Systém dvoufázového střídavého proudu

Dvoufázový systém byl předchůdcem dnešního třífázového systému. Jeho fáze byly vůči sobě posunuty o 90 °, takže první měl sinusovou křivku napětí, druhý - kosinus.

Nejčastěji se proud rozváděl na čtyři vodiče, méně často na tři a jeden z nich měl větší průměr (muselo se počítat na 141 % proudu v samostatných fázích).

První z těchto generátorů měl dva rotory pootočené o 90° vůči sobě, takže vypadaly spíše jako dva spojené jednofázové generátory nastavené na výrobu dvoufázového střídavého napětí. Generátory instalované u Niagarských vodopádů v roce 1895 byly dvoufázové a byly v té době největší.

Zjednodušené schéma dvoufázového generátoru

Dvoufázový systém měl tu výhodu, že umožňoval asynchronní elektromotory.

Rotující magnetické pole, které vytváří dvoufázový proud, poskytuje rotoru točivý moment, který je schopen otočit jej z klidu. Jednofázový systém to nedokáže bez použití startovacích kondenzátorů. Konfigurace vinutí dvoufázového motoru je stejná jako pro jednofázový kondenzátorový startovací motor.

Bylo také jednodušší analyzovat chování systému se dvěma zcela oddělenými fázemi. V podstatě až do roku 1918 byla vynalezena metoda symetrických prvků, která umožnila navrhovat systémy s nesymetrickým zatížením (v podstatě jakýkoli systém, kde z nějakého důvodu není možné vyrovnat zatížení jednotlivých fází, obvykle obytných) .

Dvoufázové vinutí motoru kolem roku 1893.

Většina krokové motory lze také považovat za dvoufázové motory.

Třífázový rozvod, ve srovnání s dvoufázovým rozvodem vyžaduje méně vodičů pro stejné napětí a stejný přenášený výkon. To vyžaduje pouze tři vodiče, což výrazně snižuje náklady na instalaci systému.

Jako zdroj dvoufázového proudu byl použit speciální generátor, který měl dvě sady cívek pootočené vůči sobě o 90°.

Dvou- a třífázové systémy lze připojit přímo pomocí dvou transformátorů v tzv. Scottově zapojení, což je řešení, které je levnější a efektivnější než použití rotačních měničů.

Scottův obvod: fáze Y1, Y2, Y3 třífázového systému; R1, R2 — jedna fáze dvoufázového systému, R3, R4 — druhá fáze dvoufázového systému

V době, kdy jsem přecházel z dvoufázové soustavy na třífázovou, bylo nutné řešit, jak rovnoměrně rozložit zátěž dvoufázových strojů na třífázovou, aby se vyrovnala, protože jednotlivé fáze nelze regulovat samostatně.

Navíc dokáže převést elektřinu nejen z třífázové soustavy na dvoufázovou, ale i naopak, čímž zajistí propojení větších elektrických celků a výměnu energie mezi nimi.

Za předpokladu, že napětí na třífázové a dvoufázové straně by mělo být stejné, jedno z nich je slyšet přesně uprostřed, vinutí se rozdělí 50:50 a jeho konce jsou spojeny na dvě fáze a druhé má pouze 86,6 % vinutí, podle toho se tam vytvoří větev...

Tento druhý transformátor je připojen ke středu prvního a odbočka je připojena ke zbývající fázi.Na sekundárních vinutích, která jsou vůči sobě posunuta o 90°, vzniká proud.

Bohužel toto zapojení není schopno vyrovnat nesymetrické zatížení jednotlivých fází, nesymetrie dvoufázové soustavy se přenáší do třífázové soustavy a naopak podle toho, jaký zdroj je připojen.

Systém byl nyní téměř všude na světě nahrazen modernějším třífázovým systémem, ale systém se stále používá v některých částech USA, jako je Philadelphia a South Jersey v USA (kde je na ústupu). Důvody, proč tento systém stále funguje, jsou historické.

Jednofázová třívodičová inženýrská síť, která je zvláště běžná v Severní Americe, se někdy nesprávně nazývá dvoufázový systém, i když se v hlavní instalaci jedná o jednofázový systém.