Der Autotransformer: für Step-Up-, Step-Down- und Split-Phase-Balancing

Ein Spartransformator kann für Aufwärts-, Abwärts- und Split-Phase-Ausgangsausgleichszwecke verwendet werden.

Während die Step-up- und Step-down-Funktionen ziemlich einfach sind, erfordert der Split-Phase-Ausgangsausgleich möglicherweise etwas mehr Aufmerksamkeit.

Stellen Sie sich zum Beispiel eine Split-Phase-Versorgung mit 30 A und 120/240 V vor.

Die Versorgung könnte das Netz, ein Generator oder zwei gestapelte Wechselrichter sein.

Einige der angeschlossenen Lasten haben 240 V, andere 120 V. Auf jedem 120-V-Strang sollte die Last 30 A nicht überschreiten. Das Problem besteht darin, dass, sobald 120-V-Lasten angeschlossen sind, die beiden Zweige einen unterschiedlichen Strom anzeigen. Dies liegt daran, dass die 120-V-Lasten auf den beiden Zweigen niemals ausgeglichen werden. Ein Haartrockner mit 120 V und 1200 W verbraucht beispielsweise 10 A aus einem Bein. Eine 120-V-Waschmaschine könnte an einem Bein sogar mehr als 20 A ziehen. Zwischen den beiden Zweigen beträgt der Stromunterschied bzw. die Stromunsymmetrie daher häufig 20 A oder mehr. Dies bedeutet, dass die 30-A-Versorgung nicht vollständig ausgenutzt wird. Wenn ein Zweig 30A zieht, zieht der andere Zweig möglicherweise nicht mehr.

Mehr als 10 A und eine Erhöhung der 240-V-Last führen beispielsweise zu einer Überlastung eines Zweigs, während der andere Zweig noch über freie Kapazität verfügt.

Theoretisch beträgt die Gesamtleistung, die aus einem 30-A-120/240-V-Netz entnommen werden kann, 30 x 240 = 7,2 kVA.

Bei einer Unsymmetrie von 20 A beträgt das praktische Maximum 30 x 120 + 10 x 120 = 4,8 kVA oder 67 % des theoretischen Maximums.

Die Lösung ist ein Spartransformator.

Indem Sie den Neutralleiter der Split-Phase-Versorgung ungenutzt lassen und einen Spartransformator anschließen, um einen neuen Neutralleiter zu schaffen, wie in Abbildung 1 dargestellt, wird jede Lastunsymmetrie vom Spartransformator „absorbiert“.

Bei einer 30-A-Versorgung kann die Last auf 7,2 kVA erhöht werden, und ein Lastungleichgewicht von 20 A führt dazu, dass ein Zweig 40 A und der andere Zweig 20 A liefert. Die Differenz von 20 A fließt durch den Neutralleiter und die Wicklungen des Spartransformators. Der Strom durch beide 120-V-Kabel der Split-Phase-Versorgung beträgt 30 A.

Erdungsrelais zur Verwendung mit Multi- oder Quattro-Wechselrichtern/Ladegeräten im Lieferumfang enthalten

Beim Betrieb im Wechselrichtermodus muss der neutrale Ausgang des Wechselrichters/Ladegeräts mit der Erde verbunden sein, um die ordnungsgemäße Funktion eines FI-Schutzschalters zu gewährleisten. Bei einer geteilten Phasenversorgung muss der Neutralleiter geerdet werden. Zu diesem Zweck ist im Gehäuse des Spartransformators ein Erdungsrelais eingebaut. Das Relais wird von 230/240 V gesteuert.

Multi oder Quattro. (Das interne Erdungsrelais im 230/240V Multi oder Quattro muss deaktiviert sein)

Temperaturgeschützt

Im Falle einer Überhitzung wird der Spartransformator von der Stromversorgung getrennt. Das Zurücksetzen erfolgt manuell.

Eine Alternative zu gestapelten Wechselrichtern

Die Alternative zum Stapeln von zwei 120-V-Wechselrichtern zur Bereitstellung einer 120/240-V-Split-Phase-Versorgung ist ein 240-V-Wechselrichter mit einem zusätzlichen Spartransformator.

Zwei gestapelte 120-V-3-kVA-Wechselrichter versorgen jeden 120-V-Zweig mit bis zu 25 A. Wenn die Belastung an einem Bein weniger als 25 A beträgt, ist die maximale Belastung am anderen Bein immer noch auf 25 A begrenzt.

Ein 240-V-5-kVA-Wechselrichter mit einem 32-A-Spartransformator versorgt jeden 120-V-Zweig mit bis zu 21 A ausgeglichener Last.

Weniger Lasten auf einem Zweig führen jedoch dazu, dass auf dem anderen Zweig mehr Leistung zur Verfügung steht, mit einer maximalen Unsymmetrie von 32 A.

Daher kann die Belastung auf einem Bein bis zu 38,5 A betragen, wenn die Belastung auf dem anderen Bein nicht mehr als 3,5 A beträgt (maximale Unwucht: 38,5 – 3,5 = 35 A). Wenn ein Lastungleichgewicht zu erwarten ist, ist daher ein 240-V-Wechselrichter mit geringerer Leistung und Spartransformator der gestapelten Wechselrichterlösung vorzuziehen.