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交流には3相がよく用いられますが、2相や4相はないのでしょうか?

なぜ3なのか?単純な疑問です。
お判りの方宜しくお願いいたします。

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A 回答 (5件)

2相ですと180度位相のずれた波形になります。


(紙に書いて下さい)
仮に100Vとします、これをよく見ると、0Vの個所があります、そして波高値は100×√2≒141V、この141Vが上側と下側にあります。
機器の端子から見れば両方が足された電圧になりますので波高値の時の端子間電圧は282Vです。

0Vから電圧が上昇して最大値で282V、それから電圧が下がっていきまた0Vの地点を経過する、これの繰り返し。
機器に加わる電圧としては単相の電圧変化と全く同じです。
2相100V=単相200V、従って2相交流という扱いはしません。


4相だとすると90度ずつ位相がずれる事になります、仮にA相・B相・C相・D相とすると、A・Cは180度ずれており前述の2相交流と同じでAとCで一つの相(電圧は2倍になる)BとDで一つの相(電圧は2倍)両者の位相は90度違い。
これは4相4線では無くて単相2線が2組有るということです。

N相を設けて4相5線にしたらどうか?、という意見が出ると思います。
たしかにN相を設ければ電圧は4種類有ることになります、しかし3相から1相増えるだけなのに配線は2本も増えてしまう。
さらに機器の作りも複雑になります、N相を基準として4つの単相が有る、という感じの使い方になってしまう。
4相5線にメリットはありません。


3相は120度の位相ですので時計の文字盤に当てはめると12時(R相)、4時(S相)、8時(T相)ですね。
12時Rが最大値であるとして、次第に電圧が下がっていき次に4時Sが最大値になるそして下がっていく次は8時Tが最大値になる、この繰り返し12→4→8→12→4→8→12→、電圧が最大になる個所が文字盤の上をぐるぐる回っているでしょう。
だからモーターが回る。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

たしかに2相だと電位差が200√2=282Vにもなってしまいますね。
時計の文字盤のたとえは解りやすかったです!

お礼日時:2012/09/01 19:16

2相は現実に見ないと思いますが古くはあったみたいです。




(社)電気学会 電気技術史技術委員会
電 気 技 術 史 43号
http://www2.iee.or.jp/~fms/tech_a/ahee/newslette …
引用
二つの交流を互いに四分の一周期ずつずらして固
定電磁石に与えると回転磁界が発生し、電磁石を回
すのと同じ効果を得ることができる。1887 年、テス
ラは最初の実用的なモータ(二相交流モータ)を完
成する。このモータを三相以上に発展させ、発電機
などの関連技術と合わせて体系化したのがテスラの
多相交流システムである。
引用終わり

つまり90度位相の違う電源2組でモータの回転磁界を作るというものです。
しかし送電まで考えると3本(4本)の線が必要で2つの電源分しか送れません。
そこで3相の120度で考える回転磁界もできて3つの合計がベクトル的にゼロになり戻りの線が省略できます。
4相は2相の反転版ですからバランスはいいですが3相に線の数で負けます。

なので3相が合理的だということになったと思います。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
3相が合理的であることはよく解りました。

お礼日時:2012/09/02 22:12

 >家庭用のモーター(冷蔵庫や洗濯機など)、は単相で動きますが、


 >何か特別な工夫がしてあるのでしょうか?
始動に工夫がしてあり、駆動コイルに対して位相を発生させるコイルを追加し、回転方向の確定と始動の補助をさせていると聞いています。
よく聞かれるのは、コンデンサ始動方式でしょうか。

 >2相=単相?
 >2輪車をよく単車と呼びますが、それと同じようなものですか?
 >しかし、180度位相をずらしたら、単相とは波形が違うと思うのですが・・・?
No.2でご説明した通り、電線だけで見たら2相ですが、回路で見れば一巡しています。
つまり、電源に当たる発電機コイルや変圧器コイルは、たった一つしか使用していません。
電源コイルが一つなので単相と考えれば、納得されると思います。
その為、バイクを単車と呼ぶ事とは関係ないと思います。

ちなみに、配電線の単相は、位相が180°ではありません。
三相3線式の3線の内、2線だけから単相として取り出しているので、200Vで120°、100Vで60°の位相になっています。
これは、変圧比が6600/200の変圧器を使用している為と、2次側コイルの中点より単相3線式の中性相Nを取り出している為です。
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この回答へのお礼

