Prijenosna kutija za napajanje: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Uokolo sam položio neke dodatne dijelove koji su trebali svrhu i na sreću su se uklopili, kao i da sam ih kupio u tu svrhu. Ta je svrha pružiti korisnu količinu energije pretvaraču u kompaktnom prijenosnom pakiranju.

Slučajno se dogodilo da sam imao dodatni kovčeg Pelican 1460 koji sam greškom naručio bez ladica. Imao sam pri ruci i četiri baterije koje su prethodno bile kupljene da se koriste za povećanje vremena rada moje verzije MX650 (https://www.instructables.com/id/Battery-Powered-Motorcycle/), ali tada sam odlučio da su težio više nego što sam želio staviti u motor. Pretvarač je kupljen za ugradnju u moj stari RV, ali još ga nisam stigao instalirati. Dodatna žica i električni elementi uvijek su pri ruci u mojoj garaži, iako ne uvijek u boji koju želim.

Isprobao sam baterije i pretvarač za uklapanje u kućište Pelican i rodila se ideja. Namjeravao sam izgraditi prijenosnu baterijsku kutiju za napajanje stvari po kampu i pokretanje svjetla i igračaka u dvorištu kućice za igru moje braće za njegovu djecu. Ispostavilo se da će kućište Pelican savršeno stati u još dvije baterije, pa sam zamolio i brata da ubaci. Kupio je dodatne dvije baterije, čime je svaka brojila 6 olovnih zapečaćenih olovnih baterija od 22 Amp na sat za ukupno 132 ampera.

Korak 1: Lista dijelova, alati i upozorenja o sigurnosti

SIGURNOST PRVA - Struja može ubiti. Zato vas molimo da imate osnovno razumijevanje rizika koji su uključeni prije nego što nastavite s ovom ili bilo kojom drugom izgradnjom. Lemiti u dobro provetrenom prostoru. Budite oprezni pri radu s električnim alatima i uvijek nosite odgovarajuću OZO (osobnu zaštitnu opremu).

Alati koji se koriste u ovoj izradi uključuju: bušilicu, lemilicu, kliješta, mašinu za skidanje žica / škare, ubodnu pilu, mjernu traku, viž, marker, nož, odvijač

Lista dijelova:

6 Svaka SLA baterija od 22Ah-moja je stigla od Monster Scootera 350 USD

Žice i prstenasti konektori promjera 6 ili 8 - imao sam ih pri ruci, ali se mogu kupiti u bilo kojoj trgovini automobila ili željeza.

Metalna traka za vezivanje - Vjerujem da je poznata i kao traka za vješanje i dostupna je u trgovinama željeza ili u drvnoj građi.

Inverter - započeo sam s jednim koji sam imao pri ruci 750W/1500W, a završio s drugim zbog potreba za snagom 1500W/3000W - Od Harbour Freight -a otprilike 140 USD

Vijci i vijci - malo ih je potrebno za ovaj projekt, a ja sam ih imao pri ruci.

Razna pjena za podršku baterijama - imam ih pri ruci. Umjesto toga mogli bi se koristiti drveni ostaci ili drugi materijali.

Punjač 12 volti - Imam pri ruci nekoliko različitih punjača za automobile. Bilo koji punjač od 12 volti će uspjeti.

Kućište Pelican - Koristio sam kućište Pelican 1460 dostupno na www.atlascases.com otprilike 175 USD

Korak 2: Izgradnja

Konstrukcija je pravo napred.

Ugradio sam šest baterija u donju ladicu kućišta Pelican i podržao ih pjenom da ih drže na mjestu. Budući da kutija nikada neće morati prevrnuti bok, to će ponuditi obilje podrške, čak i bez pričvršćivanja za kutiju. Zatim sam prerezao poklopac kako bih držao pretvarač i pričvrstio pretvarač na poklopac metalnom trakom za pričvršćivanje i vijcima. Baterije su paralelno ožičene, a zatim spojene na pretvarač. Zalemio sam svaki od prstenastih konektora na žice i koristio sam žicu kalibra 6 ili 8 koju sam imao pri ruci. Nemojte previše tanki na žici jer je ovaj sistem pod velikim opterećenjem.

