Prijenosna kutija za napajanje: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

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. Također sam imao pri ruci četiri baterije koje su prethodno bile kupljene kako bi se povećalo vrijeme 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 bicikl. Pretvarač je kupljen za ugradnju u moj stari RV, ali još ga nisam stigao instalirati. Dodatna žica i električni okovi uvijek su mi pri ruci, iako ne uvijek u boji koju želim.

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

Korak 1: Popis dijelova, alati i upozorenja o sigurnosti

SIGURNOST PRVA - Struja može ubiti. Stoga vas molimo da imate osnovno razumijevanje rizika koji su uključeni prije nego što nastavite s ovom ili bilo kojom drugom izgradnjom. Lemiti u dobro prozračenom 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 / ubijanje žice, ubodnu pilu, mjernu traku, viž, marker, nož, odvijač

Popis dijelova:

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

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

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

Inverter - počeo sam s jednim koji sam imao pri ruci 750W/1500W, a završio s drugim zbog zahtjeva 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 akumulatora od 12 V - Imam pri ruci nekoliko različitih punjača za automobile. Svaki 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 ravna.

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 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 mršaviti na žici jer je ovaj sustav pod velikim opterećenjem.

Napomena: Pretvarači mogu generirati popriličnu količinu topline i trebali bi se postaviti u područja s dobrim protokom zraka. Iako se nisam previše brinuo zbog toga 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 zaostalom iz nedavnog projekta koji se približio boji kućišta.

To je sve što je potrebno ovoj konstrukciji. Slike bi trebale ilustrirati koliko je ova konstrukcija jednostavna.

Moja je kutija za baterije jako dobro napunjena 12-voltnom gustom olovnom kiselinom. težak je 95 kilograma pa ga stoga najbolje pomiču dvije osobe iako kutija ima ručke.

Sastavljanje svih dijelova koštalo bi negdje oko 700 dolara

Korak 3: Načela 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 načela. Ponekad moram potražiti neke od sljedećih pojmova i načela kako bih postigao željene rezultate od projekata koje gradim. Pa sam mislio da ću podijeliti neke korisne pojmove i koncepte. Trebao bih izjaviti da nisam inženjer elektrotehnike, niti električar, pa me ispravite ako nešto pogriješim pa ću to ispraviti. Možete postavljati bilo koja pitanja koja želite, ali imajte na umu da ja možda ne znam odgovor.

Što su paralelni krugovi i kako ih usporediti s ožičenjem u seriji? U svojim projektima često mislim na paralelno ili serijsko ožičenje. Paralelne baterije su ožičene plus stezaljke na plus terminale i negativne stezaljke na negativne terminale. Time se ne mijenja ukupni izlazni napon baterija. Primjer je 6 paralelno baterija od 12 volti daje 12 volti energije. Tako je ožičen ovaj projekt akumulatora.

Baterije u seriji su ožičene s priključkom Plus na negativni terminal i tako jedna. Svaka baterija dodaje posljednji napon. Primjer su tri AA baterije na 1,5 volti koje daju napon od 4,5 volti kada su spojene u seriju i samo 1,5 volte kada su spojene paralelno.

To se također može odnositi na recimo LED žarulje. Recimo da koristimo žarulje čija je snaga 3 volta. Ove paralelne ožičene žarulje trebat će im 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). Ta su načela zabilježena na gornjim fotografijama s umetnutim bilješkama koje pozivaju na pojedinosti. Snimke zaslona preuzete su iz "Tinkercad Circuits", što je vrlo lijep novi alat u Tinkercadu.

Što je pretvarač i kako radi? 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 od 120 volti naizmjenične struje. Možda ćete se moći snaći 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 namjeravate 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. To možda nije važno ako napajate električni motor, ali moglo bi biti važno pri napajanju komunikacijske, medicinske ili navigacijske opreme, na primjer. (grafikon sinusnog vala i snage na gornjim fotografijama)

AC naizmjenična struja - izmjenična struja je ono što imate u utičnicama u svojoj kući. DC, istosmjerna struja, ono je 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 snazi smjer elektrona teče od negativnog terminala do pozitivnog terminala u jednom smjeru poput kretanja vode kroz crijevo. Istosmjerna snaga općenito se koristi pri nižim naponima od izmjenične.

