InfoNu.nl > Electronica > Huishoudelijk > Omvormers: van lage accuspanning naar hoge netspanning

Omvormers: van lage accuspanning naar hoge netspanning

Omvormers: van lage accuspanning naar hoge netspanning Met behulp van een omvormer kunt u een accuspanning van 12 Vdc of 24 Vdc omzetten naar de standaard 230 V van de netspanning. Het voordeel is dat u in uw caravan, vrachtwagen, camper of boot gebruik kunt maken van gewone huishoudelijke elektrische apparaten zoals een koelkastje of een koffiezetter. Goede omvormers met een redelijke capaciteit zijn echter niet goedkoop en vragen een zeer hoge accucapaciteit. Bij goedkopere uitvoeringen lijkt de geleverde spanning soms absoluut niet op wat thuis uit het stopcontact komt. Gevoelige apparatuur en elektromotoren willen het dan nogal eens af laten weten omdat de benodigde wisselspanning een frequentie van exact 50 Hz moet hebben en de spanningsvorm een zuivere sinus moet zijn.

Inhoud van het artikel


Achtergrondinformatie

<I>Omzetten van de lage accuspanning in netspanning.</I>Omzetten van de lage accuspanning in netspanning.
Van lage gelijkspanning naar hoge wisselspanning
De spanning die een accu levert is een gelijkspanning van 12 Vdc of 24 Vdc. Deze spanning is constant, dus altijd 12 Vdc of 24 Vdc. De netspanning uit het stopcontact is een sinusoidale wisselspanning met een effectieve waarde van 230 V en een frequentie van 50 Hz. Dat betekent dat deze spanning niet constant is, maar vijftig keer per seconde een mooie sinusvorm doorloopt. Omvormers moeten dus niet alleen de lage spanning van een accu opkrikken tot 230 V, maar de sinusoidale vorm van de netspanning zo goed mogelijk benaderen.

Lage stroom uit, hoge stroom in
Wat is mooier dan een koffiezetter met een vermogen van 1.000 W mee op de boot? Altijd een vers gezet kopje koffie bij de hand. Wat u zich echter goed moet realiseren is dat er niet zoiets bestaat als de wonderbaarlijke vermogensvermeerdering. Als u een koffiezetter met een vermogen van 1.000 W via een forse omvormer uit uw 12V-accu wilt voeden, dan moet die accu minstens een vermogen van 1.000 W kunnen leveren. Nog wat meer zelfs, want alleen de zon gaat voor niets op en de omvormer verbruikt zélf ook nog wat vermogen. Vermogen wordt opgewekt doordat een apparaat een bepaalde stroom uit de aangeboden spanning trekt. Het verband is zelfs heel eenvoudig: vermogen is spanning maal stroom. Een 230V-koffiezetter met een vermogen van 1.000 W trekt dus uit die spanning een stroom van 4,34 A. 230 x 4,34 is immers 1.000. Een redelijke stroom, waar de netspanning in uw huis geen moeite mee heeft. Anders wordt het bij uw omvormer. Als dit apparaat 1.000 W moet leveren aan de koffiezetter, dan moet ook uw accu in staat zijn minstens een dergelijk vermogen aan de omvormer te leveren. Nu staat daar echter aan de ingang geen 230 V ter beschikking, maar slechts 12 V. Maar ook nu geldt dat vermogen gelijk is aan spanning maal stroom. Uit uw accu wordt dus een stroom van niet minder dan 83,33 A getrokken!

Hoe lang kan uw accu dit volhouden?
Een loodaccu is erop gebouwd om flink wat stroom te leveren. Als u uw auto start, trekt de startmotor immers een stroom van minstens 100 A uit de accu. Echter, dat duurt hooguit een paar seconden en dat kan de accu gemakkelijk aan. Een heel andere situatie ontstaat als u een omvormer, belast met een koffiezetter van 1.000 W, een stroom van pakweg 85 A uit de accu laat trekken. De accu zal al na een half uurtje volledig leeg zijn. Voorbij is de droom van altijd een heerlijk kopje verse koffie bij de hand. Ook dit verschijnsel is technisch te beschrijven en wel door het begrip accucapaciteit. Deze grootheid, uitgedrukt in Ah of ampère-uur, geeft aan hoelang een accu een bepaalde stroom kan leveren. Een accu met een capaciteit van 45 Ah, een normale waarde voor de gemiddelde gezinsauto, kan gedurende 45 uur een stroom van 1 A leveren. Stijgt de gevraagde stroom tot 10 A, dan daalt de levertijd tot slechts 4,5 uur. Sluit u uw met 1.000W belaste omvormer aan op zo'n accu, dat zal deze accu de noodzakelijke stroom van 85 A maar hoogstens 0,52 uur kunnen leveren.

