三相電源とは?

三相電力は、3 本のワイヤを使用して 3 つの独立した交流電流を供給する送電方式です。各ワイヤの電流は、完全なサイクルの 3 分の 1 だけ他のワイヤからずれており、各電流は 1 つのフェーズを表しています。これは、このタイプの電源で動作するデバイスが、単相配電システムからよりも安定した電気の流れを受け取ることを意味します。一部の三相電力システムには、実際には 4 本のワイヤがあります。 4 番目は、システムがより高い電圧を使用できるようにする中性線です。

目的

3 つの電流が一緒になって、バランスの取れた負荷を提供します。これは、単相交流では不可能なことです。交流 (AC) では、電流の方向が交互に変わり、回路内を前後に流れます。これは、電圧も交互に変化し、常に最大から最小に変化することを意味します。三相電力は、3 本のワイヤを組み合わせて最大振動と最小振動を相殺するため、このタイプの電力を受け取るデバイスは、電圧がそれほど大きく変動しません。これにより、三相電力は電力分配の非常に効率的な形式になります。その結果、三相電気モーターは、同じ電圧と定格の単相モーターよりも消費電力が少なく、通常は長持ちします。

起源

三相電力の流れは発電所で始まり、発電機が機械力を交流電流に変換します。配電網と送電網で何度も変換された後、電力は家庭や企業に供給される標準電圧、ヨーロッパでは 230 ボルト、北米では 120 ボルトに変換されます。変圧器の出力は通常、1 つの接地されたリターンに接続された 3 本の活線を使用して電源システムに接続されます。これはスター接続と呼ばれます。

アプリケーション

このタイプのシステムは通常、家庭に電力を供給しませんが、供給する場合は主配電盤が負荷を分割します。配電コストが低いため、ほとんどの家庭用負荷は単相電力を使用しています。三相電源は、例外はありますが、産業環境や、重機を操作するためにより多くの電力が必要な場所で最も一般的です。

三相電力で最も頻繁に使用されるのは、電気モーターの稼働です。三相誘導電動機は、高効率、シンプルな設計、高始動トルクを兼ね備えています。産業用ファン、送風機、ポンプ、コンプレッサー、およびその他の多くの種類の機器は、このタイプの電気モーターを一般的に使用しています。三相電力を使用する可能性のあるその他のシステムには、空調設備、電気ボイラー、および交流を直流に変換するために使用される大型整流器システムが含まれます。

3 相電源で動作するほとんどのモーターは非常に大きいですが、このタイプの電源で動作するコンピューターのファンに電力を供給するモーターなど、非常に小さいモーターの例もあります。ファン内部のインバーター回路は、直流 (DC) を三相交流に変換します。 3 相モーターからのトルクは非常に滑らかであるため、これによりノイズが減少します。

基準

三相電力システムで使用される導体と呼ばれるワイヤは、通常、色分けされていますが、色は場所によって大きく異なり、ほとんどの国には独自のコードがあります。北米では伝統的に黒、赤、青を使用して 3 相を表し、白は中性線を表します。対照的に、ヨーロッパでは、茶色、黒、灰色が相を表し、中性線は青です。これらの国家基準があっても、日常のアプリケーションには多くの不規則性が存在する傾向があります。問題の個々の設備またはシステムの図を参照せずに、三相電力を扱っている人が仮定を立てることはお勧めできません。