የአሜሪካ መደበኛ የኃይል መሙያ ክምር ማረጋገጫ (III) - የኤሲ ክምር ዲዛይን ዝርዝሮች (የግብዓት መስመር የፊት ጫፍ እና የውጤት ሽጉጥ ራስ)

ከምርት መርሆዎች አንፃር፣ የአሜሪካ መደበኛ የኤሲ ቻርጅ ጣቢያዎች ከብሔራዊ እና ከአውሮፓ ደረጃዎች የተለዩ አይደሉም - ሁለቱም እንደ ትልቅ የኤሌክትሪክ ማብሪያ / ማጥፊያዎች ሆነው ያገለግላሉ፣ የኤሲ ኃይልን ከግሪድ ወደ ተሽከርካሪው ውስጥ ወዳለው ቻርጀር (OBC) ያስተላልፋሉ፣ ከዚያም የኤሲ ኃይልን ወደ ዲሲ ኃይል ይቀይራል የኃይል ባትሪውን ለመሙላት።

በአጠቃላይ ተመሳሳይ ቢሆኑም፣ ከብሔራዊ እና ከአውሮፓ ደረጃዎች ጋር ሲነፃፀሩ አሁንም በብዙ ዝርዝሮች ላይ ጉልህ ልዩነቶች አሉ። አለበለዚያ ያለምንም ማሻሻያ በዩናይትድ ስቴትስ በቀጥታ ለመሸጥ በጣም ምቹ ይሆናል።

(1)

የሰሜን አሜሪካ የኤሲ ቻርጅ ጣቢያዎችን የግቤት መስመሮች ከመወያየታችን በፊት፣ በመጀመሪያ በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ የኤሲ ኤሌክትሪክ ግሪድን የቮልቴጅ ስርዓት እናስተዋውቅ።

በዓለም ላይ ያሉ የአብዛኛዎቹ አገሮች የኃይል ፍርግርግ ስርዓቶች ከአውሮፓ (ቅኝ ግዛት እና ጦርነት) ጋር የተጣጣሙ ናቸው፣ ማለትም መደበኛው የቤተሰብ ቮልቴጅ 220V ~ 230Vac 50Hz ሲሆን የኢንዱስትሪው ባለ ሶስት-ደረጃ ቮልቴጅ ደግሞ 380~ 400Vac 50Hz ነው። የኢንዱስትሪ ኤሌክትሪክ ቮልቴጅ ከቤተሰብ ቮልቴጅ ሶስት እጥፍ እንደሆነ ግልፅ ነው - ይህም በመስመር ቮልቴጅ እና በደረጃ ቮልቴጅ መካከል ያለው ልዩነት ነው።

በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ ያለው የቮልቴጅ ስርዓት ልዩ ነው፣ ዋናው የቤተሰብ ቮልቴጅ 120V/240V 60Hz ሲሆን ዋናው የኢንዱስትሪ ቮልቴጅ ደግሞ ለኢንዱስትሪ አገልግሎት 480V/277Vac 60Hz ነው። ለንግድ ወይም ለከፍተኛ ጥግግት ላላቸው የመኖሪያ ቤቶች ጥቅም ላይ የሚውለው ቮልቴጅ 120V/208Vac 60Hz ሲሆን ለአንዳንድ ትላልቅ ከባድ ኢንዱስትሪዎች ደግሞ 347/600Vac 60Hz ነው።

በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ ያለው የቮልቴጅ ሲስተም ለምን እንዲህ ትርምስ ውስጥ እንደገባም ትገረማለህ?