Hoge stromen eisen dikke kabels
Een volledig belaste omvormer trekt dus een zeer hoge stroom uit de accu. Vandaar dat de accukabels van een 1.000W-omvormer heel dik zijn. Zou u de omvormer met een normaal snoertje op uw accu aansluiten, dan zou dit kabeltje al na tien seconden letterlijk in rook opgaan. Een stroom van 83,33 A heeft immers de ruimte nodig en in een dun kabeltje zou die stroom zoveel warmte genereren, dat de kabel vrijwel onmiddellijk in brand zou vliegen. Moet u zélf verlengkabels kopen, dan geldt de volgende vuistregel. Opgenomen stroomsterkte in ampère gedeeld door drie is de draaddoorsnede in mm2. Voor een 1.000 watt omvormer heeft u dus kabels nodig met een minimale doorsnede van 28,33 mm2.

Er komt dus meer bij kijken dan u dacht!
Het gebruiken van een omvormer bij uw tent of in uw boot is dus iets ingewikkelder dan op het eerste gezicht lijkt. U heeft niet alleen een omvormer nodig, maar in de meeste gevallen een tweede accu met een forse capaciteit. Het is verstandig om omvormer en accu zo dicht mogelijk bij elkaar te zetten en met zo kort mogelijke heel dikke kabels te verbinden. Vergeet u bovendien niet dat die extra accu ook nog eens regelmatig opgeladen moet worden en dat een goede acculader dus ook tot de noodzakelijke attributen hoort. Tenzij u kiest voor een gecombineerd apparaat. Zeker is de hogere vermogens wordt er een heleboel omvormers aangeboden, die u ook kunt gebruiken voor het opladen van uw accu uit een 230V-stopcontact.

Soorten omvormers

Wat moet een omvormer doen?
Een omvormer moet drie dingen doen:
  • Uit de lage accugelijkspanning een wisselspanning van 230 V fabriceren.
  • Ervoor zorgen dat die wisselspanning een frequentie van exact 50 Hz heeft.
  • De zuivere sinusoidale vorm van de netspanning zo goed mogelijk nabootsen.

Er zijn diverse technologieën ontwikkeld om dit ideaal zo goed mogelijk te benaderen.

Omvormers met blokgolf als uitgang
De allergoedkoopste omvormers leveren een blokspanning als uitgang. Deze omvormers, die nauwelijks nog worden verkocht, zijn alleen geschikt voor het voeden van 230V-gloeilampen en 230V-verwarmingselementen. Deze apparaten zijn absoluut ongeschikt voor het voeden van elektronische apparatuur en elektrische motoren.

Omvormers met gemodificeerde sinus als uitgang
In feite leveren deze apparaten nog steeds een blokspanning, maar eentje die zo is aangepast dat zij een beetje op een sinus lijkt. Deze omvormers zijn geschikt voor het voeden van de meeste elektronische apparatuur en elektrische motoren. Gemodificeerde sinusomvormers blijken echter ongeschikt voor het voeden van elektrische tandenborstels, Senseo-apparaten, TL-balken en snelladers voor elektrische boormachines.


<I>Blokgolfomvormer.</I>Blokgolfomvormer.
<I>Gemodificeerde sinusomvormer.</I>Gemodificeerde sinusomvormer.

Omvormers met trapeziodale spanning als uitgang
Deze omvormers leveren een uitgangsspanning die de vorm van de sinus van de netspanning al iets meer benadert. Deze omvormers zijn geschikt voor het voeden van alle elektrische en elektronische apparatuur. Ze hebben nog een voordeel: omvormers met een gemodificeerde sinus veroorzaken soms een duidelijk hoorbare brom in apparatuur die gevoed wordt uit een transformator. Omvormers met trapeziodale uitgang hebben hier veel minder last van!

Omvormers met zuivere sinusspanning als uitgang
Deze omvormers zijn vrij prijzig, maar deze apparaten leveren een uitgangsspanning die volledig identiek is aan de 230V-netspanning die uit het stopcontact komt. Zij leveren dus een zuiver sinusoidale spanning af. Dat kost nogal wat ingewikkelde elektronica en dat is de verklaring voor de hoge prijs. Met deze omvormers kunt u al uw 230V-apparatuur voeden. Uw apparaten merken immers geen verschil tussen de uitgangsspanning van de omvormer en de netspanning!


<I>Trapeziodale omvormer.</I>Trapeziodale omvormer.
<I>Zuivere sinusomvormer.</I>Zuivere sinusomvormer.

Keuze van het soort omvormer
Het zal duidelijk zijn dat de keuze gaat tussen de dure omvormers met zuivere sinus of de goedkope omvormers met een gemodificeerde sinus als uitgang. Welk apparaat u kiest hangt in feite uitsluitend af van het soort apparaat dat u ermee wilt voeden. U gebruikt een zuivere sinusomvormer voor:
  • Senseo koffiezetter
  • Opladers voor batterijen
  • Elektrische tandenborstels
  • 12 Vdc of 24 Vdc TL-verlichting

U kunt een gemodificeerde sinusomzetter gebruiken voor:
  • Elektrische strijkbout
  • Televisie
  • Verwarmingskacheltjes
  • Gewone koffiezetters
  • Netgevoede laptops
  • Koelkastjes

Specificaties van omvormers

Welk vermogen is nodig?
Om u op weg te helpen hierbij de elektrische vermogens die een aantal populaire 230V-apparaten verbruiken:
  • Opladen elektrische tandenborstel: 1 W
  • Satellietontvanger: 25 W
  • Televisie, 37 cm scherm: 45 W
  • Netvoeding van een laptop: 90 W
  • Miniatuur koelkast: 150 W
  • Staafmixer: 350 W
  • Magnetron: 800 W
  • Senseo koffiezetter: 1.450 W

Tel het vermogen van alle apparaten die u op de omvormer wilt aansluiten bij elkaar op en voeg er een marge van 10% aan toe. Dát is het vermogen dat uw omvormer moet kunnen leveren. Maar er zit een addertje onder het gras...

Noodzakelijk piekvermogen
<I>Piekvermogen versus continu vermogen.</I>Piekvermogen versus continu vermogen.
Een belangrijke eigenschap van omvormers is het vermogen dat zij kunnen leveren. Hierbij zijn twee begrippen belangrijk:
  • Continu vermogen: dit vermogen kan de omvormer urenlang leveren, zonder dat er sprake is van overbelasting van het apparaat.
  • Piek vermogen: een aantal apparaten, vooral deze waar een elektrische motor in zit, verbruikt bij het opstarten een veel groter vermogen dan bij het continu draaien. Dit zogenaamde piekvermogen moet de omvormer zonder problemen kunnen leveren.

Bij het inschakelen van een koelkastje dat volgens de gegevens van de fabrikant 250 W verbruikt, gaat de motor van de compressor draaien. Het kost de motor heel wat extra energie om de stilstaande compressor aan het draaien te krijgen. Dat uit zich onder de vorm van een piekvermogen dat soms wel een factor twee hoger ligt dan het opgegeven vermogen. Uw omvormer moet in staat zijn dit piekvermogen zonder problemen te leveren.

Stroomverbruik van de omvormer zélf
Let ook op het standbyverbruik, ook wel de ruststroom of nullast genoemd. Dit is het stroomverbruik van de omvormer zélf, zonder dat u er iets op hebt aangesloten. Bij een gemodificeerde omvormer van goede kwaliteit komt de deze waarde zeker niet boven de 1,5 A. Bij een goede zuivere sinusomvormer kan deze waarde iets hoger liggen. Vergeet niet dat deze stroom ook door uw accu wordt geleverd en bijdraagt aan de ontlading van de accu.

