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JP-2026077614-A - データセンターでの高相数配電用のシステム及び方法

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Abstract

【課題】データセンターの構成要素、例えば母線で用いる六相電力用のシステム及び方法を提供する。 【解決手段】データセンターの動力伝導機構を含むシステムにおいて、母線１２２は、１つ又は複数の母線区画を含む。各母線区画は、ハウジング２０４及び第１方向に間隔を置いた複数の導体棒２０２を含む。複数の導体棒は、６つ以上の導体棒を含み且つハウジングにより少なくとも部分的に囲まれる。各導体棒は、第１方向に垂直な第２方向に沿って配置されてよく、他の各導体棒に平行であってよい。各母線区画はの第２方向に沿った結合可能な２つ以上の箇所で２つ以上の出力コネクタに着脱可能に結合される。２つ以上の出力コネクタは、第１方向と第２方向とに垂直な第３方向から挿入される。 【選択図】図３Ａ

Inventors

  • ケビン アール． ファーガソン
  • フィリップ アール． アルダグ
  • ステファン カー

Assignees

  • バーティブ・コーポレイション

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20251024
Priority Date
20241025

Claims (20)

  1. データセンターでの配電システムであって、 三相電力を六相電力に変換するように構成された変圧器を備え、前記変圧器は電力源の近傍に配置されるように構成され、 ここで前記変圧器は、少なくとも６つの導電流導体を備える二次巻線を備える、システム。
  2. 前記電力源は床面配電ユニットを備える、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記二次巻線の前記少なくとも６つの導電流導体は、少なくとも１つの、１つ若しくは複数の母線または１つ若しくは複数の絶縁電気ケーブルを介して、１つ又は複数のラック内機器を収容する１つ又は複数のラックに配されるように構成され、 ここで、前記少なくとも１つの、前記１つ若しくは複数の母線または前記１つ若しくは複数の絶縁電気ケーブルは、前記１つ又は複数のラック内機器の電源入力への多相電力の提供に利用されるように構成される、請求項１に記載のシステム。
  4. 六相電力用に構成されたシステムであって、 母線を備え、前記母線は、前記母線の１つ又は複数の母線区画を備え、 各母線区画は、 データセンターの架空構成で前記母線を吊り下げるように構成された支持要素を受け入れるように構成された対応する表面を備えるハウジングと、 第１方向に間隔を置いた複数の導体棒を備え、 ここで前記複数の導体棒は６つ以上の導体棒を備え、且つそれ故に六相電力用に構成され、 ここで前記複数の導体棒は前記ハウジングにより少なくとも部分的に囲まれ、 ここで前記複数の導体棒の各導体棒は前記第１方向に垂直な第２方向に沿って配置され且つ前記複数の導体棒のうちの他の各導体棒に平行であり、 ここで各母線区画は、前記第２方向に沿った結合可能な２つ以上の箇所で２つ以上の出力コネクタに着脱可能に結合されるように構成され、 ここで前記２つ以上の出力コネクタは前記第１方向と前記第２方向とに垂直な第３方向から挿入されるように構成される、システム。
  5. 前記複数の導体棒は第１中性導体棒を含む７つ以上の導体棒を備える、請求項４に記載のシステム。
  6. 前記複数の導体棒は、第１中性導体棒と第２中性導体棒とを含む８つ以上の導体棒を備える、請求項４に記載のシステム。
  7. 前記複数の導体棒の各導体棒が前記複数の導体棒の各隣接導体棒から、少なくとも１つの、１つ若しくは複数のそれぞれの空気間隙または前記ハウジングのそれぞれのセル壁により個別に物理的に隔離されるように、前記複数の導体棒は孤立相構成であり、ここでそれぞれの対応するセル壁は電気的に接地されるように構成される、請求項４に記載のシステム。
  8. 各導体棒の少なくとも３つの側面を囲む電気的絶縁要素により各導体棒は隣接するセル壁から電気的に絶縁され、ここで前記電気的絶縁要素は出力コネクタの一部を受け入れるように構成される、請求項７に記載のシステム。
