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モーターやポンプ等の3相の機器で、1線が断線すると
機器が壊れる(線が焼ける?)って聞いたことがあります。
恐らく断線前より電流が多く流れるのかと思いますが、
なぜなんですか?多く流れるなら、断線前の何倍流れる
んですか?

私が思うに、インピーダンスが変わらなければ
電流は変わらないのかなーーなんて思うんですが・・。

または、Pが一定だとすれば断線前は
 P=1.73×VIcosθ
とすれば、1線断線するとパワーは
 VIcosθしかないので同じPにするには
Iを1.73倍することになるのかなーー
なんて思います。

違いますか?

A 回答 (3件)

もう一点別のケース。


回転中の電動機で一線断線した場合
電動機には単相電圧が加わります
単相の電圧は、正向きの三相電圧と逆回転の三相電圧に分解できます
で、逆回転の電圧に対しては、電動機は逆回転していることになって
(誘導機だと非常に大きなすべりになって、同機器だと脱調状態になって)過大な電流が流れます
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極大まかには、


モータが回転しているときには、内部で回転速度に相当する起電力Eが発生しています。
このとき、モータに流れる電流Iは概略
I=(V-E)/Z
V:電源電圧、Z:巻線の抵抗、モータの二次抵抗、漏れインピーダンスなど
になっています。(厳密には、もうひとつ励磁電流の成分があるのですが省略)
通常の運転状態(三相誘導機ですべりが数%)だと、EはVに対して95%程度の電圧になっていて、電流は小さく抑えられています。
(等価回路的には、モータの二次抵抗が(1/すべり)倍になっている。)

ところが、一線断線などでモータが停止すると、E=0になり、電流が過大になって、巻線の焼損に至ります。
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3相のモーター(ポンプのモーターも同じ)は回転することで各相のインピーダンス(r+i 2πfL)が発生します。


巻き線抵抗rは インダクタンスの交流負荷2πfLに対して、回転中は殆ど無視できます。
ところが、1相が断線すると、モーターの50Hzまたは60Hzの回転磁界ができず、モーターの回転ができません。モーターが回転できないと各相のコイルのインピーダンスの「i 2πfL」分がなくなり、コイルの直流分だけになります。
回転時の力率(電圧と電流の位相差θのCosをとったCosθ)=Cos 2πfL/r≒0)が回転が止まるとCos 0/r≒1になって殆どモーターの巻き線の直流抵抗rだけになり、非常に大きな電流E/rが断線していない相の巻き線に流れ、巻き線の過大電流で巻き線が発熱し、その結果巻き線がショートにモーターが焼きついて壊れます。
この状態は、3相や単相交流モーターに過大負荷(モーターを回転させない程の大きな負荷)が接続された時も、回転しないためモーターのインダクタンスのインピーダンス分が発生せず、巻き線抵抗分だけになって過大電流がながれてモーター(の巻き線)が過熱しモーターの焼きつきが発生します。モーターの起動時に人手で回転を助けてやり、回転を始めてしまいさえすれば電流は急激に減少します。結果として焼きつかなくなります。私もこういったことは実際にモータを使ってベルトで回転機械を駆動する時に、回転はじめだけベルトを引っ張って回転の始動を助けてやることを何度も体験してきました。

3相モーターの相の配線が一相でも断線したり、回転しない時は直ぐスイッチを切らないとモーターが焼きつきます。モーターのスイッチを入れるときは回転の始動を確認するまではスイッチから手を離していけませんね。直ぐスイッチを切ることができるように備えているためです。モーターは焼きつくと修理不能で、新品に交換するしか方法はありませんね。
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3相3線式200vのモーターでS相が欠相になり、サーマルがトリップしていました。なぜ欠相でトリップするのか、調べてみたのですが「欠相による過電流」や「過電圧になり、モーター焼損」などしか書いておらず理屈がわかりません。単に単相でまわそうとしているので過負荷状態になっているだけなのでしょうか。教えてください。宜しくお願いします。

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また、「単に単相でまわそうとしているので過負荷状態になっているだけなのでしょうか。」
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Aベストアンサー

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この絶縁物質は熱や使用期間が長くなる事で絶縁する能力がだんだん落ちていきます。

電動機の起動時は電流が定格の7倍程度流れ、一気に熱が発生するので、電動機の寿命を短くする一番の要因です。
悪いことにこの起動電流の熱はコイルばかり温度が上がり、本体に伝わってくるころには、中はさらに熱くなっていて、電動機本体温度からは推測が困難です。
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hp

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三相電力にはU相V相W相がありますよね?これはR相S相T相とどこが
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Aベストアンサー

もともとは、RST、UVWに意味は無かったはずです。

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単にアルファベット順から、Qが無効電力、 Rは抵抗なので飛ばして
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既にご回答されているUVWやRSTに対する意味づけは、後付けルールみたいなものだと思います。
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Q中性線欠相事故について教えて下さい。