የ110 ቮልት ቮልቴጅ አጠቃቀም የመጣው ከኤዲሰን ነው። አምፖሉን በመፈልሰፍ የሚታወቀው ኤዲሰን ነው። ከበርካታ ሙከራዎችና ንጽጽሮች በኋላ፣ አምፖሉ ቮልቴጁ 110 ቮልት ሲሆን ከፍተኛውን የብርሃን ብቃት እና ረጅም የአገልግሎት ዘመን እንደነበረው አረጋግጧል። ስለዚህ፣ በ1882፣ ኤዲሰን በዩናይትድ ስቴትስ የመጀመሪያው የንግድ ዲሲ የኃይል ማመንጫ በሆነው በፐርል ስትሪት የኃይል ጣቢያ 110 ቮልት ዲሲ የኤሌክትሪክ ኃይል በይፋ ለገበያ አስተዋውቋል።

ነገር ግን ሁላችንም ቀጥተኛ የኤሌክትሪክ ፍሰት ትልቅ ችግር እንዳለው እናውቃለን፣ ይህም በረጅም ርቀት ማስተላለፊያ ወቅት ከፍተኛ የሙቀት መቀነስ ሲሆን ይህም ብዙ የኤሌክትሪክ ኃይልን ያባክናል። ኒኮላ ቴስላ በረጅም ርቀት ማስተላለፊያ ወቅት ከመጠን በላይ የኃይል ብክነትን ለማስወገድ የ AC ስርዓቱን አስተዋውቋል። ምንም እንኳን ተለዋጭ የኤሌክትሪክ ፍሰት በመጨረሻ ቀጥተኛ ፍሰትን ቢያሸንፍም፣ በወቅቱ ለ110V የተሰጡ በሺዎች የሚቆጠሩ የኤሌክትሪክ መሳሪያዎች እና መሳሪያዎች በአሜሪካ ቤተሰቦች እና ፋብሪካዎች ውስጥ ተጭነዋል።

ቴስላ ወደ ተለዋጭ ጅረት ዘመን ለስላሳ ሽግግር ለማድረግ ስምምነት አድርጓል፡- የተለዋጭ ጅረትን የቤተሰብ ቮልቴጅ በ110V ላይ አስቀምጧል። ይህም የነባር ተጠቃሚዎችን የመሳሪያ ኢንቨስትመንት ከመጠበቅ ባለፈ ህዝቡ ከፍተኛ ቮልቴጅ ያለው ተለዋጭ ጅረት (በዚያን ጊዜ ለሰው ልጅ ጤና የበለጠ ጎጂ እንደሆነ በሰፊው ይታመን ነበር) ያለውን ፍርሃት አስወግዷል።

ስለዚህ፣ በዩናይትድ ስቴትስ የ110 ቮልት ኤሲ ኃይልን መቀበል የ110 ቮልት ዲሲ ኃይልን በማስተናገድ የተገኘ ውጤት ነው።

የኤሌክትሪክ ዘመን ሲመጣ፣ መሐንዲሶች ቀስ በቀስ በአውሮፓ ውስጥ ከነበረው የ220V/240V ቮልቴጅ በኋላ ላይ ከመተግበሩ ጋር ሲነጻጸር፣ በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ ያለው የ110V ስርዓት ከፍተኛ ኃይል ያለው ኤሌክትሪክ ሲያስተላልፍ ከፍተኛ ኪሳራ እንደደረሰበት እና ማሞቂያን ለማስወገድ ወፍራም የመዳብ ሽቦዎች እንደሚያስፈልጉት ተገነዘቡ። ነገር ግን ወደ 220Vac በተሟላ ሁኔታ ካሻሻልን ዋጋው በጣም ከፍተኛ ነው። በመላው ዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ በሚሊዮን የሚቆጠሩ ቤተሰቦች ውስጥ ያሉት የኤሌክትሪክ መሳሪያዎች፣ ሶኬቶች፣ ፊውዞች እና የከተማው አጠቃላይ የስርጭት ኔትወርክ እንኳን ሁሉም በ110V መሰረት የተነደፉ ናቸው።

በዚህ ምክንያት፣ በዩናይትድ ስቴትስ የሚገኙ የኤሌክትሪክ መሐንዲሶች እጅግ ብልህ የሆነ “የአፈር ዘዴ” - የስፕሊት ፌዝ ቴክኖሎጂ ፈጥረዋል።