再度の回答ありがとうございます。

最後の5行はちょっと理解できませんでしたが、だんだん解ってまいりました。

お礼日時:2012/09/01 19:19

2相は、単相と表現しますので、現在使用されています。


2相と呼ばない理由は、電線で考えれば2相なのですが、回路で考えれば行って帰っての一順路であるため、同じものと捕らえている為です。

3相が用いられる理由は、電動機を単純に動作させる事ができる最小単位であるからだと言われてます。
単相だと位相が180°である為に、極数を増やしても回転方向を一定にする事が難しいと聞いています。
それなら4相にするともっと滑らかになるので良さそうですが、今度は送電線路や配電線路の長い距離で一本無駄な電線を使用します。

節約と効率の丁度良いバランス点が3相であると言われています。

この回答への補足

2相=単相?
2輪車をよく単車と呼びますが、それと同じようなものですか?

しかし、180度位相をずらしたら、単相とは波形が違うと思うのですが・・・?

補足日時:2012/09/01 11:43
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

3相が発電機の設計や運用に効率的であるということですね。
電線の節約にもなる。

家庭用のモーター(冷蔵庫や洗濯機など)、は単相で動きますが、何か特別な工夫がしてあるのでしょうか?

お礼日時:2012/09/01 11:47

(以下の説明では位相の単位として弧度法をもちいます)


まず、2相というものはありません。

2相だと、二つの組が作られその電圧の位相差がπということになりますが、これは単に単相の線とそれを入れ替えたものが並列につながっているだけです。単相となんら変わりありません。

3相が使われる理由は、任意の2本を取り出しても線間電圧は全て同じ電圧になるため配線を間違えても回転が逆になる以外の問題が起こらないという利点があります。

たとえば4相200Vという電圧が供給された場合、4本の線が出ているとすると正しく4つのペアを作ると全て線間電圧は200Vとなりますが、間違えて配線すると200√2Vかかる組み合わせができます。(A,B,C,Dがこの順番でAB,BC,CD,DAと配線するとすべて200Vとなりますが、AとBを入れ替えてしまうと、BA,CDは200Vですが、AC,DBは200√2Vとなります)
4相ならこれですみますが、相が多くなると何倍も大きな電圧がかかることになります。配線を間違えると危険ですし、線間の距離やケーブルの絶縁皮膜の厚さをもっと厚くする必要が出てきます。
線間電圧がどの組み合わせをとっても全て同じになるのは単相(2線しかないので1通りしか選べない)と3相しかありません。

相の数を増やすと、電線の総重量を減らすことが可能になります。
ただし、この効果はいくらでもよくなると言うわけではなく、単相の場合のsin(π/n+π/4)倍に過ぎず、最大でも0.71倍にしかなりません。これだけの効果のためにわざわざ相数を増やすのはマイナス面が増えるだけです。

この回答への補足

2相=単相?
2輪車をよく単車と呼びますが、それと同じようなものですか?

しかし、180度位相をずらしたら、単相とは波形が違うと思うのですが・・・?

補足日時:2012/09/01 11:43
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

電線の経済的な利用という観点から3相がよく用いられるということですね。

原理的にそれ以上の多相電源を使用するような用途はあるのでしょうか?

お礼日時:2012/09/01 11:39

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いくつか逆質問になります。

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(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。
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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。

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http://www.wdic.org/w/SCI/%E4%BA%8C%E7%9B%B8%E4%BA%A4%E6%B5%81

Q単相と三相の違い、メリットとデメリット

単相と三相の違い、メリットとデメリット

お世話になっております。
だいぶ年の離れた高校に通う従兄弟がおります。

ある日に質問を受けることがありました。
「日本と外国でコンセントの形が違うって知ったんだけど、電気は単相と三相で
違うみたいだね。日本は単相で50Hzか60Hzだって知ってるんだけど、三相って
どんなヤツなの?三相にしてメリットとかデメリットってあるの?それで電圧も
200V以上らしいけど何で?」
と聞かれました。

私が電子工学を専攻していたので電気を知ってると思い聞いてきたと思います。
ただ、正体は電子で100V以下のことしかいじってないので電気はそんなに
詳しくないのです。
(ミリVとかマイクロVとかそんなのばっかです。)

三相は位相が120度づつずれて送られることだと思ってます(汗)。
メリットは高圧のほうが途中の損失などが少なく効率よく送電できると思ってます(汗)。
デメリットは・・・思い浮かばない(汗)。
200V以上なのは、上記の送電の効率がいい(汗)。

