単相交流の位相を１２０度ずらす方法は？

質問

ある周波数を持つ単相交流の一次回路があるのですが、二次回路で位相を１２０度ずらして基本波、１２０度、２４０度の三相を作りたいと考えています。（まあ普通の三相交流にしたい訳です）但し三相モーターを回したいという目的ではありません。

因みに一次、二次回路共に高電圧なため単相→三相用のインバーターは使用できません。
それなら位相がずれた一次回路を３個作って、二次回路で集合させればと言われそうなのですが、スペース的にも金銭的にもトランスが入った一次回路自体を３個も作る余裕がありません。

うーん・・・困ってます！

回答No.5

itou4382 · ベストアンサー

単相交流を三相交流に変換する方法ですが、電圧を取り出すだけで良いのか、電力を取り出すのかによって方針が違います。
(1)三相電圧をつくる方法
単相交流１－２間に負荷Ｃ1＋ｒと負荷Ｒ＋Ｃ2を接続します。Ｃ1＝Ｃ2＝Ｃとする。
ｒ＝１／（２Ｘ１．７３２ＸπＸｆＸＣ）
Ｒ＝１．７３２／（２ＸπＸｆＸＣ）
単相交流の端子１（Ｃ1とＲの接点）と両負荷の中点の三点が三相電圧を形成しますが、負荷電流を流すと位相がずれて成立しなくなります。
(2)三相電力をつくる方法
Ａ．単相モーターを回して三相発電機で発電する。
Ｂ．整流平滑し直流にして三相インバータで交流にする。
高電圧のためインバータを使用できないとありますが、降圧トランスと昇圧トランスを組み合わせてでも検討する必要があります。

お礼

回答ありがとうございます。

なるほど、（１）の電圧だけをずらす方法だと、電圧のサイン波はずれているけど、出力が均等じゃなくなるということですね。
電圧の波形をずらしつつ、各出力も均等に割り振りたいなら（２）の方法じゃないとダメだと。

二次側が高圧で電流値が相対的に小さくなるので、各出力の比率自体余り考慮していませんでした（汗）
これは設計を変更して大本の電源（家庭用）自体を三相インバータで分けて、一次回路を３個作って二次側で合流させた方が良いみたいですね・・・。

回答No.4

anachrockt

> 通常コイルのＬは位相を９０度遅らし、コンデンサーのＣは位相を９０度早めると記憶してます。
この場合の位相は，電圧に対する電流の位相です．
よくわからないけど，０度は電圧出力，１２０度と２４０度は電流出力にしたいのかな？
三相とも電圧出力にしたければ，Ｒ，Ｌ，Ｃ使って移相すれば良いでしょう．
その場合に，Δ結線で０度はそのまま，Ｒ，Ｌ，Ｃ使って±６０度にするのはまれにやります．
問題は高圧のＬ（リアクトル）で，懇意にしているトランス屋がないと入手が大変でしょう．
Ｒ，Ｌ，Ｃの計算は，電気の基本を知っていれば簡単です．
例えば，こんな電気回路の教科書に載ってます．
http://www.amazon.co.jp/dp/4339000795

お礼

回答ありがとうございます。

そうか、LとCが遅進するのは電圧に対する電流の位相ですね（汗）
勘違いしてました。
確かに三相とも電圧出力で１２０度と２４０度ずらしたい訳です。

＞問題は高圧のＬ（リアクトル）
ということですが、もし計算でLが出せるのなら自分で数値に合うコイルを作ろうかと考えてましたたが自作は厳しいですか？

あと参考書籍の紹介ありがとうございます。手元にも昔大学で使った基礎電気工学の本があるのですが、電気工学科ではなかったので、本自体がぺらぺらで全然参考にならないんですよね。それに大学の教科書なんで数式優先で現実的な対処法とかは皆無ですし・・・。
教授の懐に金が入るだけの教科書を排除して、良い教科書を採用しないと日本の学生がドンドン馬鹿になるようで怖いです（汗）

因みにネット上で参照できる場所をどなたかご存知ないでしょうか？

回答No.3

ruto

単相３線式ならＲＬＣで１２０度ずらせそうに思います。
負荷Ｒが３個あって仮にＲが１０００ΩとすればＸＬ＝ＸＣ＝１７３２Ω、とし電源ＲとＸＣ、ＲとＸＬを各直列につなぐとＲには電源電圧Ｖに対して６０度遅れと進みがＲにかかります。Ｒの他端は中性点側につなぐ。これで１２０度の位相が発生します。次に－Ｖを３個目のＲにかけますが電圧がそのままかかるので他のＲに等しくするためにＲを２個直列にします。
　これで3個のＲに１２０度ずつずれた電圧をかけたことになりませんか。電圧は電源電圧の1/2Ｖになりますが。
　あまり自信はありません。

お礼

回答ありがとうございます。

お礼メール随時受信にしていたのに、何故か飛んでしまいました。申し訳ありません。

うーん・・・なんとなく意味はわかるのですが、図解がないと私みたいな鈍い人間にはなかなかピンときません（汗）

先ほど一番新しい方の回答にお礼をしたのですが、その方のご指摘どおり、やはり電圧だけでなく出力も均等にしたいなら、大本の電源から三相に代えて、一次回路を三個作ってしまった方が結論的には一番安全だと感じました。

また何かありましたら、よろしくお願いします。

回答No.2

spring135

No.1です。
もちろんRを組み合わせます。

お礼

回答ありがとうございます。

えーと（汗）
もう少し具体的に書いて頂かないと良く判らないのですが・・・

回答No.1

spring135

LやCを使った移相器(phase shifter)で位相を120度、240度ずらすことが考えられますが、実際に使ったことがないのでこれ以上は判りません。

お礼

回答ありがとうございます。

やはりLやCを使った移相器しかありませんか・・・。
そこで更に質問なんですが、通常コイルのＬは位相を９０度遅らし、コンデンサーのＣは位相を９０度早めると記憶してます。
以上のことからモーターの力率改善用の進相コンデンサーは知っているのですが、ＬとＣは同じ９０度同士の遅相、進相なのに、どうすれば１２０度や２４０度のずれが起こせるのでしょうか？

単純に考えると回路に
Ｌを付加すれば９０度遅相
Ｃを付加すれば９０度進相
ＬとＣを付加すれば±０度
の３パターンしか出てこないのですが・・・。

もしご存知ならご回答お願いいたします。