Ardystiad pentyrrau gwefru safonol Americanaidd (III) – Manylion dylunio pentyrrau AC (pen blaen y llinell fewnbwn a phen y gwn allbwn)

O safbwynt egwyddorion cynnyrch, nid yw gorsafoedd gwefru AC safonol Americanaidd yn wahanol i safonau cenedlaethol ac Ewropeaidd – maent ill dau yn gwasanaethu fel switshis trydanol mawr, gan ddargludo pŵer AC o'r grid i'r gwefrydd ar fwrdd (OBC) yn y cerbyd, sydd wedyn yn trosi pŵer AC yn bŵer DC i wefru'r batri pŵer.

Er eu bod nhw'n gyffredinol yr un fath, mae gwahaniaethau sylweddol o hyd mewn llawer o fanylion o'u cymharu â safonau cenedlaethol ac Ewropeaidd. Fel arall, byddai'n rhy gyfleus eu gwerthu'n uniongyrchol yn yr Unol Daleithiau heb unrhyw addasiadau.

(1)

Cyn trafod llinellau mewnbwn gorsafoedd gwefru AC Gogledd America, gadewch inni gyflwyno system foltedd y grid pŵer AC yn yr Unol Daleithiau yn gyntaf.

Mae systemau grid pŵer y rhan fwyaf o wledydd y byd yn cyd-fynd â rhai Ewrop (gwladychiaeth a rhyfel), hynny yw, foltedd arferol y cartref yw 220V ~ 230Vac 50Hz, a foltedd tair cam diwydiannol yw 380 ~ 400Vac 50Hz. Mae'n amlwg bod foltedd trydan diwydiannol dair gwaith gwreiddyn foltedd y cartref - y gwahaniaeth rhwng foltedd llinell a foltedd cam.

Mae'r system foltedd yn yr Unol Daleithiau yn unigryw, gyda'r foltedd cartref prif ffrwd yn 120V/240V 60Hz a'r foltedd diwydiannol prif ffrwd yn 480V/277Vac 60Hz ar gyfer defnydd diwydiannol. Y foltedd a ddefnyddir at ddibenion masnachol neu breswyl dwysedd uchel yw 120V/208Vac 60Hz, tra ar gyfer rhai diwydiannau trwm mawr mae'n 347/600Vac 60Hz.

Ydych chi hefyd yn synnu pam fod y system foltedd yn yr Unol Daleithiau mor anhrefnus.

Deilliodd y defnydd o foltedd 110V gan Edison. Edison yw hwn, sy'n adnabyddus am ddyfeisio'r bylbyn golau. Ar ôl nifer o arbrofion a chymhariaethau, canfu fod gan y bylbyn golau'r effeithlonrwydd goleuol uchaf a'r oes gwasanaeth hiraf pan oedd y foltedd yn 110V. Felly, ym 1882, cyflwynodd Edison drydan DC 110V yn swyddogol i'r farchnad yng Ngorsaf Bŵer Pearl Street, y gwaith pŵer DC masnachol cyntaf yn yr Unol Daleithiau.

Ond rydyn ni i gyd yn gwybod bod gan gerrynt uniongyrchol anfantais fawr, sef colli gwres difrifol yn ystod trosglwyddo pellter hir, sy'n gwastraffu llawer o ynni trydanol. Er mwyn osgoi colli ynni gormodol yn ystod trosglwyddo pellter hir, cyflwynodd Nikola Tesla ei system cerrynt eiledol (AC). Er i gerrynt eiledol drechu cerrynt uniongyrchol yn y pen draw, roedd miloedd o offer a dyfeisiau a oedd wedi'u neilltuo i 110V eisoes wedi'u gosod mewn cartrefi a ffatrïoedd Americanaidd ar y pryd.

Er mwyn hwyluso trosglwyddiad llyfn i oes y cerrynt eiledol, gwnaeth Tesla gyfaddawd: gosododd foltedd y cerrynt eiledol yn y cartref ar 110V hefyd. Nid yn unig y gwnaeth hyn ddiogelu buddsoddiad offer defnyddwyr presennol, ond hefyd ddileu ofn y cyhoedd o gerrynt eiledol foltedd uchel (a gredwyd yn eang ei fod yn fwy niweidiol i iechyd pobl ar y pryd).

Felly, mae mabwysiadu pŵer AC 110V yn yr Unol Daleithiau yn ganlyniad i ddarparu ar gyfer pŵer DC 110V.

Gyda dyfodiad yr oes drydanol, sylweddolodd peirianwyr yn raddol, o'i gymharu â mabwysiadu foltedd 220V/240V yn Ewrop yn ddiweddarach, fod y system 110V yn yr Unol Daleithiau wedi dioddef colledion mwy wrth drosglwyddo trydan pŵer uchel ac roedd angen gwifrau copr mwy trwchus i osgoi gwresogi. Ond os ydym yn uwchraddio i 220Vac yn gynhwysfawr, mae'r gost yn rhy uchel. Mae'r offer, y socedi, y ffiwsiau, a hyd yn oed rhwydwaith dosbarthu'r ddinas gyfan mewn miliynau o gartrefi ledled yr Unol Daleithiau i gyd wedi'u cynllunio yn ôl 110V.

Am y rheswm hwn, mae peirianwyr trydanol yn yr Unol Daleithiau wedi dyfeisio “dull pridd” hynod ddeallus – technoleg cyfnod hollt.

Rhwng y wifren fyw a'r wifren niwtral yn y canol, mae foltedd o 110V/120V yn cael ei ffurfio, wedi'i gynllunio'n benodol ar gyfer offer cartref bach fel ffonau symudol, setiau teledu, a bylbiau golau (yn ddiogel ac nid yn boeth i'w gyffwrdd).