うまく答えられず次回あったときに説明すると言っておきました。
(忘れててくれれば助かるな。。。)

どなたか、うまく説明できる内容を教えていただいてもよろしいでしょうか。
よろしくお願いいたします。

単相と三相の違い、メリットとデメリット

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と聞かれました。

私が電子工学を専攻していたので電気を知ってると思い聞いてきたと思...続きを読む

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三相三線だと単相二線に対し線を1本増やすだけで3倍の電力を送れる。

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 誘導電動機を使う場合は三相だとごくシンプルな仕組みでいいんですが、単相だと始動に工夫がいるとか(普通に使われていますが)ないこともないです。

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Q三相電力のUVWとRSTの違いについて

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また、各相は発電したときから決まっているのですか?
素人の考えですが相というのは単に波形の順番に過ぎないと思いますのでどのケーブルが何相であってもかまわないような気がするのですが。
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もともとは、RST、UVWに意味は無かったはずです。

有効電力がPowerから、P となった後
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
Sが皮相電力を表すようになったと記憶してます。
・・・P、Q、(R)、S、T、U、V、W、X、Y、Z

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 XYZ、UVW、RST が利用されるようになったと記憶してます。
XYZは何かと登場するため、利用は避けられているようですが
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Q電気回路の中性線とアースについて

気になったのでどなたか教えてください。


一般家庭の電源というのは、交流の単相3線式が多いと思うのですが、
単相3線式の回路図などを見ると、真ん中の線は中性線と呼ばれ
必ず接地されているそうですね。


で、100V電源の場合は必ずコンセントの片方が中性線になって
いるとの事ですが、ここで疑問です。


家電製品などによくアース線というものが付いています。
(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
ように接地するものだという事ですが、100Vのコンセントは必ず
中性線が繋がっているのであれば、万が一漏電した場合や、静電気が
蓄積した場合でもこの中性線から大地に電気を逃がしてやれるのでは
ないのですか?


また極端な話、中性線=接地(アース)された線と考えると、
次のような感じの改造をしたとしても家電製品は普通に使えるのでしょうか?
(危ないので絶対にしませんが、考え方としてどうか?をお聞きしたいです)


赤、白、黒の3線のうち、白を中性線とし、赤と白の2本がコンセントとして
きている場合、白を外してアース線に繋いだ場合。
(添付画像参照)


よろしくお願い致します。

気になったのでどなたか教えてください。


一般家庭の電源というのは、交流の単相3線式が多いと思うのですが、
単相3線式の回路図などを見ると、真ん中の線は中性線と呼ばれ
必ず接地されているそうですね。


で、100V電源の場合は必ずコンセントの片方が中性線になって
いるとの事ですが、ここで疑問です。


家電製品などによくアース線というものが付いています。
(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
ように接地するものだという事ですが...続きを読む

Aベストアンサー

>家電製品などによくアース線というものが付いています。
>(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

>このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
>ように接地するものだという事ですが、100Vのコンセントは必ず
>中性線が繋がっているのであれば、万が一漏電した場合や、静電気が
>蓄積した場合でもこの中性線から大地に電気を逃がしてやれるのでは
>ないのですか?

まず色々なところに誤解がありますので1つずつご説明します。

漏電は、電気を逃がしても解決しません。
漏れてはいけないものです。
火事や感電の原因になりますから。

静電気は中性線はおろか電力会社から来ている電源と無関係で、
普通、何の対策もしなくても人体への危険はありません。
但し機器を壊したり、
火花が発火事故の火元になったりすることはありますから、
それを防止するのに対策することはあります。
機器から電荷を逃がすというより、
どちらかと言えば人間から電荷を逃がします。
導電性の靴を履き床を導電性にしたりします。
電子部品なんかは導電性の袋に入れたりします。
これは静電気による帯電で例えばICチップのピン間に
何千ボルトという静電気由来の電圧がかかったりするのを
防止する為です。

次は家電製品についているアース線と、電源系統の中性線ですが、
これは全く別のものです。

アース線も電源系統の中性線は正しく接続すれば同電位です。
しかし目的が違います。

アース線は家電製品の表面や筐体などに、
故障や不良により、
内部の電源や昇圧された電源から給電されてしまったような場合、
それを逃がす為の線です。
こうしてあれば、
内部の電源や昇圧された電源から給電されてしまっても、
とりあえず電流はアース線を通って大地に逃げます。
人間が触れてもアース線と人体とでは、
圧倒的にアース線の方が抵抗が小さいので、
人間には電流はほとんど流れません。
これで人間を守ろうというのです。

ちなみにこれは3線式に限りません。2線式でも同じです。


>また極端な話、中性線=接地(アース)された線と考えると、
>次のような感じの改造をしたとしても家電製品は普通に使えるのでしょうか?

