전기공학

삼상 전력

선과 상, 와이·델타, √3 전력, 전동기 스케치.

기초

선과 상

삼상은 120° 떨어진 세 정현 전압입니다. 상전압은 각 권선(또는 부하 한 다리)에 걸리는 전압이고, 선전압은 두 선 사이입니다. 평형 와이에서 V_L = √3 V_Ph, I_L = I_Ph 입니다. 델타에서는 V_L = V_Ph, I_L = √3 I_Ph 입니다. 중성선이 있으면 불평형 전류가 돌아갈 길이 생깁니다. 배전은 보통 사선(삼상+중성)을 씁니다.

와이와 델타

와이(Y)는 한점이 중성이고 세 다리가 밖으로 나갑니다. 델타는 삼각형으로 감아 선만 세 가닥입니다. 변압기·전동기 결선에서 Y–Δ 기동이 돌입전류를 줄이기도 합니다. 같은 선전압이라도 결선에 따라 권선이 보는 전압이 바뀝니다. 결선도를 그리기 전에 V_L 과 V_Ph 를 먼저 적으세요.

삼상 전력

평형 삼상 유효전력은 P = √3 V_L I_L cos φ 입니다. φ 는 상전압과 상전류 사이 각입니다. 무효전력·피상전력도 같은 √3 꼴로 씁니다. 단상 세 개를 120°로 돌리면 순간 전력이 덜 울렁여 회전기에 유리합니다. 역률 개선은 커패시터로 φ 를 줄입니다. 계량기는 보통 이전력계법 또는 삼소자 방식을 씁니다.

전동기 스케치

유도전동기는 고정자 회전자계가 회전자에 전류를 유도해 토크를 만듭니다. 동기 속도 n_s = 120 f / p (분당 회전, p 극 수)입니다. 슬립이 있어야 유도 토크가 납니다. 기동 전류가 커서 소프트스타터·인버터를 씁니다. 브러시 없는 구조가 많아 공장 동력의 기본입니다. 상 순서가 바뀌면 회전 방향이 뒤집힙니다.

공식

와이 선·상

V_L = √3 V_Ph, I_L = I_Ph

평형 가정.

기호

V_L 선전압
V_Ph 상전압

델타 선·상

V_L = V_Ph, I_L = √3 I_Ph

평형 가정.

기호

I_L 선전류

삼상 유효전력

P = √3 V_L I_L cos φ

평형. φ 는 역률각.

기호

φ 전압–전류 위상차

동기 속도

n_s = 120 f / p

분당 회전. f 주파수, p 극 수.

기호

f 주파수
p 극 수

핵심 표

120°	세 상의 전기각 간격. 합 전압 벡터가 0에 가까움(평형)
역률	cos φ. 지상이면 유도성 부하가 많음
색 관례	나라마다 다름. 작업 전 현지 규정을 확인