Sampai sejauh mana putaran pemasaran pasokan "gelombang sinus murni"?

Baru-baru ini, saya telah memperhatikan tren produsen catu daya menggembar-gemborkan PSU mereka (generator atau baterai inverter dll) sebagai memiliki output gelombang sinus murni.

Saya juga melihat orang-orang mengatakan bahwa jaminan akan dibatalkan jika perangkat / rumah motor dll terhubung ke sumber daya lainnya dengan output gelombang sinus murni.

Saya bertanya-tanya apa yang dilakukan dunia sebelum sumber daya seperti itu ada.

Apakah ada ilmu di balik ini? Tentunya generator bensin standar dengan regulator tegangan otomatis (AVR) yang baik atau regulator kumparan kuno akan cukup untuk menstabilkan output untuk menjalankan elektronik sensitif seperti televisi LCD atau komputer?

Secara historis, inverter (sirkuit elektronik yang mengambil daya DC dan mengubahnya menjadi AC untuk mensimulasikan kabel listrik) cukup mengerikan dalam bentuk gelombang yang mereka hasilkan.

Inverter awal menghasilkan sedikit lebih baik daripada gelombang persegi. Ini berarti mereka menyertakan daya signifikan pada frekuensi yang tidak dirancang untuk ditangani oleh perangkat. Sebagian besar perangkat yang dimaksudkan untuk menyambungkan daya dinding mengambil bentuk sinus dari tegangan begitu saja. Beberapa mungkin mengandalkan puncak sinus menjadi tegangan tertentu, sementara yang lain mengandalkan RMS. Untuk gelombang sinus, puncak berada di $\sqrt{2}$ kali RMS, sedangkan untuk gelombang persegi, puncak dan RMS adalah sama. Ini menyajikan masalah dalam memutuskan apa gelombang tegangan persegi untuk menghasilkan. Jika Anda cocok dengan saluran listrik di RMS, maka bola lampu, pemanggang roti, dan perangkat "bodoh" lainnya sebagian besar akan berfungsi. Namun, perangkat elektronik yang gelombang penuh meluruskan saluran akan melihat tegangan yang jauh lebih rendah. Jika Anda menaikkan tegangan gelombang persegi, maka Anda mungkin overdrive dan merusak perangkat yang menggunakan RMS.

Harmoni ekstra dalam gelombang persegi juga dapat menyebabkan masalah sendiri. Transformer yang dirancang untuk frekuensi saluran listrik, seperti 60 Hz, mungkin tidak cocok dengan frekuensi yang lebih tinggi. Atau frekuensi ini dapat menyebabkan arus dan pemanasan ekstra tanpa dimanfaatkan untuk daya yang lebih besar. Transisi yang tajam juga dapat membebani elektronik yang mengharapkan kemiringan maksimum dari tegangan daya. Sebagai contoh, hanya sebuah kapasitor sederhana yang melintasi garis AC secara teori akan melakukan arus tak terbatas jika tegangan berubah sangat cepat.

Langkah selanjutnya dalam inverter adalah "modifikasi sinus", yang memiliki "langkah" tanah ekstra dalam gelombang persegi. Intinya di sini adalah bahwa ini mengurangi daya dalam harmonisa relatif terhadap gelombang persegi penuh. Namun, banyak masalah dengan gelombang persegi masih ada, meskipun umumnya berkurang.

Elektronik modern yang secara efisien dapat berganti frekuensi frekuensi saluran listrik dapat menghasilkan tegangan keluaran yang cukup dekat dengan sinus, artinya memiliki sedikit konten harmonik. Ini menghilangkan masalah dengan gelombang persegi dan output sinus yang dimodifikasi, karena saluran listrik itu sendiri idealnya adalah sinus. Masih sedikit lebih mahal untuk menghasilkan inverter dengan output gelombang sinus, tetapi biaya tambahan tidak lagi banyak dan semakin rendah terus. Hari ini, inverter output gelombang sinus adalah umum.