まともに動かないと思います。
確かに大地の電位と給電線の中性線は同電位ですが、
大地には抵抗がありまともに給電できない可能性が高いですね。

また仮にこれで家電を動かすだけの電気が流せたとしても、
これは漏電になります。
漏電遮断器が動作すると思います。

>家電製品などによくアース線というものが付いています。
>(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

>このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
>ように接地するものだという事ですが、100Vのコンセントは必ず
>中性線が繋がっているのであれば、万が一漏電した場合や、静電気が
>蓄積した場合でもこの中性線から大地に電気を逃がしてやれるのでは
>ないのですか?

まず色々なところに誤解がありますので1つずつご説明します。

漏電は、電気を逃がしても解決しません。
漏れてはいけ...続きを読む

Q3相200V 4本差込タイプを3本コンセントにつなぐ方法

3相200V の機械を買いました。
差込は4本タイプ(白 赤 緑 青の4本線)

しかし工場のコンセントは3本タイプコンセントです。

機械側、もしくはコンセント側を交換しなくてなりませんが、1本余りますよね?そのつなぎ方を教えてください。
お願いいたします。(例えば、色が合うようにつないで、緑は白に合流させる とか)

どちらも規格は20A用200V3相です。

電気屋に頼んでください 以外の回答お願いいたします。

Aベストアンサー

質問者様がどのくらい電気の知識をお持ちかわからないので、失礼があったらお許し頂きたいのですが、コンセントに3本のピンがあれば必ず3相200vであるという訳ではありません。単相3線式200Vという電源方式もあり、3相200Vとは似て非なるものです。間違えて接続すると機械が動かないどころか、故障してしまうことにもなり兼ねないので確認するに越したことはありません。

また機械の中にモーターが使われている場合、3本の電源線(R相、S相、T相)のつなぎ方によって回転方向が変わることがあります。これは相回転計などを使って正相、逆相を判定してつなぐのが基本で、線の色だけで判断すると機械に逆相印加する可能性もありますので注意が必要です。たいていR,S,Tの順に赤、白、青(もしくは黒)であることが多いですが、私なら自分が工事したのでなければ必ず相回転方向を確認したいところです。

また3相200Vを使用する電気機械なら各相の対地間電圧が200Vになるのでアースを取らなけばなりません。緑の線だけ接続せずに浮かしておいて、電源3本だけ接続して使用すると、もしものとき機械に触れた人が200Vに感電します。また緑の線を白などの電源線に合流させると機械のボディにそのまま200Vが印加されるので止めましょう。

以上、せっかく購入された機械を壊さないため、また使用する人に危害が及ばないことを願って老婆心ながら書き込まさせて頂きました。分かっておられたのであればスルーしてください。

質問者様がどのくらい電気の知識をお持ちかわからないので、失礼があったらお許し頂きたいのですが、コンセントに3本のピンがあれば必ず3相200vであるという訳ではありません。単相3線式200Vという電源方式もあり、3相200Vとは似て非なるものです。間違えて接続すると機械が動かないどころか、故障してしまうことにもなり兼ねないので確認するに越したことはありません。

また機械の中にモーターが使われている場合、3本の電源線(R相、S相、T相)のつなぎ方によって回転方向が変わることがありま...続きを読む

Q三相200vから単相200v取り出しの弊害

単相200vの機器の電源を三相200v、例としてR-S間プラス接地
で取るのはやってはいけないと聞きました。

何故やってはいけないのですか?
理由も教えて下さい。

Aベストアンサー

#6です。 追加で補足説明しておきます。

かつて私が電力マンの時に、溶接機(単相負荷)2台の申し込みがあったとき、それぞれ別の相に繋ぐことを条件に三相200Vの受電で契約算定したことがあります。

三相受電契約の場合は、そこに単相負荷を使用すれば三相の不平衡となるのは当然ですが、特定の相に偏るのは柱上変圧器の利用率が悪くなるので別の相に繋ぐこととしています。


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