V結線の基本｜電験3種ネット

V結線の基本

投稿日: 2021年2月12日作成者: a-udoh

V結線は2つの電源で三相を供給する結線方式です。
線間電圧・相電圧の関係、線電流・相電流の関係をしっかり理解しておくと、電力科目や機械科目で出題されるΔ結線との出力比や、利用率についてもしっかり理解することができます。

1. V結線回路の電圧

Δ結線において3つある電源のうち、1つの電源を除いて2つの電源にしたものが、V結線電源です。
除いた電源の代わりを、残りの2つの電源で行います。

上図に表す各線間電圧 $\displaystyle \dot V_{ab}$ 、 $\displaystyle \dot V_{bc}$ 、 $\displaystyle \dot V_{ca}$ は、それぞれ次の通りです。
$\displaystyle \dot V_{ab} = \dot E_a$
$\displaystyle \dot V_{bc} = \dot E_b$
$\displaystyle \dot V_{ca} = -\dot E_a -\dot E_b = - \left( \dot E_a + \dot E_b \right)$

これをベクトル図で表すと下図のようになり、負荷へ加わる電圧 $\displaystyle \dot V_{ab}$ 、 $\displaystyle \dot V_{bc}$ 、 $\displaystyle \dot V_{ca}$ は120°ずつ位相がずれた、対称三相交流電圧になっていることがわかります。

このように、V結線電源は2つの電源で三相の電源として機能します。

また、線間電圧 $\displaystyle \dot V_{ab}$ 、 $\displaystyle \dot V_{bc}$ 、 $\displaystyle \dot V_{ca}$ の大きさと、相電圧 $\displaystyle \dot E_a$ 、 $\displaystyle \dot E_b$ の大きさが等しくなることが大きなポイントです。

2. V結線回路の電流

上図のように、負荷へ流れていく線電流を $\displaystyle \dot I_a$ 、 $\displaystyle \dot I_b$ 、 $\displaystyle \dot I_c$ とすると、電源 $\displaystyle \dot E_a$ のところには $\displaystyle \dot I_a$ が、電源 $\displaystyle \dot E_b$ のところには $\displaystyle \dot I_c$ が流れていることがわかります。
このように、V結線電源は線電流と相電流が等しいという特徴があります。

また、b点でキルヒホッフの第1法則を用いると、
$\displaystyle \dot I_a + \dot I_b + \dot I_c = 0$
となり、3つの線電流を足し合わせると0になるという対称三相交流の特徴と一致します。

関連リンク

・初見の問題でも迷わない！業界初の「ステップ学習」で自力で解く力をつける！

カテゴリー: