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单相和三相变频电源的主要区别

2021-09-13

  三相交流电源通常用于向数据中心和具有耗电机器的商业和工业建筑供电。这是有很好的理由的,因为相比单相交流电源,三相电源可以以更高的效率提供更多的功率,单相交流电源常用于大多数家用和轻型商业应用(如照明和小型家用电器)。今天,我们将解释为什么会出现这种情况,以及单相和三相变频电源的主要区别。

  为什么我们需要三相变频电源?

  随着数据中心和服务器机房密度的增加,提供越来越大的电力的能力尤为重要。更强大的计算系统封装在曾经容纳服务器的同一空间中,这些服务器只消耗当今计算机和网络所需的一小部分电力。

  不久前,一个包含10台服务器的IT机架总共消耗5千瓦(kW)的电力。如今,同一个机架可能容纳数十台服务器,总功率为20或30kW。在这些水平上,每个人自然都想提高效率,因为即使功耗有一点点改善,也意味着随着时间的推移可以节省大量资金。

  接线是另一个问题。考虑一个15kW的机架。使用单相120伏交流电(VAC)电源需要125安培为机架供电,这需要一根直径几乎为四分之一英寸(AWG4)的电线——太粗了,不容易使用,更不用说昂贵了。因为三相效率更高,所以可以使用更小的布线来提供相同(甚至更多)的功率。为了支持具有三相电源的相同15kW机架,需要三根能够提供42安培(AWG10)的导线,这只是尺寸的一小部分-每根导线的直径不到1/10英寸。

  单相交流电源介绍:

  那么,什么是三相电源呢?我们应该在哪里使用它?

  在深入讨论之前,我们应该先了解一下单相交流电源是什么样的。

  单相交流电源使用由一根“火线”、一根中性线和一根地线组成的三线制供电系统。使用交流电源时,电源电流或电压会周期性地反转,在向负载供电的热线上以一种方式流动,在中性线上以另一种方式流动。一个完整的电源循环发生在360度相变期间,电压每秒反转50或60次,具体取决于世界不同地区使用的系统。在北美,它是60倍或60赫兹(Hz)。

  重要的是,两个载流腿总是相距180度。为了形象化这一点,我们可以把功率想象成一种波,从技术上讲,它是一种正弦波,具有确定的频率和振幅。在每个周期中,每条线上的波同时两次通过零振幅。在这些情况下,没有电力输送到负载。

  这些短暂的中断对住宅和商业建筑应用(如办公环境)没有影响,但对驱动大型机械、计算机和其他信息技术设备的电机有重大影响。

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