በቀጥታ ሽቦው እና በመሃል ላይ ባለው ገለልተኛ ሽቦ መካከል፣ 110V/120V ቮልቴጅ ይፈጠራል፣ በተለይም እንደ ሞባይል ስልኮች፣ ቴሌቪዥኖች እና አምፖሎች ላሉ ትናንሽ የቤት እቃዎች (ደህንነታቸው የተጠበቀ እና ለንክኪ የማይሞቅ) የተነደፈ ነው።

ሁለት የቀጥታ ሽቦዎች አንድ ላይ ሲደራረቡ፣ ወዲያውኑ ወደ 220V/240V ይቀየራሉ፣ በተለይም ለ "ኤሌክትሪክ ነብሮች" እንደ አየር ማቀዝቀዣዎች፣ የኤሌክትሪክ የውሃ ማሞቂያዎች እና ማድረቂያዎች (ከፍተኛ ብቃት እና ዝቅተኛ የሽቦ ፍጆታ ያላቸው) የተነደፈ።

የ120Vac እና የ240Vac አመጣጥን ከተረዳን በኋላ፣ የ208Vac አመጣጥ ለመረዳት ቀላል ነው። 208V የ120V የመስመር ቮልቴጅ ነው (ከሥሩ ሦስት እጥፍ)።

(II)

በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ ያለውን የቮልቴጅ ስርዓት ከተረዳን በኋላ፣ አሁን የአሜሪካን የኤሲ ክምር የግቤት ቮልቴጅ እንመልከት።

በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ ጥቅም ላይ ለሚውሉ ተራ የኤሲ ኃይል መሙያ ጣቢያዎች ሦስት የቮልቴጅ ዓይነቶች አሉ፤ እነሱም 120V፣ 208V እና 240Vac ናቸው። በመሠረቱ፣ የፓይል ኩባንያዎችን ማስተዋወቅ የሚደግፏቸው የቮልቴጅ ባንዶች፣ 110~120Vac ወይም 200V~240Vac ላይ የተመሠረተ ይሆናል።

208 ቮልት ግብዓት ያለው የኃይል መሙያ ጣቢያም ነጠላ-ደረጃ ግብዓት እንጂ 16 ቮልት ወይም 22 ቮልት እንዳልሆነ ልብ ሊባል ይገባል ምክንያቱም ከአውሮፓ የሶስት-ደረጃ አምስት የሽቦ ግብዓት ጋር ተመሳሳይ እንደሆነ እንረዳለን። ሆኖም፣ በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ በገበያ ዙሪያ ፍለጋ የተደረገባቸው ነገር ግን እስካሁን ያልተገኙ በጣም ጥቂት የሶስት-ደረጃ ግብዓት የኃይል መሙያ ጣቢያዎች አሉ።

ከእነዚህም መካከል 110~120Vac ከፍተኛውን የ16A የአሁኑን ግቤት ሊደግፍ የሚችል መደበኛ የፕላግ ግንኙነት ነው።

200V ~ 240Vac (208Vac ወይም 240Vac) ግብዓት ላላቸው የኤሲ ኃይል መሙያ ጣቢያዎች፣ የግቤት መስመሩ የፊት ጫፍ በፕላግ ወይም በኬብል ተርሚናል መልክ ሊሆን ይችላል። በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ 240Vac ግብዓት ያለው "ከፍተኛ ቮልቴጅ" ሶኬት (አራት ሽቦዎች፡ ሁለት የቀጥታ ሽቦዎች፣ አንድ ገለልተኛ ሽቦ እና አንድ የመሬት ሽቦ) በባለሙያ ኤሌክትሪክ ባለሙያ መሞላት አለበት።

