三相交流电源与单相交流电源之间的区别?
单相与三相交流(AC)电源可以是单相或三相: 三相电源由称为导线的三个导体组成,每个导体承载的交流电(AC)具有相同的频率和电压幅度,但相对相位差为120°,即周期的三分之一(参见图4)。这些系统在输送大量电力方面效率最高,因此可用于将发电设施中的电力输送到全世界的家庭和企业。
单相电源是向单个家庭或办公室供电的首选方法,以便在线路之间平均分配负载。在这种情况下,电流从电源线流经负载,然后流经中性线。这是大多数设施中发现的供应类型,除了大型工业或商业建筑。单相系统无法将尽可能多的功率传递给负载,并且更容易出现电源故障,但是单相功率还允许使用更简单的网络和设备。
图4:三相交流电源波形
通过三相电源传输功率有两种配置:增量 (Δ)(Δ) 和“ Y”形,分别也称为三角形和星形。 这两种配置之间的主要区别在于添加中性线的能力(请参见图5)。 三角形连接可提供更高的可靠性,但Y连接可提供两种不同的电压:相电压(即提供给家庭的单相电压)和线电压(用于为更大的负载供电)。在Y配置中,相电压(或相电流)与线电压(或线电流)之间的关系是,线电压(或电流)幅度是相幅值的√3倍。 因为标准配电系统必须同时向三相和单相系统供电,所以大多数配电网络具有三线和零线。这样,住宅和工业机械都可以提供相同的传输线。因此,Y配置是最常用于配电的设备,而delta配置通常用于为三相负载(例如大型电动机)供电。
图5:Y和Delta三相配置
电网向用户提供单相电功率的电压取决于地理位置,具有各种值。因此,在购买或使用电源之前检查电源的输入电压范围非常重要,以确保其设计可在您所在国家的电网中工作。否则,可能会损坏电源或与之相连的设备。
表2比较了全球不同地区的电网电压。RMS(交流)电压峰值电压频率地区
*由于19世纪末电气化的起源,日本在其国家电网中有两种频率。在西部城市大阪,电力供应商从美国购买了60Hz的发电机,而在日本东部的东京,则购买了50Hz的德国发电机。双方都拒绝改变频率,直到今天日本仍然有两个频率:东方为50Hz,西方为60Hz。 如前所述,三相电源不仅用于运输,而且还用于为大型负载(如电动机或大型电池充电)供电。这是因为,由于三相的重叠,在三相系统中并行施加功率可以将更多的能量传递给负载,并且可以更均匀地进行传递(请参见图6)。
图6:单相(左)和三相(右)系统中的功率传输
例如,在为电动汽车(EV)充电时,您可以转移到电池的电量决定了其充电速度。 单相充电器插入交流(AC)电源,并通过汽车内部的AC / DC电源转换器(也称为车载充电器)转换为直流(DC)。这些充电器的电源受到电网和AC插座的限制。 限制因国家/地区而异,但对于32A插座通常小于7kW(在欧盟,为220 x 32A = 7kW)。另一方面,三相电源可从外部将交流电转换为直流电,并可将120kW以上的电能传输到电池,从而实现超快速充电。