Napomena: Pretvarači mogu generirati priličnu količinu topline i trebali bi se montirati u područjima dobrog protoka zraka. Iako se nisam previše brinuo zbog ovoga jer pretvarač koji sam koristio ima dva ugrađena ventilatora za hlađenje. Uvijek je dobra ideja dopustiti im da dišu, pa sam izrezao rupu malo veću na prednjoj strani poklopca kako bih pustio malo zraka unutar i oko pretvarača. Nikada nemojte zamotati pretvarač u krpe ili stavljati na zapaljive materijale

Dodao sam 3D tiskanu ploču kako bih ubodnom pilom dotjerao grubu rupu izrezanu na prednjoj strani poklopca. Oslikao sam ga bojom koja je preostala iz nedavnog projekta koji se približio boji kućišta.

To je sve što je potrebno za ovu konstrukciju. Slike bi trebale ilustrirati koliko je ova konstrukcija jednostavna.

Moja kutija za baterije je vrlo dobro napunjena snažnom olovnom kiselinom od 12 volti. težak je 95 kilograma i zato ga najbolje premještaju dvije osobe iako kutija ima ručke.

Sastavljanje svih dijelova koštalo bi negdje oko 700 dolara

Korak 3: Principi iza izgradnje

Sada imam šest 12-voltnih baterija koje isporučuju korisnu količinu izmjenične struje od 120 volti. Zašto ipak sve funkcionira?

Možda ću se dublje pozabaviti ovim pitanjem nego što želim, ali pokušat ću razjasniti (definirati) neke osnovne električne termine i principe. Ponekad moram potražiti neke od sljedećih pojmova i principa kako bih postigao željene rezultate od projekata koje gradim. Pa sam mislio da ću podijeliti neke korisne pojmove i koncepte. Moram reći da nisam elektrotehničar, niti električar, pa me ispravite ako nešto pogrešim i ispravit ću to. Možete postavljati bilo koja pitanja koja želite, ali imajte na umu da ja možda ne znam odgovor.

Što su paralelna kola i kako ih usporediti s ožičenjem u seriji? U svojim projektima često mislim na paralelno ili serijsko ožičenje. Paralelne baterije su ožičene plus terminal na plus stezaljke (e) i negativni terminal na negativne terminale (e). Time se ne mijenja ukupni izlazni napon baterija. Primjer je da svaka 6 baterija od 12 volti paralelno daje snagu od 12 volti. Tako je ožičen ovaj projekt akumulatora.

Baterije u seriji su ožičene sa priključkom Plus na negativni terminal i tako dalje. Svaka baterija dodaje svoj napon do posljednjeg. Primjer su tri AA baterije na 1,5 V, svaka daje napon od 4,5 V ako su spojene serijski i samo 1,5 V ako su spojene paralelno.

Ovo se takođe može odnositi na recimo LED sijalice. Recimo da koristimo žarulje čija je snaga 3 volta. Ove paralelne ožičene žarulje trebaju samo 3 volta. Dok će istim žaruljama koje zahtijevaju 3 volta kada su spojene serijski biti potrebno 6 volti za dva i 9 volti za tri.

Još jedna napomena pri kombiniranju paralelnih ili serijskih baterija trebale bi biti iste vrste baterija s istim vrijednostima amper sata (Ah ili mAh). Ovi principi su zabilježeni na gornjim fotografijama sa umetnutim bilješkama koje pozivaju na detalje. Snimci ekrana preuzeti su iz "Tinkercad Circuits", što je vrlo lijep novi alat u Tinkercadu.

Što je pretvarač i kako funkcionira? Pretvarač pretvara električnu energiju iz istosmjerne u izmjeničnu. Neću ulaziti u detalje o tome kako to radi, ali povećava istosmjerni napon, a zatim ga mijenja u izmjeničnu struju prije nego što ga pošalje na uređaj. Morate znati koji su zahtjevi napajanja uređaja koji ćete napajati svojim pretvaračem i kolika je snaga izvora koji napaja pretvarač. Većinu vremena izvor će biti 12 volti istosmjerne struje sa izlazom naizmjenične struje 120 volti. Možda ćete moći proći s malim pretvaračem od 400 W ili će vam trebati pretvarač od 3000 W ovisno o tome što napajate: žarulju ili kružnu pilu. Dakle, utvrdite da je pretvarač koji koristite veći od početne (prenaponske) snage potrebne uređajima (uređajima) koje planirate napajati s njim. Također imajte na umu da je izlaz sinusnog vala pretvarača često "kvadratni" val (modificirani sinus), a ne lijepi, čak i zaobljeni sinusni val izmjenične struje sa zida. Ovo možda nije važno ako napajate električni motor, ali može biti važno pri napajanju komunikacijske, medicinske ili navigacijske opreme, na primjer. (grafikon sinusnog talasa i snage na gornjim fotografijama)

