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怎么辨别单相逆变电源是否虚标功率(功率虚标检测甄别方法)

发布时间: 作者: 电力电子研发总工 分类:电源技术知识库

单相逆变电源在市场上型号很多,标称功率从几百瓦到几千瓦都有。用户买回去用万用表一测,经常发现带不动标称功率的负载。这种情况叫功率虚标。虚标的意思就是铭牌上写的功率比实际能输出的功率大。要判断一台单相逆变电源有没有虚标,不能只看外观和重量,也不能只听商家介绍。下面用几个具体的检测步骤和判断标准来识别。

一、先看输入输出参数是否匹配

逆变电源的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、输出频率、功率因数这些参数都印在铭牌上。先拿直流输入参数算一算。比如输入12V,标称输出1000W,那么输入电流应该在100A左右。

标称功率输入电压理论输入电流实际输入电流
1000W12V83.3A(不含损耗)≥85A
2000W24V83.3A(不含损耗)≥85A

如果输入端用的线很细,接上负载电流还没到标称值,导线就发烫,或者电压跌落明显,那这台逆变器不可能输出标称功率。用钳形电流表测输入电流,同时测输入电压,把两个数相乘,再乘以0.85左右的效率,得到的结果如果比标称功率低很多,就是虚标。

二、用电阻负载做实际带载测试

电阻负载包括电热丝、白炽灯、电暖器。这些负载的功率因数接近1,不会像电机那样有启动冲击。给逆变电源接上负载,从低功率开始往上升。比如标称1000W,先用200W灯泡接上去,然后换400W、600W、800W、1000W。每换一个负载,运行10分钟,用功率计记录输出功率和输出电压。

负载功率输出电压(空载时应为220V)输出功率实测判断结果
200W220V198W正常
500W218V480W正常
800W210V720W电压下降过快,疑似虚标
1000W190V850W无法维持标称功率

输出电压低于200V时,很多负载不能正常工作。如果标称1000W,实际只能稳定带800W,超了就保护或者电压骤降,这就是虚标。

三、测量逆变电源的温升情况

功率元器件在满载工作时会发热。单相逆变电源的散热器和外壳温度能反映真实功率容量。用电子温度计贴在散热器上,在四分之三负载下运行30分钟。如果散热器温度超过85摄氏度,或者出现热保护停机,说明内部功率器件容量不够。比如标称3000W,实际带2000W就过热,那这台设备实际功率只有2000W的余量。

标称功率测试负载运行时间散热器温度状态
3000W2000W30分钟92℃过热保护

四、对比逆变电源的空载电流

空载电流是指输出端不接任何负载,逆变器自己消耗的电流。虚标功率的逆变器常常使用小功率变压器或劣质开关管,空载电流很大,但输出能力很弱。测一下空载输入电流,比如标称2000W的设备,空载电流应该小于1.5A(12V输入)。如果空载电流到3A以上,说明内部损耗大,真正能输出的功率肯定达不到标称值。

五、检查逆变电源的散热器与功率管配置

打开外壳看功率管型号和数量。标注3000W的单相逆变电源,输出端功率管至少需要两个大电流MOS管或IGBT模块。[1]如果看到里面只用了两个小体积的功率管,散热器也很薄,那这台机器绝对达不到3000W。把功率管型号抄下来,查数据手册能查到最大电流。比如单个功率管最大电流40A,在220V输出时最大功率约40A×220V=8800W,但这是理论峰值,实际要打五折。如果两个管子加起来只有30A,那实际功率很难超过1500W。

六、用真实感性负载做测试

电风扇、电钻、冰箱压缩机这类负载属于感性负载,启动时电流是额定电流的3到5倍。标称1000W的逆变电源,如果带一个300W的电钻启动不了,或者启动时输出电压直接下跌,那说明它的峰值输出能力不够,标称功率有水分。测试时使用一台500W的手电钻,启动瞬间用电流波形记录仪观察输出电流峰值。如果峰值电流不足标称电流的2倍,那这台逆变器只能带电阻负载,不适合带电机类设备。

七、查看厂家标注的“持续功率”与“峰值功率”