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Aベストアンサー

 >しかし、なぜ、100Vの各負荷を、赤白、或いは、黒白のどちらか一方だけに決めて接続しないのでしょうか?
どちらかだけには決めてませんが、既にやっています。
この方法は主に分岐回路に使用されていて、通常2P1E(2極・1引外し装置)の100V15A又は20Aのブレーカーを使用して、赤-白、黒-白を独立させて結線しています。
その為、負荷への配線は主に単相2線式なので、質問者様の仰る配線となっており、白相が欠相しても200Vは掛かりません。

次に本題ですが、単相2線式にした場合を考えてみましょう。
上記の説明より既に負荷側は単相2線式なので、主回路を単相2線式にした場合を考えます。
負荷の赤系統、黒系統に対してそれぞれ2本ずつ必要なので、合計4本の線が必要です。
主回路の配線ですから、60sq以上の配線を使用するなどは当たり前です。
そういった太い線を、引き込み点から分電盤までの間で、単相3線式より1本余分に施工しなければならないので、設備費用と労務が無駄になります。
それなら2本だけで良いじゃないかと思われるでしょうが、2本にすると合計の許容電流の問題から電線を太くする必要があります。
電線の太さが倍になったら電線の値段も倍とはならず、それ以上の値段になるので、これまた無駄な出費になります。

一方、単相3線式は、赤相、黒相の負荷が平衡している場合、両相の電流が打ち消し合い、中性相には電流が流れません。
つまり0Aという事は、白相には熱が発生しないので、3本あるにもかかわらず2本とすることができ、配管内の容積率を抑える事が出来ます。
それらに加え、主に主回路で使用されているので、1度施工したら後に改修する頻度も少ない為、中性線が欠相してしまう恐れも少ないと言えます。

こういった理由から、単相3線式が採用されています。
知識としては重要な事項ですが、主開閉器の締付けを確実に行えば、それほど起こるものでも無いという所です。

 >しかし、なぜ、100Vの各負荷を、赤白、或いは、黒白のどちらか一方だけに決めて接続しないのでしょうか?
どちらかだけには決めてませんが、既にやっています。
この方法は主に分岐回路に使用されていて、通常2P1E(2極・1引外し装置)の100V15A又は20Aのブレーカーを使用して、赤-白、黒-白を独立させて結線しています。
その為、負荷への配線は主に単相2線式なので、質問者様の仰る配線となっており、白相が欠相しても200Vは掛かりません。

次に本題ですが、単相2線式にした場合を...続きを読む

Q三相200Vを単相200Vで使用したい

三相200V電源を単相200V電源として使用したいのですが。
三相200Vの場合,R(赤)S(白)T(黒)の3線が電源として配線されておりますが,単相200Vととして使用する場合,R-S,R-T,S-Tのいづれを取っても良いのでしょうか。

以前にいづれかがアースに落ちている場合があると聞いたことがあり,この辺が不明なのですが。

Aベストアンサー

いくつか逆質問になります。

【1】 単相200Vの負荷は何でしょうか。
(a) 電熱器・電気炉、溶接機など。
(b) 蛍光灯・水銀灯、エアコンなど。

(a) のグループでしたら、三相電源に単相負荷をかけることは一般的に認められます。
(b) のグループは、単相三線式の電源で使用することが基本であり、三相電源からの使用は認められません。

【2】 前項の(a)であるとして、単相負荷の容量はどのくらいですか。また、三つに分割できますか。

【3】 三相電源の接地形態はお分かりですか。
(a) 動力専用バンクの三角 (またはV) 結線で一線接地。たぶん S線が接地されている。
(b) 灯動兼用バンクの V結線で、中性点接地。たぶん S線とT銭の中間で接地されている。

(a) のケースで単相負荷を取り出すには、三つに分割できる場合は、各相に均等になるように。(b) のケースでは、電灯と共用されている変圧器の容量が大きいので、中性点が接地されている相につなぐ。

【4】 電力会社との契約種別。
(a) 低圧。
(b) 高圧または特別高圧。

(a) の場合は電力会社の、(b) の場合は主任技術者の指示を仰ぐことが必要です。

いくつか逆質問になります。

【1】 単相200Vの負荷は何でしょうか。
(a) 電熱器・電気炉、溶接機など。
(b) 蛍光灯・水銀灯、エアコンなど。

(a) のグループでしたら、三相電源に単相負荷をかけることは一般的に認められます。
(b) のグループは、単相三線式の電源で使用することが基本であり、三相電源からの使用は認められません。

【2】 前項の(a)であるとして、単相負荷の容量はどのくらいですか。また、三つに分割できますか。

【3】 三相電源の接地形態はお分かりですか。
(a) 動力専用バ...続きを読む

Q三相誘導電動機の運転中の欠相電流について

三相誘導電動機の運転中に欠相が発生した場合の電流値に
ついて悩んでいます。

三相誘導電動機は運転中でも、欠相した場合は電流値は三相時よりも増えます。
その電流が増える倍率や理屈について いろいろな参考書や雑誌・ネット検索を
読んで勉強しました。
そして実測もしてみましたが、完全明白な理解には至らず、
それらをもとにして推測した自分の考え方があっているかどうかについて悩んでいます。

ですので、教えてもらえないでしょうか?

