采用降壓-升壓轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)電壓提升方案

低線電壓會(huì)降低三相和單相電機(jī)的可用啟動(dòng)扭矩，例如水泵、水冷卻器、窗戶和屋頂裝置中的空調(diào)壓縮機(jī)以及許多其他應(yīng)用。降壓-升壓變壓器可用于將線路電壓升高至標(biāo)稱水平。

從峰值負(fù)載時(shí)的 185V 電源和 120 × 240V 至 16 × 32V 降壓-升壓變壓器開(kāi)始，120V 線圈可以并聯(lián)放置在線路上，16V 線圈可以串聯(lián)連接。這導(dǎo)致每個(gè)線圈的電壓為 107V，次級(jí)的每個(gè)線圈上的輸出為 14V(見(jiàn)圖 1)。兩個(gè)次級(jí)線圈升壓28V，將線間電壓從185V升壓到213V。這樣從相線到中性點(diǎn)的電壓為 123V，非常接近預(yù)期的標(biāo)稱 120V。

圖 1. 次級(jí)串聯(lián)時(shí)出現(xiàn)降壓或升壓

筆記

降壓-升壓變壓器在出廠時(shí)作為隔離變壓器接線。安裝變壓器后，初級(jí)和次級(jí)可以作為自耦變壓器連接以創(chuàng)建降壓-升壓變壓器。

在非高峰時(shí)段，降壓升壓變壓器的輸入回升至208V，升壓量的上升與初級(jí)電壓的增加成正比。每個(gè)初級(jí)線圈上的電壓為 120V，每個(gè)次級(jí)線圈的輸出升至 16V。當(dāng)次級(jí)線圈串聯(lián)時(shí)，線間電壓為 240V，線間電壓為 138.6V。該值可能太高，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)為 120V 的電氣設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題。

平行中學(xué)

從峰值負(fù)載時(shí)的 185V 電源和 120 × 240V 至 16 × 32V 降壓-升壓變壓器開(kāi)始，120V 線圈可以并聯(lián)放置在線路上，16V 線圈可以并聯(lián)連接。這導(dǎo)致每個(gè)線圈的電壓為 107.3V，次級(jí)的每個(gè)線圈上的輸出為 14.3V。(見(jiàn)圖2)。兩個(gè)次級(jí)線圈升壓14.3V，將線間電壓從185V提升到199.3V。這樣從相線到中性點(diǎn)的電壓為 115.06V，非常接近預(yù)期的標(biāo)稱 120V。

圖 2. 次級(jí)并聯(lián)時(shí)出現(xiàn)量的降壓或升壓

在非高峰時(shí)段，降壓-升壓變壓器的輸入回升至 208V，升壓量也成比例上升。每個(gè)初級(jí)線圈上的電壓為 120V，每個(gè)次級(jí)線圈的輸出再次升至 16V。當(dāng)次級(jí)線圈并聯(lián)時(shí)，線電壓值為 224V，線電壓值為 129.3V。

用戶可以根據(jù)需要選擇串聯(lián)或并聯(lián)次級(jí)。如果兩者之間需要進(jìn)行更改，只需重新連接次級(jí)即可提供解決方案。

將208V升壓至230V

有些應(yīng)用可以使用 208Y/120V 電??源，但需要 230V 電源。此類應(yīng)用使用由 208V 電源線供電的 230V 電機(jī)或 230V 空調(diào)系統(tǒng)。

這種所需的升壓可以通過(guò)串聯(lián)降壓升壓變壓器的初級(jí)和次級(jí)線圈來(lái)實(shí)現(xiàn)。串聯(lián)初級(jí)線圈的每一個(gè)線圈的電壓均為 104V。變壓器匝數(shù)比為 7.5:1，次級(jí)線圈每個(gè)線圈上的電壓為 13.9V。這可提供 27.8V 的升壓，從而提供略低于 236V 的線間電壓。

零件加熱器

小型工業(yè)設(shè)施采用 208Y/120V 服務(wù)(見(jiàn)圖 3)。小零件在小柜子中加熱。該工廠擔(dān)心加熱零件的時(shí)間長(zhǎng)短，因?yàn)檫@會(huì)減慢生產(chǎn)速度。

圖 3. 電壓可從 208V 升壓至 236V，為 230V 零件加熱器供電。

筆記

電力系統(tǒng)中的交流電壓應(yīng)在額定電壓的 –10% 和 +5% 范圍內(nèi)。

該柜有兩個(gè) 5kW、230V 加熱元件。這將為機(jī)柜在 230V 電壓下提供 10kW 的熱量。由于只有 208V 可用，電壓僅為加熱器所需標(biāo)稱 230V 的 90%。因此，功率僅為標(biāo)稱10kW的81%，即8.1kW左右。

加熱器需要約 10% 的電壓升壓才能在標(biāo)稱負(fù)載下工作。上述接線配置將電壓從 208 V 提升到略低于 236 V 13.3%。這在大多數(shù)負(fù)載的電壓容差范圍內(nèi)。由于這不是負(fù)載波動(dòng)的情況，因此這是降壓-升壓變壓器的良好應(yīng)用。

擠出機(jī)加熱器

制造工廠采用 208V 三相供電(見(jiàn)圖 4)。該工廠使用擠出機(jī)在 230V 機(jī)器中加熱塑料材料。材料通過(guò)位于孔內(nèi)的大螺桿被迫通過(guò)類似于大炮的槍管。筒體周圍環(huán)繞著帶式加熱器，這些加熱器提供熱量來(lái)熔化塑料顆粒，從而迫使材料通過(guò)模具來(lái)制造各種產(chǎn)品。

圖 4. 電壓可從 208V 升壓至 226V，為 230V 擠出機(jī)帶式加熱器供電。

加熱的筒體與被迫通過(guò)孔的材料的摩擦力相結(jié)合，使塑料材料達(dá)到所需的溫度。不同的塑料和不同的顏色需要不同的熱量來(lái)熔化，因此每種顏色都有自己的熱定型。

208V 的 10kW 230V 帶式加熱器僅提供約 8.1kW，而不是設(shè)計(jì)的 10kW。由于加熱器電壓低，具有熱量設(shè)置的材料無(wú)法正確熔化。這種類型的擠出機(jī)可以為每個(gè)擠出機(jī)配備八個(gè)帶式加熱器。因此，擠出機(jī)加熱器僅提供約 65kW 的熱量，而不是所需的 80kW 的熱量。

擠出機(jī)上的負(fù)載是通過(guò)檢查銘牌上的回路來(lái)計(jì)算的。在這種情況下，總負(fù)載電流為227A。10% 的升壓足以將擠出機(jī)加熱器的 208V 電源提高到接近 230V?？梢允褂美@組比為 10:1 的降壓-升壓變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)此升壓量。初級(jí)尺寸為 120 × 240V，次級(jí)尺寸為 12 × 24V。每相的降壓-升壓變壓器尺寸計(jì)算如下：

$$P=frac{Itimes E}{1000}=frac{227times 24}{1000}=5.448text{ }kVA$$

實(shí)際電壓上升僅為18V左右(10.4×1.732=18)。因此，制造工廠應(yīng)該能夠安裝三個(gè) 5kVA 降壓-升壓變壓器，使擠出機(jī)加熱器的電壓達(dá)到約 226V (208 + 18 = 226)。較大的降壓-升壓變壓器可能可以更好地減少熱量積聚的問(wèn)題，但會(huì)降低功率因數(shù)。