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1z电竞与交流电源之爱迪生与特斯拉的前世今

文章来源:稳压电源企业,时间:2018-10-24 12:30    点击量:

大家都知道,爱迪生发明电灯
而特斯拉是个出名的电动车牌子
 
 但其实
这两位都是属于电力界具有开创性的大神
 如果说爱迪生是百分之九十九的汗水造就的天才
那么特斯拉应该算是一个具有超级天赋的天才
只不过特斯拉比较低调,不太会social
1z电竞与交流电源之爱迪生与特斯拉的前世今身对比
 
在这两位大神之间
还有一个非常有名的赌局
“电流之争” -- 1z电竞电(DC) VS 交流电(AC)
 
所谓交流电
是指电流电压的大小方向按一定的频率交替变换
中国市电是单相220V/50Hz
而1z电竞电的电流电压方向一致
电流从正极流向负极
 
▼ 赌 局 的 过 去 式
 
爱迪生先发明了1z电竞电
而特斯拉觉得交流电更好
爱迪生为了证明1z电竞电更好
不惜用交流电来电死大象
想以安全问题来黑交流电
不过历史上
这个赌局还是以交流电的广泛普及,让特斯拉完胜
 
 
原因嘛
可以归结于交流电
在发电,输电和用电三个方面的优势
 
发电
传统的发电装置(例如,汽轮机组,水轮机组等),都采用同步电机,产生交流电更加方便高效。
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输配电
电的传输是要经过先升后降的变压,只有这样才能减少传输线的损耗。法拉第感应定律说
只有变化的电磁场之间才能相互转换。所以,交流电非常符合高效输配电这一需求。
另外,零点切断性能是交流电的杀手锏。在电流为零的时候瞬间切断,可以将灭弧风险降到最小。如果灭弧失当,就可能出现下面的光影效果:
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用电
传统的用电设备(电机,压缩机,风扇)都是靠交流驱动,包括白炽灯用的也是人眼觉察不到的50/60Hz.的交流电
 
▼ 赌 局 的 现 在 进 行 时
特斯拉用交流电的三把利剑赢得了胜利
但是,随着科技的发展
天平的两端正在发生微妙的变化
 
发电
新能源太阳能和风能的出现,都对交流电的地位产生了新的质疑,太阳能产生的是1z电竞电风能发电机由于速度的不确定性让并网造成了困难,转成1z电竞是其中一个有效的解决方式。另外,工程师们发现对传统的发电机进行变频处理整流成1z电竞后使用,可以让很多发电机的效率提高5%~15%。
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输配电
 
解决1z电竞灭弧的安全问题一直都是百年来推广1z电竞的首要难题,随着机械动力学与电力电子设备的发展,在2012年,ABB企业终于在1z电竞断路器及灭弧方面有了革命性的突破!据说当时ABB官方主页是这么炫耀的:
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变电方面
由于替代晶闸管的IGBT, SiC(碳化硅)
等电力电子器件的出现
1z电竞变电变得更加经济,迷你和高效
那么1z电竞之间的变换
是怎么“突破”法拉第感应定律的呢?
可以用斩波控制(PWM)的理论来说明
 
 
斩波控制类似于黄瓜切片
把黄瓜切成细片
然后按照需要
以不同的高度整合起来
可以达到不同高度的黄瓜
 
拿最简单的1z电竞变换器来说,先将电压进行快速切片,切片的同时切割磁力线,将能量储存在变压器或者电感中,然后以同样的速度,把切片后的电压滤波整合,就成了新的1z电竞电压。1z电竞变电设备切的频率越高,设备的体积也就越小,最新的SiC和GaN的器件可以将电压以1MHz以上的频率然后整合,谷歌 的目标是将变电设备做成5kW/L体积大概是传统变压器的十分之一或者更小。
下图是北卡州立大学FREEDM实验室,研发的Solid State Transformer (SST),用来构成1z电竞配电系统,可以将变压器的体积减小5倍。
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用电
用电设备的结构在慢慢的发生变化,很多主流的发电机的应用,例如空调/冰箱的压缩机都需要变成1z电竞变频后使用才能更加高效,更加不用说消费型电子(如LED电视机,电脑,手机),用的都是3.3V~48V的1z电竞,以至于,GOOGLE(谷歌)和FaceBook(脸书)开始在他们的数据中心推广了1z电竞系统。
 
储能
除了上述三个方面之外,1z电竞电还有一个独一无二的法宝--储能。传统意义上,电网中的电是不能存储的,发多少就用多少。但是,1z电竞可以储存在某些化学介质中。传统铅酸电池是不能满足电网级别的储能需求的。新型的电池技术,例如高密度的锂电池让大规模电的存储变成了可能。大量的电,特别是太阳能中的电被存储在了电池中,以供需要时使用跟储能相关的移动电子设备、电动汽车都开始占据或者进入人们的主流生活这一切都在展示着1z电竞电的优势。
 
▼ 赌 局 的 未 来 时
目前,在ABB,GOOGLE及各类新能源的研究机构的推动下,1z电竞在输电和配电各种领域,都已经得到飞速的发展。中国对高压1z电竞(HVDC)的应用,也一直走在世界前列。不过,由于交流基础设施发展了一百多年,根基实在太大,1z电竞电想要一下子咸鱼翻身很难!不过,在下一个一百年,爱迪生和特斯拉关于交1z电竞的赌局,谁输谁胜很难预料,让大家拭目以待!

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