Perhatikan bahwa inverter yang dimaksudkan untuk menggerakkan kabel listrik ke belakang, yang disebut inverter grid-tie , semuanya merupakan output gelombang sinus. Hal ini disebabkan banyak peraturan yang mengatur apa yang diperbolehkan untuk dilakukan dengan saluran listrik, terutama ketika Anda memasukkan daya ke belakang.

Inverter yang memiliki output "gelombang sinus yang dimodifikasi" dapat memberikan tekanan tambahan pada beberapa perangkat.

$2\over 3$

Saya tidak berpikir bahwa peringatan dimaksudkan untuk diterapkan pada sumber daya non-elektronik seperti generator konvensional (tipe non-inverter).

Bentuk gelombang biru pada diagram di atas adalah apa yang disebut (dalam bahasa pemasaran) "gelombang sinus yang dimodifikasi" (sebagaimana ditandai) dan merupakan apa yang dihasilkan oleh inverter paling murah. Ini memiliki karakteristik yang diinginkan (atau bahkan penting) bahwa nilai RMS dan nilai puncak adalah sama dengan gelombang sinus, sehingga perangkat yang peka terhadap puncak seperti catu daya switching untuk CFL melihat tegangan yang sama seolah-olah itu adalah sinus gelombang, dan perangkat sensitif RMS seperti bola lampu pijar atau pemanas melihat tegangan yang sama seolah-olah itu adalah gelombang sinus.

Sisi buruknya adalah bahwa hal-hal yang sensitif terhadap laju perubahan tegangan (kapasitor, pasti, dan mungkin orang lain) melihat dv / dt yang jauh lebih tinggi daripada dengan gelombang sinus. Itu bisa menyebabkan stres tambahan.

Dalam pengalaman saya (terbatas), itu lebih cenderung untuk memanifestasikan dirinya sebagai persyaratan untuk menurunkan inverter (iow Anda mungkin harus menggunakan inverter dinilai lebih banyak watt daripada persyaratan beban atau itu akan ditutup) daripada menyebabkan kerusakan aktual pada muatan.

Generator bensin biasanya menghasilkan bentuk gelombang sinus yang cukup bagus, hanya frekuensi dan amplitudo yang bisa dimatikan.

Yang lebih memprihatinkan adalah desain UPS gelombang persegi dan sinus bertahap. Beberapa ujung depan korektor faktor daya yang lebih lama (dan bahkan yang baru) tidak dapat melacak bentuk gelombang ini dan tidak akan beroperasi dengan benar. Mereka mengandung banyak konten harmonik yang dapat menyebabkan arus mengalir yang tidak dirancang dalam desain asli, sehingga dapat menjadi masalah bahkan untuk desain non-PFC.

Sebagian besar pabrikan berkualitas saat ini menguji dengan jenis gelombang ini, tetapi beberapa mungkin masih menentukan hanya sinus.

Lihat gambar terlampir meter WattsUP Pro ES saya ketika terhubung ke output unit APC BackUPS Pro 650 lama selama sekitar 30 detik.

Saya telah mengganti baterai dan mencoba mencari tahu apakah runtime baterai yang dilaporkan oleh perangkat lunak konsisten dengan apa yang akan saya dapatkan. Bebannya sekitar 20-25 Watt. Meteran itu membaca 179 Volt RMS (tegangan nominal adalah 230V di sini) dan saya bertanya-tanya mengapa. Kemudian asap keluar dan saya segera mencabut semuanya.

Meteran masih berfungsi dan resistor SMD 10 Ohm masih membaca 10 Ohm tetapi plastik pada empat resistor telah meleleh, bersama dengan beberapa lubang tertutup (mungkin ini dimasukkan karena bagian melalui lubang digunakan dalam satu revisi produk).

