Divfāzu maiņstrāvas sistēma

Divfāžu sistēma bija mūsdienu trīsfāžu sistēmas priekštecis. Tās fāzes tika nobīdītas par 90 ° viena pret otru, lai pirmajai būtu sinusoidāla sprieguma līkne, bet otrajai - kosinuss.

Visbiežāk strāva tika sadalīta pa četriem vadiem, retāk pa trim, un vienam no tiem bija lielāks diametrs (tā bija jāaprēķina 141% strāvas atsevišķās fāzēs).

Pirmajam no šiem ģeneratoriem bija divi rotori, kas viens pret otru bija pagriezti par 90°, tāpēc tie vairāk izskatījās pēc diviem savienotiem vienfāzes ģeneratoriem, kas bija iestatīti, lai ražotu divfāžu maiņspriegumu. 1895. gadā Niagāras ūdenskritumā uzstādītie ģeneratori bija divfāžu un tajā laikā bija lielākie.

Divfāžu ģeneratora vienkāršota shēma

Divfāžu sistēmai bija priekšrocība, kas ļauj asinhronie elektromotori.

Rotējošais magnētiskais lauks, kas rada divfāžu strāvu, nodrošina rotoru ar griezes momentu, kas spēj to pagriezt no miera stāvokļa. Vienfāzes sistēma to nevar izdarīt, neizmantojot palaišanas kondensatorus. Divfāžu motora tinumu konfigurācija ir tāda pati kā vienfāzes kondensatora palaišanas motoram.

Bija arī vieglāk analizēt sistēmas uzvedību ar divām pilnīgi atsevišķām fāzēm. Faktiski tas bija līdz 1918. gadam, kad tika izgudrota simetrisko komponentu metode, kas ļāva projektēt sistēmas ar nelīdzsvarotām slodzēm (būtībā jebkura sistēma, kurā kaut kādu iemeslu dēļ nav iespējams līdzsvarot atsevišķu fāžu, parasti dzīvojamo, slodzes).

Divfāzu motora tinums ap 1893. gadu.

Vairums pakāpju motori var uzskatīt arī par divfāžu motoriem.

Trīsfāzu sadale, salīdzinot ar divfāzu sadali, vienam un tam pašam spriegumam un tādai pašai pārraides jaudai ir nepieciešams mazāk vadu. Tam nepieciešami tikai trīs vadi, kas ievērojami samazina sistēmas uzstādīšanas izmaksas.

Kā divfāžu strāvas avots tika izmantots īpašs ģenerators, kuram bija divi spoļu komplekti, kas pagriezti viens pret otru par 90 °.

Divu un trīsfāžu sistēmas var savienot tieši, izmantojot divus transformatorus tā sauktajā Scott savienojumā, kas ir lētāks un efektīvāks risinājums nekā rotācijas pārveidotāju izmantošana.

Scott ķēde: trīsfāzu sistēmas fāzes Y1, Y2, Y3; R1, R2 — divfāžu sistēmas viena fāze, R3, R4 — divfāžu sistēmas otrā fāze

Laikā, kad pārgāju no divfāžu sistēmas uz trīsfāžu sistēmu, bija jāizlemj, kā vienmērīgi sadalīt divfāžu mašīnu slodzi uz trīsfāžu sistēmu, lai to līdzsvarotu, jo atsevišķas fāzes nevar regulēt atsevišķi.

Turklāt tas var pārveidot elektroenerģiju ne tikai no trīsfāzu sistēmas uz divfāžu sistēmu, bet arī otrādi, tādējādi nodrošinot starpsavienojumu starp lielākām elektroierīcēm un enerģijas apmaiņu starp tām.

Pieņemot, ka spriegumam trīsfāzu un divfāžu pusēs jābūt vienādam, viens no tiem dzirdams tieši pa vidu, tinums sadalās 50:50 un tā gali ir savienoti ar divām fāzēm, bet otram ir tikai 86,6. % no tinuma , attiecīgi tur tiek izveidots zars...

Šis otrais transformators ir savienots ar pirmā centra centru, un krāns ir pievienots atlikušajai fāzei.Pēc tam tiek ražota strāva uz sekundārajiem tinumiem, kas viens pret otru ir pārvietoti par 90 °.

Diemžēl šis savienojums nespēj līdzsvarot atsevišķo fāžu nesabalansēto slodzi, divfāzu sistēmas nelīdzsvarotība tiek pārnesta uz trīsfāžu sistēmu un otrādi, atkarībā no tā, kurš avots ir pievienots.

Sistēma tagad ir aizstāta ar modernāku trīsfāzu sistēmu gandrīz visur pasaulē, taču sistēma joprojām tiek izmantota dažās ASV daļās, piemēram, Filadelfijā un Dienviddžersijā ASV (kur tā samazinās). Iemesli, kāpēc šī sistēma joprojām darbojas, ir vēsturiski.

Vienfāzes trīs vadu komunālo tīklu, kas ir īpaši izplatīts Ziemeļamerikā, dažreiz nepareizi sauc par divfāžu sistēmu, lai gan galvenajā instalācijā tā ir vienfāzes sistēma.