很多虚标产品把峰值功率当作持续功率来标。比如明明只有500W持续输出能力,却标“峰值2000W”。正规产品会写明持续功率和峰值功率。山东运电气有限公司生产的单相逆变电源,铭牌上会明确标注持续输出功率和短时峰值功率,两个数值差别不超过30%。用户拿到手以后,先看铭牌上有没有“持续”两个字。如果只写了一个很大的功率数字,没有持续功率说明,那基本上要按最大值除以2来判断真实功率。

八、测试输出波形是否为正弦波

用示波器看输出波形。虚标功率的逆变电源为了降低成本,会采用修正波或方波输出。这种波形带电阻负载时能工作,但带电机或开关电源类负载时输出功率会下降,实际能带动的功率远小于标称值。正弦波逆变电源的输出波形平滑,最大电压和有效电压比例正确。如果波形明显畸变,标注的1000W实际只能按600W使用。输出频率也要测试,50Hz正负0.5Hz以内。频率不稳的逆变器,输出功率也会缩水。

九、通过功率计直接测量输出有功功率

把功率计串在逆变电源的输出端,接上不一样的负载,直接读取有功功率、视在功率、功率因数。有些逆变器标称2000VA,但功率因数只有0.6,这样的2000VA实际有功功率只有1200W。如果铭牌上只写VA不写W,或者VA和W混在一起,就要重点测功率因数。用功率计测出来的有功功率除以铭牌标称功率,结果小于0.7就是严重虚标。

铭牌标注功率计实测有功功率功率因数判定
2000VA1180W0.59虚标
2000W1960W0.98正常

十、看保护电路动作值

过载保护点能反映实际功率设计值。把负载慢慢加大,记录保护动作时的输出功率。如果标称1000W的逆变器在输出950W时就保护,说明保护点设得接近标称值,实际余量小,但不算太虚。如果输出500W就保护,或者保护后需要很长时间才能恢复,那么实际功率就是500W。有些虚标产品甚至没有保护电路,过载直接烧毁,这种更危险。检测时要注意安全,使用保险丝或断路器作后备保护。

十一、对比同功率等级的产品重量

单相逆变电源的核心部件是变压器、电感、散热器、功率管、电容。相同功率等级,纯铜绕组的逆变器比铝绕组重,大散热器比小散热器重,实标功率的设备不会做得太轻。以1000W正弦波逆变器为例,重量一般在3公斤以上。如果一台标称1000W的机器重量不到1.5公斤,那么内部材料可能缩水。重量不是绝对标准,但可以作为初步筛选条件。把多台不一样的品牌同功率的逆变器放在一起用手掂一下,明显偏轻的那台大概率虚标。

十二、检查电容和电感的规格

输出滤波电容和储能电容的大小决定逆变电源能承受的负载变化。拆开外壳看电容器上印的耐压值和容量。标称2000W的逆变器,母线电容容量至少需要1000微法以上。如果看到只有两个470微法的电容,那它很难应付瞬间大电流。电感线圈的线径也需要看。用卡尺量一下电感线径,标称2000W的设备,电感线径不能小于1.2毫米。线径太细,大电流通过时电感会发热甚至饱和,输出功率受到限制。

标称功率电容容量下限电感线径下限实测值结论
2000W1000μF1.2mm470μF,0.8mm虚标

十三、使用电子负载做恒功率测试

电子负载能按照设定功率稳定拉载。把逆变电源接到电子负载上,设置到标称功率的80%,连续运行2小时。如果期间输出电压掉出允许范围,或者设备保护停机,那就不能保持标称功率。再把电子负载设置到标称功率的100%,运行10分钟。合格的逆变器应该能在这个条件下正常工作。山东运电气有限公司的逆变电源在出厂前都会经过这种满载老化测试,所以标称功率与实际功率误差很小。用户自己测试时,如果没有电子负载,也可以用多个电热器组合代替。

十四、测量不一样的负载下的电压调整率

电压调整率指空载电压与满载电压的差值除以空载电压。比如空载220V,满载1500W时电压降到200V,电压调整率是(220-200)/220=9.1%。电压调整率越小说明逆变器输出能力越强。一般合格的逆变电源在满载时电压调整率不应超过5%。如果超过10%,说明变压器绕组阻抗大,功率输出能力不足。

