Dvofazni sistem izmeničnega toka

Dvofazni sistem je bil predhodnik današnjega trifaznega sistema. Njegove faze so bile premaknjene za 90 ° glede na drugo, tako da je imela prva sinusno krivuljo napetosti, druga - kosinus.

Najpogosteje je bil tok razporejen na štiri žice, redkeje na tri, ena od njih pa je imela večji premer (izračunati je bilo treba za 141% toka v posameznih fazah).

Prvi od teh generatorjev je imel dva rotorja, zasukana za 90° drug proti drugemu, tako da sta izgledala bolj kot dva povezana enofazna generatorja, nastavljena za proizvodnjo dvofazne izmenične napetosti. Generatorji, nameščeni na Niagarskih slapovih leta 1895, so bili dvofazni in so bili takrat največji.

Poenostavljen diagram dvofaznega generatorja

Dvofazni sistem je imel to prednost, da je omogočal asinhroni elektromotorji.

Vrtljivo magnetno polje, ki ustvarja dvofazni tok, zagotavlja rotorju navor, ki ga lahko obrne iz mirovanja. Enofazni sistem tega ne more storiti brez uporabe zagonskih kondenzatorjev. Konfiguracija navitja dvofaznega motorja je enaka kot za enofazni motor s kondenzatorskim zagonom.

Prav tako je bilo lažje analizirati obnašanje sistema z dvema popolnoma ločenima fazama. Pravzaprav je bilo vse do leta 1918, ko je bila izumljena metoda simetričnih komponent, ki je omogočila načrtovanje sistemov z neuravnoteženimi obremenitvami (v bistvu vsak sistem, kjer iz nekega razloga ni mogoče uravnotežiti obremenitev posameznih faz, običajno stanovanjskih) .

Navitje dvofaznega motorja okoli leta 1893.

Večina koračni motorji lahko štejemo tudi za dvofazne motorje.

Trifazna distribucija, v primerjavi z dvofazno distribucijo, zahteva manj žic za enako napetost in enako oddano moč. To zahteva le tri žice, kar znatno zmanjša stroške namestitve sistema.

Kot dvofazni vir toka je bil uporabljen poseben generator, ki je imel dva sklopa tuljav, zasukanih drug glede na drugega za 90 °.

Dvo- in trifazne sisteme je mogoče povezati neposredno z dvema transformatorjema v tako imenovano povezavo Scott, rešitev, ki je cenejša in učinkovitejša od uporabe rotacijskih pretvornikov.

Scottovo vezje: faze Y1, Y2, Y3 trifaznega sistema; R1, R2 — ena faza dvofaznega sistema, R3, R4 — druga faza dvofaznega sistema

V času, ko sem prehajal z dvofaznega na trifazni sistem, se je bilo treba odločiti, kako enakomerno porazdeliti obremenitev dvofaznih strojev na trifazni sistem, da bi ga uravnotežili, saj posameznih faz ni mogoče regulirati posebej.

Poleg tega lahko električno energijo pretvarja ne le iz trifaznega sistema v dvofaznega, temveč tudi obratno, s čimer zagotavlja medsebojno povezovanje večjih električnih enot in izmenjavo energije med njimi.

Ob predpostavki, da mora biti napetost na trifazni in dvofazni strani enaka, se ena od njih sliši točno na sredini, navitje se razcepi 50:50 in njegovi konci so povezani z dvema fazama, drugi pa ima samo 86,6 % navitja, zato se tam ustvari veja ...

Ta drugi transformator je povezan s središčem prvega, pipa pa je povezana s preostalo fazo.Takrat nastane tok na sekundarnih navitjih, ki so zamaknjena za 90 ° glede na drugega.

Žal ta povezava ne zmore izravnati neuravnotežene obremenitve posameznih faz, neuravnoteženost dvofaznega sistema se prenese na trifazni sistem in obratno, odvisno od tega, kateri vir je priključen.

Sistem je skoraj povsod po svetu nadomestil sodobnejši trifazni sistem, vendar se sistem še vedno uporablja v delih ZDA, kot sta Philadelphia in Južni Jersey v ZDA (kjer je v zatonu). Razlogi, zakaj ta sistem še vedno deluje, so zgodovinski.

Enofazno, trižično električno omrežje, ki je še posebej pogosto v Severni Ameriki, se včasih nepravilno imenuje dvofazni sistem, čeprav je v glavni napeljavi enofazni sistem.