Sistema a corrente alternata bifase

Il sistema a due fasi è stato il precursore dell'odierno sistema a tre fasi. Le sue fasi sono state spostate di 90 ° l'una rispetto all'altra, in modo che la prima avesse una curva di tensione sinusoidale, la seconda - coseno.

Molto spesso la corrente era distribuita su quattro fili, meno spesso su tre, e uno di essi aveva un diametro maggiore (doveva essere calcolato per il 141% della corrente in fasi separate).

Il primo di questi generatori aveva due rotori ruotati di 90° l'uno rispetto all'altro, quindi sembravano più due generatori monofase collegati impostati per produrre tensione alternata bifase. I generatori installati alle Cascate del Niagara nel 1895 erano bifase ed erano i più grandi dell'epoca.

Uno schema semplificato di un generatore bifase

Il sistema a due fasi aveva il vantaggio di consentire motori elettrici asincroni.

Il campo magnetico rotante, che crea una corrente bifase, fornisce al rotore una coppia in grado di farlo girare da fermo. Un sistema monofase non può farlo senza l'uso di condensatori di avviamento. La configurazione dell'avvolgimento di un motore a due fasi è la stessa di per un motore monofase con avviamento a condensatore.

È stato anche più facile analizzare il comportamento di un sistema con due fasi completamente separate. Fu infatti fino al 1918 quando fu inventato il metodo dei componenti simmetrici, che consentì di progettare impianti con carichi sbilanciati (praticamente qualsiasi impianto dove per qualche motivo sia impossibile bilanciare i carichi delle singole fasi, solitamente residenziali).

Avvolgimento del motore bifase intorno al 1893.

Maggioranza motori passo-passo possono anche essere considerati motori bifase.

Distribuzione trifase, rispetto alla distribuzione bifase, richiede meno fili a parità di tensione e di stessa potenza trasmessa. Ciò richiede solo tre fili, il che riduce significativamente il costo di installazione del sistema.

Come sorgente di corrente bifase, è stato utilizzato un generatore speciale, che aveva due serie di bobine ruotate l'una rispetto all'altra di 90 °.

I sistemi bifase e trifase possono essere collegati direttamente utilizzando due trasformatori in una cosiddetta connessione Scott, una soluzione più economica ed efficiente rispetto all'utilizzo di convertitori rotanti.

Circuito di Scott: fasi Y1, Y2, Y3 di un sistema trifase; R1, R2 — una fase di un sistema a due fasi, R3, R4 — la seconda fase di un sistema a due fasi

Nel momento in cui stavo passando da un sistema bifase a un sistema trifase, era necessario decidere come distribuire equamente il carico delle macchine bifase su un sistema trifase per bilanciarlo, perché il le singole fasi non possono essere regolate separatamente.

Inoltre, è in grado di convertire l'energia elettrica non solo da un sistema trifase a un sistema bifase, ma anche viceversa, garantendo così l'interconnessione tra unità elettriche di maggiori dimensioni e lo scambio di energia tra di esse.

Supponendo che la tensione sui lati trifase e bifase dovrebbe essere la stessa, uno di essi si sente proprio nel mezzo, l'avvolgimento si divide 50:50 e le sue estremità sono collegate a due fasi e l'altro ha solo 86,6 % dell'avvolgimento , di conseguenza, lì viene creato un ramo...

Questo secondo trasformatore è collegato al centro del primo, e la presa è collegata alla fase rimanente, quindi viene prodotta una corrente sugli avvolgimenti secondari, che sono spostati di 90 ° l'uno rispetto all'altro.

Purtroppo questo collegamento non è in grado di bilanciare il carico squilibrato delle singole fasi, lo sbilanciamento di un sistema bifase viene trasferito ad un sistema trifase e viceversa, a seconda di quale sorgente è collegata.

Il sistema è stato ora sostituito dal più moderno sistema trifase quasi ovunque nel mondo, ma il sistema è ancora utilizzato in alcune parti degli Stati Uniti, come Filadelfia e South Jersey negli Stati Uniti (dove è in declino). I motivi per cui questo sistema funziona ancora sono storici.

La rete di utilità monofase a tre fili, particolarmente comune in Nord America, a volte viene erroneamente chiamata sistema a due fasi, anche se nell'installazione principale si tratta di un sistema monofase.