三相電力計算ツール
線または相の値から三相の実電力、無効電力、皮相電力、皮相電力、電流、および力率を計算
公式
仕組み
三相電力計算機は、産業用電気システムの実電力、無効電力、皮相電力を計算します。これは、モーターのサイズ、変圧器の選択、および負荷バランシングに不可欠です。電気技師、産業用電気技師、設備設計者は、このツールを使用して機器の定格を指定し、回路容量を検証します。IEEE Std 141 (Red Book) によると、三相システムは、同じ導体サイズを使用する単相システムよりも 73% 多くの電力を供給し、瞬時電力が一定であれば、単相システムの方が単相電力よりも 73% 多く供給されます。P = √3 × VL × IL × PF という基本的な関係は、平衡三相負荷に適用されます。ここで、VL は線間電圧、IL は線間電流です。Y (Y) 接続の場合、V相 = VL/√3、I相 = IL、デルタ (δ) 接続では V相 = VL、I相 = IL/√3 となります。NEMA MG-1によると、標準の三相モーター電圧は208/230/460/575V (60 Hz) および 380/400/415 V (50 Hz) で、定格動作時の電圧許容誤差は± 10% です。負荷が不均衡になると、負のシーケンス電流が発生し、モーターの加熱が増加します。IEEE Std 112によると、電圧のアンバランスが 2% になると、電流のアンバランスが 8%、温度が5～10°C上昇します。
計算例
次の三相負荷がかかるCNC機械工場用のトランスのサイズは、50馬力のモーター (460V、0.85PF、90% の効率)、30kWの暖房負荷 (単位PF)、20 kVA VFDシステム (0.95PF) です。ステップ 1: モーターを kW に変換 — P_モーター = 50 × 0.746/0.90 = 41.4 kW。S_Motor = 41.4/0.85 = 48.7 kVA。Q_Motor = √ (48.7²-41.4²) = 25.7 kVar。ステップ 2: VFD 電力の計算 — P_VFD = 20 × 0.95 = 19 kWQ_VFD = 20 × √ (1-0.95²) = 6.2 kVar。ステップ 3: すべての負荷の合計 — P_Total = 41.4 + 30 + 19 = 90.4 kW。q_Total = 25.7 + 0 + 6.2 = 31.9 kVar。s_Total = √ (90.4² + 31.9²) = 95.9 kVA。ステップ 4: 需要係数の適用 — NEC 430.26 によると、モーター需要 = 最大規模の 125% +その他の 100%: 52 + 30 + 19 = 101 kW 相当。ステップ 5: サイズトランス — 112.5 kVA または 150 kVA の標準サイズ (計算では 95.9 kVA の次側) を使用します。将来の成長に備えて 20% のマージンを追加してください。150 kVA を推奨します。
実践的なヒント
- ✓NEC 220.61によると、三相4線式システムのニュートラル導体のサイズには 70% の需要率を使用します。バランス負荷では中性電流がゼロになるため、完全なニュートラル容量が必要になることはほとんどありません
- ✓モーターを接続する前に相回転（A-B-C）を確認してください。逆回転するとポンプやコンプレッサーが損傷します。設置時には相回転計（Fluke 9062）を使用してください
- ✓IEEE Std 112によると、位相間で負荷を 5% ～ 10% 以内に分散させる電流の不均衡により、トランス損失が 20%、モーターの加熱が 10°C 増加します。
よくある間違い
- ✗紛らわしいライン値と位相値 — 480Vデルタシステムでは相電圧が480V、480V WYEシステムでは相電圧が277V、間違った値を使用すると電力計算で 73% の誤差が生じる
- ✗単相式を三相に適用すると、P = V × I × PFは単相、三相にはP = √3 × VL × IL × PF（1.732の差の係数）が必要です
- ✗見かけ上の電力計算では力率を無視します。つまり、0.8PFの100kW負荷では125kVAの変圧器容量が必要で、480Vで120Aではなく150Aを消費します。
よくある質問
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