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電圧不平衡率
三相交流は、
電圧が等しく、位相が互いに 120°づつ異なる、３つの相から成る。
だが、負荷の状況 (相による負荷の違い) などにより、
相によって電圧が異なったり、
位相の差が 120°からずれたりすることがある。
これを電圧不平衡と呼び、その不平衡の程度は
正相電圧に対する逆相電圧の比率である
電圧不平衡率 (逆相分; negative sequence component) によって表現できる。
正相電圧、逆相電圧、零相電圧
三相交流電圧は各相の電圧と位相によって表現することができるが、
これは正相電圧、逆相電圧、零相電圧の３つによっても表現できる：
- 正相電圧 (positive sequence voltage)：
- 順方向に回転する成分。
三相が完全に平衡している場合、正相電圧はその相電圧と等しくなる。
- 逆相電圧 (negative sequence voltage)：
- 逆方向に回転する成分。
三相が完全に平衡している場合、逆相電圧はゼロとなる。
- 零相電圧 (zero sequence voltage)：
- 相電圧を示す三角形の重心に相当する電圧。
三相が完全に平衡している場合、その重心は正確に中央に位置し、
従って零相電圧はゼロとなる。
これらは、
各相の電圧 Ea、Eb、及び Ec
(いずれも絶対値ではなくベクトルであることに注意) から、
以下の式を用いて算出することができる：
- 正相電圧
- E1 =
(Ea + a Eb + a2Ec) / 3
- 逆相電圧
- E2 =
(Ea + a2 Eb + a Ec) / 3
- 零相電圧
- E0 =
(Ea + Eb + Ec) / 3
ここで、a は、ベクトルの位相を 120°回転させる演算子である。
これらの電圧は相電圧のように素直に観測できるものではなく、
感覚的に理解しにくいものでもあろう。
だが、この表現は、平衡の状態が読み取りやすいという利点を持ち、
電力分野においては故障計算などとの関連でも広く用いられている。
by Tom Sato, 2008-05-10