三相交流
読み:さんそう-こうりゅう
外語:three phase A.C.
3本の電力線で伝送する
交流
のこと。
目次
概要
特徴
相
電流
結線
種類
Y結線
Δ結線
V結線
概要
ドイツのアルゲマイネ(Allgemeine)社のドリヴォ・ドブロウォルスキー(Dolivo-Dobrowolsky, Michael von)により考案され、その後の標準となった。
それぞれ
2
/
3
π[ラジアン](=120°)
位相
がずれたものを対称三相交流、そうでないものを非対称三相交流という。
電気技師は
単相交流
と区別するため、この三相交流を「
動力
」と呼ぶことが多い。その呼称通り、工場設備の大型
モーター
を稼働する用途などに多く利用されている。
特徴
相
3本の各電線を「相」といい、これが3本(3相)あるので三相交流という。
各相は、1相・2相・3相、あるいはa相・b相・c相などと呼び分ける。また、R相・S相・T相や、U相・V相・W相などともいう。
なお、どの線を1相とするか、というようなことは決まっていない。一般には、
受電点
などで1相・2相・3相を定め、以降は電線の色などで識別する。
電流
三相電流の特徴は、各線に流れる
電流
がそれぞれ消費電力の3の平方根分の1(
1
/
3
(1/2)
=
1
/
√3
= 58%)で済む点が挙げられる。
例えば、消費電力100kWの設備を考える。
家庭用電源AC100Vで実現しようとすると、100,000W÷100V=1,000Aとなり1,000Aの電流が必要になる。AC200Vにしても100,000W÷200V=500Aとなり500Aもの電流が必要となってしまう。
これを三相交流の200Vで実現しようとすると、100,000W÷200V÷√3≒288Aで、288Aの電流で済むことになる。電流が少なくなれば
電線
の径をその分小さくできるという利点がある。
結線
種類
三相交流の場合、結線方法によって、次の三種類がある。
Y結線(ワイけっせん) (別名、スター結線、星型結線)
Δ結線(デルタけっせん、さんかくけっせん)
V結線(ブイけっせん)
各相間の電圧を
線間電圧
、各相と中性線(接地)との電圧を
相電圧
という。
また、各相において、結線外の電流を線電流、結線内の電流を相電流という。
Y結線
Y結線は、三相(対称三相交流)の各層を、中性線で一括して接続するもの。
この結線方法は、線間電圧が相電圧の√3倍(約1.7倍)になる。例えば、相電圧が200Vであれば、線間電圧は約346Vになる。また、次の式が成り立つ。
皮相電力
= 相電圧×線電流×3 = 線間電圧×線電流×√3
Y結線においては、線電流と相電流は等しい。
Δ結線
Δ結線は、三相(対称三相交流)の各層を、相電圧が加わる向きに接続し、閉回路としたもの。図にした時に三角形となるため、Δ結線と呼ばれる。
この結線方法は、線間電圧と相電圧は等しい。また、線電流は相電流の√3倍(約1.7倍)になる。
V結線
V結線は、Δ結線から、一相(変圧器の巻線一つ)を除去したものである。
この結線方法も、線間電圧と相電圧は等しい。また、線電流も相電流と等しくなる。
柱上変圧器
などでは、単相変圧器を二台組み合わせてV結線することで三相交流としている。
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