なぜ3相電力か なぜ送電に6相や12相以上を使用しないのか
単相および三相システムが、電力送電、配電、および最終用途アプリケーションで最も一般的な構成であることは周知の事実です。両方とも基本的な電力供給フレームワークとして機能しますが、三相システムは単相システムと比較して明確な利点を提供します。
特に多相システム（6相、12相など）は、整流回路や可変周波数ドライブ（VFD）などのパワーエレクトロニクスにおいて特定の応用を見つけており、これらのシステムはパルス直流出力のリップルを効果的に低減します。多相構成（例えば6、9、または12相）を達成するためには歴史的に複雑な位相差動技術やモータジェネレータセットが必要でしたが、これらの方法は大規模な電力送電と配電のために経済的に非現実的でした。
なぜ3相システムではなく1相システムなのか？
三相システムの主な利点は、単相または二相システムよりもより多くの（一定かつ均一な）電力を伝送できることです。
単相システムの電力
P = V . I . CosФ
三相システムの電力
P = √3 . VL . IL . CosФ … または
P = 3 x. VPH . IPH . CosФ
ただし：
P = ワットでの電力
VL = ライン電圧
IL = ライン電流
VPH = 相電圧
IPH = 相電流
CosФ = 力率
三相システムの電力容量は単相システムの1.732 (√3)倍高いことが明らかです。比較すると、二相供給は単相構成よりも1.141倍の電力を伝送します。
三相システムの主要な利点の一つは、回転磁界（RMF）であり、これは三相モーターでの自己起動を可能にしながら、一定の瞬間的な電力とトルクを確保します。対照的に、単相システムはRMFを持たず、パルス状の電力を示すため、モータアプリケーションでの性能が制限されます。
三相システムはまた、電力損失と電圧降下を減らすことで優れた伝送効率を提供します。例えば、典型的な抵抗回路では：
単相システム
送電線での電力損失 = 18I2r … (P = I2R)
送電線での電圧降下 = I.6r … (V = IR)
三相システム
送電線での電力損失 = 9I2r … (P = I2R)
送電線での電圧降下 = I.3r … (V = IR)
三相システムの電圧降下と電力損失は単相システムの50%以下であることが示されています。
二相供給は三相供給と同様に、一定の電力を提供し、回転磁界（RMF）を生成し、一定のトルクを提供することができます。しかし、三相システムは追加の相があるため、二相システムよりも多くの電力を伝送できます。これにより、なぜ6、9、12、24、48などの更多的相を使用しないのかという疑問が生じます。これを詳しく説明し、同じ数の導体を使用した場合に三相システムが二相システムよりも多くの電力を伝送できる理由を説明します。
なぜ二相システムではないのか？
二相システムと三相システムはどちらも回転磁界（RMF）を生成し、一定の電力とトルクを提供することができますが、三相システムには重要な利点があります：高い電力容量。三相設定における追加の相により、二相システムよりも1.732倍の電力伝送が可能になります。
二相システムは通常、回路を完成させるために4本のワイヤー（2つの相導体と2つの中性線）を必要とします。共通の中性線を使用して3ワイヤーシステムにすることで配線を減らすことができますが、中性線は両方の相からの返り電流を運ぶ必要があり、過熱を避けるために太い導体（例：銅）が必要です。一方、三相システムはバランスの取れた負荷（デルタ接続）に対して3本のワイヤーを使用し、バランスの取れていない負荷（スター接続）に対して4本のワイヤーを使用することで、電力供給と導体効率を最適化します。
なぜ6相、9相、または12相ではないのか？
高相数システムは送電損失を減らすことができますが、実際的な制約により広く採用されていません：
三相システムの利点
三相システムは最適なバランスを保っています：
高相数システムは漸減する利益を提供します—各追加の相は指数関数的にコストを増加させますが、わずかな利益しか提供しません。このため、三相技術は効率性、簡便性、経済性のバランスを取りながら、世界標準の電力送電技術として残っています。
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