  9. 前記複数の導体棒の各導体棒は、１つ又は複数の固体層を除いて、前記複数の導体棒の少なくとも１つの隣接導体棒の隣にサンドイッチされるサンドイッチ構成内にあり、ここで前記１つ又は複数の固体層は１つ又は複数の固体電気絶縁層を備える、請求項４に記載のシステム。
  10. 出力コネクタに着脱可能に結合されるように構成される前記第２方向に沿った前記２つ以上の箇所のそれぞれは、離散的で別個の箇所であり且つ離散的な母線出力インターフェースを含み、 ここで各母線出力インターフェースは、６つ以上の個別端子を備え、 ここで各個別端子は前記複数の導体棒の対応する導体棒に電気的に結合され、 ここで各個別端子は前記出力コネクタの対応する導電要素を受け入れるように構成される、請求項９に記載のシステム。
  11. 前記６つ以上の個別端子は前記第２方向に間隔を置いた３つ以上の列に配置される、請求項１０に記載のシステム。
  12. 前記複数の導体棒の上部および下部はそれぞれ前記ハウジングのヒートシンクに結合され、ここで各ヒートシンクは前記第３方向に沿った前記複数の導体棒の幅の少なくとも一部にわたる、請求項９に記載のシステム。
  13. 各ヒートシンクは熱を放散するように構成された複数の外向き突出フィンを備える、請求項１２に記載のシステム。
  14. 方法であって、 六相電力用に構成された母線を提供し、 前記母線は、前記母線の１つ又は複数の母線区画を備え、 各母線区画は、 データセンターの架空構成で前記母線を吊り下げるように構成された支持要素を受け入れるように構成された対応する表面を備えるハウジングと、 第１方向に間隔を置いた複数の導体棒を備え、 ここで前記複数の導体棒は６つ以上の導体棒を備え、且つそれ故に前記六相電力用に構成され、 ここで前記複数の導体棒は前記ハウジングにより少なくとも部分的に囲まれ、 ここで前記複数の導体棒の各導体棒は前記第１方向に垂直な第２方向に沿って配置され且つ前記複数の導体棒のうちの他の各導体棒に平行であり、 ここで各母線区画は、前記第２方向に沿った結合可能な２つ以上の箇所で２つ以上の出力コネクタに着脱可能に結合されるように構成され、 ここで前記２つ以上の出力コネクタは前記第１方向と前記第２方向とに垂直な第３方向から挿入されるように構成され、 前記母線を前記六相電力を提供するように構成された電力入力に結合し、及び、 前記六相電力を前記電力入力を介して前記母線に伝達する、方法。
  15. 前記複数の導体棒は第１中性導体棒を含む７つ以上の導体棒を備える、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記複数の導体棒は、第１中性導体棒と第２中性導体棒とを含む８つ以上の導体棒を備える、請求項１４に記載の方法。
  17. 前記複数の導体棒の各導体棒が前記複数の導体棒の各隣接導体棒から、少なくとも１つの、１つ若しくは複数のそれぞれの空気間隙または前記ハウジングのそれぞれのセル壁により個別に物理的に隔離されるように、前記複数の導体棒は孤立相構成であり、ここでそれぞれの対応するセル壁は電気的に接地されるように構成される、請求項１４に記載の方法。
  18. 各導体棒の少なくとも３つの側面を囲む電気的絶縁要素により各導体棒は隣接するセル壁から電気的に絶縁され、ここで前記電気的絶縁要素は出力コネクタの一部を受け入れるように構成される、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記複数の導体棒の各導体棒は、１つ又は複数の固体層を除いて、前記複数の導体棒の少なくとも１つの隣接導体棒の隣にサンドイッチされるサンドイッチ構成内にあり、ここで前記１つ又は複数の固体層は１つ又は複数の固体電気絶縁層を備える、請求項１４に記載の方法。
  20. 出力コネクタに着脱可能に結合されるように構成される前記第２方向に沿った前記２つ以上の箇所のそれぞれは、離散的で別個の箇所であり且つ離散的な母線出力インターフェースを含み、 ここで各母線出力インターフェースは、６つ以上の個別端子を備え、 ここで各個別端子は前記複数の導体棒の対応する導体棒に電気的に結合され、 ここで各個別端子は前記出力コネクタの対応する導電要素を受け入れるように構成される、請求項１９に記載の方法。

