Y・Δ結線の電流と電力

Y・Δ結線は、三相交流回路で三つの相を接続する代表的な二つの方式である。Y結線は三つの相の一端を共通に接続して中性点を作る結線であり、Δ結線は三つの相を環状に接続する結線である。三相回路の電流と電力を求める際には、結線の方式によって線電流と相電流、線間電圧と相電圧の関係が異なるため、まずこの関係を正確に把握しなければならない。 本節では、平衡三相回路を前提として、Y結線とΔ結線それぞれの電圧と電流の関係、電力の式、Y・Δ変換の順に述べる。平衡三相回路とは、三つの相のインピーダンスが等しく、電源電圧の大きさが等しく位相差が120度の対称三相電圧で駆動される回路をいう。

Y結線の電圧と電流

Y結線では、線電流の大きさが相電流の大きさと等しくなる。ここで相電流は各相の負荷を流れる電流であり、線電流は電源側と負荷側を結ぶ電線を流れる電流である。一方、線間電圧の大きさは相電圧の√3倍であり、線間電圧は対応する相電圧より位相が30度進む。これを式で書くと次のとおりである。

I_L = I_P, V_L = √3 V_P

すなわち、相電圧は線間電圧を√3で割った値である。平衡負荷の場合、中性点を経由して中性線に流れる電流はゼロとなる。

Δ結線の電圧と電流

Δ結線では、線間電圧の大きさが相電圧の大きさと等しくなる。各相の負荷は二つの線の間に直接接続されるため、負荷に加わる電圧は線間電圧そのものである。一方、線電流の大きさは相電流の√3倍であり、線電流は対応する相電流より位相が30度遅れる。これを式で書くと次のとおりである。

V_L = V_P, I_L = √3 I_P

すなわち、Δ結線の相電流は線電流を√3で割った値である。線電流は、一つの節点に接続された二つの相の電流の差として現れるため、相電流の√3倍となる。