正弦波インバーターの入手と入力ケーブルの選定

こんにちは。からあげです。

昨日は再び頭痛に襲われた。
PC作業が調子出てきてお昼を過ぎた頃、頭が痛くなり始める。
実家にやって来てからは頭痛になるのは珍しいことではない。
だから慣れっこになって、またやって来たか。と思う程度だ。
頭が痛くなると作業が進まないので、遅い昼飯を済ませると寝袋に入って昼寝する。
夕方になって起きだすと、まだ若干の頭痛が残っていた。
頭が痛いからといって作業を止めるといつまで経ってもブログの整理が終わらないので、根を詰めずにぼちぼちやって9時過ぎに作業終了とした。

今日は気分を変えるために図書館にやって来た。
体調はそれほど良くない。
環境を変えて仕事を進めたかった。

2015-11-11

図書館のエントランスホールに書道コンクールの入賞作が貼りだされていた。
あまりの露骨な洗脳教育に嫌気がした。
こんなお題に選ぶ大人は一体何者だろうか。
どうせ教育機関の関係者だろう。

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ちょっと嬉しいことがあった。
兄貴から東北地方の登山地図をもらった。
どれも10年以上前のものだが、最新情報をネットで調べておけば、今でも十分使える。
昭文社の山と高原地図は、新品で購入すると1,000円以上する高価なものだ。
東北地方の山全てを揃えると大変な額となってしまうので、中古で探していたところだった。
しかし、中古の割に安くは無かったので、どうしようか迷っていた。

この登山地図があれば、東北地方の山の全体像が分かるので、計画を立てやすい。
50000分の1の地図に登山道や山小屋の情報が載っているので非常に便利。
登山口が分かりやすいので、車中泊ポイントを見つけやすい。
あとは実際の登山ルートの25000分の1の地形図をカシミール3DでダウンロードすればOKだ。

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BAL 3WAY 正弦波インバーター 400W

今回、ソーラー充電システムに走行充電を組み込むために、新たなインバーターを購入した。
メインバッテリー系統から電源を取って、インバーターを介し、家庭用AC充電器でサブバッテリーを充電する。
DC12V走行充電器(アイソレーター)を組み込めば、簡単そうに見えるが、これには重大な欠陥が潜んでいる。
オルタネーター(車のエンジンについている発電機)の電圧が低くて、サブバッテリーを満充電することが出来ないのだ。
車の電装系に不具合が出るため、電圧はあまり上げられないのだそう。
そもそもサブバッテリーに充電するためにオルタネーターが発電している訳ではないので、電圧が低いのは仕方ない。
そこで、充電電圧を上げるために効率は悪いが、インバーターを介したAC充電器でサブバッテリーを充電することにしたのだ。

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今回、購入したインバーターは、BAL 3WAY 正弦波インバーター400Wだ。
Amazonで約8,500円(消費税、送料込み)だった。
安い矩形波でも良かったが、AC充電器が壊れたり動作不良が起こるかも知れないので、念のため正弦波タイプを選択した。
現在車に取り付けている矩形波900WインバーターにAC充電器を接続してメインバッテリーを充電してみたたとろ、問題なく充電出来た。(見かけ上は問題ないように見えた。)

Amazonリンク

製品仕様

入力電圧 DC12V
出力電圧 AC100V/DC5V/DC12V
定格出力 400W
最大出力 450W
瞬間最大出力 800W
出力周波数  50Hz/60Hz(切り替えスイッチ付)
出力波形   正弦波
電源入力方式 バッテリー接続
回路方式   P.W.M方式
保護回路
低電圧入力保護回路・高電圧入力保護回路・出力過負荷保護回路・出力短絡保護回路・高温保護回路・逆接保護回路
USB出力   DC5V 2.4A(2口合計)
USB端子形状 Aタイプ
アクセサリーソケット出力 10A未満
使用環境温度 0~40℃
ヒューズ   25A×2(本体に内蔵)
コード長   1.5m
本体サイズ  142(W)×180(D)×50(H)mm(端子部分を除く)
質量     725g(付属コード含まず)

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付属品は、インバーター本体、接続ケーブル(1.5m)、取扱説明書の3点だ。

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ケーブルの端は、ワニ口クリップと丸型の端子が取り付けられている。
インバーターの出力が大きいため、バッテリーに直に接続するようになっている。
長さ1.5mでは、全然足りない。

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インバーター本体おもて
電源スイッチあり。
バッテリーに繋いでスイッチを入れると、電源ランプ(緑)が点灯し、さらに保護回路作動ランプ(赤)が一時点灯して保護回路が正常であれば直ぐに消灯する。
使用中、保護回路が作動すると、赤ランプが点灯し、アラームが鳴る。
ボディーは全てプラスチック製で若干安っぽい作りとなっている。

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本体うら

黄色のヒューズ交換カバーと周波数切替スイッチカバーがある。
蓋はそれぞれ1本のプラスビスで留まっている。

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本体側面(電源入力端子側)

冷却ファン、アクセサリーソケット(DC12V 10Aまで)、電源入力端子(+ー)
アクセサリーソケットはキャップ付き、入力端子はネジ式となっている。

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本体側面(AC出力コンセント側)