በነገራችን ላይ የ240Vac AC የኃይል መሙያ ጣቢያን የግቤት መሰኪያ ለማገናኘት ሶኬት የNEMA14-50 መስፈርቶችን ማሟላት አለበት። ከፍተኛው የመሸከም አቅም 50A ነው። በአሜሪካ የኤሌክትሪክ መጫኛ መደበኛ NFPA 70 መስፈርቶች መሠረት የኤሌክትሪክ መሳሪያዎች የሚጠቀሙበት ከፍተኛው የአሁኑ መጠን ከደረጃው ሶኬት 80% መብለጥ የለበትም። ስለዚህ፣ ተሰኪ ያለው የ240V ግብዓት AC የኃይል መሙያ ጣቢያ ከፍተኛው የአሁኑ መጠን 40A ብቻ ሊደርስ ይችላል፣ ኃይል 9.6kW ነው።

(3)

የአሜሪካን መደበኛ የኤሲ ቻርጅ ጣቢያ የግቤት ጎን መስፈርቶችን ከተወያየን በኋላ፣ ቅርፊቱን ዘልለን በቀጥታ ወደ ውፅዓት ጎን እንመልከተው።

የመገናኛ ቻርጅ ጣቢያው የውጤት ጎን በጣም ቀላል ነው፣ የጠመንጃ መያዣው እና ከጠመንጃ መያዣው ጋር የሚዛመደው የጠመንጃ ገመድ ብቻ።

በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ ያለውን የመገናኛ ጣቢያ ድህረ ገጽ ካሰሱ፣ ማንኛውም የኃይል መሙያ ጣቢያ ሁለት አይነት የጠመንጃ ሶኬቶችን እንደሚያቀርብ ያገኛሉ፣ እነሱም SAE J1772ን የሚያሟላው የTYPE1 በይነገጽ እና Tesla SAE J3400ን የሚያሟላው የNACS በይነገጽ ናቸው።

የጠመንጃው ራስ እና የጠመንጃ መያዣ ሁለት በይነገጾች ያሉት ልዩ መዋቅር እና መጠን ዝርዝሮች በተዛማጅ ደረጃዎች ውስጥ ይገኛሉ።

በውስጥ ሲታይ፣ የቴስላ NACS በይነገጽ እና የSAE J 1772 TYPE1 በይነገጽ መካከል ምንም ልዩነት የለም፣ ሁለቱም አምስት ሽቦዎችን - L/N/PE/CP/PP - ያካትታሉ። እርግጥ ነው፣ የቴስላ ዲዛይን በጣም ብልህ ነው፣ ሁለቱም የዲሲ እና የኤሲ በይነገጾች አንድ አይነት ስብስብ ናቸው።

በሰሜን አሜሪካ የመገናኛ ክምር ገበያ ረገድ፣ የውጤት መሙያ በይነገጽ ከአሮጌው የTYPE1 በይነገጽ ወደ NACS በይነገጽ እየተሸጋገረ ነው፣ እና ወደፊትም ቁጥራቸው እየጨመረ የመጣ መኪኖች የቴስላ በይነገጾችን ለመደገፍ ይመርጣሉ። የTYPE1 በይነገጾች የተገጠሙ የመጀመሪያዎቹ የAC ቻርጅ ጣቢያዎች አዲሱን NACS መሙላት አልቻሉም።

እርግጥ ነው፣ ብዙ መጨነቅ አያስፈልግም፤ በገበያ ላይ ሊረዱዎት የሚችሉ ብዙ አዳፕተሮች አሉ።

የሽጉጥ ጭንቅላት አዳፕተሮች በአውሮፓ ደረጃ IEC 61851-1:2017 በጥብቅ የተከለከሉ ናቸው፣ ነገር ግን እንደዚህ ያሉ አንቀጾች በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ በUL 2594 ውስጥ አይገኙም። በሕግ የተከለከለ አይደለም፣ በቀጥታ ይጠቀሙበት።

ይህ ብቻ የአሜሪካን መደበኛ የኤሲ ቻርጅ ጣቢያ የግብዓት እና የውጤት ጎኖችን ይመለከታል። በሚቀጥለው ጽሑፍ፣ የ"ቤቱን" ዲዛይን ዝርዝሮች እናካፍላለን።