Kétfázisú váltakozó áramú rendszer
A kétfázisú rendszer volt a mai háromfázisú rendszer előfutára. Fázisait 90°-kal eltolták egymáshoz képest úgy, hogy az elsőnek szinuszos feszültséggörbéje volt, a másodiknak koszinuszos volt.
Leggyakrabban négy vezetéken, ritkábban három vezetéken osztották el az áramot, és ezek közül az egyik nagyobb átmérőjű volt (az áram 141%-ára kellett számolni külön fázisban).
Az első generátornak két forgórésze volt 90°-kal elforgatva egymáshoz képest, így inkább úgy néztek ki, mint két összekapcsolt egyfázisú generátor, amelyek kétfázisú váltakozó feszültséget állítanak elő. A Niagara-vízeséshez 1895-ben telepített generátorok kétfázisúak voltak, és akkoriban a legnagyobbak voltak.
Egy kétfázisú generátor egyszerűsített diagramja
A kétfázisú rendszernek megvolt az az előnye, hogy lehetővé tette aszinkron villanymotorok.
A forgó mágneses tér, amely kétfázisú áramot hoz létre, olyan forgatónyomatékot biztosít a forgórésznek, amely képes azt nyugalmi helyzetből elfordítani. Az egyfázisú rendszer ezt nem tudja megtenni indítókondenzátorok használata nélkül. A kétfázisú motor tekercselési konfigurációja megegyezik a egyfázisú kondenzátor-indító motorhoz.
Könnyebb volt egy rendszer viselkedését is elemezni két teljesen különálló fázissal. Valójában egészen 1918-ig feltalálták a szimmetrikus komponensek módszerét, amely lehetővé tette kiegyensúlyozatlan terhelésű rendszerek tervezését (alapvetően minden olyan rendszert, ahol valamilyen oknál fogva nem lehet kiegyenlíteni az egyes fázisok terheléseit, általában lakossági).
Kétfázisú motor tekercselés 1893 körül.
Többség léptetőmotorok kétfázisú motornak is tekinthetők.
Háromfázisú elosztás, a kétfázisú elosztáshoz képest kevesebb vezetéket igényel azonos feszültséghez és azonos átvitt teljesítményhez. Ehhez mindössze három vezetékre van szükség, ami jelentősen csökkenti a rendszer telepítésének költségeit.
Kétfázisú áramforrásként egy speciális generátort használtak, amelyben két tekercskészlet volt egymáshoz képest 90 ° -kal elforgatva.
A két- és háromfázisú rendszerek közvetlenül két transzformátor segítségével, úgynevezett Scott-kapcsolatban kapcsolhatók össze, ez a megoldás olcsóbb és hatékonyabb, mint a forgó átalakítók alkalmazása.
Scott áramkör: háromfázisú rendszer Y1, Y2, Y3 fázisai; R1, R2 – kétfázisú rendszer egyik fázisa, R3, R4 – kétfázisú rendszer második fázisa
Abban az időben, amikor kétfázisú rendszerről háromfázisúra váltottam, el kellett dönteni, hogy a kétfázisú gépek terhelését hogyan kell egyenletesen elosztani egy háromfázisú rendszeren, hogy egyensúlyba kerüljön, mert a az egyes fázisok külön nem szabályozhatók.
Ezen túlmenően nemcsak háromfázisú rendszerből kétfázisúvá alakíthatja át az áramot, hanem fordítva is, ezáltal biztosítva a nagyobb elektromos egységek közötti összeköttetést és a köztük lévő energiacserét.
Feltételezve, hogy a háromfázisú és a kétfázisú oldalon azonos feszültségűnek kell lennie, az egyik közvetlenül középen hallatszik, a tekercselés 50:50-re hasad és a végei két fázisra vannak kötve, a másikon pedig csak 86,6 a tekercs %-a, ennek megfelelően ott jön létre egy elágazás...
Ez a második transzformátor az első közepére, a csap pedig a fennmaradó fázisra van csatlakoztatva, majd a szekunder tekercseken áram keletkezik, amelyek egymáshoz képest 90°-kal el vannak tolva.
Sajnos ez a csatlakozás nem képes kiegyenlíteni az egyes fázisok kiegyensúlyozatlan terhelését, a kétfázisú rendszer kiegyensúlyozatlansága átkerül a háromfázisú rendszerbe és fordítva, attól függően, hogy melyik forrás van csatlakoztatva.
A rendszert mára a világon szinte mindenhol a modernebb háromfázisú rendszer váltotta fel, de az Egyesült Államok egyes részein még mindig használják a rendszert, például Philadelphiában és South Jerseyben (ahol hanyatlóban van). Az okok, amelyek miatt ez a rendszer még mindig működik, történelmiek.
Az Észak-Amerikában különösen elterjedt egyfázisú, háromvezetékes közműhálózatot néha helytelenül kétfázisú rendszernek nevezik, pedig a fő telepítésben ez egyfázisú rendszer.