では、何点かにわけて質問させてください

(1)電流の倍率は、三相と単相の電力の差である√3によるものだと考えていいでしょうか?
  (同じ負荷を回転させるためには同じ電力が必要 だから約√3倍になる)

(2)(1)は参考書をもとに考えました。それに加えてある雑誌も読んでみました。
  その中でも やはり(1)同様に同じ負荷を回転させるから同等の電力が必要なような
  ことが記載されていました。
  ただ 参考書と違うのは約2倍になるというところです。
  対象座標法から解いていき単相時の電圧が0.5倍となるので電流は約2倍ということでした。 
 (1)の√3とどちらが正解なのでしょうか??

 
√3(約1.73倍)も2倍もたいして違いはありませんが なんかもやもやしています。

すいませんが 教えてもらえないでしょうか?

三相誘導電動機の運転中に欠相が発生した場合の電流値に
ついて悩んでいます。

三相誘導電動機は運転中でも、欠相した場合は電流値は三相時よりも増えます。
その電流が増える倍率や理屈について いろいろな参考書や雑誌・ネット検索を
読んで勉強しました。
そして実測もしてみましたが、完全明白な理解には至らず、
それらをもとにして推測した自分の考え方があっているかどうかについて悩んでいます。

ですので、教えてもらえないでしょうか?

では、何点かにわけて質問させてください

(1)電流の倍率は、...続きを読む

Aベストアンサー

#5補足に関して。
どの雑誌かまではわかりません。電気機器を扱う雑誌は数誌程度でしょうから、その中のどれかだろうなというあたりまでは想像できますが。

理論的な取り扱いとしては、大学電気工学科での電力工学(対称三相法)、電気機器(誘導機)で習う範囲かと思います。学年としては、3,4年くらいのところでしょうか。もし、理論的な裏づけを押さえたいということでしたら、全体を網羅している解説書やハンドブックの類(全体を網羅している分、個々の事柄は簡潔にまとめられている)と、細部を記述した電力工学や電気機器の教科書を併せて読まれるのが良いかも知れません。(教科書だけだと、対称法と誘導機を関連させての把握がしにくい面もあるかと思います。)

こういうのを扱いなれている分野、となると、電力制御や回転機制御に携わられているところ(今回の問題だと誘導機の特性によるところが大きいので、回転機制御の分野かな)、ということになるかと思います。

実務で扱う、ということになると、実際の機器では非線形性があるので線形なモデルで計算した場合から若干ずれるでしょうし、それ以外の要因(たとえば、通常運転時も電圧のひずみや非対称性がある)もあるでしょうから、(理論的な背景は頭の隅に残しておくとして)ざっくり「2倍弱」という程度で良いかなと思います。

#5補足に関して。
どの雑誌かまではわかりません。電気機器を扱う雑誌は数誌程度でしょうから、その中のどれかだろうなというあたりまでは想像できますが。

理論的な取り扱いとしては、大学電気工学科での電力工学(対称三相法)、電気機器(誘導機)で習う範囲かと思います。学年としては、3,4年くらいのところでしょうか。もし、理論的な裏づけを押さえたいということでしたら、全体を網羅している解説書やハンドブックの類(全体を網羅している分、個々の事柄は簡潔にまとめられている)と、細部を記述した...続きを読む

Qモーターの定格電流の出し方

三相200v5.5kw定格電流22Aのモーターなんですが全負荷運転で22Aの電流が流れるって事で良いのでしょうか?
ちなみに定格電流が分からないモーターの電流値の出し方は5500/200×√3なのでしょうか?
そうすると定格電流が違ってくるので・・・
勝手な考えなんですが力率を70%って考えればよいのでしょうか?
調べていくうちにだんだん分からなくなってきちゃいました
もし宜しければ教えていただきたいのですが

Aベストアンサー

・全負荷運転で22Aの電流が流れる
で、OKです。

・定格電流が分からないモーターの電流値
5.5kWは軸出力なので、電気入力(有効電力)に換算するために、効率で割る必要があります。
次に、皮相電力に換算するために力率で割る必要があります。
結果、
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モータの力率や効率が不明の場合には、
JISC4203 一般用単相誘導電動機
JISC4210 一般用低圧三相かご形誘導電動機
JISC4212 高効率低圧三相かご形誘導電動機
で規定されている効率や力率を使うことになるかと。
(これらの規格には、各容量について電流が参考値として記載されていますが)


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