AC naizmjenična struja - izmjenična struja je ono što imate u utičnicama u svojoj kući. DC, istosmjerna struja je ono što možete pronaći u baterijama svih vrsta; kao što je baterija koja napaja vaš automobil ili AA baterije koje ste stavili u daljinski upravljač.

U istosmjernoj struji smjer elektrona teče od negativnog terminala do pozitivnog u jednom smjeru poput kretanja vode kroz crijevo. Istosmjerna snaga se općenito koristi pri nižim naponima od izmjenične.

U izmjeničnoj struji smjer elektrona stalno mijenja smjerove. Do 60 puta u sekundi u većini američkih elektroenergetskih sistema. Naizmjeničnom strujom je lakše upravljati pri većim naponima od istosmjerne.

Šta se događa sa satima pojačala kada povezujete baterije serijski ili paralelno? Pojačalo sati kada su baterije povezane serijski jednako je onome što baterije čitaju. Da sam u ovoj verziji ožičio svih 6 baterija u seriji umjesto paralelnih, one bi dale 72 volta, ali samo 22 Ah. Dok je 6 baterija ovog projekta spojene paralelno na 12 volti i zajedno daju 132 ampera sata. Da !!!!

Šta je SLA baterija? SLA = zapečaćena olovna kiselina. Znači istosmjerna baterija koja neće iscuriti ako se prevrne ili postavi na bok.

Šta su sinusni valovi i kako utječu na snagu? Uz izmjeničnu struju iz "mreže" sinusni val je vrlo gladak poput onih valova u oceanu bez vjetra koji daje glatke dobro zaobljene vrhove i doline. Uz izmjeničnu snagu generiranu iz istosmjernog izvora s pretvaračem možete imati prilično "kvadratne" sinusne valove. To općenito nije veliki problem ako napajate motor, svjetla ili druge netehničke predmete. Međutim, ako napajate navigacijsku, medicinsku ili komunikacijsku opremu, to može stvoriti smetnje. Invertori se mogu izgraditi kako bi se osigurala čista snaga sinusnog vala, ali što je val čistiji generirao, to je veća cijena pretvarača.

Šta je amperaža (A)? Broj elektrona mjeri se u amperima (amperima) i poznat je kao struja.

Šta je pojačalo (Ah)? Zamislite Ah kao spremnik goriva. Gdje je Ah jedinica električnog naboja pomnožena s vremenom. To je jednako naboju prenesenom stalnom strujom od jednog ampera koja teče jedan sat. Često ćete to vidjeti kao milliampere, mAh, što je hiljaditi dio amperskog sata.

Šta je snaga (W)? Snaga je mjerenje snage potrebne za rad uređaja i mjeri se u vatima. Drugi način da se ovo kaže je: Električna snaga je stopa, po jedinici vremena, pri kojoj se električna energija prenosi električnim krugom. Gdje je jedan vat jednak jednom džulu u sekundi. Ovo je mjerač veličine pretvarača koji je potreban za napajanje vašeg uređaja ili uređaja.

Šta su ohmi? Ohmi su mjerna jedinica za električni otpor. Neki materijali lako prenose snagu, dok drugi stvaraju otpor i ometaju kretanje elektrona. Ovo je i razlog zašto morate koristiti žicu od 8 kalibra (bolje je 6 kalibra) kako bismo mogli postići protok potreban između baterija i do pretvarača bez topljenja žica.

Šta je napon? Električni tlak (potencijalna energija) između dvije točke izmjeren kao volt.

