Sistem arus bolak-balik dua fasa

Sistem dua fase adalah cikal bakal sistem tiga fase saat ini. Fase-fasenya digeser 90 ° relatif satu sama lain, sehingga yang pertama memiliki kurva tegangan sinusoidal, yang kedua - kosinus.

Paling sering, arus didistribusikan pada empat kabel, lebih jarang pada tiga kabel, dan salah satunya memiliki diameter lebih besar (harus dihitung untuk 141% arus dalam fase terpisah).

Yang pertama dari generator ini memiliki dua rotor yang diputar 90° satu sama lain, sehingga mereka lebih terlihat seperti dua generator fase tunggal yang terhubung yang diatur untuk menghasilkan tegangan bolak-balik dua fase. Generator yang dipasang di Air Terjun Niagara pada tahun 1895 adalah dua fase dan merupakan yang terbesar pada saat itu.

Diagram sederhana dari generator dua fase

Sistem dua fase memiliki keuntungan memungkinkan motor listrik asinkron.

Medan magnet yang berputar, yang menghasilkan arus dua fase, memberi rotor torsi yang mampu mengubahnya dari keadaan diam. Sistem fase tunggal tidak dapat melakukan ini tanpa menggunakan kapasitor start. Konfigurasi belitan motor dua fase sama dengan untuk motor start-kapasitor fase tunggal.

Juga lebih mudah untuk menganalisis perilaku sistem dengan dua fase yang benar-benar terpisah. Faktanya, sampai tahun 1918 metode komponen simetris ditemukan, yang memungkinkan untuk merancang sistem dengan beban yang tidak seimbang (pada dasarnya sistem apa pun di mana karena alasan tertentu tidak mungkin untuk menyeimbangkan beban dari masing-masing fase, biasanya perumahan) .

Belitan motor dua fase sekitar tahun 1893.

Mayoritas motor stepper juga dapat dianggap sebagai motor dua fase.

Distribusi tiga fase, dibandingkan dengan distribusi dua fase, membutuhkan lebih sedikit kabel untuk tegangan yang sama dan daya yang ditransmisikan sama. Ini hanya membutuhkan tiga kabel, yang secara signifikan mengurangi biaya pemasangan sistem.

Sebagai sumber arus dua fase, generator khusus digunakan, yang memiliki dua set kumparan yang diputar relatif satu sama lain sebesar 90 °.

Sistem dua dan tiga fase dapat dihubungkan secara langsung menggunakan dua transformator dalam apa yang disebut koneksi Scott, solusi yang lebih murah dan lebih efisien daripada menggunakan konverter putar.

Sirkuit Scott: fase Y1, Y2, Y3 dari sistem tiga fase; R1, R2 — satu fasa dari sistem dua fasa, R3, R4 — fasa kedua dari sistem dua fasa

Pada saat saya mengubah dari sistem dua fase menjadi sistem tiga fase, perlu diputuskan bagaimana mendistribusikan beban mesin dua fase secara merata pada sistem tiga fase untuk menyeimbangkannya, karena fase individu tidak dapat diatur secara terpisah.

Selain itu, dapat mengubah listrik tidak hanya dari sistem tiga fase ke sistem dua fase, tetapi juga sebaliknya, sehingga memastikan interkoneksi antara unit listrik yang lebih besar dan pertukaran energi di antara mereka.

Dengan asumsi tegangan pada sisi tiga fasa dan dua fasa harus sama, salah satunya terdengar tepat di tengah, belitan terbelah 50:50 dan ujungnya terhubung ke dua fasa, dan yang lainnya hanya 86,6 % dari belitan , karenanya, cabang dibuat di sana ...

Trafo kedua ini dihubungkan ke pusat yang pertama, dan keran dihubungkan ke fasa yang tersisa.Arus kemudian dihasilkan pada belitan sekunder, yang dipindahkan 90 ° relatif satu sama lain.

Sayangnya, koneksi ini tidak dapat menyeimbangkan beban yang tidak seimbang dari masing-masing fase, ketidakseimbangan dari sistem dua fase ditransfer ke sistem tiga fase dan sebaliknya, tergantung pada sumber mana yang terhubung.

Sistem ini sekarang telah digantikan oleh sistem tiga fase yang lebih modern hampir di semua tempat di dunia, tetapi sistem ini masih digunakan di beberapa bagian AS, seperti Philadelphia dan South Jersey di AS (yang mengalami penurunan). Alasan mengapa sistem ini masih berfungsi bersifat historis.

Jaringan listrik satu fasa, tiga kabel yang sangat umum di Amerika Utara kadang-kadang salah disebut sistem dua fasa, meskipun itu adalah sistem satu fasa di instalasi utama.