電気ネットワークにおける三相回路の接続図

三相ネットワークの利点は、広範囲に分散できることは明らかです。

• エネルギーは 3 本のワイヤを介して長距離伝送され、位相の数が少ない場合よりも経済的です。

• 同期発電機、非同期モーター、三相変圧器 - 製造が容易で、経済的で、動作の信頼性が高い。

• 最後に、三相交流システムは、三相発電機の負荷がすべての相で同じである場合、正弦波電流の期間にわたって一定の瞬時電力を供給 (および取得) する機能を備えています。

電気ネットワークにどのような基本的な三相回路が存在するかを見てみましょう。

三相交流発電機の巻線は、通常、さまざまな方法で負荷に接続できます。したがって、最も経済的な方法は、発電機の各相に個別の負荷を直接接続し、負荷ごとに 2 本のワイヤを延長することです。ただし、このアプローチでは、接続に 6 本のワイヤが必要になります。

これは、材料の消費という点で非常に無駄であり、不便である。材料の節約を達成するために、三相発電機の巻線は単に「スター」または「デルタ」回路に結合されます。この配線ソリューションでは、最大 4 (「ゼロ点付きスター」または「デルタ」)、または最小 3 が得られます。

三相発電機は、互いに120°の角度で配置された3つの巻線の形で図に描かれています。発電機の巻線の接続が「スター」方式に従って実行される場合、同じ名前の巻線の端子は一点（いわゆる発電機の「ゼロ点」）で互いに接続されます。 ）。ゼロ点には文字「O」が付けられ、巻線の自由端子（相端子）には文字「A」、「B」、「C」が付けられます。

発電機の巻線が「三角形」方式で互いに接続されている場合、最初の巻線の端は2番目の巻線の始まり、2番目の巻線の終わり、3番目の巻線の始まりに接続されます。 3 番目の終わりから 1 番目の始まりまで、三角形は閉じます。幾何学的には、そのような三角形の EMF の合計はゼロになります。また、負荷が端子«A»、«B»、«C»にまったく接続されていない場合、電流は発電機の巻線を流れません。

その結果、三相発電機を三相負荷に接続するための 5 つの基本的なスキームが得られます (図を参照)。これらの図のうち 3 つだけで、負荷の 3 つの端が 1 点で結合されているスター接続の三相負荷が確認できます。荷重スターの中心にあるこの点は、«荷重ゼロ点» と呼ばれ、«O'» とマークされています。

このような回路では、負荷と発電機の中性点を接続する導体を中性線と呼びます。中性線の電流は«Io»として示されます。電流の正の方向の場合、通常、負荷から発電機への方向、つまり点「O」から点「O」への方向がとられます。

発電機の端子の「A」、「B」、「C」点と負荷を接続する電線は線路と呼ばれ、回路はそれぞれスター-スター、中性線、スター-スター、スター-デルタ、デルタ-と呼ばれます。デルタ、デルタスター - 電気ネットワークで三相回路を接続するための基本的なスキームは 5 つだけです。

直線状の導体に流れる電流を直線電流と呼び、Ia、Ib、Icで表します。線電流の正の方向については、通常、発電機から負荷への方向が取られます。線電流のモジュール値は、原則として、追加のインデックスなしで Il を意味します。回路の大きさは等しい。 2 つの線形導体間の電圧は線形電圧であり、Uab、Ubc、Uca で示されます。モジュールについて話している場合は、単に Ul と書きます。

発電機巻線のそれぞれは発電機相と呼ばれ、三相負荷の 3 つの部分のそれぞれは負荷相と呼ばれます。発電機の各相の電流、したがって負荷の電流は相電流と呼ばれ、If で示されます。発電機相と負荷相の内部電圧は相電圧と呼ばれ、Uf で示されます。

発電機の巻線が「星型」に接続されている場合、線間電圧は相電圧よりも絶対値​​でルートの 3 倍 (1.73 倍) 高くなります。これは、線間電圧が幾何学的に 30° を底辺とした鋭角の二等辺三角形の底辺となり、その脚が相電圧となるためです。一連の低い三相電圧 127、220、380、660 は、前の値に 1.73 を乗じることによって単純に形成されることに注意してください。

発電機の巻線が「スター型」に接続されている場合、明らかに線電流は相電流に等しくなります。しかし、発電機の巻線がデルタ結線されている場合、電圧はどうなるでしょうか?この場合、ネットワーク電圧は、各相および負荷の各部分の相電圧に等しくなります: Ul = Uf。負荷がスター結線されている場合、線電流は相電流と等しくなります: Il = If。

負荷が「デルタ」方式に従って接続されている場合、電流の正の方向として、デルタ バイパスの時計回りの方向を選択します。この決定は、電流がどの点からどの点に流れるかという関連する指標によって行われます。たとえば、Iab は点「A」から点「B」までの電流の指定です。

三相負荷がデルタ結線されている場合、線電流と相電流は等しくなりません。線電流は相電流によって検出されます。 キルヒホッフの第一法則によると: Ia = Iab-Ica、Ib = Ibc-Iab、Ic = Ica-Ibc。