Pan fydd dau wifren fyw yn cael eu pentyrru gyda'i gilydd, maent yn troi'n 220V/240V ar unwaith, wedi'i gynllunio'n benodol ar gyfer "teigrod trydan" fel cyflyrwyr aer, gwresogyddion dŵr trydan, a sychwyr (gyda effeithlonrwydd uchel a defnydd isel o wifren).

Ar ôl deall tarddiad 120Vac a 240Vac, mae tarddiad 208Vac hefyd yn hawdd i'w ddeall. 208V yw foltedd llinell 120V (tair gwaith y gwreiddyn).

(II)

Ar ôl deall y system foltedd yn yr Unol Daleithiau, gadewch i ni nawr edrych ar foltedd mewnbwn pentwr AC America.

Mae tri math o foltedd ar gyfer gorsafoedd gwefru AC cyffredin a ddefnyddir yn yr Unol Daleithiau, sef 120V, 208V, a 240Vac. Yn y bôn, bydd hyrwyddo cwmnïau pentyrrau yn seiliedig ar y bandiau foltedd maen nhw'n eu cefnogi, 110~120Vac neu 200V~240Vac.

Dylid nodi bod yr orsaf wefru gyda mewnbwn 208V hefyd yn fewnbwn un cam, nid 16kw na 22kw fel yr ydym yn ei ddeall i fod yn debyg i'r mewnbwn pum gwifren tair cam Ewropeaidd. Fodd bynnag, ychydig iawn o orsafoedd gwefru mewnbwn tair cam yn yr Unol Daleithiau sydd wedi cael eu chwilio o gwmpas y farchnad ond heb eu canfod eto.

Yn eu plith, mae 110 ~ 120Vac yn gysylltiad plwg rheolaidd a all gefnogi mewnbwn cerrynt uchaf o 16A.

Ar gyfer gorsafoedd gwefru AC gyda mewnbwn 200V~240Vac (208Vac neu 240Vac), gall pen blaen y llinell fewnbwn fod ar ffurf plwg neu derfynell gebl. Mae angen i drydanwr proffesiynol gwblhau'r soced "foltedd uchel" gyda mewnbwn 240Vac yn yr Unol Daleithiau (sy'n cynnwys pedair gwifren: dwy wifren fyw, un wifren niwtral, ac un wifren ddaear).

Gyda llaw, dylai'r soced ar gyfer cysylltu plwg mewnbwn yr orsaf wefru AC 240Vac gydymffurfio â gofynion NEMA14-50. Ei gerrynt cario uchaf yw 50A. Yn ôl gofynion Safon Gosod Trydanol America NFPA 70, ni ddylai'r cerrynt uchaf a ddefnyddir gan offer trydanol fod yn fwy na 80% o'r soced graddedig. Felly, dim ond 40A y gall cerrynt uchaf gorsaf wefru AC mewnbwn 240V gyda phlwg ei gyrraedd, gyda phŵer o 9.6kW.

(3)

Ar ôl trafod y gofynion ar gyfer ochr fewnbwn yr orsaf wefru AC safonol Americanaidd, gadewch inni hepgor y gragen ac edrych yn uniongyrchol ar yr ochr allbwn.

Mae ochr allbwn yr orsaf wefru gyfathrebu yn syml iawn, dim ond deiliad y gwn a'r cebl gwn sy'n cyd-fynd â deiliad y gwn.

Os porwch wefan yr orsaf gyfathrebu yn yr Unol Daleithiau, fe welwch y bydd unrhyw orsaf wefru yn darparu dau fath o socedi gwn, sef y rhyngwyneb TYPE1 sy'n bodloni SAE J1772 a'r rhyngwyneb NACS sy'n bodloni Tesla SAE J3400.

Gellir dod o hyd i fanylion penodol strwythur a maint pen y gwn a deiliad y gwn gyda dau ryngwyneb yn y safonau cyfatebol.

Yn fewnol, nid oes gwahaniaeth rhwng rhyngwyneb NACS Tesla a rhyngwyneb TYPE1 SAE J 1772, sydd ill dau yn cynnwys pum gwifren – L/N/PE/CP/PP. Wrth gwrs, mae dyluniad Tesla yn glyfar iawn, gyda'r rhyngwynebau DC ac AC yr un set.

O ran marchnad pentyrrau cyfathrebu Gogledd America, mae'r rhyngwyneb gwefru allbwn yn newid o'r rhyngwyneb TYPE1 hen ffasiwn i'r rhyngwyneb NACS, a bydd mwy a mwy o geir yn dewis cefnogi rhyngwynebau Tesla yn y dyfodol. Nid oedd gorsafoedd gwefru AC cynnar a oedd â rhyngwynebau TYPE1 yn gallu gwefru'r NACS newydd.

Wrth gwrs, does dim angen poeni gormod, mae digon o addaswyr ar y farchnad a all eich helpu.

Mae addaswyr pen gwn wedi'u gwahardd yn llym yn y safon Ewropeaidd IEC 61851-1:2017, ond nid yw cymalau o'r fath i'w cael yn UL 2594 yn yr Unol Daleithiau. Nid yw wedi'i wahardd gan y gyfraith, dim ond ei ddefnyddio'n uniongyrchol.

Dyna'r cyfan ar gyfer ochrau mewnbwn ac allbwn yr orsaf wefru AC safonol Americanaidd. Yn yr erthygl nesaf, byddwn yn rhannu manylion dylunio'r "tai".