Tvåfas växelströmssystem

Tvåfassystemet var föregångaren till dagens trefassystem. Dess faser skiftades med 90 ° i förhållande till varandra, så att den första hade en sinusformad spänningskurva, den andra - cosinus.

Oftast fördelades strömmen på fyra ledningar, mer sällan på tre, och en av dem hade en större diameter (den måste beräknas för 141% av strömmen i separata faser).

Den första av dessa generatorer hade två rotorer roterade 90° mot varandra, så de såg mer ut som två anslutna enfasgeneratorer inställda för att producera tvåfas växelspänning. Generatorerna som installerades vid Niagara Falls 1895 var tvåfasiga och var de största på den tiden.

Ett förenklat diagram över en tvåfasgenerator

Tvåfassystemet hade fördelen att tillåta asynkrona elmotorer.

Det roterande magnetfältet, som skapar en tvåfasström, ger rotorn ett vridmoment som kan vända den från vila. Ett enfassystem kan inte göra detta utan användning av startkondensatorer. Lindningskonfigurationen för en tvåfasmotor är densamma som för en enfas kondensator-startmotor.

Det var också lättare att analysera beteendet hos ett system med två helt separata faser. Faktum är att det var fram till 1918 när metoden för symmetriska komponenter uppfanns, vilket gjorde det möjligt att designa system med obalanserade belastningar (i princip alla system där det av någon anledning är omöjligt att balansera belastningarna i de enskilda faserna, vanligtvis bostadsområden).

Tvåfas motorlindning ca 1893.

Majoritet stegmotorer kan också betraktas som tvåfasmotorer.

Trefasfördelning, jämfört med tvåfasdistribution, kräver färre ledningar för samma spänning och samma överförda effekt. Detta kräver endast tre ledningar, vilket avsevärt minskar kostnaden för att installera systemet.

Som en tvåfasig strömkälla användes en speciell generator, som hade två uppsättningar spolar roterade i förhållande till varandra med 90 °.

Två- och trefassystemen kan kopplas direkt med hjälp av två transformatorer i en så kallad Scott-koppling, en lösning som är billigare och effektivare än att använda roterande omvandlare.

Scott-krets: faserna Y1, Y2, Y3 i ett trefassystem; R1, R2 — en fas i ett tvåfassystem, R3, R4 — den andra fasen i ett tvåfassystem

När jag bytte från ett tvåfassystem till ett trefassystem var det nödvändigt att bestämma hur man jämnt skulle fördela belastningen av tvåfasmaskiner på ett trefassystem för att balansera det, eftersom enskilda faser kan inte regleras separat.

Dessutom kan den omvandla elektricitet inte bara från ett trefassystem till ett tvåfassystem, utan också vice versa, och därigenom säkerställa sammankopplingen mellan större elektriska enheter och utbytet av energi mellan dem.

Om man antar att spänningen på trefas- och tvåfassidan ska vara densamma, hörs en av dem precis i mitten, lindningen delar sig 50:50 och dess ändar är anslutna till två faser, och den andra har bara 86,6 % av lindningen, följaktligen skapas en gren där...

Denna andra transformator är ansluten till mitten av den första, och kranen är ansluten till den återstående fasen. En ström produceras sedan på sekundärlindningarna, som är förskjutna med 90 ° i förhållande till varandra.

Tyvärr kan denna anslutning inte balansera den obalanserade belastningen av de individuella faserna, obalansen i ett tvåfassystem överförs till ett trefassystem och vice versa, beroende på vilken källa som är ansluten.

Systemet har nu ersatts av det modernare trefassystemet nästan överallt i världen, men systemet används fortfarande i delar av USA, som Philadelphia och South Jersey i USA (där det är på tillbakagång). Anledningarna till att detta system fortfarande fungerar är historiska.

Det enfas, tretrådiga elnätet som är särskilt vanligt i Nordamerika kallas ibland felaktigt för ett tvåfassystem, även om det är ett enfassystem i huvudinstallationen.