Rendement van de omvormer
Een andere belangrijke eigenschap van een omvormer is het rendement. Het rendement is de verhouding tussen het vermogen dat de omvormer levert en het vermogen dat u in de omvormer stopt. Een sinusomvormer heeft een rendement van ongeveer 90%. Dit is momenteel het maximaal haalbare. Stel, u sluit een magnetron van 800 W op uw omvormer aan. Dit apparaat trekt een stroom van ongeveer 67 A uit de accu. Vanwege het rendement moet u nog eens 10% bij deze stroom optellen. Het totale stroomverbruik is dus 67+6,7= 73,7 A. Als u de magnetron uit dit voorbeeld vijf minuten inschakelt, heeft dan een capaciteitsverbruik van ongeveer 6,14 Ah uit uw accu tot gevolg. Vijf minuten is immers 5/60 of 0,083 uur en gedurende deze tijd levert de accu 73,7 A. 0,083 uur maal 73,7 A is 6,14 Ah.

Het soort koeling
Als u een omvormer flink belast, zal er behoorlijk wat warmte in het apparaat worden geproduceerd. Die warmte moet worden afgevoerd en daarvoor staan twee middelen ter beschikking:
  • Koeling via de behuizing.
  • Koeling via ventilatoren.

De tweede optie is uiteraard te prefereren, maar dan moet u er wel voor zorgen dat u de omvormer zó inbouwt dat de ventilatorluchtstroom vrij kan circuleren.

Geïntegreerde beveiligingsfuncties
Een moderne omvormer is volledig microprocessorbestuurd en beschikt over de volgende beveiligingsfuncties:
  • Oververhitting.
  • Te hoge spanning aan de ingang.
  • Overbelasting aan de uitgang.
  • Kortsluiting aan de uitgang.
  • Te lage accuspanning.

Het apparaat schakelt automatisch uit als aan een van deze situaties ontstaat. Duurdere omvormers hebben controlelampjes die aangeven welke calamiteit zich heeft voorgedaan.

Afstandsbediening
Ieder apparaat heeft uiteraard een schakelaar, waarmee u het apparaat kunt in- en uitschakelen. Dat is niet zo handig als u de omvormer in de buurt van de accu in de motorruimte heeft ingebouwd. Sommige merken leveren als extra een handige afstandsbediening die u met een tien meter lang kabeltje met het apparaat kunt verbinden, zodat u de omvormer bijvoorbeeld vanuit het keukentje van uw boot kunt inschakelen.
© 2017 Josverstraten, het auteursrecht van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Wereldstekkers en omvormers voor uw vakantieGaat u een verre reis maken, dan is het handig om een reisstekker of wereldstekker mee te nemen. U kunt in veel landen n…
Camper kopen: Waarop letten en wat kost een kampeerauto?Ook wel eens jaloers op mensen met een eigen camper? Vrij om te gaan en staan waar je wilt en altijd je eigen huisje bij…
12V naar 230V omvormerBent u onderweg en wilt u gebruik maken van apparatuur die alleen werkt op het 230 volt lichtnet? Een omvormer die 12V v…
Camper, caravan, vouwwagen of tent?Camper, caravan, vouwwagen of tent?Kamperen is een voor veel mensen een manier om te ontspannen. Anderen zien het als een primitieve uitdaging en vinden he…
De kleinste en langzaamste camper ter wereldTijdens de crisis gaan producten van luxe-artikelen hun maten aanpassen aan de omstandigheden en de vraag. Dethleffs ont…
Bronnen en referenties
  • http://www.omvormer-omvormers.nl/index.html
  • http://vaartips.nl/tipo.htm#omvormer
  • Ttp://www.powerreel.nl/welke-kabeldikte

Reageer op het artikel "Omvormers: van lage accuspanning naar hoge netspanning"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Infoteur: Josverstraten
Laatste update: 23-03-2017
Gepubliceerd: 02-03-2017
Rubriek: Electronica
Subrubriek: Huishoudelijk
Bronnen en referenties: 3
Schrijf mee!