Description

［関連出願の相互参照］ 本出願は、２０２４年１０月２５日出願の米国仮特許出願第６３／７１２,２５４号および２０２５年１０月２日出願の米国仮特許出願第６３／８９２,４４１号の利益を米国特許法第１１９条(e)に基づいて主張する。それぞれの出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。 本開示は、概してデータセンターの動力伝導機構に関連し、より具体的には、データセンターの動力伝導機構の配電の構成に関連する。 従来のデータセンターは、計算機器に電力を供給するために三相配電システムを利用することがある。計算への需要の増大とともに、特に人工知能プロセッサ及びグラフィック処理装置などの高密度コンピューティング機器の配置により、ラックあたりの電力要求が典型的な電力定格を超え得る。従来の三相母線システムが上記の高い電力レベルで運用される場合、各相あたりの増大した電流を扱うために導体の断面積を大きくする必要が生じ得る。これが重く大きな架空配電システムが生じる原因となり、構造支持システムに負担をかけ且つ利用可能なスペースを減少させ得る。 増大した電力密度での三相電力の配電では、導体にかなり大きな抵抗損失が発生し得て、この抵抗損失は廃熱となる。更に、スイッチング電源などの非線形負荷によって生成される高調波成分が三相システムでより顕著になり得て、この高調波の統御のために追加のフィルタリング機器および過大な中性線が必要になり得る。 高性能計算（HPC）及び／又は人工知能（ＡI）での作業処理に使用されるコンピュータサーバー内またはコンピュータサーバーに連結された電源ユニット（PSU）の、高電力需要に応える配電ユニット（PDU）では、通常、配電のために高いアンペア容量の三相配電システムが使用される。しかし、大断面積の導電流導体の配置および終端、並びに近接する露出した裸導体と終端要素との間の最小の機能絶縁間隔の安全要件は、電力密度ならびに、上記の配電、及び支持の機器の筐体の構築（例：２００kVＡ以上を供給するために２４０／４１５Vａcの入力が必要なシステム内など）を制限する要因となる。 従って、導体の加熱を減らし且つ電力品質を改善するとともに、現代のデータセンターの増大する電力密度要求に対処できる、より高い電力レベルのために構築されたシステムが必要である。 データセンターの構成要素（例：母線）で用いる六相電力用に構成された、システム及び方法が開示される。 データセンターでの配電のためのシステムが、本開示の１つ又は複数の例示的な実施形態に従って開示される。１つの例示的な実施形態では、データセンターでの配電のためのシステムは、三相電力を六相電力に変換するように構成された変圧器を含む。別の例示的な実施形態では、上記の変圧器は電力源の近傍に配置されるように構成される。別の例示的な実施形態では、上記の変圧器は少なくとも６つの導電流導体を含む二次巻線を含む。 別の態様において、上記の電力源は床面配電ユニットを含んでよい。 別の態様において、上記の二次巻線の少なくとも６つの導電流導体は、１つ若しくは複数の母線または１つ若しくは複数の絶縁電気ケーブルを介して、１つ又は複数のラック内機器を収容する１つ又は複数のラックに配されるように構成されてよい。別の態様において、上記１つ若しくは複数の母線または上記１つ若しくは複数の絶縁電気ケーブルの少なくとも１つは、上記１つ又は複数のラック内機器の電源入力への多相電力の供給に利用されるように構成されてよい。 六相電力用に構成されたシステムが、本開示の１つ又は複数の例示的な実施形態に従って開示される。１つの例示的な実施形態では、上記システムは母線を含む。別の例示的な実施形態では、上記の母線は上記の母線の１つ又は複数の母線区画を含む。別の例示的な実施形態では、各母線区画は、データセンターの架空構成で上記の母線を吊り下げるように構成された支持要素を受け入れるように構成された、対応する表面を含む、ハウジングを含む。