三相システムの単相システムに対する利点
現在、3相交流システムは非常に人気があり、世界中で発電、送電、配電、および電動機に使用されています。
3相システムは、単相システムと比較して以下の利点があります：
3相の発電機の重量に対する出力比は、単相発電機と比較して高いです。つまり、同じ量の電力を発生させる場合、3相発電機のサイズは単相発電機よりも小さいです。そのため、同じ量の電力を発生させるための発電機の全体的なコストが削減されます。さらに、重量が軽いため、発電機の輸送と設置が便利になり、発電所での設置スペースも少なくて済みます。
同じ量の電力の送電と配電の場合、3相システムでは単相システムと比較して導体材料の必要量が少ないです。したがって、3相の送電と配電システムは単相システムよりも経済的です。
単相供給と3相供給による電力生成を考えてみましょう。単相供給と3相供給による電力波形を図(C)と図(D)に示します。
上記の図(C)と(D)から明らかなように、3相システムでは瞬時電力が周期的にほぼ一定であり、機械の動作が滑らかで振動が少ないです。一方、単相システムでは瞬時電力が変動するため、機械に振動が生じます。
3相誘導電動機の重量に対する出力比は、単相誘導電動機と比較して高いです。つまり、同じ量の機械力に対して、3相誘導電動機のサイズは単相誘導電動機よりも小さいです。そのため、誘導電動機の全体的なコストが削減されます。さらに、重量が軽いため、誘導電動機の輸送と設置が便利になり、設置スペースも少なくて済みます。
3相誘導電動機は、3相供給によって生じる磁束が一定の大きさで回転性を持つため、自己起動可能です。一方、単相誘導電動機は、単相供給によって生じる磁束が脈動性であるため、自己起動できません。そのため、単相誘導電動機を自己起動させるために特別なアレンジが必要となり、単相誘導電動機のコストが増加します。
3相モーターは、より良い力率を持っています。
3相トランスフォーマーの重量に対する出力比は、単相トランスフォーマーと比較して高いです。つまり、同じ量の電力に対して、3相トランスフォーマーのサイズは単相トランスフォーマーよりも小さいです。そのため、トランスフォーマーの全体的なコストが削減されます。さらに、重量が軽いため、トランスフォーマーの輸送と設置が便利になり、設置スペースも少なくて済みます。
3相トランスフォーマーのいずれかの巻線に障害が発生した場合でも、残りの2つの巻線を使用して開放デルタ接続を行い、3相負荷に供給することができます。これは単相トランスフォーマーでは不可能です。この能力により、3相トランスフォーマーの信頼性が向上します。
3相システムは単相負荷に供給できますが、その逆は不可能です。
3相供給から整流された直流はリップル係数が4％であり、単相供給から整流された直流はリップル係数が48.2％です。つまり、3相供給から整流された直流は単相供給から整流された直流よりもリップルが少ないです。そのため、3相供給からの直流整流にはフィルターの必要性が少なくなり、コンバータの全体的なコストが削減されます。
上記から、3相システムは単相システムと比較して経済的、効率的、信頼性が高く、便利であることが明らかです。
声明：元の文章を尊重し、良い記事は共有する価値があります。著作権侵害があれば削除をお願いします。