Saya telah membuat dua kesalahan dan belajar dua hal dalam proses:

1. Saya salah ingat model APC dengan "Pro" dalam nama adalah unit dengan output gelombang sinus sejati. Rupanya bukan itu masalahnya (dan saya memverifikasi ini dengan mencari manual setelahnya).
2. Meteran bukan RMS yang benar. Baca catatan ini oleh APC tentang perincian. Jika saya telah membaca ini sebelumnya, saya mungkin akan memutuskan meter ketika saya melihat pembacaan 179V RMS. Ini bukan karena saya akan mengharapkan krisis tetapi karena saya akan mengerti bahwa meteran tidak akan dengan benar mengukur tegangan dan arus (yaitu akan sia-sia untuk apa yang saya coba lakukan).

Saya menulis jawaban ini sebagai tanggapan atas komentar yang menanyakan contoh "kegagalan katastropik". BTW, unit ini masih mendukung switch Ethernet, pemutar media dan denda TV LED 32 inci.

Secara historis dan umum, itu adalah ide yang buruk untuk menggunakan genset murah untuk peralatan elektronik yang mahal. Ini karena genset murah memiliki regulasi voltase yang buruk. Selain percikan, itu tidak benar-benar tentang bentuk gelombang.

Tegangan tinggi dapat menghancurkan peralatan elektronik Anda yang mahal, tegangan rendah akan menghancurkan kulkas Anda, dan perubahan tegangan yang cepat dapat memberi Anda hasil acak pada peralatan elektronik Anda yang mahal.

Tetapi peralatan elektronik modern seringkali jauh kurang sensitif terhadap masalah ini daripada peralatan elektronik lama: jika paket colokan Anda dapat mengambil input AC 70 hingga 250V, itu tidak akan terganggu oleh tegangan suplai yang naik dari 110 menjadi 135.

Alternatif untuk menggunakan genset murah adalah dengan menggunakan catu daya AC yang diatur dengan benar. Dalam istilah modern, setiap PSU yang diatur dengan benar akan memiliki output gelombang sinus murni, dan PSU yang tidak memiliki output gelombang sinus murni akan sangat kuno, atau sangat murah dan jahat, sehingga tidak akan diatur dengan benar.

Di masa lalu, Anda mulai dengan harapan bahwa dalam jangka menengah Anda akan menghancurkan peralatan listrik atau elektronik Anda dengan menggantungnya dari generator yang biasanya tidak diatur dengan baik. Juga, bola lampu Anda tidak akan bertahan lama. Tapi setidaknya mereka murah untuk diganti.

Dan omong-omong, pembangkit listrik tenaga batu bara atau nuklir besar itu menghasilkan gelombang sinus murni karena mereka sangat berhati-hati untuk melakukan itu. Jika mereka tidak begitu berhati-hati, mereka akan mendapatkan bentuk gelombang yang terdistorsi juga. Bentuk gelombang terdistorsi tidak akan mengganggu Anda, tetapi perusahaan catu daya akan kehilangan gardu.

Saya juga telah mendengar orang mengatakan bahwa selain dari "gelombang sinus murni" diduga akan menyebabkan "kebisingan" atau "harmonik yang tidak diinginkan" atau "stres" atau "kerusakan" yang tidak ditentukan. Seperti Anda, saya skeptis dengan dugaan manfaat gelombang sinus murni .

Dengan hanya satu pengecualian sejauh (yang masalah dengan para "CR dropper" teknik), setiap perangkat saya telah melihat begitu jauh akan berjalan sama dengan baik dan dalam beberapa kasus lebih baik dengan inverter gelombang persegi sederhana dibandingkan dengan gelombang inverter sinus murni .

Ketika saya melihat kekuatan listrik lokal dengan o'scope, bentuk gelombang sebenarnya cukup jauh dari sinus sempurna. Jadi perangkat hipotetis yang diduga tidak akan bekerja selain sinus sempurna ini tidak akan berfungsi ketika dicolokkan ke stopkontak nyata yang pernah saya lihat.