Kaksivaiheinen vaihtovirtajärjestelmä
Kaksivaiheinen järjestelmä oli nykypäivän kolmivaiheisen järjestelmän edelläkävijä. Sen vaiheita siirrettiin 90 ° suhteessa toisiinsa, niin että ensimmäisellä oli sinimuotoinen jännitekäyrä, toisella - kosini.
Useimmiten virta jaettiin neljälle johtimelle, harvemmin kolmelle, ja yhdellä niistä oli suurempi halkaisija (se piti laskea 141% virrasta erillisissä vaiheissa).
Ensimmäisessä näistä generaattoreista oli kaksi roottoria, jotka oli kierretty 90° toisiinsa nähden, joten ne näyttivät enemmän kahdelta kytketyltä yksivaihegeneraattorilta, jotka oli asetettu tuottamaan kaksivaiheista vaihtojännitettä. Niagaran putouksille vuonna 1895 asennetut generaattorit olivat kaksivaiheisia ja tuolloin suurimmat.
Yksinkertaistettu kaavio kaksivaiheisesta generaattorista
Kaksivaiheisella järjestelmällä oli se etu, että se salli asynkroniset sähkömoottorit.
Pyörivä magneettikenttä, joka muodostaa kaksivaiheisen virran, antaa roottorille vääntömomentin, joka pystyy kääntämään sen levosta. Yksivaiheinen järjestelmä ei voi tehdä tätä ilman käynnistyskondensaattorien käyttöä. Kaksivaiheisen moottorin käämityskokoonpano on sama kuin yksivaiheiselle kondensaattorikäynnistysmoottorille.
Oli myös helpompi analysoida järjestelmän käyttäytymistä kahdella täysin erillisellä vaiheella. Itse asiassa vasta vuoteen 1918 keksittiin symmetristen komponenttien menetelmä, joka mahdollisti järjestelmien suunnittelun epätasapainoisilla kuormilla (periaatteessa mikä tahansa järjestelmä, jossa yksittäisten vaiheiden, yleensä asuinrakennusten, kuormia ei jostain syystä voida tasapainottaa).
Kaksivaiheisen moottorin käämitys noin 1893.
Suurin osa askelmoottorit voidaan pitää myös kaksivaiheisina moottoreina.
Kolmivaiheinen jakelu, verrattuna kaksivaiheiseen jakeluun, vaatii vähemmän johtoja samalla jännitteellä ja samalla lähetysteholla. Tämä vaatii vain kolme johtoa, mikä vähentää merkittävästi järjestelmän asennuskustannuksia.
Kaksivaiheisena virtalähteenä käytettiin erityistä generaattoria, jossa oli kaksi sarjaa käämiä, joita kierrettiin suhteessa toisiinsa 90 °.
Kaksi- ja kolmivaiheiset järjestelmät voidaan kytkeä suoraan kahdella muuntajalla ns. Scott-liitännässä, mikä on halvempi ja tehokkaampi ratkaisu kuin pyörivä muuntaja.
Scott-piiri: kolmivaiheisen järjestelmän vaiheet Y1, Y2, Y3; R1, R2 - kaksivaiheisen järjestelmän yksi vaihe, R3, R4 - kaksivaiheisen järjestelmän toinen vaihe
Kun vaihdoin kaksivaiheisesta järjestelmästä kolmivaiheiseen järjestelmään, oli tarpeen päättää, kuinka tasaisesti jakaa kaksivaiheisten koneiden kuormitus kolmivaiheiseen järjestelmään sen tasapainottamiseksi, koska yksittäisiä vaiheita ei voi säätää erikseen.
Lisäksi se voi muuntaa sähkön paitsi kolmivaiheisesta järjestelmästä kaksivaiheiseksi, myös päinvastoin, mikä varmistaa suurempien sähköyksiköiden välisen liittämisen ja energianvaihdon niiden välillä.
Olettaen, että kolmivaiheisen ja kaksivaiheisen puolen jännitteen pitäisi olla sama, toinen niistä kuuluu aivan keskeltä, käämi halkeaa 50:50 ja sen päät on kytketty kahteen vaiheeseen ja toisessa on vain 86,6 % käämityksestä, sinne syntyy vastaavasti haara...
Tämä toinen muuntaja on kytketty ensimmäisen keskelle ja hana on kytketty jäljelle jäävään vaiheeseen, jonka jälkeen tuotetaan virta toisiokäämeille, jotka ovat siirtyneet 90° toisiinsa nähden.
Valitettavasti tämä kytkentä ei pysty tasapainottamaan yksittäisten vaiheiden epätasapainoista kuormitusta, kaksivaiheisen järjestelmän epätasapaino siirtyy kolmivaiheiseen järjestelmään ja päinvastoin riippuen siitä, mikä lähde on kytketty.
Järjestelmä on nyt korvattu nykyaikaisemmalla kolmivaihejärjestelmällä lähes kaikkialla maailmassa, mutta järjestelmää käytetään edelleen osissa Yhdysvaltoja, kuten Philadelphiassa ja South Jerseyssä Yhdysvalloissa (missä se on laskussa). Syyt, miksi tämä järjestelmä toimii edelleen, ovat historiallisia.
Pohjois-Amerikassa erityisen yleistä yksivaiheista kolmijohtimista sähköverkkoa kutsutaan joskus virheellisesti kaksivaiheiseksi järjestelmäksi, vaikka se on pääasennuksessa yksivaiheinen järjestelmä.