Двуфазна система за променлив ток

Двуфазната система беше предшественик на днешната трифазна система. Фазите му бяха изместени с 90 ° една спрямо друга, така че първата имаше крива на синусоидално напрежение, втората — косинусна.

Най -често токът се разпределяше по четири проводника, по -рядко по три и един от тях имаше по -голям диаметър (трябваше да се изчисли за 141% от тока в отделни фази).

Първият от тези генератори имаше два ротора, завъртени на 90 ° един спрямо друг, така че те приличаха повече на два свързани еднофазни генератора, настроени да произвеждат двуфазно променливо напрежение. Генераторите, инсталирани на Ниагарския водопад през 1895 г., бяха двуфазни и бяха най-големите по това време.

Опростена схема на двуфазен генератор

Двуфазната система имаше предимството да позволява асинхронни електродвигатели.

Въртящото се магнитно поле, което създава двуфазен ток, осигурява на ротора въртящ момент, който е в състояние да го завърти от покой. Еднофазна система не може да направи това без използването на стартиращи кондензатори. Конфигурацията на намотката на двуфазен двигател е същата като за еднофазен двигател с стартиране на кондензатор.

Също така беше по -лесно да се анализира поведението на система с две напълно отделни фази. Всъщност това е било до 1918 г., когато е изобретен методът за симетрични компоненти, който дава възможност за проектиране на системи с небалансирани натоварвания (основно всяка система, в която по някаква причина е невъзможно да се балансират натоварванията на отделните фази, обикновено жилищни).

Двуфазна намотка на двигателя около 1893 г.

Мнозинство стъпкови двигатели могат да се разглеждат и като двуфазни двигатели.

Трифазно разпределение, в сравнение с двуфазното разпределение, изисква по-малко проводници при същото напрежение и същата предавана мощност. Това изисква само три проводника, което значително намалява разходите за инсталиране на системата.

Като двуфазен източник на ток беше използван специален генератор, който имаше два комплекта намотки, завъртени един спрямо друг на 90 °.

Двете и трифазните системи могат да бъдат свързани директно с помощта на два трансформатора в така наречената връзка на Скот, решение, което е по-евтино и по-ефективно от използването на въртящи се преобразуватели.

Верига на Скот: фази Y1, Y2, Y3 на трифазна система; R1, R2 — една фаза на двуфазна система, R3, R4 — втората фаза на двуфазна система

По времето, когато преминавах от двуфазна система към трифазна система, беше необходимо да реша как да разпределя равномерно натоварването на двуфазни машини върху трифазна система, за да я балансирам, защото отделните фази не могат да се регулират отделно.

В допълнение, той може да преобразува електричество не само от трифазна система в двуфазна система, но и обратно, като по този начин осигурява взаимовръзката между по-големите електрически блокове и обмена на енергия между тях.

Ако приемем, че напрежението на три- и двуфазната страна трябва да бъде еднакво, едната от тях се изслушва точно в средата, намотката се разделя 50:50 и краищата й са свързани към две фази, а другата има само 86,6 % от намотката, съответно, там се създава клон …

Този втори трансформатор е свързан към центъра на първия, а кранът е свързан към останалата фаза.След това върху вторичните намотки се получава ток, който се измества с 90 ° един спрямо друг.

За съжаление тази връзка не е в състояние да балансира небалансираното натоварване на отделните фази, дисбалансът на двуфазна система се прехвърля в трифазна система и обратно, в зависимост от това кой източник е свързан.

Системата вече е заменена от по-модерна трифазна система почти навсякъде по света, но системата все още се използва в части от САЩ, като Филаделфия и Южен Джърси в САЩ (където тя е в упадък ). Причините, поради които тази система все още работи, са исторически.

Еднофазната, трипроводна комунална мрежа, която е особено често срещана в Северна Америка, понякога неправилно се нарича двуфазна система, въпреки че е еднофазна система в основната инсталация.