spire si moltiplica tutto, entra un'onda sinusoidale di 12V col valore di cresta di 17V ed esce una tensione sinusoidale di 230V col valore di cresta di 325V.

[maxlinux2000]

ok, ora ho capito... oggi faccio dei nuovi calcoli e li metto qui.

[Ferrobattuto]

Bene, però mi sento in dovere di scusarmi con Bridge, perché gli stiamo impaperando la sua discussione sul suo inverter..... :blushing:

[Bridge]

No, ...no caro Ferro, questa non è una divagazione, ma è perfettamente "diluibile" nell'argomento, ...fa parte di esso.- Stai inquadrando il problema dal lato giusto e sarà utile a quanti si accingessero alla costuzione di un trasformatore per questo impiego.- I calcoli sono differenti dalla normalità.-
Una precisazione:
Io penso che la realizzazione "casereccia"di un convertitore sia utile SOLO se supportata da una tensione sufficientemente alta, ....MINIMO 48>60Vdc e questo oltremodo facilita anche il dimensionamento del trasformatore.-
Bridge