二相交流方式

二相システムは、今日の三相システムの前身です。その位相は互いに90°シフトしており、最初の位相は正弦波の電圧曲線を持ち、2番目の位相は余弦波になります。

ほとんどの場合、電流は 4 本のワイヤに分配されますが、3 本のワイヤに分配されることは少なく、そのうちの 1 本の直径はより大きくなります (電流の 141% を別の位相で計算する必要がありました)。

これらの発電機の最初のものは、互いに 90 度回転した 2 つのローターを備えていたため、2 相交流電圧を生成するように設定された 2 つの単相発電機を接続したように見えました。 1895 年にナイアガラの滝に設置された発電機は二相式で、当時としては最大のものでした。

二相発電機の簡略図

二相システムには、次のような利点がありました。 非同期電気モーター.

二相電流を生成する回転磁界は、ローターにトルクを与え、ローターを静止状態から回転させることができます。単相システムでは、始動コンデンサを使用せずにこれを行うことはできません。二相モーターの巻線構成は次と同じです。 単相コンデンサスタートモーター用.

また、2 つの完全に別個のフェーズを持つシステムの動作を分析することも容易になりました。実際、対称コンポーネントの方法が発明されたのは 1918 年までで、これにより不均衡な負荷を持つシステム (基本的には、何らかの理由で個々のフェーズの負荷のバランスを取ることができないシステム、通常は住宅) の設計が可能になりました。

1893 年頃の二相モーター巻線。

多数 ステッピングモーター 二相モーターとみなすこともできます。

三相配電は、二相配電と比較して、同じ電圧と同じ送電電力に対して必要なワイヤの数が少なくなります。これに必要なワイヤは 3 本のみであるため、システムの設置コストが大幅に削減されます。

二相電流源として、互いに90°回転させた2組のコイルを備えた特別な発電機が使用されました。

二相および三相システムは、いわゆるスコット接続で 2 つの変圧器を使用して直接接続できます。これは、ロータリー コンバータを使用するよりも安価で効率的なソリューションです。

スコット回路: 三相システムの相 Y1、Y2、Y3。 R1、R2 — 二相システムの 1 相、R3、R4 — 二相システムの第 2 相

二相システムから三相システムに変更するときに、二相機器の負荷を三相システムにどのように均等に分散してバランスを取るかを決める必要がありました。個々のフェーズを個別に調整することはできません。

さらに、電力を三相システムから二相システムに変換するだけでなく、その逆も行うことができるため、より大型の電気ユニット間の相互接続とそれらの間のエネルギー交換が確保されます。

三相側と二相側の電圧が同じであると仮定すると、一方はちょうど真ん中で聞こえ、巻線は50：50に分割され、その両端は2相に接続され、もう一方は86.6しかありません。 % の巻き線に応じて、そこに分岐が作成されます...

この 2 番目の変圧器は 1 番目の変圧器の中心に接続され、タップは残りの相に接続され、相互に 90 度ずれた二次巻線に電流が生成されます。

残念ながら、この接続では各相の不平衡負荷のバランスを取ることができず、どの電源が接続されているかに応じて、二相システムの不平衡が三相システムに転送され、またその逆も同様です。

このシステムは現在、世界中のほぼどこでも、より近代的な三相システムに置き換えられていますが、このシステムは、米国のフィラデルフィアやサウスジャージー（衰退傾向にある）など、米国の一部では依然として使用されています。このシステムが今でも機能している理由は歴史的なものです。

北米で特に一般的な単相 3 線のユーティリティ ネットワークは、主要設備では単相システムであるにもかかわらず、誤って二相システムと呼ばれることがあります。