別の例示的な実施形態では、各母線区画は第１方向に間隔を置いた複数の導体棒を含み、これら複数の導体棒は６つ以上の導体棒を含み且つその故に上記の六相電力用に構成され、これら複数の導体棒は上記ハウジングにより少なくとも部分的に囲まれ、これら複数の導体棒の各導体棒は上記の第１方向に垂直な第２方向に沿って配置され且つ上記の複数の導体棒のうちの他の各導体棒に平行である。別の例示的な実施形態では、各母線区画は、上記の第２方向に沿った結合可能な２つ以上の位置で２つ以上の出力コネクタに着脱可能に結合されるように構成される。別の例示的な実施形態では、上記２つ以上の出力コネクタは、上記の第１方向と上記の第２方向とに垂直な第３方向から挿入されるように構成される。 別の態様において、上記の複数の導体棒は１つの第１中性導体棒を含む７つ以上の導体棒を含んでよい。 別の態様において、上記の複数の導体棒は１つの第１中性導体棒と１つの第２中性導体棒とを含む８つ以上の導体棒を含んでよい。 別の態様において、上記の複数の導体棒は、それら複数の導体棒の各導体棒がそれら複数の導体棒の隣接する各導体棒から、１つ以上のそれぞれの空気間隙の少なくとも１つ又は上記ハウジングのそれぞれのセル壁により個別に物理的に隔離されるように孤立相構成であってよく、ここでそれぞれの対応するセル壁は電気的に接地されるように構成される。 別の態様において、各導体棒は、各導体棒の少なくとも３つの側面を囲む電気絶縁要素により隣接するセル壁から電気的に絶縁されてよく、ここで上記の電気絶縁要素は出力コネクタの一部を受け入れるように構成される。 別の態様において、上記の複数の各導体棒は、上記の複数の導体棒の各導体棒が１つ又は複数の固体層を除いて少なくとも１つの隣接する導体棒の隣に挟まれるサンドイッチ構成内にあってよく、ここで上記の１つ又は複数の固体層は１つ又は複数の固体電気絶縁層を含む。 別の態様において、上記の第２方向に沿った上記の２つ以上の、出力コネクタに着脱可能に結合されるように構成された位置のそれぞれは、離散的で別個の位置であってよく且つ離散的な母線出力インターフェースを含んでよく、ここで各母線出力インターフェースは６つ以上の個別端子を含み、ここで各個別端子は上記の複数の導体棒の対応する導体棒に電気的に結合され、ここで各個別端子は上記の出力コネクタの対応する導電要素を受け入れるように構成される。 別の態様において、上記６つ以上の個別端子は、上記の第２方向に間隔を置いた３つ以上の列に配置されてよい。 別の態様において、上記の複数の導体棒の上部および下部はそれぞれ上記ハウジングのヒートシンクに結合されてよく、ここで各ヒートシンクは上記の複数の導体棒の第３方向に沿った幅の少なくとも一部にわたる。 別の態様において、各ヒートシンクは熱を放散するように構成された複数の外向き突出フィンを含んでよい。 本開示の１つ又は複数の例示的な実施形態に従った方法が開示される。１つの例示的な実施形態では、上記の方法は六相電力用に構成された母線を提供することを含む。別の例示的な実施形態では、上記の母線は上記の母線の１つ又は複数の区画を含む。別の例示的な実施形態では、データセンターの架空構成内で母線を吊り下げるように構成された支持要素を受け入れるように構成された対応する表面を含むハウジングを、各母線区画が含む。別の例示的な実施形態では、各母線区画は、第１方向に間隔を置いた複数の導体棒を含み、ここで上記の複数の導体棒は上記６つ以上の導電体を含み且つそれ故に上記の六相電力用に構成され、ここで上記の複数の導体棒は上記ハウジングにより少なくとも部分的に囲まれ、ここで上記の複数の導体棒の各導体棒は上記の第１方向に垂直な第２方向に沿って配置され且つ上記の複数の導体棒のうちの他の各導体棒に平行である。