V結線の電流と利用率について

【V結線の電源部分の電流と線電流、負荷部分の相電流の大きさと位相】

V結線電源とY結線平衡三相負荷の各部位の電圧についてはこちら → 【V結線の線間電圧とY結線の各相の負荷にかかる相電圧の大きさと位相】


電源部分のa-b間、b-c間を流れる電流をそれぞれ・ab、・bcとし、a-a’間、b-b’間、c-c’間の線電流をそれぞれ・a、・b、・cとする。

負荷部分の各相の電流については、例えば、a’-o’間にはa-a’間の線電流・aがそのまま流れ込む形になるので、a’-o’間の相には・aが流れる。同様にしてb相には・bが、c相には・cが流れる。

【V結線の線間電圧とY結線の各相の負荷にかかる相電圧の大きさと位相】で見たように・Va、・Vb、・Vcは対称三相電圧になっているので、その各部分を流れる電流も大きさが等しく、位相は120°ずつずれた関係になっている。

よって、・aの位相をゼロとして各電流の位相を図に表すと下図のようになる。

電源部分の電流についてみていく。
点aについて電流の出入りを見てみると、・abが流れ込み、・aが流れ出ているので
ab -a = 0 → ab = ・a

点bについては、・bcが流れ込み、・b、・abが流れだしているので
bc -b -ab = 0 → bc = ・b + ・ab

点cについては ・bcと・cが流れだしているので
-bc -c = 0 → bc = -c

となる。これらの関係を図にまとめると以下のようになる。

電源部分の電流は位相が60°ずれた関係になる。大きさは負荷を流れる電流に等しい。

ここがV結線の大切なポイントである。V結線三相電源は、電圧に関してはΔ結線対称三相電源と同じくY結線平衡負荷にかかる相電圧は線間電圧の1/√3倍になるが、電流に関してはΔ結線とは異なる。Δ結線の場合は線電流は電源部分の電流の√3倍になるが、V結線の場合は電源部分の電流は線電流と等しいのである。

負荷の力率をcosθ(遅れ)として、各部位の電圧との関係を図示すると以下のようになる。ここで注意が必要なのは、位相がθ遅れるのは負荷を流れる電流(・a、・b、・c)が負荷にかかる電圧
(・Va、・Vb、・Vc)に対してである。


【V結線電源の利用率について】

上で各部位の電流についてみてきたが、

電源部分の電流と電圧を見てみると電源の皮相電力は
|・ab| |・Eab| [V・A]
|・bc| |・Ebc| [V・A]
である。

・Eabと・Ebcの大きさ、・abと・bcの大きさは等しいので、それぞれの大きさをE,gとすると
電源1台の皮相電力Sgは
Sg = gE [V・A]
(2台分では2Pg)
である。

負荷側を見てみる。
負荷に流れる電流・a、・b、・cの大きさは等しいのでこれをzとし、
各負荷にかかる電圧・Va、・Vb、・Vcも大きさが等しいので、これをVzとすると、

一相分の皮相電力Szは
Sz = zVz [V・A]
となる。

ここで、負荷を流れる電流は電源部分を流れる電流と大きさは等しいので
z = g

負荷にかかる電圧は線間電圧の1/√3倍であったので
Vz = E/√3

よって
Sz = zVz = IgE/√3 = Sg/√3 [V・A]
となるから、

負荷三相分の皮相電力は
3Pz = √3Pg
となる。

ということは、電源の容量は二台分で2Pg[V・A]であっても、そのうち負荷側に供給される皮相電力は√3Pg[V・A]にとどまるということである。











コメント

このブログの人気の投稿

Tunnel adapter ローカルエリア接続とは

エクスプローラーでフォルダ内のファイルをスクロールさせて下のほうにあるファイル・フォルダを表示させているときに突然に表示位置がトップ位置へと戻ってしまう現象と一応の解決策

Windows Defender の定義の更新でエラー その後 解決編を追加