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

Što se događa s satima za pojačalo kada povezujete baterije serijski ili paralelno? Pojačalo sati kada su baterije spojene u seriji jednako je onome što baterije čitaju. Da sam u ovoj izgradnji 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!!!!

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

Što su sinusni valovi i kako utječu na snagu? S izmjeničnom strujom 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. Pretvarači se mogu izgraditi kako bi osigurali čistu snagu sinusnog vala, ali što je val čistiji generirao, to je veća cijena pretvarača.

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

Što 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 tisućiti dio amperskog sata.

Što je snaga (W)? Snaga je mjerenje snage potrebne za rad uređaja i mjeri se u vatima. Drugi način da se to 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.

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

Što 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 stroja za baseball bacanje. Nažalost, prvi pretvarač koji sam instalirao u kutiju bio je 750 W / 1500-Watt inverter i nije bilo dovoljno snage za pokretanje stroja za bacanje male momčadi Sina. Naravno, praksa udaranja je važna, pa sam kupio inverter snage 1500 W / 3000 Wat Peak i instalirao ga u kutiju umjesto manjeg pretvarača. Veći pretvarač radi, ali i on ide u alarm/prekid i pregori osigurač u stroju za nagibanje ako ručno ne pokrenem zamašnjak prije uključivanja prekidača za napajanje stroja za nagibanje. Stvarno ne mogu reći zašto se to događa jer će se stroj za bacanje dobro pokrenuti kada je uključen u zidnu utičnicu izmjeničnog napona, a da ne pregori osigurač. Mislim da je to možda način na koji se snaga isporučuje iz pretvarača, ili možda sinusni val isporučene snage kao što je ranije raspravljano. Stroj za nagib preuzima 120 V napajanje pretvarača i pretvara ga natrag u 90 V DC napajanje za pokretanje motora.

Bilo je nekoliko čvrstih povratnih informacija od drugih na Instructables o tome zašto puše osigurač na stroju 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 izmjeničnom strujom. Većina invertora emitira kvadratni val, neki proizvode ono što se naziva pseudo sinusni val koji je stupnjeviti 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, ova vrsta pretvarača ponaša se gotovo identično kao izmjenična struja iz mreže, ali pretvarači koji to ne rade, to su samo generatori četvrtastih valova kao što možete vidjeti 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 prve vrste, vjerujem da izlazni napon 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 iz mrtvog pogona crpe različite količine snage koje se mogu razlikovati od 3 do 10 puta veće od njihove radne snage). Pretvarači drugog tipa, budući da stvaraju 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 val radi tijekom punih 180 stupnjeva ciklusa. Ako je vaš pretvarač ovog drugog tipa, morate biti oprezni pri napajanju opreme koja uključuje MOV 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 u gorem slučaju zapaliti. Vjerujem samo osciloskopu koji će mi dati stvarne vrijednosti napona koje je ugasio bilo koji od ovih pretvarača. Lijepi Pozdrav. IvanH848

Zbilja je lijepo imati stroj za bacanje koji radi u potpunoj tišini iz kutije za napajanje, a ne napaja se iz generatora koji radi u okućnici.

Predviđam mnogo godina korištenja ovog okvira za sve vrste zadataka, od napajanja nećakinje i nećakove kućice za igru do punjenja motocikala Razor koje gradim (vidi 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. Očito je mnogo tiši od našeg generatora i pruža iste Watte korisne snage. Naravno da će generator napajati sve dok imam benzin, ali na kraju ipak 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. Potrudit ću se odgovoriti pravodobno i točno.

Hvala vam. Schockmade