別の例示的な実施形態では、各母線区画は、上記の第２方向に沿った２つ以上の結合可能な位置で、２つ以上の出力コネクタに着脱可能なように結合されるように構成される。別の例示的な実施形態では、上記２つ以上の出力コネクタは、上記の第１方向と上記の第２方向とに垂直な第３方向から挿入されるように構成される。別の例示的な実施形態では上記の方法は、上記の母線を、上記の六相電力を供給するように構成された電力入力に結合することを含む。別の例示的な実施形態では、上記の方法は上記の六相電力を上記の電力入力に伝達することを含む。 別の態様において、上記の複数の導体棒は第１中性導体棒を含む７つ以上の導体棒を含んでよい。 別の態様において、上記の複数の導体棒は第１中性導体棒と第２中性導体棒とを含む８つ以上の導体棒を含んでよい。 別の態様において上記の複数の導体棒は、上記の複数の導体棒の各導体棒は隣接する上記の複数の導体棒の各導体棒から、少なくとも１つのそれぞれの空気間隙またはハウジングの対応するそれぞれのセル壁により個別に物理的に隔離されるように、孤立相構成であってよく、ここでそれぞれの対応するセル壁は電気的に接地されるように構成される。 別の態様において、各導体棒は、各導体棒の少なくとも３つの側面を囲む電気絶縁要素により隣接するセル壁から電気的に絶縁されてよく、ここで上記の電気絶縁要素は出力コネクタの一部を受け入れるように構成される。 別の態様において、上記の複数の導体棒の各導体棒は１つ又は複数の固体層を除いて、少なくとも１つの隣接する上記の複数の導体棒の隣に挟まれるサンドイッチ構成内に、上記の複数の導体棒があってよく、ここで上記の１つ又は複数の固体層は１つ又は複数の固体電気絶縁層を含む。 別の態様において、出力コネクタに着脱可能に結合されるように構成された、上記の第２方向に沿った上記の２つ以上の位置のそれぞれは、離散的で別個の位置であり且つ離散的な母線出力インターフェースを含んでよく、ここで各母線出力インターフェースは６つ以上の個別端子を含み、ここで各個別端子は上記の複数の導体棒の対応する導体棒に電気的に結合され、ここで各個別端子は上記の出力コネクタの対応する導電要素を受け入れるように構成される。 別の態様において、上記６つ以上の個別端子は、上記の第２方向に間隔を置いた３つ以上の列に配置されてよい。 別の態様において、上記の複数の導体棒の上部および下部はそれぞれ上記ハウジングのヒートシンクに結合されてよく、各ヒートシンクは上記の第３方向に沿った上記の複数の導体棒の幅の少なくとも一部にわたる。 別の態様において、各ヒートシンクは熱を放散するように構成された複数の外向き突出フィンを含んでよい。 以上の抄訳は本明細書の主題を単に紹介するために提供され、詳細な説明および図面で本明細書の主題の全体が記述される。以上の抄訳は、本質的な特徴を記述するものと解釈されるべきでなく、特許請求の範囲を決定するために使用されるべきではない。加えて、上記の抄訳と以下の詳細な説明との双方は、例示的で説明的なものに過ぎず、特許請求項の主題を必ずしも制限するものではない。 この詳細な説明は、添付図面を参照して記述される。本説明および上記の図面の異なる対象で同じ参照番号を使用することは、類似または同一の項目を示す可能性がある。本開示の様々な実施形態または実施例（以下「実施例」という）が、以下の詳細な説明および添付図面で開示される。図面は実物の大きさを必ずしも反映しない。一般的に、開示された過程の操作は特許請求項で別途規定される場合を除き、任意の順序で実行されてよい。 本開示の１つ又は複数の実施形態に従った、データセンターの動力伝導機構を含むシステムを模式的に示すブロック図である。 本開示の１つ又は複数の実施形態に従った、六相電力用に構成された母線を含むシステムを模式的に示すブロック図である。 本開示の１つ又は複数の実施形態に従った、孤立相構成の母線を示す透視断面図である。 本開示の１つ又は複