Systém dvojfázového striedavého prúdu

Dvojfázový systém bol predchodcom dnešného trojfázového systému. Jeho fázy boli voči sebe posunuté o 90 °, takže prvý mal sínusovú krivku napätia, druhý - kosínus.

Najčastejšie sa prúd rozvádzal na štyri vodiče, menej často na tri a jeden z nich mal väčší priemer (trelo ho počítať na 141 % prúdu v samostatných fázach).

Prvý z týchto generátorov mal dva rotory otočené o 90° voči sebe, takže vyzerali skôr ako dva spojené jednofázové generátory nastavené na výrobu dvojfázového striedavého napätia. Generátory inštalované pri Niagarských vodopádoch v roku 1895 boli dvojfázové a boli v tom čase najväčšie.

Zjednodušená schéma dvojfázového generátora

Dvojfázový systém mal tú výhodu, že umožňoval asynchrónne elektromotory.

Rotujúce magnetické pole, ktoré vytvára dvojfázový prúd, poskytuje rotoru krútiaci moment, ktorý je schopný otočiť ho z pokoja. Jednofázový systém to nedokáže bez použitia štartovacích kondenzátorov. Konfigurácia vinutia dvojfázového motora je rovnaká ako pre jednofázový kondenzátorový štartovací motor.

Bolo tiež jednoduchšie analyzovať správanie systému s dvoma úplne oddelenými fázami. V skutočnosti až do roku 1918 bola vynájdená metóda symetrických komponentov, ktorá umožnila navrhovať sústavy s nevyváženým zaťažením (v podstate akýkoľvek systém, kde z nejakého dôvodu nie je možné vyrovnávať záťaže jednotlivých fáz, zvyčajne obytných).

Vinutie dvojfázového motora okolo roku 1893.

Väčšina krokové motory možno považovať aj za dvojfázové motory.

Trojfázový rozvod, v porovnaní s dvojfázovým rozvodom vyžaduje menej vodičov pre rovnaké napätie a rovnaký prenášaný výkon. To si vyžaduje iba tri vodiče, čo výrazne znižuje náklady na inštaláciu systému.

Ako zdroj dvojfázového prúdu bol použitý špeciálny generátor, ktorý mal dve sady cievok pootočené voči sebe o 90°.

Dvoj- a trojfázové systémy je možné pripojiť priamo pomocou dvoch transformátorov v takzvanom Scottovom zapojení, čo je riešenie, ktoré je lacnejšie a efektívnejšie ako použitie rotačných meničov.

Scottov obvod: fázy Y1, Y2, Y3 trojfázového systému; R1, R2 — jedna fáza dvojfázového systému, R3, R4 — druhá fáza dvojfázového systému

V čase, keď som prechádzal z dvojfázového systému na trojfázový, bolo potrebné rozhodnúť, ako rovnomerne rozložiť zaťaženie dvojfázových strojov na trojfázovom systéme, aby sa to vyrovnalo, pretože jednotlivé fázy nie je možné regulovať samostatne.

Navyše dokáže premeniť elektrinu nielen z trojfázového systému na dvojfázový, ale aj naopak, čím zabezpečí prepojenie medzi väčšími elektrickými celkami a výmenu energie medzi nimi.

Za predpokladu, že napätie na trojfázovej a dvojfázovej strane by malo byť rovnaké, jedno z nich je počuť presne v strede, vinutie sa rozdelí 50:50 a jeho konce sú spojené s dvoma fázami a druhé má len 86,6 % vinutia, podľa toho sa tam vytvorí vetva...

Tento druhý transformátor je pripojený k stredu prvého a kohútik je pripojený k zostávajúcej fáze. Potom sa vytvorí prúd na sekundárnych vinutiach, ktoré sú navzájom posunuté o 90 °.

Žiaľ, toto zapojenie nedokáže vyrovnať nesymetrické zaťaženie jednotlivých fáz, nevyváženosť dvojfázového systému sa prenáša na trojfázový a naopak, podľa toho, aký zdroj je pripojený.

Systém bol teraz nahradený modernejším trojfázovým systémom takmer všade na svete, ale systém sa stále používa v niektorých častiach USA, ako je Philadelphia a South Jersey v USA (kde je na ústupe). Dôvody, prečo tento systém stále funguje, sú historické.

Jednofázová, trojvodičová inžinierska sieť, ktorá je bežná najmä v Severnej Amerike, sa niekedy nesprávne nazýva dvojfázový systém, aj keď ide o jednofázový systém v hlavnej inštalácii.