AC出力コンセント×2(100V)、USB端子×2(5V (2.4A 2個合計))、通風孔

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ヒューズボックスの蓋を開けたところ。
中に25Aのヒューズ2個が入っている。
ヒューズは並列接続となっていて、50A流れると切れる。(メーカー確認済み)

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周波数切り替えスイッチ
スイッチは奥の方にあるので切換しにくい。
初期設定は60Hzということだが、蓋を開けてみると50Hzに設定されていた。
最近の家電は50、60Hz両方対応しているものがほとんどなので、スイッチを弄ることは少ないだろう。
取り敢えず、60Hzとしておいた。

インバーターの入力ケーブルの選定

付属の入力ケーブルは1.5mと短いので、インバーターを設置するにはケーブルを自前で用意する必要がある。
電話でメーカーにインバーターの入力側の最大電流を聞いたところ、「最大40A」という回答を得た。
付属の入力ケーブルには何も表記されていないので、端子のカバーを外しノギスで中の銅線の直径を測ってみると、約3mmだった。
これはどういう規格のものか分からないので、ネットで調べてみた。

一般に電線サイズ(太さ)を表すとき、単線では直径(mm)、撚り線では断面積(平方ミリメートル、略してsq(スクエア))で表される。

真空管SEPPOTLアンプのぺージ(電線、ケーブル、コードのサイズ表示とその種類)より引用

この上記のサイトが簡単明瞭で非常に分かりやすかった。
単線は固くて加工し難い。
ホームセンターで売っている電線はたいてい撚り線で、○SQとか○mm2(平方ミリ)で表記してあるのを見た記憶がある。
直径が判れば断面積は計算で出せる。

円の面積=直径/2×直径/2×円周率(3.14)=1.5×1.5×3.14=7.065≒7

ケーブルの規格には7SQ(スクエア)のものはないので、これに近い8SQにする。
KIV(可とう性のある600V絶縁ビニル電線)の8SQの許容電流は61Aとなっている。
ケーブルの許容電流が大きいに越したことはないが、オーバースペックだとケーブルが高いしそれに付随する圧着端子も高くなる。
それに端子が大きくなるとインバーターの入力端子に合わなくなってしまう。
8SQではオーバースペックなので、検討をした結果、その下の5.5SQとすることにした。
5.5SQの許容電流は49Aとインバーター入力側の最大電流40Aより大きいので、ケーブルの容量も問題なし。これで決まりだ!

参考サイト 電線館.com(許容電流のページ)

増設するインバーターは、既存の900Wインバーターのとなりに設置するので、メインバッリーから引っ張るとケーブルは約5mの長さが必要となる。

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5.5SQのKIVケーブルを赤黒各5m購入した。
合わせて約2,500円だった。

余分な出費だが、ケチって容量の足りない手持ちのケーブルで工事を行うと、大容量の機器を接続した時にケーブルが燃えてしまう恐れがあって非常に危険だ。
出力側の交流は、多くてもせいぜい10Aとそれほど電流は流れないが、入力側の直流では、低いW数の機器でも大電流が流れることになるので注意が必要だ。

300Wの機器の場合、入力側DC12Vの電流値は、300W/12V=25A
これだとAC100V家庭用の延長コードだと許容電流値を軽くオーバーする。
(力率は考慮せず、単純計算した。実際の電流値は少し低い。)

既存の900Wインバーターの入力ケーブルは、100Aのブースターケーブルを用いた極太ケーブルとしている。
(工事の途中で気がついて慌ててケーブルを買いに走った。)

走行充電システムの取付プラン

メインバッテリー直付インバーターとして天井に固定して、AC充電器はその都度セットして走行充電することにする。
充電器を固定してしまうと、汎用性が大きく失われてしまうので、敢えて固定しないことにした。
持ち運んで充電出来る方が使い勝手は良い。
あと設置場所の問題もあった。
機械の中にゴミが入らないようしようとすると天井の網棚に設置するしかない。
しかし、AC充電器の筐体は大きく場所をとってしまい、荷物が載せられなくなってしまう。

ノートパソコンは、サブバッテリーからDC-DCコンバーターで電源をとって効率化を図る。
DC-DCコンバーターは車に固定して車内での利用に限定する。
配線ケーブルや圧着端子、シガーソケットを用意して取り付ける。

さあて、山小屋に戻ったら走行充電システムの取り付けを行うことにしよう。
今日も電気関係で頭が痛くなってきた。
容量オーバーだ。これもある意味危険だな。

おわり

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『正弦波インバーターの入手と入力ケーブルの選定』へのコメント

  1. 名前:やまめ 投稿日:2015/11/11(水) 19:18:41 ID:63259a7af 返信

    隊長はエンジニアだったのがよくわかる記事でした。
    しかしネットは偉大ですね。
    ネットがない時代は図書館で専門書で調べていたのがネットで調べて結果が出るから仕事が早い。
    解らない事は調べる能力がある隊長はエンジニアとして、能力が有ります。バイトでなくエンジニアとして生きて行く事を希望します。

    • 名前:karaage 投稿日:2015/11/12(木) 13:50:22 ID:998018b82 返信

      エンジニアにはスピードと正確さが求められるので嫌いです。
      ハイテクとローテクのハイブリッドのような仕事がこれから伸びてゆくと思います。