Sistema de corriente alterna bifásico
El sistema de dos fases fue el precursor del sistema trifásico actual. Sus fases se desplazaron 90 ° entre sí, de modo que la primera tenía una curva de voltaje sinusoidal, la segunda, un coseno.
La mayoría de las veces, la corriente se distribuía en cuatro cables, con menos frecuencia en tres, y uno de ellos tenía un diámetro mayor (debía calcularse para el 141% de la corriente en fases separadas).
El primero de estos generadores tenía dos rotores girados 90° entre sí, por lo que se parecían más a dos generadores monofásicos conectados configurados para producir voltaje alterno bifásico. Los generadores instalados en las Cataratas del Niágara en 1895 eran de dos fases y eran los más grandes en ese momento.
Un diagrama simplificado de un generador de dos fases.
El sistema de dos fases tenía la ventaja de permitir motores eléctricos asíncronos.
El campo magnético giratorio, que crea una corriente bifásica, proporciona al rotor un par que puede girarlo desde el reposo. Un sistema monofásico no puede hacer esto sin el uso de condensadores de arranque. La configuración de bobinado de un motor de dos fases es la misma que para un motor monofásico de arranque por condensador.
También fue más fácil analizar el comportamiento de un sistema con dos fases completamente separadas. De hecho, fue hasta 1918 cuando se inventó el método de los componentes simétricos, que permitió diseñar sistemas con cargas desequilibradas (básicamente cualquier sistema donde por alguna razón es imposible equilibrar las cargas de las fases individuales, normalmente residenciales).
Bobinado de motor bifásico alrededor de 1893.
Mayoría motores paso a paso también se pueden considerar como motores bifásicos.
Distribución trifásica, en comparación con la distribución bifásica, requiere menos cables para el mismo voltaje y la misma potencia transmitida. Esto requiere solo tres cables, lo que reduce significativamente el costo de instalación del sistema.
Como fuente de corriente bifásica, se utilizó un generador especial, que tenía dos juegos de bobinas giradas entre sí en 90 °.
Los sistemas bifásicos y trifásicos se pueden conectar directamente mediante dos transformadores en la denominada conexión Scott, una solución más económica y eficiente que el uso de convertidores rotativos.
Circuito de Scott: fases Y1, Y2, Y3 de un sistema trifásico; R1, R2 — una fase de un sistema de dos fases, R3, R4 — la segunda fase de un sistema de dos fases
En el momento en que estaba cambiando de un sistema bifásico a un sistema trifásico, era necesario decidir cómo distribuir uniformemente la carga de las máquinas bifásicas en un sistema trifásico para equilibrarlo, porque la las fases individuales no se pueden regular por separado.
Además, puede convertir la electricidad no solo de un sistema trifásico a un sistema bifásico, sino también viceversa, asegurando así la interconexión entre unidades eléctricas más grandes y el intercambio de energía entre ellas.
Suponiendo que el voltaje en los lados trifásico y bifásico debe ser el mismo, uno de ellos se escucha justo en el medio, el devanado se divide 50:50 y sus extremos están conectados a dos fases, y el otro tiene solo 86.6 % del devanado, en consecuencia, se crea una rama allí...
Este segundo transformador se conecta al centro del primero, y la derivación se conecta a la fase restante.Luego, se produce una corriente en los devanados secundarios, que están desplazados 90 ° entre sí.
Desafortunadamente, esta conexión no es capaz de equilibrar la carga desequilibrada de las fases individuales, el desequilibrio de un sistema bifásico se transfiere a un sistema trifásico y viceversa, dependiendo de qué fuente esté conectada.
El sistema ahora ha sido reemplazado por el sistema trifásico más moderno en casi todo el mundo, pero el sistema todavía se usa en partes de los EE. UU., como Filadelfia y el sur de Jersey en los EE. UU. (donde está en declive). Las razones por las que este sistema todavía funciona son históricas.
La red de servicios públicos monofásica de tres cables que es particularmente común en América del Norte a veces se denomina incorrectamente sistema bifásico, a pesar de que es un sistema monofásico en la instalación principal.