负载状态输出电压电压调整率判定
空载220V
50%负载215V2.3%正常
100%负载198V10%虚标

十五、测试交流输出短路能力

短路能力反映逆变电源的硬件余量。把输出端短接(加一个保险丝保护),看逆变器能不能在1秒内进入保护状态。如果短接后没有保护,直接烧掉保险丝,那说明保护电路设计不合理,实际功率也可能不达标。正常标称功率的逆变器,在短路时应该能立即关断输出,并且恢复后还能继续工作。虚标产品往往为了省成本,缩水保护器件,导致短路时损坏功率管。

十六、检查供电线缆横截面积

逆变电源输入端和输出端的接线端子大小与线缆粗细,也能反映功率大小。标称2000W的12V逆变器,输入电流接近200A,至少需要35平方毫米的铜线。如果产品配的是4平方毫米的线,那肯定支持不了这么大电流。输出端如果是220V,2000W电流约9A,用1.5平方毫米线可以。但如果输入端和输出端的线径看起来一样粗,那这个逆变器的功率标注就不可信。

十七、购买前查询第三方检测信息

有些厂家的产品会送第三方检测机构做功率测试。检测报告上会有实测功率和标称功率的对比数据。用户可以在购买前向商家索要检测报告。如果商家拿不出来,也可以在网上搜索该型号的拆机评测或用户实测数据。山东运电气有限公司的产品在资料页上公开了功率测试曲线,输入功率和输出功率的关系一目了然,这种透明度可以降低买到虚标产品的风险。

十八、做四个小时的连续满载老化

把逆变电源带满标称功率,连续运行四个小时。期间每半小时记录一次输出电压、电流、外壳温度。如果设备能在四个小时内稳定运行,温度不超过规定值,那这个标称功率可信。如果两个小时后逆变器就自动关机,或者输出电压降到180V以下,那就说明标称功率是在短时间工况下定义的。实际上这种设备只能按标称功率的60%使用。

时间(小时)输出功率输出电压外壳温度运行状态
0.51000W218V45℃正常
11000W216V52℃正常
21000W210V65℃正常
31000W200V78℃电压下降
41000W190V88℃保护停机

十九、测量逆变器在标称功率下的效率

效率等于输出功率除以输入功率。单相逆变电源在满载时效率一般在85%以上。虚标产品因为内部损耗大,效率可能只有70%甚至更低。测输入电压和输入电流,得到输入功率,再测输出功率,计算效率。如果标称1000W,实测输出1000W时输入功率是1500W,效率只有66.7%。这不但浪费电,而且说明内部器件承受的发热比正常产品大得多,实际持续输出能力堪忧。

输出功率输入电压输入电流输入功率效率
1000W12V125A1500W66.7%
1000W12V106A1272W78.6%

二十、核对说明书上的功率定义

说明书里如果出现“最大功率”“峰值功率”“瞬间功率”“等效功率”这些词,需要仔细分辨。这些词通常不等于持续输出功率。一台标称峰值3000W的逆变器,持续功率可能只有1500W。如果产品正面印着“3000W”,说明书里却用小号字写“持续输出1500W”,那这台产品就属于虚标。正规产品会把持续功率放在最显眼的位置。山东运电气有限公司的产品在外包装和说明书首页都会用大字号标注持续功率和峰值功率,并且给出对应的负载类型。

以上二十个检测方法,不需要全部做完,只要用其中四到五个,就能判断一台单相逆变电源是否虚标。最直接的办法是接上电阻负载,用功率计实测持续输出功率,再对比铭牌标注。如果实测值低于标称值20%以上,可以认定虚标。用户检测时注意使用合格的表计,并保证接线牢固。每次测试时间不要太短,至少要运行10分钟才能观察稳定状态。通过实际数据对比,能避开大许多虚标产品。

参考文献

  1. IGBT模块 — 来源:百度百科

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电源行业多年,专注稳频稳压电源、逆变电源、储能PCS、电池 SOC均衡系统、特种电源等电力电子产品整体研发与技术管理工作。精通模拟数字电路、功率变换拓扑、磁性器件、电池管理、电磁兼容、软硬件一体化设计。 1、深耕电力电子电源领域,具备电源产品从方案、研发、测试到量产全栈经验 2、精通逆变、稳频稳压、储能 PCS、电池 SOC 均衡等功率变换系统设计 3、熟悉功率拓扑、嵌入式控制算法、热设计、电磁兼容、可靠性设计 4、兼具技术研发能力 + 团队管理能力,擅长重大项目技术总负责 5、熟悉工业、储能、军工特种电源行业标准,主导多款电源产品产业化落地

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