Korak 4: Prva upotreba u stvarnom svijetu

Prvi zadatak za koji smo koristili prijenosnu kutiju za napajanje bio je napajanje bejzbol mašine za bacanje terena. Nažalost, prvi pretvarač koji sam instalirao u kutiju bio je inverter od 750 W / 1500 W i nije imao dovoljno snage za pokretanje stroja za bacanje za mali tim mog sina Sina. Vježba udaranja je, naravno, važna, pa sam kupio inverter snage 1500 W / 3000 W i instalirao ga u kutiju umjesto manjeg pretvarača. Veći pretvarač radi, ali i on ide u alarm/prekid i pregori osigurač u mašini za nagibanje ako ručno ne pokrenem zamajac prije nego uključim prekidač za napajanje stroja za nagibanje. Zaista ne mogu reći zašto se to događa jer će se mašina za bacanje dobro pokrenuti kada je uključena u zidnu utičnicu naizmjenične struje bez pregrijavanja osigurača. Mislim da je to možda način na koji se snaga isporučuje iz pretvarača ili možda sinusni val isporučene energije kao što je ranije rečeno. Mašina za nagib uzima napajanje od 120 V koje dobiva pretvarač i pretvara ga natrag u napajanje od 90 V DC za pokretanje motora.

Bilo je nekoliko čvrstih povratnih informacija od drugih na Instructables u vezi s tim zašto puše osigurač na mašini za bacanje bez pokretanja. Evo jednog od komentara za koje smatram da dobro objašnjavaju situaciju: U odnosu na vaš komentar zašto osigurač pregori pomoću kutije za napajanje, a ne kada koristite napajanje naizmjeničnom strujom. Većina invertora emitira kvadratni val, neki proizvode ono što se naziva pseudo sinusni val koji je stepenasti kvadratni val koji raste i smanjuje se po visini (naponu) u koracima koji približno slijede krivulju od 180 stupnjeva ciklusa sinusnog vala u pozitivnom smjeru i negativnih smjerova, ovaj tip pretvarača ponaša se gotovo identično kao izmjenična struja iz mreže, ali pretvarači koji to ne rade, to su samo generatori kvadratnih valova, kao što vidite pomoću osciloskopa u osnovi imate dva tipa, jedan koji generira kvadratni val koji traje 180 stupnjeva pozitivnog i negativnog ciklusa, drugi tip stvara kvadratni val koji traje manje od 180 stupnjeva pozitivnog i negativnog ciklusa. Pretvarači prvog tipa, izlazni napon vjerujem da mora biti jednak RMS naponu sinusnog vala, ako nema, a izlaz je veći između RMS -a i vršne vrijednosti, vjerojatno će pregorjeti osigurač ovisno o vremenskom razmaku osigurač ima i struju pokretanja koju motor pokreće pri pokretanju iz mrtvog pokreta (svi motori crpe različite količine snage iz mrtvog starta koja može varirati od 3 do 10 puta veća od njihove radne snage). Pretvarači drugog tipa jer generiraju kvadratni impuls za kvadratni val koji ne traje čak 180 stupnjeva ciklusa dužni su ugasiti veći napon od RMS vrijednosti kako bi integrirali istu snagu kao sinus talas radi preko punih 180 stepeni ciklusa. Ako je vaš pretvarač ovog drugog tipa, morate biti oprezni pri napajanju opreme koja uključuje MOV -ove u napajanju kao zaštitu od skokova na dalekovodu, jer u mnogim slučajevima razina napona može ući u raspon zaštite MOV -a i može eksplodirati ili se u gorem slučaju zapali. Vjerujem samo osciloskopu koji će mi dati stvarne vrijednosti napona koje je dao bilo koji od ovih pretvarača. Srdačan pozdrav. JohnH848

Zaista je lijepo imati mašinu za bacanje koja radi u potpunoj tišini iz kutije za napajanje, a ne napaja se iz generatora koji radi u polju.

Očekujem mnogo godina korištenja iz ove kutije za sve vrste zadataka, od napajanja nećakinje i nećakove kućice za igru do punjenja motocikala Razor koje gradim (pogledajte https://www.instructables.com/id/Battery-Powered-motorcycle). Kutija je teška za premještanje pa se neće koristiti za sve, ali je zgodna opcija po potrebi. Očigledno je mnogo tiši od našeg generatora i pruža iste vate upotrebljive snage. Naravno da će generator napajati sve dok imam benzin, ali na kraju moram priključiti baterije kako bih napunio kutiju za baterije.

Nadam se da ste pronašli neku vrijednost u ovom pisanju. Pitanja ili komentari su uvijek dobrodošli. Potrudiću se da odgovorim blagovremeno i tačno.

Hvala ti. Schockmade