To-faset vekselstrømsystem

Tofasesystemet var forløperen til dagens trefasesystem. Fasene ble forskjøvet med 90 ° i forhold til hverandre, slik at den første hadde en sinusformet spenningskurve, den andre - cosinus.

Oftest ble strømmen fordelt på fire ledninger, sjeldnere på tre, og en av dem hadde en større diameter (den måtte beregnes for 141% av strømmen i separate faser).

Den første av disse generatorene hadde to rotorer rotert 90° til hverandre, så de så mer ut som to sammenkoblede enfasegeneratorer satt til å produsere tofaset vekselspenning. Generatorene installert ved Niagara Falls i 1895 var tofasede og var de største på den tiden.

Et forenklet diagram av en to-fase generator

Tofasesystemet hadde fordelen av å tillate asynkrone elektriske motorer.

Det roterende magnetfeltet, som skaper en tofasestrøm, gir rotoren et dreiemoment som er i stand til å snu den fra hvile. Et enfasesystem kan ikke gjøre dette uten bruk av startkondensatorer. Viklingskonfigurasjonen til en tofasemotor er den samme som for en enfaset kondensator-startmotor.

Det var også lettere å analysere oppførselen til et system med to helt separate faser. Faktisk var det til 1918 da metoden for symmetriske komponenter ble oppfunnet, som gjorde det mulig å designe systemer med ubalanserte belastninger (i utgangspunktet ethvert system der det av en eller annen grunn er umulig å balansere belastningene til de enkelte fasene, vanligvis boliger).

To-fase motorvikling ca 1893.

Flertall trinnmotorer kan også betraktes som tofasemotorer.

Trefasefordeling, sammenlignet med tofasefordeling, krever færre ledninger for samme spenning og samme overførte effekt. Dette krever bare tre ledninger, noe som reduserer kostnadene ved å installere systemet betydelig.

Som en to-fase strømkilde ble det brukt en spesiell generator, som hadde to sett med spoler rotert i forhold til hverandre med 90 °.

To- og trefasesystemene kan kobles direkte ved hjelp av to transformatorer i en såkalt Scott-kobling, en løsning som er billigere og mer effektiv enn å bruke roterende omformere.

Scott-krets: fasene Y1, Y2, Y3 i et trefasesystem; R1, R2 - en fase av et tofasesystem, R3, R4 - den andre fasen av et tofasesystem

På den tiden da jeg gikk over fra et tofasesystem til et trefasesystem, var det nødvendig å bestemme hvordan belastningen til tofasemaskiner skulle fordeles jevnt på et trefasesystem for å balansere det, fordi enkeltfaser kan ikke reguleres separat.

I tillegg kan den konvertere elektrisitet ikke bare fra et trefasesystem til et tofasesystem, men også omvendt, og dermed sikre sammenkoblingen mellom større elektriske enheter og utveksling av energi mellom dem.

Forutsatt at spenningen på trefase- og tofasesiden skal være den samme, høres en av dem rett i midten, viklingen deler seg 50:50 og endene er koblet til to faser, og den andre har bare 86,6 % av viklingen, følgelig opprettes en gren der...

Denne andre transformatoren er koblet til midten av den første, og kranen er koblet til den gjenværende fasen.En strøm produseres deretter på sekundærviklingene, som er forskjøvet med 90 ° i forhold til hverandre.

Dessverre er denne forbindelsen ikke i stand til å balansere den ubalanserte belastningen til de enkelte fasene, ubalansen til et tofasesystem overføres til et trefasesystem og omvendt, avhengig av hvilken kilde som er tilkoblet.

Systemet er nå erstattet av det mer moderne trefasesystemet nesten overalt i verden, men systemet brukes fortsatt i deler av USA, som Philadelphia og South Jersey i USA (hvor det er i tilbakegang). Årsakene til at dette systemet fortsatt fungerer er historiske.

Det enfasede tretrådsnettverket som er spesielt vanlig i Nord-Amerika kalles noen ganger feilaktig et tofasesystem, selv om det er et enfasesystem i hovedinstallasjonen.