Ο αυτομετασχηματιστής: για ανύψωση τάσης, υποβιβασμό τάσης και εξισορρόπηση διαιρούμενης φάσης
Ένας αυτομετασχηματιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ανύψωση τάσης, υποβιβασμό τάσης και εξισορρόπηση εξόδων διαιρούμενης φάσης. Ενώ οι λειτουργίες ανύψωσης και υποβιβασμού τάσης είναι αρκετά απλές, η εξισορρόπηση της εξόδου διαιρούμενης φάσης απαιτεί λίγη περισσότερη προσοχή.
Ας πάρουμε ως παράδειγμα μια παροχή διαιρούμενης φάσης 30 A 120/240 V.
Η παροχή μπορεί να προέρχεται από το δίκτυο, μια γεννήτρια ή δύο συνδεδεμένους inverters.
Ορισμένα από τα συνδεδεμένα φορτία απαιτούν 240 V, άλλα 120 V. Σε κάθε κύκλωμα 120 V το φορτίο δεν θα πρέπει να υπερβαίνει τα 30 A. Το πρόβλημα είναι ότι τα δύο κυκλώματα εμφανίζουν διαφορετικό ρεύμα μόλις συνδεθούν φορτία 120 V. Ο λόγος είναι ότι τα φορτία 120 V στα δύο κυκλώματα δεν θα είναι ποτέ εξισορροπημένα. Ένα πιστολάκι μαλλιών 120 V με 1200 W, για παράδειγμα, τραβά 10 A από ένα κύκλωμα. Ένα πλυντήριο ρούχων 120 V μπορεί μάλιστα να τραβήξει πάνω από 20 A από ένα κύκλωμα. Η διαφορά ρεύματος μεταξύ των δύο κυκλωμάτων, που ονομάζεται επίσης ασυμμετρία ρεύματος, είναι επομένως συχνά 20 A ή και περισσότερο. Αυτό σημαίνει ότι η παροχή 30 A δεν αξιοποιείται πλήρως. Μόλις ένα κύκλωμα τραβήξει 30 A, το άλλο κύκλωμα μπορεί να μην τραβά περισσότερο από 10 A. Μια αύξηση του φορτίου 240 V, για παράδειγμα, οδηγεί τότε σε υπερφόρτωση του ενός κυκλώματος, ενώ το άλλο κύκλωμα εξακολουθεί να διαθέτει ελεύθερη χωρητικότητα.
Θεωρητικά, η συνολική ισχύς μιας παροχής ρεύματος με 30 A και 120/240 V είναι: 30 x 240 = 7,2 kVA.
Σε περίπτωση ασυμμετρίας 20 A, το πρακτικό μέγιστο είναι 30 x 120 + 10 x 120 = 4,8 kVA ή 67 % του θεωρητικού μέγιστου.
Η λύση είναι ένας αυτομετασχηματιστής.
Αν ο ουδέτερος αγωγός της παροχής διαιρούμενης φάσης παραμείνει αχρησιμοποίητος και συνδεθεί ένας αυτομετασχηματιστής ως νέος ουδέτερος αγωγός, όπως φαίνεται στην εικόνα 1, κάθε ασυμμετρία φορτίου «απορροφάται» από τον αυτομετασχηματιστή.
Στην περίπτωση παροχής 30 A, το φορτίο μπορεί να αυξηθεί στα 7,2 kVA. Μια ασυμμετρία φορτίου 20 A έχει ως αποτέλεσμα το ένα κύκλωμα να παρέχει 40 A και το άλλο 20 A. Η διαφορά των 20 A ρέει μέσω του ουδέτερου αγωγού και του πηνίου του αυτομετασχηματιστή. Το ρεύμα μέσω των δύο αγωγών 120 V της παροχής διαιρούμενης φάσης είναι 30 A.
Περιλαμβάνει ρελέ γείωσης για χρήση με Multi ή Quattro inverters/φορτιστές
Κατά τη λειτουργία σε κατάσταση inverter, ο ουδέτερος αγωγός του inverter/φορτιστή πρέπει να είναι συνδεδεμένος με τη γείωση, ώστε να διασφαλίζεται η σωστή λειτουργία ενός GFCI. Στην περίπτωση παροχής διαιρούμενης φάσης, ο ουδέτερος αγωγός πρέπει να γειώνεται. Για τον σκοπό αυτό, στο περίβλημα του αυτομετασχηματιστή είναι ενσωματωμένο ένα ρελέ γείωσης. Το ρελέ ελέγχεται από το 230/240V Multi ή Quattro. (Το εσωτερικό ρελέ γείωσης του 230/240 V Multi ή Quattro πρέπει να απενεργοποιηθεί)
Προστασία θερμοκρασίας
Σε περίπτωση υπερθέρμανσης, ο αυτομετασχηματιστής αποσυνδέεται από την παροχή ρεύματος. Η επαναφορά γίνεται χειροκίνητα.
Μια εναλλακτική λύση αντί για συνδεδεμένους inverters
Η εναλλακτική λύση στη σύζευξη δύο inverters 120 V για παροχή διαιρούμενης φάσης 120/240 V είναι ένας inverter 240 V με έναν πρόσθετο αυτομετασχηματιστή.
Δύο στοιβαγμένοι inverters 120 V με 3 kVA παρέχουν έως 25 A σε κάθε κύκλωμα 120 V. Αν το φορτίο σε ένα κύκλωμα είναι μικρότερο από 25 A, το μέγιστο φορτίο στο άλλο κύκλωμα παραμένει και πάλι περιορισμένο στα 25 A.
Ένας inverter 240 V με 5 kVA και ένας αυτομετασχηματιστής 32 A τροφοδοτούν κάθε κύκλωμα 120 V με εξισορροπημένο φορτίο έως 21 A. Ωστόσο, μικρότερα φορτία στο ένα κύκλωμα σημαίνουν ότι στο άλλο κύκλωμα διατίθεται περισσότερο ρεύμα, με μέγιστη ασυμμετρία 32 A.
Γι’ αυτό το φορτίο μπορεί να φτάσει έως και 38,5 A στο ένα κύκλωμα, εφόσον το φορτίο στο άλλο κύκλωμα δεν υπερβαίνει τα 3,5 A (μέγιστη ασυμμετρία: 38,5 / 3,5 / 35 A). Επομένως, όταν αναμένεται ασύμμετρο φορτίο, ένας inverter 240 V χαμηλότερης ισχύος με αυτομετασχηματιστή είναι προτιμότερος από τη λύση με συνδεδεμένους inverters.
